T. T. and W. F. Chao Professor* of Chemistry (화학) Professor of Computer Science (컴퓨터 과학/전산학) Professor of Materials Science and NanoEngineering (재료과학 & 나노공학) Rice University Smalley-Curl Institute and the NanoCarbon Center * 석좌교수
과학 매거진 네이처 커뮤니티의 소개글 :
제임스 M. 투어, 합성유기화학자.
미국 Synracuse 대학에서 학사, Purdue대학에서 박사, Wisconsin 대학과 Stanford 대학에서 박사후 과정을 밟음.
11년간 South Carolina 대학에서 faculty, 1999년에 Rice 대학의 나노스케일 과학과 기술 센터(Center for Nanoscale Science and Technology)에 합류. 현재 T. T. and W. F. Chao 석좌 화학 교수, 컴퓨터 과학 교수, 재료 과학과 나노 엔지니어링 교수.
투어 교수의 과학연구는 나노전기공학(nanoelectronics), 그래핀 전기공학(graphene electronics), 실리콘 산화물 전기공학(silicon oxide electronics), 카본 나노 벡터의 의료응용(carbon nanovectors for medical applications), 향상된 오일 회수 및 환경 친화적 석유 및 가스 추출을 위한 탄소 연구(green carbon research for enhanced oil recovery and environmentally friendly oil and gas extraction), 그래핀 광전지(graphene photovoltaics), 카본 슈퍼 커패시터(carbon supercapacitors), 리튬 이온 배터리, CO2 포집 (CO2 capture), 물을 H2 및 O2로 분리, 수질 정화, 탄소 나노 튜브 및 그래핀 합성 변형(carbon nanotube and graphene synthetic modifications), 산화 그래핀(graphene oxide), 카본 복합재(carbon composites), 나노 엔지니어링 탄소 지지체에 수소 저장 (hydrogen storage on nanoengineered carbon scaffolds), 분자 모터 및 나노카를 포함하는 단일 분자 나노 기계의 합성(synthesis of single-molecule nanomachines which includes molecular motors and nanocars). 화학 테러 공격을 지연시키기위한 전략 개발
투어 연구팀이 개발한 획기적인 기술은 ‘플래시 줄 가열’(flash Joule heating)이라는 획기적인 방법을 사용한다. 바나나 껍질을 비롯해서 석탄, 음식물 쓰레기 등 탄소를 함유한 모든 종류의 재료를 원료로 사용하여 그래핀을 만드는 매우 획기적인 기술이다.‘플래시 줄 가열’은 전류가 전도성 물질을 통과하여 열을 발생시키는 기술이다. 이 기술을 사용하여 탄소 함유 물질을 약 3000 켈빈(2730°C)으로 가열하면 약 10밀리초라는 짧은 시간에 쓰레기가 그래핀으로 변하고, 나머지 비탄소 요소는 유용한 기체로 날아간다.
