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8 C.O.V.E.R 창간27주년 기념사 047 황호연_ Ceramic korea 발행인 News in brief 048 Ceramic & Advanced Material News Special_ 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 052 스포츠 융복합 창의세라믹스 개발 동향 심광보_한양대학교 신소재공학부 교수 외1인 057 스포츠용품용 세라믹섬유 김병익_한국세라믹기술원 선임본부장 외5인 070 섬유강화복합소재와 스포츠용품 윤석영_부산대학교 재료공학부 교수 외1인 기획 078 국제첨단세라믹 전시회 ACE 2015 Focus 088 제5회 세라믹코리아 우수집필상 시상식 090 제4회 한국세라믹 골프대회 개최 정책동향 094 나노기술 7대 산업화 전략기술 개발, 올해 1,800억원 투자 Interview 098 재료연구소(KIMS) 김해두 소장 기업 104 세릭SERIC_스스로 보수하는 자기치유기술 상용화 107 나노태_분사형 은( 銀 )나노 코팅 개발 연구개발 110 기초과학연구원 연구진, 피부 부착형 양자점 LED 개발 113 신소재 적층구조로 세계에서 가장 얇은 반도체 소자 실현 가능성 입증 1 ceramic korea

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10 세라미스트광장 116 한국재료학회 춘계학술대회 및 제28회 신소재 심포지엄 문화 119 이달의 신간소개 세라믹라이프 120 화보로 보는 세라믹기술협의회 도자문화협회 문화답사 Solar Technology Brief 124 태양광 해외기술정보 Technology Brief 130 세라믹스 해외기술정보 단신 동정 140 단신 및 동정_취재부 과학터치 141 나노입자의 설계분석과 활용 Patent Information 144 세라믹스 원적외선 특허 공개목록, 내용 세라믹스 자료실 150 신설법인 캘린더 151 이달의 국내외 주요 행사 세라믹스 자료실 152 통 계 도자기류 수출실적(2015년 3월) 시멘트 수요 공급 현황(2015년 3월) 위생도기 업체별 생산 출하 현황(2015년 3월) 위생도기 품목별 생산 출하 현황(2015년 3월) 내장타일 생산업체별 생산 출하현황(2015년 3월) 바닥타일 생산업체별 생산 출하현황(2015년 3월) 유리품목별 생산 출하현황(2015년 3월) 내화벽돌 생산 출하현황(2015년 3월

11 한국화인썸 주식회사

12 광고목록 표지1 _ KCC 표지2 _ 유로산업 표지3 _ 한국내화 표지4 _ ACE2015 AMC 건우 고베스틸 권풍 대한히타 대호CC 동진기연 맥섬석GM 맥테크 백상기계 삼양세라텍 삼원종합기계 삼조실업 삼화제도 세라믹ENG 신명 신성열연 아세아연마 아전가열산업 열전사 발행인 겸 편집인 Publisher 상무이사 CFO Executive Director 편집국 Editorial Dept. 편집국장 Editor in Chief 기자 Editor 디자이너 Designer 마케팅사업부 AD & Event Dept. 부장 Advertising Manager 대리 Assist. Manager 사원 staff 총무부 Managing Dept. 