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프레이저 스토더트

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1. 개요

프레이저 스토더트는 스코틀랜드 출신의 화학자이며, 분자 기계의 설계 및 합성에 대한 공로로 2016년 노벨 화학상을 수상했다. 그는 기계적으로 연결된 분자 구조체 개발을 통해 분자 스위치 및 모터 분자 연구에 기여했으며, 2006년 기사 작위를 수여받았다. 1960년 에딘버러 대학교에서 학사 학위를, 1966년 박사 학위를 받았으며, 퀸즈 대학교, 셰필드 대학교, UCLA, 노스웨스턴 대학교 등에서 연구 및 교육 활동을 펼쳤다.

프레이저 스토더트 - [인물]에 관한 문서
기본 정보

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프레이저 스토더트, 2016년 10월 짐 프리칭 촬영
본명제임스 프레이저 스토더트
존칭경
출생일1942년 5월 24일
출생지스코틀랜드 에딘버러
사망일2024년 12월 30일
국적영국
시민권미국
웹사이트http://stoddart.northwestern.edu
배우자노르마 아그네스 숄란 (1968년 결혼, 2004년 사망)
자녀2명 (피오나 제인 맥큐빈, 앨리슨 마거릿 스토더트)
학력 및 경력
박사 학위 논문 1아카시아 그룹의 식물성 검 연구
박사 학위 논문 1 URLhttp://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.662504
박사 학위 논문 1 년도1966년
박사 학위 논문 2입체화학의 모험
박사 학위 논문 2 URLhttp://hdl.handle.net/1842/14487
박사 학위 논문 2 년도1980년
근무 기관퀸즈 대학교 (1967–1969)
셰필드 대학교 (1970–1990)
ICI 기업 연구소, 런콘 (1978–1981)
버밍엄 대학교 (1990–1997)
캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 (1997–2007)
노스웨스턴 대학교 (2008– )
톈진 대학교 (2014– )
뉴사우스웨일스 대학교 (2018– )
홍콩 대학교 (2023– )
출신 학교에딘버러 대학교 (BSc, PhD)
박사 지도 교수에드먼드 랭글리 허스트
더글러스 M W 앤더슨
학문 자문J K N (켄) 존스 FRS
W 데이비드 올리스 FRS
주요 제자데이비드 레이
나라야나스와미 자야라만
더글러스 필프
연구 분야
연구 분야물리 유기화학
잠금-열쇠 화학
비천연물 합성
분자 나노기술
주요 연구화학의 기계적 결합
분자 셔틀 및 분자 스위치
인공 분자 기계
템플릿 기반 합성
화학적 위상수학
입체화학
금속-유기 골격체
사이클로덱스트린 화학
수상
수상 내역왕립 학회 펠로우 (1994)
나고야 유기화학 금상 (2004)
킹 파이살 국제상 (2007)
알베르트 아인슈타인 세계 과학상 (2007)
파인만 나노기술상 (2007)
기사 작위 (2007)
아서 C. 코프 상 (2008)
데이비 메달 (2008)
에든버러 왕립 학회 펠로우 (2008)
미국 국립 과학 아카데미 회원 (2014)
노벨 화학상 (2016)
미국 국립 발명가 아카데미 펠로우 (2019)
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목차

2. 경력

1967년 에딘버러 대학교에서 박사 학위를 받은 후, 스토더트는 캐나다 퀸스 대학교에서 박사후 연구원으로 학문적 경력을 시작했다. 이후 영국 셰필드 대학교, ICI 기업 연구소 등에서 활동하며 분자 기계 연구의 기초를 다졌다. 1990년 버밍엄 대학교 교수를 거쳐, 1997년에는 미국 UCLA의 사울 윈스타인 화학 교수로 부임했다. 2008년부터는 노스웨스턴 대학교에서 연구 활동을 이어갔으며, 캘리포니아 나노시스템 연구소(CNSI) 소장직을 역임하기도 했다. 학계 활동 외에도 스킨케어 브랜드와 기술 스타트업을 설립하는 등 다양한 분야에서 활동했다. 그는 오랜 기간 동안 많은 후학을 양성했다.

