제10회 한국과학상 시상식 개최

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2006-01-05 16:30

대전--(뉴스와이어)--과학기술부(부총리 겸 장관 吳明)와 한국과학재단(이사장 權五甲)은 제 10회 한국과학상 수상자 4명을 선정하였다.

제 10회 한국과학상 수상자로는 수학분야에 서울대 수리과학부 강석진 교수(44, 姜錫眞), 물리학분야에 포항공대 물리학과 이성익 교수(53, 李星翊), 화학분야에 연세대 화학과 김동호 교수(49, 金東晧), 생명과학분야에 포항공대 생명과학과 남홍길 교수(49, 南洪吉)가 선정되었다.

이번 수상자는 지난해 중순부터 수상후보자로 추천된 국내 정상급 과학자 18명을 대상으로 1차 세부분야 심사, 2차 분야별 심사를 거쳐 과학기술계 인사 19명으로 구성된 종합심사위원회에서 최종 확정됐다.

한국과학상은 지난 1987년부터 한국공학상과 격년제로 시행하고 있다. 현재까지 수학 6명, 물리 9명, 화학 10명, 생명과학 8명 등 총 33명이 배출되었으며, 과학기술부와 한국과학재단은 본 한국과학상 시상제도를 통해 과학자들의 사기 진작은 물론 뛰어난 연구성과를 낼 수 있는 분위기를 조성해 나가고 있다.

수상자에게는 대통령 상장과 5천만원의 포상금이 주어진다.

◈ 제10회 한국과학상 수상자 (서울대 강석진)

□ 업적명 : 아핀 양자군의 결정기저와 Young wall의 조합론

□ 업적내용

1990년 Misra와 Miwa는 colored Young diagram을 이용하여 아핀 양자군 의 level 1 표현들의 결정그래프를 구체적으로 나타내었다. 이렇게 구성된 결정그래프는 solvable lattice model 이론에서 자연스럽게 나오는 어떤 무한수열(path라고 불린다)과 1-1 대응 관계에 있다. 1992년 Kang, Kashiwara, Misra, Miwa, Nakashima, Nakayashiki 등은 이런 관찰에 착안하여 완전결정 이론(theory of perfect crystals)을 개발하고, 아핀 양자군의 표현들의 결정그래프들을 어떤 특정한 성질을 만족시키는 path들의 집합으로 구체화하였다. 이렇게 해서 수리물리학의 vertex model 이론을 아핀 양자군의 표현이론으로 설명할 수 있게 되었으며, 특히 vertex model 이론의 1-point function이 그에 대응하는 양자군의 기약표현의 string function을 character로 나눈 값으로 나타낼 수 있게 되었다.

한편 1996년 Lascoux, Leclerc, Thibon 등은 colored Young diagram의 조합론과 아핀 양자군 의 결정기저 이론, 그리고 A 타입 Hecke algebra의 표현론 사이에 밀접한 관계가 있다는 것을 예측하였다. 이 예측은 1996년 Ariki에 의해 증명되었는데, 이들의 연구 성과를 아주 단순하게 표현하면 “아핀 양자군 의 level 1 표현의 결정기저는 Hecke algebra의 기약표현들과 1-1 대응 관계에 있다”는 것이다. 따라서 다른 타입의 아핀 양자군의 경우에는 도대체 어떤 일들이 벌어질까 하는 자연스러운 의문이 생긴다. 이 의문을 해결하기 위해 강석진 교수는 본 논문에서 Young wall이라고 불리는 새로운 조합론적인 대상을 창안해 냈다[S.-J. Kang, Proc. Lond. Math. Soc. (3) 86, 29-69]. 이 논문의 특징은 아핀 양자군의 결정그래프를 Young wall이라는 간단한 조합론적인 대상으로 알기 쉽게 나타내고 있다는 점이다. Young wall은 여러 가지 모양과 색깔을 지닌 블록을 주어진 ground-state wall 위에 쌓아올린 것으로서 Young diagram을 3차원 공간으로 일반화한 것으로 볼 수 있다. Young wall의 조합론은 LEGO 블록과 Tetris 게임을 합성해 놓은 것과 유사한 점이 많다. 본 논문에서는 각각의 고전적인 아핀 양자군에 대하여 Young wall을 만드는 패턴을 제시하고 있는데, 여러 가지 모양과 색깔을 지닌 블록을 사용한다는 점이 LEGO 블록과 비슷하다. 그리고 이런 Young wall에 Kashiwara operator가 작용하는 방법을 Tetris 게임과 비슷한 방식으로 설명하고 있다. 이렇게 쉽고 흥미로운 Young wall의 조합론을 사용하면 모든 고전적인 아핀 양자군의 level 1 표현들의 결정그래프는 reduced proper Young wall들의 집합으로 구체화될 수 있다는 것이 이 논문의 주요 결과이다.

