연필심에 사용되어 우리에게 친숙한 흑연은 탄소들이 벌집 모양의 육각형 그물처럼 배열된 평면들이 층으로 쌓여 있는 구조인데, 이 흑연의 한 층을 그래핀(Graphene)이라 부른다. 그래핀은 0.2㎚의 두께로 물리적, 화학적 안정성이 매우 높다. 2004년 영국의 가임(Andre Geim)과 노보셀로프(Konstantin Novoselov) 연구팀이 상온에서 투명테이프를 이용하여 흑연에서 그래핀을 떼어 내는 데 성공하였고, 그 공로로 이들은 2010년 노벨 물리학상을 받았다. 그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빠르다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다.
올해 노벨생리의학상은 미국 MD 앤더슨 암센터 제임스 앨리슨 교수와 일본 교토 대학교 혼조 타스쿠 교수가 공동으로 선정됐다. 두 사람은 ‘음성적 면역조절(Negative Immune Regulation) 억제에 의한 암 치료법'을 발견했다. 이 두 사람은 인체의 면역계가 본래 보유한 종양공격 능력(Ability of Our Immune System to Attack Tumor Cell)을 자극해 치료하는 새로운 암 치료법을 확립했다. 제임스 앨리슨 교수는 면역계에 제동을 거는 기지의 단백질을 연구했다. 그는 브레이크라는 연결을 풀 경우 면역계가 활발하게 종양을 공격할 수 있음을 알아낸 뒤 이러한 개념으로 완전히 새로운 암 치료 방법을 찾아냈다. 혼조 타스쿠 교수는 면역세포에서 미지의 단백질을 발견한 후 그 기능을 자세히 조사했다.
2차원 반도체 소재는 기존 실리콘 반도체의 물리적인 성능 한계를 극복할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 하지만, 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 주변 영향에 매우 민감하다는 특성이 있다. 특히 2차원 반도체가 올려진 기판으로부터의 불규칙한 영향에 의해 성능과 신뢰성이 확보되지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해외 연구팀들이 기판의 영향을 원천적으로 차단할 수 있는 방법을 연구하고 있다. 그 중 2차원 반도체를 공중에 매달린 구조로 설계하는 기술이 보고된 바가 있지만 반도체 층 하단을 받쳐주는 구조물이 존재하지 않아 기계적 내구성이 크게 떨어지는 단점이 있다. 정 교수 연구팀은 2차원 반도체 하단에 산화규소 재질의 초미세 돔형 구조물을 촘촘히 형성하는 아이디어로 문제를 해결했다.