과장 Manager 황호연 Hwang Ho-Yun 서승종 Seo Seung-Jong 서승종 Seo Seung-Jong 주학님 Joo Hak-Nim 여현진 Yeo Hyeon-Jin 문향진 Moon Hyang-Jin 정수경 Jung Soo-Kyeong 박수야 Park Soo-Ya 심미연 Shim Mi-Yeon 박자경 Park Ja-Kyung 박중규 Park Joong-Kyu 이광호 Lee Kwang-Ho 허성희 Heo Seong-Hee 정우석 Jung Woo-Suk 오리엔트 유일테크 전남세라믹산업종합지원센터 진산아이티 케이텍 코스전열 크레퓨 태양애자 통신원 Correspondent. 김왕현 Kim Wang-Hyun (강원TP 세라믹신소재산업클러스터사업단 기획조정팀 책임연구원) 박윤현 Park Youn-Hyun (한국세라믹기술원 기업지원본부 창업보육센터 센터장) 방일환 Bang Il-Hwan (전남TP 세라믹산업종합지원센터 기업육성팀장) 백승우 Baik Seung-Woo (맥테크 부설기술연구소 소장) 이범재 Lee Beom-Jae (대전TP 바이오나노 융합산업본부 기획운영팀장) 출력 및 인쇄 (주)케이피알 인쇄인 김정운 태영전열 퍼유산업 포세라 하이템스 한경Tec 한국세라믹기술원 한국엥기스 한국화인썸 발행처 (주)월간세라믹스 서울특별시 서초구 서초대로40길 42(서초동, 대호B/D 4층) (우) TEL : ~6 FAX : http : // [email protected] 본지는 한국 간행물 윤리위원회의 윤리강령 및 실천요강을 준수한다. 이 책에 실린 어떤내용도 무단으로 복제해서 사용할 수 없습니다. 또한 인터넷 홈페이지에 무단활용을 금합니다. 복제나 활용이 필요시 저작권자와 협의 바랍니다. 해륭 홍경산업

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46 독일 뭔헨 Ceramitec 2015 출품업체 모집안내 (사)한국파인세라믹스협회에서는 대한도자기타일공업협동조합과 공동으로 독일 뭔헨에서 개최되는 Ceramitec 2015 에 아래와 같이 참가하고자 전시 출품업체를 모집합니다. 동 전시회는 1979년부터 독일 뭔헨에서 3년마다 개최되는 세계 최대 규모의 세라믹박람회입니다. 이번 전시회 참가를 통하여 세라믹관련 미래의 첨단 기술정보동향 파악, 신규 바이어 및 아이템 창출로 유럽 시장 등 해외시장 진출을 위한 교두보 확보와 국제 경쟁력강화 및 수출 증대효과를 도모할 수 있는 기회로 활용하시기 바랍니다. 관심 있는 업체의 적극적인 참여를 바랍니다. 1. 전시회명 독일 뭔헨 Ceramitec 개최기간 (화) ~ 10.23(금) 4일간 3. 전시장소 독일 뭔헨 Messe 4. 주요전시품목 - 파인세라믹 생산기술 및 설비 - 세라믹 및 파인세라믹 원료와 원료 가공기술 등 - 첨단 및 파인세라믹 제품, 부품 소재 - 타일 및 위생도기 생산기술 및 설비 - 생활도자기 생산기술 및 설비 - 세라믹 산업의 신기술, 특허제품 등 5. 최근 3년간 개최현황 개최년도 실개최면적 (단위) 참가국수 참가업체수(개사) 참관 바이어수(명) 국내 해외 총계 국내 해외 총계 ,800sqm ,626 16, ,000sqm ,523 14, ,000sqm ,940 21, 년 개최현황 40,000m2(650부스) - 홈페이지 : - 참가국 : 45개국(한국, 독일, 중국, 이탈리아, 러시아, 폴란드 외) - 전시업체수 : 630개(외국업체 : 360개) 년 한국관 출품참가 계획 1) 참가규모 : 12부스(홍보부스 포함) 2) 부스 참가비용 (업체 분담금) : 3,300,000원/1부스 * 추후 확정금액 통보 * 부스임차료, 장치비, 운송료, 홍보비, 통역비 등 부스별 소요예산의 약 50%는 정부예산으로 지원. 3) 신청기간 : (금)까지 * 선착순 접수 4) 문의 및 신청서류 제출기관 - 한국파인세라믹스협회(Tel , Fax ) - 대한도자기타일공업협동조합(Tel , Fax ) 46 ceramic korea

