충남대학교 나노공학부/김형섭 교수
2007-11-28 취재_이종민 기자
구조용 나노금속소재 연구로 ‘2007 국가지정 연구실 사업’에 선정
웰빙시대 건강에 관심을 기울이는 사람들이 늘어나면서 기능성 나노화장품, 나노벽지, 은나노 등 나노기술을 활용한 제품이 우리 생활에 접목되고 있다. 나노기술은 인공관절 같은 바이오소재로도 활용되고 있으며 최근에는 벽지와 벽에 발라주면 이후 보수나 청소가 필요없이 인간의 편리한 삶을 도모하는 높은 부가가치의 상품으로 개발되고 있다. 이처럼 광범위하게 활용이 가능한 나노 소재를 건물이나 다리의 강재구조 재료, 생체재료, MEMS 등에 사용이 용이하게 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중심에 선 충남대학교 나노공학부 김형섭교수가 ‘2007년 국가지정 연구실 사업’에 선정되어 우수한 사업성과를 내고 있다.
작아지면 작아질수록 강해지는 나노기술
‘2007 국가지정 연구실 사업’은 과학기술부에서 주관하여 국가차원에서 전략적으로 육성해야 할 핵심기술분야 우수연구실의 연구역량을 강화할 수 있도록 지원하는 제도이다.
김형섭 교수가 이번 선정사업에 제출한 “구조용 나노금속소재의 통합형 설계 기술”은 구조용재료, 즉 강재구조재료, 항공기재료, 생체재료들에 나노 테크놀로지를 부여하고, 상혼합 구성모델(face mixture model)을 적용하여 부품을 만들 때까지 재료의 특성부터 시작해서 제작공정까지 통합설계하는 이론 및 방법론을 개발한다는 내용이다.
나노를 간단하게 설명하면 'Small is strong' 이라고 말할 수 있듯 작을수록 강하다라고 표현할 수 있다. 작아지면 비선형적으로 상상을 뛰어넘을 만큼 강도가 올라가는데 나노재료 기술은 강도와 연성을 동시에 높일 수 있는 유일한 기술이다. 그래서 예를 들면 바이오재료, 모바일폰, 스포츠소재, 미사일등의 무기산업 등에 활용되어 작으면서 강해지고 연성이 뛰어난 것이 바로 나노기술이며 그만큼 응용분야도 무궁무진하다. 세계적으로 학계현황을 보면 관련된 제출논문의 수량도 90년대 초반을 시작으로 기하급수적으로 늘어나는 것을 볼때 이미 많은 관심을 받고 있다.
현재 금속이나 세라믹 재료가 나노재료가 되면 연성을 잃어버리는 이유나 강해지는 이유를 설명하지 못할 만큼, 나노스케일에서는 모든 현상자체가 달라지며 저마다 같은 재료를 두고도 연구결과가 다르다고 한다. 이러하기에 이것을 통합하여 설명할 수 있는 이론이 있어야 신뢰성이 있는 재료를 만들 수 있어서 그것을 설명하는 10여개의 이론들이 있지만 김형섭 교수가 독일그룹과 함께 개발한 ‘상혼합 구성모델’은 이 분야에서 가장 앞선 모델로서, 2000년도에 발표한 논문이 이미 100회이상 인용된 것을 보면 알 수 있듯, 김 교수는 나노재료의 여러 현상을 설명하는 이론적인 바탕을 확립하였다.
세계적 기술에 견줄 수 있는 기술개발 시급
김형섭 교수는 서울대학교 금속공학과에서 박사학위를 받고 대기업에서 3년간 근무를 한 뒤 영국, 호주, 독일, 미국을 비롯한 세계 여러나라에 머물며 연구를 하였다. 해외에서의 다년간의 경험을 보면 세계와 견줄 수 있는 실력을 갖추어야 당당함을 보여줄 수 있고, 그것을 바탕으로 세계의 중심에 설수 있다고 말한다. 지방대 같은 경우에도 학생들이 지역최고라는 프라이드와 함께 수도권대학교에 콤플렉스를 동시에 가지고 있기 때문에 이를 극복하기 위해서는 실력을 쌓을 것을 주문하고 더불어 영어학습의 중요성을 강조했다. 그래서 김형섭 교수는 해마다 지도하고 있는 대학원생들을 수개월씩 외국으로 보내어 우리의 기술력에 대한 자부심과 그것이 세계와 이미 경쟁을 하고 있는 현재진행형임을 스스로 자각할 수 있는 프로그램을 갖추고 있다고 말했다. 또한 그는 인터뷰내내 밝은 미소를 잃지 않았으며 그의 모습에서 연구에 대한 열정과 독보적인 기술에 대한 자존심을 엿볼 수 있었다.