과학 포털 iKAOS

KITECH 월간뉴스 10월호

지난 10월 일산 킨텍스에서는 대한민국 산업의 현재와 미래를 가늠할 수 있는 다채로운 전시가 개최되었습니다. 가장 먼저 눈길을 끈 '2021 탄소중립 엑스포'는 기후위기에 대응하기 위한 친환경 저탄소 경제로의 이행 방향을 선도적으로 제시했습니다. 이번 행사에는 수많은 기업이 참여하여 신재생에너지 발전 비중을 확대하려는 정부의 의지를 확인하고, '대한민국 에너지대전'과 연계해 산업계의 탄소저감 기술력을 널리 알리는 계기가 되었습니다. 동시에 진행된 '소재·부품·장비 뿌리기술대전'에서는 일본 수출 규제 이후 한층 강화된 국내 제조 산업의 자생력과 우수한 기술 기반을 한눈에 확인하며 업계 활성화를 도모하는 자리가 마련되었습니다. 산업 현장의 디지털 혁신과 미래 기술을 논의하는 '2021 한국산업대전'은 위드 코로나 시대를 앞두고 메타버스와 XR 기술의 가능성을 심도 있게 조명했습니다. 디지털 전환 연구 부문에서 거둔 뛰어난 성과들이 대외적으로 인정받으며 제조 시스템의 스마트화가 가시화되고 있음을 입증했습니다. 또한 산업환경그린딜사업단이 주관한 기술정책포럼에서는 석유화학, 조선, 디스플레이 등 국가 주력 산업의 핵심 관계자들이 모여 탄소중립 정책 동향을 공유했습니다. 이는 단순한 기술 개발을 넘어 산업계 전반이 노하우를 나누고 긴밀히 협력함으로써 지속 가능한 성장을 함께 준비하는 교류의 장으로서 큰 의의를 남겼습니다. 산업융합을 가로막는 규제를 해소하고 지역 경제를 활성화하기 위한 실무적인 협력 체계 구축도 돋보였습니다. 제주도와 체결한 업무협약은 상대적으로 연구 인프라가 부족한 지역 기업들이 신산업 서비스 개발에 전념할 수 있도록 밀착형 규제개선과 경영 환경 지원을 목표로 하고 있습니다. 한편 탄소소재 분야에서는 세계 학계가 주목하는 혁신적인 연구 성과가 발표되어 화제를 모았습니다. 그래핀 나노구조의 초미세 결함을 빛의 파장으로 찾아내는 분광분석법을 세계 최초로 규명해낸 것입니다. 이 기술은 차세대 전선과 에너지저장 소재 등 첨단 분야의 품질을 높이는 기초 데이터로 활용되어 국가 탄소소재 산업의 위상을 높일 전망입니다.