◈ 제10회 한국과학상 수상자 (포항공대 이성익)

□ 업적명 : 새로운 초전도 연구

□ 업적내용

이성익 교수는 새로운 물질을 만드는 다양한 기법들을 개발, 다수의 초전도 시료를 세계 최초로 제작한 후 이의 초전도 성질을 독점적으로 측정하여 우리나라 초전도분야의 위상을 세계적인 위치로 끌어 올리는데 큰 역할을 하였다. 이교수가 세계 최초로 개발한 물질에는 세 종류의 MgB2 물질 (고압시료, 박막, 그리고 단결정), 무한 층 구리 산화물계 초전도체의 단일상, MgCNi3 단결정 등이 포함 되어 있다. 이외에도 이 교수는 Na가 함유된 Ca2CuO2Cl2 새로운 단결정을 만들 수 있는 세계 두 연구팀의 하나이며, 현재 이 물질의 성질을 향상시켜 세계 최고의 전이 온도를 자랑하고 있다.

이교수의 가장 큰 업적은 새로운 MgB2의 초전도 박막과 단결정을 세계 최초로 제작하였고 이 물질의 다양한 특성을 발견한 것이라 하겠다. 특히 두 가지 종류의 쿠퍼 페어로 구성된 Two Band Superconductivity 현상에 관한 여러 실험이 그의 중요한 기여라 하겠다. MgB2 박막은 이교수의 박사 과정 학생 김형진, 최은미, 그리고 박사 후 연구원 강원남 박사(현 부경대 조교수)와 MgB2 단결정은 박사 과정 김경희, 박민석 학생, 세 명의 박사후 연구원 정창욱 박사(현 외국어대 조교수), 강병원 박사(현 충북대 조교수), 김기준 박사(현 삼성 반도체)와의 공동 연구로 이루어졌다. 또한 이 교수는 현재 전 세계 어느 누구도 갖지 못한 몇 가지 초전도 단결정 제조에 성공하였기에 앞으로도 큰 업적들이 기대 되고 있다.

◈ 제10회 한국과학상 수상자 (연세대 김동호)

□ 업적명 : 선형 포피린 어레이들에서의 광물리학적 특성 연구

□ 업적내용

분자 광전자 소자를 제작하는데 있어서 중요 전략은 집광, 에너지 전달, 광유도 전자 전달 과정과 같은 단일방향의 연속적인 반응으로 구성된 자연 광합성 시스템 기능을 모방하는 것이다. 실제로 다양한 포피린 어레이들은 자연계의 광합성 구조를 모방하여 많이 합성되어 왔으며 인공 광경작, 분자선 어레이, 광전달 스위치, 광논리 소자, 광발광 소자 등과 같은 분자 수준의 광전 소자 분야에서 그 응용 가능성에 대한 활발한 연구가 수행 되고 있다. 이러한 분자 전자 소자로서의 응용 가능성을 타진하기 위해서는 들뜬 분자에서 일어나는 에너지 및 전자의 이동, 이광자 흡수 현상, 단분자 수준에서의 동역학 연구 등의 광물리학적인 현상에 대한 정확한 이해가 필수적이다. 따라서 다양한 포피린 분자 시스템에서 나타나는 광물리학적인 현상을 관찰하고 이해하기 위해서 다년간에 걸쳐 다양한 연구를 진행하여 왔다.

