그래핀연구회 주관, 그래핀연구회 심포지엄 열려
지난 달 21일 서울 연세대학교 공학원 대강당에서 제 6회 그래핀연구회 심포지엄이 열렸다. 그래핀연구회는 200여명의 국내 그래핀 연구자들이 모여 2011년 1월에 설립된 공동연구 활성화를 위한 연구회다. 현재 카이스트 전기및전자공학과 조병진 교수가 제 2대 회장이며 매년 3회 이상의 심포지엄을 개최하는 등 학술활동 강화를 최우선 과제로 선정하겠다는 계획을 가지고 있다. 이번 심포지엄을 통해서 그래핀 기초 및 응용, 산업분야에서 최근에 우수한 성과들의 강연들을 제공했으며 활발한 질문들과 정보, 의견이 교환되는 자리였다. 다음은 강연 목록이다.
이후종 (POSTECH) - Chiral Heat Transport in Graphene
in the Quantum Hall Regime
전성찬 (연세대학교) - Absorption and PL modulation in graphene oxide
염한웅 ((POSTECH) - From silicon to graphene and toward hybrid Dirac material
이승모 (한국기계연구원) - Fracture Characteristics of Monolayer CVD-Graphene
이태윤 (연세대학교) - Impermeable, conductive, and atomic thickness graphene barriers
김진태 (한국전자통신연구원) - Graphene-based Plasmonics and Photonic Devices
김철홍 (LG디스플레이) - 디스플레이관점에서 본 그래핀 기술의 위기와 기회
한관수 (지경부 R&D전략기획단) - 지경부 그래핀 전략과제에 대한 안내

주형 필요 없는 나노소재 합성제어 기술 개발
국내 연구진이 주형(鑄型) 없이 원하는 형상의 나노소재를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 기술의 개발로 나노소재기술의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
한국표준과학연구원 송재용 박사는 ‘무(無)주형 친환경적 전기도금 나노소재 합성제어 기술’을 개발했다고 지난달 26일 발표했다.
나노소재는 기체 상태에서 소스 물질의 전달속도를 제어하거나 나노 주형을 만들어 소재를 채워 넣는 방식으로 합성되는 것이 일반적이었다. 이러한 방법들은 비용이 많이 들고 공정이 복잡해 나노소재 생산 상용화에 장애가 됐다.
반도체 산업 등에서 주로 사용하는 값싸고 생산성이 높은 전기도금법도 주형을 이용해야하고 도금 용액이 수질오염의 원인이 되기도 해 나노소재 합성법으로는 기피되어 왔다.
송재용 박사팀은 대기 중의 번개가 피뢰침에 집중되는 ‘피뢰침 효과’를 이용해 주형 없이도 나노소재를 합성할 수 있는 공정을 만들어냈다. 연구팀이 개발한 새로운 전기도금 공정과 응용 기술을 이용하면 주형을 사용하지 않고도 나노소재의 직경과 밀도 등을 제어할 수 있다.
무주형 전기도금 나노소재 합성제어 기술은 앞으로 친환경, 저비용 나노소재 개발 등 다양한 나노소재 응용 등에 적용될 것으로 예상된다.
송 박사는 “친환경적인 무주형 전기도금기술이 다양한 금속과 반도체 나노소재의 합성에도 활용이 가능함을 확인했다”며 “특히 극미량의 원료 물질만을 사용함으로써 자원 절감 효과가 뛰어나 생산비용과 환경오염을 획기적으로 감소시킬 수 있다”고 설명했다.

에이그라스, 고열로 유리 절단면 가공할 수 있는 에지 글라인더 개발
에이그라스(대표 박재훈)는 25억원의 개발 자금을 투입해 미세 균열 및 분진이 발생하지 않는 에지 글라인더를 개발했다고 지난달 24일 밝혔다.
기존 전자소재 업체들은 원판 유리를 절단한 후 고속 다이아몬드 헤드로 갈아내는 방식을 썼다. 이 방식은 원소재에 미세 균열이 발생하고, 분진으로 인해 커버유리 가공 수율도 떨어지는 문제점이 있었다.
에이그라스가 개발한 장비는 유리 절단면을 고열로 녹여 가공해 미세 균열이 발생하지 않는다. 분진도 나오지 않아 전체 공정 수율을 획기적으로 높일 수 있다. 유리 절단면을 매끈하고 투명하게 처리할 수 있어 광학 특성도 뛰어나다.
파이어 폴리싱 공법은 와인잔 등 유리 제품을 가공하는데 쓰이는 전통 기술이다. 그러나 터치스크린패널(TSP) 커버유리 등 전자소재는 고열에 노출되면 쉽게 구부러져 파이어 폴리싱 공법을 적용하지 못했다.
에이그라스는 열 변형이 적은 특수 마스크에 유리를 낀 후 절단면을 녹이는 원리로 파이어 폴리싱 공법의 문제를 해결했다. 장비 가격은 기존 에지 글라인더와 비슷하지만, 헤드 교체 등 유지·보수 비용이 거의 없다. 인력도 기존 에지 글라인더 공정의 10% 수준만 투입하면 된다. 다만 스마트폰 모델에 맞춰 마스크를 별도 제작해야 하는 것은 단점이다.
이 회사가 개발한 에지 글라인더는 5인치 기준으로 월 30만장가량 처리할 수 있다.

