"초격차 소재 개발 도전"…24개 미래소재 신규 연구단 출범

고성능 반도체 소재부터 인공근육, 산화물 반도체 난제 해결할 AI 개발 등 착수

[프라임경제] 과학기술정보통신부(이하 과기정통부)는 24일 '국가전략기술 소재개발'과 '소재글로벌 영커넥트'에 선정된 연구책임자와 과제를 발표했다. 

과학기술정보통신부 정부세종청사 전경. = 이인영 기자

해당 사업은 '국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보전략'에 따라 미래시장 선점을 위해 글로벌 초격차 소재기술 개발을 지원하는 2024년 신규 임무중심형 연구개발(R&D) 사업이다. 

과기정통부에 따르면 국가전략기술소재개발에는 48개 연구단이 지원, 이중 14개 연구단을 선정했고 소재글로벌 영커넥트는 38개 연구단 중 10개 연구단이 선발됐다.

먼저 국가전략기술 소재개발은 올해 상반기 9개 국가전략기술 분야별로 요구되는 미래소재를 개발하는 과제로 구성돼 있다. 

구체적으로 인공지능(AI) 기술에 대한 폭발적인 수요에 대응하는 고성능 반도체에 필요한 소재개발에 착수한다. 최근 고성능 반도체 구현을 위해 전자부품의 고집적화가 이뤄지면서 전자부품의 과도한 온도 상승과 전기적 간섭에 의한 성능저하, 오작동이 문제점으로 제기되고 있다. 

이에 한태희 한양대학교 교수 연구단은 높은 열 방출성능과 동시에 전기 차단 특성을 가지며 높은 강도와 우수한 가공성이라는 상반된 특성을 동시에 만족하는 고집적 반도체 기판 소재 개발에 도전한다. 

또 김형준 한국과학기술연구원 박사는 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. 

이와 함께 미래 소프트 로봇 구현에 핵심적인 인공근육 소재 개발도 시작한다. 김선정 한양대 교수는 하이브리드 슈퍼코일 기술을 기반으로 인간의 근육처럼 유연성은 물론 고성능과 고내구성 자가치유 기술을 보유한 소재를 개발할 계획이다. 

설승권 한국전기연구원 박사는 휴머노이드 로봇 골격 맞춤형 3차원 기판 기술을 확립하는 것이 목표다. 이를 위해 입체면 3차원 인쇄기술, 초고속 통신용 저유전 소재 및 고전도성 전극 소재를 개발할 방침이다.

이밖에도 슬라이딩 도어 방식으로 전기차 폐배터리에서 열화된 양극을 분리하고 고성능 단결정 소재로 업싸이클링 재활용 하는 기술, 고온·고압 환경에서 저발화성과 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 연구단이 선정됐다.

첨단바이오 분야의 경우 재생의료 기술의 획기적 발전에 기여 할 동결보존 소재 개발을 지원한다. 정호상 한국재료연구원 박사는 인체유래물을 생물학적 정지상태로 장기간 보존할 수 있는 나노동결보존제를 합성하고 대상별 맞춤형 동결보존소재 적용 라이브러리 구축, 대량생산 가능성과 유효성을 검증한다.

황판식 기초원천연구정책관은 "미래소재 연구단의 목표는 불가능에 도전하는 것 같아 보이지만, 성공하면 한 분야의 패러다임을 바꿀 것으로 기대되는 첨단 소재"라면서 "앞으로도 많은 연구자들이 도전하고 연구를 지속할 수 있도록 지원하겠다"고 말했다.