세바시 1446회 | 40년 과학자 인생을 회개합니다 | 이정환 한국재료연구원 원장

40년 과학자 인생을 회개합니다

 

 

• 여름은 무려 20일이나 길어졌고, 겨울은 22일 정도 짧아졌다고 합니다.
• 지금은 조금씩 점진적으로 하는 게 아니라 확 돌아서야 할 때입니다.
• 이 OOO를 이용해 기후변화의 위기를 진정 해결할 수 있는 방법이 아닌가 생각합니다.

 

 

40년 동안의 과학자 인생을 회개합니다

 

 

안녕하세요. 저는 한국재료연구원원장 이정환입니다.

 

여러분들 올여름 어떻게 보내셨나요? 

 

여름은 무려 20일이나 길어졌고 반면에 겨울은 22일 정도 짧아졌다고 합니다.

이제 모두가 이와 같은 기후 변화가 심각해지고 있다는 걸 잘 알고 계실 겁니다.

그런데 이를 어떻게 해결할지에 대해서는 아마 확실히 잘 모르실 거예요.

오늘 이 자리에서 제가 그 방법에 대해 이야기를 나눠보고자 합니다.

 

 

흔히 탄소는 지구를 뜨겁게 하고 지구 온난화를 일으키는 주범으로 잘 알려져 있죠.

그런데 이 탄소는 나쁘기만 한 걸까요? 

우리가 좋아하는 다이아몬드, 또 많은 이들이 즐겨 마시는 여러 알코올음료, 드라이아이스 연필의 주 성분, 우리 일상생활과 산업 현장에서 정말 많이 쓰이고 있죠. 그리고 각종 탄소화합물은 우리의 건강을 지켜주고 있죠.

우리가 배웠던 주기율패에서 기호가 C이고 원자번호가 6인 화학 원소입니다.

지구에서 네 번째로 많이 존재하는 원소지 이 탄소가 너무나 과도하게 남용되어 좋은 탄소임에도 불구하고 나쁜 탄소로 인식되어 지구온난화의 주범으로 공격받고 있습니다.

 

제가 만약에 탄소라면 상당히 억울한 면도 있을 것 같아요.

 

IPCC

 

IPCC라는 협의체가 있습니다. 

기후 변화를 과학적으로 규명하고 대책을 마련하고자 무려 100개로 구성된 범정부 협의체입니다.

여기서 이 지구 온난화를 명백한 사실로 규정하고 지구온난화의 주범이 바로 인간이라고 아예 못을 박았습니다.

그게 바로 올해에 이루어진 일입니다. 

이전까지는 그 현상과 원인에 대한 여러 가지 가설이 난무했었죠.

하지만 이제는 바로 인간이 지구 온난화의 명백한 주범이고, 이를 우리가 제대로 컨트롤하지 않고 계속해서 온실가스를 지금처럼 배출한다면 향후 20년 내에 기온 상승 폭이 1.5도를 넘어설 것으로 예상됩니다.

 

여러분들

1.5도를 넘어선다는 건 말 그대로 우리 인간이 감당할 수 없는 정말 너무나 큰 재앙이 되게 됩니다.

인간의 무분별한 온실가스 배출로 인한 기후 변화, 우리 후대의 자손들은 얼마나 어려운 상황에 처할까요?

상상만 해도 아찔합니다. 

다른 기후에 살게 될 것이고, 또 그들은 우리가 만든 이 지구의 위기를 어떻게 받아들일까요?

 

 

영화<다운사이징>

 

여러분 혹시 지난 2017년 개봉한 영화 다운사이징을 보신 적 있나요?

지구의 인구 과잉 문제가 현안으로 닥치자 이를 해결하고자 인간 축소 프로젝트에 돌입하고 다운사이징 기술을 이용해 이를 해결하는 모습을 다뤘던 아주 재미있는 주제의 작품이었습니다.

이 영화에 사용된 기술처럼 큰 것은 작게, 작은 것은 더 작게 하고자 하는 기술이 지금 이 순간에도 계속해서 진행되고 있습니다. 이 기술이 바로 우리가 잘 알고 있는 나노 기술입니다.

 

 

나노 기술에서 나노가 왜 난장이를 뜻하는 그리스 나노스에서 유래됐는지 짐작할 수 있겠죠?
이 나노기스를 얘기하기 전에 미국의 이론물리학자인 리처드파인만을 얘기해야만 갈 것 같습니다.

그는 1959년에 캘리포니아 공대에서 열렸던 미국 물리학계에서 이러한 말을 남겼습니다.

