"기계에너지를 전기에너지로 변환 할 수 있는 압전 (Piezoelectric) 또는

 마찰대전 (Triboelectric) 특성을 가진 재료 개발연구"

지난해 8월 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학 전공 조교수로 임용된 이주혁 교수는 우리 대학 신소재공학부 학사와 나노공학과 (SAINT)에서 박사학위를 받고 미국 UC Berkeley 생명공학과 박사후연구원을 마쳤다. DGIST에서는 미래 신재생 에너지원중 하나인 에너지 하베스팅 관련 연구를 하고 있다. 에너지하베스팅이란 우리주변에 항상 존재하지만 사용하지 않으면 버려지는 기계, 열, 빛 등의 에너지원을 전기에너지로 변환하는 차세대 에너지 변환 기술이다.

성균관대 김상우 교수 연구팀은 에너지하베스팅 연구그룹 중 세계적으로 유명하며 국내에서 첫 번째로 손꼽힌다. 이주혁 교수는 김상우 교수 연구그룹에서 석박사 통합과정동안 연구하면서 좋은 실적을 많이 얻었다. DGIST에 임용된 것도 에너지하베스팅 연구로 관련분야에서 다수의 고인용 유명학술논문을 발표한 실적을 인정 받았기 때문이다. 세계 일류대학 중 하나인 미국의 UC Berkeley 생명공학과에서 박사후연구원과정 동안 인체에 무해한 생체분자(Biomolecule)를 에너지하베스팅 기술에 접목하여 새로운 연구를 주도하며 좋은 결과를 얻어 높은 점수를 받은 것도 DGIST 교수로 임용되는데 영향을 주었다.

미래 화석에너지의 고갈을 대비한 비고갈성 신재생 에너지 개발 연구는 꼭 필요하다. 에너지공학전공에서는 에너지에 대한 끊임없는 연구와 실용적인 학문을 추구하고 있다. 이주혁 교수는 태양에너지변환, 바이오연료, 연료전지, 이차전지, 에너지하베스팅 등 신재생에너지의 효율성 향상 및 재생에너지의 효과적인 활용을 위한 연구를 하고 있다. 앞으로 에너지 이슈가 끊이지 않을 것이라는 점을 보면 이 연구분야는 굉장히 유망한 전공이다.

이주혁 교수는 에너지하베스팅 연구중에서도 기계에너지를 변환하는 에너지를 연구한다. 우리주변에는 바람, 파도, 자동차, 기계의 진동 등 버려지는 기계에너지가 존재한다. 인체가 움직일 때 발생하는 근육의 움직임도 기계적 에너지원이다. 우리 인체내부에서 움직이는 심장 박동, 혈류의 움직임도 기계적 에너지원이 될 수 있다. 기계적 에너지는 압전(piezoelectric) 혹은 마찰대전(Triboelectirc) 발전소자를 이용하여 전기에너지로 변환할 수 있다. 에너지 발전소자들은 미래 wearable 소자, IoT 센서, 인체삽입형 전자소자 등 배터리를 사용하여 유지하기 어려운 전자소자를 자가발전 전자소자로써 개발하기 위한 전력원으로 사용될 수 있다. 그는 기계에너지를 전기에너지로 변환 할 수 있는 압전 (Piezoelectric) 또는 마찰대전 (Triboelectric) 특성을 가지는 재료를 개발하는 연구를 하고 있다.

최근에는 인체삽입소자로 적용할 수 있는 생체친화적인 생체모방 생체분자를 이용한 압전/마찰대전 재료 개발 연구에 중점을 두고 있다.

그는 DGIST 교수 임용 후에 모교 성균관대 김상우 교수 연구실과 공동연구를 계속 진행하고 있다. DGIST와 성균관대는 멀리 떨어져 있지만 성균관대에서 오래 있었던 만큼 연구 분야나 장비 현황을 잘 파악하고 있어 쉽게 공동연구를 진행할 수 있었다.

“세계적 석학이신 김상우 교수님과 지속적인 공동연구를 계속한다면 저 같은 초기 젊은 연구 그룹에게는 큰 도움이 될 것 같습니다.”

성균관대학교는 교수와 학생들이 원활하게 연구할 연구 인프라가 잘 구축되어 있고 성균관대학교내에 다양한 분야의 실력있는 교수가 많아 훌륭한 연구자와 다양한 분야에서 원활하게 공동연구를 진행할 수 있었다고 말했다.

“원활한 연구를 위해 학교차원에서 많은 도움을 주는 것 같습니다. 대학원생이 좋은 연구성과를 냈을 때도 포상을 받아 좀 더 동기부여를 받는 것 같습니다.”

그는 박사과정을 마치고 미국 UC Berkekley에서 박사후연구원 생활을 했고 박사과정동안 교수에 대한 꿈을 키우게 되었다. 그의 분야에서는 교수가 되기 위해 박사과정 후 박사후연구원 경력이 필수적인 부분이라 학위를 받자마자 미국에 갔다. 미국 UC Berkeley 생명공학과에서 박사후연구원 과정 동안 인체에 무해한 생체분자(Biomolecule) 재료에 대한 지식을 얻을 수 있었고 이 재료를 에너지하베스팅 기술에 접목하여 새로운 연구를 주도하며 연구를 진행했다. 세계적인 석학들이 많이 모이는 학교인 만큼 뛰어난 연구자들과 함께 소통하며 지식을 교류할 수 있었다. 다양한 분야에서 세계최고수준의 연구경험을 할 수 있는 좋은 기회였다고 한다.

“성균관대학교에는 교내학술 연구지원 사업-박사후 연수지원 사업을 통해 1년 동안 박사후 연구원에게 경제적 지원을 해주는 사업이 있습니다. 저도 2016년에 이 사업에 선정되어 학위를 받고 UC Berkeley에 박사후연구원 자리를 구할 수 있었습니다. 덕분에 물가가 높은 Berkeley에서 가족들과 함께 큰 문제없이 생활하며 연구에 집중할 수 있었습니다.”

그는 과거 선배 연구자들이 이루어 놓은 업적을 기반으로 자신이 연구할 때 도움을 받았다. 그도 자신의 연구결과들이 미래 연구자들에게 도움이 됐으면 하는 바람이 있다. 자신의 연구가 과거와 미래를 잇는 가교역할이 되는 연구업적을 이루고 싶다고 했다.

“지금도 성균관대학교의 학생들이 해외로 유학가고 더 좋은 학교로 박사과정을 가려는 것 같습니다. 단지 학교 이름만 보고 정하지 말고 좋은 연구그룹을 목표로 진로를 정하면 좋을 것 같습니다. 성균관대학교에는 국내 어느 학교에도 뒤지지 않는 세계에서 뛰어난 교수님들이 많이 계십니다. 그분들의 지도로 좋은 업적을 이루고 졸업한 학생들이 많습니다. 최근 성균관대의 위상이 전세계적으로 발전하고 있습니다. 이제는 굳이 유학을 가거나 다른 대학으로 박사과정을 가지 않아도 성균관대학교에서 훌륭한 연구를 진행하고 결과를 배출 할 수 있을 것으로 생각합니다.”