유리 고고치
Charles T. 및 Ruth M. Bach 드렉셀대학교 재료과학 및 공학 교수
필라델피아, 펜실베니아,
미국
AJ Drexel 나노재료연구소 소장
교육:
- 1995년 우크라이나 국립과학원 재료공학 박사 학위
- 1986년 우크라이나 키예프 공대 물리화학 박사
- 석사, 야금학, Kiev Polytechnic Institute, 우크라이나, 1984
업무 초점:
“저는 Drexel University에서 재료과학을 가르치고, 나노재료 및 나노구조에 대한 연구를 수행하고, 광범위한 나노재료 분야의 연구 및 교육 활동을 조정합니다.”
학생들을 위한 조언:
“수학, 화학, 물리학을 공부하세요. 공상과학 소설을 읽고 그것을 현실로 만드는 방법에 대해 생각해 보세요.”
연결:
회견:
Q: 귀하의 작업이 어떤 나노기술 기술 분야에 가장 잘 적용됩니까?
고고치:
- 나노전자공학
- 나노센서 및 나노액추에이터
- 나노소재
- 나노 계측 및 특성화
- 나노광학, 나노포토닉스, 나노광전자공학
- 나노 에너지, 환경 및 안전
- 나노바이오의학
Q: 귀하의 진로가 나노기술에 초점을 맞추고 있다는 것을 처음 알게 된 것은 언제입니까?
고고치: 약 20년 전입니다. 25년 전 일본에서 일할 때 내 연구는 나노 분야에서 매우 중요한 탄소 재료로 옮겨졌습니다. 왜냐하면 매우 특이한 특성을 가진 다양한 구조가 탄소 원자로 만들어질 수 있기 때문입니다(나노튜브, 축구공 모양). 풀러렌 분자, 작은 다이아몬드, 그래핀 등). 학생들이 탄소 샘플에서 나노튜브를 발견한 후 저는 매우 흥분하여 나노튜브 및 기타 탄소 나노물질에 대한 통제된 합성과 조사를 시도했습니다. 그 지역이 너무 매력적이어서 나는 멈출 수 없었고 계속해서 이 방향으로 움직였습니다.
Q: 현재 어떤 나노기술 응용을 연구하고 있나요?
고고치: 우리 연구 그룹이 탐색하고 있는 응용 프로그램이 많이 있습니다. MXene을 발견한 후 이 2D 탄화물 및 질화물 계열을 확장하고 해당 특성을 이해하고 응용 분야를 탐색하는 것이 우리의 주요 목표가 되었습니다. 배터리와 마찬가지로 전기에너지 저장장치인 슈퍼커패시터용 나노구조 소재 개발이 주목받는 주제다. 그러나 화학 반응을 통하지 않고 정전기적으로 에너지를 저장하기 때문에 훨씬 더 빠르게 에너지를 저장하고 방출할 수 있습니다. 결과적으로 하이브리드 전기자동차부터 가전제품에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 배터리를 대체하고 보완할 수 있다는 장점이 있습니다. 배터리보다 수명이 훨씬 길고 100,000~100만 번의 충전-방전 주기를 견딜 수 있습니다. 가장 진보된 리튬 이온 배터리는 이에 근접하지도 않습니다. 슈퍼커패시터는 매우 빠르게 충전될 수 있기 때문에 현재 낭비되는 프로세스(예: 신호등에서 제동하는 자동차, 아래로 이동하는 엘리베이터 또는 무거운 컨테이너를 내리는 항만 크레인)에서 에너지를 수확할 수 있습니다. 슈퍼커패시터를 널리 사용하면 에너지 소비를 줄이고 대중교통을 전기 엔진으로 신속하게 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Q. 나노기술을 활용하면서 가장 보람찬 점은 무엇인가요?
