"중국 추격 속 주력산업 위기, 소재분야 10대 유망기술로 뚫어라"

중앙일보

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유전공학기술을 이용해 대장균 내에 만든 바이오플라스틱 원료 덩어리(흰색). [사진제공=KAIST 이상엽 교수]

2019년 KISTEP 선정 10대 미래 유망기술

인체에 무해하고 생분해되는 바이오 플라스틱 필름, 살아있는 세포를 원하는 모양으로 쌓아올려 장기를 만들 수 있는 3D 프린팅 인공장기, 전기차의 충전 시간을 획기적으로 줄인 배터리….

한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 28일 중국 등 신흥국 추격으로 주력산업의 위기에 빠진 한국에 변화를 가져올 수 있는 10대 유망기술을 선정ㆍ발표했다. KISTEP은 향후 10년 내외에 시장에 커다란 변혁을 가져올 수 있는 것으로 ‘제조업 관련 소재 기술’을 꼽았다.

①친환경 바이오플라스틱 필름과 ②손실된 인체감각을 대체하는 기기용 소재 ③3D 프린팅 인공장기 ④불이 안 나는 고성능 고체전해질 ⑤수송용 고속 충ㆍ방전이 가능한 배터리 ⑥더 이상 무겁지 않은 초경량 수송체 ⑦초고온의 극한 환경을 견디는 차세대 핵융합 소재 ⑧스트레처블(strechable) 디스플레이 ⑨자율적으로 수명을 제어하는 화학소재 ⑩완전 직물형 웨어러블 소자가 그것이다.

삼성디스플레이가 2017년 미국 라스베이거스 열린 'SID 2017 전시회'에서 세계 최초로 선보인 늘어나는(stretchable) 디스플레이. [사진 삼성디스플레이]

10대 유망기술 선정은 소재분야 전문가들의 워크숍을 통한 정성적 분석과 인터넷 뉴스, 기술 및 산업 동향 보고서, 논문 데이터베이스(DB)을 이용한 정량적 분석을 결합해 도출했다고 KISTEP측은 밝혔다.

먼저, ‘친환경 바이오 플라스틱 필름 기술’은 인체에 대한 무해성이 검증된 투명하고 생분해가 가능한 플라스틱 필름을 말한다. 인체에 대한 안정성이 검증되지 않은 기존 포장재 소재를 대체하고, QR코드나 무선인식(RFID) 기술을 이용해 식품ㆍ의약품 관련 제품의 정보를 추적하고 소비자에 관련 정보를 제공할 수 있다는 게 KISTEP의 설명이다.

‘손실된 인체감각을 대체하는 기기용 소재’는 인체의 손실된 감각을 재생 또는 복원하거나 증강하기 위한 기술이다. 청각장애처럼 고령화로 상실돼 가는 감각기의 대체, 장애인의 손실된 감각 재생 등에 활용되어 삶의 질 개선이 기대된다.‘3D 프린팅 인공장기’는 살아있는 세포를 원하는 모양 또는 패턴으로 쌓아올려 조직이나 장기를 제작할 수 있는 기술이다. 신체 장기수급, 면역 반응 등 이식 치료 때 생기는 문제로 어려움에 처한 환자의 조직과 장기의 재생치료에 활용될 것으로 전망된다.

‘불이 안 나는 고성능 고체 전해질’은 고체 상태에서 이온 전도성을 갖는 물질이다. 기존 리튬이온 배터리의 발화성 유기 액체전해질을 대체해 전지 안전성과 고에너지 밀도 확보의 획기적인 개선이 가능하게 된다. 이렇게 되면 에너지저장장치(ESS)에 불이 나거나 폭발할 위험이 없어지고, 전기차는 1회 충전만으로 500㎞ 이상의 장거리 이동을 할 수 있게 된다. ‘수송용 고속 충방전이 가능한 배터리 기술’은 현재 100% 충전에 약 6시간 정도 걸리는 전기차 배터리 충전시간을 획기적으로 줄이고, 동시에 출력 특성도 향상시킨 전기차용 리튬이차전지 기술이다.

3D 프린팅한 귀. 바이오 생체물질이다. [유투브 캡처]

‘더 이상 무겁지 않은 초경량 수송체 기술’은 하이브리드카ㆍ전기차ㆍ수소연료전지차와 같은 차세대 차량의 차체와 하중 부재용으로 연속섬유 복합재가 사용되는 기술이다. ‘초고온의 극한 환경을 견디는 차세대 핵융합 소재 기술’은 최근 전세계적으로 연구개발(R&D)에 속도를 내고 있는 핵융합 발전을 위한 핵심 기술이다. 핵융합 반응 때 생기는 에너지를 열에너지로 바꿔주는 블랑켓 등에 쓰이는 소재를 개발하는 일이다.

‘스트레처블 디스플레이 기술’은 늘였다 줄였다 할 수 있어 디스플레이의 모습을 자유롭게 변형할 수 있는 기술이다. 피부에 붙이는 디스플레이나 초박형 자동차 디스플레이 외에도 다양한 사물인터넷에 쓰일 수 있다. ‘자율적으로 수명을 제어하는 화학소재’는 외부환경의 변화에 대해 스스로 보호하고 치유할 수 있는 소재 기술이다. 전력이 없거나 저전력 상태에서도 환경의 변화를 감지해 전달할 수 있다.‘완전 직물형 웨어러블 소자’는 섬유ㆍ의류 기술과 정보기술(IT)이 융합한 형태다. 직물을 통해 입ㆍ출력, 처리ㆍ저장 등의 기본적인 전기전자 기능을 수행할 수 있다.

임현 KISTEP 선임연구위원은 “이번에 발표한 제조업 경쟁력 강화를 위한 소재 분야의 10대 미래유망기술은 기반기술인 소재 분야의 경쟁력 강화를 통해 중국 등의 신흥국 추격에 의한 주력산업의 위기를 극복한다는 측면에서 큰 의의가 있다”고 말했다.

최준호 기자 joonho@joongang.co.kr