아모그린텍, 나노잉크·섬유 신사업 주력
아모텍의 자회사 아모그린텍은 올해 매출 목표를 지난해보다 약 150억원 늘어난 350억원으로 잡았다고 지난달 24일 밝혔다. 주력인 나노 합금 자성 부품의 매출 비중은 줄어드는 대신, 나노잉크·나노섬유 등 신사업 부문에서 매출 100억원을 달성할 계획이다.
나노잉크는 나노 크기(10억분의 1m)의 전도성 입자를 분산시킨 잉크 형태의 전자 소재다. 기존 식각 공정으로 연성회로기판(FPCB) 등을 제조할 때보다 정교한 회로 구성이 가능하다. 아모그린텍은 다음 달 경기도 김포에 양산 라인을 건설하기로 했다. 이곳에서 FPCB, 전자파 차폐 등에 활용되는 나노잉크를 생산한다.
나노섬유를 이용해 만든 벤트 필름과 점착 필름 판매도 시작한다. 나노섬유는 지름이 나노 크기인 초극세사로, 여과 효과를 극대화할 수 있다. 아모그린텍의 벤트 필름은 수분 침투는 막고 음향을 통과시키는 성질의 제품으로, 휴대폰 스피커 등에 적용할 수 있다.
이 회사는 수처리 필터, 아웃도어 의류용 나노섬유 사업에서 약 100억원의 매출을 기록했다. 올해부터 전자 부품 등으로 적용 범위를 적극 넓힌다는 목표다. 나노섬유를 활용해 내열성이 우수한 2차전지용 분리막 개발도 연내 완료, 내년부터 상용화한다.
송용설 아모그린텍 부사장은 “올해는 신사업을 본격화 하는 시기”라며 “국내는 물론 미국, 유럽의 IT·에너지·바이오 시장 진출을 위해 전력을 다할 것”이라고 말했다.

데크씨에스피, 세라믹 보강 GRE 복합관 ‘NEP 인증’
복합재 파이프 전문업체 ㈜데크씨에스피는 ‘세라믹 보강 GRE 복합관’이 지식경제부로부터 신제품(NEP) 인증을 획득했다고 지난달 22일 밝혔다.
데크씨에스피에 따르면 이번에 인증 받은 세라믹 보강 GRE 복합관은 세계 최초로 등록된 특허 기술로 한국남동발전과 구매조건부사업을 통해 개발됐다.
세라믹의 우수한 내마모성과 GRE(Glass fiber reinforced Epoxy)의 내부식성·고강도 특성이 결합된 제품이다.
기존 제품 대비 수명이 2배 이상 연장됐으며, 무게는 1/3 이하로 줄여 내마모·내부식·경량화가 요구되는 분야에 적용 가능하다.
특히 화력발전소에 적용되는 회·이송용 파이프의 경우 기존 제품이 2~5년 주기로 교체 및 보수해야 하지만, 이 제품은 수명을 10년 이상 연장함으로써 설치·유지 비용을 낮출수 있다는게 회사측 설명이다. 아울러 그동안 정부지원 사업으로 개발해온 선박 및 해양플랜트용 GRE 파이프가 지난 2011년 국내 최초로 국내외 선급 형식승인 인증을 획득한 데 이어, 이번 신축이음장치 (Expansion Joint)도 한국 및 해외(DNV·ABS) 선급 형식승인 인증을 획득했다.
데크씨에스피 관계자는 “경남 사천에 1만m²규모의 GRE 파이프 전용 공장 및 생산·시험 시설을 갖추고 있다”면서 “전량 수입해 의존해 오던 선박 및 해상플랜트용 GRE 파이프의 양산 준비를 마쳤다”고 말했다.
한편 데크씨에스피는 첨단복합재 분야의 전문 방산·부품소재 업체인 ㈜데크의 자회사로 2008년 설립됐다.

한·미 연구진 슈퍼캐패시터용
고성능 저장재료 개발
한국기초과학지원연구원 물성과학연구부 허윤석, 최봉길 박사 연구팀은 지난달 20일 미국 메릴랜드 대학 이상복 교수팀과 공동으로 이온성 액체로 ‘다공성 코발트하이드록사이드·이온성 액체 나노복합체’를 개발했다고 밝혔다. 또 한영규 박사팀은 이 나노복합체를 활용해 전극계면에서의 이온 전도도 향상에 관한 반응 메커니즘을 규명했다.
이 연구결과는 나노과학 국제학술지 ‘ACS 나노’ 2월 18일자 인터넷판에 게재됐다.
연구진은 이 나노복합체 제조에 이온성액체를 이용했다. 이온성액체는 소금처럼 양이온과 음이온이 결합한 염화합물이다. 1018가지 물리화학적 조합이 가능해 ‘디자이너용매’로도 불린다.
연구진은 이 나노복합체를 전극 활물질로 활용해 슈퍼캐패시터의 성능을 좌우하는 충·방전 속도와 사이클 수명이 모두 향상된 것을 확인했다.
충·방전 속도는 기존 나노물질 기반의 전극재료에 비해 2~3배이상 빨라졌고, 충·방전 사이클 수명은 5~10%가량 개선됐다.

머크, LED용 적색 형광체 등 신제품 출시 
독일 머크의 한국 지사 머크어드밴스드테크놀러지스(대표 유르겐 쾨닉)는 발광다이오드(LED)용 형광체 신제품 3종을 출시했다고 지난달 21일 밝혔다. 형광체는 LED 칩에서 나오는 청색 빛을 백색으로 바꿔준다.
이번 선보인 제품은 질화물계 적색 형광체, 가넷계 녹색 형광체 루악, 실리케이트계 황색 형광체 스테이블 BOSE다. 질화물계 적색 형광체는 기존 제품과 화학 성분 조성을 차별화 해 특허를 획득한 제품이다. 적색 형광체 시장은 그동안 일본 미쓰비시화학이 독점해 왔다. 머크는 신제품 출시로 LED 업계의 선택 폭이 넓어져 시장 경쟁 구도가 크게 바뀔 것으로 기대했다.
스테이블 BOSE는 높은 내열성이 특징이다. 종전 실리케이트계 형광체는 열에 약해 출력 1W 이상 제품에 사용이 어렵다. 루악은 높은 휘도를 구현할 수 있는 제품이다.

