Jaehun Lee (이재훈)

기본 정보

이재훈 (Jaehun Lee)

한 줄 정의

펩타이드 기반 소재 합성 및 응용 연구를 주도한 삼성전자 박사 연구원으로, 17편의 논문을 통해 타이로신 풍부 펩타이드 플랫폼 개발에 핵심 기여.

연구 기여 흐름

2013년부터 2020년까지 펩타이드-바이오 소재 분야(19편)를 중심으로 활동했으며, 특히 2018년 Advanced Science 게재를 정점으로 타이로신 함유 펩타이드의 조립 및 물질 합성 플랫폼을 체계화했다. 동시에 금(Gold) 관련 응용(4편)과 산화 반응 메커니즘(3편) 연구를 병행하며 펩타이드 기반 하이브리드 소재와 반도체 소자(산화물 반도체, 일시적 트랜지스터) 통합 연구로 범위를 확장했다. 프로톤 전도성과 같은 물성 특성화 연구도 포함되어 기초 물리화학과 응용 소자 개발을 연결하는 역할을 수행했다.

Lab 내 역할

삼성전자 소속 PhD 신분으로 높은 논문 산출량을 유지했으나, 대응 저자(corresponding author) 경험이 없어 PI급 독립적 프로젝트 리더십보다는 멀티 팀 간 협업 연구자로 활동했음이 추정된다. 펩타이드 팀의 주요 실행 멤버로서 여러 물질/소자 응용 팀과의 교차 협력 패턴을 보여주며, 개별 연구 주제별로 필요한 전문성을 공급하는 중추 역할을 담당했을 것으로 판단된다.

연구 흐름 (정밀)

이재훈은 BMNL lab에서 타이로신(Tyrosine) 기반 펩타이드 자기조립 플랫폼의 체계화와 다기능 응용을 주도한 핵심 실무 연구자다. 2012년 석사 입학 이후 2020년까지 17편의 논문에 참여하며 펩타이드-바이오 팀(19편 분포)의 중추로 활동했고, 2018년 Advanced Science에 제1저자로 게재한 "Tyrosine-Rich Peptides as a Platform for Assembly and Material Synthesis"를 통해 Y-rich 펩타이드의 구조·전기화학·촉매·하이브리드 합성 기능을 단일 플랫폼으로 통합하는 이론적 틀을 완성했다. 대응 저자 경험은 없으나 금(Gold) 관련 4편, 산화 반응(Oxidation) 3편 등 lab 내 여러 팀과의 교차 협력을 통해 펩타이드 기반 소재를 반도체 소자·프로톤 전도체·키랄 플라즈몬 구조로 확장하는 다리 역할을 수행했다.

연구 진화: 2D 나노시트 발견에서 다기능 플랫폼으로

2013~2014년 초기 단계에서 이재훈은 β2-microglobulin 서열 도메인 분석을 통해 타이로신 3개 이상 함유 서열(특히 YYCYY, YYACAYY)이 최고 조립 경향성을 보임을 확인하고, 이들이 물/공기 계면에서 거시적 2차원 나노시트로 조립됨을 최초 발견했다(고분자 과학과 기술, 2014). 이는 기존 diphenylalanine(FF) 계열이 주도하던 1차원 나노파이버·나노튜브 중심 패러다임과 구별되는 신규 조립 모티프였다. 핵심 메커니즘은 시스테인의 이황화결합에 의한 이합체 형성 + 타이로신의 π-π 상호작용 및 수소결합이 결합된 2차원 빌딩 블록 전략이었으며, AFM으로 측정한 단층 두께 1.4 nm는 2D-NMR로 규명한 right-handed α-helix 이합체 구조의 높이와 정확히 일치했다. 동시에 타이로신 페놀기의 산화환원 활성을 활용하여 FTO 기판에서 0.9 V(vs. NHE) 인가 조건 하 폴리피롤 중합 반응을 촉진하는 PCET 기반 촉매 기능도 초기부터 입증했다.

