[대한민국 과학자]박동수 재료연구소 기능세라믹연구실 책임연구원

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박동수 재료연구소 기능세라믹연구실 책임연구원은 1990년 재료연에 들어와 줄 곳 한 분야만 판 세라믹 소재 전문가다.

세라믹은 항공우주산업에서 스마트폰 등 첨단 전자통신기기까지 다양한 분야에 상용하는 핵심 소재다. 우리나라 대표 소재 연구기관인 재료연구소가 화학 소재를 제외한 세라믹과 금속, 고분자를 3대 소재로 중점 연구하는 이유다.

[대한민국 과학자]박동수 재료연구소 기능세라믹연구실 책임연구원

세라믹을 소재로 만든 제품은 높은 온도와 부식이 잘 되는 환경에서 잘 견딘다. 이러한 장점을 갖추려면 세라믹 원료에 열을 가하는 소결 과정을 거쳐야 한다. 소결 과정을 거쳐야 세라믹을 제품 소재로 사용할 수 있다는 것이 정설로 돼 있다.

물론 세라믹 제품이 깨지기 쉽다는 단점도 있다.

박 책임연구원은 이에 세라믹의 깨지기 쉬운 성질을 최소화할 수 있는 기술 개발에 매진했다. 이 결과 소결 과정 없이 코팅만으로 제품을 보다 단단하게 만들 수 있는 세라믹 코팅 기술을 개발해 국내외 산업계 주목을 받고 있다.

대표적 성과는 세계 최대 면적(1000×650㎜²)에 최고속도(소요시간 43분)를 갖춘 상온분사 세라믹 코팅 기술 개발이다. 얇은 막을 씌우는 일반적 코팅 방법과 달리 아주 작은 분말 세라믹을 표면에 뿌리는 방식의 코팅 기술이다. 박 책임연구원은 “마치 민들레 씨앗이 바람에 퍼지는 것처럼, 세라믹 분말이 기판에 잘 붙을 수 있게 진공 챔버 내에서 바람 역할을 하는 이송가스(압축공기)로 코팅한다”고 설명했다.

이어 “눈으로 볼 수는 없지만 분말 하나하나가 뭉쳐 새로운 기능을 갖게 만드는 코팅 기술로 수십 마이크로미터의 두터운 코팅도 가능하며 금속이나 세라믹, 아크릴 등 다양한 기판에 적용할 수 있다”고 말했다.

세라믹 과립 상온진공분사 방식으로 대면적 및 대량 코팅이 가능한 장비도 처음으로 개발했다.

박 책임연구원은 “이 장비는 저진공 상태에서 저가 원료를 사용해 고밀도의 기능성 세라믹 코팅을 고속 제조할 수 있어 기존 공정 대비 생산비용을 약 30%까지 절감할 수 있다”고 말했다.

실제로 반도체·디스플레이 산업용 기능성 세라믹 코팅에서 임플란트·표면 바이오 세라믹 코팅, 새집증후군 예방을 위한 환경정화용 광촉매 코팅까지 적용 가능해 산업적 파급효과는 매우 클 것으로 기대된다.

박 책임연구원은 이 장비를 기반으로 생체 활성 세라믹 코팅기술을 개발, 임플란트 업체 덴티움에 기술 이전했다. 환경 정화용 광촉매 코팅기술은 에스이피에 이전돼 양산화 성공시 연 50억 원의 추가 매출 효과가 예상된다.

이 같은 연구성과로 그는 올해 재료연구소가 선정하는 세계 1등 기술상을 받았다.

박 책임연구원은 “세라믹은 반드시 소결 과정이 필요하다는 고정관념에서 벗어나 코팅만으로도 다양한 기능을 구현해 적용·응용할 수 있다는 것을 증명하고 싶었다”고 말했다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.com