편집부(외신) 유리는 시간이 시작된 순간부터 우리와 함께 존재해왔다. 자연이 우리에게 유리를 주었지만 어떻게 제조하고 아름다운 물건으로 만들어 내는 방법을 알아내는데 까지 많은 시간이 걸렸다. 최근에는 물에 뜨는 유리, 고 강도 유리 섬유, 가벼운 유리 용기, 유리-세라믹, 광변색 유리, 저-E 유리, 강화유리, 핵폐기물 유리, 바이오유리, 광학 도파관과 광섬유 증폭기 등이 만들어 지고 있다. 유리가 핵폐기물 문제를 해결할 거라고 누가 생각이나 했을 것인가? 또 미세 바이오 유리 입자가 사람의 몸에 들어가 암세포를 방사 처리하고 뼈를 재생할 수 있을 것이라고 누가 생각했을 것인가? 또 유리 섬유가 전화용 구리선과 케이블 텔레비전과 컴퓨터 데이터 통신을 대체할 것이라는 것도 누가 생각이나 할 수 있었겠는가? 유리가 우리에게 줄 수 있는 것은 무궁무진해 보인다. 우리는 과학자들과 연구자들에게 지난 성과에 대해 감사해하지 않을 수 없다. 우리는 유리의 가공 특성을 어떻게 미래 기술과 결합시켜야하는지 끊임없이 연구하고 시험해 봐야한다. 대부분의 사람들은 유리 기술을 발전시키고 경제적 효율을 늘리기 위해서는 새로운 재료의 개발과 발견이 훨씬 중요하다고 생각하고 있다. 그러나 이 영역에는 적은 활동성이 분명히 존재한다. 이 부족함은 유리 산업에만 국한되어 있는 것이 아니다. 새로운 재료의 발견은 필연적으로 돈이 많이 드는 것은 물론이고 위험하고, 어렵고, 시간이 많이 든다. 이 분야에서 새 물질의 R&D를 하고 있는 회사 연구실은 그리 많지 않고 정부와 대학 연구실이 대부분이다. 일반적으로 자금 형성이 유리 연구를 이끌어나간 것은 아니었다. 새로운 유리 개발 단계에 있는 새로운 유리가 많이 있고 대부분이 시장에 소개될 준비를 하고 있다. 금속성 유리, 찰코게나이드(chalcogenide) 유리, 텔루라이드(telluride)와 저미네이트(germinate) 유리, 시오보래드(thioborate)와 포스페이트(phosphate) 유리, 그리고 (옥시)할라이드(halide) 유리 등이 그것이다. 또한 개발 단계인 새로운 유리는 나노 크리스탈, 바이오유리, 바이오 유리-세라믹스, 비취성 유리와 혼합 유리/폴리머 나노 화합물 등이 있다. 새 유리의 가치는 무엇인가? 이 것들은 희토(rare-earth), 유기 안료, 반도체를 제공하고 또는 독특한 광학적, 자기-광학적 특성이 발현되도록 금속 입자 도핑을 가능하게 한다. 새로운 유리는 생물학적인 적합성을 제공하고, 파괴에 강하면서도 저가의 공정을 가능하게 해준다. 우리는 다음과 같은 새로운 유리를 발견하고자 한다. ㆍ이온 통과 정도가 10시간 보다 10분 정도의 이온 교환 강도를 갖거나 프로톤 투과가 연료전지 막으로 쓰일 수 있는 저가의 유리 ㆍ고속 가역 광변색성이나 광전도성 유리 ㆍ유리 표면이 전기 전도 층으로 변해 다양한 저항을 갖는 유리 ㆍ생체용해도가 국부 환경에 따라 뼈나 치아 미네랄보다 민감한 유리 새로운 재료의 발견과 개발, 시장 진입에는 비용이 많이 들기 때문에 이들 영역에 대한 실험은 미비한 실정이다. 반면 새로운 재료의 디자인과 개발을 위한 저비용 방법으로 컴퓨터 모델링과 시뮬레이션은 활발한 투자가 이뤄지고 있다. 그러나 이것이 현실화되기 위해서는 테라급 슈퍼컴퓨터가 등장하기를 기다려야 한다. 현재 사용되는 유리 제품에 표면처리를 하거나 코팅을 하거나 또는 부품과 최종 제품을 결합하는 새로운 혁신적인 공정들이 활발히 개발되고 있다. 채널을 식각하거나 색을 입히거나 유리에 이온 빔이나 레이저를 이용해 결정 형상을 만드는 것은 현재 제조 기술에 큰 영향을 끼칠 것으로 예상된다. 