세계 최상위 2% 과학자 릴레이 인터뷰③ - 화학공학과 박철환 교수

“국제 학계가 주목한 바이오 공정 혁신, 고기능성 바이오 신소재로 미래를 설계하다” 

광운대학교 교수 18명이 미국 스탠퍼드대와 엘스비어가 선정한 세계 상위 2% 과학자에 선정되었다. ‘최상위 2% 세계 과학자’ 명단은 전 세계 연구자의 연구 영향력을 공정하고 표준화된 방식으로 비교·평가하기 위해 스탠포드대 존 이오아니디스(John P.A. Ioannidis) 교수 연구팀이 개발한 복합 지표(Composite Score)를 기반으로 발표된다. SCOPUS 데이터를 바탕으로 논문 인용 수, H-지수, 공동저자 보정 지수 등을 종합하여 연구자의 생애 업적(Career-long)과 최근 1년 성과(Single-year)를 기준으로 선정한다.

18인의 연구자를 통해 다시 한번 광운대학교의 연구 경쟁력과 학문적 저력이 세계적 수준에 도달해 있음을 증명했다. 전세계 학계가 주목하는 광운대 교수진의 이야기를 통해, 그들의 연구 여정과 성과, 그리고 다음 도전을 들어본다. 

- 세계 최상위 2% 연구자로 선정되신 소감과 함께, 이번 선정이 교수님께 어떤 의미로 다가오는지 말씀 부탁드립니다.

[개인의 성과를 넘어, 함께 축적해 온 연구 공동체의 결실] 이번 선정은 연구자로서 매우 영광스럽고 감사한 일입니다. 다만 이를 개인의 성과로만 받아들이기보다는, 오랜 시간 함께 연구해 온 연구실 구성원들과 공동연구자들, 그리고 연구를 지속할 수 있는 환경을 만들어 준 대학의 지원이 함께 축적된 결과를 인정받았다는 점에서 더욱 뜻깊게 느끼고 있습니다. 특히 지금까지의 연구 방향과 접근 방식이 국제 학계에서도 의미있게 받아들여지고 있다는 점에서 큰 책임감을 느끼게 되었습니다. 이번 선정은 하나의 성과라기보다, 다음 단계의 연구와 교육을 더욱 성실하게 준비하라는 메시지로 받아들이고 있습니다.

- 현재 연구하고 계신 분야와 주요 관심 연구 주제 소개 부탁드립니다.

[화학공학 기반 스마트 바이오 공정으로 설계하는 지속가능성] 화학공학을 기반으로 미생물과 효소를 활용한 바이오 공정 기술을 연구하고 있습니다. 주요 관심 분야는 고기능성 생리활성 복합소재 생산 공정 플랫폼과 차세대 스마트 바이오 융합 공정 플랫폼 기술입니다. 생물학적 전환 공정을 통해 고부가가치 생리활성 물질, 친환경 소재, 바이오 기반 플라스틱 원료, 청정 에너지 등을 효율적으로 생산하는 기술을 개발하고 있으며, 이 과정에서 반응·분리·공정 통합을 포함한 화학공학적 설계와 최적화를 핵심으로 두고 있습니다. 특히 탄소 저감과 자원 순환을 고려한 지속가능한 생산 시스템을 구현하는 데 연구의 초점을 맞추고 있으며, 최근에는 산업 적용과 스케일업을 염두에 둔 공정 최적화 연구로 확장해 나가고 있습니다.

- 교수님의 대표 연구 성과 중 하나를 소개 부탁드립니다. 또한 해당 연구가 학문적·산업적으로 어떤 의미나 파급력을 가졌는지도 함께 말씀해주세요.

[바이오 공정 혁신으로 구현한 고기능성 생리활성 신물질 합성] 천연 유래 성분을 기반으로 한 신규 고기능성 생리활성 물질을 효소 기반 친환경 공정을 통해 합성하고, 그 기능성과 유효성을 체계적으로 검증한 연구를 대표 성과로 들 수 있습니다. 기존 물질이 지닌 구조적 한계를 넘어 새로운 기능성을 설계했다는 점에서 학문적 의미가 있으며, 생체이용률과 전달 효율을 개선해 실제 활용 가능성을 높였습니다. 해당 물질은 항산화, 항염증, 항암 등 다양한 생리활성을 동시에 나타내는 고기능성 소재로 평가되었으며, 공정 최적화와 기술·환경성 평가를 병행함으로써 산업 적용 가능성까지 검증했습니다. 단순한 물질 개발을 넘어, 지속가능한 바이오 공정 모델을 함께 제시했다는 점에서 학문과 산업을 연결하는 연구 사례로 의미가 있다고 생각합니다.