백과사전 전체 정보를 2만 5천 분의 1 크기로 처음 축소한 사람

한 변이 0.4ml인 정육면체 크기에 외부에서 제어 가능한 회전 모터를 최초로 만드는 사람에게 천 달러의 상금을 주겠다고 말이죠.

 

이 말은 그 자리에 모인 여러 과학자들에게 호기심을 단번에 불러일으켰고, 

이 호기심으로 시작되어 약 1년 후에 회전 모터가 등장하고 25년 후에는 백과사전과 같은 그 방대한 내용이 아주 축소되는 기술이 등장하게 됩니다.

이때부터 나노 기술의 가능성이 최초로 주목받았고, 

여기서부터 우리가 잘 알고 있는 전자, 의료 에너지, 여러 가지 제조 공정, 재료 등 아주 폭넓은 분야에 이르러 과거에 불가능했던 많은 것들이 가능하게 되었습니다.

 

 

사실 과거에는 이 나노 기술이 미래의 지구 온난화를 해결해 줄 핵심 기술이 될 거라고 아무도 기대하지 않았습니다.

잘 몰랐었죠. 

작고 작은 나노세계는 볼 수도 만질 수도 없었지만, 기술이 점차 발달하면서 보는 것은 물론 원자, 전자, 이혼 분자의 움직임을 탈 수 있게 되었고, 이를 통해서 지구온난화 해결책을 제공할 핵심 기술로 나노 기술이 부상하게 된 거죠.

 

 

작고 작은 나노세계를 다루는 기술이 어떻게 미래를 구할 수 있을지 궁금하시죠?

물체가 나노 크기로 작아지면 물질의 광학적, 자기적 전기적 성질뿐만 아니라 녹는점과 촉매, 활성도 등 거의 모든 성질이 변하게 됩니다. 결국 같은 소재라도 나노 크기로 만들어지면 성질이 전혀 다른 다른 새로운 소재가 되는 것이죠.

나노 기술이 미래의 핵심 기술로 주목받는 이유는 정보통신이나 바이오, 기계, 환경, 에너지 분야 등 기존 기술들의 기술적인 한계를 극복하는 혁신 기술의 원천이기도 하지만 또 이 기술들과 융합되어서 새로운 기능과 고부가가치를 창출하게 만드는 신성장 동력이기 때문입니다.

여러분들 급속충전 배터리로 단 5분만 충전하면 서울에서 부산까지 가는 전기자동차, 수소로 움직이는 자동차, 현재 반도체의 100분의 1만큼의 전력을 소모하는 저전력 인공지능칩, 그리고 전기 공급이 필요하지 않은 에너지 자립형 주택에 이르기까지 

우리는 이 때문에 나노융합기술이 환경오염을 줄이고 자연친화적인 탄소중립 사회를 실현하는 데 커다란 해결사 역할을 해줄 거라고 믿고 있습니다.

 

 

사실 이러한 기술 발전에 이르기까지는 우리는 참 아픈 경험을 가지고 있습니다.

 

 

잠시 저의 개인적인 얘기를 한번 해볼까요? 

제가 연구원에 들어온 이후 40년 이상을 제로 연구원의 인생을 바쳐왔습니다.

처음에 연구원에 들어왔을 때, 우리나라의 과학기술은 그저 선진국 기술을 따라잡기에 급급했지요.

40여 년 전 어느 날 선진국의 기술을 보고 배우기 위해서 해외 출장을 가게 되었습니다.

그때 한 선배 연구원이 딱딱한 명함 크기의 마분지를 오른쪽 주머니에 3장, 왼쪽 주머니에 2장을 넣어주셨습니다.

그리고 제 손에 몽땅몽당 연필 하나를 쥐어주면서 기계와 공장의 레이아웃을 보게 되면 그대로 스케치하고 그걸 따라 그려보자고 하더라고요. 그 앞에서는 당연히 사진도 못 찍고 또 스케치도 못하게 하니까 각자 눈치를 보면서 몰래몰래 바지 주머니 안에서 몽당 연필로 레이아웃을 그렸죠. 따로따로 그린 하나의 그림은 그 완성도가 여러분이 당연히 상상할 수 있죠.

낮았지만,

우리가 함께 호텔방에 돌아와 맞춰보니까 상당히 높은 완성도의 레이아웃과 기계 스케치가 완성되었습니다.

참 어떻게 보면 좋은 일은 아니지만,

우리가 우리나라의 과학기술 발전을 하기 위해서 참 슬픈 이야기가 아닐 수가 없습니다.

그렇게 절실하게, 우리는 과학기술 개발을 위해 노력했으며, 그렇게 열심히 연구에 몰두하다 보니 지금과 같은 높은 기술 경쟁력을 갖추게 되지 않았나 생각합니다.

