올해 나노코리아 시상식에서 영예의 대상 격인 국무총리상은 한화나노텍이 수상한다. 첨단 미래 소재인 단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled CNT, 이하 SWCNT) 대량생산 기술과 정제기술을 개발해 나노 기술의 조기 상업화에 기여할 것으로 기대된다.

또 황현상 광주과학기술원 교수, 김상욱 한국과학기술원 교수·박한오 바이오니아 대표 등 3명은 교육과학기술부 장관상을, 삼성전기·엔바로테크 등 3개 기업은 지식경제부 장관상을 각각 받는다. 이와 함께 차승일 한국전기연구원 선임·조준형 한양대 교수 등 4명이 조직위원장상을, 염근영 한양대 교수 등 5명이 공로상을 각각 수상하는 영예를 안는다.

◇국무총리상=한화나노텍(대표 송재천)은 SWCNT 대량생산 기술 및 정제 기술을 개발한 공로를 인정받았다. 탄소나노튜브(CNT)는 높은 강도와 우수한 전기 및 열 전도 특성을 바탕으로 여러 분야에서 기능성 첨가 재료·전극 재료로서 응용 개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히 SWCNT는 1.0∼1.2㎚의 매우 얇은 직경과 우수한 전도 특성을 보유하고 있어 향후 터치스크린 및 플렉시블 디스플레이용 투명 전도성 필름 등의 용도로 활용될 것으로 기대되고 있다.

SWCNT는 다양한 방법에 의해 제조가 가능하다. 이 중 ‘아크 디스차지(Arc-Discharge)’ 공법으로 제조한 SWCNT를 적용하면 투명성과 전도성이 가장 우수한 장점이 있다. 그러나 아크 디스차지 공법은 공정상 대량 양산이 어려운 탓에 SWCNT 제품 가격이 높게 형성돼 응용 제품 상용화에 큰 걸림돌로 작용했다. 한화나노텍은 이번에 대량 생산이 가능한 공정을 개발했다. 향후 제품의 가격 인하와 함께 다양한 응용 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다. 전 세계적으로 ‘아크 디스차지’ 공법을 이용한 SWCNT 생산 기술은 아직 실험실 규모 개발 단계다. 반면에 한화나노텍의 100㎏/연간 생산 능력은 응용 제품 상용화에 대응 가능한 세계 최고 수준이다.

또 생산된 SWCNT를 응용 제품에 적용하기 위해서는 제조한 SWCNT 제품의 순도 및 품질을 향상시키기 위한 정제 기술 개발이 필요한데 한화나노텍은 생산 기술과 함께 정제 기술도 개발, 응용 확대를 위한 실질적인 기술 개발을 완료한 상태다. 한화나노텍은 2015년 동제품 관련 1000억원의 매출 목표를 달성해 수입 대체는 물론이고 수출 증대에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

◇교육과학기술장관상(연구혁신 부문)= △황현상 광주과학기술원 교수는 차세대 비휘발성 메모리 기술로 수상의 영예를 안았다. 특히, 이번 연구에서는 미세화의 한계에 직면한 비휘발성 메모리 개발 기술을 재료학적인 측면의 연구를 통해 한 단계 더 발전시켰다는 측면에서 주목을 받았다.

황 교수는 원자 단위의 크기를 갖는 금속 불순물과 인체에서 추출한 단백질을 템플레이트로 사용하는 금속 양자점 등 새로운 개념의 물질들을 이용, 기존 비휘발성 메모리에서 사용되는 질화막 전하 저장층의 두께를 획기적으로 줄이면서도 안정적인 비휘발성 메모리 특성을 성공적으로 구현했다. 황 교수는 현재 지경부 저항변화메모리(ReRAM) 소자개발 과제의 연구책임자로서 산학연 공동연구를 주도하고 있다.

