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조회 : 754 | 2010-06-01

성함
성형진
전문분야
과학/공학 분야
직장직무
KAIST, 옵토-연성체-유체상호작용연구단장
직업/업무
유체 속 입자에 빛을 쏘면 입자가 광력(光力)을 받아 방향이 휜다. 그런데 휘는 방향은 입자의 크기나 속력, 내부 구조에 따라 달라진다. 성 단장은 이런 현상을 이용해 암세포와 정상세포를 빛으로 구분하는 등의 생명공학적 연구를 진행하고 있다.
경력
KAIST 석․박사 과정
QST : [창의연구단 공동기획] 성형진 KAIST 옵토-연성체-유체상호작용연구단장

ANS: 연구비 걱정 없이 연구할 수 있을까? 한국의 거의 모든 연구자는 이런 고민을 한다. 하지만 여기서 비교적 자유로운 연구자들도 있다. 성형진 KAIST 옵토-유체-연성체상호작용연구단장도 그 중 하나다. “저는 과학자보다는 공학자에 가까운 사람입니다. 산업적으로 도움이 되는 연구를 주로 했죠. 그러다보니 비교적 수월하게 연구비를 지원받을 수 있었어요.” 성 단장은 지난 해 창의 과제에 선정되기 이전에도 국가지정연구실, 도약 과제, 지식경제부의 프로젝트, 정부출연연구원과 공동연구 등 다양한 형태로 연구비를 지원 받았다. 그는 “미래사회에 필요할 연구 주제를 찾는 것이 중요하다”며 “기업이나 국가연구소 등과 손발을 잘 맞춰 현 시대가 요구하는 연구를 진행해야 한다”고 전했다.


QST : [여기에 오기까지] 수학을 좋아한 기계공학자

ANS: 성형진 단장은 수학을 잘 했다. 부산고등학교 시절에도 전국수학올림피아드에 참가해 2등을 할 정도였다. 대학도 수학과로 진학하려고 했는데 아버지가 “순수학문인 수학보다는 공학이 세상에 더 필요한 학문일 것”이라는 조언을 했다. 그는 아버지 말에 기계공학으로 마음을 돌렸다. “그 때가 1970년대 초반인데 아버지께서 앞을 내다보셨던 모양이에요. 정말 잘 한 선택이죠. 아무래도 공학자는 사회에 직접적으로 사용되는 연구를 하니까요. 새로운 아이디어로 세상에 도움을 준다는 게 보람됩니다.” 기계공학과에서 성 단장이 특히 관심을 가졌던 분야는 ‘유체역학’이다. 유체역학에는 수학적인 내용이 많아 다른 학자들은 연구하기를 꺼린다. 하지만 그에게는 흥미로운 분야였다. 한국 유체역학의 대부, 古이택식 교수가 ‘공부 잘 하는 사람은 유체역학을 하라’고 한 마디 던진 것도 주효했다. 성 단장은 KAIST에서 석․박사 과정을 밟으면서 유체역학 중에서도 가장 복잡하다는 난류(turbulence)를 연구했다. 당시에는 복잡한 구조의 난류 연구가 주류였고, 지난 30년간 많은 학자들이 이 분야에서 좋은 성과를 냈다. 성 단장은 딱딱한 고체주위의 난류연구에 머물지 않고 물고기나 세포처럼 물렁물렁한 연성체와 유체의 상호작용, 그리고 빛(옵토)과 유체의 상호작용 쪽까지 고개를 돌렸다. “유체와 연성체는 항상 상호작용하고 있거든요. 해파리의 운동이나 깃발이 펄럭이는 등의 현상을 방정식으로 풀어 JFM지에 출판됐습니다. 광력과 유체력의 비인 무차원 변수 ‘S¡Ç를 새롭게 만들었어요. 최근에는 레이저나 발광다이오드(LED) 등에 세포 등의 연성체가 반응하는 것을 측정해 생명공학에 적용하려는 연구를 진행하고 있죠.”


QST : 생명공학적 연구

ANS: 유체 속 입자에 빛을 쏘면 입자가 광력(光力)을 받아 방향이 휜다. 그런데 휘는 방향은 입자의 크기나 속력, 내부 구조에 따라 달라진다. 성 단장은 이런 현상을 이용해 암세포와 정상세포를 빛으로 구분하는 등의 생명공학적 연구를 진행하고 있다.


