[KERC 서포터즈] (독일) 독일 함부르크 공과대학(TUHH) 재료/엑스레이물리 연구소 소개 인터뷰 – 노랑 (안현섭/독일/인공지능)

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* 소속 기관 소개 인터뷰(노랑)를 바탕으로 작성

Q: 간단히 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요. 저는 독일 함부르크 공과대학교(TUHH)의 재료 및 엑스레이 물리 연구소(Institute for Materials and X-ray Physics) 박사과정 노랑입니다. 2016년 독일 프라이부르크 대학교(Universität Freiburg)에서 응용물리학 석사 과정을 시작하며 처음 유럽에 진출했습니다. 석사논문연구(Maserarbeit) 당시 나노·마이크로 물질의 시뮬레이션과 실험을 계획했으나 코로나19 사태로 연구실이 폐쇄되어 제대로 실험을 수행하지 못했던 아쉬움이 컸습니다. 이를 계기로 최첨단 장비를 활용해 나노·마이크로 물질을 실험할 수 있는 연구실을 찾게 되었고, 훌륭한 시설 뿐 아니라 과거 독일여행 중에 좋은 인상을 받았던 함부르크에서 박사과정 제안을 받아 연구를 이어가게 되었습니다.

Q: 현재 소속기관은 어떤 곳인가요?

우리 연구소는 함부르크 공과대학교(TUHH) 소속이지만 독일 최대의 가속기 연구소인 DESY(Deutsches Elektronen-Synchrotron) 캠퍼스 내에 별도의 연구소가 추가로 설립되어 있어 주로 DESY캠퍼스에서 일하고 있습니다. 주요 연구 분야는 응집 물질 물리와 신기능 재료의 기초 연구로, 특히 나노 기공 매질 내에서의 구조와 역학 관계를 규명하는 데 중점을 둡니다. 저희 그룹은 연구소장이신 Patrick Huber 교수님이 리딩하고 있는 BlueMat(Water-Driven Materials) 엑셀런스 클러스터를 비롯하여 CMWS, CRC 1615 등 대규모 연구 네트워크의 핵심 일원으로 참여하고 있습니다.

Q: 현재 어떤 연구를 하고 계신가요?

저는 무질서 하이퍼유니포미티(Disordered Hyperuniformity)라는 특이한 물리적 대칭성을 가진 초균일 양극 산화 알루미늄(hyperuniform Anodic Aluminum Oxide, hAAO) 소재의 기계적 특성을 연구하고 있습니다. 이 소재는 무질서해 보이지만 밀도 요동이 극도로 억제되어 있어, 일반적인 결정질 소재보다 우수한 취성(brittleness) 저항이나 등방성 광자 밴드갭 등 독특한 물리적 성질을 보입니다. 제 연구의 목표는 레이저 초음파(Laser UltraSonic, LUS)와 나노인덴테이션(Nanoindentation) 기술을 활용해 이 소재의 기계적 안정성을 정밀하게 측정하는 방법을 연구하고, 이를 통해 나노 구조 설계 원리를 정립하는 것입니다.

Q: 소속기관에서 본인은 어떤 역할을 맡고 계신가요?

연구소의 박사 과정 연구원으로서hAAO 관련 프로젝트의 실험을 주도하고 있습니다.  협력기관에서 제작된 hAAO박막을 가공하여 측정가능한 샘플로 제작하고, 레이저 초음파 시스템 및 나노인덴테이션 장비를 정밀튜닝하여 샘플의 특성을 측정하고 데이터를 분석하고 있습니다. 또한, DESY 캠퍼스의 싱크로트론 (Syncrotron) 시설을 활용하는 프로젝트에 참여한 동료들을 서포트하여, 세계에서 가장 밝은 저장고 기반 X-ray광원 중 하나인 PETRA 시험실에서 측정 시스템을 같이 구축해보고 실제 시설을 운영하는 역할도 종종 수행합니다.

Q: 연구팀 또는 협업하는 동료들을 간단히 소개해 주세요.

연구팀은 Patrick Huber 교수님을 중심으로 약 20여 명의 다국적 연구진으로 구성되어 있습니다. 그룹 내에는 특정 측정 기술에 전문성을 가진 동료들이 많아 서로 기술적 자문을 주고받는 협력적인 문화가 정착되어 있습니다. 제가 참여하는hAAO 프로젝트는 오스나브뤼크 대학교(Universität Osnabrück) 및 할레-비텐베르크 대학교(MLU Halle-Wittenberg) 연구진과 협력하여 진행하고 있습니다.