LGD, 8세대 OLED 7000억 투자
LG디스플레이는 약 7063억원 규모의 8세대(2200㎜×2500㎜) WRGB OLED TV 신규라인(M2) 투자를 단행하기로 결정했다고 지난달 18일 밝혔다.
경기도 파주 P9공장에 구축되는 M2라인은 기존 M1과 같은 WRGB(백적녹청; 기존 레드ㆍ그린ㆍ블루 픽셀에 화이트 픽셀을 추가한 방식) 증착라인으로 매달 2만6000장(8세대 유리기판 투입 기준)을 생산할 수 있는 규모다. 오는 2014년 상반기 양산이 목표다.
WRGB 기술은 백색광이 기존 적색ㆍ녹색ㆍ청색의 유기발광물질로 구성된 RGB컬러필터를 거치며 색상이 표현되는 방식으로 네 가지 컬러픽셀로 정확하고 깊은 색상을 구현할 수 있다는 것이 회사측의 설명이다. 회사측은 WRGB 기술에 하부기판을 산화물(Oxide) TFT 구성하고 구리배선 기술을 통해 그동안 제기됐던 발열문제와 청색 유기물의 수명문제를 해결했다고 밝혔다. 또 55인치 패널기준으로 액정표시장치(LCD)대비 5분의 1 수준인 3.5㎏의 무게와 스마트폰보다 얇은 4㎜의 두께를 실현했다고 덧붙였다.
회사측은 “색 정확도와 수명문제를 야기한 청색 유기물의 수명문제를 적ㆍ청ㆍ 녹색 유기물의 수직 증착을 통한 발광구조로 해결했다”면서 “WRGB방식은 OLED의 대형화에 걸림돌이었던 미세마스크를 사용하지 않아 50인치 이상 대형 TV 제조에 유리하다”고 강조했다.

홍석봉 포스텍 교수팀, 제올라이트 촉매 구조형성 메커니즘 규명
홍석봉 포스텍 교수(화학공학과)와 박민범 박사과정생은 고체 핵자기공명법(NMR)을 이용해 나노다공성 재료인 제올라이트 촉매의 결정화 과정을 구명했다고 지난달 19일 밝혔다. 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자 지원사업과 미국 정유 및 석유화학 기업 UOP의 지원으로 수행됐다.
연구결과는 미국화학회지(JACS:Journal of the American Chemical Society) 최신호 표지논문으로 소개됐고 ‘스포트라이트(Spotlights)’란에도 별도로 소개됐다.
제올라이트는 뛰어난 촉매활성으로 인해 석유화학 공정은 물론이고 합성세제와 농약, 냉매의 흡착제 등으로 널리 사용된다. 제올라이트 결정화는 개별적 구성단위로부터 진행된다는 가설이 있었지만 형성과정을 추적하기는 어렵다.
연구팀은 전하밀도 비대칭 합성법을 통해 제올라이트를 구성하는 개별 구성단위의 분자 수준에서의 결정화 순서를 알아냄으로써 제올라이트 구조형성 메커니즘을 구명했다. 연구에는 가장 잘 알려진 제올라이트 중 하나인 ‘제올라이트 A(LTA)’의 일종인 ‘제올라이트 UZM-9’가 이용됐다.
홍석봉 교수는 “상업적으로 중요한 제올라이트 촉매의 구조형성 과정을 이해하는 데 중요한 단서를 제공했다”며 “새로운 물성의 소재를 디자인하기 위한 선행연구로서 매우 중요한 결과”라고 밝혔다.

코스모신소재, 2차전지 양극활물질 주문량 급증
코스모신소재(대표 김재명)는 올해 들어 2차전지 양극활물질 주문량이 전년 동기 대비 2배 이상 증가했다고 지난달 20일 밝혔다.
이달 말 2차전지 양극활물질 라인 증설을 앞두고 있는 이 회사는 3월부터 관련 매출이 본격화될 것으로 전망했었다.
하지만, 예상보다 일찌감치 주문량이 급증하면서 2차전지 양극활물질 연간 판매규모 역시 최대치를 기록할 것으로 보고 있다.
코스모신소재는 지난 2년간 IT소재사업으로 사업구조를 재편하기 위해 2차전지 양극활물질 라인 증설에 집중적인 투자를 진행했다. 회사 측은 올해 IT소재사업에서 매출의 90% 이상을 올려 전체 매출이 전년대비 30% 이상 증가할 것으로 기대하고 있다.
김재명 사장은 “현재 2차전지 양극활물질 생산라인 추가 증설 완료에 대한 시장 반응이 구체화되고 있다”며 “2차전지 양극활물질이 올해 회사 매출에 큰 역할을 할 것으로 확신한다”고 말했다.

울산, ‘나노융합 가공기술센터’ 개소식
울산시는 지난달 20일 중구 유곡동 울산테크노파크에서 고분자·나노융합소재 가공기술센터 개소식을 했다.
이 센터는 울산테크노파크와 서울대가 공동으로 추진하는 산업융합기반 구축사업을 수행할 예정이다.
오는 2017년 10월까지 추진하는 이 사업에는 총 113억원이 투입된다.
센터가 나노융합소재 기술 개발과 제품화에 필요한 장비 구축을, 서울대가 고분자 가공기술을 각각 기업에 지원하는 역할을 맡는다.
울산시는 센터 운영으로 자동차·조선·석유화학 등 지역 주력산업에 나노기술을 접목해 고부가가치 제품 생산이 가능할 것으로 기대하고 있다.

