안녕하세요. 메트릭 회원 여러분!
서울대학교에 세상에서 제일 작은 도자기를 만드는 기술을 가지신 분이 계시다고 합니다.
오늘 인터뷰에서 만나 보실 분은 나노 기술을 활용하여 여러 가지 재미있는 연구를 하고 계신 서울대학교 기계항공공학부 김호영 교수님입니다. 그럼 교수님을 직접 만나 뵙고 이야기를 나눠 보도록 하겠습니다.1. 지금 교수님께서 하고 계시는 연구주제와 내용에 대해서 간단히 말씀해주시기 바랍니다. 저희 연구실 이름은 마이크로 유체역학 실험실입니다. 유체역학을 굉장히 작은 크기에서 연구하고 있습니다. 구체적으로는 굉장히 작은 곤충들이 물위에서 사는 원리나, 아니면 굉장히 작은 스케일에서 마이크로 나노 물체들을 만들 수 있는 동력, 또는 그것과 관련된 여러 가지 유체현상들에 대해서 연구를 하고 있습니다.2. 세상에서 제일 작은 도자기를 만드시는 기술을 가지고 있다고 들었는데요. 이게 일렉트로 스피닝(Electro spinning, 전기방사)이라고 알고 있는데, 이 기술의 원리에 대해서 간략히 설명해 주세요. 보통 일레트로 스피닝에서는 폴리머 숄루션(polymer solution)이었는데요. 고분자 미세 액적(micro-drop)에다가 굉장히 강한 전기장을 걸어주면, 고분자 액적이 전기가 생기게 되고 전하로 대전이 되는데, 원래 접촉하고 있던 전극에서 굉장히 강한 반발력을 받아서 밖으로 튀어나가게 됩니다. 튀어나가게 될 때, 나노스케일( Nanoscale)의 굉장히 가느다란 물줄기로 튀어나가게 되거든요. 나노 스케일의 재성을 만들 수 있는 굉장히 간단하고 쉬운 방법이 되겠습니다.2-1. 이것을 이용해서 어떤 것들을 만들 수 있나요? 보통 사람들이 이것으로 만드는 것은 폴리머 파이버(polymer fiber)로 나노섬유 제조하는데 쓰이고 있습니다. 나노 섬유를 가지고 세포들을 키울 수 있는 세포 지지대 라던지 인공혈관 같은 다공성 물질에 여러가지 기능성을 가진 폴리모 물체를 만드는 데 쓰이고 있습니다.3. 최근에는 소금쟁이 점프의 원리를 재현하는 실험을 하시기도 하셨는데요. 이 연구를 하시게 된 계기나 배경이나 있으시면 연구내용과 함께 말씀해 주시기 바랍니다.원래 생물체에 관심이 많았습니다. 제가 기계공학을 하지만 사실 생물이 살아가고 특히 동물이 운동하는 원리도 기계가 작동하는 원리랑 비슷하기 때문에, 그런 것들을 역학적으로 밝히면 굉장히 재미있고, 사람들이 앞으로 응용할 수 있는 좋은 계기가 될 수 있지 않을까 해서 관심 있게 살펴보는 중에 소금쟁이가 제가 연구하는 주제랑 굉장히 밀접한 관련이 있다는 것을 알게 되었습니다. 물체가 작으면서 물위에서 표면장력을 이용해서 평생을 살아가기 때문에 거기서 움직이고 뛰어다니고 하는 것들을 역학적으로 분석을 하면, 의미가 있는 연구가 될 것이라 생각을 해서, 관심을 가지고 관찰하고 해석하는 연구를 하게 되었습니다.4. 교수님께서 음악이나 미술에서 생활 속에 여러 가지 현상들을 물리적으로 해석하고 메커니즘을 규명하는 재미있는 연구를 하시는 걸로 알고 있습니다. 구체적으로 어떤 연구들을 하셨는지? 또한 이러한 연구를 하게 된 동기나 계기가 있으신지? 