포항공과대학교(POSTECH) 전자전기공학과 최수석 교수가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 선정하는 ‘대한민국 과학기술인상’ 9월 수상자로 선정됐다. ‘대한민국 과학기술인상’은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 창출해 우리나라 과학기술 발전에 크게 기여한 연구자를 매월 1명 선정해 과학기술정보통신부 부총리상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다. 과기정통부는 2026년부터 우수과학자 포상의 영예성을 강화하기 위해 기존 ‘이달의 과학기술인상’ 명칭을 ‘대한민국 과학기술인상’으로 격상(시상명칭의 대한민국 브랜드화)하여 운영하고 있다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 세계 최초로 전자식 영상 전송에 성공한 1927년 9월을 기념해, 카이랄 나노구조*를 활용하여 가시광 전 영역에서 빛의 색과 파장을 직접 생성·변화시키는 ‘리얼 풀 컬러(Real Full Color)’ 기술을 개발하고 차세대 디스플레이와 광전자 기술의 혁신을 이끈 최수석 교수를 수상자로 선정했다.

* 왼손과 오른손처럼 서로 거울상 관계에 있으나 완전히 겹치지 않는 구조적 특성인 ‘카이랄성’을 나노 수준에서 구현한 구조

현재 디스플레이와 이미지센서는 주로 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)을 조합하는 RGB 방식으로 색을 표현한다. 그러나 RGB 방식은 구조가 복잡하고 자연의 다양한 색과 파장을 직접 구현하거나 연속적으로 변화시키기 어렵다는 한계가 있다. 최수석 교수는 나비나 카멜레온과 같은 생명체가 색소 없이도 나노구조를 스스로 형성해 다양한 구조색을 만들어 내는 현상에 착안했다. 이를 바탕으로 복잡한 나노공정 없이도 나노 분자의 회전 길이를 조절해 원하는 색과 파장을 직접 생성하고 제어할 수 있는 카이랄 나노구조체*를 구현했다.

* 카이랄 나노구조는 분자들이 스스로 나선형으로 배열되는 자기조립을 통해 주기적인 광학 구조를 형성함

또한 최 교수는 스트레쳐블 광전자 소자 기술을 도입해 카멜레온처럼 늘어나는 방향과 정도에 따라 색이 변하는 인공전자피부(Photonic E-Skin)를 구현했다. 이를 통해 단순히 색이 변하는 소재를 넘어 변형을 색으로 직접 읽고 분석할 수 있는 기술로 발전시켰다. 이와 함께 전기적으로 나노구조의 주기를 조절해 원하는 색을 선택적으로 구현하는 저전압(2V) 가변 컬러필터와, 가시광 영역의 색을 바꿀 수 있는 색파장 가변 레이저(Color Tunable LASER)*도 개발했다.

* 1nm 수준의 좁은 선폭으로도 높고 순수한 색을 구현할 수 있어 디스플레이뿐 아니라 AR, 홀로그램과 같은 차세대 광학 기술에서 OLED(유기발광다이오드), QD(퀀텀닷)보다 유리함

해당 성과는 국제학술지 Advanced Materials, Advanced Optical Materials, Laser & Photonics Review 등에 게재됐으며, 2023년 8월과 2026년 3월 각각 표지논문으로 선정됐다. 최수석 교수는 LG디스플레이에서 19년간 재직하며 RGB 혼색 방식의 공정 복잡성, 광손실, 색순도 한계를 산업현장에서 직접 경험했다.

이러한 산업적 통찰을 바탕으로 POSTECH 부임 이후 카이랄 나노구조 기반 차세대 디스플레이 기술로 광전자 연구의 외연을 확장해 왔다. 현재까지 국내외 250여 건의 특허를 확보했으며, 최근에는 빛의 색·패턴·편광·변형을 활용한 멀티픽셀·멀티컬러 제어 기술을 개발하는 등 이미지센서, 광반도체, 웨어러블 전자피부, 광 암호화 분야로 연구 영역을 지속적으로 확대하고 있다.

최수석 교수는 “이번 연구는 가시광 전 영역의 색과 파장을 생성·변환할수 있는 카이랄 나노구조를 개발하여 기존 RGB 혼색 한계를 극복했다는 점에서 의미가 깊다”라며, “향후 차세대 디스플레이, 광반도체, AR, 홀로그램등 다양한 광전자 분야로 도전적인 연구를 이어 가겠다”라고 소감을 밝혔다.

Center of Smart Display &  Soft Electronics (CSS LAB) @POSTECH