제25회 한국파인세라믹스협회 정기총회 KoMiCo 전선규 사장, 신임 협회장 추대

한국파인세라믹스협회는 지난달 27일 서울 리베라호텔에서 정기총회를 개최하고 신임회장에 코미코 전선규 대표이사를 만장일치로 추대했다.
이번 임원선임은 2013년 5월 19일 임원임기가 전원 만료됨에 따라 이날 정기총회에서 선임하게 됐다.
전선규 신임회장은 “세라믹은 완제품속에 숨어있어 보이지는 않지만 첨단산업에 없어서는 안될 중요한 소재이다. 그러나 개발과 생산, 투자, 인력양성에 너무나 긴 기간이 소요된다.
어느 분야보다 인내와 열성과 정책적 배려가 필요한 산업”이라며 그동안의 세라믹사업 경영에 어려움을 토로했다. “전임회장단과 회원사와의 협조를 통해 고민하고 대안을 마련해 협회와 우리나라 세라믹산업 발전에 일조 할 것”이라며 취임사를 밝혔다.
한편 이날 총회에서는 양삼열 조선내화 대표, 황동철 쌍용머티리얼 대표, 배지수 YJC 대표, 장사범 솔믹스 대표를 부회장으로 선임했다. 이충국 래트론 대표, 김경원 경원산업 부사장, 김병학 맥테크 대표, 박상엽 강원TP 신소재클러스터사업단 단장, 박신서 센불 대표, 김광진 전남TP 세라믹산업종합지원센터 센터장, 박지호 포세라 대표, 하조웅 이노세라 대표, 이강홍 세라컴 대표, 황호연 월간세라믹스 대표를 이사로 새롭게 구성하고, 백종호 오리엔트세라믹 대표를 감사로 선임했다.

세계 최고 효율 내는 OLED 소재와 발광구조 개발 
김장주 서울대 재료공학부 교수팀은 현존하는 재료 가운데 최고 효율을 구현한 OLED 연구 논문 네 편을 발표했다고 지난달 29일 밝혔다. 한 편은 어드밴스트 머티리얼스 표지에, 다른 세 편은 어드밴스트 펑셔널 머티리얼스 온라인 판에 잇달아 게재됐다.
어드밴스트 펑셔널 머티리얼스에 실린 세 편의 논문은 각각 내부 발광효율이 100%, 외부 발광효율이 30.8%(세계 최고 기록)인 녹색과 주황색 발광체에 대한 연구다. 김 교수팀은 하가 장애물 없이 그대로 발광체에 전달될 수 있는 재료 기술로 효율을 끌어올렸다. ‘들뜬 상태 전하 이전 복합체(엑시플렉스)’를 형성하는 전자 전달 분자와 정공 전달 분자로 구성된 공동 호스트에 빛을 내는 인광 분자를 섞는 형태다.
이 소재는 고휘도에서도 효율이 떨어지지 않아 더욱 주목받고 있다. 1만㏅/m² 기준 성능이 기존 소재에 비해 1.4배(77㏐/W, 녹색) 이상 뛰어나다. 성능이 높으면 전력 소모를 줄일 수 있다. 김 교수팀은 녹색 소재에서 얻은 성과를 주황색에도 적용하는 데 성공했다.
어드밴스트 머티리얼스 표지에 실린 논문은 투명 OLED 광추출 특성을 두 배가량 향상시킬 수 있는 연구여서 관심을 끌었다. OLED의 외부 발광효율은 30% 수준에 불과하다. 굴절률 차이로 인해 빛이 내부에 갇히거나 전극에 의한 표면 플라스몬으로 손실되기 때문이다. 물속에서 공기 중으로 빛을 쏘면 굴절률 차이 때문에 제대로 빛이 나오지 못하는 것과 같은 이치다. 김 교수팀은 전극에 금속을 사용하지 않아 투명 OLED 성능은 높이면서 마이크로렌즈를 사용해 광추출 특성도 끌어올렸다. 이 투명 OLED는 양극과 음극에 투명 소재인 ITO(인듐주석산화물)와 IZO(인듐아연산화물)를 적용했다. 한쪽에는 미세 패턴을 설계해 효율을 47%(140㏐/W)까지, 반구 형태의 렌즈를 사용한 쪽은 63%(185㏐/W)까지 각각 향상시켰다. 김 교수팀은 효율을 높인 OLED 소재를 투명 OLED 구조에 적용하는 연구를 진행 중이다. 두 기술이 결합되면 더욱 성능이 높아질 것으로 기대된다.
김 교수는 “이 연구 결과로 이제 우리나라도 유럽·미국·일본 등이 주도하던 OLED 원천기술 경쟁에 동참할 수 있게 됐다”며 “플렉시블 기술과 융합해 디스플레이·조명 분야에 적용하면 큰 시너지 효과를 얻을 수 있을 것”이라고 말했다.

주성엔지니어링, 차세대 반도체 장비 ‘SDPCVD’ 공급
주성엔지니어링(대표 황철주)은 차세대 반도체 장비인 ‘공간분할플라즈마화학증착기(SDPCVD)’를 국내 반도체 회사에 공급했다고 지난달 21일 밝혔다.
SDPCVD는 낮은 온도에서도 화학물질을 웨이퍼에 증착할 수 있는 장비다. 플라즈마화학증착(PECVD), 저압화학기상증착(LPCVD), 원자층증착(ALD) 등 다양한 공정에 적용할 수 있다. 반도체 회로 선폭이 20나노미터(nm) 이하인 미세 공정에 주로 쓰인다. 실리콘산화막, 실리콘질화막, 금속막, 하이케이메탈게이트(HKMG) 등 각종 소재 증착이 가능하다.
이 장비는 주성엔지니어링이 세계 처음 개발에 성공했다. 이 회사 관계자는 “PECVD와 LPCVD에 비해 생산성은 높고 웨이퍼 손상은 최소화하는 장비”라며 “저온에서도 균일한 막질을 형성할 수 있어 추가 공급이 기대된다”고 말했다.

산업부, 터치산업 동반성장 포럼 발대식 개최
디스플레이산업의 유망 분야로 떠오르고 있는 터치스크린분야에서 대규모 수요처인 국내 대기업과 중소 모듈·소재기업간의 효율적인 협업체계 구축을 위한 민·관 포럼이 발족됐다.
산업통상자원부(장관 윤상직)는 지난달 8일 서울 팔래스호텔에서 터치산업 관련 산·학·연 전문가 150여명이 모인 가운데, ‘터치산업 동반성장 포럼(이하 ‘터치포럼’) 발대식’을 개최했다. 이번 포럼은 지난해 11월 정부가 발표한 “터치스크린산업 육성전략”의 일환으로 개최된 것으로 향후 산·학·연이 힘을 합쳐 미래 선도기술을 개발하고 대·중소기업간 협력과제를 발굴하는 기회로 활용된다. 우선 대·중소기업간 기술교류회를 정기적으로 개최해 경쟁국에 비해 뒤쳐진 터치스크린 분야 핵심·원천 기술 개발과제를 집중 도출할 예정이다. 모듈·장비·소재별로 소분과를 운영함으로써 미래기술 개발에 대한 중소기업의 리스크를 줄여줄 계획이다.
또한 세미나 및 컨퍼런스 등을 통해 대·중소기업 전문가 네트워크를 구축키로 하고 연2회 ‘전문가 세미나 및 패널 토론회’를 개최, 국내외 전문가를 초청한 ‘터치분야 전문 컨퍼런스’도 매년 개최키로 했다. 터치스크린의 신규 적용분야 발굴 및 보급 확산을 위한 “터치스크린 활용 모델·디자인 공모전”도 개최된다. 일반인 대상 공모전을 통해 국내 터치산업에 대한 대국민 인식 제고를 도모하는 한편, 우수작에 대해서는 시상 및 전시를 추진하기로 했다.
산업부 최태현 소재부품국장은 축사를 통해 이번 포럼이 “미래 성장동력 산업으로 부상하고 있는 터치분야의 소재·부품 국산화, 핵심 장비 개발 등을 통해 2020년까지 우리나라가 세계2강(시장 점유율 35%)으로 도약하는데 크게 기여할 것으로 기대된다”고 언급하고 정부는 동 포럼을 “대·중소기업간 동반성장의 성공적인 모델로 정착시키는데 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

정부, 그래핀 상용화 사업에 470억원 투자
정부가 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀 상용화를 위한 지원 사업에 나선다.
산업통상자원부(장관 윤상직)는 ‘그래핀 소재·부품기술개발사업’ 주관 기관을 선정하고 앞으로 6년간 약 470억원을 투자한다고 21일 밝혔다. 그래핀은 한 겹으로 된 탄소 원자막이다. 전자 이동도가 실리콘보다 140배 빠르고 열전도율과 허용 전류밀도는 각각 구리의 100배·1000배다. 얇고 휘어질 수 있어서 디스플레이, 반도체를 비롯한 각종 산업에서 가장 주목하는 차세대 소재다. EU·영국 등이 그래핀 상업화 연구개발(R&D)에 각각 10억유로(약 1조4300억원), 5000만파운드(약 8470억원)를 투자하며 선점을 노린다.
산업부는 우선 급속한 시장 확대가 예상되는 디스플레이 복합소재 분야에서 대면적 그래핀, 그래핀 나노플레이트릿을 개발하기로 했다. 이와 함께 응용 제품 개발도 지원한다.
총 41개 산학연 기관이 참여하고 총괄 주관 기관은 한국과학기술연구원이다. 세부 주관기관은 삼성테크윈(TSP), 한국전자통신연구원(OLED 패널), 상보(하이베리어 복합필름), 창성(전자파 차폐 코팅제), 포스코(고내식 코팅제) 등 5개 컨소시엄이다.
‘산업통상R&D전략기획단’이 심층평가를 실시해 주관기관을 선정했다. 기획단은 이달 안에 한국과학기술원 전주분원에서 사업단 출범식을 열 계획이다. 정부는 이번 기술 개발로 32개 핵심 상업화 기술을 확보하고 매출액 17조원을 거둘 수 있을 것으로 기대했다. 25개 글로벌 기업을 육성해 일자리 3만4000개를 만들 수 있을 것으로 내다봤다.

