나노소재, 바이오 산업화 등에 10개 부처 공동으로 5,621억원 투자
제4차 산업혁명으로 대변되는 지능정보사회, 건강한 장수와 안전한 사회에 대한 욕구 증대, 기후변화 및 에너지 문제 등 미래 환경 변화 대응을 위한 한계 극복 기술로서 나노기술개발과 산업화에 대한 투자가 세계적으로 늘고 있다. 국내에서도 미래창조 과학부, 산업통상자원부 등 10개 부처가 ‘대한민국 나노혁신 2025’ (나노기술종합발전 계획, 2016∼2025)를 마련해 지난달 국가과학기술심의회의 심의를 거친 후 확정했다.
"세계지식재산권기구(WIPO)는 2015년 보고서에서 나노기술을 ‘전기, 컴퓨터, 인터넷 등과 비견될 정도의 경제적 파급 효과를 지닌 기술’로서 3D 프린팅, 로봇기술과 더불어 미래 경제 성장을 이끌 3대 기술로 평가했다"
나노기술은 나노미터(1나노미터는 백만분의 일 밀리미터이다) 크기에서 나타나는 새로운 성질을 이용하는 기술로, 전기자동차에서 의료기술에 이르기까지 다양한 분야에서 혁신을 가져오고 있다. 나노기술을 적용할 경우, 나노 단위의 회로 폭 감소를 통해 고집적도 및 저소비전력을 실현하는 소자를 만들어 양자점 TV, OLED, 반도체에 활용할 수 있다.
또한 센서의 민감도와 측정속도, 신뢰성을 향상시켜 하드디스크 헤드, 헬스케어 센서, 분광 센서로 사용할 수 있다. 그리고 원자 수준의 제어를 통해 소재 기능을 크게 높여 그래핀, 탄소나노튜브, 플러렌 등에 활용 가능하다. 그뿐 아니라 에너지 분야에서도 나노 입자 적용을 통해 저장량 및 효율을 증대시킴으로써 염료감응형 태양전지, 해수 담수화 등에 적용할 수 있으며, 인체적합성 조직을 개발해 바이오 분야에서 활용할 수도 있다.
세계지식재산권기구(WIPO)는 2015년 보고서에서 나노기술을 ‘전기, 컴퓨터, 인터넷 등과 비견될 정도의 경제적 파급 효과를 지닌 기술’로서 3D 프린팅, 로봇기술과 더불어 미래 경제 성장을 이끌 3대 기술로 평가했다.
정부는 이러한 대내외 환경 변화를 반영해 그동안 축적된 나노기술의 제조업 현장 확산을 추진하고, 미래 유망산업 주도기술에 대한 조기 투자를 통해 글로벌 나노기술 혁신을 선도하고자 하는 향후 10년간의 비전과 목표, 중점 추진 과제를 ‘대한민국 나노혁신 2025’에 담았다.
우리나라는 2001년(제1기 나노기술종합발전계획 수립)부터 추격형 연구개발을 추진해 나노기술 수준이 2001년 미국대비 25% 수준에서 2014년 81%로 향상됐고, 초정밀 나노기술을 바탕으로 반도체, 디스플레이 등 나노융합산업도 크게 발전했다. 이 계획은 ‘기술혁신으로 지속 성장을 견인하는 나노 선도국가’를 실현한다는 비전 하에, R&D와 산업화 측면의 2025년 목표를 달성하기 위해서 3대 전략 12과제를 추진한다. 3대 전략은 다음과 같다.