황현상 신소재공학과 교수

△김상욱 한국과학기술원 교수는 ‘연성소재 분자조립 나노기술’에 대한 일련의 연구성과들을 인정받았다. 특히 그의 연구성과들은 나노기술을 좀 더 실용적인 관점에서 접근, 향후 나노기술의 실용화에 기여할 것으로 평가받았다. 연성소재란 액체와 고체의 중간 성질을 보이는 다양한 소재다. 연성소재 분자들은 규칙적으로 배열해 정형화된 나노구조를 형성하는 분자조립현상을 보이는데, 이는 더 미세한 나노패턴을 만들 수 있는 새로운 개념의 나노기술이다. 하지만 그 배열이 불규칙적이고 실리콘과 같은 특정 물질의 기판에서만 형성되는 단점이 있다. 김 교수는 금속·반도체·세라믹·고분자 등 모든 종류의 기판에 적용 가능한 새로운 분자조립 나노기술을 개발, 이러한 문제를 해소했다

△박한오 바이오니아 대표는 CNT-금속 나노 분리막과 핵산 및 단백질 분리를 위한 자성 실리카 입자를 개발, 나노 기술을 생명공학 분야에 실용화한 공로다. DNA·RNA·단백질 등 바이오 물질을 분리하는 실리카 코팅 자성나노입자를 개발했으며 양산공정 개발에도 성공했다. 자성 실리카 입자를 이용한 전자동 DNA, RNA, 단백질 추출장치도 개발, 바이오 물질을 이른 시간 내에 쉽게 분리할 수 있게 했다.
또 CNT-금속 나노 복합체를 기본 소재로 항균성 나노 분리막도 개발했다. 대장균, 포도상구균, 수인성 바이러스를 제거하며 항균 기능으로 분리막 막힘을 방지한 새로운 나노 분리막 기술이다. 특히 지방에서 지하수를 음용수로 사용하는 초·중등학교 및 급식소에 적용이 가능한 기술이다.

◇지식경제부 장관상(산업기술 부문)=△삼성전기(대표 박종우)는 산업용 잉크젯 기술로 장관상을 수상한다. 산업용 잉크젯 프린트 헤드를 국내 최초로 개발한 이 회사는 잉크젯 관련 사업을 회사의 신성장 동력으로 삼고 적극 육성하고 있다. 삼성전기의 산업용 잉크젯 프린트 사업 진출 소식은 그간 전량 수입에 의존해왔던 국내 업체들에 희소식이 되고 있다.

산업용 잉크젯 프린터는 일반 염료는 물론이고 구리, 금, 은 등 금속 소재와 세라믹, 고분자 등을 잉크로 사용, 기판, 필름, 직물, 디스플레이 등 다양한 대상에 바로 인쇄할 수 있다. 산업 그래픽, 디스플레이, 태양전지 제작 과정에 사용된다. 이 제품은 생산 공정이 단순해 투자비를 줄이고, 고가의 원료를 소량만 사용해 경제적이다.

△엔바로테크(대표 김두희)는 나노 크기의 탄소입자를 오일에 분산안정화시킨 상태의 윤활유 첨가제 기술로 수상한다. 나노기술을 기반으로 한 고체 윤활유 첨가제는 시스템의 마찰부위에서 마찰을 감소시키는 효과가 뛰어나다. 시스템의 전력소비량 감소, 기계적 수명 연장, 소음감소 등의 효과가 있다. 마찰계수는 기존 마찰저감용 첨가제(MoS2)에 비해 최대(150℃) 69%까지 낮은 수준에서 안정적인 결과를 보였다. 또, 200마력 규모의 시스템에 적용해 전력소비량을 측정한 결과 평균 4.8%의 전력 소비량 감소효과를 보였다. 기존의 화학첨가제의 단점으로 제시된 고온, 고압 조건에서의 급격한 성능 저하의 문제점에 대해 매우 안정적인 성능을 발휘했다.