대표적인 것이 세포막을 뚫는 ‘분자드릴’이다. 올해 8월 제임스 투어 미국 라이스대 교수팀은 미국 노스캐롤라이나주립대, 영국 더럼대 등과 공동으로 표적 세포 표면에만 결합해 세포막을 뚫을 수 있는 1nm 길이 분자드릴을 개발했다고 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 헬리콥터처럼 생긴 이 분자드릴은 자외선을 쪼이면 회전날개가 초당 200만 번 이상 회전하면서 1∼3분 안에 8∼10nm 두께의 세포막을 뚫고 지나간다. 연구진은 이를 이용해 인간의 살아 있는 전립샘암세포를 뚫는 데도 성공했다. '세포막 뚫어 약물 침투 돕는 ‘분자드릴’ 주목' 기사 내 이미지 동아사이언스 (2017)
나노카 레이스의 1등은 미국 라이스대와 오스트리아 그래즈대가 연합한 나노프릭스 팀과 스위스 바젤대의 스위스 팀이 공동으로 수상했다. 나노프릭스 팀의 나노카는 4개의 바퀴가 있으며, 윗부분에도 마치 태엽처럼 돌아가는 둥근 분자를 가지고 있다. 이 나노카는 은으로 만든 경기장을 29시간 동안 1000nm나 달렸다. 기사 '세계 최초로 열린 나노카 레이스, 승자는?' 기사 내 나노카 이미지 동아사이언스 (2017)
라이스대의 화학자인 제임스 투어(James Tour) 교수와 연구진이 개발한 이 소재는 질소나 황을 가진 탄소의 나노다공성 고체로 이루어져 있다. 투어 교수는 “우리가 개발한 소재는 산업 현장에서 사용되는 액체 아민(amine) 기반의 세정장치에 비해 저렴하고, 제작도 간단하다”고 소개했다. (중략)특히 라이스대 연구진이 개발한 기술은 유정과 같은 원천 장소에서부터 이산화탄소를 특이적으로 제거하기 때문에, 분리를 하기 위해 수집소로 수송할 필요가 없다. 뿐만 아니라 포집된 이산화탄소 등의 온실가스를 잘 패키징하면 이 가스들을 필요로 하는 산업체에 판매도 할 수 있다는 장점이 있다.
그래핀 나노리본(Graphene Nanoribbons)과 폴리우레탄(polyurethane)을 혼합한 전도성 레이더 보호도료가 미국 라이스대학(Rice University) 제임스 투어(James Tour) 교수 연구진과 록히드마틴(Lockheed Martin)사의 공동 연구로 개발되었다. (중략)섭씨 영하 20도로 냉각한 시편에 전투함에서 사용하는 전류를 흘려본 결과 얼음제거 효과가 매우 우수했다. 라디오파에 대한 간섭 현상도 거의 나타나지 않았다. 그래핀 나노리본 대량 제조기술 개발도 이미 완료되어서 소재를 안정적으로 공급할 수 있는 기반을 확보한 상태다. 연구진은 앞으로 이 도료를 투명한 형태로 개발할 계획을 가지고 있다. 그렇게 되면 자동차나 건물 유리에도 사용할 수 있다.
건국대학교에서 제임스 투어 그룹이 개발한 절차를 사용하여 그래핀 나노리본을 통해 손상된 척수를 복구 (2016)
출처: JMtour.com
생명의 기원(abiogensis/Origin of Life) 연구에 대한 비판
James Tour : The Mystery of the Origin of Life @ Dallas Science and Faith Conference (2019) (c)Discovery Science
투어 박사는 세계적인 유기 합성유기 화학자입니다. 그는 680개 과학 출판물과 120개 이상의 특허를 가지고 있습니다. 2014년 톰슨 로이터 (Thomson Reuters, 전문지식 정보 제공하는 다국적 미디어그룹)에서 그를 '세계에서 가장 영향력 있는 과학자' 중 하나로 소개했고, 2018년 클래리베이트 애널리틱스는 그를 '세계에서 가장 많이 인용된 연구자' 중 하나로 인정했습니다. 투어는 한 편 다른 1000명 이상의 과학자들이 서명한 "다윈주의에 대한 과학적 반대(“Scientific Dissent from Darwinism)"에 서명한 바 있습니다. 최근엔 '생명의 기원' 연구의 현황에 대해 거침없는 평가를 하며 '생명의 기원' 연구 커뮤니티에 눈에 가시가 되었습니다.... (위 유튜브 영상의 소개글 중)
아무래도 업적에 비해 기사가 너무 적다고 생각했는데, 진화론에 대한 의심을 제기하면 미움(?) 받는 과학계와 언론의 미운털이 박힌 것 같습니다.
그는 나노과학자, 유기 합성 화학자로서 무기물이 유기물로 진화하는 '화학적 진화'가 얼마나 불가능에 가까운지, 지금까지 진행된 '생명의 기원'에 대한 연구가 얼마나 과장되어 언론에 소개되어 왔는지 비판합니다.