47 창간27주년 기념사 창의소재 개발로 제2의 도약을 Ceramic korea 발행인 황호연 온 나라가 창의소재개발에 혈안이 되어있습니다. 빠르게 변화하는 소비자의 트렌드 와 짧은 라이프싸이클의 글로벌 시장에서 기존소재로는 살아남을 수 없습니다. 현대 정보통신사회에서는 독점정보도 유지하기 어렵습니다. 신개발상품을 출시하자마자 지구 반대편에서 모방품이 유통되는 시대입니다. 기업의 안주는 곧 후퇴입니다. 끊임 없는 재투자로 신제품 개발과 미래먹거리를 창출해야 기업이 성장합니다. 창의소재개발의 중심에는 세라믹스 소재가 있습니다. 세라믹스는 내강성, 내열성, 절연성, 전도성, 반도성, 친화성 등 다른 소재에 없는 특별한 성질이 있습니다. 어떤 소 재와도 융합이 가능한 카멜레온 같은 소재입니다. 원료자체가 지구상에 널려있는 돌 가루로 친환경적이며 인류와 가장 친숙한 재료이기도 합니다. 그동안 알루미나, 지르 코니아 등 첨단세라믹 원료는 전량 수입에 의존했지만 이제 순도 높은 국산원료를 쉽 게 공급받을 수 있게 됐습니다. 한국알루미나, 씨아이에스, 포스하이알, 대한세라믹스 등이 꾸준한 개발로 고순도 원 료를 공급하고 있습니다. 내달 초에 열리는 첨단세라믹전시회에 중국세라믹기업이 대거 출품합니다. 세계1~2위를 달리는 전자산업 등 우리 나라 전방산업을 공략하겠다는 전략이 있습니다. 중국의 저가와 공급 인해전술에는 대적하지 말라는 말이 있습니다. 결국 중국이 따라잡을 수 없는 하이테크 기술개발만이 유일한 대안이라 생각합니다. 이제는 기존의 틀을 과감히 벗 어나야 합니다. 이종산업에도 벽을 허물고 기술교류가 있어야 합니다. 세라믹스의 다양한 특성을 활용하여 창의소재 개발로 제2의 도약을 해야 하는 이유가 바로 여기에 있습니다. 애독자 여러분! 세라믹코리아는 이번 6월호로써 창간 27주년을 맞이하였습니다. 그동안 세라믹코리아는 변화되는 독자욕구에 맞추어 부단한 변신의 노력을 해 왔습니다. 오직 세라믹산업 발전과 세라믹 저변 확대를 위하여 27년을 한결 같이 달려왔습니다. 이러한 공로로 문화체육관광부에서 지정하는 2015년 우수잡지 로 세라믹코리아 가 선정 되었습니다. 이는 우리 세라믹산업의 영광이 아닐 수 없습니다. 그만큼 세라믹에 대한 인식이 높아졌고 인류산업에 중요한 산업이라는 공감대가 형성되었다는 반증이기도 합니다. 세라믹코리아에서는 독자와의 소통과 우수콘텐츠 확보를 위하여 우수집필상 시상과 한국세라믹골프대회를 매년 개최하고 있습니다. 해를 거듭하면서 독자 참여도가 높아가고 있어 명실공히 세라믹계 중요 교류의 장으로 성장하고 있습니다. 그동안 기고해 주신 각계각층의 집필진과 변함없이 광고를 협찬해 주신 광고주 여러분, 늘 애독해 주시고 성원해 주신 독자 여러분께 깊은 감사를 드립니다. 애독자 여러분의 지속적인 성원을 부탁드리며 건강과 행운이 늘 함께하시길 기원합니다. June