- 교수님의 연구가 국내를 넘어 국제 학계에서 지속적으로 인용되고 주목받는 이유는 무엇이라고 보시나요.

[공정 중심의 문제 정의와 확장 가능한 연구 프레임] 제 연구가 국제적으로 인용되고 관심을 받는 이유를 하나로 설명하기는 어렵지만, 특정 물질이나 단일 기술의 성능을 강조하기보다는 문제 해결을 중심으로 한 공정 설계와 기능 검증을 함께 제시해 온 점이 하나의 요인이지 않을까 생각합니다. 연구를 시작할 때 ‘무엇을 만들 것인가’보다, ‘이 공정이 어떤 구조적 한계를 어떻게 넘어서려 하는가’를 먼저 고민하려 노력해 왔습니다. 단순한 실험 결과에 그치지 않고, 공정의 원리와 설계 배경, 그리고 확장 가능성과 산업 적용까지 함께 제시하는 연구 구조가 다른 연구자들에게 참고 가능한 틀로 작용한 것 같습니다. 바이오, 소재, 화학공학, 환경 등 다양한 분야 연구자들이 각자의 맥락에서 재해석하고 활용할 수 있었던 점이 국제 학계에서의 지속적인 인용과 논의로 이어졌다고 보고 있습니다.

- 지금의 연구 방향과 태도를 형성하는 데 가장 크게 작용한 경험이나 시기가 있다면 언제였을까요?

[실패를 통해 연구의 ‘속도’보다 ‘방향’을 배운 시간] 연구 초기 설정한 가설과 전혀 다른 결과가 반복되며 연구가 장기간 정체되었던 시기가 있었습니다. 당시에는 성과에 대한 부담도 컸지만, 연구실 구성원들과의 충분한 토론과 아이디어 교류를 통해 문제를 다시 정의하고 접근 관점을 전환하면서 조금씩 돌파구를 찾을 수 있었습니다. 결과를 서둘러 해석하기보다 과정에 집중해 원인을 함께 분석하고 가설을 재설정했던 경험은, 연구의 본질이 무엇인지 다시 생각하게 만든 중요한 전환점이었습니다.

[해답보다 질문을 점검하는 연구 접근법] 그 이후로는 난관에 부딪힐수록 빠른 결론을 내리기보다, 연구 질문과 방향이 지금의 환경과 문제 설정에 적절한지부터 차분히 되돌아보는 편입니다. 연구실 내부의 충분한 논의는 물론, 타 분야 연구자들과의 협업을 통해 문제를 여러 각도에서 해석하며 새로운 가능성을 열어 왔습니다. 이러한 과정은 단기적인 성과보다는 연구의 구조와 전략을 단단히 만드는 데 큰 도움이 되었고, 빠르게 변화하는 기술·사회 환경 속에서도 흔들리지 않는 연구 기준을 세우는 기반이 되었습니다. 결국 연구는 시간과 축적의 과정이기에, 조급함보다는 계획적으로 사고하고 차분히 접근하는 태도가 복잡한 문제를 해결하는 데 가장 중요하다고 생각합니다.

- 교수님 연구 분야의 향후 전망과, 앞으로 주목해야 할 변화나 흐름이 있다면 어떻게 보시는지 궁금합니다.

[AI 및 데이터 기반 설계로 진화하는 바이오 공정 혁신 패러다임] 바이오 공정 분야는 친환경 기술을 넘어, 화학공학적 공정 설계를 중심으로 AI와 데이터 기술이 결합된 고도화된 산업 플랫폼으로 빠르게 진화하고 있습니다. 미생물과 효소 기반 전환 기술의 발전과 더불어, 이러한 생물학적 반응을 반응·분리·물질 및 에너지 흐름까지 포함해 통합적으로 설계하는 화학공학적 접근이 동시에 경쟁력의 핵심으로 부상하고 있습니다. 공정 중심 연구와 데이터 기반 최적화 전략은 스케일업과 산업 적용 단계에서 실질적인 효율과 재현성을 확보하는 중요한 기반이 되고 있습니다. 이는 개별 기술의 성과를 넘어, 국가와 산업을 초월해 적용 가능한 글로벌 공정 모델로 확장될 수 있는 기반이 되고 있습니다. 앞으로는 공정 성능뿐 아니라 탄소 저감과 자원 순환까지 함께 고려하는 연구가 국제적으로 더욱 주목받을 것이며, 저 역시 이러한 흐름 속에서 화학공학 기반 바이오 공정 기술을 선도적으로 발전시켜 나가고자 합니다.

