저희 연구실은 서강대학교 화학과 소속 계면물리화학연구실로, 2021년 9월부터 시작하여 박준우 교수님의 지도하에 현재 2명의 석·박사 통합과정생, 5명의 석사과정생, 3명의 학부연구생으로 구성되어 있습니다. 저희 연구실은 고체-액체 계면과 분자 기반의 고체-고체 계면에서 나타나는 전하이동, 에너지 전달, 계면 상호 작용 등의 특이적 현상을 물리화학적으로 이해하고, 이를 활용하여 차세대 전자 소자와 차세대 에너지 소자를 구현하고자 합니다.
계면 물리화학 연구와 차세대 전자 소자 개발
연구실의 연구 주제는 크게 2가지 분야가 있습니다. 첫 번 째 분야는 고체-액체 계면에서 나타나는 고체와 액체의 상호 작용의 원인을 이해하고 활용하는 연구입니다. 전해질-전극 계면의 특성은 이차전지, 촉매 반응, 나노물질 합성, 바이오계면 등 많은 분야의 핵심 구동 원리를 결정하는데, 그 중요성에 비해 연구자들은 고체-액체 계면의 상호작용과 전기 이중층의 물리적/전기적 구조를 명확히 이해하고 있지 못합니다. 저희 연구실은 (i) 이온-전자 간 상호작용과 (ii) 용매-고체 표면 간 고전적/양자역학적 상호작용을 탐구하고 있습니다. 고체-액체 계면에 대한 학술적 이해와 더불어 이온 기반의 차세대 전자 소자를 개발하고자 하는 목표를 가지고 있습니다.
두 번째 분야는 분자 기반의 계면에서 나타나는 전하이동 특성을 탐구하는 연구입니다. 저희 지도 교수님은 분자를 통해 흐르는 전도 메커니즘과 분자의 전도도 변화 사이에 인과 관계가 있음을 밝힌 바가 있습니다. 저희는 이 결과에서 더 나아가, 분자 내 전하의 이동 과정에서 나타나는 전자-분자 오비탈 간 상호작용을 탐구하고 있습니다. 기존에 들뜬상태 분자 동역학을 탐구하기 위해 분광학적 방법을 주로 사용되었는데 저희는 전하이동에 기반하여 분자의 동역학적 특성을 새로운 관점에서 해석하고자 하고, 분자 기반의 전자 소자를 개발하는 연구를 하고 있습니다.
연구실 생활
저희 교수님께서는 저희 대학원생들 모두가 독립적인 연구 자로서 성장할 수 있도록 지도해 주십니다. 저희는 연구 주제의 설정부터 실험 설계, 데이터 해석, 연구의 응용, 나아가 논문 작성까지 한 프로젝트의 전체 과정을 개인이 독립적으로 완성해 나가는 과정을 배우고 있습니다. 이러한 교수님의 교육철학은 자연스레 저희 연구실의 운영 방식에 녹아 있습니다. 저희 구성원들은 7명 모두가 서로 다른 독창적인 주제를 연구하고 있는데, 구성원 개개인이 실험이나 연구를 하는 과정에서 발견한 흥미로운 현상이나 독창적인 아이디어로 연구 주제를 설정하여 연구를 진행하고 있습니다.
저희 연구실은 매주 1번의 랩미팅과 1번의 팀미팅을 통해 연구 진행 사항을 공유하고, 연구가 올바른 방향으로 진행되고 있는지 확인합니다. 우선 랩미팅에서는 순번에 따라 1명이 본인의 연구 주제에 대하여 처음부터 지금까지의 연구 결과들을 모든 연구실 구성원들 앞에서 발표합니다. 교수님께서 항상 연구자의 역량 중 본인의 연구를 남들에게 소개하는 전달 능력을 강조하십니다. 랩미팅에서는 발표자료는 물론이고, 연구를 진행하게 된 계기, 실험 결과, 나아가 연구가 갖는 함의점까지 마치 학회에서 발표한다는 마음가짐으로 준비하고 있습니다. 발표가 끝난 뒤에는 교수님 뿐만 아니라 구성원 모두가 자유롭게 질문과 피드백을 하며 연구나 발표의 보완점을 제시하여 연 구의 전체적인 방향성을 점검하고, 연구 전달 능력을 키우고 있습니다.