(유명한 1952년 밀러의 실험 이후 지금까지 이 영역에서 얼마나 진보가 없었는지-부터 2018년 <네이처> 지에 실린 노벨상 수상자 Jack Szostak의 글 "How Did Life Begin?"에서처럼 과학논문에서 사용될 수 없는 비약과 부정확한 표현이 가득한 문장들이 '생명의 기원' 연구에서만 유독 받아드려진다는 점 등...)
나노카 (Nano Car)
강의 내용 '나노카'라는 말이 나왔을 때, 고유명사인가 궁금했는데 검색해보니 실제로 Nano 사이즈의 차였습니다.
도대체 어떤 걸 만든 건가 하고 다른 강연에서 설명하는 슬라이드들을 확보했네요.
(나노카는 별개의 글로 상세하게 적어볼까 합니다.)
Waterloo University에서의 강연 <Origin of Life: an insider story> 중 나노카의 작용을 설명하는 슬라이드들 중 일부
Motorized Nanocars 소개 중 Origin of Life: an insider story | The Pascal Lectures - University of Waterloo (c) James M Tour Group
*동영상을 추출하고 보니...스크린 레코딩 중, 아기 장난감 소리, 아기 목소리가 녹음된 점...양해부탁드립니다.
제일 많이 인용된 '향상된 그래핀 옥사이드 합성 (Improved synthesis of graphene oxide)는 무려 8,520건.
제임스 투어 그룹 특허:
(36) Tour, James M.; Bahr, Jeffrey L.; Yang, Jiping “Process for derivatizing carbon nanotubes with diazonium species”, US, 7,250,147 July 31, 2007. The invention incorporates new processes for the chemical modification of carbon nanotubes. Such processes involve the derivatization of multi- and single-wall carbon nanotubes, including small diameter (ca. 0.7 nm) single-wall carbon nanotubes, with diazonium species. The method allows the chemical attachment of a variety of organic compounds to the side and ends of carbon nanotubes. These chemically modified nanotubes have applications in polymer composite materials, molecular electronic applications and sensor devices. The methods of derivatization include electrochemical induced reactions thermally induced reactions (viain-situgeneration of diazonium compounds or pre-formed diazonium compounds), and photochemically induced reactions. The derivatization causes significant changes in the spectroscopic properties of the nanotubes. The estimated degree of functionality is ca. 1 out of every 20 to 30 carbons in a nanotube bearing a functionality moiety. Such electrochemical reduction processes can be adapted to apply site-selective chemical functionalization of nanotubes. Moreover, when modified with suitable chemical groups, the derivatized nanotubes are chemically compatible with a polymer matrix, allowing transfer of the properties of the nanotubes (such as, mechanical strength or electrical conductivity) to the properties of the composite material as a whole. Furthermore, when modified with suitable chemical groups, the groups can be polymerized to form a polymer that includes carbon nanotubes. William Marsh Rice University. The present invention was made in connection with research pursuant to grant numbers NASA-JSC-NCC 9-77 from the National Aeronautics and Space Administration; grant number NSR-DMR-0073046 from the National Science Foundation; and grant number N00014-99-1-0406 from the DARPA/ONR.
(35) Tour, James M.; Stewart, Michael P. “Method of making a molecule-surface interface”US 7,176,146 February 13, 2007. This invention is generally related to a method of making a molecule-surface interface comprising at least one surface comprising at least one material and at least one organic group wherein the organic group is adjoined to the surface and the method comprises contacting at least one organic group precursor with at least one surface wherein the organic group precursor is capable of reacting with the surface in a manner sufficient to adjoin the organic group and the surface. Assignee: William Marsh Rice University (Houston, TX); Appl. No.: 10/356,841, Filed: February 3, 2003; Current U.S. Class: 438/765; 438/767; 438/780; 438/99; Current International Class: H01L; Field of Search:21/31 (20060101) 438/765,767,769,780,99.
