정보 분석 기업 엘스비어(Elsevier)는 지난해 11월 세계 상위 2% 토토사이트 썸자 명단을 발표했다. 세계 상위 2% 토토사이트 썸자 수는 대학이 보유한 세계적 수준의 토토사이트 썸 경쟁력을 갖춘 토토사이트 썸자의 수를 나타내는 것으로, 한양대는 95명이 명단에 이름을 올렸다.

윤소원 화학과 교수는 2015년에 한양대 이달의 연구자상 수상에 이어 2019년에 대한화학회 유기 분과에서 수여한 심상철 학술상을 받는 등 꾸준히 국내외로 인정받았다. 더 나아가 지난해 윤 교수는 세계 상위 2% 연구자에 선정됐다. 또한, 가장 최근에는 한양대 산학협련단에서 지정하는 금주의 우수논문에도 선정됐다. 인간 삶에 필수적인 유기화학 연구를 통해 국내 기초 과학을 활성화하며 산업 발전에 기여하는 윤소원 교수를 만나 이야기를 나눴다.

교수님께서는 주 분야로 유기화학 분야를 연구하고 계신데요. 유기화학에 대해 간단한 설명 부탁드립니다.

유기화학은 탄소를 포함하는 유기 화합물과 그것의 결합 및 구조, 물리적 성질, 화학적 성질을 토토사이트 썸하는 학문입니다. 지구상 생명의 기원인 메탄가스부터 단백질, DNA 등과 같은 생명체의 구성 성분과 대사 관련 생체 화합물 모두 탄소 화합물, 즉 유기 화합물이죠.

생체 분자들은 아주 다양한 유기 화합물로 구성되어 있고, 이들의 상호 작용이 매우 중요한데요. 생체 내에서 일어나는 대부분의 반응은 유기화학과 관련이 있어요. 이런 생체 관련 화합물의 연구에서 시작된 것이 유기화학입니다. 현재 유기화학의 연구 영역은 전 과학 분야에 걸쳐 광범위하게 활용되며 의학, 약학, 생화학, 석유화학, 정밀화학, 고분자, 전자재료 및 반도체 등에 이르기까지 다양한 분야의 기초학문으로써 연구되고 있어요.

유기  화합물이 일상생활에서 사용되는 예시에는 무엇이 있나요.

유기 화합물은 우리의 의식주 및 기타 모든 일상생활과 아주 밀접한 관계를 맺고 있기 때문에 굉장히 많아서 열거하기가 힘들어요. 주위를 돌아보면 유기 화학과 관련된 제품을 손쉽게 발견할 수 있습니다.

아침에 일어나서 가장 먼저 접하는 비누, 화장품, 의류, 음식 등의 원료가 모두 유기 화합물이에요. 항상 손에 들고 다니는 스마트폰과 태블릿, 컴퓨터, TV 등의 하드웨어인 플라스틱이나 OLED 디스플레이뿐만 아니라 몸이 아플 때 사용하는 온갖 의약품, 세제류, 비료, 살충제나 제초제 등과 같은 농약들도 포함되죠. 학교 또는 직장에 출퇴근 시 탑승하는 차 자체의 부품 원료와 차량 연료 등도 마찬가지예요. 이렇듯 유기 화학과 관련한 제품들이 너무 많아서 이것들이 사라진 현대인들의 삶은 상상할 수도 없습니다.

유기 화합물의 합성을 위한 반응을 개발하고 계세요. 유기 반응을 디자인한다는 것은 어떤 의미인가요.

모든 유기 화합물은 기본적으로 탄소(C)를 포함하고 있고, 그 외에도 수소(H)와 헤테로원자라 불리는 질소(N), 산소(O), 할로젠(F, Cl, Br, I), 황(S), 인(P)과 같은 원소를 포함합니다. 이렇게 탄소와 수소 그리고 여러 가지 헤테로원자들을 이용해 다양한 공유 결합 조합을 만들 수 있죠.

몇 가지 원소들의 조합을 통해 다양한 구조와 성질을 가진 작용기가 만들어지면 그 특정 작용기에 의해서 그 물질의 물리적 성질뿐 아니라 화학적 성질인 반응성이 달라져요. 작용기마다 다양한 기능이 있고, 화합물의 일부인 작용기가 전체 화합물의 고유한 물리·화학적 성질에 크게 영향을 주는 것이죠. 