한국세라믹기술원, 독일 세라믹 산업 탐방 행사
한국세라믹기술원은 ‘2012 첨단세라믹 글로벌 챌린저 선발’에서 대상을 수상한 대학생들과 지난달 19일(현지시각)부터 23일까지 독일 세라믹 산업 탐방 행사를 개최한다고 밝혔다. 첨단세라믹 글로벌 챌린저는 지난해 말 한국세라믹기술원이 세라믹 소재에 대한 대학생·일반인의 관심을 높이기 위해 전국 대학(원)생을 대상으로 이용자창작콘텐츠(UCC)를 공모한 행사다. 대상은 독일, 금상은 미국, 은상은 일본 탐방의 기회가 각각 부상으로 주어졌다. 기술원 관계자는 “입상한 대학생에게 해외 선진 국가의 세라믹 산업을 경험하는 기회를 제공한 것”이라고 말했다.
이번 독일 탐방은 대상을 수상한 명지대학교 신소재공학과 ‘Ceramineer’가 참가한다. 다름슈타트 공과대학교, 율리히 연구소, 라이프니쯔신소재연구소(INM) 등 독일 세라믹 산업의 연구 거점을 방문한다. 한국과학기술연구원(KIST) 유럽 지사는 한국과 독일의 세라믹 기술 협력 방안을 논의하는 자리를 마련할 예정이다. 또 다른 기술원 관계자는 “세라믹은 전자, 바이오, 에너지 등 최첨단 산업을 이끄는 핵심 소재”라며 “세라믹 소재의 중요성을 지속적으로 알려 나갈 것”이라고 말했다.

상보, CNT 투명 필름 상반기 내 상용화
상보(대표 김상근)는 오는 9월부터 스마트폰 TSP용 투명필름 양산을 시작한다고 지난달 18일 밝혔다.
CNT는 전량 수입에 의존하는 산화인듐주석(ITO)을 대체할 수 있는 소재다. TSP 전극 소재인 ITO는 가격이 비싸고 일본 니토덴코가 독점하다시피 해 대체 기술의 필요성이 갈수록 커지고 있다. CNT는 전기 전도성이 뛰어나 ITO를 대신할 수 있지만 생산 공정이 표준화되어 있지 않아 양산에 어려움을 겪고 있다.
상보는 ITO 필름을 대체할 수 있는 CNT 투명필름을 개발했으며, 고객사로부터 공급 승인을 받는대로 생산에 나설 계획이다. 오는 9월부터 양산이 가능할 것으로 회사는 기대했다.
시제품 생산은 수원의 중앙연구소 내 파일럿 라인에서 시작한다. 향후 대량 생산을 위해 김포 단지 내에 전용 공장도 설립 중이다. 시험 가동을 거쳐 이 공장에서 오는 9월 대량 생산에 착수하는 것이 목표다. 공장은 약 5000㎡ 규모로, 월 500만셀을 생산할 수 있는 크기다. 우선 월 20만셀 정도 생산 설비를 구축한 뒤 연내 월 150만셀 정도로 생산 능력을 확충할 예정이다.
상보는 디스플레이 광학필름 전문 기업이다. 지난 2008년 프리즘시트와 보호시트가 결합된 복합시트를 세계 최초로 선보여 연매출 약 2500억원 규모의 중견 기업으로 성장했다. 이 회사는 CNT 필름 사업으로 영역을 확장하기 위해 지난 2008년 한국전기연구원(KERI)으로부터 ‘CNT 투명전도성 필름’ 기술을 이전받았다. 이 후 수원 중앙연구소를 통해 첨단 소재 기술 연구개발을 시작했다.
상보는 TSP 투명전극용으로 CNT를 우선 양산하고 차츰 응용 범위를 넓혀간다는 전략이다. 이 회사는 CNT가 플렉시블 디스플레이나 태양전지 등의 각종 유연 전극으로 활용될 수 있을 것으로 전망했다. 앞으로는 정전기 방지용 정전 분산 필름, 전자파 차폐 필름, 자동차 열선 유리 등에도 적용될 것으로 기대했다.

현택환 서울대 교수팀, 나노입자로 암세포 관찰 기술 개발
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단(단장 현택환)은 황화아연(ZnS) 나노입자를 이용해 기존 근적외선 광학현미경으로 볼 수 없던 생체 내 영상을 얻는 데 성공했다고 지난달 18일 발표했다.
1~100나노미터(nm·10억분의 1m) 크기의 나노입자는 생체 내 광학영상 구현 수단으로 주목받았지만 입자를 만들 때 들어가는 카드뮴 납 비소 등의 유해 성분 때문에 인체 적용에 어려움을 겪었다.
연구팀은 이번에 중금속 기반 나노입자 대신 인체 구성요소인 아연과 황으로 나노입자를 만든 뒤 여기에 오렌지색 빛을 발산하는 망간(Mn) 이온을 덧씌우는 방법으로 해상도를 크게 높인 생체 화상을 얻는 데 성공했다.
이번 연구 성과는 재료공학 분야의 권위지 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 온라인판에 실렸다.

삼광유리, 테팔과 공동브랜드
종합주방생활용품기업 삼광유리가 글로벌 주방용품 브랜드인 테팔의 그룹 세브와 공동 브랜드인 ‘테팔 글라스락’을 출시하기로 했다고 지난달 18일 밝혔다.
이에 따라 삼광유리의 유리밀폐용기인 글라스락은 4월부터 ‘테팔 글라스락’이라는 공동 브랜드로 독일, 프랑스, 영국 등 유럽뿐만 아니라 남미, 일본 등 30개국 시장에 본격 진출한다.
황도환 대표는 “그룹 세브와의 공동 브랜드 출시는 루미낙, 파이렉스로 유명한 아크 인터내셔널, 보르미올리로코 등 100년 이상의 역사를 가진 글로벌 유리회사가 점유하고 있는 유럽 시장에서 글라스락의 뛰어난 품질을 인정받았다는 점에서 의미가 크다”면서 “앞으로 세계 1위 주방 브랜드인 테팔의 글로벌 유통망과 삼광유리의 유리제조 기술력과의 시너지를 기대하고 있다”고 말했다.
또 삼광유리는 그룹 세브와 수주액 500만달러(54억원 상당) 규모의 글라스락 수출 계약을 체결했다.

