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여러분 집의 TV는 무엇인가요? 만약 QLED TV라면, 올해 노벨 화학상 수상자들이 만든 ‘양자점’ 덕분에 밝고 선명한 화면을 볼 수 있었을 거예요. 양자점은 TV처럼 빛을 내거나 태양전지처럼 빛을 흡수하는 장치에서 널리 쓰이는 아주 작은 입자예요. 양자점을 발견하고 활용할 수 있는 바탕을 마련해 우리 생활을 더욱 편리하게 만드는 데 기여한 세 명의 과학자 이야기를 들어보세요.

동에 번쩍, 서에 번쩍! 팔방미인 양자점

녹은 유리에 금속 또는 반도체 불순물이 섞이면 투명한 유리에 다양한 색깔이 나타납니다. 유리 안에서 불순물 입자의 크기가 수 나노미터(nm) 정도로 작아지면, 크기에 따라 특정 색깔의 빛을 방출하는 양자점이 되기 때문이에요. 옛날 사람들은 이를 활용해 오래된 성당에서 흔히 볼 수 있는 알록달록한 색유리, ‘스테인드 글라스’를 만들었습니다.

1980년대 초, 아키모프 박사는 유리 안에서 양자점을 만들어 입자의 크기가 유리 색깔을 바꾼다는 사실을 증명했습니다. 그러나 유리 속에서 만든 양자점은 밖으로 꺼내서 활용하기 어려웠어요. 이후 미국 벨 연구소에 있던 브루스 교수가 물속에서 양자점을 만드는 데 성공하며, 양자점을 활용할 수 있는 길을 열었지요. 브루스 교수의 제자인 바웬디 교수는 후속 연구를 통해 1993년에 원하는 크기의 양자점을 고르게 만들 수 있는 제조 방법을 개발하며 양자점이 실생활에 널리 쓰일 수 있는 기틀을 닦았습니다.

양자점의 장점은 빛을 내는 다른 화학 물질보다 상대적으로 수명이 더 길고, 생산 비용도 저렴하다는 것입니다. 크기가 작기 때문에 활용 가능성도 무궁무진하지요. 바웬디 교수의 제자이기도 한 포항공과대학교 화학과 김성지 석좌교수는 “TV나 태양전지 외에도 양자점이 빛을 내는 성질을 이용해 다양한 병을 진단하거나 환자의 증상을 확인할 수도 있다”고 설명했어요. 또 “양자점이 암세포에 달라붙어 빛나도록 해 의사가 더욱 정밀한 수술을 할 수 있도록 하는 기술을 개발 중”이라고 밝혔답니다.