고고치: 새로운 소재와 새로운 효과를 발견합니다. 우리는 단일 원자와 분자가 어떻게 새롭고 유용한 구조로 이동하고 배열하는지 볼 수 있습니다. 우리는 천연 소재가 갖고 있지 않은 특성을 지닌 소재를 만들 수 있습니다. 우리는 다른 사람이 본 적이 없는 물체를 봅니다. 왜냐하면 물체는 너무 작아서 최고의 광학 현미경을 사용해도 인간의 눈으로 구별할 수 없기 때문입니다. 정말 흥미롭습니다. 우리는 또한 나노기술이 에너지, 식수, 현재 난치병 치료 등 인류가 직면한 가장 중요한 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있다고 믿습니다. 이는 큰 동기를 부여합니다.
Q: 당신이 작업한 일이 세상에 어떻게 긍정적인 영향을 미쳤는지 보여주는 예가 있습니까?
고고치: 우리의 특허는 탄소 코팅, MXene 및 세라믹 재료를 생산하는 회사에 라이센스가 부여되었습니다. 그것이 세계에 미치는 주요 영향에 대해 이야기하기에는 너무 이르지만, 슈퍼커패시터부터 전자기 간섭 차폐, 투명 전도성 필름, 착용 가능한 투석 시스템에 이르기까지 우리가 탐구하고 있는 많은 응용 분야는 세계 사람들의 삶에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 전 세계.
Q: 향후 나노기술의 상용화가 세계에 가장 큰 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상되는 분야는 무엇입니까?
고고치: 나노기술은 공학의 모든 영역에 침투했습니다. 나노물질은 배터리에 사용되며 나노스케일 코팅은 창문의 효율성을 높이고 열(적외선)을 차단하며 에너지, 전자 장치, 의약품, 물 및 환경을 절약합니다. 그러므로 그것은 이미 우리 삶의 일부가 되었습니다. 스포츠 장비를 더 강하게 만들고, 배터리를 더 오래 지속시키며, 스마트폰은 크기를 늘리지 않고도 더 많은 기능을 갖도록 하는 나노 수준의 기능이기 때문에 우리는 그것을 보지 못합니다. 그러나 실제로는 사물인터넷과 미래의 의료 진단이 가능해질 것입니다.
Q: 지금까지 나노기술이 세계에 미친 가장 큰 영향은 무엇이라고 생각하시나요?
고고치: 전체 전자 산업은 나노기술의 영향을 크게 받았지만 자기 데이터 저장은 아마도 우리 모두가 경험한 나노기술의 가장 눈에 띄는 성공일 것입니다. 나노미터 범위의 자기 결정체를 사용하면 컴퓨터 하드 드라이브에 정보를 훨씬 더 조밀하게 저장할 수 있습니다. 결과적으로 컴퓨터, iPod 및 기타 전자 장치는 영화, 음악 및 엄청난 양의 데이터를 저장할 수 있습니다. 그러나 이제 우리는 다른 데이터 스토리지 솔루션으로 전환하고 있습니다. 현대 전자 기기가 우리 삶에 미치는 영향은 아무리 강조해도 지나치지 않으며, 이는 웨어러블 인터넷과 사물 인터넷의 발전과 함께 더욱 커질 것입니다.
Q: 지난 10년 동안 나노기술은 연구실을 벗어나 사회에 실질적인 영향을 미치고 있습니다. 나노기술의 상용화에 도움이 되고 새로운 제품이나 프로세스를 탄생시키는 데 도움이 되는 노력을 하신 적이 있습니까?
고고치: 네, 우리는 나노 구조의 탄소 코팅 기술을 다이나믹 씰을 만드는 회사에 라이센스하여 그 실패를 방지했습니다. 일본의 선도적인 전자제품 제조업체는 Drexel의 MXene 특허를 다수 획득했습니다. 이 회사는 제조 규모를 확대했으며 MXenes를 사용하여 제품 라인을 개발하고 있습니다. 카바이드 유래 탄소, 슈퍼커패시터 전극 등 어떤 경우에는 우리 특허가 직접적으로 활용되지는 않았지만, 우리가 개발한 기초과학을 통해 기업들은 제품을 크게 개선할 수 있었습니다.
