수나노미터 압전제어 가능한 새로운 압전리니어모터 개발, 상용화 성공 인정받아 과학기술부와 한국과학재단(KOSEF)은 이달의 과학기술자상 11월 수상자로 윤석진 박사를 선정했다. 한국과학기술연구원(KIST)에 근무하고 있는 윤석진 박사는 수 나노미터까지 위치제어가 가능하면서도 구조가 간단하고 소형, 경량으로 이동거리를 자유롭게 조절할 수 있는 새로운 압전 리니어모터를 개발하여 상용화에 성공했다. 박막재료연구센터 센터장이기도 한 윤석진 박사를 만나 센터의 연구방향과 국내 연구개발의 발전방향 등에 대해 들어보았다. 윤석진 박사는 연세대 전기공학과에서 학·석·박사 학위를 받았고, 미국 펜실베니아주립대에서 박사 후 과정을 거쳤으며, 지난 1988년부터 KIST에서 연구원으로 활동하고 있다. ‘이달의 과학기술자상’ 11월 수상자로 선정되셨는데 소감을 말씀해 주십시오. 당연히 연구원으로써 해야 하는 책무가 연구인데 연구 성과로 과학자상을 수상하게 되어 쑥스럽습니다. 다만 연구분야와 운이 따라주었을 뿐인데… 이제부터 책임감과 의무감을 가지고 더욱 더 성실히 연구에 전념하겠다는 다짐을 하며 이번 영광을 저희 팀 연구원들에게 돌리고 싶군요. 감사합니다. 주요연구 내용에 대해 말씀해 주십시오. 1989년 초음파 모터와 관련한 연구논문 주제를 선정한 계기로 지금의 압전 리니어모터 개발에 이르게 됐습니다. 리니어모터는 위치제어의 정밀도가 4nm로 기존의 압전 리니어모터(50나노미터)에 비해 10배정도 우수할 뿐만 아니라 3kg의 무게를 이동 시킬 수 있습니다. 특히 리니어모터를 이용한 나노 위치제어 시스템의 경우 구조가 매우 간단하고 컴팩트하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 가격이 저렴하여 국제적인 경쟁력을 확보할 수 있게 되었습니다. 리니어 모터는 초음파(20KHz이상) 교류전원으로 구동되기 때문에 소음이 없고 전자파 장애가 없어 정밀 위치제어에 유리한 조건을 갖췄습니다. 압전 리니어모터는 나노미터의 정밀도를 갖고 1초 동안 40cm를 이동할 정도로 빠르며, 작동 중 발생하는 소음이 매우 작고 속도와 위치를 자유자재로 제어할 수 있는 장점이 있습니다. 반도체 제조장비, 정밀광학제어 장치와 정밀공작기계 분야 등 직선 운동을 필요로 하는 산업전반에 폭넓게 활용이 가능함은 물론, 휴대전화의 카메라에 사용될 초소형 모터 개발에 그 이론을 적용할 수 있습니다. 한·미·일본 등에 특허출원중인 ‘압전 리니어 모터’의 상용화에 따른 의미를 말씀해 주십시오. 리니어모터는 나노미터 크기의 정확한 위치제어와 10-6초 정도의 빠른 처리능력을 갖는 차세대형 모터입니다. 반도체 및 광학장비용, 정보처리용과 service robot 및 사무기기의 부품 등에 적용이 가능합니다. 특히 이 기술은 미국, 일본 등의 선진국들이 기술이전을 회피하는 부품입니다. 국내 연구진에 의한 저렴하고 독창적인 구조를 갖는 소형 리니어모터의 개발은 선진국과 당당히 겨룰 수 있는 기술적 토대를 마련했다는데 큰 의미를 둘 수 있습니다. 