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연구업적
최진호 교수는 1971년 이후로 47년간 610여편의 논문을 국내·외 학술지에 발표해오며 고체 무기화학을 기반으로 나노기술(NT)-바이오기술(BT)-정보 기술(IT)-의공학기술(MT) 융합과학기술 분야의 연구를 세계적으로 선도하고 있습니다.
다양한 결정성 무기화합물 중 층상구조의 고체 화합물을 격자조작법(lattice engineering)을 이용하여 무기-유기, 무기-무기 및 무기-생분자 등의 새로운 구조 및 물성을 갖는 이질구조형 나노혼성체(heterostructured nanohybrid)를 탐색하는 연구를 수행해왔습니다 [그림 1]. 대표적인 예로 초전도격자-유기화합물, 공유성 격자-이온성 격자, 페로브스카이트형 금속산화물격자(가시광선 흡수층)-금속산화물격자(자외선흡수층), 층상형 이중층 수산화물-금속산화물 혹은 생분자 하이브리드와 이를 이용한 약물전달시스템, DNA 나노 바코드 시스템 등 수많은 형태의 혼성화 신물질을 창출하여 고체 무기화학을 기반으로 하는 나노기술(NT)-바이오기술(BT)-정보기술(IT)-의공학기술(MT) 융합 과학의 초석을 마련하였습니다. 최진호 교수는 세계 최초로 금속염 및 유기염이 혼성화된 새로운 비스무스계 유기-무기 혼성화 초전도체를 합성하여 과학분야 최고 권위의 학술지인 SCIENCE지에 1998년 논문을 게재하였습니다.
특히 최 교수가 1998년에 세계 최초로 조어한 플랫폼 개념 “Nanohybrid” 혹은 “Nanohybrids”는 Web of Science에서 nanohybrids 키워드 검색 기준으로 현재까지 2,859건의 논문을 파생시켰으며, 60,758건이 인용되었습니다. 그 이외에도 미국화학회지 (Journal of the American Chemical Society) 및 미국물리화학 회지 (Journal of Physical Chemistry) 등에 논문을 발표하며 새로운 형태의 혼성화 초전도체 합성 및 기초연구에 있어 독보적인 역량을 확보하였습니다.
뿐만 아니라, 유기-무기 혼성구조를 갖는 고온 초전도체의 박리화(exfoliation)에 성공하여 고온 초전도체 콜로이드를 제조하고, 이를 이용한 고온 초전도체 후막 및 박막의 제조 기술을 확립하는 등 고온 초전도체에 대한 응용성을 한 차원 발전시켰습니다. 그 결과는 세계적 과학전문 소식지인 C&EN News에 획기적인 나노격자 조작기술로 소개되는 등 학문적으로 무기 재료 기반의 나노기술을 이용한 과학기술발전에 선도적 역할을 수행하였습니다. 또한 기술의 산업적 응용 측면에서도 자기장 차폐 물질, 고온 초전도 마이크로파 필터, 고자기장 발생장치, 초전도 전력케이블, 초전도 박막 등 다양한 전자재료 소재의 개발 및 생산에 보다 획기적이고 경제적인 원천기술을 확보하게 되었습니다.
최 교수는 1999년에 2차원 나노바이오 융합이론과 더불어 기능성 무기-생분자 혼성체를 세계 최초로 제시함으로써 독립적 연구 분야로만 인식되었던 생화학(분자생물) 및 무기고체화학을 융합할 수 있는 또 다른 새로운 길을 개척하였습니다. 즉, 신물질인 층상형 이중층 수산화물 (Layered Double Hydroxide: LDHs)과 같은 무기 나노소재 물질을 이용하여, 유전자, 치료용 약물, 생리활성분자 등을 삽입시키고 나노바이오 융합소재를 개발하였습니다. 이는 그간 전달물질로 사용되어온 고분자, 양이온성 리포좀, 바이러스 등의 본질적 문제점인 안정성, 약물의 방출속도 제어의 문제점, 전달체 자체로 인한 부작용 등을 획기적으로 해결할 수 있는 새로운 전기를 마련하였습니다. 대표적인 예로 ‘DNA-무기(Layered double hydroxide, LDH) 나노하이브리드’가있으며, 이는 DNA의 안정성 향상과 유전자 전달 효능을 입증하여 유전자보관 및 유전자/약물 전달물질의 발달에 획기적인 전기를 마련한 것 이라고 볼 수 있습니다. 이와 관련된 결과들은 화학분야 최고의 권위지인 Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Journal of Materials Chemistry 등에 게재되었습니다. 또한 Nature News와 C&EN News 및 전 세계적으로 가장 크게 개최되는 MRS (Materials Research Society) 학술대회에서 8대 혁신 기술 중 하나로 소개되어 세계적 과학기술 동향에 획기적인 영향을 미칠 수 있는 연구성과로 중점 조명되었습니다. 후속 연구를 계속 진행하여 나노하이브리드 물질들의 체내 전달 메커니즘과 체내 독성 평가, 특정 표적 세포 및 기관 내로의 약물 전달 효율을 향상시키는 연구를 수행 해 오고 있습니다.