2017년에는 이 플랫폼을 전기화학·전자소자 방향으로 확장했다. Advanced Functional Materials에 게재한 "Proton Conduction in a Tyrosine-Rich Peptide/Manganese Oxide Hybrid Nanofilm"에서 YYACAYY 펩타이드를 KMnO₄로 처리하면 타이로신 산화에 의한 ortho-ortho dityrosine 가교결합과 MnOₓ(Mn₃O₄, MnO, Mn₂O₃ 혼합상) 나노입자(412 nm) 형성이 동시에 일어남을 XPS·HRTEM·FFT로 규명했고, 생성된 하이브리드 필름이 18.6 mS cm⁻¹의 실온 양성자 전도도를 달성함을 보고했다. 이는 기존 생체재료인 reflectin(0.1 mS cm⁻¹)보다 약 186배, shark ampullae jelly(2 mS cm⁻¹)보다 9.3배 높은 수치로, 합성 고분자인 Nafion과 비교 가능한 수준이었다. 동일 연도 다른 논문("Increased electrical conductivity of peptides through annealing process")에서는 YYACAYY 필름을 환원성 가스 하 600800°C로 어닐링하여 sp² 탄소 클러스터 확장 및 질소 도핑(pyridinic/pyrrolic N)을 유도함으로써 비저항을 ~10⁸ Ωcm(원본)에서 **5.2×10⁻⁵ Ωcm(800°C)**까지 감소시키고 광학 밴드갭을 2.88 eV에서 1.52 eV로 조율했으며, 이를 FET 활성층으로 적용 가능함을 실증했다.

2018년 정점인 Advanced Science 논문은 이전까지의 단편적 응용 연구를 통합하는 개념적 프레임워크를 제시했다. 타이로신의 페놀기를 자연계 Photosystem II의 Tyrz-Hisz 수소결합 기반 PCET 시스템에서 역설계한 접근법으로, Y-rich 펩타이드가 ① 자기조립 구조 형성(2D 나노시트), ② 전기화학적 전하 수송(PCET 매개), ③ 화학적 가교(dityrosine 결합), ④ 무기물 성장 제어(MnOₓ, 금 나노입자 등 템플레이팅)를 단일 플랫폼에서 수행할 수 있음을 체계적으로 논증했다. 이는 FF 계열이 구조 형성과 기계적 특성에 집중된 것과 달리, 타이로신의 다기능성을 재료 설계의 핵심 원리로 승격시킨 이론적 기여였다.

Lab 내 좌표: 멀티 팀 협력의 교량 역할

이재훈은 대응 저자 경험이 전무하고 삼성전자 소속 PhD 신분으로 활동했으므로, 독립적 PI급 리더십보다는 멀티 팀 간 전문성 공급 및 협력 연구 실행자로 기능했음이 추정된다. 펩타이드-바이오 팀 중심이지만 금(Gold) 관련 4편에서는 Hye-Eun Lee와 함께 키랄 플라즈몬 나노구조 연구("Biomolecule-Enabled Chiral Assembly of Plasmonic Nanostructures", 2017)에 참여하여 타이로신 펩타이드의 키랄 조직을 Au 나노로드 조립 템플릿으로 활용하는 전략을 제시했고, 산화 반응(Oxidation) 3편에서는 펩타이드 기반 MnOₓ 하이브리드 촉매 및 프로톤 전도체 연구를 주도했다. 또한 2018년 "Polydopamine-Copper Hybrid Films as Source and Drain for Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors"(Seok Daniel Namgung 제1저자)에서는 폴리도파민 열분해 + 구리 킬레이션 시너지로 IGZO 기반 TFT의 소스/드레인 전극을 구현하는 연구에 참여하여, 펩타이드 플랫폼의 원리를 유사 생체분자(폴리도파민)에도 적용 가능함을 보였다. 이는 lab 내에서 펩타이드 코어 기술을 반도체 소자·에너지 소재·플라즈몬 나노구조 등 다양한 응용 팀으로 전파하는 지식 중개자(knowledge broker) 역할을 수행했음을 시사한다.