전북대, ‘LED 열’ 배출 기술 개발
전북대는 반도체과학기술학과 홍창희 교수팀이 LED에서 발생하는 열을 획기적으로 배출시키는 기술을 세계 최초로 개발했다고 지난달 15일 밝혔다.
홍 교수팀이 개발한 기술은 꿈의 신소재로 불리는 그래핀(Graphene)을 이용해 LED 기판에서 발생하는 열을 골고루 방출하고 분산시켜 반도체칩의 안정성을 확보하는 것이다.
그동안 LED 기판에 주로 사용된 사파이어 소재는 열을 제대로 방출시키지 못해 반도체 칩이 망가지는 문제가 있었다.
상용화하면 LED 제품의 가격을 대폭 낮추고 수명도 크게 늘리게 된다.
또 전기 자동차에 활용되는 전력소자나 태양전지, 유기 발광소자(OLED) 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
이 연구 성과는 ‘그래핀 산화물 패턴을 내재시킨 질화갈륨 LED의 열 방출 개선 연구세계’라는 제목으로 네이처의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 최근호에 게재됐다.
홍창희 교수는 “꿈의 신소재로 세계 학계의 주목을 받는 그래핀을 광소자에 적용한 세계 첫 사례”라며 “곧바로 대량 생산할 수 있는 기술 수준이어서 이른 시일 내에 상용화가 가능할 것”이라고 말했다.

나노융합산업연구조합, 나노기업 사업화 지원 강화
지난달 14일 나노조합은 서울 반포동 팔래스호텔에서 정기총회를 열고 이 같은 내용을 골자로 하는 2013년 사업계획을 밝혔다.
나노조합은 나노기업과 수요기업을 연결하는 T2B(Tech To Biz) 사업과 연계해 중소 나노기업의 시제품 제작과 성능 평가를 적극 지원하기로 했다. 우수한 기술이 있지만 자금이 부족해 사업화가 더딘 기업을 발굴하고 총 20개의 제품을 선정, 정부출연연구기관 등을 통해 시제품 제작과 성능 평가를 돕는다. 오는 6월까지 세부 시행계획을 마련하고 7월부터 지원 대상 기업과 제품을 선정할 계획이다.
나노기업과 관련 기업 간 교류를 활성화 하고 업계 공통 과제를 해결하기 위해 약 15개 기업으로 구성된 전문기업협의체도 구성·운영한다. 나노조합이 사무국 역할을 수행하기로 했다. 협의체 운영을 통해 도출한 과제 해결책은 T2B 포럼 등을 거쳐 산업 현장에 적용하기로 했다.
사업화 단계별로 나노기업을 체계적으로 지원하기 위한 ‘나노융합기업 종합지원프로그램’도 마련한다. 매년 개최되는 나노코리아 행사에서 엄선한 기술을 집중 지원해 기업이 제품 양산을 시작할 수 있도록 돕는다.
한편 나노조합은 이날 반도체·LCD 장비 등을 생산하는 뉴파워프라즈마를 신규 임원사로 선임했다. 이로써 나노조합 임원사는 ㈜LG, 삼성전자, 한화케미칼 등 총 14개로 늘었다.

박혁규 교수팀, 물방울 이용 전기생산 기술 개발
부산대는 부산대학교 물리학과의 박혁규 교수와 대학원생들이 미량의 물을 이용해 전기를 발생시키는 기술을 세계 최초로 규명했다고 지난달 12일 밝혔다.
교육과학기술부의 일반연구자지원사업의 지원을 받이 진행된 연구에 참여한 대학원생은 문종균(박사과정)·정재기(석사과정)·이동윤(석박통합과정)씨이다.
박 교수 연구팀은 1g의 물로 6개의 LED 전등을 동시에 밝히는 데 성공, 이 원리를 규명한 논문 ‘전기이중층의 역학적 변조를 이용한 전기 발전’을 지난달 12일 발간된 세계 최고 과학전문지인 ‘네이처(Nature)’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Com-munications)’ 최신호에 발표했다.
박 교수팀은 물과 고체 사이에 형성된 전기이중층 축전기의 전기용량 변화에 의한 전류 유도를 이용해 역학적 에너지를 전기에너지로 바꾸는 데 성공했다.
박 교수에 따르면 물과 접하는 고체의 표면은 특정한 전하를 띤다. 동시에 이 전하들과 반대의 극을 띤 이온전하들이 접촉면 근처의 물속에 분포하게 되며, 외부에서 힘을 가해 물과 고체 사이의 접촉 면적을 바꾸게 되면 축전기의 전기용량이 변하게 되고 이로 인해 전하의 분포가 변하면서 전류가 흐르게 된다.
박 교수에 따르면 물과 고체 사이의 접촉부분에 전하들이 층을 이루며 존재하는 것을 과학자들은 예전부터 알고 있었지만 이 원리를 정확하게 이해하지 못해 전기를 생산하지 못했다. 최근에는 진동이나 소음, 사람의 움직임, 공장의 폐열, 빛과 같이 눈에 보이지는 않지만 우리 주변에서 흔히 버려지는 에너지를 전기에너지로 바꾸는 ‘에너지 수확기술(Ener-gy Harvesting)’이 큰 주목을 받고 있다는 것이다.
이러한 역학적 에너지를 전기 에너지로 바꿀 수 있는 이번 기술은 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 물을 이용한 에너지 수확기술로서 획기적인 발견이다.