한국세라믹기술원, 행남자기와‘경량 도자기’기술이전계약 체결

산업통산자원부 산하 세라믹 분야 종합연구기관인 한국세라믹기술원(원장 김 민)은 5월 14일(화)에 ㈜행남자기(대표이사 김유석)와‘경량 도자기 제조’ 관련 특허기술 이전계약(통상실시권)을 체결하였다고 밝혔다.
 * 통상실시권 : 독점하는 전용실시권과는 달리, 다른 회사에게도 기술이전이 가능
이번에 이전되는 기술은 기존 도자기용 원료에 유·무기 기공 형성제를 첨가하여 도자기에 기공을 형성시켜 경량화를 가능하게 하였으며, 고강도화를 위한 결정상 제어기술이 접목되어 경량화에 따른 강도 저하의 단점도 보완되었다.
한국세라믹기술원의 피재환 박사는“이번 기술을 활용할 경우, 기존 도자기에 비해 무게를 50% 이상 감소시키면서도 강도 저하를 억제할 수 있다. 그동안 플라스틱 식기와 외산 저가 도자기를 주로 사용하던 식당, 가정 등에서의 수요 대체는 물론, 항공기 기내식용, 어린이/노약자용 등 신규수요 창출이 기대되고, 위생도기, 타일, 벽돌 같은 건축자재 분야에도 폭넓게 적용이 가능하다”라고 밝혔다. ㈜행남자기는 이번에 이전받는 기술을 적용하여 외국 경쟁사에 비해 차별화된 신제품 개발 및 국내・외 신시장 개척을 통해 향후 100억원 이상의 매출 증대를 기대하며, 한국세라믹기술원은 기술이전에 따른 선급기술료 20백만원를 받게 된다고 밝혔다.

R&D에도 비즈니스모델 우선 적용…산업기술 R&D프로세스 전면 개편
정부가 창의적인 비즈니스아이디어(BI)를 기술 개발로 연계하는‘선 비즈니스모델(BM), 후 기술개발’ 방식 연구개발(R&D) 제도를 신설한다. 기업 현장 수요에 기반한 자유공모형 R&D 과제를 확대하고, 전담기관별로 분산된 R&D 전략을‘산업기술 R&D로드맵’으로 통합한다. 산업통상자원부는 지난달 21일 역삼동 한국기술센터에서 김재홍 제1차관 주재로 R&D 관계기관 간담회를 열고 ‘산업기술 R&D 프로세스 혁신방안’을 발표했다. 혁신 방안은 R&D 생산성을 높이고 기업의 자발적인 연구 의욕을 제고해 ‘기술 선도자(First Mover)’로 전환하는 것을 지향했다. 산업부는 기술 개발에 앞서 BI와 비즈니스모델(BM) 개발을 지원하는 BI 연계형 R&D 제도를 올 하반기 도입한다. 가령 전기차 셰어링이라는 BI를 먼저 수립한 뒤 △카 스테이션 부지 선정 △수요자 분석 △렌트카 시장 동향 △전기차 기술수준 분석 등 BM 검토·개발 과정을 마치면 전기차 대여시스템, 고성능 배터리 등의 R&D를 진행하는 방식이다.
현장 수요에 맞춘 자유공모형 과제 비중을 현행 11%에서 오는 2017년 15%로 높이고, 산업·업종별 특성을 반영한 새로운 R&D 방식도 도입한다. 초 고난도 중대형 과제를 기획하는‘혁신도약형’, 정부가 제시한 기술적 난제를 해결한 민간 연구자에게 사후 보상하는‘선 연구개발, 후 포상형’ 등이 올 하반기부터 내년까지 순차적으로 신설된다.
산업부는 과제 기획 효율성을 높이기 위해‘비전2020(R&D전략기획단)’‘기술로드맵(한국산업기술진흥원)’‘R&D발전전략(한국산업기술평가관리원)’ 등으로 나뉜 R&D 전략을‘산업기술 R&D 로드맵’으로 통합한다. 과제 기획에는 기술 전문가뿐 아니라 디자이너, 심리학자, 마케팅전문가, 인문사회학자 등도 참여한다. 김재홍 차관은 “R&D 프로세스 혁신으로 연구자가 연구에 몰입할 수 있는 자율·창의적 연구 환경을 조성하고, 효과적인 R&D 성과 평가 및 환류 체제를 구축할 것”이라고 말했다.

나노텍세라믹스, 접착개선제 기술 美에 수출
“플라스틱 등을 붙일 수 있는 원천기술이라는 점이 미국 실리콘밸리에서도 먹혀들었습니다. 다른 개발기술도 미국 시장에 선보여 해외시장 공략을 강화할 것입니다.”
첨단세라믹 소재 기업인 나노텍세라믹스의 정상옥 대표(50·사진)는 20일 “1년 동안의 노력 끝에 미국 실리콘밸리의 특허판매 업체인 ILG(대표 브루스 스코트)와 접착개선제의 기술(특허)판매계약을 체결했다”고 밝혔다.
정 대표는 “국내외 특허를 받은 접착개선제 기술은 세계 최고인 만큼 신발과 플라스틱 분야 대형업체들이 몰려 있는 미국 시장을 공략해야 회사가 한 단계 도약할 수 있다고 생각했다”면서 “미국시장에 밝은 김문주 전 IBM 연구소장을 고문으로 영입해 이번 성과를 냈다”고 말했다.
이 회사가 개발한 접착개선제는 고무나 플라스틱끼리도 잘 붙고 페인트를 칠할 때도 표면에 바로 붙어 떨어지지 않는다. 정 대표는 “미국 수출상담에서 ILG 측에서 원천기술이냐고 물어와 ‘그렇다’고 말하자 ‘원더풀’이라며 계약을 요청해왔다”고 소개했다.
계약조건도 상당히 좋은 수준이라는 게 회사 측 설명이다. 미국에서 신발과 전자제품, 자동차부품, 철강 등 관련기업에 판매해 발생한 수익의 70%를 받는 조건이다.
이 회사는 이번 계약을 계기로 미국 진출에 속도를 내기로 했다. 정 대표는 “ILG와 폭탄에 맞아도 침몰을 늦출 수 있는 균열방지 기술과 얼음에서도 미끄러지지 않는 기술에 대해 다음달부터 협의할 예정”이라며 “회사가 개발한 다양한 첨단 기술을 미국 시장에 수출할 것”이라고 말했다.
2000년 부산대 창업보육센터에서 출발한 이 회사는 매출의 25%를 매년 연구개발에 투자하고 있다. 직원 60명 중 12명이 연구원이다. 지난해 89억원의 매출을 올린 이 회사의 올해 매출 목표는 120억원이다.