이처럼 기후변화에 대응하는 노력과 자세 또한 절실함이 있다면 충분히 해결할 수 있지 않을까요?

개인적으로 그 사이 엄청나게 발전한 우리 대한민국 기술의 우수성을 국민 여러분에게 알릴 수 있다는 사실이 무척 기쁘고 또 감회가 새롭습니다.

 

 

이제 우리도 그 사이에 많이 발전했고 세계시장을 지배할 수 있는 기술 수준의 역량을 갖췄습니다.

이에 미래에 기대되는 우리 연구원의 대표적인 나노융합 기술 두 가지를 소개하고자 합니다.

 

 

 

세계적 미래학자인 제러미 리프킨이 지난 2천년 발간한 책 수소혁명을 통해서 이런 말을 했습니다.

화석연료의 자리는 수소 에너지가 대체하게 될 거고, 세계 경제와 권력구조를 개편하는 새로운 에너지 체계가 부상할 것이라고 말이죠.

 

 

사람들은 왜 새로운 에너지원으로 수소에 주목할까요?

수소는 지구에 가장 많은 물질이고 이산화탄소 에너지입니다.

또 한 번의 충전으로 오랜 시간 작동을 가능하게 만들어 미래의 에너지 대안으로 꼽고 있습니다.

하지만 천연가스를 원료로 사용하는 부생수소는 탄소 재료와 거리가 멉니다.

태양열과 풍력 등 재생에너지를 통해 물을 전기분해함으로써 만드는 그린수소만이 완전한 청정에너지라고 할 수 있죠.

그런데 이 그린수소를 만드는 데는 고도의 기술 수준이 요구됩니다.

여러분, 만약 우리 지구의 가장 풍부한 수자원인 해수, 즉 바닷물을 이용해 그린수소를 만들어낼 수 있다면 어떤 일이 벌어질까요? 고순도의 수소를 아주 저렴한 비용으로 생산할 수도 있고, 

또 해양 재생에너지인 해상풍력과 연계해서 그린수소를 생산하면 해상에서 수소를 선박에 바로 충전해 이용할 수 있을 겁니다.

 

 

 

우리 한국재료연구원이 현재 개발한 차세대 음이온 교환막 수준의 기술이 바로 그 해답을 찾기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 이 기술은 바닷물을 이용해 그린수소를 직접 생산하고 값싼 비금속 총미를 이용해서 고순도의 수소를 아주 저렴하고 안전하게 생산할 수 있습니다.

이러한 이유로 새로운 그린 에너지를 만들어낼 수 있는 나노융합 기술의 대표 주자로 많은 기대를 모으고 있습니다.

 

 

 

또 하나를 소개해 드릴까요? 

여러분 희토류 영구 자석이라고 들어보셨나요?

이 희토류 영구 자석은 전기자동차에 사용되는 배터리와 모터, 그리고 풍력발전기도 사용되는 아주 중요한 소재입니다.

고성능 모터가 필요한 첨단 제품은 이처럼 강력한 영구 좌석을 필요로 하죠.

 

하지만 아쉽게도 이 희토류는 약 98%가 중국에서 생산되고 있습니다.

만약에 중국에서 희토류 공급을 중단한다면 우리는 각종 산업에 들어가는 모터를 제조할 수 없게 될 겁니다.

 

최근 뉴스를 보면 중국에서 이 희토류를 산업적으로 무기화하는 데 사용하고 있지 않습니까?

우리는 결국 미래에 대비해 이 히토리 사용을 최소화하거나 히토리를 전혀 사용하지 않는 연구 좌석을 개발할 필요가 있지 않을까요? 사실 히토리가 안 들어가는 새로운 좌석을 개발한다는 것은 대단히 어려운 일입니다.

이 때문에 우리가 잘할 수 있을까 ?

그런 생각도 많이 들었습니다.

하지만 이런 부담에도 불구하고 우리 연구원이 오랜 노력 끝에 결실을 얻어 세계 최초로 나노 분말을 이용해서 자성 특성을 나타내는 비희토류의 신조성 자성 물질 개발에 성공합니다.

현재의 희토류보다는 아직 그 성능이 조금은 낮지만, 가격 측면에서 분명 유리하고 자성 특성이 계속 향상되고 있어 충분히 산업적으로 활용할 수 있는 가치가 있을 것으로 기대하고 있습니다.

당연히 하이브리드 또는 전기자동차 그리고 신개념 전자부품, 풍력 발전 및 의료산업 등 미래 전략산업에도 크게 기여할 것으로 확신합니다.

 

 

 

여러분 저 사진 한번 보시죠. 

