기초과학과 산학협력으로 만들어가는 미래, 폭넓은 응용으로 기술사업화 이끌어
기초과학과 산학협력으로 만들어가는 미래, 폭넓은 응용으로 기술사업화 이끌어
  • 김윤혜 기자
  • 승인 2022.03.07 12:32
  • 댓글 0
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한남대학교 화학과 김운중 교수

지구의 온도 상승 속도가 빨라지고 있다. 기후 재앙은 먼 미래 세대가 아닌 눈앞에 다가선 내일의 일로 다가오고 있다. 한남대학교 화학과 김운중 교수는 환경오염으로 인한 기후위기 등 인류에게 닥친 문제해결의 답을 기초과학에서 찾는다. 4차 산업혁명을 가능케 하는 것도, 인류의 현안을 풀어낼 것도 결국 기초과학이라는 확신에서다. 그는 탄소복합소재에 대한 연구를 기반으로 폭넓은 산업과의 협업을 이끌어내며 다양한 대안을 제시하고 있다.

한남대학교 화학과 김운중 교수 / 사진 박성래 기자
한남대학교 화학과 김운중 교수 / 사진 박성래 기자

탄소복합소재 개발로 환경문제 대응하는 환경화학 전문가

미세먼지와 휘발성 유기화합물(VOC), 미세플라스틱과 코로나19 등이 인간의 삶에 직접적 영향을 미치며 환경 문제에 대한 관심이 쏠리고 있다. 이러한 유해물질을 차단하는 환경 분야 연구를 수행해온 김운중 교수는 환경화학 전문가로 잘 알려졌다. 그는 대기환경오염물질을 저감 및 차단할 수 있는 친환경 고기능 탄소복합소재를 개발 중이라 설명했다. 일례로 고기능 탄소복합소재에 항균금속착물화를 통해 미세플라스틱과 박테리아 등 수질오염물질을 가능한 많이 흡착제거할 수 있는 소재개발 연구가 있다.

탄소복합소재는 상당히 넓은 활용범위를 자랑합니다. 그 중에서도 경량화와 유해물질흡착에 대한 연구에 집중하고 있습니다. 실제 상용화된 고기능 마스크 필터는 빨아서 사용하는 마스크로 코로나19 초기 많은 사랑을 받기도 했죠. 최근에는 고기능 탄소복합소재가 내장된 공기정화 필터 외에도 수질정화 필터와 미세플라스틱, 항균코팅기술 등에 대한 연구를 이어가고 있습니다.”

탄소복합소재가 여러 분야에서 활용되고 있다는 설명처럼 김 교수는 폭넓은 분야에의 연구를 지속해왔다. 최근 10년 간 논문 37, 특허출원·등록 82, 기술이전 32건에 달할 정도로 활발한 연구를 펼치는 모습이다.

대표적인 것이 5년 전 중소벤처기업부의 산학공동기술개발 연구마을 사업의 일환으로 엠에스머트리얼즈와 수행한 반도체 표면 연마제(슬러리)에 대한 연구이다. 기술 발달과 함께 반도체의 소형화·집적화가 이루어지면서 반도체 평탄화 공정 또한 아주 작은 나노 스케일로 진행된다. 이때 슬러리 나노 입자의 크기제어 및 미세한 열안정성을 높이는 것이 중요해진다. 일반적으로 반도체 표면을 연마할 때 사용하는 슬러리는 높은 열에 약하고 접착력이 강한데, 슬러리의 분산안정성이 떨어지면 입자 간 응집으로 인한 스크래치 등 결함이 발생하기 쉬운 까닭이다. 김 교수는 미세하면서도 균일하며 안정적인 슬러리 분산체를 개발하고자 했다고 설명했다.

이러한 연구는 국내 최초로 스크래치가 없는 친환경 반도체 평탄화 공정(CMP)을 위한 슬러리 개발 및 특허 등록이라는 성과로 이어졌다. 나아가 기술이전에 성공하며 해당 기업의 매출은 50억 원에서 250억 원으로 수직 상승한 것은 물론 수년 내 IP 상장을 준비 중이다. 김 교수는 반도체 소재가 지속적으로 발전하여 점점 소형화되고 있는 만큼 보다 좁은 분포의 PI 범위를 가지는 슬러리 개발에 대한 방향으로 연구해 나갈 것이라 전했다.

 

산학협력 앞장선 5, 가족기업 1,000와의 네트워크 구축

소재에 대한 연구를 하다 보니 다양한 분야에의 적용이 가능합니다. 소재의 응용이 이루어지며 공동연구와 제품 개발 및 특허등록, 기술이전 등의 과정이 자연스럽게 연결되고 있지요. 특히 중소기업과의 공동 연구를 통해 우리나라 중소기업 발전에 힘을 보태고자 합니다.”

