[신소재 핫이슈] 미래 첨단 신소재 그래핀 5탄

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핫이슈

2020. 5. 19.

출처 : 그래핀 스퀘어

이젠, 미래첨단 꿈의 신소재 『그래핀』에 주목할 때다

미래첨단 꿈의 신소재 ‘그래핀’이 세상에 알려지면서  이제 막 산업적인 응용을 활발하게 진행 하고 있는 탄소나노신소재다. 이 신소재를 이용하여 새로운  거대 산업을 어떻게 발전시켜가고 또, 누가 시장을  선점·주도할 것인가는 아직 베일에 가려진 상태다.  ‘그래핀’은 앞으로 많은 기회가 주어지는  새로운 신사업영역이라 할 수 있다.  시기적절한 투자를 통해 우수기술에 투자하고  시장을 선도하는 기업이 새롭고 폭발적인 성장이  전망되는 미래 산업의 주인과 중심이 될 수 있다.  이에 부산지역의 4차 산업혁명시대에 부응하기 위해  발행되는 〈월간미래〉 5월호에서는 미래 신성장 산업을 주도할 “미래첨단 신소재 그래핀 기반 ICT 융합부품  상용화 사업의 필요성”을 집중 보도한다. (편집자 주)  

 

 

미래 첨단 꿈의 신소재 그래핀의 물성

그래핀은 다른 소재에 비하여 뛰어난 전자이동도(4만 cm 2V−1s−1), 낮은 저항(60 ohm/sq) 및 기계적 물성(영률 = 0.5 TPa) 등의 고유 특성들을 가지고 있다. 첫 번째로 그래핀은 구리보다 전기 전도율이 100배 이상 좋다.

 

전기 전도율은 얼마나 전기가 잘 통하는지를 보여 주는 것이다. 일반적으로 전기가 가장 잘 통하는 금속으로 알려진 것은 은이지만 값이 비싸기 때문에 주로 구리를 이용해 전선을 만든다. 즉 그래핀으로 전선을 만들면 구리보다 100배나 더 효율적이라는 뜻이다.

 

두 번째로 그래핀은 다이아몬드보다 열이 더 잘 전달된다. 아름다우면서 값비싼 다이아몬드는 자연계에 존재하는 여러 물질 중에서 열전도율이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 그래서 전자 제품에 쓰이는 반도체에서 발생하는 열을 방출하는 역할을 하는데 최고의 물질이지만 그래핀은 이런 다이아몬드보다도 열전도율이 2배나 더 높다.

 

마지막으로 그래핀은 강철보다 단단하다. 잘 부서지지 않고 단단한 강철은 일상생활에서 매우 다양하게 이용된다. 그래핀은 강철보다 200배나 더 단단하며 탄성이 매우 좋아서 휘고, 구부려도 부러지지 않는 최고의 alfo 첨단 꿈의 신소재다.

 

 

부산지역 그래핀 기반 융·복합소재 및 부품개발을 통한 미래 산업육성

자동차, ICT 산업용 그래핀 기반 부품소재 新시장 창출을 위해 부산지역 그래핀 부품소재 전문기업 육성으로, 미래 산업을 위한 지속적 그래핀 부품소재 상용화 지원체계 확보가 필요하다.

 

또한 그래핀 기반 융합 소재부품 상용화 기술개발은 물론 그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터 설립, 시험생산 공정지원체계 구축, 신뢰성평가지원기반 구축 등 그래핀 기반 부품소재 상용화 플랫폼 구축을 위한 그래핀 기반 부품소재 산업 기반조성이 선행되어야 한다.

 

추진전략으로는 기업주도의 산·학·연 유기적 협력체계를 운영하기 위해 타켓 맞춤형 그래핀 상용화 기술개발을 위한 기업 주도의 유기적인 산학연 협력 체계를 구축해야한다.