48 Ceramic & Advanced Material News 양구군, 한국세라믹기술원과 양구백자 재현 양구군이 여말선초( 麗 末 鮮 初 ) 양구백자의 모 습을 재현하기 위해 노력하고 있다. 양구군은 지난 2006년 6월 27일, 양구백자박물관(방 산면)을 건립, 현재까지 백자박물관을 통해 가마터 발굴과 태토 생산시설 등을 갖추고 조 선시대 양구백자의 모습을 재현하기 위해 한 국세라믹기술원과 공동연구를 진행하고 있 다. 연구를 통해 2011년에는 양구백토가 불 속에서 얼마나 견뎌낼 수 있는지를 연구하기 위한 고강도 실험을 실시해 양구백토는 알루 미나 성분이 적고 규석과 알칼리 성분이 많은 화학 조성으로 유리질 화가 빨리 진행된다는 사실을 밝혀냈고, 유리질 화를 방지하고 뮬라 이트 생성을 촉진해 강도를 증가시키기 위해 알루미나를 첨가하고 알루미나 첨가로 가소 성이 저하되는 것은 벤토나이트를 첨가함으 로써 잡을 수 있다는 결과를 얻었다. 이를 통 해 양구백토를 개질해 새로운 태토를 개발하 기도 했다. 2012년에는 양구백자의 전통 유약 기술을 복 원하는 사업을 공동으로 추진했으며 자작나 무 재유 시험 편이 상무룡리 9호 유물(조선 중기)과 유사하고 뽕나무 재유 시험 편이 칠 전리 1호 유물(조선 후기)과 유사하며, 아카 시아 나무 재유 시험편이 광택과 투명도가 높 은 것을 알아냈다. 또 참나무와 느릅나무 시 험 편이 송현리 5호 가마터(조선 초기)에서 발굴된 유물의 유면과 유사한 것으로 확인됐 다. 2013년에는 14세기 후반부터 시작된 양 구백자 원료 기술 개발을 목적으로 양구백자 의 전통 태토 제조기술 복원 사업을 진행해 양구지역의 각 시기별 유물의 태토를 분석해 시대별 흐름에 따른 양구백자에 대한 데이터 를 구축하고 볼밀, 스탬프밀, 유발, 수비(체가 름) 공정 등 4가지 공정에 대한 초기 원료의 입도 변화를 연구해 시대별 유물 DB화 및 연 관 분석을 통한 조선시대 백토의 제조기술 규 명을 위해 공동 노력을 기울였다. 양구군은 꾸준히 양구백자에 관련된 전시도 진행하고 있다. 양구백자박물관 정두섭 관장 은 일련의 박물관 기획전과 개인전을 꾸준히 반복 진행해 수많은 연구결과가 축적된다면 양구백자의 재현은 물론 제2의 양구백자가 탄생돼 새로운 전성기를 맞이할 수 있을 것으 로 기대한다 고 전했다. 제2회 KICET 대한민국 창업리그 전국예선 공고 한국세라믹기술원 창업보육센터가 지난 5월 15일, (사)창업진흥원에서 주관하는 2015 대한민국 창업리그 운영기관으로 선정되었 다. 작년에 이은 제2회 KICET 대한민국 창 업리그 전국예선 사업공고 는 6월 22일 창업 넷( 및 한국세 라믹기술원( 홈페 이지에서 확인할 수 있으며, 세라믹 관련분 야 사업화 아이템을 보유한 유망한 창업자(업 력 3년 미만)를 선발하기 위한 서류 및 발표 평가를 거쳐 최우수 1인(상금 500만원, 부상 50만원, 전국본선 진출권 부여, 전국본선 최 대상금 1억원)을 선발할 예정이다. 14년에도 대한민국 창업리그 운영기관으로 선정된 바 있는 한국세라믹기술원은 신개념 부속품을 구비한 종합세면기 SET를 아이템 으로 가진 유니바스 서은미 대표를 전국 본 선 슈퍼스타 V 왕중왕전에 진출시켜 7등(창 의상)에 빛나는 수상을 거머쥐었다. 제2회 KICET 대한민국 창업리그 전국예선 운 영기관인 한국세라믹기술원 창업보육센터는 올해 3월 공공기관 이전정책에 따라 경상남 도 진주로 이전을 완료하였으며 현재 입주업 체를 모집중이다. (대회참가 및 입주문의: 이서경(한국세라 믹기술원 창업보육센터, / [email protected]) 국가기술표준원, 현실에 맞는 KS표시 인증심사 기준 만든다 국가기술표준원은 지난 5월 13일 서울 서대 문구 대한도자기타일공업협동조합 회의실에 서 타일 도자기 전문위원회를 개최해 도자 기질 타일(KSL 1001), 본 차이나 식기(KSL 1002) 및 도자기 내열 식기(KSL 1003)의 KS표시 인증심사 기준 개정(안) 을 검토했다. 