10월 과학기술인상, 포항공대 박문정 교수 선정
- 포기없는 엄마 과학자, 고분자 합성·제어의 새로운 패러다임을 제시-

    과학기술정보통신부(장관 유상임, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 포항공과대학교 화학과 박문정 교수를 선정했다고 밝혔다.

    ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다. 

    과기정통부와 연구재단은 박문정 교수가 고분자 합성* 및 구조분석에독자적인 기술력을 바탕으로 고분자 말단화학이라는 새로운 학문분야를 개척하여 고분자 상전이** 연구의 새 패러다임을 제시하였다고 밝혔다.

*고분자 합성: 작은 분자량을 가지는 기본 단위(단량체)가 화학 결합을 통해 큰 단위체를 이뤄 고분자를 생성함.

**상전이: 물질이 온도, 압력 등 일정한 외적 조건에 따라 한 상(phase)에서 다른 상으로 바뀌는 현상.

 

    그동안 고분자에서 말단부는 1%도 되지 않기 때문에 학계에서도 분자구조식 작성 시 말단부 생략을 허용하는 등 말단부가 고분자의 열역학적  상전이 거동과 열적 특성, 기계적 물성에 미치는 영향이 경시되어왔다.

    박문정 교수는 고분자 말단 그룹의 중요성을 선도적으로 인식하고, 말단그룹 치환만을 통해 중심부 나노구조체의 변화를 효과적으로 제어하는 새로운 방법론을 정립하였다.

    이러한 말단화학은 한종류의 고분자로부터 간단한 말단치환만을 통해 다양한 고분자구조를 유도할 수 있다는 점에서 산업적으로도 응용성이 높은 것으로 주목을 받았다. 

  박문정 교수는 실제로 이 방법론을 기반으로 상상과 이론으로만 존재하던 블록공중합체 시스템에서 배관공의 악몽(Plumber΄s nightmare) 구조를 최초로 발견하였다. 

    블록공중합체는 한 단량체의 블록이 다른 단량체의 블록과 연결된  고분자로 자체 조립이 가능해 반도체와 의료 등 여러 분야에서 널리 활용되지만, 구조가 복잡해질수록 열역학적 안정성이 떨어져 제작이 어려웠다. 

    ‘배관공의 악몽’ 구조는 고분자 사슬 말단이 모두 중앙에 모여 다른 나노 구조체와 차별화된 광학적‧기계적 특성을 가질 것으로 기대되어왔지만, 실제로는 구현이 어려워 불가능의 영역으로 인식되었다.

    이를 해결하기 위해 고분자 사슬 말단그룹의 분자인력을 체계적으로 변화시켜 다양한 특성을 가진 고분자 블록공중합체를 개발하고, 메타성질*로 각광받는 복잡네트워크 구조 구현 방법론을 정립하였다. 일련의 연구결과는 2024년 1월 사이언스 지(Science)에 게재하였다.

*메타성질: 소재의 내부 구조나 표면을 변화시켜 얻어낸 자연계에서 없는 성질

    박문정 교수는 “교과서에 없던 주제에 빠져 7년동안 한우물을 판 것이 성과를 보여 기쁘게 생각한다. 앞으로도 전고체 전지 등 에너지 소재로 쓰이는 전하수송 고분자 설계·합성 분야의 국제적 입지를 높이기 위해 노력하겠다”고 밝혔다.