그동안의 연구 결과들은 다수의 초청 해설 논문 및 세계의 유수의 화학저널에 표지논문으로서 게재되는 등 그 연구 성과를 세계적으로 인정받고 있으며, 세계 최상위 1% 인용 논문으로 2편의 논문이 선정되어 연구의 질이 상당한 수준임을 알 수 있다. 또한 화학분야에서 최고의 권위를 인정받고 있는 미국 화학회지 (Journal of American Chemical Society)에 물리화학 분야에서는 이례적으로 최근 3년간 12편의 논문이 게재 되는 등 현재에도 뛰어난 연구 성과가 지속되고 있다.

따라서 김동호 교수의 연구는 양적으로도 질적으로도 세계 어느 연구자와 비교해 보아도 전혀 모자람이 없는 연구 결과를 보여주고 있다고 사료된다.

◈ 제10회 한국과학상 수상자 (포항공대 남홍길)

□ 업적명 : 애기장대의 피토크롬을 경유하는 광(光) 신호전달 과정에서 정보 유량(流量)을 조절하는 PAPP5 유전자의 기능에 대한 분자유전학적 연구

□ 업적내용

피토크롬에 의해 인지된 광 신호는 피토크롬과 물리적인 결합력을 가지는 여러 하위 신호전달자들에게 연계된다. 본 연구를 통해 in vitro와 semi-in vivo 실험을 통해 인산화 된 Pfr-형의 피토크롬이 PAPP5에 의해 탈인산화 되었을 때, 순기능적 하위 신호전달자 중 하나인 NDPK2에 대한 결합력 (affinity)이 증대됨을 확인하였으며, 아울러 심화 연구를 통해 이러한 NDPK2의 결합력 조절에 관여하는 세린 잔기는 피토크롬의 요체 (要諦, hinge) 부위에 있는 잔기임을 확인하였다. 또한, PAPP5에 의해 Pfr-형 피토크롬A가 탈인산화되었을 때, 인산화되었을 때보다 단백질의 안정성 (stability)이 증대되어 붕괴시간이 지연됨을 확인하였는데, 이 때 영향을 미치는 세린 잔기는 요체부위가 아닌 N-말단연장부 (N-terminal extension)에 존재하는 잔기임을 확인하였다. 이상을 총괄적으로 종합해 볼 때, 1) 피토크롬 (phytochrome) 인산화의 정도는 생물학적 활성형인 Pfr-형에 선택적으로 작용하여 탈인산화의 활성을 보이는 PAPP5에 의해 그 정도가 낮아진다는 사실, 2) 광 신호전달 과정에서 순기능적 조절인자인 PAPP5의 탈인산화효소 활성도는 광반응성에 밀접한 연관성을 지니며, 따라서 자가 인산화 활성 (autophosphorylation) 또는 연접한 인산화효소 (phytochrome-associated kinase(s))에 의한 피토크롬의 인산화 반응은 신호전달 과정에 있어 정보의 흐름을 보류 및 지연 (attenuation)시키는 반응이라는 사실, 3) PAPP5에 의한 Pfr-형 피토크롬의 요체 부위에 있는 인산화된 세린 (serine) 잔기의 탈인산화 반응은 순기능적 하위 신호전달자인 NDPK2에 대한 피토크롬의 결합력을 증대시켜주며, 이는 계속해서 광 반응성을 높여준다는 사실, 4) PAPP5에 의해 선택적으로 Pfr-형 피토크롬의 N-말단연장부에 존재하는 인산화된 세린 잔기가 탈인산화 되어질 때, 피토크롬 단백질의 안정성은 증대되며, 이는 역시 계속해서 광 반응성을 높여주는 효과를 제공한다는 사실을 증명하였다. 이에 본 연구를 통해 피토크롬의 자가 인산화 활성/연접 인산화효소 활성에 대응하여 Pfr-형 피토크롬 특이적 PAPP5의 탈인산화 활성이 쌍을 이루어 상호반작용 (相互反作用, counter-action)의 방식으로 광 신호의 정보 유량을 정교하게 조절하여 신호전달 경로의 하위에 연계시켜줄 것이라는 작용기전에 대한 새롭고 독창적인 모델을 제시하였다.

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