대한민국을 먹여 살릴 100대 미래소재는 ?

[디지털비즈온 이호 기자] 국가전략기술을 뒷받침하고 대한민국을 먹여 살릴 100대 미래소재 확보전략안이 발표됐다.

과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)는 3월 22일(수) 오후 2시, 서울 인터컨티넨탈 코엑스에서 ‘국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보 전략(이하‘미래소재 확보전략’)’을 발표하고, 연구자들과 함께 효과적인 미래소재 연구개발 지원 전략에 대해 논의했다.

행사 1부는 과기정통부의 ‘미래소재 확보전략’발표와 장관과 연구자와의 대화 ‘미소톡톡’이 진행되었으며, 이어 2부에서는 기업인과 대학, 출연연 연구자가 함께 미래소재 분야의 연구개발 현황과 지원 방향 등을 주제로 토론했다.

이날 행사에는 기업, 대학, 출연(연)의 다양한 소재 연구자 200여 명이 참석하여 상호 교류하고 연구현황을 공유하는 한편 전시된 대표 성과를 관람했다.

최근 과학기술 경쟁력이 국가의 외교․안보에도 영향을 미치는 기술패권 시대가 도래하면서, 각 국가는 핵심기술을 전략적으로 육성하고 있다고 전망했다..

정부도 필수적으로 확보해야 하는 12대 국가전략기술을 선정하여 육성키로 하였으며 소재에 대한 연구개발도 국가전략기술에 발맞추어 미래소재를 확보하는 데 전념할 필요성이 대두됐다.

소재는 부품과 제품을 구성하고 성능을 좌우하는 기초 물질로, 다학제적 융합 접근이 필요한 대표적인 분야이다.

따라서 과기정통부는 12대 국가전략기술 분야를 고려하여 미래에 필요한 100대 미래소재를 발굴하고, 글로벌 기술우위 선점을 위해 향후 10년 뒤까지 확보해야 할 기술로드맵을 수립했다.

미래소재라 함은 국가전략기술이 미래 적용시점에 직면할 어려운 도전을 선제적으로 해결할 기술난제 해결형 첨단소재를 의미한다.

100대 미래소재 발굴 과정에는 국가전략기술분야 별로 구성된 전문연구회에 총 350여 명의 산학연 전문가가 참여했다.

전략기술 분야별 세계수준의 목표와 이를 위한 초격차 소재목표를 도출하고, 상향식(bottom-up) 기술수요조사와 하향식(top-down) 전략 분석을 통해 기술난제를 해결하기 위한 미래소재를 발굴했다.

작년 11월 30일 100대 미래소재 확보 전략(안)에 대한 공청회를 실시하고, 미래소재별로 시장성과 기술성을 추가로 검토했다.

발굴된 미래소재는 나노소재기술개발사업 등을 통해 전략적으로 지원해 나갈 예정이다.

아울러 과기정통부는 성공적인 미래소재 확보․지원을 위해 임무 중심으로 연구개발사업을 운영하고, 디지털 기반 소재 생태계를 지속적으로 강화해나갈 계획을 밝혔다.

이를 위해 가치사슬(Value chain)기반으로 대학-출연연-기업이 상시 소통하여 연구와 개발을 동시에 추진하며, 매년 소재 기술난제를 발굴하고 기술 목표를 갱신해 나갈 예정이다.

또한 소재분야 출연연의 연구와 국책연구 간 연계, 부처 간, 사업간 연계를 통해 민‧관이 협력하여 함께 미래소재 확보 전주기를 막힘없이 지원하고 연구개발의 효과성을 높이고자 한다.

아울러 국가소재데이터스테이션(K-MDS)를 활성화하고, 데이터와 지능형 로봇 등을 활용하여 소재개발을 가속하는 시범사업을 추진한다.

연구자와의 대화와 토론에 참여한 연구자들은 현장에서의 소재개발의 성공 경험을 공유하면서, 소재기술은 개발에 장기간 소요되며, 개발 후 상용화까지 되어야 독점적 우위를 지니는 가치를 발휘하는 기술임을 강조했다.

□ 추진 배경

정부는 일본 수출규제(’19.7) 이후 정책기조를 “추격에서 선도”로 전환, 정부 소‧부‧장 R&D 지원 예산 대폭 확대와 법령‧제도 정비 등을 추진한다.

기후변화, 판데믹 등 글로벌 난제와 기술패권 경쟁 격화, 러‧우 전쟁 등 복합 이슈에 대응하기 위한 과학기술과 안보 강조가 필요한 시점에서, 주요국은 국가전략기술 확보에 국가역량을 집중하고, 특히 미․일 등 소재 강국은 소재를 국가전략기술의 핵심으로 인식하여, 시장선점과 공급망 확보에 필수적인 미래소재 확보에 집중한다는 방침이다.

국가전략기술을 뒷받침하고 우선 확보해야 할 임무중심형 미래소재를 발굴 및 확보하기 위한 전략적 접근이 필요하며, 초격차 국가전략기술의 승패는 소재가 좌우하며, 장기간 소요되는 소재연구 특성상 소재의 선행개발이 필수적으로 내다봤다.

