재료공학부: 재료종합설계

 

안녕하세요!! 재료공학부 19학번이자 공우 13기인 강예주입니다. 오늘은 재료공학부 4학년 전필과목 중 하나인 '재료종합설계’를 소개드리려 합니다.

과목명만 들었을 때 재료종합설계는 재료를 목적에 맞게 디자인하는 수업처럼 들립니다. 하지만, 재료종합설계는 한 학기 내내 재료과학 및 재료공학 분야의 연구를 팀원들과 협동하여 설계하는 과목입니다. 단순히 연구 주제를 선정하고 연구 계획을 발표하는 것이 아니라 ‘논리적인 사고’를 기반으로 위 활동을 이끌어나가는 것이 해당 과목의 핵심입니다. 즉, 탄탄한 근거 기반의 주장이나 사고가 가장 중요합니다. 과학 연구에서 근거는 1) 참고문헌 2) 선행 실험 결과 3) 시뮬레이션을 통해 마련할 수 있습니다. 학부생 입장에서 실험하는 것은 거의 불가능하기 때문에 한 학기 내내 많게는 수 십 편의 논문을 읽게 됩니다. 때문에 저는 논문을 효율적으로 읽고 이로부터 전문적인 지식을 습득하는 법을 터득할 수 있었습니다. 이런 능력은 대학원에서 연구하거나 기업에서 연구직종으로 근무하기 위해 매우 중요한 역량이라고 생각합니다. 로드가 모든 전공 중에서 가장 많은 과목이지만 하기에 따라 그만큼 값진 결과를 얻을 수 있을 것입니다.

학기 내내 논문을 읽는데, 논문을 읽는 목적은 조금씩 달라집니다. 재료종합설계의 전반적인 커리큘럼을 설명드리겠습니다.

1. 0차 발표: 평가에 반영되지 않는 예비 발표입니다. 해당 발표에선 어떤 세부 분야에 관심이 있는지 교수님들과 학생들 앞에서 발표해야 합니다. 발표 전에 약 10개의 대주제(예: 전고체베터리, CCUS 등과 같은 대주제) 중에서 하나를 고르게 됩니다. 이후 각 대주제의 연구 동향을 파악하는 것이 여러분이 해야할 일입니다. 때문에 저는 많은 논문을 찾은 뒤 초록 위주로 읽거나 발췌독했습니다. 연구 동향을 파악했다면 해당 분야에서 어떤 기술들이나 재료들이 연구되고 있는지 알게 될 것입니다(예를 들어, 이산화탄소를 포집할 수 있는 소재에는 MOFs, MXene, amine 용액 등이 있다.) 그 중에서 미래에 가장 많은 산업, 경제적 가치를 창출하고 기술적으로 유망한 세부 분야를 선정하는 것을 권장합니다. ‘왜 이 연구가 필요하고 진행되어야 하는가’를 설득시키기 위함입니다. 이런 선정 기준에는 정답이 없지만 그 기준을 청중들에게 설명하고 설득해야 합니다. 예를 들어, 경제적으로 가치있음을 설명하고자 한다면 관련 시장이 성장하고 있거나 생산 비용이 상대적으로 저렴함을 언급하면 되겠죠?
2. 1차 ~ 2차 발표: 이제부터 평가에 반영되는 발표입니다. 해당 발표에선 연구를 통해 해결하고자 하는 문제를 구체적으로 언급해야 합니다. 세부분야를 0차 발표 준비할 때 했던 것처럼 공부하다보면 해결해야 할 문제들을 알게 될 것입니다. 예를 들어 이산화탄소 포집 소재를 여러 번 재활용해 오랜 기간 활용하기 어렵다는 문제가 있습니다. 이런 문제의식에서 비롯한 해결하고자 하는 문제와 이유를 설명하면 됩니다. 해당 문제가 기술 발전에 있어 얼마나 중요하고, 해결된다면 가져올 기대 효과를 설명하는 것이 좋은 방법이겠죠?
3. 2차~3차 발표: 이런 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시해야 합니다. 결국 팀원들만의 아이디어를 발표해야 합니다. 평가에 있어 가장 중요하며 창의성이 요구되는 평가 발표이지 않나 생각합니다. 이런 아이디어는 무작정 떠오르는 것이 아니기 때문에 많은 논문들의 아이디어를 참고하는 것이 도움이 되었습니다. 기존 논문들에선 어떻게 해결하려 했는지 최대한 많이 이해하는 것이 필요하기 때문에 저명한 논문들 위주로 꼼꼼히 읽는 것을 권장합니다. 꼭 세부분야 관련 논문이 아니어도 됩니다. 참신하고 유용한 아이디어/통찰을 제공하는 논문을 찾고 이를 응용하는 것이 중요했던 것 같습니다. 또한, 아이디어를 떠올리게 된 논리적인 과정을 소개하는 것도 매우 중요합니다.
4. 3차~최종 발표: 자신의 아이디어가 실현 가능하고, 문제를 해결할 수 있음을 설명해야 합니다. 실현가능성이란 고안한 아이디어를 응용할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 어떤 재료를 만들기로 했다면 특정 공정을 통해 생산할 수 있고 목적에 맞게 활용할 수 있어야 합니다. 문제를 해결할 수 있음을 설명하기 위해선 실험이 가장 좋은 방법이지만, 학생들 사정을 고려했을 때 시뮬레이션이나 참고 논문을 근거로 활용하는 것이 가장 일반적입니다. 이 과정에서는 논문의 실험 과정이나 시뮬레이션 방법을 위주로 공부해야 합니다. 또한, 고안한 아이디어를 문제 해결에 적용하게 되었을 때 기대되는 경제적, 산업적, 기술적 효과를 언급한다면 금상첨화이니 이런 부분도 준비하는 것을 추천합니다…

제가 아직 실무 경험이 없지만 학기 내내 수행했던 전반적인 활동은 연구를 설계하는 실제 과정과 유사하다는 생각이 들었습니다. 때문에 논문을 읽는 능력을 함양할 수 있을 뿐만 아니라 이런 흐름을 잠깐이나마 체험할 수 있어 유용했습니다. 졸업 전에 진로 선택을 앞두고 있거나 대학원을 진학하기로 결정했지만 아직 인턴 경험이 없는 분들에게 더더욱 유용할 경험이지 않을까 싶습니다. 이에 더해 여러 논문을 읽으면서 재료공학 전공 수업에선 배울 수 없었던 연구 동향을 직접 공부할 수 있어서 여러모로 도움되는 수업이었습니다. 하지만, 많은 논문을 읽어야하고 주 2~3회 팀 별로 회의를 해야하기 때문에 많은 시간과 체력이 소요되는 과목입니다. 특히 랩인턴 경험이 없거나 전공 과목을 아직 많이 듣지 않은 분들에게 더더욱 어려운 과정이라고 생각합니다.

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