KAIST, 세상에서 가장 정교한 ‘주사기’ 개발
유전자를 살아있는 세포 핵 안으로 직접 전달할 수 있는 정교한 나노 주사기가 처음 개발됐다.
KAIST(총장 강성모)는 화학과 김봉수 교수와 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 공동 연구팀이 단결정 금 나노선으로 유전자를 세포 핵에 투입한 뒤 유전형질을 발현시키는데 성공했다고 15일 밝혔다. 이 연구에는 강미정 연구원(박사과정)과 유승민 연구원(박사)이 참여했다.
이 연구결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 5월 2일자 온라인 판에 게재됐다.
연구진은 직경이 100나노미터 정도로 매우 가는 금 나노선에 DNA를 붙이고 이를 정확하게 세포핵에 찌른 후 외부에서 전기 신호를 보내 원하는 만큼의 유전자를 정확히 전달하는 나노주사기를 개발했다.
이주사기로 DNA를 세포 핵 안으로 제대로 전달하면 세포는 DNA로부터 정보를 받아 단백질을 만들어낸다.
연구진은 녹색 형광을 내는 단백질을 만드는 DNA를 세포 핵 안으로 전달한 뒤 세포에서 녹색 형광이 나오는 것을 확인했다.
금 나노선 나노주사기는 지금까지 보고된 DNA 전달 주사기 중 가장 가늘어서 세포에 상처를 주지 않고도 핵 안에 정교하게 삽입할 수 있다.
김봉수 교수는 “세포 내부의 원하는 위치에, 원하는 시간에, 원하는 양만큼 유전 물질이나 단백질 등을 정교하게 전달해 원하는 대로 유전현상 및 세포현상을 조절 및 연구하는데 대단히 유용할 것”이라며 “유전자 치료요법, 표적형 약물 전달 개발, 세포 내 신호전달의 연구에서 선도적 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

우주·항공에 쓰던 첨단 신소재 스마트폰에 잇딴 적용
첨단 신소재가 스마트폰 혁신을 가속화하고 있다. 더 얇고 가벼운 디자인이 요구되면서 우주·항공 등 특수 분야에 쓰이던 복합 소재가 스마트폰에 잇따라 적용되고 있다. 고부가 신소재 개발로 스마트폰 시장 진입을 노리는 기업이 더욱 늘어날 것으로 보인다.
19일 업계에 따르면 우전앤한단(대표 이종우·이용국)은 유리섬유 복합 소재를 활용해 스마트폰 케이스를 상업화하는 데 성공했다. 이 회사는 최근 북미 스마트폰 업체에 월 50만개가량 공급하고 있다. 유리섬유 복합 소재는 동일한 강도로 플라스틱의 절반 두께로 가공할 수 있다. 원단 패턴을 달리해 다양한 디자인을 구현할 수 있을 뿐 아니라 색깔도 쉽게 첨가할 수 있다. 유리섬유 복합 소재는 원래 우주·항공용 특수 소재로 개발됐지만, 최근에는 스마트폰 시장으로 무게 중심을 옮기고 있다.
우전앤한단은 유리섬유 복합소재뿐 아니라 특수 레진으로 방수 소재를 개발해 일본 스마트폰 업체에 공급하고 있다.
디스플레이 필름 전문업체 상보(대표 김상근)는 탄소나노튜브(CNT) 소재로 정전용량식 터치스크린패널(TSP)용 센서를 개발하고 있다. 이 회사는 지난 2008년 한국전기연구원(KERI)으로부터 CNT 기술을 이전 받아 상업화를 추진하고 있다. 최근 CNT 필름 신뢰성 테스트를 마치고, 양산 체제 구축에 돌입했다. 올 3분기 4인치 기준 월 20만개 CNT 필름 생산을 시작한다. 시험 생산을 마친 후 200억원을 투자해 내년 초까지 월 300만개 양산라인을 구축한다는 계획이다. 연 1조원 규모에 달하는 국내 TSP용 필름 시장은 일본 닛토덴코가 사실상 독점하고 있다. 상보는 CNT 필름으로 TSP용 필름 시장에 진입한다는 목표다.
초경량 금속인 마그네슘 소재도 스마트폰에 잇따라 적용되고 있다. KH바텍과 유원컴텍의 자회사 유원화양은 마그네슘 다이캐스팅 공법을 활용해 스마트폰 내외장재·브래킷 등을 생산하고 있다. 마그네슘은 알루미늄보다 가볍지만, 강도 및 진동 흡수성이 뛰어나 스마트 기기용 신소재로 최근 각광받고 있다. 삼성전자가 갤럭시노트2에 마그네슘 소재를 적용하면서, ZTE·화웨이 등 중국 업체들도 자사 스마트폰에 마그네슘 소재를 채택하고 있다.
업계의 한 전문가는 “스마트폰 업체들이 디자인을 강화하기 위해 플라스틱 대체 소재를 찾고 있다”며 “지금까지는 부품 업체들이 스마트폰 시장 성장 수혜를 봤지만, 앞으로는 소재 업체들에게 많은 기회가 올 것”이라고 내다봤다.

도자기업계 ‘또다른 밥그릇’은…
도자기 제조업체들이 이색 사업으로 주목받고 있다. 맛김을 만들거나 술을 빚기도 하고 관광호텔을 운영하기도 한다. 이런 곁가지 사업을 하게 된 나름대로의 사연도 갖고 있어 진출 배경 등에 관심이 쏠리고 있다.
행남자기는 맛김 브랜드 ‘참 맛 좋은 김’으로 지난해 3~4분기 동안 55억7900만원의 매출을 올렸다. 김 사업 비중은 전체의 15.9%를 차지한다. 전년보다 1.8%포인트 늘었다. 같은 기간 주력 사업인 도자기 매출 비중은 78%에서 75%로 줄었다.
이 회사가 김 사업을 시작한 이유는 해고 직원들을 위해서다. 2001년 경영상의 이유로 전남 목포에 있던 본차이나 제조공장을 폐쇄했다. 이 과정에서 공장 근로자 150여명이 일자리를 잃게 됐다. 김용수 회장은 “고향인 목포를 떠날 수 없다”며 난감해하던 60여명을 위해 15억원을 투자, 지역 특산품인 김 공장을 만들었다. 행남자기 관계자는 “김 회장이 당시 직원들에게 ‘어떡해서든 일자리를 만들어 주겠다’며 계열사 행남식품을 만들어 식품업에 진출하게 된 것”이라며 “맛김 사업은 이제 안정적 수익원으로 자리잡았다”고 말했다. 김은 행남자기 총판에서도 판매한다.
한국도자기는 계열사 한도관광을 통해 충북 충주에서 수안보파크호텔을 운영하고 있다. 김동수 회장은 적자 사업체였던 ‘수안보타워호텔’을 1984년 직원들의 휴게시설용으로 인수했다. 김 회장은 인수 후 가장 먼저 호텔 내 나이트클럽과 술집 등 유흥시설을 없앴다. 이 지역이 신혼여행지로 각광받자 한국도자기는 객실을 120개로 늘리고 숙박업에 본격적으로 뛰어들었다. 호텔의 모든 식기는 한국도자기 제품을 사용하고, 도자기 아울렛 매장도 운영한다. 한국도자기 청주공장을 견학한 뒤 호텔에 묵는 패키지 여행상품도 내놓았다. 회사 관계자는 “직원들의 연수원 용도로도 유용하게 쓰고 있다”고 설명했다. 전통 도자기 생산회사인 광주요는 2004년부터 전통 증류식 소주인 ‘화요’를 생산하고 있다. 화요는 희석식 소주가 장악한 국내 주류시장에서 고급 음식점을 기반으로 유통망을 넓히며 입지를 구축했다.
지난해 화요 매출은 약 50억원으로 광주요 도자기 매출의 절반 정도를 차지하고 있다. 최근엔 음식점 외에 대형마트까지 유통망을 확대하고 있다. ‘고급 한국식 전통주’로 입소문이 나면서 중국 미국 등으로의 수출도 꾸준히 늘고 있다.

미래창조과학부, 중이온가속기 ‘라온’ 캐릭터로 선보여
미래창조과학부(장관 최문기)와 기초과학연구원 중이온가속기구축사업단(단장 김선기)은 국제과학비즈니스벨트 내에 설치되는 중이온가속기 ‘라온’에 대한 일반국민의 인식 증진을 위해 캐릭터를 제작해 발표했다. 중이온가속기 ‘라온’은 국제과학비즈니스벨트가 세계적 수준의 기초연구 기반과 글로벌 연구네트워크 및 우수인력 유치의 구심점 역할을 할 수 있게 구축중인 거대연구 시설로, 세계 최고 수준의 빔에너지(200MeV/u)와 빔출력(400kw)을 통해 생성되는 다양한 희귀동위원소를 이용하여 우주생성원리 규명, 신소재 개발, 질병치료 등의 선도·창의적 연구에 활용될 예정이다.
※ 사업기간 ‘11~’17, 사업비 4,604억원 ‘라온’은 지난해 한국형 가속기 새이름 국민공모전을 통해 명명된 이름으로 원래 ‘즐거운’, ‘기쁜’이라는 뜻을 지닌 순 우리말이며, 이번에 캐릭터로 의인화해 디자인된 것이다.
‘라온’의 네이밍과 캐릭터화는 중이온가속기 활용이 전 세계 과학자들에게 ‘즐거운 선물’이 됨과 동시에, 이를 통한 연구결과가 인류의 미래에 기쁨을 선사하길 염원하는 메시지가 내포되어 있다. 이번에 선정된 캐릭터는 어린 아이들의 눈높이에서 과학기술에 대한 지식을 전달하고, 대중의 과학에 대한 관심과 흥미를 높여 과학기술 대중화에 기여하겠다는 의지를 내포하고 있다. 향후 캐릭터 ‘라온’은 상표등록 절차를 거친 후 전시홍보, 과학문화체험행사, 과학대중 강연 등을 포함한 다양한 대·내외 기관 및 과학기술 홍보에 활용될 계획이다.