이날 회의 주제는 도자기질 타일, 본차이나 식기 및 도자기 내열식기의 표준화 일반조건, 시행규칙 검토였다. 특히, 국민 건강을 위협 하는 부적합한 본차이나 식기와 도자기 내열 식기 등이 시중에 유통되지 않도록 제품 시험 결과에 따른 결함구분 이 심도있게 논의됐다. 박완용 에너지환경표준과 사무관은 국가기 술표준원은 지난해부터 KS인증심사기준 운 영 실태조사 및 개선방안 에 대한 연구 용역 을 실시하여 KS인증심사기준에 대한 개정 (안)을 검토 해왔다 며 현실에 맞는 KS인증 심사기준 개정을 통해 국가 품질 경쟁력을 강 화하고 국민들의 신뢰를 받을 수 있도록 하겠 다 고 밝혔다. 주요 개정내용으로는 도자기질 타일, 본차이 나 식기 및 도자기 내열식기의 표준화 일반 조건, 시행규칙 개정 내용을 검토하였고, 특 히 본차이나 식기와 도자기 내열 식기에 관해 서는 국민 건강을 위해 인체의 치명적인 부적 48 ceramic korea

49 Ceramic & Advanced Material News 합한 제품을 시중에서 유통되지 않도록 하는 근거를 마련한 제품시험결과에 따른 결함구 분 항목을 강화될 것으로 보인다. 국가기술표준원은 6월 중 관련 기술심의회 회 의를 개최하고 KS인증 심사기준 개정 공고 를 할 예정이다. 한편 이 날 회의엔 김기수 한 국도자기 중앙연구소 차장의 타일 및 도자기 전문 위원회 위원 위촉식도 함께 거행됐다. 태영전열, 열설비 설계 상담 전문 법인 토탈전기시스템 설립 히터 전문 제작업체인 태영전열(대표 윤태 영)이 각종 열설비 설계, 상담제작전문 법인 인 토탈열기시스템을 설립하고 지난달 8일 매장 개업식을 열었다. 2013년 설립된 태양 전열 은 밴드히터, 주물히터, 세라믹히터, 열 풍기 등 전열 제품을 제조하는 기업이다. 이 번 토탈열기시스템 설립으로 태양전열은 전열제품 설계와 설비 분야까지 사업을 확장 한다는 방침이다. 토탈열기시스템 매장은 경기도 부천시 오정구 수도로 125에 위치해 있다. 문의사항은 ~1로 문 의하면 된다. 모에 포항테크노파크 경북SW융합사업단, 구 미시, 포항시, 벡셀 등과 컨소시엄을 구성해 참여한 결과, 전국 19개 SW진흥기관에서 제 안해 선정된 5개 과제 중 하나로 선정됐다. 경상북도가 선정된 과제는 실시간 데이터 특성 및 조회패턴 기반 에너지 저장 시스템 (ESS) 장기 신뢰성 예측 알고리즘 개발 이다. 리튬 이차전지의 성능을 분석해 수명이 다하 기 전에 교체를 유도, 폭발을 사전에 예방하 는 기술이다. 경상북도는 올해부터 내년까지 2년간 국비 6억원을 포함해 총 13억2천만원 을 지원받아 배터리 실시간 가스 분석 배 터리 센서 및 알고리즘 개발 단위전지, 모 듈 및 팩 시스템 개발 등에 나선다. 이를 통해 태양광 가로등용 이차전지 팩을 개 발하고 대규모 아파트 단지를 대상으로 상용 화할 계획이다. 향후 차세대 연료전지 자동 차, 휴대폰, ESS 등 다양한 제품에도 적용할 계획이다. 도는 배터리팩이 상용화 될 경우, 에너지 20% 절감, 매출 증대 및 직간접 고용 창출은 물론, 관련 제품의 국산화와 해외진출 까지 기대하고 있다. 