입자 크기 따라 다른 색깔 내는 양자점
수상자들이 발견하고 상용화에 초석
TV 디스플레이, 태양전지 등에 활용
수상자 명단 사전 유출로 권위 '흔들'
2023년 노벨화학상은 모운지 바웬디(왼쪽) 매사추세츠공대(MIT) 교수, 루이스 브러스(가운데) 컬럼비아대 교수, 알렉세이 에키모프 나노크리스털 테크놀로지 연구원에게 돌아갔다. 노벨상 공식 홈페이지 캡처
올해 노벨화학상은 초미세 반도체 입자인 '양자점(Quantum dot)'을 발견하고 양자점 기술 상용화의 초석을 놓은 과학자 3명에게 돌아갔다. 현재 우리가 고해상도 디스플레이로 텔레비전을 시청할 수 있는 것도 양자점 기술을 활용한 덕분이다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일 러시아 물리학자인 알렉세이 에키모프(78) 미국 나노크리스털 테크놀로지 연구원, 프랑스 화학자인 모운지 바웬디(62) 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수, 미국 화학자인 루이스 브러스(80) 미국 컬럼비아대 교수를 노벨화학상 공동 수상자로 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 "수상자들은 양자현상에 의해 특성이 결정되는 작은 입자를 만드는 데 성공했다"면서 "양자점은 이제 나노기술에서 매우 중요한 입자"라고 소개했다.
다양한 색을 내는 마법의 입자
양자점은 입자 크기에 따라 다른 색깔을 갖는다. 스웨덴 왕립과학원 제공
양자점은 나노미터(1㎚는 10억 분의 1m) 크기의 반도체 결정으로, 크기에 따라 서로 다른 색을 흡수하거나 방출할 수 있다. 크기가 클수록 붉은빛을, 작을수록 푸른빛을 내는 특성을 갖는다. 수상자 바웬디 교수의 제자인 김성지 포스텍 화학과 교수는 "양자점은 서로 다른 색을 흡수하거나 방출할 수도 있고, 빛이나 전류를 받으면 크기에 따라 다양한 색을 낼 수 있다"고 설명했다. 이 같은 양자점 기술은 삼성전자의 퀀텀닷발광다이오드(QLED) 디스플레이에도 활용되고 있다. 김 교수는 "양자점은 에너지 효율과 내구성이 높아 디스플레이, 태양전지 등 다양한 분야의 차세대 소재로 각광받고 있다"고 강조했다.
양자점은 수천 개의 원자로 구성돼 있다. 양자점의 크기를 비유해 보면, 양자점과 축구공의 크기 비율은 축구공과 지구의 크기 비율과 같다고 노벨위원회는 설명했다. 스웨덴 왕립과학원 제공
양자점 발견과 상용화 이끈 3인
수천 개의 원자로 이뤄진 양자점을 최초로 발견한 과학자는 에키모프다. 에키모프는 1980년대 초 러시아 바빌로프 국립광학연구소에서 일하면서 유리를 통해 양자점을 합성하는 데 성공했다. 이후 몇 년 뒤 미국 벨 연구소에서 일하던 브러스 교수가 액체 위에서 자유롭게 떠다니는 양자점 입자를 처음 발견했다. 벨 연구소에서 브러스 교수와 함께 일했던 바웬디 교수는 1993년 완전히 새로운 방식으로 양자점 합성에 성공해 상용화의 기틀을 닦았다.
미래에는 양자점 활용도가 더욱 높아질 것으로 예상된다. 노벨위원회는 "연구자들은 미래에 양자점이 유연한 전자장치, 작은 센서, 더 얇은 태양전지와 암호화한 양자통신 등의 기술에 기여할 수 있을 것으로 보고 있다"고 전했다.
수상자 명단 사전 유출...오점 남겨
한스 엘레그렌(가운데) 스웨덴 왕립과학원 사무총장이 3일(현지시간) 스톡홀름에서 2023 노벨화학상 수상자를 발표하고 있다. 스톡홀름=AP 연합뉴스
한편 이날 노벨화학상 공식 발표 전 수상자 명단이 사전에 유출되면서 파장이 일었다. 애초 수상자는 한국시간으로 이날 오후 6시 45분 공개될 예정이었으나, 명단이 2시간 40분 전인 오후 4시 5분 유출됐다는 외신 보도가 흘러나왔다. 예정된 시각에 공식 발표된 수상자 명단은 유출된 명단과 동일했다. 스웨덴 언론들은 노벨 화학위원회가 수상자 실명이 포함된 이메일을 실수로 먼저 보냈다고 보도했다. 한스 엘레그렌 왕립과학원 사무총장은 수상자 발표 기자회견에서 "알 수 없는 이유로 보도자료가 (먼저) 배포됐다"며 "명단 사전 유출은 매우 불행한 일로, 깊은 유감을 표한다"고 밝혔다.
주최 측이 운영에 허점을 드러내면서 상의 권위를 떨어뜨렸다는 비판을 피하기 어렵게 됐다. 그간 학계에선 과학의 범위가 크게 넓어지고 새로운 분야도 등장했는데 여전히 생리의학, 물리, 화학에 국한된 시상 체계를 고수하고 있는 노벨상에 대해 변화의 필요성이 제기돼 왔던 터라, 이번 사태가 어떤 영향을 미칠지 주목된다.
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