현재 연구재단과 기술보증, 중소벤처기업부, 환경부의 기술평가위원으로 활동하며 수많은 중소기업 현장을 찾고 있는 김운중 교수는 우리나라 경제와 산업의 근간인 중소기업이 발전하기 위해서는 무엇보다 차별화된 기술력이 필요함을 강조했다. 중소기업의 애로사항과 연구방향 등을 평가하는 과정에서 자신이 수행 중인 연구들이 그저 연구 수준에 머무르지 않고 실제 현장에 적용될 수 있도록 끊임없이 방향성을 재확인하고 있다는 그다. 최선으로 연구에 임하는 만큼 2021 한국응용과학기술학회 우수 논문상, 2019 산학협력 우수상(특허등록부분), 2018 중기벤처부 우수 산학연협력 전문가 장관상 등 다양한 수상 이력도 보유하고 있는 김 교수는 자신의 연구 결과가 기업에 전달되어 상용화에 이르는 과정을 지켜보는 것은 연구자로써 느끼는 크나큰 기쁨이라고 강조했다. 또한 이 과정에 참여한 학생들이 논문을 발표하고, 자신이 원하는 진로를 향해 나아가는 모습을 보며 보람을 느낀다는 그다. 김 교수는 지방사립대학교의 경우 지역 중소기업들과의 긴밀한 협조가 반드시 필요한 만큼 좋은 인재 배출과 공동연구 등을 통해 상생을 이루어나갈 것이라 다짐했다.

다양한 기능성 소재들을 발굴해서 공동 연구하는 중소기업에 조금이나마 도움을 주고, 저와 함께 연구한 학생들이 원하는 기업에 잘 취업하도록 보탬이 되고 싶습니다. 기업에서 정말 필요로 하는 것은 사람이라는 생각이 듭니다. 공동연구 등의 과정에서 기업과 학생들이 잘 매칭되어 취업으로 이어지고, 현재 진행 중인 연구들이 좋은 성과로 연결되었으면 하는 바람입니다.”

김 교수는 한남대학교 내 산학협력본부장, 가족회사종합지원센터장, 창업보육센터장, 기술사업화센터장, 이노폴리스사업단 창업멘토 등을 역임하며 창업자 발굴과 기술사업화를 적극 지원하고 있다. 5년 전 그가 가족회사종합지원센터장으로 취임하던 당시 50여 개의 머무르던 가족기업 수는 현재 1,000개에 달할 정도로 크게 늘었다. 창업보육입주기업만 100개사에 달한다. 교내에 교직원 엔젤투자조합을 5호까지 만들 정도로 활발한 투자가 이어지고 있다. 그는 창업보육센터에 입주한 지투지바이오의 경우 현재 시리즈B를 진행 중이며, 1~2년 내 상장을 준비 중이라고 덧붙였다.

연구와 교육을 병행하는 동시에 여러 직책을 맡는다는 점이 처음에는 부담이 되기도 했습니다. 하지만 지금은 공동 연구하는 기업들과의 공감대 형성부터 재직자 교육, 학생들의 취업에 이르기까지 탄탄한 네트워크가 구축되었다는 점에서 뿌듯함을 느끼곤 합니다. 저 또한 많은 도움을 받고 있죠.”

한남대학교 화학과 김운중 교수 / 사진 박성래 기자
한남대학교 화학과 김운중 교수 / 사진 박성래 기자

21세기 융합의 시대, 상생과 도전으로 미래사회 준비한다

2017년 대한민국은 고령사회에 진입했다. 통계청은 현재의 추세라면 2025, 전체 인구 대비 노인 인구가 20%에 달하는 초고령 사회에 도달할 것이라고 예상하고 있다. 이와 함께 실버산업에 대한 관심이 증가하고 있는 시점이다. 김운중 교수 또한 고령층을 대상으로 하는 연구에도 매진하고 있다. 노인 냄새를 효과적으로 제거할 수 있는 식물유래 천연 추출물에 대한 연구로 연내에 실험실 창업을 통해 세정제와 스프레이 등으로의 상용화에 도전한다는 계획을 밝혔다. 또한 플라즈마를 활용해 노인 냄새를 태우며 공기 정화와 냄새제거가 동시에 가능한 공기 정화 시스템에 대한 융합연구를 수행하고 있다. 그는 우리나라보다 일찍 고령화가 진행된 일본의 경우 노인 냄새 제거를 위한 다양한 제품들이 출시되어 있다며, 일본 시장조사 결과를 토대로 실버세대를 위한 다양한 제품을 준비하고 있다고 전했다.