- 앞으로 집중하고 싶은 연구 방향과 목표 말씀 부탁드립니다.

[ESG와 기후 위기에 응답하는 바이오 공정의 실질적 확장] 앞으로의 연구는 새로운 기술을 개발하는 데 머무르기보다, 기후변화 대응과 ESG 가치 실현을 통해 사회에 실질적으로 기여하는 방향으로 확장하고자 합니다. 환경 문제와 기후변화 대응은 더 이상 미래의 과제가 아니라, 지금 우리가 반드시 풀어야 할 과제라고 생각합니다. 바이오 기술을 기반으로 고기능성 생리활성 물질을 효과적으로 구현하는 바이오 소재 생산 기술, 친환경 플라스틱 단량체 및 청정 에너지 생산 공정 등 환경 부담을 최소화하는 공정 기술을 지속적으로 발전시켜 나가고자 합니다. 특히 연구 성과가 실험실에 머무르지 않고 산업 현장과 사회로 연결될 수 있도록, 공정 최적화와 실용화 가능성까지 함께 고민하며 연구를 이어갈 계획입니다.

- 교수로서 학생들에게 하시고 싶은 조언이나, 연구자로서 후학들에게 전하고 싶은 메시지가 있으시면 자유롭게 말씀 부탁드립니다.

[질문을 키우는 교육, 사람을 남기는 연구] 연구실 구성원들에게 종종 “꿈은 이루어진다”라는 말을 전합니다. 이는 특별한 재능이나 단번의 성공을 의미하기보다는, 스스로를 믿고 포기하지 않으며 한 걸음씩 나아가는 태도의 중요성을 담은 말입니다. 연구와 삶 모두에서 빠른 성과보다 중요한 것은 스스로 질문하고 고민하며 성장하는 경험이라고 생각합니다. 그래서 연구실에서는 정답을 제시하기보다, 함께 토론하고 다양한 시각을 나누는 환경을 만들고자 노력하고 있습니다. 언젠가 연구실 구성원들이 “그때의 작은 고민이 지금의 나를 만들었다”고 말할 수 있다면, 그것이 가장 큰 보람일 것입니다.

[배움의 태도와 질문이 만드는 성장의 기반] 처음부터 완벽할 필요는 없지만, 배우고자 하는 마음만큼은 끝까지 간직하길 바랍니다. 삶과 연구는 계획대로만 흘러가지 않고, 기술과 사회의 변화는 우리가 준비하는 속도보다 빠르게 다가옵니다. 이런 환경일수록 조급함에 흔들리기보다 질문을 놓지 않은 채 스스로의 방향을 점검하고 조정해 나가는 힘이 중요합니다. 문제를 다른 각도에서 바라보고 자신의 언어로 해석하는 경험이 쌓일수록, 변화의 속도 앞에서도 흔들리지 않는 기반이 자연스럽게 마련될 것입니다.

[성과를 지탱하는 사고의 깊이] 연구는 결과로 평가받지만, 의미있는 성과는 충분한 고민과 반복된 질문, 그리고 선택에 대한 책임 위에서 만들어진다고 믿습니다. 수치와 지표는 중요한 기준이지만, 그 이면에 담긴 사고의 깊이가 다음 연구와 새로운 도전으로 나아가게 합니다. 자신이 선택한 연구가 사회의 변화와 어떤 지점에서 연결될 수 있는지를 스스로 묻는 순간, 연구는 더 넓은 의미와 더 긴 생명력을 갖게 될 것입니다.

[선택과 책임으로 열어가는 미래 경쟁력] AI와 신기술이 일상이 된 시대일수록, 정답을 도출하는 능력과 함께 그 의미를 이해하고 책임지는 태도가 더욱 중요하다고 봅니다. 문제를 정확히 이해하고, 필요하다면 다시 질문하며, 자신의 선택을 끝까지 책임지려는 자세는 시간이 지날수록 더 큰 힘을 발휘합니다. 그렇게 축적된 질문과 선택의 경험은 개인의 경쟁력이 되고, 미래 사회를 준비하는 가장 단단한 자산이 되리라 믿습니다.