첨단 광학 분야 기술적 난제 해결
상온 100일 이상 구조적 안정성 유지

김동하 이화여자대학교 화학·나노과학과 교수가 과학기술정보통신부 3월 '대한민국 과학기술인상' 수상자로 선정됐다. /과기정통부

[더팩트｜우지수 기자] 김동하 이화여자대학교 화학·나노과학과 교수가 차세대 초분자 키랄 광학소재 기술을 개발한 공로로 3월 '대한민국 과학기술인상' 수상자로 선정됐다. 빛의 성질을 나노 단위에서 정밀 제어하는 원천기술을 확보해 3D 디스플레이와 정보보안 등 첨단 광학 분야의 기술적 난제를 해결했다는 평가를 받는다.

4일 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 3월 수상자로 김 교수를 선정하고 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여한다고 밝혔다. 과기정통부는 올해부터 우수과학자 포상의 권위를 높이기 위해 기존 '이달의 과학기술인상'을 '대한민국 과학기술인상'으로 격상해 운영하고 있다.

최근 첨단 광학 분야에서 빛의 회전성인 편광을 제어하는 키랄 광학소재가 핵심 기술로 꼽히고 있다. 하지만 기존 고분자 기반 조립 방식은 외부 환경 변화에 취약하고 가시광 영역 중 적색 원편광을 안정적으로 구현하기 어려워 범용적 원편광 발광 소재 제작에 한계가 있었다.

김 교수는 별모양 블록 공중합체를 조립 단위체로 도입해 외부 자극에도 흔들림 없는 초분자 키랄 공동조립 플랫폼을 제시해 기존 한계를 극복했다. 키랄 정보가 분자 수준에서 거시 구조까지 정밀하게 증폭되도록 설계해 상온에서 100일 이상 구조적 안정성을 유지하는 초분자 시스템을 구현했다.

해당 플랫폼에 비키랄 발광체를 도입해 적색을 포함한 가시광 전 영역에서 고효율 풀컬러 원편광 발광을 달성했다. 제작된 조립체는 기존 고분자 기술 대비 가장 높은 발광 효율을 보였고 반복적인 가열과 냉각 순환 후에도 성능 저하가 없는 광학적 안정성을 입증했다. 이 연구 성과는 국제학술지 '사이언스'에 2025년 8월 게재됐다.

김동하 교수는 "이번 연구는 미시적인 분자의 키랄성 정보가 어떻게 거시적인 초분자 구조로 전달되고 증폭되는지에 대한 원천 메커니즘을 규명한 데 학술적 의의가 있다"며 "앞으로도 공동연구자들과 쌓은 굳건한 신뢰와 협력을 바탕으로 서로 다른 영역에 응용되는 소재를 설계하는 보편적인 원리를 구축하고 공유해 나가겠다"고 밝혔다.

index@tf.co.kr

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