[이슈메이커=임성희 기자]
다양한 산업에 적용 가능한 ‘스마트 센서 시스템’ 제작
기계공학에 전기전자 융합하며, 완성된 센서 제작 기술 능력 갖춰
바이오센서, 건물 센서 등 기대
기계공학은 이제 단순 기계뿐만 아니라 기계적 원리를 다양한 분야에 적용하며 융복합 연구로 스펙트럼이 확장되고 있다. 산업혁명의 근간이었던 기계가 역사 속으로 사라져가는 것이 아니라 4차산업혁명의 근간이 되는 것이다. 스마트란 이름을 달고 말이다. 기계공학에서 다루는 힘의 원리가 마이크로 나노 단위에까지 적용되고, 인공지능 기술이 접목되며 우리가 사용하는 장치들은 점점 정밀화, 스마트화되고 있다. 다양한 기계적 소재를 활용하여 새로운 3차원 마이크로 구조를 설계하고 이를 전자소자에 응용하고자 노력하는 정영 교수는 기계공학과 센서의 만남이라는 새로운 패러다임을 이야기하는 주목받는 신진연구자다. 부산 출신인 그가 부산에서 펼치는 연구스토리를 들어봤다.
모교인 부경대에 올 수 있었던 스토리
짐 캐리를 닮은 시원시원한 인상의 정영 교수, 그도 마스크의 짐 캐리 같은 능력을 갖추고 있을까? 한 인간으로서는 자상한 남편, 아빠, 아들이며 연구자로서는 냉철하면서도 융화력을 지닌 부드러운 카리스마의 소유자다. 미소를 머금으며 기자에게 인사하는 모습에서 그의 친절함이 듬뿍 묻어난다. 부산 사람이기에 부산을 방문하는 모든 이에게 부산을 대신해 환영의 인사를 건네는 듯하다. 공교롭게도 기자가 부산을 찾은 날은 몇 년에 한 번 있을까 말까 한 부산에 눈보라가 휘날리던 날이었다. 부산의 역사적인 날(?) 정영 교수를 만나 기계공학자의 따뜻한 공학 이야기를 들어볼 수 있었다. “모교 같은 과에 교수로 오셨네요? 흔히 있는 일은 아닌데요?” 기자의 질문에 그는 “교수가 되고 싶다고 생각한 이후로는 모교인 부경대에 돌아오고 싶다는 생각을 항상 가지고 있었습니다. 그래서 그 목표를 이루기 위해 꾸준히, 그리고 성실하게 준비해왔어요. 언젠가는 한 번의 기회가 올 것으로 생각했고 그 기회를 놓치지 말자는 마음가짐으로 노력해왔습니다” 준비된 자에게 기회가 온다는 말이 딱 들어맞는 상황이었다. 그는 연구자로 있으면 1년이든 10년이든 언젠가는 자신에게 교수로서 모교로 올 수 있는 기회가 생길 것으로 믿었다.
“모교의 발전을 위해 헌신하고 싶다”
정영 교수는 마이크로 나노 구조에 대한 관심과 호기심으로 석사, 박사 과정을 시작했고, 박사후연구원으로 있으면서 다양한 연구 경험 기회를 얻으며 교수가 되고 싶다는 목표를 가졌다고 했다. “교수라는 직업이 특정 분야에 국한되지 않고, 스스로 새로운 연구주제를 개척해 나갈 수 있어 저에게는 큰 매력으로 다가왔습니다” 가정을 꾸리며 잠시 교수의 꿈을 접고 취업한 그에게 아내가 교수의 꿈에 계속 도전해보라고 한 것은 큰 힘이 됐다. “당시 가장이라 생계에 책임이 큰 저에게 꿈을 위해 도전을 멈추지 말라고 응원해준 아내 덕에 지금 이 자리에 있을 수 있었습니다” 꾸준히 기회를 잡기 위해 노력한 그는 마침내 모교에 교수로 부임할 수 있었다. “먼저, 모교의 출신 학과에 다시 돌아와 교수로서 일할 수 있다는 점 자체가 큰 영광이라고 생각합니다. 제 석박사 과정 지도교수님인 부산대학교 고종수 교수님과 박사후연구원 지도교수님인 한국과학기술원 박인규 교수님께서도 모교에 부임하셨는데, 교수님께서 학교의 발전을 위해 누구보다 노력하고 헌신하시는 모습을 가까이에서 많이 보고 느꼈습니다. 그런 모습을 보며 저 역시도 학교에 기여하고 싶다는 마음을 자연스럽게 품게 되었습니다. 이제는 후배이면서 제자인 학생들이 더 좋은 환경에서 성장하고, 원하는 목표를 이룰 수 있도록 강의나 연구 부분에서 다양한 노력을 기울이고 있습니다”
“기존에는 기계, 재료, 전기/전자 등이 하나의 학문으로 연구에 활용되었다면, 저는 학문의 경계를 넘기 위해 큰 노력을 했습니다. 단순히 소재의 기계적 특성만 보는 것이 아니라, 그것을 3차원 구조화함으로써 소재가 가진 고유의 특성을 어떻게 조절하고 활용할 수 있는지를 함께 연구하고자 했습니다. 우리 연구그룹은 이런 융합적 접근에서 연구 차별성을 갖추고 있으며 이를 부산이라는 지역적 특성에 적용 및 특화하는 것이 목표입니다”
연구력을 인정받으며 연구자로 성장할 수 있었던 스토리
그는 교수가 될 수 있었던 원동력으로 크게 2가지 성과를 꼽았다. 모두 유연 센서 관련 연구 성과로 첫 번째는 석사과정 당시 삼성휴먼테크논문대상에서 동상을 수상했던 경험이고, 두 번째는 박사후연구원 때 발표한 논문이 “Advanced Functional Materials” 저널에 후면 표지로 선정된 것이다. 대학원생으로 받을 수 있는 외부의 큰상 수상과 유명 저널에 표지논문 게재는 그에게 진행해온 연구의 방향성이 옳다는 확신을 주었고, 더 나아가 연구를 이어갈 수 있는 동기부여가 됐다.