미래창조과학부, 연구소재은행 5개 신규 선정
미래창조과학부(장관 최문기)는 기초연구 활동에 필수적인 양질의 연구소재 및 관련 정보를 산·학·연 연구자에게 제공하는 연구소재은행을 신규로 5개 선정·운영한다고 밝혔다.
2013년 연구소재지원사업의 신규지원 연구소재은행은 신규은행 3개 (한국구강미생물자원은행, Sphingolipid 소재은행, 한국백혈병은행)와재선정된 2개의 소재은행(단결정은행, Zebrafish 소재은행)이며, 선정된 소재은행은 매년 1.2억원 내외의 연구비를 5년간 지원받게 된다.
특히, 이번에 선정된 5개 소재은행 중에는 사람 입안의 미생물인 구강미생물 균주와 그 정보를 분양하는 ‘한국구강 미생물자원은행’과 소형 열대어로 인체와 유전자 구조가 비슷하고, 각종 장기의 모습이 훤히 보여 연구소재로 널리 이용되고 있는 제브라피쉬를 분양하는 ‘Zebrafish 소재은행’ 등이 있으며 그 외 ‘Sphingolipid 소재은행’, ‘한국백혈병은행’, ‘단결정은행’ 등도 있다.
한편 기존에 선정되어 운영 중인 30여개 연구소재은행의 현황 및 분양정보 등은 연구소재중앙센터 홈페이지(www.knrrc.or.kr)를 통해 on-line 으로도 활용할 수 있다. 미래창조과학부는 다양한 신규소재은행의 선정을 통해 다양한 연구소재가 연구자에게 적시 제공되어 연구 활성화에 기여할 것으로 기대된다고 밝혔다.

그래핀 이용 고속 반도체 소자 개발 가능성 제시
그래핀을 이용해 속도가 매우 빠른 반도체를 만들 수 있는 가능성이 높아졌다.
KAIST(한국과학기술원·총장 강성모)는 EEWS대학원 김형준 교수와 윌리엄 고다드 교수가 공동으로 그래핀을 이용한 트랜지스터의 ‘온오프 스위칭’ 효율을 극대화 할 수 있는 방법을 제시했다고 지난달 22일 밝혔다. 그래핀은 전자 이동속도가 실리콘에 비해 100배 높기 때문에 반도체 소자로 응용하면 컴퓨터의 속도가 매우 빨라진다. 이러한 장점 때문에 그래핀은 기존의 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다.
그러나 그래핀의 원자구조 특성으로 인해 ‘온오프 스위칭’ 효율이 매우 낮아 반도체 소재로 적용이 불가능했다. 최근 그래핀의 스위칭 특성을 높이기 위해 원자 구조를 변형시켜 밴드갭을 확보하는 방법이 제시됐지만, 전자 이동속도가 급격히 떨어지는 문제점이 발생하기도 했다.

톱니 모양 게이트 구조를 가진 그래핀 트랜지스터 구조
연구팀은 그래핀의 전자 이동 메커니즘이 빛의 전파 과정과 매우 유사하다는데 착안했다. 연구팀은 빛을 반사시키는 원리를 그래핀 전자에 적용, 게이트 전극을 톱니 모양으로 디자인했다. 이를 이용해 트랜지스터를 제작할 경우 스위칭 효율을 최대 100배 정도 높일 수 있다는 점을 이론적으로 입증했다.
이 기술은 그래핀의 원자 구조를 변형시키지 않기 때문에 그래핀의 높은 전자이동 특성을 그대로 사용할 수 있다는 게 큰 특징이다. 이와 함께 기존 실리콘 기반 반도체와 유사한 구조를 갖고 있는 만큼 현재의 반도체 제작 공정을 그대로 응용할 수 있을 것으로 학계는 예상하고 있다.
김형준 교수는 “이론적으로 제안된 메커니즘을 실현한다면 그래핀을 활용한 연산 속도가 매우 빠른 차세대 컴퓨터 개발에 커다란 기여를 할 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구는 KAIST EEWS 대학원 김형준 교수, 윌리엄 고다드 교수, 고등과학원(KIAS) 손영우 교수, 미국 캘리포니아 공과대학(Caltech) 장민석 박사, 해리 애트워터 교수가 공동으로 수행했다. 연구 결과는 자연과학 분야의 권위있는 학술지인 ‘미국립과학원회보(PNAS)’에 최근 게재됐다.

효성, ‘꿈의 신소재’ 탄소섬유 본격 양산
효성(대표 이상운)은 지난달 13일 전주 친환경 첨단 복합단지에 연산 2000톤 규모의 탄소섬유 공장 준공식을 갖고 본격 양산에 착수했다고 밝혔다. 앞서 효성은 지난 3월‘강력한 불길에서 태어난 경이로운 탄소섬유’라는 의미의‘탠섬’ 브랜드를 발표하고 글로벌 마케팅에 뛰어들었다.
태광산업과 도레이첨단소재에 이어 효성도 탄소섬유 상업생산을 시작하면서, 우리나라가 탄소섬유 강국으로 발돋움할 수 있게 됐다. 이날 준공식은 윤상직 산업통상자원부 장관, 김완주 전북도지사, 송하진 전주시장, 김성주·이상직 국회의원 등 600여명의 각계 인사들이 참석한 가운데 성황리에 개최됐다. 산업부는 탄소섬유 국산화 확대와 더불어 향후 세계 시장 3위권 진입도 가능할 것으로 기대했다. 탄소섬유 세계 시장은 지난해 약 5.2만톤(금액기준 18억달러) 규모에 달했다. 오는 2015년부터 2018년까지 연평균 12%씩 성장해 2018년에는 11만톤으로 늘어날 것으로 예상된다. 세계 탄소섬유 시장은 일본이 59%, 미국 23.5%, 대만 9.3%, 독일 8.2%를 각각 점유하고 있다. 특히 일본 3사(도레이, 도호-데낙스, 미쯔비시-레이온)가 세계 탄소섬유 생산능력의 89%를 보유하고 있을 정도로 압도적인 우위다.
국내 기업도 최근 탄소섬유 시장 양산 경쟁에 잇따라 뛰어들고 있다. 지난해 태광산업이 연산 1500톤 규모의 공장을 가동하기 시작했으며, 도레이첨단소재가 연산 2200톤 규모의 공장을 구미에 짓고 상업 생산에 들어갔다. 효성까지 가세함으로써 국내 탄소섬유 생산 능력은 연산 5700톤으로 늘어났다. 추가 투자에도 적극적이어서 국내 탄소섬유 생산 능력을 크게 끌어올릴 것으로 기대된다.
이상운 효성 부회장은 “탄소섬유 산업을 대한민국 경제발전의 새로운 성장 동력으로 삼아 지난 2007년부터 기술 개발에 매진해 왔다”며 “사업 역량을 지속적으로 강화해 세계 시장에서 승부할 있는 제품을 만들어낼 것”이라고 말했다.

신아티앤씨, 10W/mK급 MCCL개발
중소기업이 발광다이오드(LED) 백라이트유닛(BLU)의 방열 기능을 획기적으로 개선할 수 있는 금속동박적층판(MCCL)을 개발하는 데 성공했다. 특수 절연소재로 열 전도율을 높여 방열을 위해 별도로 기판에 붙이던 흑연(그라파이트) 시트를 없앤 게 특징이다.
신아티앤씨(대표 최봉구)는 최근 10W/mK(열전도율 단위)급 MCCL을 개발, 양산에 돌입했다고 지난달 14일 밝혔다. LCD 디스플레이용 BLU로 우선 공급한다. 회사측은 향후 조명 시장에서도 쓰임새가 커질 것으로 예상했다.
주로 LED 발광부의 기판으로 쓰이는 MCCL은 열 전도도가 높을수록 전력 효율이 좋고 제품 수명도 길어진다. 지금까지는 주로 2W/mK급‘FR4’ 타입 인쇄회로기판(PCB)이나 MCCL이 쓰였다. FR4 타입은 플라스틱을 사용해 가격은 저렴하지만 방열 효과가 떨어져 BLU 업체들은 별도로 그라파이트 시트를 붙여 열을 추가로 배출해야 했다. 10W/mK급 MCCL은 그라파이트 시트가 필요 없어 전체 BLU 가격을 낮출 수 있다.
최봉구 사장은 “이 제품을 이용하면 BLU 온도를 5도 이상 낮출 수 있다”고 설명했다.
신아티앤씨는 지난 2006년 국도화학 출신 인력이 설립한 회사로 절연 소재의 핵심인 특수 에폭시(Epoxy) 수지와 경화제 기술력을 보유하고 있다. 터치스크린패널(TSP)용 대면적 강화유리 코팅액, 투명접착필름(OCA)과 투명접착액(OCR) 등 에폭시를 활용한 전자재료를 주로 생산한다. 지난해 매출액은 약 600억원을 달성했고, 올해는 1000억원을 목표로 한다.