 

글로벌 시장 창출 및 안정적 고용창출의 R&BD 추진으로 미래 신소재 시장의 선점을 통한 글로벌 경쟁우위 달성 및 이를 통한 안정적 고용창출 효과를 유인해야한다.

 

중소·대기업 동반성장을 위해 상용화를 기술확보 및 선점을 통한 그래핀 적용 소재부품산업의 선순환적 Value-Chain을 구축해야한다.

 

사업의 관리는 공모를 통해 선발한 사업단장을 중심으로 중점영역별 사업추진 전 과정의 상시 책임관리 기능을 사업단에 부여하고, 컨트롤 타워 성격인 그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터에서 사업단 선정·관리·지원업무를 수행해야 한다.

 

중점영역 및 단계별 책임자들에게 단기 과제 기획 및 예산배분에 대한 권한을 부여해 연구개발 과정에 대한 관리책임을 주는 것과 동시에 마일스톤 점검, 개발내용 변경 등 권한과 역할을 부여해야 한다.

 

연구성과 평가에 대해 기획 책임자의 역할 부여(평가위원회 참여 등)와 사업화나 특허, 성과분석 등 연구개발 성과 확산과 관련해서도 지속적인 노력이 이루어질 수 있도록 참여 제도 마련관리를 실시해야 한다.

 

그래핀이 적용된 제품을 생산하고 이에 대하여 실질적으로 과제를 수행할 주체(수혜자)로는 관련 기술개발내용에 대하여 유관기관 및 국공립연구소, 지자체 연구소, 산업체, 대학 등과 협력연구수행이 가능한 기업이 대상이어야 한다.

 

 

부산지역 그래핀 응용 소재부품 상용화를 위한 추진체계 및 역할분담

부산시 : 최상위 의사결정기관으로 그래핀 상용화 추진과 관련한 정책적 판단 및 의사결정 등을 담당

그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터 : 사업단 선정·관리·지원 및 산학연관네트워크 구축과 기획운영위원회 운영

기획운영위원회 : 사업의 총괄운영·관리를 담당하며, 사업운영 및 예산 운용에 있어서 부산시 및 관련 기초지자체 등 소속기관이 참여

사업단 : 실질적인 R&D, 인력양성, 인증 등을 수행토록 하며, 사업단장은 일관된 기획, 관리, 평가수행하고, 사업단은 연차별 관리계획 수립과 관리·평가기준을 마련해 사업단별 추진전략을 기획하고 프로젝트 관리 업무를 수행토록 해야 한다.

 

상시 대내외 환경 및 수요변화에 대한 모니터링을 통해서 추진방향 기획과 사업추진에 있어서 예산, 인사, 총무, 회계경리, 정보관리의 업무를 수행 및 수행 프로젝트에 대한 상시 모니터링 체계를 구축하여 사업목표를 관리하도록 해야 한다.

 

 

부산지역 그래핀 응용 소재부품 상용화를 위한 사업 주체별 역할 및 기능

사업단의 운영은 그래핀 기반 상용화 기술분야별 전문성을 확보하고, 인사 및 과제 기획 등에 대하여 주체적으로 수행할 수 있도록 그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터 산하 세부사업단을 구성하여 추진한다.

 

해당분야 연구력의 ‘선택과 집중’을 통하여 글로벌 경쟁력을 제고 해 해당분야의 인적·물적 인프라 구축을 통한 연구 및 산업화 거점 구축 발판을 마련하고, 사업단 중심의 목표 지향적 R&D 추진으로 인한 상호협력 및 시너지효과로 효율적인 목표달성에 기여하도록 해야 한다.

 

해당 분야의 역량 결집을 통하여 산·학·연·관의 협력에 의해서 개별연구에서 달성하기 어려운 문제해결에 기여하고 지속적인 네트워크 구축이 가능케 하고, 사업단장이 주체성을 가지고 사업을 기획, 관리, 평가할 수 있도록 해야 한다.