국내 나노기업, ‘분산기술’로 세계시장 공략
지난달 13일 전자신문에 따르면 어플라이드카본나노, 철원플라즈마산업기술연구원(이하 플라즈마연구원) 등은 독자 개발한 분산 기술로 국내외 시장 공략을 본격화하고 있다고 보도했다. 세계 특허 선점에 나서는 한편 발 빠르게 장비 개발을 추진하고 있다.
특정 소재를 나노미터(10억분의 1미터) 단위 분말로 만들면 접촉 가능 면적이 넓어지고, 다른 소재와 결합돼 우수한 성질을 갖게 된다. 하지만 나노 분말은 서로 뭉치는 성질이 있어 고르게 퍼뜨리는 분산 기술이 필수적이다. 나노 분말 기술은 보편화됐지만 분산 기술은 아직 연구개발(R&D) 수준에 불과하다.
어플라이드카본나노는 탄소나노소재를 금속이나 세라믹 분말에 삽입, 분산하는 기술과 고농도 액상 분산 기술을 앞세워 지난해 매출을 전년 대비 2배 끌어올렸다. 금속계·세라믹계 탄소나노복합소재, 액상 탄소나노소재 등으로 작년 약 20억원의 매출을 기록했으며, 올해 30억~40억원까지 끌어올릴 것으로 전망했다.
이 회사가 개발한 탄소나노소재 삽입·분산 기술은 전기에너지를 가해 탄소나노소재를 마이크로미터(100만분의 1미터) 단위 금속이나 세라믹 분말에 삽입해준다. 이렇게 만들어진 탄소나노복합소재는 가벼우면서도 강도가 높아 자동차·항공 등 다양한 분야에 활용된다. 어플라이드카본나노의 기술은 독일 바이엘 등 세계 유수 기업보다 우수한 것으로 평가 받는다.
이대열 어플라이드카본나노 사장은 “총 21개의 국내외 나노 관련 특허를 등록했거나 출원 중”이라며 “2년 후에는 100억원대 매출이 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.
플라즈마연구원은 정부 과제를 통해 ‘나노분말용 건식 플라즈마 분산기술’과 ‘대기압 RF(Radio Frequency) 열플라즈마 기술’을 개발, 관련 장비 제작까지 완료했다. 개발한 분산 기술은 플라즈마 방식으로 나노 분말을 액체와 섞이기 쉬운 성질로 바꾸는 것이다. 플라즈마연구원은 자체 제작한 분산 장비 1대를 강원대학교에 납품했으며, 국내외 기업들과 협력을 도모하고 있다.

쇠구슬로 흑연 분쇄해 그래핀 생산
국내 연구진이 꿈의 신소재라고 불리는 그래핀(탄소 원자 1겹의 얇은 막)을 친환경적인 방식으로 대량생산해 값비싼 백금 촉매를 대체할 수 있도록 하는 기술을 개발했다.
백종범 울산과학기술대(UNIST) 교수팀은 쇠구슬로 흑연을 고속분쇄하는 방식으로 활성화된 그래핀을 만드는 간단하고 친환경적인 공정을 개발했다고 지난달 12일 밝혔다.
연구진은 이 연구결과를 지난달 30일 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’에 발표했다.
기존의 산화환원방식을 이용해 그래핀 촉매를 만들려면 강한 부식성 산화제와 초음파 기술을 이용해야 해 공정이 복잡하고 위험했다.
새로 개발된 공정으로는 1㎏당 1만원으로 그래핀 촉매를 생산할 수 있어 연료전지의 제작비용을 크게 절감할 수 있다는 것이 백 교수팀의 설명이다. 현재 연료전지에는 1㎏당 7천만∼1억원에 달하는 값비싼 백금촉매가 쓰인다.
백 교수는 “다양한 기능을 가진 그래핀을 대량생산해 연료전지의 상용화를 앞당길 것”이라며 “수소연료전지 자동차 1대당 필요한 백금 촉매 70~90ｇ을 그래핀 촉매로 대체하면 가공비를 포함해 1천만원 이상의 제조원가를 절감할 수 있다”고 설명했다.

전기열차 무선충전 원천기술 개발
전차선 없이 무선으로 전력을 공급받아 달리는 무선충전 전기열차의 원천기술이 개발됐다. KAIST와 한국철도기술연구원은 지난달 13일 오전 충북 오송 철도연 무가선트램 시험선에서 무선으로 대용량의 전력을 공급하는 ‘대전력 무선급전 단위모듈’에 대한 시연을 가졌다.
이 기술은 KAIST가 지난 2011년 개발한 무선충전 전기버스의 20㎑ 급전기술을 60㎑로 3배 이상 높인 것으로, 대전력을 필요로 하는 철도시스템, 항만 및 공항 하역장비 등 물류이송시스템 등에 적용이 가능하다. 또 전기를 주고 받는 집전모듈의 크기와 무게를 줄여 급전레일과 집전장치의 제작비를 절감할 수 있는 등 경제성이 높다.
무선충전 전기차 기술은 도로에 전기선을 매설해 자기장을 발생시켜 무선으로 자기력을 공급받아 이를 전기로 변환시켜 동력원으로 사용하는데, 고주파 자기장을 발생시키는 급전레일과 전력을 모아 전달하는 집전장치로 이뤄져 있다.
이 기술은 열차가 비접촉 방식으로 전력을 공급받을 수 있어 급전장치의 마모가 거의 없고, 열차 운행에 필요한 전차선 등의 설비가 필요하지 않아 철도부지 소요면적을 줄일 수 있다. 터널 단면적도 크게 축소해 건설비용을 낮출 수 있다.
특히 높은 속도에서 팬터그래프(열차 지붕 위 집전장치)와 전차선 간 충돌이나 소음 등의 문제도 해결할 수 있다.
KAIST와 철도연은 오는 5월 노면 전차인 무가선트램에 시험 적용한 뒤 9월에는 차세대 도시철도 및 고속열차에도 적용할 계획이다. 대전력 무선급전기술이 성공적으로 진행되면 독일 봄바디어사의 프리모베를 뛰어 넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보하게 된다는 게 KAIST 측의 설명이다. 현재 봄바디어 프리모베 열차는 시험선 800m 가운데 275m에 무선급전시스템을 설치ㆍ운영하고 있으며, 전력은 20㎑, 최고 속도는 50㎞/h다.

