박찬범 교수

교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)은 자연의 광합성 현상을 모방하여 태양에너지로부터 최종적으로 화학물질을 생산할 수 있는 인공광합성 원천기술을 개발한 공로로 카이스트 박찬범 교수(朴燦範, 43세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 3월 수상자로 선정하였다.

박찬범 교수는 바이오소재(Biomaterials) 분야의 석학으로, 인공광합성을 위한 고효율 나노바이오소재들을 개발하여 학계의 주목을 받아왔다.

광합성은 식물 등 자연계의 생물체가 태양광을 에너지원으로 하여 일련의 물리화학적 반응들을 통해 탄수화물과 같은 화학물질을 생산하는 현상을 말한다.

예를 들어, 식물의 엽록소는 태양광을 받으면 전자를 방출하고(광반응), 이 전자는 주변으로 전달돼 연쇄적 화학반응을 일으키면서 환원에너지를 생산한다. 햇빛이 없는 밤에는 낮에 재생했던 에너지를 이용해 이산화탄소를 탄수화물로 환원시킨다(암반응).

박찬범 교수는 이러한 자연계의 광합성시스템을 모방하기 위하여 광반응의 엽록소 대신에 태양전지 등에서 사용되는 양자점 등 나노크기의 광감응 소재로 빛에너지로부터 화학적 환원에너지를 고효율로 재생하는데 성공하였다.

또한 자연계의 연쇄적이고 복잡한 암반응 대신에 단순한 생체촉매반응을 이용하여 빛에너지로부터 최종적으로 메탄올 등 화학연료, 의약품 등 고부가가치 정밀화학물질을 생산하는 친환경 녹색생물공정 개발의 전기를 마련하였다.

인류가 지구 온난화와 화석연료의 고갈이라는 문제를 안고 있는 가운데, 온난화의 원인인 이산화탄소를 배출하지 않고 무제한으로 존재하는 태양에너지를 이용하려는 연구가 최근 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

따라서 박 교수가 개발한 나노바이오소재 기반 인공광합성기술은 무한한 에너지원인 태양광을 사용해 화학연료, 정밀화학제품 등을 생체촉매반응으로 합성한다는 점에서 파급효과가 매우 크다.

박찬범 교수는 Advanced Materials, Angewandte Chemie 등 재료분야의 권위 있는 학술지에 2008년 이후 교신저자로서 48편의 논문을 발표하였고, 이 학술지들의 인용지수(IF)의 합계가 323(1편당 평균: 6.73)으로 매우 높다. 특히 인공광합성에 대한 연구결과로 지난해에만 총 6편의 표지논문을 발표하는 등 학계의 큰 주목을 받았다.

박 교수가 개발한 나노바이오소재 기반 인공광합성 기술은 2010년도 대한민국 10대 과학기술뉴스로 선정되기도 하였다.(한국과학기술단체총연합회 주관)

박찬범 교수는 “인공광합성은 융합연구의 대표적인 사례로, 재료공학, 화학, 생물학, 화학공학, 기계공학, 광물리학, 에너지공학, 나노과학, 효소공학 등 다양한 학문분야를 융합·접목시킨다는 점에서 학문적·산업적·교육적 파급효과가 클 것으로 예상된다. 특히 이번 수상을 계기로 나노바이오소재 개발 분야를 선도하는 연구를 지속적으로 수행하여 국가 과학기술발전에 이바지할 것”이라고 수상소감을 밝혔다.