QST : [어려움을 너머] 스승님 옆방서 교수 생활 시작

ANS: 단장이 유체와 연성체, 빛의 상호작용이라는 특별한 연구를 시작한 데는 사연이 있다. KAIST 기계공학과에서 학위를 마치고 그곳 교수로 임용된 것이 발단이었다. “지도교수님이 진짜 열심히 가르치셔서 재밌게 연구를 했어요. 덕분에 좋은 논문도 쓰고, 교수도 될 수 있었죠. 그런데 제 방이 지도교수님 옆방이더라고요. 제자에서 동료가 된 겁니다. 저는 그대로 ‘얼음’ 자세가 됐죠.” 지도교수와 동료가 된다는 것은 난감한 일이었다. 배운 것을 바탕으로 연구를 진행하려니 연구영역이 겹쳤고, 스승의 영역을 침범하는 것은 예의가 아닌 것 같았다. 그래서 성 단장은 지도교수와 다른 영역의 연구 주제를 찾기 시작했다. “처음 5년 정도는 일본의 동경대, 홋카이도대 등을 돌아다니면서 어떤 연구가 있는지 살피고, 국제공동연구도 추진했어요. 그때가 1980년대 중반 정도였는데 일본의 연구가 좋은 게 많았죠.” 새로운 주제를 찾기 위한 노력은 성 단장의 힘이 됐다. 새로운 스타일로 자신만의 연구를 개척할 수 있었기 때문이다. 지난 25여 년 동안 그가 이끄는 연구단은 늘 높은 인기를 자랑했고, ‘연성체 유체역학’이라는 새로운 분야도 개척하게 됐다.


QST : [나의 성공담] 미래가 원하는 새로운 영역을 찾아라!

ANS: “지도교수와 연구 영역이 겹친다는 게 일종의 콤플렉스였습니다. 그런데 이걸 잘 극복하니까 저한테 오히려 복이 됐어요. 다른 연구자들도 배운 방식과 다른 연구 주제나 방법을 찾으면 앞으로 연구하는데 도움이 될 겁니다.” 성 단장은 새로운 것을 찾는 것이 중요하다고 조언한다. 또 사회에 필요한 연구를 찾아야 한다고 주장한다. 이런 철학 덕분에 그는 자신의 영역을 확보하고, 연구비도 덜 걱정하며 연구할 수 있었다. 그는 “소위 ‘돈 되는 연구를 하라’라고들 하는데 이 말은 정말 돈을 벌라는 것이 아니라 사회적 요구를 반영한 연구를 하라는 것”이라며 “미래에 필요한 연구를 예측하는 것이 중요하다”고 말했다.


QST : [옵토-연성체-유체연구의 미래상] 질병 진단과 인공장기 설계

ANS: 옵토-연성체-유체의 상호작용 연구는 혈관 질환이나 암 등을 쉽게 진단하는 데 도움을 줄 수 있다. 우리 몸에 흐르는 피는 유체, 세포와 혈관 등은 연성체라 이들의 상호작용을 알면 질병 진단도 쉽게 할 수 있기 때문이다. 또 각 세포가 빛에 반응하는 정도를 기록해두면 암세포와 정상세포도 쉽게 구분할 수 있다. “세포에 빛을 쏘면 광력을 받아 뒤로 밀립니다. 그런데 암세포와 정상세포는 광력의 반응도가 달라요. 이 반응 수치를 기록해두면 암세포를 조기에 발견하는 것이 가능하죠. 혈관 속에 흐르는 여러 세포에 빛을 쏴 종류별로 분류하고, 빛으로 위치를 조종할 수도 있어요.”


QST : 혈액으로 질병을 진단하려면..

ANS: 혈액으로 질병을 진단하려면 세포의 종류를 알아내고 감지해야 한다. 그런데 기존의 세포 분류 방법은 세포를 손상시키거나 세포 중 하나만 분석하는 한계가 있었다. 하지만 혈액에 빛을 쏘는 방법을 이용하면 특정 구간을 통과하는 모든 세포의 휘는 정도를 측정할 수 있어, 세포를 손상시키지 않으면서 분류할 수 있다. 이런 연구결과들은 향후 지금보다 빠르고 정확한 자가진단기술을 개발하는 데 응용될 수 있다. 또 혈관 관련된 인공장기를 설계하는 기초도 마련할 수 있다.


QST : 옵토-연성체-유체는 상호작용한다

ANS: “옵토, 연성체, 유체는 떼려 해도 뗄 수 없는 관계죠. 저는 늘 세 가지를 삼각형으로 그려놓고 설명하는데요. 셋이 서로 상호작용하는 것을 통해 알 수 있는 것이 많아요.” 빛과 연성체, 유체의 상호작용을 들여다보면 왜 병이 생기는지, 어떤 세포가 잘못됐는지 등 많은 것을 알 수 있지만 이들의 관계에 주목한 사람은 많지 않다. 성 단장은 세 요소의 상호작용을 통해 세포를 구분하고, 질병을 진단하겠다는 목표를 세웠다. 함께 하면 의미가 있는 빛, 연성체, 유체를 통해 새로운 사실을 찾으려 그는 오늘도 열심히 연구하고 있다. 박태진 동아사이언스 기자 tmt1984@donga.com


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