교토대 다니엘 팩우드(Daniel Packwood) 교수는 뉴질랜드 출신의 이론 화학자로, 수학과 데이터 사이언스를 화학 연구에 적용하고 있다. 현재 그는 교토대에서 시뮬레이션과 모델을 활용해 새로운 재료를 설계하는 방법을 연구하고 있다.
연구 분야에 대해 설명 부탁한다.
나는 이론 화학자로서 수학적 배경을 바탕으로 데이터 사이언스를 활용해 화학 연구를 진행하고 있다. 연구의 핵심은 새로운 재료의 개발 방법을 이해하는 것이며, 이를 위해 다양한 분자 모델링과 시뮬레이션을 수행한다. 이에 새로운 △약물 △반도체 △태양 전지 장치 △가스 센서를 개발하기 위해 간단한 분자를 설계하는 방법을 탐구한다. 예를 들어, 특정 화합물의 농도 변화를 감지하는 센싱 소재를 연구한 적이 있다. 이런 물질이 개발되면 폐암과 같은 질병을 발견하는 데 활용할 수 있다. 우리의 연구 결과는 실험 연구자들에게 중요한 방향성을 제공하며, 불필요한 실험 비용을 절감하는 데 기여할 수 있다.
연구에서 수학, 화학, 생물학 등 여러 학문이 필요한데, 이를 어떻게 융합해 연구를 진행하는가?
다양한 학문을 융합하려면 여러 분야의 전문가들과 소통하는 것이 중요하다. △생물학 △물리학 △수학 등 여러 분야의 연구자들과 논의하며 그들이 직면한 문제를 이해하려고 노력한다. 이후 이를 해결하기 위해 프로그래밍하고, 이론적으로 정리해 실험적으로 검증할 수 있는 형태로 제안한다. 예를 들어, 특정 분자 구조를 디자인해 전기 전도성을 갖는 나노스케일 와이어를 형성하는 방법을 탐색하고, 가능한 물질을 예측하는 연구를 진행하기도 했다.
분자 구조 모델링 과정에서 가장 큰 어려움은 무엇인가?
가장 큰 어려움은 현실 세계의 복잡성을 단순화해야 한다는 점이다. 실제 환경에서는 불순물, 온도 변화 등의 요소가 존재하지만, 이론 연구에서는 이를 완벽하게 반영하기 어렵다. 따라서 이론 연구 결과가 실험 결과와 완전히 일치하지 않을 수 있다. 이런 간극을 줄이기 위해서는 실험 연구자들과 긴밀히 협력하는 것이 필요하다.
교토대의 연구 환경은 어떠한가?
교토대는 연구자들에게 사고의 자유를 보장하는 환경을 제공한다. 물론 젊은 연구자들에게는 여러 편의 논문 출판이 요구되지만, 일정 수준 이상의 연구자들에게는 장기적인 연구를 진행할 기회가 주어진다. 예를 들어, 최근 경제학과 재료과학을 접목한 연구를 시도하며 논문을 발표했는데, 교토대에서는 이런 새로운 시도를 긍정적으로 평가해 준다. 이는 연구자들이 혁신적인 연구를 수행할 수 있도록 돕는 중요한 요소라고 생각한다.
LinkedIn 프로필에서 소통 능력과 리더십을 강조했는데, 소통하는 과학자가 되기 위해서 필요한 것은 무엇인가? 또 과학자로서 필요한 자질에는 무엇이 있는가?
먼저 다양한 사람들과 대화하며 그들이 어떻게 이해하는지를 파악해야 한다. 연구를 전달할 때는 상대방의 입장에서 생각하고 내용을 조정하는 과정이 필요하다. 그 과정에서 효과적인 소통이 이뤄지기 위해서는 공감 능력이 중요하다. 단순한 정보 전달이 아니라 상대가 이해하도록 돕는 것이 핵심이다. 또한 리더십에서 가장 중요한 요소는 자신감이다. 스스로 실력을 갖추고 확신을 가져야 한다. 뿐만 아니라 연구를 발표할 때 동료들이 신뢰할 수 있도록 전달하는 능력이 필요하다.
그리고 연구자는 인내심과 강한 정신력을 가져야 한다. 연구는 긴 시간이 걸리는 과정이며, 논문을 작성하고 출판하는 과정에서도 많은 거절을 경험하게 된다. 이 과정에서 좌절하지 않고 계속해서 도전하는 태도가 필요하다. 또 자신의 연구에 대한 확신을 가지면서도, 필요할 경우 자신의 가설을 수정할 수 있는 유연한 사고방식이 중요하다.
