KOSEN 한인과학기술자네트워크

1. 이종물질의 분자(나노)접합 분야 첨단기술 조사 연구
2. 사업의 목적 및 필요성
자동차, 항공기 등의 수송기기, 통신장비, 전자기기 등의 성능은 끝없이 발전하고 있지만, 소재가 뒷받침하지 못하면 결코 이룰 수 없다. 경량화에 따른 에너지 절감, 스텔스 기능, 자율자동차, 5세대 이동통신 등이 대표적인 사례로 신소재의 개발과 더불어 복합적인 소재 특성의 요구에 맞추어 이종 신소재의 접합 문제가 새로운 이슈로 떠오르고 있다. 과거에는 접착제를 사용하여 금속과 고분자 등의 이종물질을 접합하였으나, 접합부의 기밀성과 접착강도의 한계 등으로 일본을 중심으로 분자 혹은 나노접합의 새로운 기술을 개발하여 실용화되고 있다. 일본은 이미 20 여년 전부터 국책사업을 포함하여 연구개발을 시작하여 산업체를 중심으로 핵심기술을 보유하게 되었고 외국에의 기술이전을 강력히 통제하고 있다. 이에 비해 한국은 정부나 기업이 전혀 대비를 못하여 얼마 전 일본의 반도체용 핵심소재 수출금지로 인한 충격과 같은 양상이 가까운 장래에 펼쳐질 것이 확실시되고 있다. 이에 이 신기술의 개요와 현황 및 첨단 기술 자료를 수집하여 아래의 목적을 위한 자료를 제공하고자 한다.

○ 원천기술 개발과 관련 산업의 활성화를 위한 국가적인 대책 수립
○ 정부의 대형 국책연구개발과제, Study Circle 등 전문가 모임, 산업체 의 연구조합 등 관련 국가 인프라 구축 유도
○ 국내 산업의 활성화와 이를 달성하기 위한 정책제언
 
3. 사업의 내용 및 범위
분자 혹은 나노접합(이하, 분자접합)기술의 핵심은 접합시키려는 두 물질을 제3 물질의 접합제 없이 촉매를 사용하여 헬륨분자가 통과할 수 없는 수준의 공유결합을 시키는 것이다. 대부분의 분자접합은 금속과 고분자 소재를 접합시키는데, 두 소재의 종류에 따라 접합기술도 달라 지기 때문에 많은 시행착오를 필요로 한다. 이 기술은 아직 국내 산업 체에서 활용이 전혀 되지 않고 있으나, 가까운 미래부터 여러 산업에의 파급효과가 너무 크고 기술도입도 불가능하기에 기술의 기본 개념부터 응용까지 기술 자료를 수집하고 분석함은 물론이고 정부와 산학연의 역 할과 실용화를 위한 연구개발 추진체계를 정책적으로 제시함을 목표로 했다. 특히, 휴대폰 등 통신기기의 5G 상용화에는 필수적인 기술이고 시급성을 요하기 때문에 이 분야를 포함하여 자동차. 항공기 등, 여러 응용 분야의 분자접합 관련 기술자료를 수집하였다.
본 기술은 널리 알려지거나 상용화가 많이 되지 않았고, 기술을 보유 하는 거의 유일한 국가인 일본 정부가 기술의 유출을 적극 통제하고 있 기에, 기술자료 수집에는 한계가 있다. 특히 핵심 기술을 기업이 갖고 있고 전시회나 학술대회에는 전혀 공개를 하지 않기에, 여러 우회적인 방법을 활용하여 자료를 수집하고, 많이 늦었지만 조금이라도 빨리
국가의 연구개발체제를 확립하고 기업들을 통한 조기 실용화를 핵심 목 표로 설정하였다. 미국과 중국, EU 등의 기술현황도 조사를 하였지만, 일본이 독보적으로 앞서고 있어 매우 제한적으로 다루었다.

4. 조사 연구 결과
1) 본 과제의 연구책임자는 나노기술연구협의회장과 아시아나노포럼 (ANF) 의장을 역임한 인연 등으로 미국과 세계의 나노기술을 이끌고 있는 NSF의 Senior Advisor인 Mike Roco 박사, 후임 ANF 의장을 역임 한 전 동경대 교수와 일본재료연구소(NIMS) 소장을 역임한 Teruo Kishi 박사, 일본 문부과학성의 Funding Agency인 JST의 소재 및 나노 분야 책임자인 Sone 박사, Tanaka 전 AIST 부소장 등을 활용할 계획 이었으나, 코로나사태로 인해 해외출장이 쉽지 않을 것으로 판단되어 국내의 전문가를 통한 우회적인 방법으로 전략을 수정하였다.