감정변화 읽어내는 피부 부착형 센서 개발 난달 4일, 외부 힘에 쉽게 변형되는 단일벽탄 소나노튜브(SWCNT)를 높은 전도성을 띠는 투명한 고분자 탄성체(PEDOT:PSS) 사이에 배치한 샌드위치 구조의 센서 통해 인간의 감 정 변화를 읽는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 나노과학 학술지 ACS 나노 온라인판에 게 재되었다. 이 교수팀은 패치형 센서를 사람의 입 주변이나 이마, 눈 아래 등에 붙여 표정이 변할 때 근육 움직임을 측정해 웃거나 우는 감정을 구별하고 눈동자가 움직이는 방향까 지 정확하게 읽어냈다. 센서는 전도성 고분자 탄성체 사이에 단일벽탄소나노튜브를 배치한 샌드위치 구조물을 투명하고 신축성이 뛰어 난 고분자(PDMS) 기판 위에 부착한 것이다. 샌드위치 중간층의 단일벽탄소나노튜브는 전 도성 고분자 탄성체와 전기적으로 연결돼 있 어 얼굴 표정이 변할 때 변형이 생기면 저항 이 민감하게 바뀌는 성질을 갖는다. 이내응 교수는 센서를 사물인터넷(IoT) 소자에 적 용하면 신체 근육 퇴화로 얼굴 근육을 이용해 소통하는 환자에게 도움을 줄 수 있을 것 이 라고 연구 목적을 밝혔다. 제7차 화학연합포럼 개최 경상북도, 리튬이온 배터리 수명예측 기술개발 돌입 경북상북도가 미래창조과학부와 정보통신산 업진흥원에서 공모한 2015~2016년 지역 SW융합제품 상용화 지원 사업에 최종 선정됐 다고 지난달, 6일 밝혔다. 경상북도는 이번 공 성균관대 신소재공학부 이내응 교수팀이 지 지난 달 20일, 서울시 중구에 위치한 프레지 던트 호텔에서 한국화학관련연합회 주최로 제7차 화학연합포럼 이 개최됐다. 이번 행사 에는 한국화학관련학회연합회 현 회장인 강 한영 충북대학교 교수, 재료연구소 김해두 소 June

50 Ceramic & Advanced Material News 장, 한국세라믹학회 김형준 서울대학교 교 수 등 화학 관련업계 산 학 연 전문가 30 여 명이 참석했다. 이 날 행사에는 IUPAC의 전회장을 역임했던 진정일 고려대학교 KU- KIST융합대학원 석좌교수의 IUPAC의 조직 과 세계적 역할 이라는 초청특강으로 진행됐 다. 주로 IUPAC의 조직구성, 역할에 대하여 특강이 진행되었다. 진정일 석좌교수는 화학 관련 산 학 연 전문가들이 IUPAC에서 자 유롭게 활동할 수 있도록 화학관련학회들이 서로 협력해야 한다 면서 특히, 젊은 연구자 들이 IUPAC에서 진행하는 논문 대회에 참가 하여 좋은 결과를 낼 수 있도록 독려하고 지 원해야 한다 고 전했다. 국내 연구진, 세계 처음으로 태양전지 효율 20% 높여 석상일 한국화학연구원 박사팀이 화학분자 교 환법 이라는 제조 공정 을 개발해 태양광을 더 효과적으로 흡수하는 고품질 박막을 만들었 다. 연구팀은 2012년부터 무기물과 유기물 을 화학적으로 합성한 태양전지 소재 연구를 진행해 왔고, 지난 1월 광전변환 효율 18.4% 와 공식 인증 효율 17.9%를 기록하며 기존 페로브스카이트 태양전지보다 높은 효율을 달성한 성과를 네이처에 발표한 바 있다. 이번 연구엔 지난 성과보다 효율을 더 높이 기 위해 새로운 제조 공정을 적용했다. 화학 분자 교환법은 서로 다른 화학분자가 순간적 으로 교환되는 공정으로, 결함이 적고 결정성 이 우수한 화학물질을 제조하는 방법이다. 용 액공정을 이용해 대규모로 제작할 수 있는 장 점이 있는 공정이다. 이 공정을 통해 제작한 태양전지는 상용화된 실리콘 태양전지와 비 슷한 에너지 변환효율 20.1%를 나타냈으며 미국 재생에너지연구소(NREL)에서 공식 인 증 받았다. 