 

해당 분야 전문가들에 의한 연구개발 및 산업화 연구의 기획조정 및 경험축적을 위해 지속적이고 철저한 과제 관리를 통하여 사업성과의 성공률을 제고하고, 사업 관리의 전문성을 확보할 수 있는 계기를 마련하는 한편, 사업단 체제로 인하여 연구비의 효율적 배분이 가능하며, 사업 운영 결과에 대한 책임소재가 명확하고, 연구수행자가 연구단장과 협의하여 효율적으로 외부환경에 대처토록 해야 한다.

 

분야별 사업단은 관련 다학제 및 산업화 연구의 마당 역할을 수행 가능케 하고, 전문분야가 다양한 연구자들과 민간기업 들의 협력에 의해서 개별연구에서 달성하기 어려운 문제해결에 기여하고, 산업화 관점에서의 연구개발 목표 설정이 가능한 네트워크를 가능토록 해야 한다.

 

 

부산지역 그래핀 응용 소재부품 상용화를 위한 자립화 방안

각종 연구센터는 대부분 비영리 재단법인 및 국가지원으로써 재정적 자립을 추구하고 있으나, 실제로 공공의 초기 재정지원 없이는 경쟁력 확보가 어렵다. 그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터도 마찬가지로 초기 지원 부족으로 센터의 경쟁력 확보가 어려워진다면 유명무실한 연구 및 지원기관으로 연명하게 될 것이며 이는 정부 및 지자체의 부담으로 남을 것이다.

 

따라서 설립 초기에는 기관 고유사업, 공공목적의 기반조성사업 등의 안정적 운영지원이 필요하고, 조직 설립 초기부터 재정의 완전자립은 사실상 불가능하므로 재정적 자립이 가능하도록 경쟁력 확보 지원이 필요하다.

 

그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터가 경쟁력 있는 연구지원기관이 되기 위해서는 운영초기의 효과적인 투자전략 및 체계구축이 필요하고, 전문성제고를 위해 고도의 전문 인력 확보가 성패의 근간이라고 볼 수 있다.

 

그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터는 공익을 추구하는 비영리연구기관으로서 안정성과 효율성을 동시에 추구할 필요가 있다. 예를 들어 기관 고유사업이나 공공목적의 기반사업 등 경상북도의 출연금을 지원함으로써 안정적 연구 환경을 조성하며 센터의 전문분야와 관계된 수탁 연구 개발 사업에 기반 해 지원한다.

 

벨기에의 경우 지방정부가 설립한 반도체 관련 비영리기관인 IMEC의 경우 운영경비의 25%를 지방정부가 지원한다. 센터운영지원에서는 공공의 출연금, PBS(연구과제중심제도:Project Base System) 등의 방법이 있으나, 공공의 출연금지원은 안정적인 연구 환경조성에는 기여하나 기관운영의 비효율성과 성과창출 미흡의 단점이 있고, PBS지원은 조직간 경쟁체제 도입에 의한 효율성 제고에는 기여하지만, 창의적이고 안정적인 연구 환경조성에 곤란한 단점이 있다.

 

그래핀 응용 소재부품 상용화 지원센터완공 이후 재정자립을 위해 우선적으로 입주기업 임대료, 장비사용료, 회의장 사용료, 시제품 제작비 등 수익에서 일부 비용을 충당한다. 공공-민간의 장점을 결합한 적극적 가치창출 및 재투자 사업을 추진해야한다.

 

중·장기적으로는 기술개발 과정의 장비이용, 개발물의 기술료수입, 창업보육·교육훈련의 수익 사업화, 정보유통기술 분석 및 공유의 수익사업화, 산·학·연 협력 연구개발을 통한 수익창출, 회원업체 매출신장에 따른 적극적 기부문화정착, 회원업체 회비 등의 수입을 통한 그래핀 응용 소재부품 상용화지원센터의 수익사업을 다각화하여 재정자립을 추구해야 한다.  MF