자동차용 부품소재 육성 ‘멘토링’ 발대식
국내 차량용 부품소재 산업과 중견·중소업체 육성을 위한‘멘토링’ 프로젝트가 가동된다. 친환경 자동차, 차량 경량화 등을 위한 자동차와 화학 산업 융합 필요성이 커진 가운데, 국내 소재 기업들의 기술 애로점을 해결할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다. 자동차부품연구원(원장 허경, 이하 자부연)은 지난달 14일 서울 라마다르네상스 호텔에서 ‘자동차 부품산업 육성을 위한 멘토링 사업’ 발대식을 개최했다.
이번 사업은 자동차 부품소재 업체들의 애로 기술을 해결하고 향후 연구개발 방향을 제시함으로써 중견·중소업체들의 연구개발 역량을 향상시키기 위해 마련됐다. 자부연은 전문 기술 분야별로 총 20개 기업을 멘토링 사업 참여 기업으로 선정했다. 정찬황 자부연 연구지원단장은 “자동차 연비 향상을 위한 차량 경량화와 부품 성능 강화를 위해 화학 소재 개발이 새로운 대안으로 부상하고 있다”며 “자동차와 화학 산업의 창조적인 융합과 능동적인 전략 수립을 통한 신성장동력화를 추진할 계획”이라고 말했다.

소재부품 R&D 추경에도 반영, 소재부품 중소기업위한 과제 확대
정부가 소재 부품 산업 연구개발(R&D)에 추가 경정예산을 배정해 주목된다. R&D는 당장 성과를 내기 힘들어 추경예산에 반영되는 사례가 드물다. 우리나라 주력인 소재부품 산업에서 중소·중견 기업을 육성하기 위해 정부 R&D가 시급하다는 판단이 작용한 것으로 풀이된다. 지난달 12일 산업통상자원부에 따르면 올 해 소재부품 R&D 사업에 총 200억원의 추경 예산이 편성됐다. 이에 따라 올 한해 총 소재부품 R&D에는 약 3200억원이 투입된다.
추경 예산이 반영될 분야는 크게 세 가지 사업이다. △수요자 연계 사업 △투자자 연계 사업 △벤처형 전문 소재 기술 개발 사업 등이다. 추경 예산 편성에 따라 각각 60억~70억원 정도가 추가로 늘어났다.
특히 벤처형 전문 소재 기술 개발 사업은 기존 60억원에서 120억원으로 늘어나면서 중소·중견 기업이 혜택을 많이 보게 될 것으로 기대된다. 벤처형 전문 소재 기술 개발 사업은 소재 기술을 확보하기 어려운 중소·중견 기업을 지원하기 위해 나왔다. 산업부는 당초 부족한 예산 규모에서 이 과제를 공고했지만, 이번 추경 예산을 통해 R&D 자금을 확보함으로써 조만간 과제 선정 작업에 착수할 예정이다. 부처 업무 조정에 따라 산업부의 소재 부품 산업 R&D 규모가 지난 해에 비해 줄어들었다는 지적이 있었던 것도 사실이다. 이번 추경으로 다소나마 회복됐다. 특히 추경 예산이 투입되는 사업은 대부분 중견·중소기업 지원에 초점이 맞춰져 있다는 점에서 긍정적이다. 김선민 산업부 소재부품정책과장은 “일반적으로 추경 R&D 비중이 적지만 소재 부품 분야 R&D가 시급해 반영이 된 것”이라며 “제조 산업의 기반이 될 수 있는 소재부품 기술 활성화”를 기대했다.

성호전자, 중·대형 필름콘덴서 개발 착수
필름 콘덴서 전문업체 성호전자가 중·대형 필름 콘덴서 개발에 나섰다. 경쟁이 치열한 소형 콘덴서 시장을 넘어 수요가 늘고 있는 중·대형 시장을 선점하기 위해서다.
지난달 12일 업계에 따르면 성호전자는 서울 본사에 최근 중·대형 필름 콘덴서 연구 설비를 갖추고 개발에 착수했다. 중·대형 필름 콘덴서는 풍력·태양광 발전 장비나 전기 자동차 등에 주로 활용된다. 근래 필름 콘덴서 수요는 전기 저장 용량이 큰 중·대형 콘덴서 시장에서 느는 추세다. 긴 제품 수명을 요구하는 풍력 등 신재생 에너지 발전 설비가 늘고 있기 때문이다. 기존 중·대형 콘덴서 시장에서는 전해액을 사용하는 전해 콘덴서가 주를 이뤘지만 제품 수명이 10년 정도로 짧다는 단점이 있었다. 반면 필름 콘덴서는 제품 수명이 갑절 이상으로 늘어나 에너지 발전기나 전기 자동차 등에 유용하다. 박성재 성호전자 상무는 “소형 필름 콘덴서 시장은 가전 시장 성장세가 정체되며 가격 경쟁이 치열하고 사업 확대에 한계가 있다”며 “새로운 성장을 위해서는 점차 시장이 커지고 있는 중·대형 필름 콘덴서 기술을 서둘러 확보하는 것이 중요하다”고 말했다. 이 회사는 중형 필름 콘덴서부터 단계적으로 개발 제품 용량을 키울 계획이다. 중장기 개발 계획에 따라 3년 내 중형 필름 콘덴서 제조 기술을 확보한 뒤 이후 대형 제품 개발에 착수한다. 성호전자는 올해 연구 개발 투자를 늘려 설비를 확충할 계획이다. 지난해 선정된 산업통상자원부 주관‘월드클래스 300’ 기업 자금 신청도 준비하고 있다. 5년간 지원되는 자금을 더해 차세대 제품 개발에 주력한다.
박 상무는 “중장기 계획으로 중·대형 필름 콘덴서 개발에 첫걸음을 뗐다”며 “제품 양산까지 시간이 걸리겠지만 변화하는 시장 대응력을 키우고 차세대 사업 역량을 빠르게 확보하기 위해 연구 개발에 박차를 가할 것”이라고 말했다.

희성전자, 올인원PC용 양면필름(GF2) 터치스크린패널(TSP) 상용화 세계 첫 도전
희성전자가 세계 처음 대면적 양면 인듐주석산화물(ITO) 필름(GF2) 터치스크린패널(TSP) 상용화에 도전한다. 연매출 4조원대의 최대 LCD 백라이트유닛(BLU) 협력사이자 범LG가인 희성전자가 신성장동력으로 꼽았다는 점에서 주목된다.
GF2 TSP는 애플이 아이패드 미니에 처음 적용하면서 주목받은 기술이다. 두께 및 생산 효율 측면에서 장점이 많지만, ITO소재로 20인치대 대면적 구현이 어려워 그동안 상용화되지 못했다. 지난달 12일 업계에 따르면 희성전자(대표 류철곤)는 올 하반기 가동을 목표로 대구에 신공장을 짓고 22인치 기준 GF2 TSP 월 10만개의 생산라인을 구축하고 있다. ITO 스퍼터·패터닝·메탈라인 등 전 공정 생산라인을 갖췄다. 300억원 이상의 자금이 투입된 것으로 추측된다. 희성전자는 지난해 하반기부터 GF2 조립 라인을 구축해 10인치대 스마트패드와 노트북용 TSP를 월 20만~30만개 생산하고 있다. 이번 투자로 GF2 전 공정 라인을 확보하고, 조립 라인 생산능력도 두 배 수준으로 끌어올릴 것으로 보인다. 희성전자는 22인치 GF2를 양산해 올인원PC 시장을 선점한다는 전략이다. 스마트폰·스마트패드의 등장으로 PC 시장이 침체를 맞았지만, 올인원PC는 나홀로 성장세를 이어가고 있다. 최근 시장조사업체 가트너는 지난해 올인원PC 출하량이 1200만대로 데스크톱PC 시장의 8%에 달한 것으로 분석했다. 올인원PC를 제외한 데스크톱은 향후 5년간 연평균 3% 마이너스 성장을 기록하는 반면에 올인원PC는 5.2%씩 성장할 것으로 관측했다. 종전까지 올인원PC용 TSP에는 메탈메시·은나노와이어 필름 소재가 주로 쓰였지만, 희성전자는 ITO 소재를 택했다. ITO는 표면 저항이 너무 높아 아직 22인치대 GF2 TSP에 쓸 수 있는 터치칩이 개발되지 않았다. 그러나 희성전자는 새로운 패터닝 설계와 채널 저항을 낮추는 기술로 기존 칩으로 22인치 GF2 TSP를 구현한다는 복안이다. ITO 소재는 메탈메시·은나노와이어보다 시인성이 뛰어나 많은 세트업체들이 관심을 보이고 있다.
GF2 사업이 본격화되면 희성전자 영업 전략도 바뀔 것으로 보인다. 그동안 주로 LG디스플레이에 TSP를 공급했다. 기존 주력 사업인 LCD 백라이트유닛(BLU) 고객사 관계 때문이다. 그러나 GF2 TSP 상용화를 계기로 LG전자 직거래 비중이 크게 늘어날 것으로 예상된다. 희성전자 관계자는 “GF2 생산라인을 구축해 올인원PC뿐 아니라 향후 스마트폰 시장 공략에도 집중할 것”이라며 “TSP 사업이 희성전자의 새로운 성장 동력으로 자리매김하는 한 해가 될 것”이라고 말했다.

