점토화합물의 학술적・산업적 가치를 높이고 싶습니다

이화여자대학교 최진호교수(한국점토과학회 학회장)

지난달 6일 제 2회 아시아 점토 학술대회(Asian Clay Conference)가 이화여자대학교에서 열렸다. 일본에 이어서 두 번째로 개최된 아시아클레이 컨퍼런스에는 다양한 분야의 산학연 관련자들이 대거 참석해 눈길을 끌었다. 이번 행사를 주최한 이화여자대학교 최진호 교수는 점토관련 전문가 중 한명이다. 최 교수는 이번 컨퍼런스를 통해 ‘한국점토과학회’ 초대 회장에 선임되는 등 바쁜 나날을 보내고 있다. 인터뷰를 하는 동안에도 연구실엔 최교수를 찾는 여러통의 전화가왔다. 지능형 나노바이오 소재 연구센터장, 대외부총장, 한국점토과학회 초대회장 등 다양한 직책에서 멘토역할을 하고 있는 최 교수를 만나 자세한 이야기를 들어봤다.

현재 대외·연구부총장/지능형 나노 바이오 소재 연구센터장 등 다양한 직책에서 활동 중이신데, 교수님께서 하시는 일에 대해 소개 부탁드립니다.
저희 연구실(지능형 나노하이브리드 연구실)에서는 무기화합물, 특히 한층의 두께가 1nm 정도인 층상형무기화합물을 이용하여 바이오-무기, 유기-무기, 무기-무기 등의 나노하이브리드물질을 설계하고 합성하여, 물리화학적 특성을 평가하고, 응용하는 연구를 하고 있습니다. 1)바이오-무기 나노하이브리드의 경우에는 DNA 또는 si-RNA 등의 생(바이오)분자를 층상형무기화합물에 층간삽입시켜서 나노바코드와 같은 정보인식 분야로 응용하거나, 유전치료에 응용하는 연구를 하고 있습니다. 2)유기-무기 나노하이브리드인 경우 항암제 등의 약물을 층상형무기화합물과 혼성화하여 약물전달체로서의 응용가능성을 연구하고 있습니다. 3)무기-무기 나노하이브리드의 경우는 금속산화물 나노입자를 층상형무기화합물에 층간삽입시켜서 안정화시키고, 다공특성을 증가시켜서 물분해 광촉매나 배터리의 전극물질 등 에너지 및 환경분야 응용에 대하여 연구하고 있습니다.
지능형 나노바이오 소재 연구센터는 NT-BT 융합분야에서 지능형 나노 바이오 소재 산업의 국가 경쟁력 확보에 필요한 원천기반기술을 확보하고 인프라를 구축하기 위하여 2005년에 발족되었습니다. 1)새로운 의약전달 무기-유기 혼성소재를 설계・합성하여 기존 약물전달체의 한계를 극복하고 미래 바이오신약을 선택적으로 전달할 수 있는 원천기술을 확보하고 선도물질의 창출, 2) 유기 바이오 혼성소재기술과 나노기술을 접목시켜 형광화학센싱, 키랄선택성 센싱 방법 등 분자 인식에 의하여 여러 가지 생기능 정보를 추적할 수 있는 원천기술 확보 및 새로운 시스템을 확립, 3)분자/격자 조작기술을 이용하여 생체분자인식분야에 응용할 차세대 지능형 나노바이오 복합소재 기술을 확보하고 선도물질 창출을 위하여 관련 연구실들이 유기적으로 공동연구를 수행하고 있습니다.
2012년 8월 1일부터 대외부총장으로서 연구처 및 산학협력단 관련하여 이화여대와 산업계의 상호 성공전략을 추구하고, 특히 여성전문연구인력 양성을 위한 산학협력을 적극지원하고 있습니다. 그리고 대외협력처 관련하여 이화여대의 지속적인 발전을 위한 기금을 조성하고 관리하는 업무를 담당하고 있습니다. 이를 위해, 신규 사업을 개발하고 잠재적 후원자를 발굴하는데 노력하고 있습니다.