지난 2월에 독일의 디셰더루프 지역에서 열린 로젠몬타크 장미의 월요일 축제 현장 사진입니다.

코로나19 팬데믹으로 이렇게 카퍼레이드로만 진행되었다고 하네요.

사진에 보이는 긴 퍼레이드에 참여한 여러 조형물 중 하나로 기후변화라는 괴물에게 쫓기고 있는 인류가 코로나19 바이러스에 맞닥뜨린 모습을 형상화해 기후변화와 코로나로 이중 위협에 낀 현재 지구 상황을 아주 잘 표현한 조형물이라는 생각입니다.

 

 

반면에 오른쪽에 보이는 저 그림은 어떠신가요? 

저게 그림을 그려준 적이 있는 만화가 이정문 화백의 작품입니다.

그분이 2050년의 변화된 세상을 저렇게 예상하고 그리셨는데, 정말 우리가 바라고 기대하고 상상하는 이상적인 미래가 아닐까요?

저 그림이 우리에게 보여주는 유토피아의 세계는 아무것도 하지 않고 가만히 앉아 기다린다고 저절로 현실로 다가오는 게 아닙니다.

우리 모두 다 함께 힘을 모아 노력할 때 그게 눈앞의 현실이 되는 것이겠지요.

또 과학자로서 기술자로서 저의 한평생 임무이기도 하고요.

 

 

 

저는 인간이 지구온난화의 주범이기도 하지만 동시에 지혜로운 길을 찾아나갈 수 있는 주인공이 될 수도 있다고 생각합니다. 제 가슴에 달고 있는 이 배지는 한국재료연구원의 탄소중립 보안관 배지입니다.

우리 연구원은 연구본부별로 탄소 중립 정책에 대응하고자 탄소중립 보안관을 임명했습니다.

그분들이 탄소 중립을 새롭게 해석하고 정의하며 관련 신기술 개발에 힘쓰고 있습니다.

 

 

사실 지구온난화 문제 해결은 과학자들과 기술자들의 노력만으로 이루어질 수 없습니다.

우리나라뿐만 아니라 전 세계 산업구조 상황을 봤을 때, 이 탄소 중립은 분명 매우 도전적이고 어려운 과제임은 분명합니다. 

결국 과학자뿐만 아니라 정부의 적극적인 정책 지원과 각 기업의 노력, 그리고 국민 여러분의 관심과 역할이 뒷받침되어야 한다는 겁니다.

 

 

요즘 ESG라는 경영 용어가 화두가 되고 있습니다.

다들 한 번쯤은 들어보셨을 텐데 저는 이 ESG를 이 이롭고 s 슬기롭고 지 지속 가능한 것으로 바라보고자 합니다.

다시 말해 환경 사회 지배구조 경영을 실천하고자 노력하는 여러 기업뿐만 아니라 우리 모두가 이에 동참하고 적극적으로 나서야 한다는 것입니다.

각자 자신의 위치에서 연구자는 연구를, 정부는 정책 지원을, 기업은 제대로 된 ESG 경영 실천을 통해서 우리 국민들은 지구를 살릴 수 있는 작은 행동의 실천을 해야 하겠죠.

1.5도의 기온 상승폭은 분명 우리를 통해서 지켜 나갈 수 있을 겁니다.

 

저도 과학자로서 기술 발전을 위해 40년 이상을 연구에 바쳐왔지만 사실 이 사태에 이르러서는 회개하는 부분도 없지 않아 있습니다. 

여러분 혹시 헬라어로 메타노이아인 회개의 의미를 알고 계시죠?

이 회계는 오늘 10% 하고 내일 마음을 다잡고 기분이 좋아서 20% 하고 이런 식으로 점진적으로 하는 게 아니죠.
한 번에 휙 돌아서는 겁니다. 

지금은 조금씩 점진적으로 하는 게 아니라, 눈앞에 닥친 지구온난화 문제가 너무나 심각하기 때문에 확 돌아서야 할 때입니다.

그게 파괴적인 혁신이고 우리가 이 나노 기술을 이용해 기후변화의 위기를 진정 해결할 수 있는 방법이 아닌가 생각합니다.

탄소중립을 통해 미래 변화를 성공적으로 이끌기 위해, 그리고 대한민국이 글로벌 나노기술을 선도하는 국가로 나아가기

위해 세계 최고의 경쟁력을 갖춘 나노기술을 확보하고 국민 모두와 공유하는 그날까지 기후변화 위기를 슬기롭게 극복할 수 있도록 과학자로서 기술자로서 여러분 앞에 최선을 다할 것을 약속드리면서 발표를 마치겠습니다.

감사합니다.