[이슈분석]차세대 소재

소재 산업은 전자, 자동차, 에너지, 의류 등 모든 산업에 근간이 되는 기초 물질이다.

소재 변화를 이용해 제품 성능과 기능을 크게 혁신시킬 수 있고 전혀 새로운 산업을 창출해 낼 수도 있다. 무엇보다 일본, 유럽 등 선진국과 다양한 산업에서 기술 격차를 좁힐 수 있는 구심점 역할을 하게 된다.

정부는 차세대 소재 분야로 국내외 시장에서 활용도가 높은 △하이브리드 나노 소재 △탄소 소재 분야를 집중 육성한다. 이 분야 소재 합성 방법, 물성 특성 평가 방법 등 표준화 개발에 적극 나선다는 계획이다.

하이브리드 나노 소재 분야는 현재 미국과 일본이 최고 수준 기술을 보유했다. 국내는 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 산업에 연구개발을 집중, 대량 합성기술·양산체계를 갖춰 상용화하는 데 총력을 기울이고 있다.

그래핀은 현재 기초 연구 위주로 소재 합성, 응용기술 개발만 진행된다. 양산과 사업화를 목표로 한 대규모 투자는 아직 이뤄지지 않고 있다. 정부는 이를 개선하고자 합성 또는 성장된 CNT와 그래핀의 물리적·화학적·전기적 특성 등 평가방법을 표준화해 응용제품별 생산 방식 기준을 설정하기로 했다.

하이브리드 나노 소재로 양자점 소재에 관심도 급증하고 있다. 디스플레이 분야에서는 균일한 양자점 제조 기술을 확보해 대면적 양자점 박막 개발에 나섰다. 배터리 분야는 다양한 요구 조건에 맞는 공정 기술과 제품 성능에 맞춰 양자점 구조를 제어할 수 있는 기술 개발이 필요하다.

탄소 소재 분야는 대부분 미국·일본·독일 등 해외에 의존하고 있으며 탄소소재 고도화와 제품 활용도가 미진해 수요시장 창출에 어려움을 겪고 있다.

현재 탄소 소재와 관련 응용 소재는 항공·인공위성·자동차·풍력 산업 등에 적극 활용되고 있다. 이에 기계별 특성, 열적 특성, 보관 기관, 신뢰성 확보 등을 위한 각종 물리·화학적 평가방법 표준화를 우선 추진한다. 표준화 구축 이후 외국 인증에 준하는 국내 품질 인증 프로세스 구축 필요성도 제기됐다.

또 저비용 탄소섬유를 개발할 제조, 공정 기술 개발에도 나선다. 플라즈마를 이용한 저비용 공정 기술 개발뿐만 아니라 라지 토(large tow) 생산 기술과 접목해 최적의 공정 기술 개발이 선행돼야 10~12달러/㎏의 저렴한 탄소섬유 제조가 가능하기 때문이다.

이 밖에 기능성 탄소섬유, 초고강도 탄소섬유 전기전도도 측정법 표준화 등도 함께 진행된다.

성현희기자 sunghh@etnews.com