과학기술정보통신부(이하 ‘과기정통부’)는 나노 및 소재기술개발사업 2022년도 상반기 신규과제로 국가핵심소재연구단 6개, 미래기술연구실 20개, 스마트소재연구실 1개를 새로 선정하여 향후 5년간 1,334억원을 지원한다고 밝혔다.

나노 및 소재기술개발사업은 나노기술과 소재‧부품‧장비(이하 소부장) 분야의 세계 수준의 원천기술을 확보하기 위한 과기정통부 대표 연구개발사업 중의 하나이다.

< 국가핵심소재연구단 >

□ 국가핵심소재연구단(이하 ‘연구단’)은 소부장 공급망 위기와 관련된 185대 주력산업분야 핵심품목의 기술자립을 위한 연구개발을 추진한다. ’19년 5개 연구단을 시작으로 ’21년까지 총 57개 연구단이 운영되고 있으며, 올해 상반기에 6개 연구단(각 연 10~15억원, 3~5년)을 새로 선정하였다.

□ 이번에 선정된 연구단은 극자외선 포토레지스트, 5세대(5G)용 통신 부품 등 반도체‧디스플레이 핵심품목과 열관리 시스템 복합소재, 수소 센서, 원자력 안전 등 에너지 효율화 및 차세대 에너지에 관련된 핵심품목을 개발하게 된다.

ㅇ 연구단 중에서 “극자외선 포토 레지스트 소재 연구단”(연구책임자: 한양대학교 성명모)은 3nm 이하의 극미세 극자외선 노광 공정에서도 균일한 선폭을 가질 수 있도록 다층구조의 포토레지스트 소재와 진공 환경을 이용한 신공정을 개발한다. 기존 기술 대비 반도체 공정의 정밀도를 획기적으로 개선할 것으로 기대된다.

ㅇ 또한 “고성능 다기능 알루미늄 복합소재 연구단”(연구책임자: 한국재료연구원 조승찬)은 원자력 발전시 발생하는 고준위 방사성 폐기물의 이송과 저장을 동시에 할 수 있도록 열차단율과 방사선차폐율이 높으면서도 강도가 높은 알루미늄 복합소재의 핵심 원천기술을 개발한다.

< 미래기술연구실 >

□ 미래기술연구실(이하‘연구실’)은 65대 미래선도품목 등 10년 후 사용될 나노기술 및 신소재 선점을 위한 원천기술개발을 추진한다. 올해 상반기에는 총 20개 연구실(각 연 10억원, 5년)을 새로 선정하였다.

□ 이번에 선정된 연구실은 극한환경용 단결정 다이아몬드 기판소재, 체내 주사용 생분해성 형상기억소재 등 소부장 미래선도품목을 뒷받침하는 기술을 개발하게 된다. 또한 위상양자 신소재와 같은 미래 유망 나노소재 기술개발을 위한 창의적, 도전적인 연구들도 지원한다.

ㅇ 이번에 선정된 연구실 중 “단결정 다이아몬드 기판소재 연구실”(연구책임자: 한국공학대학교 남옥현)은 초고온, 고전압, 고방사선 등 다양한 극한환경에서 사용될 수 있는 2인치 다이아몬드 단결정 기판소재를 개발한다. 소재 개발 성공시 일본, 유럽이 주도하고 있는 원전, 우주항공 등 극한환경용 반도체 소자 부분을 선도할 수 있을 것으로 기대된다. 

ㅇ 또한, “위상 양자 신물질 연구실”(연구책임자: 막스플랑크 포스텍연구소 박재훈)은 위상 전자계, 위상 자성체, 양자 자성체 등 향후 양자컴퓨팅, 양자소자에 적용될 가능성이 있는 다양한 소재에 대한 기초‧원천기술 확보를 진행한다.

ㅇ “초고속 무선 광통신 소자 연구실” 등 5개의 연구실에 대해서는 2년간 2개 연구팀이 경쟁형으로 과제를 진행한 후, 최종 각 1개 연구팀을 선정하여 지속 지원할 계획이다.

< 스마트 소재연구실 >

□ 금번 2022년에는 신소재의 합성, 설계, 평가 과정을 인공지능 로봇이 연구자의 개입없이 수행하는 스마트 소재연구실 과제(연 18억원 내외, 6년)를 신규로 1개 선정하였다.

ㅇ 이번에 선정된 과제는 “수전해 촉매 및 디스플레이용 나노입자 합성을 위한 인공지능 스마트 연구실”(연구책임자: 한국과학기술연구원 이승용)은 그린수소 생산 및 첨단 디스플레이에 필요한 나노입자를 지능형 로봇을 통해 자율적으로 합성하고 물성평가 하는 기술을 개발한다.

ㅇ 단순한 실험 자동화에 그치는 것이 아니라, 인공지능(AI) 기술을 적용하여 실험조건을 로봇이 직접 설계함으로써, 소재의 최적화에 필요한 실험 횟수를 현저히 줄이고 신소재 개발에 필요한 시간을 크게 단축할 것으로 기대된다.

□ 과기정통부 이창윤 기초원천연구정책관은 “나노 및 소재기술은 반도체, 디스플레이, 우주‧항공 등 우리나라가 세계와의 경쟁에서 초격차를 확보해야 하는 기반 기술이며, 새 정부 국정과제에도 관련 분야 기술난제 극복 과제가 반영된 만큼 앞으로도 적극 지원할 계획”이라며, “이번 새로 선정된 과제들이 우리나라가 기술강국으로 발돋움하는 발판으로서 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 언급했다.