제2회 아시아 점토 학술대회를 개최하게 된 배경에 대해 말씀해 주십시오.
점토화합물은 알루미늄규산염으로 이루어진 화합물로서 지표면에 존재하는 대표적인 광물입니다. 점토화합물은 오랫동안 인간 사회에 필요한 원료로서 응용되어 왔고, 현대에는 여러 과학 분야에서 점토의 구조와 특성, 응용성 등을 연구하고 있습니다. 특히 아시아권의 여러 국가(한국, 일본, 중국, 대만, 인도, 호주 등)에서는 점토화합물에 대한 기본연구에서부터 응용연구에 이르기까지 다양한 분야의 연구를 수행하여 점토화합물의 학술적, 산업적 가치를 평가하고 있습니다. 이에 아시아권의 점토화합물 관련 연구자들은 2010년 일본에서 범아시아권 점토학술대회를 개최할 것을 결의하여 제1회 아시아점토학술대회를 일본 나고야에서 가진 바 있습니다.
한국은 전통적으로 도자기 분야와 같은 점토를 이용한 세라믹 연구에서 우수한 역량을 보유해 왔으며, 현재에도 점토화합물 관련 연구에서 우수한 연구 성과를 보이고 있습니다. 제2회 아시아점토학술대회를 한국 이화여대에서 개최함으로서, 향후 아시아권의 점토 화합물 관련 연구주도권을 가질 수 있으며, 나아가서는 세계적으로도 이와 관련된 기초/응용 연구를 선도적으로 이끌어 나갈 기회를 마련할 수 있습니다.
제2회 아시아점토학술대회는 점토화합물과 관련된 다양한 연구분야(지구과학, 농업 및 토양학, 무기재료, 화학, 물리, 건축 및 토목공학, 환경 및 에너지 과학, 생물 및 의학 등)를 아우름으로써 최근의 점토관련 연구 동향을 파악하는 한편, 향후 응용 연구가 진행될 방향을 점칠 수 있는 중요한 계기가 될 수 있을 것입니다. 동시에, 향후 점토 화합물 연구에 있어서의 국제적 연구 인프라를 구축하고자 하였습니다.
이번에 결성된 Asian Clay Committee를 중심으로 아시아지역 뿐만 아니라 International Clay Society 와의 지속적인 공동연구 및 학술대회를 통하여 국제적으로 기술 및 연구방안의 교류를 증진시키며, 실질적으로 한국점토과학회를 창립하여 한국의 점토과학분야의 연구활동을 적극적으로 지원하고자 합니다.

아시아 국가 중 일본의 참여도가 높은 편인데, 일본의 관련 학술분야
규모가 궁금합니다.
일본에서는 점토관련 연구를 일본점토학회 중심으로 연구자들이 연구 결과를 교류함으로써 발전시키고 있습니다. 일본점토학회(The Clay Science Society of Japan)는 1958년에 점토와 연관된 다양한 소재에 대한 기초 및 응용연구를 위해 설립하였습니다. 현재 자연과학, 공학, 농학 등 다양한 분야의 대학, 국공립 연구소 및 기업 등에서 500여명의 회원(학생회원 포함)이 활동을 하고 있습니다. 특히 Kunimine Co. Ltd 나 COOP Chemical Co. Ltd 등의 점토관련 전문 회사에서 천연점토와 합성점토를 정제 또는 제조하여 판매하고 있어 점토를 응용한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 점토에 대한 기초과학 및 응용 분야(점토관련 지구과학, 광물학, 무기재료, 화학 및 물리학, 토양 및 비료, 도시공학 등) 에서의 발전을 위해 매년 1회 이상의 심포지움 등을 개최하여 관련 분야에 대한 학문적 교류의 장을 갖고 있습니다. 일본어로 된 일본점토학회지(日本粘土学会誌)인 “점토과학(粘土科学)”을 1년에 4회 발간하고 있으며, 영문잡지인 “Clay Science”를 1년에 2회 발간하여 점토관련 연구를 공유하고 있습니다. 일본점토학회는 환경친화적인 자연자원으로서의 점토에 대한 기초 연구에서부터 점토를 이용한 새로운 소재와 관련 된 다양한 연구에 대해 지원을 하고 있습니다.