유기 반응이란 이런 작용기의 생성과 다른 작용기로의 변환을 말하는 것으로, 유기 반응을 통해 새로운 유기 화합물을 합성할 수 있어요. 새로운 반응은 유기 화합물의 종류와 기능성을 더욱 다양하게 만들 수 있습니다. 

유기화합물 합성을 위한 반응을 디자인할 때 중요하게 생각하시는 부분은요.

유용한 새로운 물질을 만들어 내는 반응을 디자인하고 수행할 때 제가 고려하는 부분은 효율성, 선택성, 경제성, 친환경성이에요.

기본적으로 원하는 물질을 높은 수율로 합성하는 반응의 효율성이 매우 중요합니다. 이어서 원하는 것만을 선택적으로 얻기 위해 여러 반응 인자를 조절해 부반응을 줄이는 동시에 선택성을 높이고자 하죠. 

또한 기존의 방법에 비해 저렴한 시약이나 촉매를 사용하고 반응 단계 수를 줄여 경제성을 높이고자 합니다. 마지막으로 환경에 유해한 요소를 최대한 줄일 수 있도록 친환경성에도 신경쓰고 있어요.

최근에 다양한 고려 요소 중 친환경성에 더 관심을 가진 이유가 있다면요.

최근 지구 온난화에 의한 여러 기후 이상 현상으로 전 세계가 고통 받고 있어요. 화학, 특히 유기화학은 인간 삶의 질을 향상하는 데 엄청나게 크게 기여해왔지만 사람들은 공장의 폐수나 검은 연기를 가장 먼저 떠올리며 화학이 환경오염의 주범이라고 생각하고 기피합니다.

그러나 환경오염의 문제를 해결할 수 있는 것 역시 화학, 특히 유기화학입니다. 따라서 환경적인 문제를 해결하고자 많은 연구자들이 친환경적 합성을 위한 반응을 디자인하고 개발하는데 목표를 두고 있어요.

유기 반응을 수행할 때 단계별로 많은 용매(용질을 녹여 용액을 만드는 물질)가 필요하고, 부산물이 생기면서 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있어요. 따라서 산업 현장의 공정 과정에서 환경에 유해한 요소를 최대한 줄일 방안을 마련하고자 합니다. 예를 들면, 독성 시약의 사용과 폐기물 생성을 최소화하고, 반응 단계와 후처리 단계 수를 줄여서 필요한 유기 용매와 시약 사용량을 줄이는 방식으로 환경을 신경쓰고 있습니다. 

현대 과학에서 특히 유기화학이 중요한 이유는 무엇인가요.

유기화학 연구는 인간의 삶에 필수적인 다양한 물질에 대한 연구로 의약화학, 신약 개발, 석유화학, 정밀화학, 전자 소재 개발 등에 이르기까지 여러 분야에 광범위하게 활용될 수 있어요.

따라서 대부분의 기업 및 연구소에서 유기화학자들의 연구 결과에 크게 의존해 왔고, 앞으로도 첨단소재의 개발과 응용에 있어서 연구 영역이 복합적으로 변화될 것으로 기대됩니다.

미래 4차 산업 시대엔 새로운 기능성 물질과 신약 개발을 통해 인간의 건강과 풍요로운 삶을 끌어 낼 것입니다.  이를 위해서 현대 과학에서 새로운 유기화합물의 합성과 새로운 반응 시스템의 개발을 통한 유기합성 방법론의 제시가 매우 중요합니다. 

마지막으로 연구를 시작하는 것조차 어려워하는 학생들이 많아요. 이런 학생들에게 조언을 해주신다면요.  

우선 지금까지 성실하게 연구에 임해주고 좋은 연구 결과를 내어준 졸업생들과 재학생들에게 감사한 마음이에요. 학생들과 상담을 해보면 대부분이 잘할 수 있을지 걱정돼 대학원, 특히 박사과정 진학을 망설이는 경우가 많아요. 그러나 인생에 쉬운 것은 없습니다.

어떤 분야든 연구란 쉽지 않은 일입니다. 연구는 항상 꾸준히 노력하는 자세와 진실성, 늘 공부하고 생각하는 자세가 필요하다고 생각해요. 이런 마음가짐과 자세만 있으면 충분히 가능합니다. 너무 겁내지 말고 자신의 잠재력을 시험하고 도전해 보길 적극 추천해요!