한국생산기술연구원

화학
지구환경과학
융합
공학·기술

2021 연구장비산업 페스티벌

현대 과학기술의 발전과 원천기술 확보를 위해 연구장비산업의 중요성이 나날이 커지고 있습니다. 정부의 R&D 예산은 지난 10년간 두 배 가까이 증가하며 양적 성장을 이루었으나, 핵심 연구장비의 대외 의존도는 여전히 높은 실정입니다. 이에 정부는 '연구장비산업 혁신 성장 전략'을 수립하고 관련 법령을 정비하며 독자적인 생태계 조성을 추진하고 있습니다. 이는 단순한 장비 도입을 넘어 국내 기업의 기술력을 강화하고 중소기업 중심의 산업 구조를 체계적으로 육성하여 국가 과학기술 경쟁력의 토대를 마련하려는 의지를 담고 있습니다. 지속 가능한 연구장비 생태계를 위해서는 전문인력의 양성이 무엇보다 중요합니다. 우리나라는 연구장비의 증가 속도에 비해 이를 운용하고 관리할 전담 인력이 부족하여 장비 방치나 관리 소홀의 문제를 겪어왔습니다. 이를 해결하기 위해 이공계 전공자를 대상으로 장비 운영, 유지보수, 하드웨어 및 소프트웨어 개발 등 6개 전문 과정을 운영하고 있습니다. 이러한 현장 맞춤형 교육은 높은 취업률로 이어지며, 청년 과학기술인들에게는 새로운 기회를 제공하고 산업계에는 숙련된 인력을 공급하는 선순환 구조를 만들어내고 있습니다. 최근의 연구장비 기술은 미세 가공과 분석의 한계를 극복하는 방향으로 진화하고 있습니다. 특히 펨토초 레이저와 집속 이온 빔(FIB)을 결합한 기술은 기존에 수일이 걸리던 샘플 전처리 과정을 단 몇 분으로 단축시켰습니다. 마이크로미터 단위에 머물렀던 가공 범위를 밀리미터 단위까지 확장하면서도 나노 수준의 정밀도를 유지할 수 있게 된 것입니다. 또한 2차원적인 평면 정보에 국한되지 않고 시료 내부의 3차원 볼륨 정보를 획득하는 나노 토모그래피 기술은 재료 과학 연구의 새로운 지평을 열며 정밀한 데이터 분석을 가능하게 합니다. 생명과학과 화학 분야에서는 고해상도 분석 장비인 NMR과 질량분석기가 핵심적인 역할을 수행합니다. 차세대 단백질 구조 연구인 프로테오믹스와 표현체 분석인 피노믹스는 인류의 질병 치료와 생명 현상 이해를 위한 필수적인 영역입니다. 특히 아시아 최초로 국내에 도입될 예정인 1.2GHz 초고해상도 NMR 장비는 기존에 도달하지 못했던 정밀한 분석을 가능하게 할 것입니다. 이러한 첨단 분석 솔루션은 식품의 진위 판별부터 외계 생물체 연구에 이르기까지 폭폭하게 활용되며 우리 삶의 질을 높이고 과학적 난제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 원자현미경(AFM)은 시각을 넘어 촉각을 극대화한 기술로, 나노 세계의 3차원 형상뿐만 아니라 전기적, 자기적 성질까지 측정할 수 있는 혁신적인 도구입니다. 특히 반도체 공정이 미세화됨에 따라 기존 전자현미경의 한계를 넘어서는 정밀 계측이 요구되면서 원자현미경의 중요성은 더욱 부각되고 있습니다. 이제는 인공지능 기술이 접목되어 숙련도와 관계없이 버튼 하나로 자동 측정이 가능한 수준에 도달했습니다. 세계 시장을 선도하는 국내 원자현미경 기술은 글로벌 반도체 기업들의 공정 관리에 필수적인 솔루션으로 자리 잡았습니다. 살아있는 세포를 염색이나 전처리 없이 3차원으로 관찰하는 홀로토모그래피 기술은 바이오 연구의 패러다임을 바꾸고 있습니다. 세포 내부 물질의 굴절률을 측정하여 엑스레이 CT처럼 내부 구조를 시각화함으로써, 면역 세포의 암세포 공격 과정 등을 실시간으로 정밀하게 분석할 수 있습니다. 여기에 인공지능 기반의 자동 분석 기능이 더해져 방대한 영상 데이터에서 유의미한 수치를 빠르게 추출해냅니다. 이러한 기술은 질병 진단, 항생제 내성 테스트, 그리고 바이오 의약품 생산 공정의 수율 관리 등 의료와 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 확장되고 있습니다. 국산 연구장비의 신뢰도 향상과 활용 확산은 국가 기술 자립을 위한 필수적인 과제입니다. 외산 장비에 대한 의존도가 높았던 과거에서 벗어나, 이제는 우리 기술로 만든 장비들이 국제 학술지에 인용되고 글로벌 시장에서 그 우수성을 인정받고 있습니다. 연구 현장에서 국산 장비를 적극적으로 활용하고 그 성과를 공유하는 문화가 정착된다면, 우리나라는 연구장비 수입국에서 선도국으로 도약할 수 있을 것입니다. 정부와 기업, 연구기관이 유기적으로 협력하는 생태계의 성장은 대한민국 과학기술의 미래를 밝히는 든든한 등불이 될 것입니다.