(34) Tour, James M.; Dyke, Christopher A.; Flatt, Austen K. Bulk separation of carbon nanotubes by bandgap. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2006), 74pp. CODEN: PIXXD2 WO 2006096200 A1 20060914 CAN 145:338401 AN 2006:945006
(33) Tour, James M.; He, Jianli; Chen, Bo; Flatt, Austen K.; Stephenson, Jason J.; Doyle, Condell D. Metal-free silicon-molecule-nanotube testbed and memory device. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2006), 28 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2006079005 A2 20060727 CAN 145:178993 AN 2006:736207
(32) Hybrid molecular electronic device for switching, memory, and sensor applications, and method of fabricating same. Tour, James M.; Pang, Harry F.; He, Jianli. (USA). PCT Int. Appl. (2006), 37 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2006002129 A2 20060105
(31) Process for functionalization of carbon nanotubes in acidic media. Tour, James M.; Hudson, Jared L.; Dyke, Christopher R.; Stephenson, Jason J. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2005), 35 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005113434 A1 20051201
(30) Carbon nanotube-silicon composite structures and methods for making same. Tour, James M.; Dyke, Christopher A.; Maya, Francisco; Stewart, Michael; Chen, Bo; Flatt, Austen K. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2005), 45 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005114708 A2 20051201.
(29) Method of making a nanoscale electronic device. Pang, Harry F.; Tour, James M. (William Marsh Rice University, USA) US 6,946,336, granted 20 September 2005; filed 13 May 2003.
(28) Amplification of carbon nanotubes via seeded-growth methods. Smalley, Richard E.; Hauge, Robert H.; Barron, Andrew R.; Tour, James M.; Schmidt, Howard K.; Billups, W. Edward; Dyke, Christopher A.; Moore, Valerie C.; Whitsitt, Elizabeth; Anderson, Robin A.; Colorado, Ramon, Jr.; Stewart, Michael; Ogrin, Douglas C. (William Marsh Rice University , USA ). PCT Int. Appl. (2005), 44 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005085132 A2 20050915, Application: WO 2004-US34002 20041014. Priority: US 2003-511175 20031014; US 2004-587234 20040712; US 2004-598630 20040804.
(27) Thermal treatment of functionalized carbon nanotubes in solution to effect their defunctionalization. Tour, James M.; Dyke, Christopher A. ( William Marsh Rice University , USA ). PCT Int. Appl. (2005), 22 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005049488 A2 20050602, Application: WO 2004-US35894 20041028. Priority: US 2003-516392 20031031.
(26) Polymerization initiated at the sidewalls of carbon nanotubes. Tour, James M.; Hudson, Jared L.; Krishnamoorti, Ramanan; Yurelki, Koray; Mitchell, Cynthia A. ( William Marsh Rice University , USA ; University of Houston ). PCT Int. Appl. (2005), 24 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005030858 A2 20050407, WO 2004-US19769 20040621. Priority: US 2003-480348 20030620.
(25) Elastomers reinforced with carbon nanotubes. Tour, James M.; Hudson, Jared L.; Krishnamoorti, Ramanan; Yurekli, Koray; Mitchell, Cynthia A. ( William Marsh Rice University , USA ). PCT Int. Appl. (2005), 46 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005014708 A1 20050217, Application: WO 2004-US20108 20040623. Priority: US 2003-480643 20030623.
(24) Selective functionalization of carbon nanotubes. Strano, Michael S.; Usrey, Monica; Barone, Paul; Dyke, Christopher A.; Tour, James M.; Kittrell, W. Carter; Hauge, Robert H.; Smalley, Richard E. ( William Marsh Rice University , USA ; Board of Trustees of University of Illinois ). PCT Int. Appl. (2005), 33 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005012172 A2 20050210, Application: WO 2004-US24507 20040729. Priority: US 2003-490755 20030729.
