15분 완충해 1500km 가는 배터리…탄소중립 견인할 '나노융합기술'

산업부·과기부 '2021 나노융합성과전' 개최

탄소중립·팬데믹대응 나노기술 발표 및 시상

전기차 배터리. ⓒ산업통상자원부

산업통상자원부와 과학기술정보통신부는 '2021 나노융합성과전'을 25일 서울 양재역 엘타워에서 개최했다. 앞서 정부는 나노분야 기초원천기술과 산업화유망기술에 대해 전문가 심의 및 온라인 투표를 거쳐 '올해 10대 나노기술'을 선정했다. 기초원천기술 6개, 산업화 유망기술 4개로 구성된다.

정부는 이날 10대 나노기술 중 대표기술 2건을 선정해 직접 발표했다. 한양대 이정호 교수의 '차세대전지 원천기술(기초원천기술)'과 필메디 김상효 대표의 현장 체외진단기술(산업화유망기술)이 각각 채택됐다.

나노융합 신기술 및 산업 발전에 이바지한 공로로 나노섬유·나노자성부품·나노방열부품 사업화와 나노융합산업화 정책 수립에 기여한 아모그린텍 송용설 대표가 대통령 표창을, 나노 멤브레인 필름을 이용한 아웃도어 투방습 원단개발을 통해 신시장을 창출한 신한산업 이종훈 부사장이 국무총리 표창을 받았다.

분자진단용 자성나노비드를 개발해 코로나19검사용 핵산추출키트의 성능을 2배이상 올린 바이오니아 김재하 부사장 등 4명이 산업부 장관표창을, 나노․소재 기술개발 및 기반확산에 기여한 나노종합기술원 고영욱 선임연구원, 인하대 이정환 교수 등 5명이 과기정통부 장관표창을 수상했다. 그밖에 나노영챌린지 2021 최우수상 한국산업기술대 홍지우 학생(외 2명), 나노소자콘테스트 최우수상 나노융합기술원 신민호 연구원에게 과기정통부 장관상장이 수여됐다.

10대 혁신 나노융합기술, "탄소중립, BIG3 신산업 견인"

전고체금속공기 2차전지기술. ⓒ산업통상자원부

◇먼저 15분 완충으로 장거리(1500km) 주행 가능하고 폭발 위험성이 없는 안전한 고용량 배터리 기술(한양대 이정호)이 주목할 만하다. 나노신물질 합성과 나노공정을 기반으로 기존 이차전지 용량을 혁신적으로 향상시킨 데다 연료전지보다 대기정화기여도가 더 높은 전고체금속공기 2차전지기술이다.

◇기존 배터리 용량을 획기적으로 높일 수 있는 고용량 장수명의 실리콘·그래핀 복합음극재 제조기술(한국전기연구원 이건웅)도 10대 기술로 선정됐다. 하이니켈 기반의 고용량 양극재와 병행해 고용량, 고안정성의 실리콘 음극재를 제공함으로써 전기자동차, ESS 및 IT기기 전체를 아우르는 고부가가치 에너지 저장소재로 개발됐다.

◇전자파 차폐 및 스텔스 응용이 가능한 맥신 나노소재 기술(한국과학기술연구원 구종민)은 과학기술정보통신부 기초연구사업 분야다. 비정상적인 전자기파 흡수 특성 향상을 보이는 맥신 나노소재 제조와 맥신 나노소재 메타구조 제어기술로 구성된다.

◇금속 소스·드레인 트랜지스터 기술(포항공과대학교 백록현)은 미래 반도체 소자 원천기술개발사업의 일환으로서 이목이 집중된다. 트랜지스터의 소스·드레인 일부를 금속으로 대체해 추가적인 비용 증가 없이 차세대 반도체 소자의 연산속도를 비약적으로 고속화할 수 있는 강점을 발휘한다.

◇나노기술을 활용해 피부의 온도와 촉각을 동시에 측정할 수 있는 인공 피부 기술(포항공과대학교 정운룡)도 개발됐다. 이는 생체 피부형 전자 피부 기술로써 금속 나노선 기반 신축성 전극의 사용과 전해질의 새로운 해석을 통해 온도와 압력 및 스트레인을 간섭없이 측정할 수 있다.

◇인터랙티브 홀로그램 디스플레이 및 유해인자 센싱 기술(포항공과대학교 노준석)은 능동형 메타광학소자를 기반으로 한다. 머리카락 두께보다 1000배나 얇은 초소형 광학소자인 메타표면 장치에 액정기반 광변조기를 결합한 외부자극반응 디스플레이 및 센싱 기술이다.

◇간편한 분자진단으로 감염병을 1시간 이내로 진단할 수 있는 체외진단기술(필메디 김상효)도 주목할 만하다. 나노소재기술, 상용보관이 가능한 동결건조기술 개발을 모두 결합해 95%이상 정확도를 실현해 혁신적 현장 진단 기술로 인정받고 있다.

◇신소재 기반 고기능성 대전방지 코팅제 개발 기술(에버켐텍 이성민)도 10대 나노기술에 포함됐다. 전도성 나노소재 적용 대전방지 코팅제를 개발해 10.5세대 대면적 디스플레이용 편광판 보호필름, PET 필름 생산공정에 적용해 대일 소재 대체효과를 낸다.

◇인체 및 물체에서 방출하는 열을 감지해 시각, 영상화하는 방식의 안면인식, 발열감지 기술(트루윈 신종훈)도 주목받고 있다. 반도체 나노공정 및 소재를 통해 기존 MEMS공정 기술의 한계를 뛰어넘어 높은 수율을 가지는 열화상 센서 기술로 개발됐다.

◇디지털 피씨알 진단 기술(바이오치엔에스 김봉석)은 고감염성 질병 초정밀 진단에 활용될 전망이다. 이 기술은 코로나19와 같은 고감염성 질병의 조기진단의 한계를 극복하기 위해 나노리터의 피씨알 검출이 가능하다.