Q: 연구 환경이나 분위기는 어떤가요?

연구 시설이 TUHH와 DESY 캠퍼스에 분산되어 있어 이동이 필요한 점은 종종 번거롭지만, 세계 최고 수준의 가속기 인프라를 경험해 볼 수 있고 다양한 시험 시설을 자유롭게 사용할 수 있다는 점이 매력적입니다. 특히 x-ray 실험 기간에는 8시간 3교대로 근무하는 집중적인 실험 환경을 경험할 수 있는데, 이는 체력적으로는 힘들지만 연구자로서 아주 흥미롭고 보람찬 업무라 자발적으로 지원해서 참여하고 있습니다. 업무로 인한 스트레스 해소를 위해서는 주말에 한인 배드민턴 모임이나 함부르크에서 만난 다국적 친구들과의 보드게임 모임 등을 통해 워라밸을 맞춰가고 있습니다.

Q: 소속기관은 국제 협력을 활발히 하나요? 주로 어떤 국가나 기관과 협력하나요?

우리 연구소는 CMWS(Centre for Molecular Water Science) 파트너십을 통해 유럽 및 전 세계 주요 기관과 거대한 네트워크를 형성하고 있습니다.

유럽 내 ETH Zürich(스위스), University of Oxford(영국), SOLEIL Synchrotron(프랑스), European XFEL(독일) 등 최정상급 기관들 뿐만 아니라 한국의 연세대학교(Yonsei University)와 일본의 교토대학교(Kyoto University) 등과도 파트너십을 유지하며 공동 연구 목표를 수행하고 있습니다.

Q: 유럽 다른 기관들과 비교해보았을 현재 소속기관만의 장점이나 특징이 있다면요?

우리 연구소의 독보적인 강점은 세계적인 가속기 연구소인 DESY와의 협력을 통해 연구자가 직접 싱크로트론을 활용한 실험 시스템의 구축과 운영에 참여하며 고해상도 X-ray 분석 기술의 전문성을 쌓을 수 있다는 점입니다. 가속기 인프라뿐만 아니라 레이저 초음파(LUS), SEM, 나노인덴테이션 등 다각도의 실험이 가능한 계측 장비들을 자유롭게 활용할 수 있는 좋은 실험 환경을 갖추고 있습니다.

Q: 한국과의 연구 협력 경험이 있거나, 향후 협력 의사가 있다면 어떤 방식이 가능할까요?

저희 그룹이 위치한 DESY 캠퍼스는 이미 여러명의 한국의 연구원들이 일하고 있고 한국과의 협력도 진행하고 있습니다. 독일 최대의 싱크로트론 시설을 활용한 공동 실험이 가장 대표적인 협력 모델이 될 수 있을 것 같습니다. 현재도 DESY 캠퍼스내 한국인 연구자들이 자체적으로 네트워크를 구축하고 교류하고 있어, 앞으로도 한국의 첨단 소재 연구 역량과 독일의 인프라를 결합한 협력이 확대될 것으로 기대합니다.

Q: 마지막으로 소속기관 또는 유럽에서 연구하면서 느낀 점, 하고 싶은 말이 있다면 자유롭게 부탁드립니다.

거대한 실험 장비로 눈에 보이지 않는 미세한 물질을 탐구하는 연구는 참 매력적입니다만, 그 과정은 쉽지 않은 것 같습니다. 유럽은 개별 연구자가 주도적으로 연구 경로를 선택하는 문화를 존중합니다. 이에, 종종 수동적인 한국의 연구 문화와 대비되는 상황에서 자유로움과 방황을 동시에 느끼기도 합니다. 매 순간이 도전이지만, 한국에 비해 조금 느리더라도 긴 호흡으로 물리학의 원리를 이해해 나가는 과정에서 큰 보람을 얻고 있습니다. 또한 엘베강이 흐르는 아름다운 함부르크에서 여러나라에서 온 동료, 친구들과 교류하면서 얻는 에너지가 매일 반복된 출근길을 조금이나마 덜 힘들게 해주는 것 같습니다.

언어와 문화가 다른 타지생활이 항상 쉽지만은 않습니다. 하지만 누구나 해볼 수 없는 경험이기에, 새로운 도전을 꿈꾸면서도 걱정이 앞서는 한국 연구자분들이 계신다면 용기를 내어 유럽으로 한걸음 내딛어 보시라고 응원하고 싶습니다.

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