원래 제가 생각하는 것은 공학이라는 것은 공장에서 무엇을 하고 사람들이 보통 실생활에서는 잘 쓰이지 않는 학문이라고 생각을 하는데, 제가 생각하기에는 기계공학 중에서도 제가 연구하는 유체역학, 고체역학 같은 거는 일상생활에서 늘 일어나는 일들을 과학적으로 분석할 수 있는 굉장히 좋은 도구가 됩니다. 우리 공학하는 사람들이 너무 등한시하고 자기들이 빠져있는 특정한 연구주제만 가지고 하니깐 사람들하고 일상생활에서 많이 괴리된 느낌이 있는데, 제가 가지고 있는 학문적 관심은 사람들하고 굉장히 밀접한 관련이 있으면서 전혀 공학적이라고 느끼지 못하는 그런 문제에 대해서 과학적으로 분석하여 밝혀내는 것이 제 중요한 연구 관심사입니다. 특히 음악이나 미술 같은 예술분야에 대해서 공학을 접목을 하면, 이 공학과 예술의 만남이라는 것이 멋있는 일이기도 하고 의미가 있는 일이기도 해서 하고 있습니다. 제가 예술적으로 공학을 이용을 하는 방법에 연구로 요즘 특별히 연구를 하고 있는 것이 피직스 페인팅(Physics Painting)이라고 해서 그림 그리기나 조각이나 아까 말씀 드렸던 도자기들과 관련된 물리적 현상들을 밝히는 거죠. 특히나 붓이 물감을 가지고 캔버스에다가 펼칠 때 어떻게 하면 붓이 많은 물감을 빨아들여서 어떤 원리로 물감이 종이나 캔버스에 펼쳐지는가? 그런 것을 수학적으로 분석을 해서 화가들이 어떤 강도로 붓을 찍었을 때, 얼마나 선의 크기가 굵어지느냐? 두꺼워지느냐?를 수학적으로 분석해내는 연구를 하고 있습니다. 또한 음악은 전자 플룻을 만드는 것을 연구하고 있습니다. 음악이 소리를 만든다는 것이 기계적으로 중요한 원리이기 때문에, 전자기타, 전자오르간이라는 것들은 있지만 관악기의 경우는 전자적인 악기가 없는 거 같습니다. 그런 관악기의 작동원리를 밝혀서, 전자회로랑 연결을 해서 만드는 연구도 하고 있습니다. 미술과 음악, 여러 가지 등에 대해서 사람들이 생각을 많이 안 하지만 우리들이 공학적으로 분석할 수 있는 내용들을 찾는 게 연구의 관심사이기도 하고 즐거움이기도 합니다.4-1. 그런 소재들을 어떻게 생각을 하시는 거세요? 일생생활을 하시면서 문득 이런 생각이 나실 때도 있지만, 대부분 그런 생각들을 쉽사리 하기는 힘들 거 같다는 생각이 들거든요. 지금은 직업병같이 호숫가에 놀러 가서 물결이 친다든지, 어디든지 평상시에 보지 못했던 현상들이 나면 그것들을 분석할 수 있는지 생각해보는 게 습관을 되어 있습니다. TV 다큐멘터리를 보더라도 항상 저기서 연구할 수 있는 분야가 있을까? 라고 생각하는 게 습관처럼 되어 있는데. 처음에는 저도 다른 분들이 그런 생각하는 것들을 신기해했거든요. 그 단계까지 올라가는 건 한참 남았겠지만 그분들이 하시는 거를 보면서 저도 많이 훈련을 했고, 몸에 습관이 되도록 일상생활에서 시간이 지나면서 훈련을 많이 한 결과인 거 같습니다. 그리고 좋아야 되겠죠. 이런 것에 대해서 늘 관심이 있고 좋아하고, 그래야 열정이 생기고. 다른 사람들은 보고 지나치는 거지만 자신한테는 굉장히 큰 의미로 다가올 수 있도록 하는 열정이 필요한 거 같습니다.5. 위의 연구 이외에 앞으로 계획하시거나 추진중인 연구가 있으시다면 소개를 부탁드립니다. 현재까지 하던 예술과 공학을 접목시키는 연구를 많이 하구요. 