(23) Flame retardant polymers, making monomers and polymers, and articles. Tour, James M.; Jurs, Joshua L.; Stephenson, Jason J. ( William Marsh Rice University , USA ). PCT Int. Appl. (2004), 38 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2004113265 A1 20041229, Application: WO 2004-US19414 20040618. Priority: US 2003-480349 20030620.
(22) Use of microwaves irradiation to crosslink carbon nanotubes to facilitate polymer modification. Tour, James M.; Dyke, Christopher A.; Stephenson, Jason J.; Yakobson, Boris I. ( William Marsh Rice University , USA ). U.S. Pat. Appl. Publ. (2004), 14 pp. CODEN: USXXCO US 2004222080 A1 20041111, Application: US 2003-738168 20031217. Priority: US 2002-434147 20021217.
(21) Method of making a nanoscale electronic device. Pang, Harry F.; Tour, James M.. ( William Marsh Rice University , USA ). PCT Int. Appl. (2004), 24 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2004041712 A2 20040521, Application: WO 2003-US14959 20030513. Priority: US 2002-380000 20020513.
(20) Method of making a molecule-surface interface. Tour, James M.; Stewart, Michael P. ( William Marsh Rice University , USA ). U.S. Pat. Appl. Publ. (2004), 12 pp. CODEN: USXXCO US 2004023479 A1 20040205 Application: US 2003-356841 20030203. Priority: US 2002-353120 20020201.
(19) Process for functionalizing carbon nanotubes under solvent-free conditions for application in molecular electronics. Tour, James M.; Dyke, Christopher A. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2004), 30 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2004007364 A1 20040122, Application: WO 2003-US22072 20030715. Priority: US 2002-396373 20020716; US 2002-396371 20020716.
(18) Molecular electronic interconnects. Tour, James M.; Dirk, Shawn M. (USA). PCT Int. Appl. (2003), 51 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2003032330 A2 20030417, Application: WO 2002-US23747 20020726. Priority: US 2001-308218 20010727.
(17) Molecular scale electronic devices. Reed, Mark A.; Tour, James M.; Chen, Jia; Rawlett, Adam M.; Price, David W. (Yale University New Haven, CT) United States Patent 6,756,605, June 29, 2004.
(16) Electrical potential-assisted assembly of molecular devices. Tour, James M.; Yang, Jiping; Allara, David L.; Weiss, Paul; Harder, Philipp. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2002), 42 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0270789 A2 20020912 Application: WO 2002-US6509 20020304. Priority: US 2001-272895.
(15) Process for derivatizing carbon nanotubes with diazonium species and compositions thereof. Tour, James M.; Bahr, Jeffrey L.; Yang, Jiping. (William Marsh Rice University, USA). PCT Int. Appl. (2002), 45 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0260812 A2 20020808 Application: WO 2002-US2562 20020129. Priority: US 2001-264784; US 2001-272903; US 2001-316501; US 2001-316521.
(14) Three-terminal field-controlled molecular devices. Tour, James M.; Mayer, Theresa. (Molecular Electronics Corporation, USA). PCT Int. Appl. (2002), 191 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0235580 A2 20020502 Application: WO 2001-US45588 20011024. Priority: US 2000-242865. CAN 136:362502
(13) Sub-nanoscale electronic device conducting polymer interconnect technology. Reed, Mark A.; Tour, James M.. (Yale University, USA; University of South Carolina). U.S. (2001), 28 pp., Cont.-in-part of U.S. Ser. No. 261,867, abandoned. CODEN: USXXAM US 6320200 B1 20011120 Application: US 96-595130 19960201. Priority: US 92-891605; US 94-261867.
(12) Molecular scale electronic devices. Reed, Mark A.; Tour, James M.; Chen, Jia; Rawlett, Adam M.; Price, David W. (Yale University, USA). PCT Int. Appl. (2001), 47 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0127972 A2 20010419 Application: WO 2000-US25518 20000918. Priority: US 99-154716; US 99-157149; US 2000-527885; US 2000-551716.