성황리에 막을 내린 학술대회에 대한 간단한 평과 활용방안에 대해 한 말씀 부탁드립니다.
제2회 아시아점토학술대회는 한국, 중국, 일본 등 아시아 8개국 연구자와 스페인, 영국, 미국, 독일 연구자들을 포함하여 총 12개국 약 200여명의 연구자들이 참석하여 기조강연(2건), 초청강연(19건), 포스터발표(171건) 형식으로 점토화합물과 관련된 다양한 연구분야, 즉, 지구과학, 농업 및 토양학, 무기재료, 화학, 물리, 건축 및 토목공학, 환경 및 에너지 과학, 생물 및 의학 등에서의 연구 결과를 발표하고 토의함으로써 점토관련 정보를 공유하고, 최근의 연구동향을 파악할 수 있는 계기가 되는 한편, 향후 응용 연구가 진행될 방향을 점칠 수 있는 중요한 계기가 될 수 있었습니다.
다양한 점토광물에 대한 정보공유 뿐 아니라, 농업, 건축, 환경, 에너지, 소재 등의 다양한 분야에서 원료 물질로서의 활용에 대한 최신 연구 동향과 활용 방안에 대한 정보공유를 통해, 점토의 경제적이고 부가가치 있는 산업적 활용에 대하여 논의할 수 있었습니다. 국내에서 점토 관련 국제학술대회를 개최함에 따라 국내의 여러 소재 관련 기업들에게 사업화 가능한 점토 화합물 관련 정보를 제공하였으며, 이는 국내 산업 발전에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것입니다.
제2회 아시아점토학술대회를 통하여 한국-일본-중국을 주축으로 하는 아시아의 점토 연구 협조 체계를 구축할 수 있으며, 향후 국제공동연구와 같은 형태로 발전할 수 있을 것으로 예상됩니다. 특히, 아시아권의 점토 연구 관련 학술 단체 간의 협력 체계를 긴밀하게 구축하여 지속적인 아시아 점토 학술 모임으로 발전시킬 예정입니다. 제 2회 아시아점토학술대회를 추진한 보드멤버들은 차기 학술대회 활동 계획에 대해 논의하여, 2016년 중국 광저우에서 제3회 아시아점토학술대회를 개최하기로 만장일치로 결의하였습니다.

임시총회를 통해 한국점토과학회를 탄생시킨 것으로 알고 있습니다. 앞으로의 활동계획이 궁금합니다.
국내 산학연 관계자 약 20여명이 참석하여 점토 및 이와 관련된 학문과 기술의 발전 및 보급에 기여함으로써 과학기술의 진흥에 이바지하기 위해 한국에서도 점토관련 학회의 설립이 필요함을 인식하여 “한국점토과학회(Korean Clay Science Society)”를 창립하였습니다. 한국점토과학회는 아시아 및 국제점토학회와의 지속적인 공동연구 및 학술회 개최를 통하여, 점토에 대한 기초 및 응용과학분야에서의 기술진흥, 창의적 인재양성에 기여하고, 연구개발 정책 등에 적극적인 의견 제시를 통해 과학기술 중심사회 구축에 이바지하고자합니다.