2014년에는 표적지향성 항암제약물 전달시스템을 구현하여 무기나노전달체의 동소이식 유방암 동물모델에서 종양 타겟 효과를 세계적인 학술지 Nature 자매지인 Scientific Reports에 게재하였을 뿐만 아니라, 2016년에는 ‘생분해성 무기 나노벡터: 암 표적 타켓팅 siRNA 전달체 (Biodegradable Inorganic Nanovector: Passive vs. Active Tumor Targeting in siRNA Transportation)’를 주제로 화학 분야의 세계적 권위지인 Angewandte Chemie International Edition에 표지논문(Cover Paper) 및 가장 주목받는 논문(Hot Paper)으로 선정되는 영예도 얻었습니다.
또한 무기-생분자 혼성화 기술을 한 단계 더 발전시킨 ‘나노 DNA 바코드 시스템’과 ‘아바타 DNA 나노하이브리드 ICT 시스템’등을 개발하여 Advanced Materials, Journal of American Chemical Society, Chemical Society Reviews, Scientific Reports 등에 논문을 게재한 바 있습니다. 즉 DNA 사슬(암호)을 무기캡슐 내에 화학적으로 안정화시키고, 암호화된 DNA를 하이브리드로부터 분리, 농축, 분석하여 암호를 해독하는 새로운 연구를 수행하였습니다.
이러한 융합화학은 정보의 흐름을 파악하고 최적의 정보전달 시스템을 구축하는 IT (Information Technology), DNA를 조작하고 다루는 BT (Bio Technology), DNA를 나노입자로 안정화하는 NT (Nano Technology), 그리고 이러한 소재들을 융합 시스템에 맞게 임의 조작하고 최적화하는 층간삽입 화학으로 확립한 것입니다. 이는 여러 과학 분야의 독특한 특이성만을 선택적으로 응용 할 수 있는 가능성을 제시해주는 연구로서 학문적, 산업적, 사회적으로 전 분야에 걸쳐 파급 효과가 매우 컸으며, 농축산물, 육류, 잉크 등의 모든 제품에 직접 삽입하여 농축산물의 이력관리, 환경오염 감시, 위폐감식 등으로 적용가능성을 제시하는 등 매우 독창적이고 탁월한 연구 성과를 거두었습니다.
이와 같은 선도적인 연구를 통해 현재까지 국내·외 학술지 논문 614 편을 게재하였습니다. 이외에도 16건의 저서 및 Book chapter, 국내외 특허 32건 등록, 국내·외 학술심포지움 1090 회 (국제학회 초청 강연 189 회) 등 괄목할만한 연구 업적을 내고 있습니다.
또한, 2016년 3월 미국 San Diego에서 열린 ‘the 251st ACS National Meeting’에서 최진호 교수의 초청강연이 ‘Best Presentation’으로 선정되었으며, Industrial & Engineering Chemistry Research (ACS Publications)에 초청 논문으로 선정되는 영예를 얻었습니다.
따라서, 최진호 교수는 우리나라뿐만 아니라, 세계적으로 층상형 무기 화학을 기반으로 한 에너지 화학, 바이오 화학, 환경 화학 및 이들의 융합 화학분야에 기여한 봉사와 학술적 성과가 매우 탁월한 학자입니다.
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