2022년 11월 과학기술인상, 서울대 고승환 교수 선정 |
-장기모사칩에 적용 가능한 투명 실리콘 미세패터닝 기술 개발- |
과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 11월 수상자로 서울대학교 기계공학부 고승환 교수를 선정했다고 밝혔다.
‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다.
과기정통부와 연구재단은 고승환 교수가 기존의 장기모사칩＊ 제작 공정의 한계를 극복하고, 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 투명 실리콘 미세패터닝＊＊ 기술을 개발한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.
＊장기모사칩(organ-on-a-chip): 인체 장기의 생리학적 특성을 모사할 수 있는 칩
＊* 미세패터닝 : 1 mm 이하의 초소형 구조체
장기모사칩은 인체 내 생리현상을 재현하여 동물실험을 대체하는 신약 개발의 중요한 기술로 등장했다. 기존의 장기모사칩 제작방식은 준비된 틀에 실리콘 기반의 투명 탄성체(폴리디메틸실록산, PDMS＊)를 부어 굳게하는 ‘몰딩방식’으로, 시간과 비용이 많이 소요되어 이를 대체할 ‘레이저 직접 가공법’ 연구가 주목받았다.
＊PDMS(Polydimethylsiloxane): 투명하면서도 독성이 낮고 불연성인 유기규소 화합물. 고온에서는 높은 점성의 액체, 저온에서는 탄성을 갖는 고체처럼 행동한다.
고승환 교수 연구팀은 틀이 필요 없고 즉석에서 가공형상을 바꿀 수 있는 ‘레이저 직접 가공법’을 개선하여, 높은 표면가공과 정밀도를 갖는 3차원 미세패터닝 제작 기술을 세계 최초로 개발했다.
연구팀은 불투명한 폴리디메틸실록산이 투명한 폴리디메틸실록산보다 효과적으로 레이저를 흡수해 열분해 반응이 유도될 수 있다는 점에 주목하고, 이 열분해 연쇄반응 현상을 이용해 3차원 프린터처럼 원하는 모양을 쉽고 간단하게 만들 수 있는 폴리디메틸실록산 가공법을 개발했다.
새로운 폴리디메틸실록산 가공법을 통해 기존의 제작 방식으로 만들기 어려웠던 다양한 장기모사칩을 생산하는 등 다양한 바이오 기기에 적용 가능성을 제시했다. 해당 연구성과는 2021년 1월 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’에 게재됐다.
고승환 교수는 “이번 과학기술인상 수상으로 연구결과를 인정받아 연구자로서 자부심을 느끼며 앞으로 더욱 열심히 연구에 매진하겠다”고 수상소감을 밝혔다.