2.1. 초기 생애 및 교육

스코틀랜드 에든버러에서 1942년 5월 24일 톰(Tom)과 진 스토더트(Jean Stoddart)의 외동아들로 태어났다. 그는 미들로디언의 에지로 농장(Edgelaw Farm)에서 소작농으로 자랐으며, 어린 시절 지그소 퍼즐과 조립 장난감을 좋아했던 경험이 훗날 분자 구조에 대한 관심으로 이어졌다고 한다.

그는 미들로디언 캐링턴(Carrington)의 지역 마을 학교에서 초등 교육을 받았고, 이후 에든버러에 있는 스튜어트 멜빌 칼리지(Stewart's Melville College)에 진학했다. 1960년 에든버러 대학교에 입학하여 처음에는 화학, 물리학, 수학을 공부했다. 1964년 에든버러 대학교에서 화학 학사 학위를 받았으며, 이어 1966년 같은 대학에서 박사 학위(Ph.D.)를 받았다. 박사 과정에서는 에드먼드 랭글리 허스트(Edmund Langley Hirst) 경과 D. M. W. 앤더슨(D M W Anderson)의 지도 아래 아카시아 속 식물의 천연 고무(natural gum)와 수지(resin)에 대해 연구했다.

2.2. 주요 경력

1964년 에딘버러 대학교에서 학사 학위를 받았고, 같은 대학에서 1967년 박사 학위와 1980년 이학박사(Doctor of Science) 학위를 취득했다.

주요 경력은 아래와 같다.

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연도 ! 소속 기관 ! 직책/내용 ! 비고
캐나다 퀸스 대학교 | 캐나다 국립연구회 박사후 연구원(Postdoctoral Fellow) |
셰필드 대학교 | ICI 연구원(Research Fellow), 이후 화학 강사(Lecturer) |
UCLA | 과학 연구 위원회(SRC) 방문 선임연구원(Visiting Senior Research Fellow) | 화학 및 생화학과
ICI 기업 연구소 | 연구 수행 (기계적으로 얽힌 분자 연구 시작) | 영국 렁컨(Runcorn) 소재, 3년간 파견 근무
셰필드 대학교 | 복귀 |
셰필드 대학교 | 부교수(Readership) 승진 |
버밍엄 대학교 | 유기 화학 교수(Professor of Organic Chemistry) |
버밍엄 대학교 | 화학과 학과장(Head of the School of Chemistry) |
UCLA | 사울 윈스타인(Saul Winstein) 화학 교수(Professor of Chemistry) | 도널드 크램 후임
캘리포니아 나노시스템 연구소(CNSI) | 공동 이사 대행(Acting Co-Director) |
캘리포니아 나노시스템 연구소(CNSI) | 프레드 카블리 나노시스템 과학 석좌교수(Fred Kavli Chair of Nanosystems Sciences) |
캘리포니아 나노시스템 연구소(CNSI) | 이사(Director) |
노스웨스턴 대학교 | 이사회 석좌교수(Board of Trustees Professor), 메카노입체화학 연구 그룹 설립 |
노스웨스턴 대학교 | 통합 시스템 화학 센터(Center for the Chemistry of Integrated Systems, CCIS) 소장 |
UNSW | 파트타임 직책, "새로운 화학(New Chemistry)" 이니셔티브 설립 | UNSW 화학과
- | 스킨케어 브랜드 'Noble Panacea' 론칭 |
- | 스타트업 'H2MOF' 공동 설립 | 수소 저장 및 수송 관련
홍콩 대학 | 화학과 주임교수(Chair Professor) |


그의 연구실에서는 35년간 약 300명의 박사 과정 학생과 박사후 연구원을 지도했다.

2.3. 연구 업적

스토더트는 지난 25년간 유기화학 분야에서 새로운 영역을 개척한 주요 화학자 중 한 명이다. 그는 기계적 결합을 주요 특징으로 하는 새로운 분야를 확립함으로써 분자 인식, 주형 지시 기계적 상호연결 합성을 위한 자기 조립 공정, 분자 스위치 및 분자 모터 분야의 발전에 크게 기여했다. 이러한 연구는 나노전자 장치, 나노전기기계 시스템(NEMS), 분자 기계 분야의 기초를 형성했다.

