<세계 나노기술 현장을 찾아서>(7)기고-한·미 기술개발 현황

◆신성철 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 교수 겸 나노과학기술연구소 소장　shin@kaist.ac.kr

　　

　미국은 나노기술이 미래 과학기술 발전뿐 아니라 신산업 혁명의 견인차 역할을 할 분야라는 확신을 갖고 있다. 이에따라 2000년 국가나노기술개발전략(National Nanotechnology Initiative)을 수립했고 지난해에는 나노기술개발 원년으로 설정, 4억2200만달러의 연구개발비를 투입했다. 올해도 전세계 나노분야 연구개발비의 3분의 1에 해당되는 5억달러 정도의 엄청난 연구비를 나노기술 개발에 쏟아부을 예정이다. 특히 미래사회와 국가에 큰 기술파급 효과를 가져올 9개 ‘대도전(Grand Challenges)’중점연구분야를 선정, 전략적으로 연구개발를 추진하고 있다.

　9개의 중점연구분야를 보면 고기능·신기능성 나노소재분야, 나노일렉트로닉·광전자공학·자성학분야, 나노센서·나노약물전달 등을 이용한 첨단 건강진단 및 치료분야, 수질 및 공기 정화 등 환경개선을 위한 나노스케일 공정분야, 고효율 에너지변환 및 저장 분야, 마이크로 우주선 탐험분야, 전염병 및 세균 감지의 바이오나노센서분야, 경제적이고 안전한 교통수단 개발분야, 국가안보관련 기술분야 등이다. 이들 연구분야에서 나노기술 실현 가능성의 청신호를 알리는 새로운 과학적 발견과 응용의 예가 속속 나오고 있다.

　우리나라도 나노기술이 신산업 창출의 성장엔진이 될 것이라는 확신을 갖고 나노기술 개발의 세계적 추세에 발빠르게 대응하고 있다. 지난해 7월 대통령 주재 국가과학기술위원회에서 나노기술발전의 청사진을 담은 ‘나노기술 종합발전계획’을 수립, 올해를 나노기술개발 원년으로 선포해 본격 연구개발에 착수했다.

　현재 우리나라 나노분야의 연구인력, 연구개발비, 연구기반시설 등은 대략 미국의 10분의 1수준이다. 세계기술평가센터(WTEC) 보고서에 의하면 우리나라 기술력은 미국의 25%로 매김되고 있다. 우리 정부는 한정된 자원의 효율적 투자를 위해 ‘선택과 집중’ 원칙아래 우리나라 강점분야인 나노소재 및 나노전자소자분야를 중심으로 창의연구사업, 프런티어연구사업 등 대형연구사업을 통해 나노기술과 관련된 10여개의 연구집단에 연구비를 집중적으로 투입하고 있다.

　최근 이들 연구그룹에서 세계적 수준의 기초연구업적이 속속 나오고 있어 나노기술개발에 희망을 주고 있다. 나노소재분야에서 포항공대 김광수 교수팀은 세계에서 가장 얇은 직경 0.4나노미터의 금속선을 제조하는 데 성공했다. KAIST 유룡 교수팀은 자기조립방법에 의해 일정한 배열의 나노다공질물질 제조에, 서울대 최만수 교수팀은 수십 나노미터 직경의 일정한 나노입자제조에 각각 성공했고 KAIST 신성철 교수팀은 나노자성박막을 원자층두께의 정밀도로 조작해 새로운 자기적 특성을 얻을 수 있음을 발견했다. 나노소자분야에서도 직경 5나노미터 실리콘 양자점을 이용한 단전자 트랜지스터의 상온에서 작동, 50나노미터급 반도체트랜지스터 개발, 양자점을 이용한 적외선 감지소자 등이 개발됐다.

　우리나라가 선택과 집중을 통한 범국가적 역량을 집중한다면 조만간 선진국과 경쟁력을 갖출 수 있으리라 예상된다. 특히 현재 국제경쟁력이 있는 연구자가 많은 나노소재개발에 투자를 집중하고 이들 나노소재기술에 세계 최고의 반도체 공정기술을 접목해 나노전자소자, 나노스핀소자, 나노바이오소자, 나노환경소자 등 새로운 나노소자를 개발하면 나노기술을 통해 신산업 창출과 아울러 엄청난 경제적 부가가치를 가져오리라 기대된다.