마이크로 렌즈 배열을 만들기 위해 광학, 전자 빔 사진식각 기술, 열 환류(thermal reflow)기술들이 계속 시도되고 있다. 광섬유의 코어부분을 산성용액으로 부식시켜 만든 소위 나노 채널 유리는 스위칭과 계산을 위해 또는 또 다른 나노 선과의 접합을 위해 액정으로 다시 채워질 수 있다. 비슷하게 구멍이 뚫린 섬유는 빛의 방향과 편광을 조절할 수 있게 해준다. 이 섬유의 구멍에 다른 재료를 채워 넣음으로써 빛을 조정할 수 있는 새로운 방법을 얻을 수 있다. 유체역학의 발전과 이온 교환 강화 공정은 점점 첨단의 유리 기판을 필요로 하게 되었다. 유리 기판의 신뢰성 있는 결합력과 얇은 특성이 미세 유체, MEMS와 보안시스템에 새로운 응용이 가능하게 만들어 줄 것으로 기대된다. 코팅 코팅은 아마도 혁신 공정 중에서도 가장 공통되는 공정일 것이다. 유리에 가치를 더해서 제품을 만드는 것은 아마도 그 한계가 없을 것 같다. 다양한 패턴으로 코팅이 된 유리의 나노 구조 표면은 액체와, 또는 먼지, 박테리아와의 접착이 좋게 할 수도 나쁘게 할 수도 있다. 촉매를 사용한다면 이들 코팅은 셀프 클리닝도 가능할 것이다. 이들 코팅이 폴리머로 도핑이 되면 항균성을 갖게 만들 수도 있다. 코팅은 명령에 따라 어둡게 변화시킬 수 있는 스마트 창과 거울에 핵심 부품이다. 디스플레이 기술 역시 전도체를 신뢰성 있게 대면적의 유리에 코팅하는 기술과 액정, 박막 트랜지스터와 유기 발광 다이오드에 의존하고 있다. 새로운 코팅 재료의 발견과 개발은 비싸고 위험하다. 그러나 전략을 세워서 실천하면 새로운 물질을 개발하는 것보다 더 빠른 결과를 얻을 수 있다. 바이오 기술, 차와 주택의 온도 관리, 태양 에너지 저장과 조명의 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 코팅 유리를 개발하는 것은 투자할 만한 가치가 충분한 영역이다. 응용제품으로의 실현 완전히 새로운 기술과 산업에 기여할 수 있는 유리 제품을 가능케 하려면 무엇이 필요할까? 유리는 화학, 생물학 분석에 필요한 기판 물질이다. 낮은 전기 전도성과 내화학성 때문에 모세관 전기이동법으로 DNA와 단백질을 분리하는데 최적의 물질이다. 유리는 투명하고 형광성이 낮기 때문에 광학 검출 시스템에 매우 적합하다. 유리 기판은 유전자의 미세 배열과 약 개발, 화학 분석과 생물학 반응기와 같은 다양한 연구 분야에 사용할 수 있다. 이러한 모든 응용 제품은 어느 정도 미세 유체공학과 관련되어있고 이 부분이 유리가 원래부터 가지고 있는 삽입된 채널과 봉인된 액체 챔버를 직접 결합시킬 수 있는 장점을 발현할 수 있는 부분이다. 유리는 도파관, 레이저, 증폭기, 광학 논리 회로 내의 광학적 기판으로도 사용할 수도 있고 가까운 미래에 저가로 더 진보된 기능을 하도록 집적될 저장 창치에 사용될 수 있다. 생물의학 산업에서는 유리구슬과 형광 이온으로 코드가 새겨져 있고 생체 분자와 기능화 되어있는 나노 섬유는 분자 치료나 암세포를 찾아서 죽이는 내부 정찰병의 역할을 할 수 있을 것이다. 이동과 구조 디자인에서는 경량, 고강도 유리가 항상 요구되고 있다. 에너지 생산 분야에서는, 유리 이온막과 고 신뢰성 밀봉이 연료전지를 현실화하는데 큰 기여를 할 수 있다. 이러한 모든 응용분야와 다른 유리의 응용 제품을 꾸준히 연구, 개발하고 새로운 재료와 혁신적인 공정을 연구하는 것은 새로운 유리 제품을 위해 필수적인 일이다. (Ceramic Bulletin)