산화물 나노케이지 개발…차세대 고효율 배터리 개발 길 열어
국내 연구진이 최초로 복합산화물 나노케이지 기술을 개발해 차세대 고성능 배터리를 생산할 수 있는 가능성을 열었다. 미래창조과학부는 23일 서울대 화학생물공학부 중견 석좌교수이자 기초과학연구원 나노입자연구단 현택환 단장이 산화물 나노입자의 갈바닉 부식 작용을 규명했다고 밝혔다.
연구팀은 금속이 부식되면서 금속 나노재료의 성능을 개선하는 갈바닉 교환반응을 이용해 여러 가지 금속이 섞여 있으면서도 다공질인 나노케이지 형태의 독특한 구조를 만들 수 있었다.
산화망간 나노입자를 철 과염소산염 수용액과 반응시키면 우선 산화망간·산화철의 나노박스가 만들어졌고 철 과염소산염 농도를 높이는 데 따라 망간이 점점 녹으면서 가운데에 구멍이 생기는 산화철 나노케이지가 생성됐다. 그동안 단일 금속에 대한 나노케이지 형성에 대한 연구는 있어 왔으나 서로 다른 성분을 조절하면서 복합 산화물 나노케이지를 만드는 방법을 규명한 것은 처음이다.
이 기술을 배터리에 적용할 경우 성분을 조정해 전압을 바꿀 수가 있는 등 나노케이지의 물성을 변경하는 것이 가능해진다. 나노케이지의 속이 빈 구조는 표면적이 넓어져 더 많은 공간을 확보하게 하고 물질의 이동을 원활하게 해 촉매 활성이 뛰어나고 약물전달체로 효과가 높을 것으로 예상된다.
리튬이온전지 실험에서 산화철과 산화망간 이종접합 나노구조는 음극으로 사용하였을 때 흑연을 음극으로 사용 것보다 최대 3배의 높은 용량을 보였고 수많은 충·방전 이후에도 성능저하가 거의 없었다. 연구 결과는 망간과 철 산화물 나노입자뿐 아니라 코발트와 주석 산화물, 망간과 주석 산화물 등 다금속 및 다공성 금속산화물 나노입자의 제조에 광범위하게 적용할 수 있다는 것도 규명했다.
이번 연구는 의약품과 MRI 조영제 등 생의학 분야 발전에도 기여할 것으로 기대되고 있다.
현택환 단장은 “배터리에 실제로 적용하기에는 현재 음극에 주로 쓰이는 흑연보다 안정성이 크게 떨어져 상용화에는 시간이 걸릴 것으로 예상하고 있다”며 “복합산화물 나노케이지는 속이 빈 나노구조로 속을 채울 수 있어 약물제로 쓰이거나 표면적이 커져 촉매 분야에서 활용할 수 있는 등 무궁무진한 가능성을 열어 주는 기술”이라고 밝혔다.
연구결과는 세계 최고 권위 학술지 사이언스 본지에 지난달 24일 게재됐다.

전기장을 이용한 초고속 나노선(線) 프린팅 기술개발
국내 연구진이 저비용으로 유연전자 소자 제작을 위한 나노선 성형, 정렬, 패터닝까지 동시에 할 수 있는 초고속 나노선 프린팅 기술을 개발했다. 이 기술은 간결한 공법으로 시간과 비용을 절감함으로써 입는(wearable) 컴퓨터, 섬유(textile) 전자소자, 접히는(Flexible) 디스플레이 등의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
포항공과대학교 신소재공학부 이태우 교수팀이 수행한 본 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어 사업 “나노기반 소프트일렉트로닉스연구단(단장 조길원)”의 지원으로 수행되었으며, 재료과학분야의 세계적 학술지인 ‘Nature Communications’ 최신호에 게재되었다. 나노선 제조기술은 세계를 변화시킬 10대 신기술의 하나로 평가되는 분야이나 트랜지스터나 메모리와 같은 전자소자로 만들기 위해 넓은 면적에서 나노선의 개별적인 제어가 어렵다는 점이 문제로 지적되어 왔다. 또한 기존의 소자제작 방법은 나노 소재가 가지고 있는 우수한 특성을 잃거나 비용과 시간이 많이 소요되어 상용화에 한계가 있었다.
연구팀은 나노선을 인쇄(printing)하여 제작함과 동시에 정렬과 패터닝(patterning)까지 가능한 one-stop 공정을 고안했다. 전기장을 이용하면 고분자 용액이 고무줄이 늘어나듯 가늘고 길게 떨어지면서 순간적으로 용매가 증발하며 기판 위에 나노선이 형성된다는 사실에 착안한 것이다. 개발된 기술은 잉크젯 프린팅 등 기존의 방법과는 크게 차별되는 것으로 트랜지스터, 전자 회로, 메모리나 화학감지용 센서 등에 활용되는 나노선을 전기장과 로봇공정을 이용해 1m/s의 빠른 속도로 인쇄할 수 있다. 또한 나노선을 이용해 수십에서 수백나노미터 크기의 대면적(大面積, large-area) 패터닝에 성공함으로써, 반도체 직접회로 패턴 묘사기술에 사용되던 고가의 전자빔 리소그래피(Electron-Beam Lithography) 공정을 저비용의 유기 나노 리소그래피(organic nanowire lithography) 공정으로 대체가능하다는 점에서 의미를 갖는다. 연구팀은 이 기술을 이용하여 유기 반도체 나노선 트랜지스터 및 인버터 전자회로를 구현하여 향후 전자소자에 활용가능성을 제시하였다.
이태우 교수는 “초고속 나노선 프린팅 원천기술을 확보함으로써, 인쇄 전자소자 뿐만 아니라 2020년 50조원 규모로 성장할 것으로 예측되는 ‘입는(Wearable) 컴퓨터, 섬유 전자소자, 플렉시블 디스플레이(Flexible Electronics) 등’ 유연 전자소자 시장에서 우리나라가 선도적 지위를 확보할 수 있을 것”이라고 연구의의를 밝혔다.

경희대 ‘그래핀 p-n 접합 다이오드’ 세계 최초 개발
‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀21 실용화를 위한 핵심 기술이 개발됐다. 경희대는 응용물리학과 최석호 교수 연구팀이 화학기상증착법(CVD)과 화학적 도핑법을 이용해 세계 최초로‘올(All) 그래핀 수직형 다이오드’를 개발했다고 지난달 26일 밝혔다. 최 교수 연구팀은 전자가 빠르게 이동할 수 있어 전도성이 매우 좋고 강도 등 물리적 성질도 뛰어난 그래핀의 실용화를 위한 핵심 기술인‘그래핀 p-n 접합 다이오드’ 개발에 성공했다. 연구팀은 그래핀21을 p-n 접합할때 도핑물질에 의해 중간층이 형성돼 터널링 다이오드가 되는 것을 알아냈고 그래핀 p-n 다이오드가 비교적 낮은 전압인 10V 정도에서 약 10³정도의 스위칭 비율을 보여 기존의 그래핀 소자보다 구조와 성능이 훨씬 우수해 실용소자로서의 가능성이 크다는 사실을 입증했다고 설명했다. 최석호 교수는 “그래핀만을 이용해 LED, 태양전지, 메모리 등 투명하고 휘어지는 광·전자나 디스플레이 기기에 적용할 그래핀 p-n 다이오드를 처음으로 개발한 것”이라며 “CVD를 이용해 대면적으로 이를 제작해 그래핀의 상용화 가능성을 앞당겼다는 의의도 크다”고 강조했다. 연구팀의 이런 성과를 담은 논문 ‘그래핀 p-n 수직형 터널링 다이오드’는 지난 21일 나노 분야 국제학술지인 ‘ACS Nano’ 인터넷판에 실렸다.
연구팀은 이 같은 연구성과를 국내외에 특허로 출원했다고 밝혔다.

지투터치, 단층필름전극(GF1) 방식 TSP 양산
터치스크린패널(TSP) 전문업체 지투터치가 베젤이 없는 단일필름전극(GF1) 방식 TSP 양산에 돌입했다. 플렉시블 디스플레이를 구현할 수 있는 휘어지는 TSP 개발에도 성공, 올해 말 양산을 목표로 한다.
지투터치(대표 이성호)는 투명전극필름 밑면에 전극을 한 번만 패터닝 한 GF1 방식 TSP를 국내 스마트폰 제조사에 공급했다고 지난달 22일 밝혔다. 자사 구동칩과 TSP를 동시에 납품한다. 이 제품은 5인치 해외 수출용 스마트폰에 탑재된다. 기존 TSP는 x축·y축 전극을 인듐주석산화물(ITO) 앞뒷면이나 커버글라스 등 서로 다른 층에 패터닝 해서 좌표를 읽어 들이는 방식이었다. GF1은 한 전극을 한 번만 패터닝 하면 돼 TSP 두께를 줄이고 수율 개선 효과도 볼 수 있다. 이 회사가 개발한‘드라이빙 백(Driving Back)’ 기술은 좌표값을 양쪽 테두리(베젤) 전극으로 보내 위치를 계산하는 기존 기술과 달리 각 좌표마다 회로를 연결해 위치를 파악하는 방식이다. 양쪽 베젤 부근에 따로 전극을 패터닝할 필요가 없어 제로 베젤도 구현할 수 있다. 면 저항은 150Ω 수준이고 최소 인식 면적이 2㎟다. 기존 전극 패터닝처럼 스퍼터링 방식을 사용해 공정 차이가 없지만 생산 원가는 최대 60%까지 낮출 수 있다.
지투터치는 필름에 단층 전극 패터닝이 가능해 커버글라스를 폴리이미드 필름이나 강화 플라스틱 등 휘어지는 소재로 대체하면 플렉시블 TSP 구현도 가능하다고 설명했다. 이성호 사장은 “현재 인셀(In-Cell) 방식 플렉시블 디스플레이 공동 개발을 진행 중”이라며 “올해 연말에는 플렉시블 터치 디스플레이 양산이 가능할 것”이라고 말했다.