제가 하는 연구는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 굉장히 기초적이고 심오하면서 원천적인 것을 하구요. 또 하나는 굉장히 실용적인 연구를 하거든요. 제가 하는 게 마이크로 유체역학이라는 게 있는 데… 그것을 제일 쓸 수 있는 좋은 분야가 전자공학분야거든요. 반도체 전자회로는 마이크로 나노 기술을 가지고 상업화가 되가지고 돈을 버는 분야고, 거기서 유체역학을 접목시키는 분야가 반도체회로를 만들 때, 유체를 가지고 씻기도 하고 애칭도 하고 여러 가지 공정에 유체를 많이 쓰고 있습니다. 유체와 반도체 회로에 상호작용, 그런 역학적인 작용에 대해서 연구를 많이 하고 있고요. 그 다음에 또 제가 관심을 가지고 있는 것은 모방 공학입니다. 특히 곤충에 관심이 있고, 곤충이 물위나 땅 위에서 뛰고 구르고 기고 걷고 하는 그런 원리들에 대해서 기계적으로 공학적으로 분석하고 실제로 쓸 수 있는 기술을 개발하는 데 생각을 많이 가지고, 앞으로 계속 이쪽으로 연구를 진행할 생각입니다. 6. 연구를 할 때 어려움이 있을 거 같아요. 곤충이나 동물들을 연구할 때는 생물학적인 지식이 많이 없죠. 다른 생물학을 전공하시는 분들처럼 깊이 있는 지식이 없으니까, 그런 분들과 같이 호흡을 하고 협동연구를 하면 굉장히 좋을 거 같은데, 생물학의 동물의 운동에 대해서 연구를 하는 분들이 요즘 많이 없습니다. 주로 세포나 분자생물학 이런 것들을 많이 하셔서, 특히 공학에서는 생체모방공학을 하는데 있어 같이 협동을 할만한 생물학을 전공하시는 분들이 많이 없어서, 사람을 찾는 것이 굉장히 힘든 부분입니다. 그리고, 특히 곤충은 계절에 영향을 받거든요. 사계절 중 소금쟁이는 여름에만 관찰할 수 있기 때문에 한철에 바짝 모든 실험적인 것들을 다 하고 가을, 겨울에는 수학적으로 연구를 하고, 계절을 잘 맞춰가지고 연구를 해야 되는 어려움이 있고.. 또 예술적인 분야도 저희들이 예술에 대해서 다양하게 다 알지 못하기 때문에, 조언을 얻을 수 있는 사람이나 폭넓게 연구를 할 수 있는 그러한 관심사를 가진 많은 학생들이 있으면 좋겠는데, 폭넓게 알고 들어오거나 아니면 폭넓게 알고자 하는 열의를 가지고 들어온다는 학생들이 많지는 않은 거 같아요. 특별히 다른 사람들이 하지 않는 연구를 하면 좋아하는 학생도 있지만, 어떠한 학생들은 부담을 느끼고 이게 가야 할 길이 맞는가 하는 생각을 가지는 학생도 있고, 마음이 좀 열고 융통성을 발휘할 수 있는 학생들과 연구자들이 많으면, 같이 협동할 수 있는 연구환경이 되지 않을까 싶네요. 그리고 연구지원이라는 면에 있어서도, 당장 상업적인 성과를 창출할 수 있을까라고 생각하고 지원하는 연구도 있지만, 좀 특별한 관점에서 다르게 공학을 연구하는 분야에 대해서도 좀 원천적인 가능성을 보시고 지원할 수 있는 분위기가 조성이 되면 좋지 않을까 하는 개인적인 바램이 있습니다.7. 교수님은 다양한 취미활동이 하고 계실 거 같습니다. 연구 이외에 교수님의 취미활동이나 사적으로 많이 신경을 쓰고 있는 활동이 있으시다면? 제가 원래 음악을 되게 좋아했었어요. 대학교 다닐 때는 제 장래희망 중에 하나가 물론 기계공학을 열심히 하는 것도 있었지만, 틈틈이 팝 컬럼 리스트가 되고 싶다. 그런 생각도 하고.. 