한국기초과학지원연구원

화학
생명과학
융합
공학·기술

[켐박진로상담소] EP.02 화학소재편 | 외쳐 주기율표! 소재를 만드는 화학마법사

화학은 무에서 유를 창조하는 마법과도 같습니다. 특히 한국화학연구원의 정성묵 선임연구원이 주력하는 스트레처블 소재 연구는 미래 기술의 핵심으로 꼽힙니다. 기존의 폴더블이나 롤러블 디스플레이를 넘어, 이제는 피부에 부착하거나 입을 수 있는 스트레처블 기기의 시대가 다가오고 있습니다. 이러한 기술은 기기를 늘려도 전극의 성능이 변하지 않도록 설계되어야 하며, 국내 최초의 기술력을 바탕으로 차세대 디스플레이 산업의 새로운 지평을 열어가고 있습니다. 연구원의 일상은 꼼꼼한 확인과 소통의 연속으로 이루어집니다. 출근하자마자 간밤에 도착한 메일들을 검토하며 공동 연구 계획을 수립하는 것으로 하루를 시작합니다. 특히 후배 학생들과의 미팅은 그들이 오후 실험을 차질 없이 진행할 수 있도록 돕는 중요한 과정입니다. 한국화학연구원은 단순히 연구 업적만 보는 것이 아니라 해당 직무에 대한 적합성을 최우선으로 여기며, 자유로운 분위기 속에서 연구자들이 각자의 전문성을 마음껏 발휘할 수 있는 환경을 조성하고 있습니다. 연구 과정은 기계적인 실험의 반복이 아니라 마치 요리나 미술과 같은 창의적인 작업입니다. 니켈 입자를 극소형으로 만들어 적층 세라믹 커패시터(MLCC)의 효율을 높이는 연구 역시 수많은 시행착오와 아이디어가 필수적입니다. 연구자들은 전시회나 미술관 등 다양한 분야를 접하며 혁신적인 영감을 얻기도 합니다. 세상에 없던 새로운 소재를 탄생시키는 과정은 인내와 상상력이 만나는 지점이며, 이러한 노력은 결국 우리 삶을 변화시키는 실질적인 결과물로 이어지게 됩니다. 화학 소재 기술은 국가의 기술 자립과 경쟁력을 결정짓는 중요한 요소입니다. 최근 소재·부품·장비(소부장) 산업의 중요성이 부각되면서 차세대 태양전지나 고성능 센서 등 다양한 분야의 연구가 더욱 활발해지고 있습니다. 소재 연구는 현재 사용되는 기술을 국산화하고 향상시키는 것을 넘어, 미래 세대를 위한 원천 기술을 확보하는 데 그 목적이 있습니다. 이러한 기술적 토대가 튼튼해질 때 우리나라는 글로벌 무역 환경의 변화 속에서도 흔들리지 않는 강력한 산업 구조를 갖출 수 있습니다. 연구원들은 실험실 밖에서도 다채로운 취미를 즐기며 연구를 지속할 수 있는 에너지를 얻습니다. 음악을 직접 만들거나 그림을 배우고, 때로는 요리 속에서 화학적 결합의 원리를 발견하며 일상의 즐거움을 찾습니다. 화학의 진정한 매력은 기존의 지식을 토대로 완전히 새로운 가치를 창조해내는 데 있습니다. 비록 연구의 과정은 고되고 실패가 반복될지라도, 자신이 구상한 대로 세상에 새로운 물질이 등장하는 순간의 환희는 연구자만이 느낄 수 있는 세상 그 무엇과도 바꿀 수 없는 최고의 보상입니다.

한국화학연구원

화학
공학·기술