김두리 화학과 교수가 2020년 HYU 산학협력상 초대 수상자로 선정됐다. 산학협력상은 한양대의 ‘실용 학풍’을 계승하고 산학협력에 크게 기여한 젊은 교수를 위해 최초 제정된 상이다. 김 교수의 연구실은 STORM이라는 초고해상도 현미경 기술의 개발과 이를 활용해 물리, 화학, 생물 등 다양한 분야에 적용하는 연구를 진행 중이다. 김 교수는 산학협력상 수상에 대해 “연구가 사회적으로 유용하게 쓰일 수 있는 방향에 관심을 가져 기업들과 산학연구를 이어왔는데, 초대 수상자로 선정돼 매우 영광스럽게 생각한다”고 소감을 밝혔다.

김 교수의 주요 연구분야는 ‘Super-resolution imaging’, ‘Correlative super-resolution imaging’, ‘Single-molecule spectroscopy’이다. ‘Super-resolution imaging’은 초고해상도 이미징으로, 기존 현미경이 가졌던 해상도의 30배를 향상했다. 김 교수는 이 기술을 연구하며 10nm 이하의 나노 구조까지 선명하게 관찰할 수 있는 기술적 혁명을 이끌었다.

‘Correlative super-resolution imaging’은 차세대 초고해상도 현미경 기술로, 초고해상도 현미경 기술에 물리 화학적 기술을 합쳐 기존에 얻지 못했던 다양한 정보를 얻을 수 있다. 김 교수는 “박사 과정 시절 세계 최초로 초고해상도 현미경 기술과 전자현미경 기술을 합치는 기술을 개발했고, 현재 다양한 시스템에 적용하는 연구를 진행 중이다”고 답했다.

‘Single-molecule spectroscopy’는 초고해상도 현미경 기술과 분광학 기술을 합쳐 단분자 수준의 분광 스펙트럼을 관찰할 수 있는 최첨단 기술이다. 김 교수는 이 장비를 한국 최초로 한양대 연구실에 구축해 관련 연구를 진행하고 있다.

김 교수는 박사 과정 때 STORM 관련 연구실에 들어가며 초고해상도 현미경 관련 연구를 시작했다. 그는 한국인 제1호 초고해상도 현미경 기술을 전공한 박사가 돼 우리나라의 현미경 기술을 발전시켜보자는 포부를 가지고 해당 분야에 입문했다. 김 교수는 STORM과 전자현미경 기술을 합치는 연구를 진행했다. 화학, 공학, 의학 분야 등 다양한 분야의 지식이 필요한 분야였기에 김 교수는 대학원 시절 동안 여러 인접 학문을 접하며 연구에 매진했다. 연구 과정에서 많은 어려움도 있었으나, 김 교수는 STORM과 전자현미경을 합친 Correlative STORM and EM 기술을 세계 최초로 개발했다.

초고해상도 현미경 기술은 역사가 길지 않은 최첨단 기술로, 기존에 보지 못했던 다양한 나노 구조를 보여줄 수 있기에 많은 과학자의 관심을 받고 있다. 김 교수는 “초고해상도 현미경 기술을 나노 재료, 물리화학 분야 등 다양한 분야에 적용해 미래 핵심 과학기술로 발전시키고 싶다”며 앞으로의 포부를 밝혔다.

김 교수는 현재 삼성전자 생산기술연구소, 반도체연구소와 산학협력 연구를 진행하고 있으며, 초고해상도 현미경 기술을 다양한 나노 재료에 적용해보는 연구를 진행하고 있다. 그는 “초고해상도 현미경 분야가 바이오 분야 외에 다양한 분야에 적용되지 않았기에, 기업들이 미래를 선도할 수 있는 혁신적인 결과물을 기대한다”며 산학협력을 이어갈 수 있던 비결을 전했다. 김 교수는 최근 LG 연구 과제에도 선정돼 나노 구조에 관한 산학협력 연구를 진행할 예정이다.

끝으로 연구계에 종사하고자 하는 한양인에게 조언을 전했다. 김 교수는 “어릴 때부터 과학자를 꿈꿨지만 어려운 상황들도 많았다”며 “최선을 다해 열심히 내공을 쌓는다면 밝은 미래로 돌아올 수 있다”고 격려를 보냈다. 그는 이어 “학생 시절에 많이 공부하고 도전하면 좋겠다”며 “분야의 편식 없이 다양한 분야의 공부를 통해 융합 연구 인재로 성장할 수 있도록 응원한다”고 전했다.