그의 주요 업적 중 하나는 기계적으로 연결된 분자 구조체(MIMAs) 개발에 있다. 특히 로탁산과 카테난 같은 구조체를 효율적으로 합성하는 방법을 개발했는데, 이는 사이클로비스(파라쿼트-p-페닐렌)과 전자가 풍부한 방향족 게스트 분자의 결합을 기반으로 한다. 또한 그의 연구팀은 동적 공유 결합 화학을 이용하여 분자 보로메안 고리라고 불리는 더 복잡한 기계적 상호연결 분자 구조체를 합성하는 데 성공했다. 이러한 분자 구조체를 합성하기 위해 개발된 효율적인 방법들은, 각 구성 요소의 움직임을 기반으로 작동하는 분자 스위치를 만드는 데 응용되었다. 이렇게 상호연결된 분자들은 분자 센서, 액추에이터, 증폭기, 분자 스위치로서 잠재력을 가지며, 화학적, 전기적, 광학적으로 제어될 수 있다.

: 그의 연구는 화학과 나노전기기계 시스템의 과학적, 공학적 과제 간의 간극을 연결한다."

스토더트는 기계적으로 연결된 분자 구조체를 사용하여 나노기계 시스템을 만드는 연구를 개척했다. 그는 분자 자기 조립(상향식 접근법)과 리소그래피 및 미세 제작(하향식 접근법) 기술을 결합하여 이러한 장치를 제작할 수 있음을 보여주었다.

: 분자 기계를 화학자들에게 매력적으로 만든 공로는 프레이저 스토더트에게 돌아간다. ... 그는 이러한 구조체가 큰 진폭의 제어된 운동을 가능하게 하고, 그것이 분자 기계의 기반이 될 수 있다는 비전을 가지고 있었다. - 데이비드 리

스토더트의 연구 영향력은 매우 크다. 2016년 기준 그의 h-지수는 130에 달하며, 최소 10건 이상의 특허를 보유하고 1000회 이상의 학술 발표를 수행했다. 1997년 1월부터 2007년 8월 31일까지 발표된 그의 논문 304편은 총 14,038회 인용되었으며, 이는 톰슨 로이터의 과학정보연구소(ISI)가 집계한 화학자 순위에서 세계 3위에 해당한다.

2.4. 발표 스타일

스토더트의 논문과 기타 자료들은 1980년대 후반부터 그가 개발한 독특한 "만화" 스타일의 표현 때문에 쉽게 알아볼 수 있다. 그는 보고하는 분자 구조의 방향족 고리 중앙에 종종 꽉 찬 원을 배치하고, 분자의 서로 다른 부분을 강조하기 위해 서로 다른 색상을 사용한다. 서로 다른 색상은 일반적으로 분자의 만화 그림 표현의 서로 다른 부분에 해당하지만, 특정 분자적 특성을 나타내는 데에도 사용된다. 예를 들어, 파란색은 전자 부족 인식 단위를 나타내는 데 사용되는 반면, 빨간색은 해당 전자 풍부 인식 단위를 나타내는 데 사용된다. 이러한 독특한 색상 사용으로 인해 사이클로판(중요한 π-수용체로 기계적으로 결합된 구조를 합성하는 데 사용됨)에 대해 '작은 파란색 상자'라는 용어가 만들어졌다. 스토더트는 모든 출판물과 발표에서 이 표준화된 색 구성표를 유지하며, 그의 스타일은 그의 합성을 기반으로 기계적으로 얽힌 분자를 보고하는 다른 연구자들에 의해 채택되었다.

2.5. 평가

2016년 기준 h-지수는 130이었으며, 2022년 기준으로는 175이다. 2016년 기준으로 그는 1000편 이상의 논문을 발표했고, 최소 10개의 특허를 보유하고 있다. 1997년 1월부터 2007년 8월 31일까지 그는 과학정보연구소(ISI)에 의해 304편의 논문에서 총 14,038회 인용되어 논문당 46.2회의 인용 빈도를 기록하며 가장 많이 인용된 화학자 3위로 선정되었다.