Q: 대학에서의 훈련이 나노기술 작업에 도움이 되었나요?
고고치: 어느 정도. 이를 통해 재료과학, 화학, 물리학에 대한 기본 지식을 얻을 수 있었습니다. 나는 여전히 유용한 몇 가지 실험적 기술을 습득했습니다. 그러나 우리는 빠르게 변화하는 세상에 살고 있습니다. 오늘날 우리는 30여년 전 제가 학생이었을 때는 사용할 수 없었던 도구를 사용합니다. 나노기술은 제가 대학을 졸업하고 모든 학위를 취득한 후에 등장했습니다. 가장 중요한 것은 기초를 익히고 독립적으로 공부하는 습관을 기르는 것입니다. 진정한 과학자는 항상 새로운 것을 계속해서 배웁니다.
Q. 멘토가 있나요? 대학 시절에 그랬나요?
고고치: 이제 멘토를 두기에는 너무 늙었나 봅니다 🙂 하지만 제가 후배 교수로 학업을 시작하던 시절, 전 학과장이자 학장인 Selcuk Guceri 교수님으로부터 많은 것을 배웠습니다. 저에게는 펜실베이니아 대학교 길 건너편에 근무하던 선배 동료 잭 피셔(Jack Fischer) 교수가 있었는데, 저는 그 분의 의견을 매우 존중했고, 중요한 결정을 내릴 때마다 그 분에게 조언을 구했습니다. Victor Morozov 교수님은 제가 대학 시절에 멘토 역할을 해주셨습니다. 대학 입학 전 화학 동아리의 강사였던 Sergey Mikhalovsky가 저의 멘토였으며, 우리는 아직도 자주 연락을 주고받으며 연구 프로젝트에 협력하기도 했습니다. 일반적으로 우리 주변에는 항상 현명하고 경험이 풍부한 사람들이 있으므로 조언을 구하는 것을 두려워해서는 안 됩니다. 누군가의 경력 초기에 좋은 멘토를 갖는 것은 매우 중요합니다. 저는 학생들과 박사후 연구원들에게 좋은 멘토가 되려고 노력하고 있습니다.
Q: 만약 다시 이 일을 해야 한다면, 여전히 나노기술 응용에 집중하시겠습니까?
고고치: 그래, 난 것. 저는 아직도 나노기술이 우리에게 열어주는 기회에 매료되어 있습니다. 제가 나노기술에 관한 연구를 시작했을 때, 그것이 바로 시대의 시작이었습니다. 나노기술은 현재 많은 분야에 침투해 있지만, 미래에는 나노스케일 빌딩 블록을 사용하여 원하는 고유 특성을 지닌 훨씬 더 다양한 재료와 장치를 구축하는 방법을 배울 때 가장 큰 영향을 미칠 것입니다.
Q: 고등학생이나 대학생이 나노기술에 관심이 있다면, 그러한 역할을 맡을 준비를 돕기 위해 어떤 조언을 해주실 수 있나요?
고고치: 수학, 화학, 물리학을 공부하세요. 공상과학 소설을 읽고 그것을 현실로 만드는 방법에 대해 생각해 보세요.
Q: 대학 진학을 앞둔 학생들에게 또 어떤 조언을 해주실 수 있나요?
고고치: 당신의 잠재력에 대해 생각해 보고 어떤 종류의 과목을 좋아하는지, 어떤 종류의 직업을 갖고 싶은지 결정하십시오. 좋아하는 일을 하면 성공하고 인생을 즐길 수 있습니다. 외국어를 공부하고 다른 문화를 이해하려고 노력하십시오. 당신은 큰 세상에 살고 있으며 세계 문화에 통합되어야 합니다. 과학과 비즈니스 모두 국경을 모릅니다.
