[e테크]지능물질(Smart Materials)-시장전망

경영과의 관계(제목맞지 않음, 지능물질의 활용정도가 아닐까)

　지능물질(smart materials)은 정보를 가공하는 능력과 그 정보를 활용해 기계적 동작으로 옮길 수 있는 능력 사이의 공백을 채워주는 역할을 한다. 전자기술을 이용해 기계적 시스템을 지능적으로 제어하는 산업전자 기술의 사용이 늘어남에 따라 지능물질 분야가 크게 발전하는 추세에 있다.

　지능물질은 제품 개발자들에게 성능 대 무게, 복잡성, 크기, 신뢰도 또는 비용 등을 조정하는 데 사용되고 있는 기존의 절충물을 줄일 수 있는 새로운 대안을 제공함으로써 산업전자 기술의 영역을 넓혀준다. 더구나 지능물질은 산업전자 기술이 기계적 부품이 사용되지 않는 분야로까지 그 영역을 넓힐 수 있게 해준다. 지능물질이 이러한 것들을 가능하게 할 수 있는 이유는 온도, 전압, 압력, 자장, 빛 등과 같은 신호에 직접적이고 독특한 기계적 반응을 나타내기 때문이다.

　지능물질이 홀로 떨어져 있을 때에는 그 기계적 작동이 때로는 별로 대수롭지 않지만 단순한 장치를 이용해 특정 조건이나 신호를 제공하면 특정 기계적 작동을 일으켜서 그 장치의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다. 제품 개발자들은 지능물질을 이용해 제품을 단순화하고 기능을 추가하며 성능을 향상시키거나 신뢰도를 높일 수 있다.

　소수의 파생제품은 상품화됐으나 대부분의 지능물질 시장과 기술은 아직 일천하고 더욱 개척돼야 할 상태에 있다. 그러나 최근 형상기억 합금이 의료 응용제품 분야에서 보여주었듯이 기술과 시장여건이 맞아떨어지면 폭발적인 성장을 이룰 수 있을 것이다. 대부분의 지능물질 기술은 공급업체와 기술이 성숙되고 사용자들이 그 물질에 익숙해지면 서서히 시장에 진출할 것으로 예상된다.

　전자제어 기술이 빠른 속도로 발전함에 따라 지능물질의 비용이 줄어드는 반면 사용혜택은 증대될 것이다. 기존 지능물질 응용제품은 단순한 압전 스피커, 노트북PC의 카드 방출 장치, 자동점등 자동차 거울, 진료용 이미지 장치 등을 포함해 놀라울 정도로 종류가 많고 다양하다.

　지능물질 기술을 개발하면 제품과 서비스의 가치를 높일 수 있고 지능물질을 많이 사용하는 기업은 새로운 제품의 디자인과 서비스에 매우 유리해질 것이다. 단기적으로 볼 때 이 분야 기업들은 현재 대부분 효율적인 생산, 마케팅 및 활용 등에 필요한 인프라와 지식기반을 구축하는 데 집중하는 단계이기 때문에 매출이나 이익은 그리 높지 않을 것이다.

　지능물질이 궁극적으로 추구하는 것은 구조적이고 기계산업적인 부품을 완전히 통합하는 지능구조물로서 이것이 개발되는 단계에 가면 시장규모가 매우 크게 확대될 것이다. 지능물질의 성능이 향상되면 응용분야를 더 넓힐 수 있으나 확산의 주요 장애물은 사용자들의 인식부족, 비싼 가격, 생산시설의 부족, 디자인 툴의 향상 필요성 등이다.

　지능물질에 대한 높은 관심과 잠재력, 때때로 개발되는 새로운 기술에도 불구하고 산업적 측면에서는 그리 성과가 크지 않아 시장규모는 아직 10억달러를 넘지 못하고 있는 실정이다. 그러나 이 같은 상황을 바꿔 놓을 수 있는 몇 가지 새로운 움직임이 나타나고 있다.

　먼저 건설분야에서 이의 사용에 대한 관심이 높아지고 있다. 지금까지 건설분

야에서는 센서를 별로 많이 사용하지 않았다. 그런데 이제 새로 건설하는 다리에 교량 구조물이 받는 압력이나 노후정도를 지속적으로 측정하기 위해 센서시스템을 사용하기 시작했다. 또 지능물질 센서는 다리를 통과하는 자동차 및 트럭 등의 하중을 감시하는 데 도움을 줄 수 있다. 규제당국에서도 기존 교량에 대해 이런 개념의 측정시스템을 설치할 것을 권장하고 있다. 건설당국에서는 건축에 대한 규제를 강화하고 있는데 특히 지진이나 다른 천재지변에 대비한 규제를 강화함에 따라 센서의 사용이 증가하게 될 것이다. 더구나 건설분야에서 섬유가 강철을 대체하는 부분이 많아지기 때문에 더 고도화된 센서시스템을 필요로 하게 될 것이다.

　아직은 구체적으로 어느 부문에서 크게 이용될 것인지 예측하기 어려우나 자동차분야에서도 지능물질이 많이 사용될 것으로 보인다. 자동차 업계는 연간 약 5000만대의 자동차를 생산하고 있는데 여기에 지능물질을 사용하는 센서와 작동체를 탑재할 수 있다. 센서에 있는 압축물질은 압력을 전류로, 또는 전류를 압력으로 변환해준다. 현재 고급 승용차에는 스스로 점등되는 후면 거울을 사용하고 있는데 이는 앞으로 보다 싼 가격의 자동차로도 확산될 것으로 보인다. 또 브레이크나 잠김방지 브레이크 시스템에는 자기변형 및 거대자기저항(GMR:Giant Magneto Resistive)센서를 사용할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 타이어의 회전상태를 순간적으로 점검하는 데도 마이크로 전자기계시스템(MEMS:Micro-Electro Mechanical System)을 사용하게 될 것이다. 이러한 움직임이 아직은 초기단계에

있지만 앞으로 엄청난 성장 잠재력을 갖고 있다.

　또한 소비재시장 부문에서도 지능물질의 사용 잠재력이 크다. 수십억개의 스마트카드에 압전기를 기반으로 한 신호장치를 사용할 수 있을 것이고 스키, 수상스키, 야구방망이 등과 같은 스포츠용구의 습도 조절에 압전 장치를 사용할 수도 있다. 이런 제품에 지능물질이 사용되기 시작하면 그 자체로서의 잠재력도 크지만 다른 제품에 사용될 파급효과도 있을 것이다.