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TAG: MPI (막스플랑크연구소)

작성 2014-09-18
조회 2,683

출생1936-10-10, 독일 바트
국적 독일
분야화학
소속프리츠하버연구소
출신대학뮌헨기술대학교
주요업적표면 화학 분야에 대한 새로운 연구
수상노벨 화학상 (2007)

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인물정보

독일의 화학자. 물질의 표면에서 일어나는 화학 반응에 대한 연구를 통해 표면 화학과 화학 산업 발전에 기여한 공로로 2007년 노벨 화학상을 수상하였다.

1936년 10월 10일 독일 바덴뷔르템베르크주 슈투트가르트(Stuttgart)에서 태어났다. 1955년에서 1957년까지 슈투트가르트 대학교에서 공부했고, 이어 파리 대학교(1957-1958), 루트비히 막시밀리안 대학교(1958-1959)에서 수학했다. 그는 1961년 슈투트가르트 기술 대학교에서 물리학석사 학위를 받았고, 지도교수 하인즈 게리셔를 따라 뮌헨으로 옮겨 1965년 뮌헨 기술 대학교에서 박사 학위를 받았다.

에르틀의 업적은 표면화학의 방법론을 정립한 데에 있다. 표면화학이 시작될 때 초고진공 기술, 분광학, 전자현미경, 전자산란, 결정학 등 다양한 과학적 기법을 사용하여 하나의 연구대상을 심도있게 파헤쳤다. 에르틀은 자신의 연구를 통해 오존층을 파괴하는 실체가 성층권에 있는 작은 얼음 결정의 표면에서 일어나는 화학 반응이라는 것을 밝혀내고, 철을 촉매로 이용해 공기 중에서 화학비료의 원료인 질소를 추출하는 기술을 개발하는 등 산업 발전에도 크게 기여했을 뿐 아니라 청정 에너지 연구와 연료 전지 개발의 기틀을 마련한 것으로 평가받고 있다. 1960년대부터 표면 화학 분야를 개척하기 시작해 표면 현상들을 원자 수준에서 이론적으로 규명하고, 이를 바탕으로 다양한 응용 연구를 가능하게 한 공로를 인정받아 2007년 노벨 화학상을 수상했다.

1998년 울프상(Wolf Prize)을 수상했고, 저서로는 《Handbook of Heterogeneous Catalysis》(공저)가 있다. 현재 독일 베를린에 있는 막스플랑크 협회(Max-Planck-Gesellschaft)의 프리츠 하버 연구소(Fritz-Haber-Institut)에서 물리화학과 명예교수로 재직 중이다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
화학의 중심 주제는 화학 반응입니다. 즉 분자들이 어떻게 합성되고, 변형되고, 분해되는지에 관한 것입니다. 올해 노벨 화학상 수상자 게르하르트 에르틀은 기체 분자가 고체 표면과 부딪힐 때 화학 반응이 어떻게 일어나는지를 밝힌 공로로 이 자리에 서게 되었습니다. 고체 표면은 분자를 구성하는 원자들이 새로운 조합을 만들 수 있도록 도와줍니다. 우리 화학자들은 이것을 표면 촉매라 부르지요. 기체 분자와 고체 표면이 만나 일으키는 반응은 또한 그 고체의 점진적인 분해에 이르게도 하는데, 화학자들은 이것을 부식이라 부릅니다.

에르틀 교수의 연구는 최근 우리가 직면하는 문제들을 다룰 수 있는 지적이고 명확한 도구를 제공했습니다. 우리 모두는 효율적인 에너지 사용이 아주 중요한 일임을 알고 있습니다. 자원 활용을 향상시키는 한 가지 방법은 연소 엔진을 연료전지기술에 기초한 엔진으로 바꾸는 것입니다. 여기서 핵심이 되는 문제는 표면반응을 제어하는 것이지요. 우리는 부식 때문에 발생하는 핵발전소의 생산 중단에 관해 알고 있습니다. 이러한 발전소들은 방사성 폐기물을 만들어 내는데, 우리는 이것들을 안전하게 보관할 방법을 찾고 있지요.

일상생활에서 우리는 주변의 사건들에 대해 피상적인 모습만을 보곤 합니다. 표면 아래로 침투해 들어가는 것은 매우 어렵지요. 화학에서는 그 반대입니다. 단지 미소한 분율의 분자들만 고체 표면에 올라앉습니다. 고체 표면에서 일어나는 화학반응을 연구할 때는 그곳에 있는 분자들에게만 선택적으로 민감한 물리적 효과를 이용하는 것이 필수적입니다. 이러한 효과는 거의 없기 때문에 신호는 약하고 정보는 분산되어 있습니다. 에르틀 교수는, 완벽한 이해를 위해서는 다수의 기술로부터 얻은 조각 정보들을 결합하는 것이 필요하다는 것을 실험을 통해 보여 주었습니다.

에르틀 교수는 표면촉매를 사용하여 공기 중의 질소가 수소와 반응해서 암모니아를 만드는 반응의 모든 단계를 체계적으로 밝힘으로써, 그 방법론이 얼마나 훌륭한지를 보였습니다. 하버와 보쉬가 제안했던 이 기술적 공정은 100년 동안 전 세계의 비료를 만드는 원료를 제공해 왔습니다. 반응 메커니즘에 관한 이 의문은 수십 년 동안 과학적인 불가사의였는데, 마침내 에르틀 교수가 분자수준에서 전체적인 연쇄반응을 자세하게 기술하는 데 성공한 것입니다.

그는 또 자동차 배기 시스템 내 촉매변환기에서 일어나는 난해한 피드백 메커니즘을 분명하게 밝힌 일련의 연구를 통해 자신의 연구 방법론의 범용성을 증명했습니다. 이 시스템에서 독성을 가진 일산화탄소가 이산화탄소로 전환되는데, 여기서 고체 표면구조와 반응 기체 간의 상호작용이 발생합니다. 이 상호작용이 화학 반응에 의해 끊임없이 변하는 고체 표면에서 분자들의 패턴을 만들게 합니다. 실험에서 얻은 영상들은 도움이 되지만 또한 너무 이상적이어서 허무주의적 예술에 가깝습니다.

에르틀 교수는 고체 표면에서 일어나는 분자 수준의 과정을 어떻게 더 깊이 이해할 수 있는지를 과학계에 보였습니다. 그의 연구는 기초 과학과 실질적인 응용간에 존재하는 유익한 상호작용의 예를 제공합니다. 기술적 문제에 관한 그의 지식을 이용해서 그는 기초과학 영역을 확인했고, 기술적 현실성과 관련이 먼 시스템을 연구함으로써 일반적인 의문들을 해결하는 다수의 답을 제공했습니다. 이렇게 그와 연구자들은 근본적인 현상이 또한 복잡한 기술적 과정에서 저절로 드러난다는 것을 증명했습니다.

에르틀 교수님,

고체 표면에서 일어나는 화학 반응에 관한 교수님의 연구는 2007년도 노벨 화학상을 받았습니다. 지적으로 대단히 명료하고 체계적이며 인내심을 요하는 연구를 통해 교수님은 표면에서 분자들이 변해 가는 과정을 조사하는 방법을 제시했습니다. 교수님이 성취하신 업적의 진수는, 이름 그대로 표면반응 과정의 이해이며, 우리 시대의 과학 기술적 도전을 해결하는 데 초석이 되고 있습니다.

스웨덴 왕립과학원을 대신해서 진심어린 축하를 전해드립니다. 앞으로 나오셔서 전하께서 직접 수여하시는 노벨상을 받으시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 노벨 화학위원회 해칸 베너스트룀

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