코오롱인더스트리, 유기태양전지 광변환 효율 세계 최고 수준 달성
코오롱인더스트리(대표 박동문)는 유기태양전지 광변환 효율에서 세계 최고 수준인 11.3%를 달성했다고 9일 밝혔다. 광변환 효율은 입력되는 태양 에너지를 100으로 봤을 때 전기 에너지로 전환시켜주는 효율을 말한다. 코오롱인더스트리가 이번에 달성한 수준은 유기태양전지 선두 기업들의 최고 효율(10~11%)보다 높은 수준이다. 2년 전만 해도 국내 업계의 유기 태양전지 단위소자 효율은 약 3% 수준으로 해외 유수 기업들과 비교해 5년 이상 기술 격차가 벌어져 있었다. 단기간에 세계 최고 수준의 광변환 효율을 달성했다는 점에서 주목된다. 유기태양전지는 무기태양전지에 비해 가볍고 자유로운 형태를 구현할 수 있는 것은 물론이고 실내광만으로도 작동이 가능하다. 롤투롤 공정이 가능해 대량 생산이 쉬운 것도 강점이다. 코오롱인더스트리는 2016년부터 패션 및 아웃도어 용품에 유기태양전지를 적용, 제품을 선보일 계획이다. 장비일체형 태양광발전(DIPV) 시스템 분야에서는 소형 휴대용 전자기기, 군용 전자기기, 일회용 배터리 등으로 응용 분야를 넓힌다. 장기적으로는 건물 일체형 태양광발전(BIPV) 시스템과 소형 발전시스템 등에도 적용하는 것이 목표다.
한정석 코오롱인더스트리 중앙기술원 실장은 “유기 태양전지는 0.1%라도 높은 광변환 효율을 내는 것이 중요하다”며 “이번 광변환 수치는 실험실에서 소량 합성을 통해 얻은 소재를 이용한 것이 아니라 양산화 가능성이 있는 단위 소자에서 기록했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

표준연-미국 일리노이주립대, 그래핀 열전도율 제어 성공
우리나라 정부출연연구기관 연구원이 포함된 미국 연구진이‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀의 열전도율을 제어하는데 성공했다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 강대임)은 양자측정센터 배명호 연구원이 포함된 미국 일리노이주립대학교(UIUC) 연구팀이‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀 (graphene)의 열전도율을 제어할 수 있다는 연구 결과를 공개했다고 8일 밝혔다. 이 연구결과는 네이처 자매지인 네이처 커뮤니케이션즈 4월 11일자로 게재됐다. 연구진은 그래핀 두께가 0.35 ㎚로 매우 얇기 때문에 열·전기전도율 등 고유한 특성이 주변 환경에 따라 민감하게 변할 수 있다는 것을 이용, 그래핀의 폭을 조절함으로써 열전도율 제어가 가능하다는 것을 실험적으로 밝혔다. 연구진은 기판위 그래핀 폭을 300㎚에서 65㎚정도로 줄여 측정한 결과 일반적으로 알려진 값보다 열전도율이 수십 배 이상 감소하는 것을 발견했다. 배명호 연구원은 “그래핀 폭 설정을 달리함으로써 열전도율을 자유자재로 조정할 수 있다”며 “열을 보관해야 하는 단열재나 버려지는 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 열전발전기 등에 이 기술을 활용할수 있을 것”이라고 말했다.

석상일 화학연 박사, 차세대 태양전지 제조 플랫폼 개발
기존 태양전지의 기술적인 한계를 극복한 새로운 플랫폼의 무기-유기 하이브리드 이종 접합 태양전지 제조기술이 개발됐다. 한국화학연구원 석상일 책임연구원(성균관대 에너지과학과 교수 겸임)은 고효율, 저가격 및 고내구성을 모두 만족하는 차세대 태양전지 제조 플랫폼을 개발했다고 지난달 8일 밝혔다. 이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구실사업 및 한국화학연구원의‘KRICT2020’ 사업 지원을 받아 이루어졌다. 연구결과는 네이처 포토닉스지 온라인판 5월 5일자에 게재됐다.
연구진은 무·유기 소재 장점과 나노구조의 장점 및 화학적 용액 공정의 장점을 결합해 저가이면서 효율이 높고 내구성이 뛰어난 태양전지 제조 플랫폼을 제시했다. 연구진은 무기물로 구성된 나노구조 광전극에 용액공정을 이용한 결정성 무·유기 하이브리드 소재를 광흡수체로 충진하고, 상부에 용액공정을 이용한 홀전도성 공액 고분자를 도입하는 매우 단순한 공정을 이용했다. 이 플랫폼으로 제조한 태양전지는 이 분야 세계 최고인 12% 이상의 효율을 나타냈다. 추후 제조공정 최적화 여부에 따라 15% 이상의 효율도 기대된다는 것이 연구진의 설명이다.
한편 기존 태양전지에는 효율이 높지만 고가인 박막태양전지와 효율이 비교적 높고 저가 제조가 가능하지만 장기 안정성에 문제가 있는 염료감응태양전지, 저가로 제조가 가능하지만 광안정성이 매우 낮은 유기태양전지 등이 있다. 석상일 책임연구원은 “기존 태양전지에 비해 화학적으로 쉽게 합성할 수 있는 저가의 소재를 사용했다”며 “공정이 단순해 태양전지 제조단가 인하에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.

탄소나노튜브(CNT) 반도체 양산 단초 찾았다
한국인이 차세대 반도체 소재로 유력하게 거론되는 탄소나노튜브(CNT) 정제 기술을 개발했다. 진성훈 미국 일리노이대 신소재공학부 박사 후 연구원과 존 로저스 교수 연구팀은 최근 ‘나노크기 열모세관 유동(Nanoscale Thermocapillary Flow)’이라는 CNT의 물리적 현상을 발견하고 새로운 정제 기술을 개발했다고 지난달 7일 밝혔다.
CNT는 실리콘에 비해 전자 이동도가 높고 더 미세한 설계가 가능하다. 반도체 회로 선폭 미세화가 한계에 다다르면서 그래핀과 함께 차세대 소재로 주목 받아왔다. 하지만 금속형·반도체형 CNT 분리 과정에서 열화(전기 이동도가 떨어지며 정렬 구조가 엉키고 순도가 떨어지는 현상)가 발생해 양산에는 이르지 못했다.
로저스 박사팀은 반도체 CMOS 공정에서 화학기상증착(CVD) 방식으로 성장한 정렬된 탄소나노튜브에서 반도체형 CNT만 99.9% 고순도로 정제해내는 기술을 개발했다. 실리콘 기판 위에 노광공정으로 회로도를 그려 반도체 박막을 증착·식각해서 회로를 만드는 기존 방식과 달리 스위칭 소자 위에 CNT 유기 박막을 씌운 다음 선택적 발열을 통해 금속형 CNT만 식각해낸다.
진 박사는 “지금까지 CNT 소재는 화학적 정제기술(DGU)은 정제 과정에서 순도가 99% 이하로 떨어지고 전자 이동도도 10분의 1 수준으로 감소하는등 사실상 실리콘 대체 효과가 없었다”며 “이 기술을 이용하면 순도 99.9% CNT를 웨이퍼 수준으로 만들 수 있다”고 설명했다. 이동도도 감소하지 않는다고 덧붙였다.
이번 연구는 나노 분야 권위학회인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology) 5월호에 실렸다. 진 박사는 제1 저자로 게재됐고, 세계적 과학 인명사전인 마르퀴스 후즈후(Marquis Who’s Who)에 등재될 예정이다.

기계연-KAIST, 양자점 안정화 비밀 풀었다
차세대 태양전지 소재인 황화납 양자점의 안정성에 대한 비밀이 국내 연구진에 의해 풀렸다. 한국기계연구원(원장 최태인) 나노역학연구실 정소희 박사 연구팀은 KAIST 나노과학기술대학원 김용현 교수팀과 공동으로 양자점 크기가 3.5㎚ 이상으로 커지면 산소나 물 등과 접촉하는 공간이 발생해 산화하는 문제를 해결했다고 지난달 8일 밝혔다.
양자점은 크기에 따라 광흡수 파장이 달라지는 초미세 반도체 구조물이다. 광소자나 광전변환소자 제작, 바이오이미징 등의 분야에 활용된다. 문제는 양자점이 커지면 대기안정성이 현격히 떨어진다. 이를 기계연과 KAIST 연구진이 1.5㎚ 크기의 황화납 양자점을 합성하고 제어하는 방법을 찾아냈다. 연구진은 황화납 양자점의 크기에 따라 모양이 팔면체에서 육팔면체로 바뀌는 현상도 규명했다. 또 이러한 모양 변화가 양자점의 대기안정성에 직접 영향을 준다는 사실도 처음 밝혀냈다. 이 연구결과는 화학분야 국제학술지인‘미국화학회지(JACS)’에 게재됐다.
정소희 선임연구원은 “저가·고효율의 차세대 광전변환소자로 각광을 받고 있는 양자점 태양전지 기술의 난제가 풀린 셈”이라며 “에너지 변환효율 6.5% 이상의 양자점 태양전지 제작을 시작했다”고 말했다. 공동 연구자인 김용현 교수는 “지난 10여년간 잘 알려져 있지 않은 황화납 양자점 표면의 미시적인 형성 원리를 실험-이론 공동연구를 통해 세계 최초로 규명한 것”이라고 말했다.

