▲KAIST 성형진 교수

이달의 과학기술인상 11월 수상자로 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 성형진 교수를 선정했다고 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 밝혔다.

과기정통부와 연구재단은 성형진 교수가 동전크기의 미세유체칩(랩온어칩, Lab-on-a-chip)내 마이크로미터 규모의 미세 액체방울을 정교하게 제어할 수 있는 기술을 개발하여 미세유체역학 연구의 역량을 강화한 점이 인정되었다고 선정배경을 설명했다.

미세유체칩(랩온어칩)이란 ‘칩 위 실험실’이라는 용어대로 기판 위 극소량의 시료만으로도 다양한 실험과 정보획득이 가능한 바이오 마이크로 칩을 말한다.

차세대 실험․진단기술인 랩온어칩은 작은 반도체 칩에서 극미량의 시료만으로 복잡하고 다양한 실험이 가능하여 의․약학, 보건․환경 등 많은 분야에서 주목받고 있다

그러나, 미세유체역학의 중요 기술 중 하나인 유체 샘플의 온도 제어 기술은 그간 정교성이 낮아, 랩온어칩의 활용 확대를 위해 극복해야할 한계로 남아 있었다.

성형진 교수는 음향과 빛 에너지를 이용하여 신속․정교하게 미세 액체 방울의 온도를 제어할 수 있는 ‘음향열적 가열법’을 독자 개발함으로써 랩온어칩 성장의 돌파구를 마련하는 한편, 미세유체역학의 학문적․기술적 진보에 기여하였다.

음향열적 가열법은 고체와 액체로 자유롭게 변하는 성질을 갖는 점탄성 물질에 음향파가 흡수되면서 발생하는 열을 이용하는 가열법으로, 가열 속도가 빠르고 시공간적 온도 제어가 용이해 원하는 부분만 국소 가열이 가능하다.

성형진 교수가 개발한 ‘음향열적 가열법’은 온도뿐 아니라 미세 유체의 크기, 이동, 위치까지 자유자재로 제어할 수 있는 기술로서, 생화학, 의약학 분야 등에서 다양한 응용이 가능한 혁신적 성과이기에 더욱 주목된다.

성형진 교수는 유전물질의 증폭 방법인 ‘중합효소 연쇄반응(PCR)*’에 개발 기술을 적용하여 기존 상용화 기술에 비해 반응처리 시간을 획기적으로 단축(1~2시간→3분)한 독보적 기술을 선보였다.

또한 DNA 돌연변이 검출 방법인 ‘DNA 변형곡선 분석*’에도 적용․응용하여 단시간에 분석이 가능한 새로운 시스템을 개발함으로써 질병 진단 등 의․약학 발전에도 크게 기여하고 있다.

성형진 교수는 “이 기술이 미세유체역학의 활용성을 높인데 의미가 있다”며 “검역, 법의학수사 등 생화학 분야와 건강검진, 신약개발 등 헬스케어 분야의 기술 혁신을 이끌 수 있을 것으로 기대된다.“라고 연구의 의의를 설명했다.