세 명의 과학자가 개발한 ‘양자점’이 노벨화학상을 수상했습니다. 알렉세이 에키모프 나노크리스탈 테크놀로지 대표, 미국 컬럼비아대 교수 루이스 브루스, 그리고 미국 매사추세츠 공대(MIT) 교수 모운지 바웬디가 이번 수상자로 선정되었습니다. 양자점은 나노미터 크기의 작은 금속 입자로, 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 이 기술이 미래에 전자 장치, 센서, 태양 전지, 양자 통신 등 다양한 분야에 기여할 것으로 예측하며 상을 수여했습니다.
양자점은 크기에 따라 다른 빛을 발산하는 광학적 특성을 가지고 있으며, 금속 원자를 모은 작은 입자입니다. 노벨화학상 수상자들은 이 양자점의 광학적 특성을 발견하고, 이를 산업에 응용할 수 있도록 화학적 합성법을 개발한 과학자입니다. 1981년과 1982년에 각각 발표한 논문에서, 금속 원자 덩어리의 크기가 변할 때 발산하는 빛의 색이 변하는 ‘양자 크기 효과’를 처음으로 밝혔습니다.
양자점은 금속 원자를 수천 개 이상 모아 만들어지는데, 이 작은 입자는 나노미터 수준으로 매우 작습니다. 이 작은 크기 덕분에 ‘둥근 모양의 양자’라는 의미의 ‘양자점’이라는 이름이 붙었습니다. 모운지 바웬디 교수는 1993년에 양자점의 크기를 다르게 화학적으로 합성할 수 있는 방법을 개발하며 양자점을 산업의 영역으로 이끌었습니다. 국내에서는 현택환 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단장이 2004년에 양자점을 대량생산하는 방법에 대한 연구를 발표하면서 국제적으로 주목받았습니다.
양자점은 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 삼성전자의 ‘퀀텀닷 디스플레이’와 같은 제품은 이미 양자점을 사용하고 있으며, 양자점은 바이오 분야에서도 특정 단백질의 이동 경로나 반응 메커니즘을 관찰하는 데 사용됩니다. 양자점은 센서 및 양자 통신 분야에서도 연구가 진행 중이며, 특히 세밀한 특정 파장의 빛을 흡수하는 데 적합한 센서 소자로 간주되고 있습니다.
양자점은 빛을 내주는 ‘백라이트’가 필요 없고 표현 가능한 빛의 범위가 넓다는 장점을 가지고 있어 많은 응용 가능성이 기대됩니다. 한국의 고려대 화학과 교수는 “물질이 상용화되어 일상생활에 적용되느냐가 노벨화학상 수상의 중요한 기준이 된다”며 양자점이 큰 가점을 얻었을 것으로 전망했습니다.
노벨화학상 수상자들은 양자점 기술을 통해 미래의 과학 기술 발전에 기여한 과학자로 선정되었지만, 이번 발표 전에 수상자 명단이 미리 유출된 사건도 있었습니다. 노벨위원회는 안전을 위해 수상자에게도 발표 1~2시간 전에 연락을 하는 등 신중한 절차를 취했습니다.