미래나노텍, SKC와 손잡고 건축용 윈도 필름 시장 진출
미래나노텍(대표 김철영)은 SKC와 합작해 설립한 SKCMNT를 통해 건축물 열차단 필름(윈도필름) 사업을 본격적으로 시작한다고 지난달 7일 밝혔다.
두 회사는 윈도 필름 사업을 위해 지난 해 7월 합작법인을 설립했다. 제품 개발과 생산은 미래나노텍이 주도하고 판로 확보는 SKC가 맡는 협력 모델이다. 최근 SKCMNT는 시장 조사부터 제품 개발과 양산성 검증까지 모두 마무리하고, 시장에 출격했다.
윈도 필름은 열과 자외선을 효과적으로 차단하기 위해 건물 창이나 자동차 창에 붙이는 필름이다. 국내 건축용 윈도 필름 시장 규모는 500억원에 달하는 것으로 파악된다. 특히 모든 건축물에 열차단용 필름 부착을 의무화해야 한다는 목소리도 높아지면서 윈도 필름 시장은 더욱 성장할 것으로 기대된다.
미래나노텍이 개발한 건축용 필름은 ‘하이브리드 윈도 필름’이다. 열 반사 타입인 스퍼터(물리적으로 소재를 뿌려서 막에 입히는 것) 방식에 열 흡수 방식인 나노 세라믹 코팅의 장점을 결합했다. 투명도(가시광선 투과율)를 다양하게 구현할 수 있으며 단열 효과도 우수하다. 강풍 같은 외부 충격에도 유리를 보호할 수 있는 기능도 뛰어나다.
하반기에는 패턴을 이용한 고기능성 열차단 제품도 출시할 예정이다. 이 제품을 호텔·리조트·인텔리전트빌딩 등 분야에 공급할 계획이다. 국내 시장은 물론 중국·싱가폴·태국 등의 동남아 시장을 거점으로 남미·중동·유럽 등 해외 시장 다각화에도 나선다. 미래나노텍은 오는 3월까지 생산 능력을 증설할 계획이다.

철원플라즈마산업기술연구원, 스마트폰·태블릿PC용 방열소재 국산화
지금까지 외산에 의존하던 스마트폰, 스마트패드(태블릿PC)용 방열소재를 국내 한 연구소가 국산화하는데 성공했다. 미국 그라프텍의 독점 구조를 깰 수 있을 지 관심이 집중된다. 지난달 6일 전자신문에 따르면 철원플라즈마산업기술연구원(원장 김성인)은 그래핀과 금속을 융합한 방열 신소재 개발에 성공해 최근 국내 물질특허 등록을 마쳤다고 보도했다. 신소재를 활용한 히트 스프레더(방열시트) 시제품을 만들어 국내 전자부품 중견 기업들과 상용화 방안을 모색 중이다.
스마트폰과 스마트패드는 두께가 얇고 밀폐된 형태로 제작돼 데스크톱·노트북과 달리 팬(Fan) 방식의 방열이 어렵다. 대안으로 사용되는 제품이 히트 스프레더로, 수평 방향 열전도율이 수직방향보다 100~200배 높아 열을 효과적으로 분산할 수 있다. 원천 소재로 통상 흑연이 사용된다.
미국 그라프텍은 흑연을 고온·고압으로 압착해 만든 히트 스프레더를 개발, 관련 특허를 선점해 세계 시장을 장악했다. 그동안 여러 업체들이 그래핀 등을 활용해 히트 스프레더를 개발했지만 그라프텍의 특허에 막혀 상용화에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다. 그래핀은 흑연의 표면층 한 겹을 떼어낸 단일층 물질이다.
철원플라즈마산업기술연구원은 자체 개발한 열 플라즈마 공법을 응용해 그래핀과 금속을 융합, 새로운 소재를 만들어 냈다. 그라프텍의 특허 공세를 피할 수 있다고 설명했다. 금속 성분이 포함됐기 때문에 흑연만 이용한 제품보다 내구성이 우수하다.

국민대 김철성 교수, 아시아 첫 뫼스바우어 센트리 클럽 9위 등재
전자신문에 따르면 국내 대학교수가 아시아에서 처음으로 `뫼스바우어 센트리` 클럽 회원 중 10위권에 등재됐다고 보도했다.
국민대는 김철성 나노전자물리학과 교수(61)가 306편의 뫼스바우어 효과 논문을 발표해 9위에 진입했다. 뫼스바우어 센트리 클럽 순위는 현재 활동하는 과학자는 물론이고 서거한 과학자까지 포함해 평생 발표했던 논문의 총계를 바탕으로 순위를 결정한다. 김 교수는 일본과 중국 등을 제치고 아시아인 최초로 논문 서열 10위권에 진입하는 쾌거를 이뤘다.
지난 61년 노벨물리학상을 수상한 독일 뫼스바우어 박사가 발견한 뫼스바우어 효과는 감마선 동위원소를 이용해 핵공명 현상을 관측하는 연구 기법이다.
독일 과학자 하이젠버그의 불확정성 원리를 만족시키는 인류가 실험할 수 있는 가장 정밀한 실험장비로 나노기술뿐 아니라 여러 학문 분야에서 꼭 필요한 연구 방식이다. 이 기술은 화성탐사선(미국-스피릿호, 오퍼튜니티호, 중국-잉훠1호), 인공위성에 뫼스바우어 분광기를 탑재해 화성의 물 존재 여부 등에 기여해 학계에서 관심이 높다.
김 교수는 2002년 한국인으로서는 처음으로 센트리 클럽에 등재되는 영예를 안았고, 그동안 꾸준히 리튬 2차전지, 산화물 안테나, 희토류 자석, 나노바이오 자성입자, 초거대 자기저항 물질, 멀티페로이즘, 페라이트 자성물질 등에 대한 뫼스바우어 연구 논문을 발표해 10년 만에 아시아인 최초로 10위권 진입했다.
김 교수는 2002년 MEDC 저널 3월호 표지 모델로 선정됐으며 이달 초 미국물리학회(AIP)와 국제전기전자공학회(IEEE)에서 주관하는 국제자성학회에 참가해 14편의 뫼스바우어 연구 논문을 발표했다.
또 최근 고려청자의 뫼스바우어 연구를 통해 소지(흙)와 유약(산화철)성분비에 따른 신비한 고려청자 연구로 국내 특허를 등록했다.

