이동한 학생은 물체의 운동과 힘의 상호작용에 대한 흥미로 기계공학을 전공했다. 전통적인 역학 분야를 공부하던 그는 정전하가 외부 전원 없이도 물리적·생체적 시스템에 영향을 줄 수 있다는 점에 주목했다. 단순한 역학적 설계를 넘어 정전기 기술이 다른 분야와 융합될 때 실질적인 가치를 만들어낼 수 있다는 가능성을 발견한 것이다. 이후 그의 연구는 ‘정전하의 생성·저장·응용’을 아우르는 착전체 기술 개발과 바이오 분야와의 융합으로 확장됐다.

정전하의 생성과 저장, 융합 연구로의 확장

연구는 크게 ‘정전하의 저장과 응용’, 그리고 ‘정전하의 생성과 활용’이라는 두 축으로 나뉜다. 먼저 외부 전원 없이 반영구적으로 정전기장을 유지할 수 있는 착전체(electret) 개발에 집중하고 있다. 착전체는 마이크로폰, 먼지 필터, 에너지 수확 장치 등 다양한 분야에 활용할 수 있지만, 전하 안정성의 한계로 연구가 초기 단계에 머무르는 경우가 많았다. 이에 전하 삽입, 재료 가공, 패키징 기술을 종합해 대량의 전하를 안정적으로 유지할 수 있는 고품질 착전체 제작 공정을 구축했다. 또한 3차원 전위 측정 시스템과 열자극전류 측정 시스템으로 착전체의 전기적 특성을 정량적으로 분석하며, 소재의 전하 분포와 안정성을 정밀하게 평가하고 있다.

그의 연구는 바이오 분야로도 확장된다. 기존에는 kV 단위의 고전압 장비가 필요해 세포에 지속적인 정전기장을 적용하는 데 한계가 있었지만, 착전체로 세포 배양, 흉터 억제, 세포 증식·분화 조절 등 융합 연구를 진행하고 있다. 현재까지 6건의 공동 연구로 정전기장이 세포 수준에서 미치는 영향을 규명하고 있다. 한편 접촉대전 나노발전기(TENG)를 활용한 정전하 생성 연구도 수행한다. 입력 에너지의 특성을 분석해 불규칙한 환경에서도 효율적으로 에너지를 수확할 수 있는 설계를 모색하며, 시행착오 끝에 의미 있는 성과를 도출했다.

정전하 기술의 사회적 활용을 향하여

이동한 학생은 “5년이라는 긴 시간 수행해 온 연구의 가치를 확인할 수 있었고, 그간의 노력을 인정받은 것 같다”며 이번 선정의 소회를 밝혔다. 올해 여름 박사 과정 졸업을 앞둔 그는 교내의 다양한 장학금 지원을 받으며 연구를 이어왔다. 논문 게재 장학금과 조교 장학금, 연구실 인건비 등 학교에서 제공하는 지원에 대통령과학장학금까지 더해지면서 연구에 더욱 집중할 수 있었다.

이러한 경험을 바탕으로 그는 정전하 응용 기술을 실질적인 사회적 가치로 연결하는 융합 연구자로 성장하고자 한다. 또한 착전체 기술의 잠재력에 주목하며 이를 실용화 단계로 확장할 계획이다. 향후 전하 안정성과 생체 적합성을 갖춘 소재 개발을 통해 기술 성숙도를 높이고, 전기·전자, 바이오, 환경공학 등 다양한 분야와의 공동 연구를 확대할 예정이다. 나아가 기술 이전이나 창업을 통해 사회에 직접 기여하는 방안도 모색하고 있다.