KAIST, 휘어지는 고집적 반도체 회로 구현
입는 컴퓨터나 플렉시블 디스플레이에 들어가는 고집적회로(LSI)를 유연하게 제조하는 기술이 개발됐다.
KAIST(총장 강성모)는 신소재공학과 이건재 교수 연구팀이 100㎚ 두께의 실리콘 칩 고집적회로를 플라스틱 기판위에 옮겨 심는 데 성공했다고 지난달 7일 밝혔다. 자유롭게 휘어지는 스마트폰과 컴퓨터를 제작하기 위해서는 애플리케이션 프로세서(AP)와 대용량 메모리, 무선통신소자 유연화가 필수다. 연구진은 고집적 무선통신소자를 단결정 실리콘에 형성한 뒤 100㎚ 두께의 매우 얇은 실리콘 칩 회로를 뜯어내 플라스틱 기판위에 안정적으로 옮기는 방법으로 구부릴 수 있는 반도체회로를 구현했다.
이 교수는 현재 나노종합기술원, 한국기계연구원과 공동으로 이번 연구 결과물인 고집적 유연 반도체 회로를 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 양산하는 연구를 추진 중이다. 이 연구 결과는 미국 화학회가 발행하는 나노과학기술(NT) 분야 국제 학술지인‘ACS 나노’ 4월 25일자 온라인판에 게재됐다. 이 교수는 “인체내부의 좁고 굴곡진 틈에 삽입할 수 있을 것”이라며 “최근 미국 FDA가 승인한 인공망막 통신 및 정보처리 기기 등에 적용 가능할 것”으로 내다봤다.
이 연구 공저자로 참여한 이귀로 KAIST 전기 및 전자공학과 교수(나노종합기술원 원장)는 “향후 상용화를 위한 정부 지원이 이루어진다면 미래 먹거리로 창조경제에도 이바지할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

KIST, 물질분야융합연구국제 심포지엄 개최
한국과학기술연구원(KIST)은 지난달 9일부터 사흘간 KIST 국제협력관 컨벤션홀에서 물질분야 융합연구 국제심포지엄인‘2013 KIST-IMCM Symposium for Innovative Materials’를 개최했다.
멀티스케일 물질구조 제어(Multiscale Materials Architecturing)를 비롯해 △광전융합시스템(Opto-Electronic Convergence Systems) △계산과학(Computational Science) △에너지·환경 소재(Energy, Environment-related Materials) 등 세부주제로 기획된 이번 심포지엄에서는 물질연구분야 세계적 석학인 장 키밍 펜실베니아 주립대 교수와 노다 스스무 교토대 교수, 임지순 서울대 교수 등 21명 국내외 석학 강연과 80여 편 포스터 발표가 진행됐다.

SKC, 동진쎄미켐과 손잡고 전자 소재 기업으로 탈바꿈
SKC가 중견 소재 전문기업과 손을 잡고 반도체 소재 사업에 본격 진출한다. SK그룹으로 편입된 SK하이닉스를 통해 신사업의 돌파구를 첨단 재료 사업에서 찾는 동시에 대중소 동반성장의 모델 사례로 삼겠다는 의지다.
지난달 7일 업계에 따르면 SKC(대표 박장석)는 최근 국내 전자 소재 중견 기업인 동진쎄미켐과 반도체 소재 사업에서 상호 협력하기로 계약을 체결했다. 두 회사는 반도체 미세 공정에 사용되는 첨단 소재를 공동 개발할 계획이다. 이를 통해 SKC는 반도체 소재 사업에 진출하고, 동진쎄미켐은 SK하이닉스 매출 비중을 높일 수 있을 것으로 기대했다.
SKC는 연내 반도체 소재 시장에 본격 진입할 계획이다. 이를 계기로 첨단 전자 소재 전문기업으로 도약하겠다는 전략이다. SKC는 SK그룹의 대표 소재 회사로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 사업과 프로필렌옥사이드(PO) 등의 화학제품 사업을 주력으로 하고 있다.
지난해 매출은 약 2조6292억원으로 2011년 2조4735억원보다 약 6% 성장했다. SKC는 신성장 동력을 발굴하기 위해 자회사 SKC솔믹스 등을 통해 태양광 소재 시장에도 진출했지만 시장이 침체되면서 큰 효과를 보지 못했다. SK그룹이 하이닉스를 인수하면서 SKC는 반도체 소재 시장으로 눈을 돌렸다. 인수합병(M&A)이나 독자 연구개발(R&D)은 현실성이 떨어진다는 판단 아래 국내 전문기업과 협력하는 방식을 택했다.
동진쎄미켐은 반도체 및 평판디스플레이 등에 사용되는 감광액과 산업용 기초 소재인 발포제 등을 생산하는 회사다. 자회사 매출을 합쳐 지난해 5712억원의 매출을 올렸으며, LCD 액정 등도 국산화하면서 국내 토종 소재기업으로 기술력을 인정받았다. 국내 주요 고객은 삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이 등이다. 동진쎄미켐은 대기업인 SKC와 포괄적 협력을 맺게 돼 해외 기업들이 독점하고 있는 첨단 소재 시장에 도전할 수 있는 길이 열렸다.
SKC 관계자는 “반도체 소재사업 강화 및 첨단 재료 사업 다각화를 통해 궁극적으로는 전자재료 회사로 성장할 계획”이라며 “해외 기업에 편중된 하이엔드 기술을 국산화하기 위해 R&D 투자를 검토 중”이라고 말했다. 또 “동진쎄미켐과의 협력을 비롯해 국내외 기업과의 협력방안도 지속적으로 추진 중”이라고 덧붙였다.
한편 SKC는 이날 지난 1분기 연결기준 매출 5602억원과 영업이익 238억원의 실적을 올렸다고 발표했다. 매출액은 지난해 같은 기간에 비해 6.4%, 전 분기에 비해서는 18.5%가 하락했다. 화학 사업 실적은 부진했던 반면에 필름 사업은 디스플레이 시장 침체에도 불구하고 좋은 성적을 거뒀다.

제일모직, 올해 전자재료 사업 힘 싣는다
제일모직이 올해 전자재료 사업을 대폭 확대한다. 전자재료 사업 개발을 위해 연구개발(R&D) 인력을 늘리고 반도체·디스플레이·능동형(AM) 유기발광다이오드(OLED) 재료 사업 육성에 나선다.
제일모직 관계자는 “올해부터 전자재료 사업에 힘을 집중할 예정”이라며 “막 양산을 시작한 OLED 사업 안정화와 더불어 기존 재료 사업도 강화할 것”이라고 말했다. 이를 위해 제일모직은 OLED 소재 등 전자재료 사업에서 약 500명의 연구개발(R&D) 인력도 700명 수준까지 늘릴 계획이다. 이미 전자수송층(ETL), 정공수송층(HTL) 등 OLED 핵심 소재 개발에 성공, 지난달 ETL 양산 설비 구축을 완료했다. AM OLED 소재 원천 기술을 보유한 독일 노바엘이디 인수도 적극 타진하고 있다.
노바엘이디 인수 이후 전자재료 사업에 더욱 힘이 실리게 됐다. 전자재료 사업은 박종우 사장이 적극적으로 관심을 갖는 분야다.
박 사장은 수시로 제조 라인에 직접 들어가 공정을 챙기는 것으로 알려졌다. 올해 전자재료 사업의 대외적인 매출 목표는 약 1조8000억원이다.
하지만 삼성전자 갤럭시S 시리즈 판매가 호조를 보이고 있는데다 OLED TV용 소재 시장에 진입하면 2조원 달성도 가능할 것으로 예상된다. 지난 1분기 제일모직 매출액은 지난해 같은 분기보다 1000억원가량 성장한 1조5230억원을 기록했다.
전자재료사업은 태양광 페이스트 등 신제품 공급량 증가로 매출액이 지난해 같은 기간보다 약 120억원 증가했다.
지난 6일 열린 실적발표회에서 강주동 전자재료그룹장은 “향후 주력인 편광 필름 사업도 3월 흑자 전환 이후에는 꾸준한 성장이 예상된다”고 말했다. OLED 소재는 ETL 이외 재료도 고객사 공급을 추진 중이라고 전했다.