소재의 기계적 특성 파악하고 3D로 분석, 설계해 전에 없는 최첨단 센서 제작
2024년 부임해 스마트 기계소재 및 엔지니어링 연구실을 연 정영 교수는 다양한 기능성 소재를 활용해 3차원 마이크로 구조를 최적화하고 이를 전자기계 소재에 적용하는 연구를 수행하고 있다. “소재가 가진 고유한 특성을 최대한으로 활용하거나 기존 소재가 가지고 있는 기계적 거동을 조절하는 것이 목표입니다. 단순히 다양한 소재를 활용하거나 소재의 물성을 평가하는 데 그치지 않고, 이를 실제 환경에서 어떻게 더 효율적으로 활용할 수 있을지를 고민하고 있습니다” 특히, 기능성 소재는 외부 자극이나 사용 조건에 따라 특성이 달라질 수 있기 때문에, 소재의 변형 특성이나 신뢰성을 정밀하게 분석하는 과정이 필수적이다. 그래서 연구실은 마이크로 구조의 변형 특성을 정밀하게 관찰하고 계측할 수 있는 다양한 기법들을 활용하고 있다. “소재의 특성과 구조적 설계를 융합해 실질적인 솔루션을 제시하는 것이 연구실의 핵심 방향입니다”
해양 에너지, 교량 등 부산 지역적 특성에 적용할 수 있는 건물 모니터링 센서 기대
정영 교수는 학교에 부임하자마자 24년도에 우수 신진연구과제에 선정됐다. 물체에 가해지는 각각의 물리적인 힘을 구별하려면 각각 특화된 센서가 필요한데, 그는 인공지능을 접목해 하나의 센서로 모든 힘을 구별해 내는 웨어러블 센서를 제안해 과제에 선정됐다. 더불어 25년도에는 ‘3차원 복합소재의 국부적 변형률 분석 연구 수행을 위한 3D-DIC 스테레오 현미경 시스템 구축’으로 과학기술정보통신부 신진연구자 인프라 지원사업에 선정되며 연구력을 성장시킬 수 있는 계기를 마련했다. 그는 과제 선정 원동력에 대해 “기존에는 기계, 재료, 전기/전자 등이 하나의 학문으로 연구에 활용되었다면, 저는 학문의 경계를 넘기 위해 큰 노력을 했습니다. 단순히 소재의 기계적 특성만 보는 것이 아니라, 그것을 3차원 구조화함으로써 소재가 가진 고유의 특성을 어떻게 조절하고 활용할 수 있는지를 함께 연구하고자 했습니다. 이러한 융합적 접근이 연구의 필요성과 차별성을 잘 보여줄 수 있었던 것 같습니다”라고 설명했다. 그는 이번 사업을 통해 구축한 연구 인프라를 바탕으로, 자신의 연구를 부산이라는 지역적 특성에 적용 및 특화하는 것이 목표라고 밝혔다. “예를 들어, 부산하면 바다가 떠오르는 듯 무궁무진한 자연 에너지인 해양 에너지를 활용한 발전 시스템의 개발을 구상하고 있습니다. 또한, 지역 내에 높은 건물과 긴 교량들이 많은데, 다양한 건축물의 내부와 외부의 구조 건전성을 확인할 수 있는 실시간 모니터링 시스템을 개발하고자 합니다. 그리고 인근 지역에서 자동차, 항공기, 선박 등 다양한 모빌리티에 관한 연구가 활발히 수행되고 있어, 해당 연구에 활용되는 신소재의 특성을 분석하고 정량화할 수 있는 연구를 진행하고자 합니다” 또한, 정영 교수는 기존 센서 기술의 한계를 극복하기 위해 AI 기술을 접목하는 데도 집중하고 있다.
“소중한 가족, 나의 심장, 내 연구의 원천”
“신호처리 기능이 통합된 센서 시스템을 구축해서 산업 분야에 실질적으로 적용하는 것이 목표입니다”라는 말에서 그의 연구실이 가지고 있는 차별점을 알 수 있는데, 정영 교수는 하나의 완성된 센서를 만들어낼 수 있는 기술력을 갖추고 있다. 그만큼 기계공학적인 지식을 바탕으로 전기전자, 소재 등 다양한 학문을 심도 있게 다룰 수 있는 점은 정영 교수만의 가장 큰 장점이다. “단순히 새로운 구조를 갖는 센서를 개발하는 데서 그치는 것이 아니라, 제가 개발한 센서를 산업현장이나 인프라 분야에서 실질적으로 활용할 수 있는 솔루션을 제공하고 싶고, 궁극적으로는 산업적 가치가 높은 기술로 발전시키는 것을 계획하고 있습니다” 그는 공학자로서 실제 산업현장에 적용되는 것만큼 큰 보람을 느끼는 순간은 없을 것이라며 사회에 이바지할 수 있는 자신의 역량을 계속 고민하고 도전하겠다고 밝혔다.
인터뷰를 끝마치며 그는 특별하고 자세하게 지도교수님들과 가족들에 관해 소개하고 감사의 마음을 전했다. 사람 간의 관계를 소중히 하고, 가족애가 뛰어난 그를 보며 마음이 따뜻한 공학자라는 생각이 들었고, 그와 함께 연구하는 학생들도 그의 그런 따뜻한 마음을 느끼며 누군가에게 따뜻함을 전해주는 연구자로 성장할 수 있을 것이다.
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