과학정보연구소(ISI)는 분자 자기조립에 대한 공헌으로 프레이저 스토더트가 조지 화이트사이즈와 신카이 세이지와 함께 2003년 노벨 화학상 수상 후보가 될 가능성이 높다고 예측했다. 그러나 상은 결국 피터 아그레와 로더릭 매키넌에게 돌아갔다.

3. 수상 및 서훈

(내용 없음 - 하위 섹션에서 상세 내용을 다루므로 중복을 피하기 위해 생략)

3.1. 주요 수상

스토더트는 화학 및 분자 나노기술 분야에 대한 공헌을 인정받아 2006년 12월 신년 서훈에서 엘리자베스 2세 여왕으로부터 기사작위를 받았다.

2007년에는 분자 인식 및 자기 조립 분야에서의 선구적인 연구와 기계적으로 얽힌 분자 화합물의 효율적인 합성 경로 개발 공로로 알베르트 아인슈타인 세계 과학상을 수상했다. 그의 연구는 화학자들이 분자 스위치와 기계에 대해 접근하는 방식에 큰 영향을 미쳤다.

2016년에는 분자 기계의 설계 및 합성에 대한 공로를 인정받아 벤 페링하, 장피에르 소바주와 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다.

주요 수상 내역은 다음과 같다.

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주요 수상 내역
연도상 이름수여 기관 / 비고출처
2025글렌 T. 시보그 메달
2018프레이 국제 지속가능성상
2016노벨 화학상
2016호워스 기념 강연왕립화학회
2014센테너리상왕립화학회
2012일리노이 세인트 앤드루 협회 명예 시민상미국 시카고
2010왕립 메달에든버러 왕립학회 (에든버러 공작 필립 수여)
2008데이비 메달왕립학회
2008아서 C. 코프 상미국화학회
2007파인만 상실험 부문
2007알베르트 아인슈타인 세계 과학상
2007테트라헤드론 상
2007킹 파이살 국제상과학 부문
2007자비르 이븐 하얀(게버) 메달사우디화학회
2005올해의 동문상에든버러 대학교
2004나고야 메달MSD 생명과학재단
2004아서 K. 도리틀 상미국화학회
2002–2005톰슨 로이터 인용 명예상
1999아서 C. 코프 학자상미국화학회
1993국제 이자트-크리스텐슨 거대고리 화학상

3.2. 회원

* 1994년, 영국 왕립학회 펠로우 선출
* 1999년, 독일 레오폴디나 펠로우
* 2005년, 미국 미국과학진흥협회 펠로우
* 2006년, 네덜란드 네덜란드왕립예술과학원 과학부 외국인 회원
* 2006년, 영국 엘리자베스 2세 여왕으로부터 기사 작위 수여
* 2008년, 영국 왕립에든버러학회 명예 펠로우
* 2011년, 영국 왕립화학회 명예 펠로우
* 2012년, 미국 미국예술과학아카데미 펠로우
* 2014년, 미국 미국국립과학원 회원

3.3. 서훈

2006년 12월 신년 서훈식에서 영국 여왕 엘리자베스 2세로부터 나이트 바첼러Knight Bachelor영어(하급 훈작사) 작위를 받았다.

4. 개인사

스토더트는 미국과 영국 국적을 가지고 있다. 그는 1968년 노르마 애그니스 숄런과 결혼하여 2004년 그녀가 암으로 사망할 때까지 함께 했다. 노르마 스토더트는 생화학 박사 학위를 받았고 셰필드 대학교, 버밍엄 대학교, 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)에서 남편의 연구 활동을 지원했다.

2024년 12월 30일, 노스웨스턴 대학교는 스토더트의 사망 소식을 발표했다.

4.1. 자선 활동

프레이저 스토더트와 그의 아내 노르마 스토더트의 이름을 딴 박사 과정 학생상이 그들의 모교인 에든버러 대학교에 설립되었다. 이 상은 2013년에 처음 수여되었다.