핵심 논문 5편

1. "Tyrosine-Rich Peptides as a Platform for Assembly and Material Synthesis" (Advanced Science, 2018, 제1저자, corresponding: Ki Tae Nam)
   Y-rich 펩타이드의 자기조립·PCET·가교·무기물 합성 기능을 단일 플랫폼으로 통합한 개념적 정점. 자연계 Tyrz-Hisz 수소결합 시스템을 분자 설계 원리로 역설계하여 FF 계열을 넘어서는 새로운 펩타이드 재료 패러다임 제시.

2. "Proton Conduction in a Tyrosine-Rich Peptide/Manganese Oxide Hybrid Nanofilm" (Advanced Functional Materials, 2017, 제1저자, corresponding: Ki Tae Nam)
   YYACAYY/MnOₓ 하이브리드가 18.6 mS cm⁻¹의 실온 양성자 전도도 달성. 타이로신 산화 가교와 MnOₓ 형성의 동시 진행 메커니즘을 XPS·HRTEM로 규명. 생체재료 기반 전도체의 성능 한계를 돌파한 사례.

3. "타이로신 기반 펩타이드 재료" (고분자 과학과 기술, 2014, 제1저자, corresponding: Ki Tae Nam)
   YYCYY·YYACAYY의 2D 나노시트 조립 최초 발견. 시스테인 이황화결합 + 타이로신 π-π 상호작용에 의한 이합체 빌딩 블록 전략 확립. AFM 단층 두께(1.4 nm)와 2D-NMR 구조(α-helix 이합체)의 정량적 일치로 메커니즘 입증.

4. "Increased electrical conductivity of peptides through annealing process" (2017, 제1저자)
   YYACAYY 어닐링을 통한 sp² 탄소 확장 및 질소 도핑으로 비저항 ~10⁸ → 5.2×10⁻⁵ Ωcm 감소, 광학 밴드갭 2.88 → 1.52 eV 조율. FET 활성층 적용 가능성 실증. 펩타이드를 반도체 소자로 전환하는 열화학적 전략 제시.

5. "Biomolecule-Enabled Chiral Assembly of Plasmonic Nanostructures" (2017, 공저자, corresponding: Ki Tae Nam)
   타이로신 펩타이드의 내재적 키랄 조직을 Au 나노로드 조립 템플릿으로 활용하는 bottom-up 전략 리뷰. 펩타이드 플랫폼의 응용 범위를 키랄 광학 소재로 확장한 개념적 기여.

핵심 협력자 및 외부 그룹

Lab 내부에서는 Ki Tae Nam(지도교수, 모든 주요 논문의 corresponding author), Hye-Eun Lee(키랄 플라즈몬 공동 연구), Seok Daniel Namgung(폴리도파민/IGZO TFT 공동 연구), Misong Ju, Ouk Hyun Cho, Younghye Kim(2018 Advanced Science 공저자) 등과 긴밀히 협력했다. 외부 협력은 Jang-Yeon Kwon(IGZO TFT 연구, Yonsei University 추정), Yun Jung Lee(2013년 에너지 응용 리뷰 공동 corresponding) 등이 확인되며, 삼성전자 소속 신분으로 산업계 연구 네트워크도 활용했을 것으로 보인다.

현재 위치 및 향후 예측

2018년 박사 졸업 후 삼성전자로 이동하여 현재까지 재직 중이다. Lab 내 공개 논문 기록은 2020년 이후 중단되었으나, 이는 산업 연구로의 전환 및 지적재산권 보호 차원의 비공개 연구 수행으로 추정된다. 삼성전자 내에서 그의 펩타이드 기반 하이브리드 소재 및 PCET 기반 촉매 전문성은 ① 차세대 배터리 전극 소재(MnOₓ 하이브리드), ② 플렉서블 전자소자용 생체적합 전도체, ③ 반도체 공정용 생체 유래 템플릿 등의 응용 연구로 연결되었을 가능성이 높다. 특히 2018년 폴리도파민-Cu 기반 IGZO TFT 연구는 삼성전자의 디스플레이·반도체 사업부와 직접적 연관성을 시사한다. Lab 재직 시 확립한 "타이로신 페놀기의 다기능성"이라는 설계 원리는 산업적 스케일업에

참여 논문

총 17편