세계최고의 원천기술을 개발하라

[산업일보]
교육과학기술부는 글로벌프론티어사업 2011년도 신규 연구단으로 멀티스케일 미래 에너지 연구단, 나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구단, 3차원 스마트 IT 융합 연구단, 바이오 설계 및 합성 연구단 등 4개 연구단을 최종 선정했다.

글로벌 프론티어사업은 과거 G7 프로젝트와 21세기 프론티어사업을 창조형·선도형으로 발전시킨 교육과학기술부의 대표적인 대형 장기 연구개발사업이다.

기존 기술의 한계를 돌파하는 세계 최고수준의 원천기술 개발을 목표로 2010년부터 추진 중에 있으며, 작년에는 의약바이오 컨버전스 연구단, 인체감응 솔루션 연구단, 차세대 바이오매스 연구단 등 3개 연구단을 선정하여 대규모 융합연구를 수행하고 있다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 경제·사회적 파급효과가 큰 기술분야의 발굴과 우수한 역량을 갖춘 연구단 선정을 위해 기술수요조사부터 최종 선정까지 모든 절차를 공정하고 투명하게 진행했다.

과학기술기본계획, 과학기술 미래비전 2040 등 국가상위 연구개발 계획 분석과 함께 온·오프라인으로 다양한 의견을 수렴하여 총 114건의 과제를 발굴하고, 과학기술 전문가 46명으로 구성된 기술분과위원회를 운영하여 13개 후보 기술 분야를 도출한 후, 공청회 및 추진위원회의 검토를 통해 지원 기술 분야를 선정했다.

최종 연구단은 기술분야 전문가로 구성된 분과위원회와 산·학·연 과학기술 대표 전문가로 구성된 종합평가위원회의 종합적이고 객관적인 평가와 추진위원회의 심의를 통해 확정됐다.

‘멀티스케일 기반 미래 에너지 연구’는 화석연료를 대체할 수 있는 혁신적인 미래 태양전지 및 연료전지 기술의 원천기술 개발을 목표로 한다.

나노기술을 에너지 기술에 접목하는 융합 연구 과제로서 이전에 구현할 수 없었던 나노·마이크로·매크로를 통합하는 멀티스케일 3차원 아키텍쳐링 기술을 확립하고 이를 신재생에너지 시스템에 적용함으로써, 에너지 변환 효율을 획기적으로 증대시키고 저가화를 달성시켜 궁극적으로는 화석연료를 대체할 수 있는 신개념 태양전지 및 신개념 연료전지를 포함하는 미래에너지 시스템을 구현할 것으로 기대된다.

‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구’는 기존 실리콘 소재의 고성능과 유기반도체의 유연성을 모두 가지고 있는 나노소재(예 : 그래핀, 탄소나노튜브, 나노선 및 나노복합구조체 등)를 활용하여, 고성능 소프트 나노일렉트로닉스 구현을 목표로 한다.

소프트 나노소재, 소프트 공정, 소프트 소자, 소프트 플렛폼 기술의 다학제간 융합연구를 통하여, 기존 유연성 소자 대비 두께와 무게를 100분의 1 이하, 정보처리 속도와 유연성을 100배 이상 높이는 원천기술을 확보함으로써, 휘고 구부리고 늘리고 모양이 마음대로 변하여 휴대성과 사용성이 극대화된 소프트 패드 및 소프트 디스플레이, 착용할 수 있는 자가발전용 의류 등 다양한 인간친화형 미래 전자기기의 구현이 이루어질 것으로 내다보고 있다.

‘다차원 스마트 IT 융합시스템 연구’는 에너지 소모, 제조비용, 정보 처리 및 전송 속도, 감지능력, 신뢰도 면에서 현재보다 1000배 이상 나은 스마트 센서와 이를 체계적으로 구현하기 위한 플랫폼 기술 구축에 있다.

전력소모와 속도, 용량 등이 대폭 향상된 나노소자를 개발하고, 3차원 IC 융합시스템 설계 플랫폼을 적용하여 초고감도 실시간 생체진단, 환경센서 등을 개발하는 기술이다.

2020년 1.2조 달러에 달할 것으로 예상되는 자연재해와 안전사고, 환경오염 감시 및 질병진단 등의 스마트 IT센서분야에서 선두적인 국가 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

‘지능형 바이오 시스템설계 및 합성 연구’는 생명현상을 바이오부품 및 모듈 관점에서 재해석하고, 신기능 부품·회로를 장착한 인공지능세포를 창의적으로 설계 및 합성하여 공학적으로 활용하는 지능형 바이오원천기술 개발에 있다.

생명현상의 메커니즘을 공학적 관점에서 재해석하여 부품화, 모듈화, 표준화하고, 새로운 기능의 부품·회로를 장착한 인공지능 세포를 설계 및 구축함으로써, 관절염, 유방암, 폐암 등 치료용 단백질의약품 및 화학의약품의 생산단가를 10분의 1이상으로 줄이고, 석유화학소재를 대체하는 바이오소재를 경제적으로 생산할 수 있는 핵심 원천기술을 확보할 것으로 전망된다.

그동안 교육과학기술부가 장기적인 안목을 갖고 지원해 온 기술들은 10년 후 사용화, 20년 후 보편화되어 우리나라의 과학기술 경쟁력 제고와 경제성장의 토대가 되어왔다.

21세기 초반 우리나라의 대표 수출 상품인 CDMA, 고집적 메모리, 평면 TV 등은 20년 전 당시, 과학기술처가 G7 프로젝트로 연구개발에 착수한 기술들이며, 현재 세계적인 기업들이 집중적인 투자를 하고 있는 바이오 신약이나 상용화를 앞두고 있는 이산화탄소 저감 기술, 나노급 반도체 등은 10년 전 과학기술부가 21세기 프론티어사업으로 연구에 착수하여 열매를 맺기 시작하는 기술들이다.

교육과학기술부는 신규로 선정된 4개 연구단에 최대 9년간 총 4,000억원 이상을 집중 지원하고 연구자가 중심이 되는 연구관리와 기술시장 분석, 지재권 확보 등 단계별 맞춤형 지원을 통해 우리나라의 차세대 먹거리가 될 원천기술을 확보해 나갈 계획이다.

교육과학기술부 양성광 기초연구정책관은 G7 프로젝트와 21세기 프론티어사업의 성과를 바탕으로 글로벌프론티어사업 연구단이 향후 10년 이후 우리나라의 지속 가능한 경제성장의 밑거름이 될 원천기술 개발의 중심이 될 것으로 기대한다고 밝혔다.