최근 식품과 바이오, 화장품 산업이 천연물을 주목하고 있습니다. 천연물은 알러지 등 기타 부작용들이 현저히 적다는 장점이 있기에 산업의 트렌드가 천연물로 옮겨가는 추세입니다. 이러한 관측에 따라 저 역시 향후 천연소재연구와 사업화를 이어가고자 합니다.”

창업을 준비하는 과정 속에서 김 교수가 그간 쌓아온 산학협력 네트워크가 빛을 발했다. 그간 세상은 혼자서 살아갈 수 없다는 생각으로 자신이 도움이 될 수 있는 일이라면 기꺼이 나서온 그는, 자신을 돕겠다며 손을 내밀어오는 기업들에게 감사인사를 전했다. 이러한 철학은 실제로 그의 학생들에게도 전해지고 있었다. 김 교수는 실험 도중 누군가 도움을 요청해온다면 그 일을 1순위로 처리하라고 조언한다. 자신에 대한 믿음이 있기에 부탁을 해온데다, 도움을 요청한 사람은 그 문제로 일이 중단된 상태일 가능성이 크다는 생각에서다. 이러한 조언 덕분인지 김 교수가 이끄는 복합재료분석연구실은 서로 도움을 주며 끈끈한 동료애를 다져가고 있다. 그는 사회생활에 있어 관계성이 좋다는 것은 큰 장점이자 원동력이라고 말하며, 제자들이 사회에 나간 후에도 구성원들과의 상호협력을 바탕으로 자신의 일을 즐겼으면 한다고 미소 지었다.

이제 혼자서는 연구하기 어려운 시대가 되어가고 있습니다. ‘융합이 반드시 필요합니다. 공동연구를 수행함에 있어 상부상조하며 소통하는 자세가 무엇보다 중요하다고 생각합니다.”

김 교수가 전하는 또 하나의 조언은 도전이다. 그는 'CHEMISTRY(화학)'는 곧 ‘CHEM IS TRY’라며, 그냥 시도해볼 것을 독려한다. 포기하지 않고 시도해본다면 그 결과가 성공이든 실패이든 새로운 동력이 될 수 있다는 설명이다. 연구주제의 적용범위가 넓다보니 다양한 분야에의 일을 접하고 있는 김 교수는 새로운 분야를 마주할 때면 새로이 공부하며 임하고 있다. 학생들 또한 모르는 분야에 대한 막연한 두려움을 장벽으로 느끼기보다 늘 도전하는 자세로 임하길 바란다는 전언이 이어졌다.

한남대학교 화학과 김운중 교수 연구팀 / 사진 박성래 기자
김운중 교수와 복합재료분석연구실 연구팀 / 사진 박성래 기자

중요성 커지는 기초과학...흔들림 없는 뿌리 위한 지원과 관심 필요해

최근 화학을 어렵게만 여기는 학생들이 많아지고 있습니다. 화학분야의 진로에 대한 고민도 커지고 있죠. 우리나라 과학의 발전은 줄곧 화학과 함께해왔고, 앞으로도 반드시 동행해야 한다고 봅니다. 기초과학인 화학분야에 대한 꿈을 보다 많은 학생들이 가질 수 있도록 부모님뿐 아니라 정부에서도 많은 지원과 관심을 보내주시길 바랍니다.”

UN2022년을 세계 기초과학의 해로 지정했다. 코로나19 팬데믹 속 기초과학의 중요성은 그 어느 때보다 커졌다. 백신과 치료제, 진단검사법, 바이러스 분석 등 코로나19에 대응하기 위한 인류의 모든 노력이 기초과학에 뿌리를 두고 있는 까닭이다. 김운중 교수는 과학의 발전을 위한 뿌리 역할을 할 기초과학이 흔들리고 있다며, 기초과학의 저변을 넓히기 위한 환경이 만들어져야 한다고 힘주어 말했다. 그는 4차 산업혁명 또한 기초과학이라는 바탕이 설 때 비로소 실현 가능하다며, 기초과학이라는 뿌리를 튼튼히 세우기 위한 노력이 필요함을 거듭 강조했다.

화학은 다양한 응용이 가능한 기초학문입니다. 제가 여러 분야의 기업들과 공동연구를 이어갈 수 있는 비결 또한 화학의 이러한 특성 때문입니다. 소재를 개발할 때마다 누적해온 기술과 특허를 기반으로 기술이전을 이어온 것에 이어 이제 창업에 도전하고자 합니다. 앞으로도 중소기업들과의 긴밀한 협조와 네트워크를 기반으로 중소기업의 성장을 돕고, 미래를 이끌어갈 인재들을 키워가겠습니다.”

무엇보다 강한 연구에 대한 열정으로 매일을 몰두하고 있는 김 교수. 앞으로 그가 해낼 새로운 성과에 응원의 박수를 보낸다.


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