최근 희토류를 통해 자원의 중요성이 다시 한 번 강조되고 있습니다. 우리나라 점토광물현황과 2차 가공 기술수준은 어떤지 여쭙고 싶습니다.
국내 점토 광물은 산지에 따라 그 종류와 함량이 많은 차이를 보이나, 국내에서 많이 볼 수 있는 황토의 경우 점토함량이 전체의 65~80%를 차지하고 있습니다. 국내 점토 광물에 가장 많이 포함된 것은 고령토로 알려진 카올리나이트이고, 그 다음으로 많은 것은 할로이사이트인데, 이들은 모두 Si를 중심으로 한 사면체층과 Al을 중심으로한 팔면체층이 1:1의 비율로 결합되어 있는 2차원 층상구조를 가지고 있습니다. 그리고 일라이트(illite)가 그 다음으로 많이 포함되어 있습니다. 그러나 팽윤특성을 지닌 스멕타이트 계열의 광물인 Vermiculite(질석), 몬트모릴로나이트 등은 10% 미만 포함되어 있습니다. 황토내의 점토광물 다음으로 많이 포함된 것은 석영, Al수산화물(깁사이트;(Al(OH)3)), Fe 산화물이나 수산화물(Fe2O3, FeOOH)입니다.
현재 국내에서 점토광물은 주로 도자기 재료나, 황토를 이용한 적조처리 등과 같이 정밀한 가공 없이 사용되고 있으나, 2차 가공을 통하여 새로운 물질을 합성할 수 있는 스멕타이트 계열의 점토광은 국내에 부족합니다. 점토의 경우 그 특성을 잘 이용하면 화장품의 첨가제, 고분자의 열적, 기계적 특성 증강을 위한 첨가제 등으로 응용이 가능하고, 현재 산업현장에서 일부 적용되고 있습니다. 그러나 약물전달체, 촉매 또는 촉매 지지체 등과 같은 부가가치가 높은 분야의 연구는 실험실 차원에서의 원천기술은 보유하고 있으나, 산업적인 응용은 미미한 상태입니다.

마지막으로 한국의 젊은 과학자들에게 바라는 점이 있다면 한 말씀 부탁드립니다.
한국의 젊은 과학자들이 국제학회 개최, 참여 등의 교류에 좀 더 적극적이고 주도적으로 임했으면 합니다. 일예로, 아시아점토학술대회의 경우 초기에는 일본 연구자들을 중심으로 국제 학회인 제1회 아시아점토학회를 개최하면서 아시아에서 점토관련 연구 및 교류에 대해서 일본연구자들이 주도적으로 이끌어 나가는 시발점이 되었습니다. 그러나 제2회 아시아점토학술대회를 한국에서 개최하여, 한국의 연구자들을 중심으로 한국, 중국, 일본 및 그 외 아시아 국가의 연구들로 구성된 Asian Clay Conference의 보드멤버를 꾸며서 학술대회를 진행함으로서, 아시아점토학회의 연구의 중심을 한국으로 돌릴 수 있는 계기가 되었고, 차기 제3회 아시아점토학술대회를 2016년 중국 광저우에서 개최하기로 하였습니다. 그런 과정에서 국내 점토관련 연구분야에서 중심축이 될 수 있는 한국점토과학회를 설립할 수 있었습니다. 차기 아시아점토학회에서는 젊은 과학자들이 한국점토과학회의 대표, 더 나아가서 대한민국의 대표로서 국제학회에 참여한다는 자부심을 가지고, 적극적이고 주도적으로 점토관련 연구분야의 국제 교류를 가지면, 국내뿐만 아니라 전세계적으로 점토관련 연구발전에 기여할 수 있을 것이라고 생각합니다.김동진 기자 rizzz@naver.com

최 진 호
- 연세대학교 화학공학 학사, 석사
- 독일 뮌헨대학교 무기화학(Ph.D) 박사
- 일본 동경공업대학 재료공학(Ph.D) 박사
- 현재 한국과학재단 지능형나노바이오 소재 연구센터(SRC) 소장
- 현재 한국점토과학회 회장
- 현재 이화여자대학교 대외부총장
- 현재 이화여자대학교 화학・나노과학과 석좌교수