혁신 주도를 위한 나노산업화 확산
인체온도에 반응하는 기능성 섬유, 사물인터넷용 환경·식품안전 센서 등 기존 산업에 미치는 파급 효과가 크고 미래 신산업 형성이 유망한 7대 전략 분야[3D 나노전자소자, IoT 적용 환경 나노센서, 식품안전 나노센서, 기능성 나노섬유, 탈(脫)귀금속 촉매용 나노소재, 탈희유원소 산업용 나노소재, 저에너지 수처리 시스템]의 핵심 기술을 개발해 산업화를 촉진하는 한편, 기업의 상용화 R&D 강화와 투자유치 전문조직 운영 등 나노기술의 사업화 과정에서 기업 부담을 감소하는 지원체계를 마련할 계획이다. 특히 중소기업이 많고, 사업화가 미진한 나노소재와 나노바이오 분야에 대해서는 사업화의 결정적 공백 요인을 보완함으로써 관련 산업의 성장 환경을 조성한다.
수요기업에 채택된 후 최종 제품에 적용되어야 매출 창출이 가능한 나노소재는 나노소재-수요기업 간 공동 협력형 기술 개발을 지원해 나노소재의 공급사슬 형성을 촉진한다.
유효성 평가, 임상 검증 등이 사업화 장애요인으로 작용하고 있는 나노바이오 기술에 대해서는 유형별로 분류해 병원과의 공동연구, 시제품 제작 등을 지원하는 ‘나노바이오커넥트’ 사업을 추진해 나노바이오 산업 발전의 토대를 마련한다.
미래를 선도하는 나노기술 확보
주력 산업의 도약과 지능정보화 사회, 에너지·자원 고갈 등 미래 이슈 해결을 위한 한계 돌파 기술을 확보해 나노 선진국가로서 미래 나노기술의 발전을 주도한다.
나노기술 분야별(나노소자, 나노바이오, 나노에너지·환경, 나노소재, 나노공정·측정·장비)로 유망한 ‘미래 나노기술 30’을 선정해 원천·응용연구를 추진하고, 지능정보화, 환경·에너지 등 미래 이슈 대응에 핵심적인 나노기술 적용 부품 및 시스템을 우선적으로 개발하는 ‘4대 나노 챌린지 프로젝트’를 추진할 계획이다.
나노혁신 기반 확충
나노기술과 산업이 지속 발전하는 데 토대가 되는 핵심 연구 및 현장 전문인력 양성을 위해 나노 분야 전문 교육 과정을 학부 과정에 적용하는 시범 프로그램을 도입하고, 대학원생 대상 온라인 심화 이론 교육 및 나노팹을 활용한 현장 교육을 추진하며, 산업인력에 대한 재교육을 강화할 계획이다.
또한, 나노안전 문제가 산업 성장의 저해요인이 되지 않도록 나노안전 평가기술 개발 및 표준화를 위한 국제공동연구를 추진하고, 유럽의 신화학물질관리제도(REACH), 나노안전 규제 대응을 위한 EU 나노안전 협력센터 운영 등 기업지원체계를 구축하고 있다.
이와 함께 한·중·일 협력체계를 기반으로 인도, ASEAN, 중동 등이 참여하는 ‘Asia Nano Innovation’ 체계를 구축해 나노혁신의 새로운 중심으로서 아시아의 도약을 도모하는 등 나노 분야에서 주요 아젠다를 선점하고 ‘주도하는 국가’로서의 위상을 정립할 예정이다.
나노크기는 실험 및 제어가 쉽지 않아 기술개발에 많은 시간과 비용이 소요된다는 점을 고려해, 나노기술 및 상용화 공정개발에서 연구자들이 쉽게 사용할 수 있는 개방형 계산 나노 과학 플랫폼을 구축해, 나노기술 개발에 소요되는 기간과 비용을 대폭 줄일 수 환경을 조성할 계획이다.
‘대한민국 나노혁신 2025’를 이행함으로써 국내 제조업의 경쟁력을 제고하고 새로운 성장동력을 창출하는 한편, 기업 활동의 고부가가치화를 통해 고용의 질을 제고할 수 있을 것으로 전망된다. 또한, 나노기술 기반의 에너지·환경 기술 확보를 통해 미래 세대와 함께 하는 지속 가능 사회의 기반을 구축할 수 있을 것으로 예측된다.
김희성 기자 (npnted@hellot.net)