그래서 음악도 되게 많이 듣고, 오디오에 관심을 많이 가졌던 적이 있었습니다. 지금도 음악을 좋아하고 있고, 그래서 악기의 원리라 등에 관심을 가지고 있고, 미술은 예술자체를 좋아하지만 그림을 잘 그리거나 미술적으로 재능이 있었던 건 아닌데.. 제가 이쪽 연구인 유체역학이 물감에 관련이 있어 연구를 하다 보니 미술에 대해서는 오히려 수학적으로 공부하다가 관심이 더 생기게 되었습니다. 그러면서 여러 가지 도자기나 공예 등 오히려 공학을 공부하면서 이쪽과 관련이 있는 예술분야를 찾아보니 오히려 미술분야에 대해서 관심도 많아지고 좋아하게 되고, 그런 계기가 된 거 같아요.8. 마지막으로 METRIC 회원들이나 나노를 연구하고자 하는 학생들에게 한 마디 부탁드립니다. 저는 다른분들과 달리 공학을 응용하는 그러한 연구를 하는 사람인지도 모르겠어요. 그래서 얼핏 보기에는 기계공학에서 이런 연구를 왜 하나 싶은 필요없는 연구를 할 수도 있고, 아니면 앞으로 엄청나게 영향력을 가질 수 있는 연구가 될 수도 있는데.. 제가 여러분 학생들이나 관심 가지시는 분들에게 말씀 드리고 싶은 거는 기계공학이나 과학, 공학이던 학문의 경계를 치지 말고, 무한한 가능성이 있으니깐 이것들을 어디에다 쓰든지 무엇을 이해하는데 쓰든지 간에 그런 것들에 대해서 제약이 없는 거죠. 그러니까 꼭 이거를 어디다가 써야만 이게 공학이고, 여기다 쓰면 실용음악이고, 그게 아니고, 일상생활이나 우주, 어디에나 우리들이 배우고 있는 유체역학, 고체역학, 전자기학들을 다 적용을 해서 우리들 삶을 윤택하게 만들 수 있으니, 늘 마음을 열고 시야를 넓게 해서 우리들이 배우고 있는 분야들이 많은 쪽에서 쓰일 수 있다는 것을 염두 해 두셔야 새로운 기술이 나올 수 있는 거 같아요. 요즘 말하는 창의적인 것들이 모바일, 전자기기 등에서 많이 나오는데, 우리 기계공학도 창의적이고 사람들이 지금까지 생각하지 못했던 것들을 생각하는 것들에 대해서 많이 가치를 두고, 관심을 주는 사람들이 많으면, 앞으로 우리 기계공학분야도 혁신적이고 사람들이 일상생활을 바꿀 수 있는 전자기기처럼 그런 기기들이 나오지 않을까 생각을 해봅니다.9. 올해부터 메트릭에서 릴레이 형식으로 인터뷰를 진행 하고자 합니다. 같은 분야에 인터뷰 대상자를 추천해 주신다면? 추천이유와 그 분에게 꼭 하고 싶은 한가지 질문은? 우리 같은 학부 교수님들을 소개해드려도 괜찮을지 모르겠습니다만, 제가 곤충의 생물 모방을 역학적으로 공부하는데, 그것을 실제로 로봇으로 만드시고 움직이고 계시는 분이 계십니다. 서울대학교 조규진 교수님이신데요. 조규진 교수님을 추천하고 싶고, 그 분에게 드리고 싶은 질문은 조규진 교수님에게 로봇이란? 굉장히 새로운 로봇을 많이 만들기 때문에 보통사람들이 생각하는 로봇과 이 분이 생각하는 로봇은 굉장히 개념이 다를 거 같아요. 좀 새로운 로봇의 개념이나 그 분이 생각하고 계시는 로봇의 미래를 들어보면 굉장히 의미 있는 시간이 되지 않을까 생각합니다.
* 인터뷰 진행: 정민경 리포터 * 촬영: 정병규 ( baeni@metric.or.kr )* 편집: 박수진 ( sujin@metric.or.kr )
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