2) 즉, 국내에서 유일하게 오래 전부터 홀로 분자접합을 개발하고 있는 ㈜LUNAROSA의 한장규 대표의 활용에 의존하였고, 결과적으로 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 분자접합에서 세계 최고 수준을 보유하고 있는 일본 Murata 제작소의 기술인증과 히타치, 후지 등이 보유기술을 활용키 위한 협상을 할 정도로 한장규 대표는 본 기술조사 연구 과제의 핵심으로 활용할 수 있었다. 벤처기업의 최고 자산인 보유기술의 보호, 국가 공공 이익과의 적절한 조화와 절충, 개인적인 네트워크를(투자유치 등, 대외 협력을 담당하는 박주천 고문이 연구책임자와 친한 대학 동기) 통해 본 과제를 성공적으로 진행할 수 있었다. 즉, 한 장규 대표가 여러 해 동안 맺어왔던 외국의 여러 인맥과 보유하였던 기술자료를 효율적으로 활용할 수 있어서 외국을 방문하여 전문가들을 직접 접촉하는 것 이상으로 효과적이고 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
 
3) 수집된 자료는 참여 연구자와 외부 전문가들을 통해 분석과 편집을 거쳤고 일부 자료는 번역을 하였다. 이 자료들은 대부분 국내 전문가들 에게 전달하여 자료를 공유함으로 국내에서 분자접합에의 관심을 이끌고 외연을 획장코자 노력하였다. 또한 분자접합기술교류회를 조직하여 회원 간의 정보교류와 친목을 도모하였다. 서울대, 포스텍, 한밭대, 부산대, KAIST, 한국재료연구원, 한국화학연구원, 포스코, 영풍, 대덕전자, 아모텍, SK넥실리스 등의 전문가 들이 대상이며 궁극적으로는 분자접합학회로의 발전을 추구하였다. 국가나노정책센터, 나노종합기술원, 서울대, 포스텍, 한국재료연구원, 포스코 등에서 강연이나 워크샵을 진행하였고, 시간이 허락되면 한 장규 대표와 박주천 고문을 동행하여 발표와 협의를 함께 진행하였다.
 
4) 국내에 분자접합의 연구개발과 기업의 참여와 투자를 유도하기 위해서는 정부의 선도적인 역할이 필수임을 자각하고 정부의 국책연구 지원을 포함한 국가연구개발체제확립을 요청하였다.
과학기술정보통신부 융합기술과에 기술의 중요성과 연구의 시급성 을 브리핑하였다. 중장기적인 대형사업은 시간이 소요되니 2022년
사업인 미래유망기술수요조사를 권유받고 계획서를 제출하였다. 또 과학기술혁신본부가 주관하는 범부처 혁신도전프로젝트에 제안하였 고, 산업통상자원부 산하 한국산업기술평가관리원 전략기획단의 MD 및 PD들과도 접촉하여 분자접합의 과제 기획을 추진 중이며 한국재 료연구원의 자체사업을 통한 분자접합 기초연구도 권유하였다.
5) “나노접합, 5G·6G·배터리 핵심기술 ‘부상”이란 타이틀로 9 월 2일자 신소재경제신문에 국내 최초로 분자접합을 기사화하였다. 아울러 과기정통부, 국가나노정책센터, 나노종합기술원, 한국재료연 구원, 서울대, 포스텍, 부산대, 포스코, 아모텍 등에서 워크샵, 강연, 설명회 등을 가지면서 분자접합에의 관심을 고조시키고 연구개발과 투자를 유도하고자 노력하였다.
 
5. 조사연구 결과의 활용계획

본 과제를 통해 이미 정부에 국가연구개발인프라 확충을 요청하였고
세미나, 워크샵, 설명회 등을 통해 연구자들에게는 연구개발의 참여를, 기업에는 투자를 권유하였었다. 또한 분자접합의 기술 및 시장 자료를 많이 수집하였기에, 과제가 종료한 후에도 자료 조사를 활용하여 위의 노력을 지속하려고 한다. 연구책임자의 전공은 이 분야도 아니고, 이미 은퇴를 하였기에 이해 당사자가 아닌 전도자의 시각으로 정부와 연구자, 그리고 기업에게 지속적인 투자와 동참을 유도하여 일본과 분자접합의 격차를 줄이는데 기여를 하고자 한다.