곽경원

[연구자 요약] 곽경원 연구단장은 분자분광학 및 동력학 분야의 전문가로서, 정밀한 분광학 및 이미징 방법 개발을 통해 화학 반응 및 생물학적 중요 분자 시스템을 심층적으로 연구하고 있습니다. 시분해 분자분광학, 분자동력학, 계산화학 방법론을 활용하며, 특히 극히 짧은 펄스 레이저 빛을 이용한 초고속 분광법과 높은 공간 해상도의 이미징 기술 개발에 집중합니다. 이를 통해 나노미터 크기 분자의 실시간 움직임을 포착하고, 물질과 빛의 상호작용 원리를 규명하여 생명 현상 및 에너지, 환경 문제 해결을 위한 신소재의 특성을 분석하는 데 기여하고 있습니다. 실시간 화학반응 모니터링 분광기기, 저온 유지 시료 홀더 등 관련 장비 및 재료 특허를 보유하고 있으며, 이러한 연구는 미래 과학기술 발전에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

직책

연구단장

재직 상태

퇴직

소속기관

기초과학연구원 (분자 분광학 및 동력학 연구단)

연구실

분자분광학및동력학연구단 (연구실 홈페이지)

연구 분야

초고속 분광학 및 분자 동력학: 본 연구실은 초고속 분광학 및 분자 동력학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 나노미터 크기의 분자들이 상상하기 어려울 정도로 빠르게 움직이는 현상을 실시간으로 포착하기 위해 극히 짧은 펄스 형태의 레이저 빛을 활용하는 새로운 시분해(Time-resolved) 분광법을 개발하고 있습니다. 이 기술은 분자의 움직임을 마치 '분자 동영상'처럼 관찰하게 하여, 화학 반응이 일어나는 아주 짧은 순간의 동적인 변화를 이해하는 데 필수적인 정보를 제공합니다. 연구 과정에서는 정교한 실험 기법과 함께 분자 동력학 및 계산 화학 방법을 병행하여 분자 수준의 상호작용 원리를 깊이 있게 규명합니다. 이러한 접근 방식은 기존의 정적인 분석으로는 불가능했던 분자 시스템의 동적 특성을 밝혀내어 학문적 진보를 이끌고 있습니다. 특히, 새로운 방식의 초고속 분광법은 다양한 응용 가능성으로 인해 학계와 산업계 모두에서 큰 주목을 받고 있으며, 복잡한 화학 반응 메커니즘 해석, 생체 분자의 기능 연구 등 광범위한 분야에서 혁신적인 통찰을 제공하고 있습니다., 광학 이미징 및 생체 분자 응용: 본 연구실은 높은 공간 분해능을 갖는 광학 이미징 및 현미경 기술 개발에 집중하며, 이를 생체 내 중요 분자 시스템에 응용하는 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 물질과 빛의 상호작용 원리에 대한 깊은 이해를 바탕으로, 세포 내 나노미터 크기의 동적인 생체 분자 거동을 실시간으로 관찰할 수 있는 혁신적인 분자 이미징 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 기존 현미경 기술의 한계를 뛰어넘어 복잡한 생체 환경 내에서 분자들의 상호작용과 변화를 정밀하게 추적하는 데 중점을 둡니다. 이러한 기술은 다양한 생명 현상, 특히 질병 발생 메커니즘을 화학적 분자 수준에서 이해하고 규명하는 데 결정적인 역할을 합니다. 예를 들어, Living Cells에서의 단일 Nascent Adhesions의 나노스케일 동적 이벤트와 같은 미세한 생체 현상을 형광-간섭 산란 이미징을 통해 밝혀내며, Mid-Infrared Photothermal Microscopy를 활용하여 살아있는 뉴런 및 희소돌기아교세포의 세포 내 단백질 이미징을 성공적으로 수행하는 등 탁월한 성과를 보이고 있습니다. 이 연구는 생명 과학 분야의 새로운 발견을 촉진하고 정밀 진단 및 치료법 개발의 기반을 마련합니다., 신소재/기능성 재료 분광학 규명: 본 연구실은 에너지 및 환경 문제 해결에 중요한 역할을 할 신소재 및 기능성 재료의 특성을 분광학적 방법론을 통해 정밀하게 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 물질의 구조와 기능 간의 관계를 심층적으로 이해하기 위해 다양한 분광학적 기법을 개발하고 적용하고 있습니다. 특히, 레이저 빛을 활용한 분광학적 분석을 통해 재료의 전자 구조, 격자 진동, 화학 결합 상태 등 핵심적인 물리화학적 특성을 비파괴적으로 분석하며, 이를 통해 새로운 재료 설계 및 성능 최적화를 위한 과학적 기반을 제공합니다. 최근 연구에서는 자가 도핑된 콜로이달 양자점(colloidal quantum dots)에서의 초고속 띠 내 오제(Auger) 과정과 같은 복잡한 현상을 분광학적으로 분석하여 재료의 광전자 특성을 밝혀내고 있습니다. 또한, 실시간 화학반응 유액 모니터링 투과 적외선 분광기기 및 적외선 분광학용 저온 유지장치의 액체 시료 홀더와 같은 분석 장비 관련 특허를 보유하고 있어, 연구 결과를 실제 기술로 구현하는 역량 또한 갖추고 있습니다. 이 연구는 고효율 에너지 소자, 친환경 촉매, 첨단 센서 등 미래 산업의 핵심 동력이 될 신소재 개발에 기여하고 있습니다.

