과학기술 정부출연연구기관 연구진의 소재 관련 연구 모습.[헤럴드DB]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 높은 방열‧절연성을 동시에 달성하는 고성능 반도체 소재, 내구성과 자가치유성을 가진 인공근육 소재, 인체유래물 동결보존소재 등 초격차 신소재 개발을 위해 국내 연구진이 뭉쳤다.

과학기술정보통신부는 24일 ‘국가전략기술 소재개발’과 ‘소재글로벌 영커넥트’에 선정된 연구책임자와 과제를 발표했다. 두 사업은 작년 3월 발표한 ‘국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보전략’에 따라 미래시장 선점을 위해 글로벌 초격차 소재기술 개발을 지원하는 2024년 신규 임무중심형 연구개발(R&D) 사업이다.

국가전략기술 분야별 미래소재 기술로드맵에 따라 신소재 확보 목표 달성을 지원하는 국가전략기술 소재개발은 올해 상반기에는 12대 분야 중 반도체, 디스플레이, 이차전지, 첨단바이오 등 9개 국가전략기술 분야별로 요구되는 미래소재를 개발하는 과제로 구성되어 있다.

올해는 인공지능(AI)기술에 대한 폭발적인 수요에 대응하는 고성능 반도체에 필요한 소재개발에 착수한다. 최근 고성능 반도체 구현을 위해 전자부품의 고집적화가 이루어지면서 전자부품의 과도한 온도 상승과 전기적 간섭에 의한 성능저하, 오작동이 문제가 되고 있다. 이에 한양대학교 한태희 교수의 연구단에서는 높은 열 방출성능과 동시에 전기 차단 특성을 가지며, 높은 강도와 우수한 가공성이라는 상반된 특성을 동시에 만족하는 고집적 반도체 기판 소재 개발에 도전한다.

한국과학기술연구원(KIST) 김형준 박사 연구단은 기존 반도체 소자의 미세화에 따른 금속 배선의 비저항 증가 문제를 극복하기 위해 20nm 이하 배선의 선폭에 적용하는 동시에 초미세 배선 선폭에서 전자산란 현상을 제어할 수 있는 신규 합금 소재 및 관련 공정 개발에 착수한다.

반도체 분야 외에도 미래 소프트 로봇 구현에 핵심적인 인공근육 소재 개발도 시작한다. 한양대학교 김선정 교수의 연구단은 하이브리드 슈퍼코일 기술을 기반으로 인간의 근육처럼 유연성은 물론 고성능과 고내구성 자가치유 기술을 보유한 소재를 개발하고자 한다. 인공근육 기술은 다양한 형태의 소프트 로봇의 개발에 기여와 동시에 로봇 시장의 패러다임을 변화시킬 수 있는 혁신적인 도전이다.

한국전기연구원 설승권 박사의 연구단은 인간과 상호작용이 강화된 경량화 휴머노이드 로봇 제조에 활용될 수 있는 휴머노이드 로봇 골격 맞춤형 3차원 기판 기술을 확립하고자 하며 이를 위해 입체면 3차원 인쇄기술, 초고속 통신용 저유전 소재 및 고전도성 전극 소재를 개발하고자 한다.

과학기술 정부출연연구기관 연구진의 소재 관련 연구 모습.[헤럴드DB]

이밖에도 국가전략기술 소재개발 사업에 선정된 연구단은 환경에 유해한 기존의 폐배터리 재활용 기술을 극복하고자 슬라이딩 도어 방식으로 전기차 폐배터리에서 열화된 양극을 분리하고 고성능 단결정 소재로 업싸이클링 재활용 하는 기술, 고온·고압 환경에서 저발화성과 신뢰성을 확보하면서 가공성 높은 우주발사체용 내열소재 개발, 고온 크리프와 중성자 조사팽윤 저항성이 동시에 월등한 차세대 소듐냉각고속로 피복관용 내열소재등 다양한 기술난제 극복에 도전한다.

소재글로벌 영커넥트는 만 40세 이하 또는 박사학위 취득 후 7년 이내의 신진연구자가 주도적으로 수행하는 도전적인 글로벌 연구로, 10개의 우수한 연구단이 선정됐다. 첨단바이오 분야에서는 인간의 기대수명 연장에 따라 수요가 높아지는 재생의료 기술의 획기적 발전에 기여 할 동결보존 소재 개발을 지원한다. 한국재료연구원 정호상 박사의 연구단은 인체유래물(인체에서 채취한 혈액, 조직, 세포, DNA 등)을 생물학적 정지상태로 장기간 보존할 수 있는 나노동결보존제를 합성하고, 대상별 맞춤형 동결보존소재 적용 라이브러리 구축, 대량생산 가능성과 유효성을 검증한다.

황판식 과기정통부 기초원천연구정책관은 “미래소재 연구단의 목표는 불가능에 도전하는 것 같아 보이지만, 성공하면 한 분야의 패러다임을 바꿀 것으로 기대되는 첨단 소재들”이라며 “우수한 연구자들의 역량으로 혁신적인 성과를 낼 것이라 기대하며, 앞으로도 많은 연구자들이 도전하고 연구를 지속할 수 있도록 지원하겠다”고 말했다.