40년전 양자점 기술이 QLED로 발전됐다

[파이낸셜뉴스] 올해의 노벨화학상은 나노 양자점을 발견하고 나노 기술개발에 기여한 화학자 3명에게 돌아갔다. 이들의 연구 결과는 40년이 지난 현재 QLED 기술 개발로 이어졌다. 이 양자점 기술은 에너지 효율과 내구성이 높아 디스플레이 뿐만아니라 태양전지, 의료 영상진단 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

노벨위원회는 4일(현지시간) 스웨덴 스톡홀름 왕립과학원에서 2023년 노벨화학상 수상자로 프랑스·튀니지 출신의 모운지 바웬디 MIT 교수와 컬럼비아대학에 재직했던 미국인 루이스 E 브러스 교수, 나노크리스탈스 테크놀로지에서 근무하는 러시아 출신의 알렉세이 에키모프 박사를 선정했다고 발표했다.

노벨위원회에 따르면, 이들 수상자는 나노미터 수준의 크기조절만으로도 빛 조절이 가능한 양자점을 발견했다.

이를통해 현재 전기를 흘려 색을 변환시키는데 사용하고 있다. 삼성전자의 QLED TV의 경우, 빛을 받아 내놓는 원리다. 즉 청색광을 녹색이나 적색의 빛으로 변환시킨다.

노벨위원회의 실수로 올해 노벨 화학상이 4시간 일찍 공개됐다. 노벨상 수상자 명단이 발표 전 공개된 것은 이번이 최초다.

4일 스웨덴 일간지 다겐스 니히터에 따르면 노벨위원회가 오후 6시45분(한국시간)에 수상자를 발표할 예정이었지만 스웨덴 왕립과학원이 4시간 일찍 이메일을 통해 모든 아카데미 회원에게 알렸다고 전했다.

알렉세이 에키모프 박사는 1980년대 초 색유리에서 크기에 따른 양자효과를 만드는데 성공했다. 이후 루이스 부루스 교수는 세계 최초로 유체에서 자유롭게 떠다니는 입자의 크기에 따른 양자 효과를 입증해냈다. 모운지 바웬디 교수는 1993년 양자점의 화학적 생산에 혁명을 일으켜 거의 완벽한 입자를 만들었다.

MIT 모운디 바웬디 교수의 제자인 포항공대 화학과 김성지 교수는 "진단이나 의료영상에 사용할 수 있다"고 설명했다. 즉 임신이나 코로나19 테스트기에서 색을 내는데 양자점을 사용하면 더 민감하게 반응하게 만들 수 있다.

물질은 나노 크기로 줄어들면 양자 현상이 발생한다. 올해 노벨 화학상 수상자들은 양자 현상에 의해 그 특성이 결정될 정도로 작은 입자를 만드는데 성공했다. 양자점이라 불리는 이 입자는 현재 나노기술에서 매우 중요하다. 노벨 화학위원회 위원장인 요한 오크비스트는 양자점은 매력적이고 특이한 특성을 많이 가지고 있다며 특히 크기에 따라 색상이 다르다고 말했다. 과거 물리학자들은 이론적으로 크기에 따른 양자효과가 나노입자에서 발생할 수 있다는 것을 오랫동안 알고 있었지만, 당시에는 나노 차원으로 조각내는 것이 불가능했다.

지난해 노벨 화학상에는 어렵고 복잡한 화학합성을 보다 쉽고, 몸속에서도 반응이 일어나더라도 안전한 화학 합성법을 개발한 화학자 3명이 수상했다. 이들은 미국의 칼 배리 샤플리스 스크립스연구소 박사, 덴마크의 모텐 P 멜달 코펜하겐대 교수, 미국의 캐럴린 R 버토지 스탠포드대 교수 등이다.

한편, 올해 노벨상 수상자는 상금 약 13억6400만원(1100만 크로나)과 메달, 증서를 받는다.

지난해 상금은 1000만 크로나였다. 시상식은 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·경제학상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.

스톡홀름 수상자들은 스웨덴의 칼 16세 구스타프 국왕으로부터 메달과 증서를 받고, 오슬로 수상자들은 노르웨이 국왕 하랄드 5세가 참석한 가운데 노르웨이 노벨 위원회 위원장으로부터 노벨 평화상을 받게 된다.

[e-mail] 김만기 기자