국가전략기술분야의 파급력 있는 초격차 미래소재를 발굴‧확보하기 위한 임무중심형 국가주도 미래소재 발굴‧지원 플랫폼 구축을 한다.

□ 그간의 성과와 한계

정부는 글로벌 공급망 대응 “핵심전략기술”을 중점 지원한 결과, 소재 대외의존도 감소, 소재 자립화 독자 원천기술 확보 등 성과 창출을 가시화 했다.

반도체, 디스플레이 등 주력산업의 기술자립화를 위한 연구단을 운영, 지난 3년간(’20~‘22) 소재 독자기술 개발․이전 성공사례 축적 등 성과 창출을 지속했다.

그동안 대일 의존도가 낮아진 대신 대중 소‧부‧장 의존도 증가, 미래시장 선도 노력과 기술패권시대 전략기술 중심 목표지향적 R&D 요구 증가와 소부장 핵심품목 중심으로 연구개발이 집중되었으며, 향후 미래기술 확보를 위한 전략적 R&D 투자가 요구되는 시점으로 내다봤다.

초격차 미래소재 발굴 및 확보를 통한 압도적 글로벌 기술우위 선점과 미래신시장 창출을 견인할 수 있는 미래소재 R&D 혁신 필요한 하다고 전망했다.

□ 추진 방향

□ 100대 미래소재 발굴 및 기술로드맵

정부는 반도체 분야 미래소재분야에서는 반도체 성능한계 돌파를 위한 고집적 한계 극복용 일체형 시냅스-다진법 소자 소재, 원자레벨 표면반응제어 복합소재 등 11대 미래소재를 발굴한다.

디스플레이 분야 미래소재분야에서는 사실감과 사용자 편의 극대화를 위한 AR디스플레이용 소재, 신축 디스플레이용 소재, 친환경 소재 등 8대 미래소재 발굴를 발굴한다.

이차전지 분야 미래소재분야에서는 최고성능 구현, 공급망 이슈 해결을 위한 산소안정형 양극산화물 소재, 다차원 무음극전지 소재, 저가 소듐이온전지용 전극소재 등 8대 미래소재를 발굴한다.

차세대 원자력 분야 미래소재분야에서는 탄소중립과 사용후핵연료 문제 해결을 지원하는 고온 내부식 금속 구조소재, 장수명 초내열 소재, 사용후핵연료 저장 바스켓용 금속소재 등 8대 미래소재 발굴를 발굴한다.

첨단 모빌리티 분야 미래소재분야에서는 사용자 안전성 확보 및 초연결/탄소중립 모빌리티 구현을 위한 충격 흡수용 가변인성 복합소재, 무선충전용 초고방열 자성 소재 등 10대 미래소재 발굴한다.

수소 분야 미래소재분야에서는 초저가·고효율·대용량 수소 생산·저장·운송 및 활용을 위한 수전해용 고가 금속 대체 소재, 액화수소 저장용 극저온 고인성 금속소재, 고온 고분자막 연료전지 소재 등 9대 미래소재 발굴한다.

또한 첨단 바이오 분야 미래소재분야에서는 삶의 질 향상 및 지속건강한 사회 구현을 위한 노인성 다중질환 케어용 다중 장기 기능조절 소재, 고효율 약물전달용 표적치료 자율제어 소재 등 9대 미래소재 발굴한다.

우주·항공 분야 미래소재분야에서는 초고온, 극저온, 태양 방사선 등 우주환경에 대응 가능한 차세대 우주항공 기술 확보를 위한 우주항공용 초경량·고강도 동시구현 복합소재, 열화저항 적층제조 경량금속소재 등 11대 미래소재를 발굴한다.

차세대 통신 분야 미래소재분야에서는 초고속·초광대역 통신 및 차세대통신 융합서비스 구현을 위한 고방열 초저유전손실 고분자 하이브리드 소재, 다중대역 선택제어 초고손실 전자기 소재 등 8대 미래소재 발굴한다.

양자 분야 미래소재분야에서는 양자컴퓨팅, 양자센싱 및 양자통신 원천기술 확보를 위한 무오류 양자 컴퓨팅용 위상 보호 초전도 소재, 고온 큐비트용 양자 경계상태 발현 위상 부도체 소재 등 8대 미래소재 발굴한다.

인공지능/첨단로봇 분야 미래소재분야에서는 AI 활용 소재, 인간친화형 로봇기술 견인을 위한 소프트로봇용 다기능성 고성능 인공근육 소재, 신체 활동 초순응 고신뢰 장기 모니터링 센서 등 10대 미래소재 발굴한다.

이종호 과기정통부 장관은 “주요국 간 기술패권 경쟁에서 앞서기 위해서는 기술을 구현하는 미래의 소재 확보가 중요하다”며, “앞으로도 시장과 긴밀하게 소통하여 파급력 있는 소재를 발굴하고 기술우위 선점을 위해 지원을 지속하겠다”고 밝혔다.