△제이앤엘테크(대표 전영하)는 자체 개발한 다양한 접착력 증진기술과 3차원 코팅기술을 바탕으로 안정하고 치밀한 코팅을 할 수 있는 체계를 갖춰 국내 DLC 코팅시장을 선도하고 있다. DLC는 합성피막재료 중에서 가장 낮은 마찰계수와 뛰어난 내마모성, 상대 재료에 대한 낮은 마찰 활동성 등을 겸비한 코팅재료의 하나다. 이 회사는 DLC 코팅막의 구조와 두께를 나노 스케일로 제어, 합성하는 기술을 개발했다. 실제로 DLC 박막 코팅 기술은 자동차 엔진부품, 고속 가공용 공구, 정밀금형 등 여러 제품에 적용, 제품 성능을 획기적으로 높일 뿐 아니라 효율·수명을 향상시킬 수 있다. 즉, DLC의 뛰어난 특성으로 기계나 부품의 연비와 성능개선 등 제품의 수명 및 생산성 향상 효과가 기대된다.

◇조직위원장상(연구혁신 부문)=△조준형 한양대 교수는 실리콘 반도체 표면에서 분자 소자들 간의 연결 매체로서 활용될 1차원 분자선을 자기조립적으로 만들 수 있는 방법을 제안했다. 제안된 분자선의 선폭은 1㎚ 이하로서 현재 사용되는 초고집적 반도체의 선폭에 비해 10-3수준에 해당돼 전자 소자의 집적도 향상에 크게 기여할 것이 기대된다.

△차승일 한국전기연구원 박사는 일본 물질재료연구기구와 공동연구를 통해 C60 플러렌 나노 휘스커 및 나노결정 제조를 위한 신공정을 개발했다. 이 신공정을 토대로 수직 배향된 C60 플러렌 마이크로 튜브를 기판 위에 균일하게 제조하는 기술을 개발했다. 이 기술은 유기전자재료의 나노결정을 제조하는 새로운 방법을 제시, 향후 유기 전자소재·바이오 기술 분야에서 폭넓게 활용할 수 있다.

◇조직위원장상(산업기술 부문)=△나노메카트로닉스기술개발사업단(단장 이상록)은 나노메카트로닉스의 핵심 기술인‘6인치급 다층 나노임프린트 장비기술’의 우수성을 인정받았다. 이 기술은 6인치 크기의 웨이퍼에서 16㎚급 MOSFET, 1테라비트 하드디스크드라이브, LED, 나노광통신소자 및 나노바이오소자 등의 나노구조패턴을 신속하게 제작하는 나노임프린트 공정장비기술이다. 기존의 고가 공정인 광리소그라피를 대체, 제품의 생산 단가를 낮출 수 있다.

△톱텍(대표 이재환)은 다기능 나노 섬유 시스템장비를 독자 개발했다. 이 장비는 극한 환경 소재(1000℃ 이상 내열, 방화복), 차세대 군복, 국방무기소재 등의 첨단소재, 대체에너지 분야의 태양전지, 초고성능 2차전지 전극 등의 제조 산업에 폭넓게 이용될 것으로 전망된다. 다기능 나노 섬유 시스템 장비 개발을 통해 국내 동종 장비 업계와의 차별성 및 다양성을 가져 향후 국내외 장비산업 발전에 크게 기여한다.

◇공로상=△염근영 한양대 교수가 이번 성공적인 심포지엄 개최에 기여한 공로로 나노코리아조직위원회 △찰스 애니카 안도가 한국 나노 기술 분야에서 국제 협력에 기여한 공로로 전자신문으로부터 각각 공로상을 받는다. 또 △탑나노시스 △신기수 나노소자특화팹센터 부장 △소대섭 한국과학기술정보연구원 책임이 각각 한국산업기술진흥원·한국연구재단·한국과학창의재단으로부터 나노 기술 발전에 기여한 점을 인정받아 각각 공로상을 수상한다.