학력 사항

박사 캘리포니아대학교(버클리) 학사 고려대학교 화학과

중요 키워드

초고속분광, 계산화학, 분자동력학, 생물학, 분자분광학, 신소재, 이미징, 시분해분광학, 에너지기술, 현미경기술, 광학이미징, 화학반응, 환경기술, 기능성재료, 레이저, 초고속 분광학 및 분자 동력학, 본 연구실은 초고속 분광학 및 분자 동력학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 나노미터 크기의 분자들이 상상하기 어려울 정도로 빠르게 움직이는 현상을 실시간으로 포착하기 위해 극히 짧은 펄스 형태의 레이저 빛을 활용하는 새로운 시분해(Time-resolved) 분광법을 개발하고 있습니다. 이 기술은 분자의 움직임을 마치 '분자 동영상'처럼 관찰하게 하여, 화학 반응이 일어나는 아주 짧은 순간의 동적인 변화를 이해하는 데 필수적인 정보를 제공합니다. 연구 과정에서는 정교한 실험 기법과 함께 분자 동력학 및 계산 화학 방법을 병행하여 분자 수준의 상호작용 원리를 깊이 있게 규명합니다. 이러한 접근 방식은 기존의 정적인 분석으로는 불가능했던 분자 시스템의 동적 특성을 밝혀내어 학문적 진보를 이끌고 있습니다. 특히, 새로운 방식의 초고속 분광법은 다양한 응용 가능성으로 인해 학계와 산업계 모두에서 큰 주목을 받고 있으며, 복잡한 화학 반응 메커니즘 해석, 생체 분자의 기능 연구 등 광범위한 분야에서 혁신적인 통찰을 제공하고 있습니다., 광학 이미징 및 생체 분자 응용, 본 연구실은 높은 공간 분해능을 갖는 광학 이미징 및 현미경 기술 개발에 집중하며, 이를 생체 내 중요 분자 시스템에 응용하는 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 물질과 빛의 상호작용 원리에 대한 깊은 이해를 바탕으로, 세포 내 나노미터 크기의 동적인 생체 분자 거동을 실시간으로 관찰할 수 있는 혁신적인 분자 이미징 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 기존 현미경 기술의 한계를 뛰어넘어 복잡한 생체 환경 내에서 분자들의 상호작용과 변화를 정밀하게 추적하는 데 중점을 둡니다. 이러한 기술은 다양한 생명 현상, 특히 질병 발생 메커니즘을 화학적 분자 수준에서 이해하고 규명하는 데 결정적인 역할을 합니다. 예를 들어, Living Cells에서의 단일 Nascent Adhesions의 나노스케일 동적 이벤트와 같은 미세한 생체 현상을 형광-간섭 산란 이미징을 통해 밝혀내며, Mid-Infrared Photothermal Microscopy를 활용하여 살아있는 뉴런 및 희소돌기아교세포의 세포 내 단백질 이미징을 성공적으로 수행하는 등 탁월한 성과를 보이고 있습니다. 이 연구는 생명 과학 분야의 새로운 발견을 촉진하고 정밀 진단 및 치료법 개발의 기반을 마련합니다., 신소재/기능성 재료 분광학 규명, 본 연구실은 에너지 및 환경 문제 해결에 중요한 역할을 할 신소재 및 기능성 재료의 특성을 분광학적 방법론을 통해 정밀하게 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 물질의 구조와 기능 간의 관계를 심층적으로 이해하기 위해 다양한 분광학적 기법을 개발하고 적용하고 있습니다. 특히, 레이저 빛을 활용한 분광학적 분석을 통해 재료의 전자 구조, 격자 진동, 화학 결합 상태 등 핵심적인 물리화학적 특성을 비파괴적으로 분석하며, 이를 통해 새로운 재료 설계 및 성능 최적화를 위한 과학적 기반을 제공합니다. 최근 연구에서는 자가 도핑된 콜로이달 양자점(colloidal quantum dots)에서의 초고속 띠 내 오제(Auger) 과정과 같은 복잡한 현상을 분광학적으로 분석하여 재료의 광전자 특성을 밝혀내고 있습니다. 또한, 실시간 화학반응 유액 모니터링 투과 적외선 분광기기 및 적외선 분광학용 저온 유지장치의 액체 시료 홀더와 같은 분석 장비 관련 특허를 보유하고 있어, 연구 결과를 실제 기술로 구현하는 역량 또한 갖추고 있습니다. 이 연구는 고효율 에너지 소자, 친환경 촉매, 첨단 센서 등 미래 산업의 핵심 동력이 될 신소재 개발에 기여하고 있습니다.