앨런 맥더미드: 전도성 고분자, 노벨상, 그리고 과학의 즐거움

2005년 앨런 맥더미드 사진 "출처: 위키미디어 커먼즈(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alan_MacDiarmid_2005.017.004e_crop.tif?page=1), 라이선스: CC BY-SA 3.0"

 

 

앨런 맥더미드(Alan Graham MacDiarmid, 1927년 4월 14일 ~ 2007년 2월 7일)는 뉴질랜드 출신의 화학자로, 전기 전도성을 가진 플라스틱인 전도성 고분자를 발견하여 2000년 노벨 화학상을 수상했습니다. 그는 앨런 히거, 시라카와 히데키와 함께 이 혁신적인 물질을 발견하고 그 특성을 연구하여 재료 과학 분야에 새로운 지평을 열었습니다. 이 글에서는 맥더미드의 삶과 그의 주요 업적인 전도성 고분자 발견, 그리고 그 의미와 미래 전망에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 전도성 고분자: 플라스틱의 놀라운 변신, 전기가 흐르는 플라스틱의 탄생

앨런 맥더미드는 1927년 뉴질랜드 마스터턴에서 태어났습니다. 어린 시절, 그는 가족과 함께 뉴질랜드의 여러 지역을 옮겨 다니며 생활했고, 빅토리아 대학교 웰링턴과 위스콘신 대학교 매디슨에서 화학을 공부했습니다. 1955년에는 케임브리지 대학교에서 박사 학위를 받았고, 이후 펜실베이니아 대학교에서 교수로 재직하며 무기 화학 및 고체 화학 분야 연구를 수행했습니다. 1970년대 중반, 맥더미드는 펜실베이니아 대학교에서 앨런 히거(Alan J. Heeger)와 함께 전도성 고분자에 대한 연구를 시작했습니다. 전도성 고분자는 전기를 통하는 플라스틱으로, 기존의 절연체 플라스틱과는 달리 금속과 같은 전기 전도성을 가지고 있습니다. 맥더미드와 히거는 일본의 화학자 시라카와 히데키(Hideki Shirakawa)가 합성한 폴리아세틸렌 필름에 요오드를 첨가하면 전기 전도도가 크게 증가한다는 것을 발견했습니다. 그들은 이러한 현상을 "도핑(doping)"이라고 명명하고, 도핑된 폴리아세틸렌이 금속과 같은 전기 전도성을 갖는다는 것을 밝혀냈습니다. 이 발견은 당시 과학계의 상식을 뒤엎는 혁명적인 사건이었습니다. 플라스틱은 전기가 통하지 않는다는 기존의 생각을 완전히 바꾸어 놓았기 때문입니다. 이는 재료 과학 분야의 새로운 지평을 열었으며, 전도성 고분자는 플렉시블 디스플레이, 태양 전지, 센서, 그리고 인공 근육 등 다양한 분야에서 응용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

2. 노벨 화학상: 전도성 고분자 발견, 세계를 바꿀 물질의 탄생

앨런 맥더미드는 앨런 히거, 시라카와 히데키와 함께 전도성 고분자를 발견하고 그 특성을 연구한 공로를 인정받아 2000년 노벨 화학상을 공동 수상했습니다. 이는 그의 과학적 업적이 얼마나 중요한지를 보여주는 것이며, 전도성 고분자 연구 분야의 발전을 촉진하는 계기가 되었습니다. 노벨 위원회는 "전도성 고분자의 발견은 플라스틱에 대한 우리의 생각을 근본적으로 바꾸었으며, 이는 새로운 기술 혁명의 시작을 알리는 것"이라고 평가했습니다. 전도성 고분자는 기존의 금속이나 반도체 소재를 대체하여 더 가볍고, 유연하고, 그리고 저렴한 전자 소자를 만드는 데 사용될 수 있으며, 이는 미래 전자 기술 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 전도성 고분자는 다양한 방법으로 합성될 수 있습니다. 가장 일반적인 방법은 화학적 산화 또는 환원 반응을 통해 고분자의 전기 전도도를 변화시키는 것입니다. 또한, 전도성 필러를 고분자에 혼합하여 전도성 고분자를 만들 수도 있습니다. 전도성 고분자는 뛰어난 전기 전도도, 가벼운 무게, 유연성, 그리고 낮은 제조 비용 등 다양한 장점을 가지고 있습니다. 이는 플렉시블 디스플레이, 태양 전지, 센서, 그리고 인공 근육 등 다양한 분야에서 응용될 수 있는 가능성을 제공합니다.

3. 과학의 즐거움을 전파하다: 교육과 대중을 위한 과학 커뮤니케이션

앨런 맥더미드는 뛰어난 과학자였을 뿐만 아니라, 열정적인 교육자이자 과학 대중화를 위해 헌신한 과학 커뮤니케이터였습니다. 그는 펜실베이니아 대학교에서 40년 넘게 화학을 가르쳤으며, 학생들에게 과학에 대한 흥미와 열정을 불어넣는 데 힘썼습니다. 맥더미드는 "과학은 재미있고 흥미로운 것"이라고 강조하며, 학생들에게 과학적 호기심과 탐구 정신을 길러주기 위해 노력했습니다. 그는 학생들에게 "왜?"라는 질문을 끊임없이 던지고, 스스로 답을 찾도록 격려했습니다. 또한, 그는 실험과 실습을 중시하는 교육 방식을 통해 학생들이 과학을 직접 경험하고 배울 수 있도록 했습니다. 맥더미드는 과학 대중화에도 적극적으로 참여했습니다. 그는 대중 강연, 텔레비전 프로그램 출연, 그리고 과학 도서 저술 등을 통해 과학 지식을 일반 대중에게 알기 쉽게 전달했습니다. 그는 과학이 사람들의 삶을 더 나은 방향으로 이끌 수 있다고 믿었으며, 과학 대중화를 통해 더 많은 사람들이 과학에 관심을 가지고 참여할 수 있도록 노력했습니다. 맥더미드는 특히 어린이와 청소년들의 과학 교육에 관심이 많았습니다. 그는 어린이들에게 과학의 즐거움을 알려주고, 과학적 사고방식을 길러주기 위해 다양한 활동을 했습니다. 그는 학교를 방문하여 과학 강연을 하고, 어린이들을 위한 과학 캠프를 개최하기도 했습니다. 맥더미드는 과학이 미래 세대의 발전을 위한 가장 중요한 투자라고 믿었으며, 과학 교육을 통해 더 나은 세상을 만들 수 있다고 생각했습니다.