(11) Molecular computer with molecules as logic gates and memory cells. Tour, James M.; Reed, Mark A.; Seminario, Jorge M.; Allara, David L.; Weiss, Paul S. (University of South Carolina, USA). PCT Int. Appl. (2000), 34 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0044094 A1 20000727 Application: WO 2000-US1360 20000120. Priority: US 99-116714.
(10) Fire-resistant polymer compositions containing nonhalogenated aromatic boronic acids. Tour, James M.; Morgan, Alexander B. (University of South Carolina, USA). PCT Int. Appl. (2000), 32 pp. CODEN: PIXXD2 WO 0026288 A1 20000511
(9) Process for purifying fullerenes. Tour, James M.; Scrivens, Walter A.; Rawlett, Adam M. (University of South Carolina, USA). U.S. (1999), 7 pp. CODEN: USXXAM US 5904852 A 19990518. Application: US 97-838275 19970416
(8) Purification of fullerenes. Tour, James M.; Scrivens, Walter A.; Bedworth, Peter V. (University of South Carolina, USA). U.S. (1997), 6 pp., Cont.-in-part of U. S. 5,310,532. CODEN: USXXAM US 5662876 A 19970902 Application: US 94-238640 19940505. Priority: US 92-896193.
(7) Purification of fullerenes for selected molecular weights. Tour, James M.; Scrivens, Walter A.; Bedworth, Peter V. (University of South Carolina, USA). PCT Int. Appl. (1995), 20 pp. CODEN: PIXXD2 WO 9530624 A1 19951116 . Application: WO 95-US5288 19950428. Priority: US 94-238640.
(6) Sub-nanoscale electronic systems, devices and processes. Reed, Mark A.; Tour, James M.. (Yale University, USA; University of South Carolina). PCT Int. Appl. (1993), 134 pp. CODEN: PIXXD2 WO 9325003 A1 19931209 Application: WO 93-US5185 19930601. Priority: US 92-891605; US 92-893092
(5) Purification of fullerenes. Tour, James M.; Scrivens, Walter A.; Bedworth, Peter V. (University of South Carolina, USA). PCT Int. Appl. (1993), 14 pp. CODEN: PIXXD2 WO 9325473 A1 19931223 Designated States W: CA, JP, KR, RU. Application: WO 93-US5113 19930528. Priority: US 92-896193.
(4) Lithium-hexamethylphosphoramide-promoted synthesis of polyphenylenes. Tour, James M.; Stephens, Eric B. (University of South Carolina, USA). PCT Int. Appl. (1992), 24 pp. CODEN: PIXXD2 WO 9200339 A1 19920109 Designated States W: CA, JP. Designated States RW: AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LU, NL, SE. Application: WO 91-US4332 19910618. Priority: US 90-543673.
(3) Silane compound for use in the synthesis of semiconducting polymers with perpendicular arranged cores. Tour, James M.; Wu, Ruilian; Schumm, Jeffry S. (University of South Carolina, USA). U.S. (1991), 5 pp. CODEN: USXXAM US 5059695 A 19911022 Application: US 90-492543 19900312.
(2) Ceramic materials, preparation of the same, and hydrogenation, and oxidation processes and catalysts using the same. Tour, James M.; Pendalwar, Shekar L.; Cooper, Joel P. (University of South Carolina, USA). U.S. (1991), 8 pp. CODEN: USXXAM US 5047380 A 19910910 Application: US 90-498802 19900323.
(1) Preparation of halospirobifluorenes for use in semiconducting polymers with perpendicularly arranged cores. Tour, James M.; Wu, Ruilian; Schumm, Jeffry S. (University of South Carolina, USA). U.S. (1991), 4 pp. CODEN: USXXAM US 5026894 A 19910625 Application: US 90-492549 19900312.
