앨런 히거: 전도성 고분자, 노벨 화학상, 그리고 플렉서블 디스플레이의 미래

2013년 12월 9일 포글러가 촬영한 앨런 히거 사진 "출처: 위키미디어 커먼즈(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heeger,_Alan_J._(1936).jpg), 라이선스: CC BY-SA 3.0"

 

 

"플라스틱은 전기가 통하지 않는다?" 이러한 상식을 깨고 전도성 고분자라는 새로운 물질을 발견하여 세상을 놀라게 한 과학자가 있습니다. 바로 **앨런 J. 히거(Alan Jay Heeger, 1936년 1월 22일 ~ )**입니다. 그는 앨런 맥더미드, 시라카와 히데키와 함께 전도성 고분자를 발견하고 그 특성을 연구하여 2000년 노벨 화학상을 수상했습니다. 이 획기적인 발견은 플렉시블 디스플레이, 태양 전지, 센서 등 다양한 분야에서 응용될 수 있는 가능성을 열었습니다. 이 글에서는 히거의 삶과 그의 주요 업적인 전도성 고분자 발견, 그리고 그 의미와 미래 전망에 대해 자세히 알아보겠습니다.

1. 전도성 고분자: 플라스틱도 전기를 통할 수 있다!

앨런 히거는 1936년 미국 아이오와 주 수시티에서 태어났습니다. 그는 네브래스카 대학교 링컨에서 물리학과 수학을 전공했고, 1961년 캘리포니아 대학교 버클리에서 박사 학위를 받았습니다. 이후 펜실베이니아 대학교에서 교수로 재직하며 고체 물리학 연구를 수행했습니다. 1970년대 중반, 히거는 펜실베이니아 대학교에서 앨런 맥더미드(Alan G. MacDiarmid)와 함께 전도성 고분자에 대한 연구를 시작했습니다. 전도성 고분자는 전기를 통하는 플라스틱으로, 기존의 절연체 플라스틱과는 달리 금속과 같은 전기 전도성을 가지고 있습니다. 히거와 맥더미드는 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. 전도성 고분자의 발견은 과학계에 큰 충격을 주었습니다. 플라스틱은 전기가 통하지 않는다는 기존의 상식을 깨고, 플라스틱도 금속처럼 전기를 통할 수 있다 는 것을 보여주었기 때문입니다. 이는 재료과학 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 수상: 전도성 고분자, 그 무한한 가능성을 인정받다

앨런 히거는 앨런 맥더미드, 시라카와 히데키와 함께 전도성 고분자를 발견하고 그 특성을 연구한 공로를 인정받아 2000년 노벨 화학상 을 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 바뀌었으며, 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.

3. 플렉시블 디스플레이: 종이처럼 얇고 접을 수 있는 디스플레이, 현실로 다가오다

전도성 고분자는 플렉시블 디스플레이를 만드는 데 핵심적인 소재입니다. 플렉시블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연하여 구부리거나 접을 수 있는 디스플레이로, 차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있습니다. 전도성 고분자는 전기 전도성과 광학적 투명성을 동시에 가지고 있기 때문에, 플렉시블 디스플레이의 전극 및 활성층 소재로 사용될 수 있습니다. 또한, 전도성 고분자는 가볍고 유연하기 때문에, 플렉시블 디스플레이의 내구성을 높이는 데에도 기여합니다. 플렉시블 디스플레이는 스마트폰, 태블릿 PC, 그리고 웨어러블 기기 등 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다. 예를 들어, 플렉시블 디스플레이를 사용하면 접을 수 있는 스마트폰, 옷처럼 입을 수 있는 디스플레이, 그리고 곡면에 부착할 수 있는 디스플레이 등을 만들 수 있습니다. 플렉시블 디스플레이는 아직 개발 초기 단계에 있지만, 빠르게 성장하고 있는 분야입니다. 많은 기업들이 플렉시블 디스플레이 개발에 투자하고 있으며, 머지않아 우리 삶에 큰 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.