현재 리니어 모터의 기초가 되는 세라믹에서 발생하는 진동변위의 확대와 리니어 또는 회전형의 설계에 관련한 기술을 지난 3월 미국, 일본, 한국에 특허출원을 마친 상태입니다. 그리고 현재 이 기술은 (주)피에조테크놀로지에 기술이 이전되어 양산되고 있습니다. KIST 박막재료연구센터의 중점 연구 분야에 대해 말씀해 주십시오. 박막재료연구센터는 크게 3가지 중점연구 분야를 두고 있습니다. 첫째로는 ‘레이저 다이오드용 징크옥사이드(ZnO) 에피박막 성장’ 둘째로는 ‘비 인듐계 ITO 전극재료’ 셋째로는 ‘압전 PZT 박막과 액츄에이터를 이용한 MEMS 공정, 설계 및 제어기술’ 등입니다. 이 같은 중점연구 분야는 4년에서 5년 내에 국가에 필요한 원천기술 개발을 목표로 연구에 전념하고 있습니다. 중점연구 분야의 집중연구를 통해 기술적인 측면에서 성과를 보일 경우 기업체와 연관된 강점연구 분야로 전환하게 됩니다. 17명으로 구성된 박막재료연구센터는 연구원 개인이 보유한 강점분야 기술들에 대해 단기 연구목표를 설정하여 조기 산업화에 중점을 두고 있습니다. KIST 박막재료연구센터의 센터장으로써 센터의 나아갈 방향에 대해 말씀해 주십시오. 우선 센터 구성원이 가지고 있는 역량을 총 집결하여 현재 진행하고 있는 기관고유 과제의 연구목표를 위해 총력을 기울이며, 박막재료 센터의 관련 기술의 국내 교육기관과의 교류를 활발히 진행할 계획입니다. 또한 국제 교류를 통한 기술 홍보에도 주력할 계획입니다. 이밖에도 기술인력 확충, 국제적인 네트워크 구축 등의 성과를 기대하고 있습니다. 한편, 소재·부품 분야의 국내산업의 부흥과 첨단 전자 부품의 국산화가 시급한 시기에 연구 개발에 그치지 않고 산업화에 목표를 둘 계획입니다. 우리나라 세라믹스 관련 과학기술의 나아갈 길에 대해 말씀해 주십시오. 최근 IT, NT 등이 부각되면서 소재·부품관련 기술의 연구 개발이 축소됐을 뿐만 아니라 미진한 실정입니다. 정부 차원에서도 소재·부품 기술 개발과 관련해서는 인색할 따름입니다. 단지 돈이 안 된다는 이유로 현재와 같은 상황이 계속된다면 선진기술 대열에 설 수 없을 뿐만 아니라 핵심 기술을 보유할 수 없습니다. 그만큼 소재·부품 기술 개발이 중요합니다. 이를 위해서는 연구에 있어서도 우선적으로 산업 구조로의 변화가 필요합니다. 장기적인 안목과 계획적인 육성을 추진함으로써 전략을 구축해야만 합니다. 연구원 스스로도 로드맵 작성을 통한 지속적 R& D로 연구의 효율적인 면(산업화)이 강조되어야 할 것입니다. 아무리 우수한 기술이라도 산업화 되지 않은 기술은 무의미합니다. 정부출연연구기관에 근무하면서 어려웠던 부분이 있다면 말씀해 주십시오. 2년전 국가지정연구사업과제(NRL)에서 탈락한 적이 있습니다. 나노미터 수준의 정밀도를 갖는 초음파모터를 최첨단의 나노기술로 인정하지 않았기 때문입니다. 그 당시 관계자들의 초음파 모터에 관한 이해 부족이 문제였죠. 이 때문에 우선 연구비를 지원받기가 쉽지 않았습니다. 나노미터 크기의 분말(가루)만 나노기술로 인정하는 과학계의 안목이 걸림돌이었다. 그 후 긍정적 사고를 바탕으로 꾸준히 연구를 계속해 지금의 고품질 초소형 모터를 개발에 이르렀습니다. 吳德根 기자