[경제인수상]나노 소재

(박수진 한국화학연구원 나노생체재료연구팀 책임연구원 )


나노는 10억분의 1을 의미하며 1나노미터(㎚)는 원자 3∼4개가 배열된 정도의 극미세한 크기이고 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당한다. 나노기술은 원자나 분자 정도의 작은 크기 단위에서 물질과 소자를 제어하고 합성, 조립하며 혹은 그 성질을 측정, 규명하는 기술로서, 정보기술 (IT)·생명공학기술 (BT) 등과 함께 21 세기 신산업 혁명을 주도할 핵심기술이며 IT·BT·ET (환경기술)의 발전을 받쳐줄 핵심 요소기술로 기대되고 있다.

나노소재 기술은 모든 나노기술의 기반기술로서 원자·분자들을 적절히 결합시킴으로써 기존 물질의 특성 개선은 물론 신물질, 신소자 창출에 더욱 적합하여 그 응용분야가 전자, 재료, 통신, 기계, 의약, 농업, 에너지·환경, 국가안보 등 미치지 않는 곳이 없을 정도로 경제적·기술적 파급효과가 막대하다. 일반인들은 보통 나노기술을 10년 또는 20년 후에나 산업화될 미래의 기술로 생각할지 모르나 나노기술 중에서 나노소재기술은 현재에도 큰 시장을 형성하고 있음은 물론 미래에 큰 비중을 차지할 전망이다.

나노소재는 재료구조의 미세화 (100nm 이하)와 이에 따른 표면적의 증가로 인하여 기존의 재료에서는 얻을 수 없는 특이한 전·자기적, 기계적 및 촉매 특성을 나타낼 수 있으므로, 자성 부품, 센서, 필터, 촉매 등의 차세대 기능성 소재로서 산업전반에 걸쳐 새로운 수요를 창출할 것으로 기대된다.

대형 구조물이나 자동차 차체에 강도가 2, 3배 큰 나노소재를 적용하면 소재 사용량을 크게 줄일 수 있으며 자원과 에너지를 크게 절약할 수 있다. 최근에 중국의 고도성장으로 촉발된 전 세계적인 원자재난과 가격 급등은 우리나라 경제를 더욱 어렵게 하고 있다.

우리처럼 자원이 빈약한 나라에서는 원자재와 에너지를 적게 쓰면서도 산업 경쟁력을 계속 유지할 수 있게 하는 나노소재기술을 개발해야 하는 것은 어쩔 수 없는 선택이 되고 있다. 현재 미국·일본·독일 등에서 연료전지 자동차를 조속히 개발하기 위해 대대적인 투자를 하는 것은 환경오염을 줄이기 위해서뿐만 아니라 화석연료 의존도를 줄이는 것에서도 중요한 이유다.

이미 쓰이는 나노소재로서 앞으로 10년간 지속적으로 크게 성장할 것으로 기대되는 분야로는 나노 화장품, 자동차 연료탱크 플라스틱, 건강 및 의학용 기자재를 들 수 있다.

그리고 각종 화학공정과 석유 정제 등 에너지 관련 분야의 촉매에도 나노기술을 이용한 나노 입자가 대량으로 쓰일 것으로 전망된다. 가령 고강도의 나노소재로 자동차 차체와 범퍼 등을 만들 경우, 100km를 2ℓ 이하로 하는 저연비로 개선할 수 있으며 이에 따라 에너지 소비를 줄이고 환경오염도 줄어든다.

현재 기술선진국인 미국에서는 나노기술에 올해에만 10억달러를 투입하며 향후 4년내에 37억 달러의 예산을 책정하였으며, 유럽연합도 새로운 칩 개발에만 올해 3000만 달러를 투입하는 등 대규모로 투자규모를 책정하고 있다.

특히 부존자원이 부족한 우리나라로서는 나노기술의 활용으로 부가가치가 큰 산업으로의 전환이야 말로, 21세기 신지식 산업으로의 전환에 필수 불가결하다고 하겠다.