팀미팅은 두 개의 팀으로 나누어 1주일간의 연구와 리서치 결과를 공유하는 시간입니다. 이때 단순히 실험 결과를 보여주는 것이 아니라, 스스로 해석을 시도해 보고 다음 실험 계획을 수립하여 이야기합니다. 이 과정에서 교수님께서 피드백을 통해 데이터를 해석하는 방법이 올바른지 확인해 주시고, 연구의 단기적인 계획을 세우거나 수정합니다. 또한, 1주일간 읽었던 논문들 중 주요한 논문들을 간략하게 요약하여 소개하기도 합니다. 논문의 핵심적인 내용들만 요약해서 전달하기에 팀원 모두가 효율적으로 지식을 넓히고, 최신 연구 동향을 살피는데 큰 도움이 됩니다.
저희 연구실은 학회나 워크숍, 교내 논문 발표대회 등 많은 연구자들을 만날 수 있는 자리에서도 구두 발표나 포스터 발표 등을 통해 적극적으로 저희 연구를 소개하고 있습니다. 또 한 신촌 3대학 화학과 워크숍을 통해 반기에 한 번씩 세 연구실이 모여 그 동안의 연구 성과를 공유하며 친목을 다지기도 합니다. 이러한 다양한 교류를 통해서 저희 연구를 알리고, 다양한 분야의 연구들을 경험하며 연구자로서 식견을 넓히고 있습니다.
저희 연구실은 많은 추억을 남길 수 있는 즐거운 분위기를 자랑합니다. 학교 축제 기간에는 교수님과 함께 연구실에서 나와 다 같이 축제를 즐기기도 합니다. 가끔은 일찍 퇴근하여 볼링과 당구 같은 스포츠 활동을 하거나, 맛집을 찾아가 회식을 하며 즐거운 시간을 보냅니다. 올해 봄에는 날씨가 좋아 서울 식목원으로 꽃구경 겸 피크닉을 다녀오기도 했습니다. 저희 연구실은 다 같이 놀 때마다 스티커 사진을 찍는 문화가 있는데, 화이트보드에 붙어 있는 스티커 사진이 벌써 10장을 넘어가고 있습니다. 교수님께서 연구에만 전념하는 연구실 생활보다는 재미와 추억이 함께 남아 있는 연구실 생활을 추구하십니다. 이러한 교수님의 생각 덕분에 저희는 연구 외에도 함께 성장 하고 즐거운 시간을 보내며, 더욱 활기차고 의미 있는 연구실 생활을 보내고 있습니다.
저희 연구실을 소개하는 글을 쓰며 다음 학기 졸업을 앞두고 있는 저의 연구실 생활에 대하여 다시 한번 생각해 보는 기회가 되었습니다. 지금까지의 랩미팅과 팀미팅 자료들을 차례대로 살펴보니 제가 연구에서 어려움을 겪었던 시기와 그것을 해결해 나가는 과정이 보여 제가 매주 성장하였다는 것을 느낄 수 있었습니다. 또한, 저희 연구실의 추억이 가득 담긴 사진들을 하나씩 꺼내 보며 대학원생 친구들과 이야기하면서 저는 정말 즐거운 대학원 생활을 하고 있다는 것에 감사한 마음이 들었습니다. 저를 포함한 저희 계면물리화학연구실의 대학원생들을 좋은 연구자로 성장시켜 주시는 박준우 교수님께 정말 존경하고 감사하다는 말씀드리고 싶고, 지금, 이 순간에도 열심히 연구에 몰두하고 계시는 모든 대학원생분들의 노력에 힘입어 대한민국의 과학이 더 많이 발전하기를 희망하며 글을 맺어봅니다.
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