UPS용 배터리, 납축에서 리튬이온으로
정전 시 시설물에 전력을 공급하는 무정전전원장치(UPS) 배터리가 납축전지에서 리튬이온 2차전지로 세대교체가 일고 있다. 친환경 이점과 경제적인 효과가 높아진 데 따른 결과다.
지난달 3일 전자신문에 따르면 UPS 교체수요 시장이 기존 납축계 2차전지에서 리튬이온 채용방향으로 선회하고 있다고 보도했다.
업계는 리튬이온 전지가 납축전지에 비해 가격이 약 1.5배 가량 높지만 무게·부피가 작고 온도에 따른 추가 운영비용이 들지 않기 때문으로 보고 있다. 특히 납축전지에 비해 사용 수명이 2~3배 길어 장비 교체나 신규 도입 비용이 절감된다. 크기 역시 납축전지의 25% 이하로 공간 활용에 유리하다. 인체에 유해한 요소인 납이나 황산, 수은을 사용하지 않는다. 
1000㎾용량의 UPS를 매일 15분 간 사용할 경우 설비용량 500㎾h의 납축전지가 필요하다. 하지만 리튬이온 전지는 절반 수준인 250㎾h로 활용 가능하다. UPS 보관온도를 유지하는 항온 비용 절감효과도 크다. 납축전지는 20~25℃ 수준을 벗어나면 급격하게 용량이 감소한다. 리튬이온 전지는 보관온도에 제약 없이 0~40℃ 범위 내에서 사용 가능하다. 때문에 에어컨 등 별도 냉난방 장치를 운영할 필요가 없다.
정곤진 삼성SDI 차장은 “과거 울산사업장은 1000㎾용량 UPS를 일일 30분씩 사용하기 위해 960㎾h의 납축전지를 설치, 보관온도를 유지하기 위한 연간 운영비만 1500만원에 달했다”며 “리튬이온 전지로 교체 후 온도유지에 따른 별도 시설이나 비용이 들지 않는다”고 말했다.
최근 들어 데이터센터나 대형 공장 등에서 리튬이온용 UPS 설치 문의가 급격히 늘고 있다고 덧붙였다.
이종석 LG CNS 차장은 “국내 UPS 시장은 납축전지가 90% 이상을 차지 하지만 최근 리튬이온의 효과가 알려지면서 바뀌는 추세”라며 “지난해 초 UPS용 최고사양 납축전지에 비해 리튬이온 전지가격이 70%가량 높았지만 지금은 가격차가 30~40%로 좁혀져 선호 층이 늘어나는 추세”라고 말했다.

한국세라믹기술원, ‘자성 나노다공성 세라믹소재’ 개발
한국세라믹기술원 기초소재융합본부 장정호 박사 연구팀이 ‘소재원천기술개발사업’의 일환으로 2008년 7월부터 4 년여간의 연구 끝에 ‘질병 진단용 자성 나노다공성 세라믹소재’ 개발에 성공하였다고 지난달 27일 밝혔다. 이번에 개발 성공한 기술은 높은 표면적을 갖는 메조다공성 실리카(기공 크기 8~9나노미터) 소재에 자성을 부여하여 각종 질병을 선택적으로 진단할 수 있는 바이오마커를 대량으로 고정화시켜 신속하게 질병을 진단하는 원천기술로, 기존 소재(고분자 복합 나노입자)는 바이오마커의 고정화 효율이 낮아 질병의 진단 정확도가 70~80% 수준에 불과하고 원심분리 및 진공흡입 등 부가공정이 요구되었으나, 신소재(자성 나노다공성 세라믹)는 진단 정확도를 100% 완벽하게 구현할 수 있고 부가공정이 필요없어 진단 기간도 획기적으로 단축할 수 있게 되었다.
특히, 신종인플루엔자, 광우병 등과 같이 사전에 정확하고 빠른 진단으로 선제적 대응이 요구되는 전염 병 진단 분야에서 매우 유용하게 활용될 것이 예상된다.
금번 기술개발 결과는 현재 국내 및 미국에 특허 출원되었으며, 세계적 권위의 학술지인 영국왕립화학회의 ‘Journal of Materials Chemistry B’ 2013년 2월호 표지논문으로 게재되었다.

한국세라믹기술원, 유해물질 획기적으로 분해하는 광촉매 신소재 개발
한국세라믹기술원 에너지환경소재본부 서원선, 임영수 박사 연구팀이 가시광선 영역에서 유해물질을 탁월하게 분해하는 광촉매 신소재를 개발했다고 지난달 27일 밝혔다.
기존 광촉매로 사용되어온 이산화티탄(TiO2)은 태양광 중 자외선 영역에서만 반응하여 햇빛이 들지 않으면 광촉매 기능이 발휘되지 못한다는 단점이 있었으나, 임영수 박사팀이 개발한 신소재는 일산화티탄(TiO)에 질소를 첨가한 나노구조 신물질로 형광등 같은 가시광선 영역에서도 페놀 등 유해물질을 기존 대비 30배 이상 향상된 우수한 분해특성을 발휘한다.
또한, 이번에 개발된 신소재는 암모니아 가스를 이용하여 고온에서 이산화티탄(TiO2)을 일산화티탄(TiO)으로 환원시키는 간단한 공정을 통해 구현되어 향후 상용화시 충분한 가격경쟁력 확보가 가능할 것으로 예상된다.
이번 연구결과는 화학 분야의 세계적 권위의 학술지인 영국 왕립화학회의 ‘Journal of Materials Chemistry A’의 3월호에 게재될 예정이며, 국내・외 물질특허 출원 및 물질 database 등록이 완료되었다.