연구결과는 세계 최고 권위의 학 술지 중 하나인 사이언스(Science) 익스프레 스(Express)판에 게재되며, 향후 온라인판과 저널에도 게재될 예정이다. 네패스 신소재, TV 백라이트유닛 소재 종 국산화 국내 반도체 발광다이오드(LED) 소재업체 네패스신소재(대표 홍학표)가 TV 백라이트 유닛용 LED 바 모듈 제조에 필요한 접착제와 방열시트, 기판용 반사잉크, 봉지 렌즈 등 소 재 제품군을 국산화했다. 제품군에 포함된 회로 보호 절연층을 형성하 고 빛 반사율을 높이는 화이트 사진현상형 (PSR) 잉크 중 고반사율 소재는 일본 세키스 이화학에서 전량 수입한다. 해당 제품은 일본 소재에 비해 열안정성이 뛰어나고 변색 정도 가 낮아 대체 효과가 클 것으로 예상된다. 해 외 반응도 긍정적이다. 자체 개발한 고반사율 화이트 에폭시 몰딩 컴파운드(WEMC)를 적 용한 LED 모듈을 최근 중국 고객사 승인 받 아 초도 납품했다. 네패스신소재는 국내 고객 사 대상 제품 판매를 확대하고 중국 등 해외 로 사업 영역을 넓힐 계획이다. 재사용할 수 있는 연료전지 촉매 개발 백종범 울산과학기술대 학교(UNIST) 교수팀이 기계화학적 공정으로 안티몬을 그래핀에 입 혀 세계 최초로 재사용 가능한 연료전지 전극 소재를 개발했다. 고성능 연료전지는 친환경 발전장치, 수소자동차 등 그린 산업 핵심으로 꼽힌다. 연료전지는 촉매를 이용해 연료와 산 소 간 화학반응으로 전기 에너지를 생산한다. 기존에 주로 사용하던 촉매 백금은 높은 가격 과 성능 등에 제약이 있었다. UNIST 연구팀은 기계화학적 공정인 볼밀링 을 통해 최초로 준금속 중 하나인 안티몬을 그래핀 가장자리에만 선택적으로 입히고 전 기화학적 활성도를 극대화하는 연료전지용 소재를 개발하는 데 성공했다. 그래핀 결정을 손상하지 않으면서 계속 사용해도 안정적이 고 우수한 산소환원용 촉매 특성을 발현시킬 수 있다는 장점이 있다. 백종범 교수는 준금 속인 안티몬을 그래핀에 쉽게 도입할 수 있게 돼 완전히 새로운 특성을 가진 그래핀 제조 가 가능해졌고, 보다 다양한 분야로 상용화할 수 있는 가능성을 열었다 며 이 기술이 포함 된 그래핀 대량생산 기술은 지역기업인 덕양 에 이전해 양산 준비 중으로, 지역산업 발전 과 국가산업용 원천소재 공급에 기여할 것으 로 기대된다 고 밝혔다. LG 실트론, 엔저현상으로 1분기 영업 적자 LG그룹의 반도체 소재 관련 계열사인 LG실 트론올 1분기 매출액 1945억원, 영업적자 141억원을 기록했다. 지난해 같은 기간(221 억원 적자)에 비해 영업적자 폭은 다소 줄 었지만 매출액(2014년1분기 2147억원)도 9.4% 줄어 실적이 안 좋아졌다. 전문가들은 LG실트론의 부진을 반도체용 웨 이퍼 시장의 공급초과 상황으로 보고 있다. 반도체용 웨이퍼 업체 간 경쟁이 치열해져 그 만큼 판매가도 떨어지고 있다. 전자기기의 모 바일화와 사물인터넷(IoT) 확산 등으로 반도 체 수요는 계속 늘겠지만 단기간 내 급격한 수요 증가를 기대하기 어렵다는 점에서 공급 초과 현상이 당장 해소될 조짐도 보이지 않 는 상황이다. 이 와중에 경쟁업체인 일본 업 체들이 엔저 효과를 등에 업고 경쟁력을 높인 50 ceramic korea

51 Ceramic & Advanced Material News 게 LG실트론에 악재가 됐다. LG실트론 관계 자는 반도체 웨이퍼 산업은 전형적인 과점 시장으로 선발업체 상위 2개사인 일본 신에 츠(Shin-Etsu)와 섬코(Sumco)가 엔저 효과 등으로 올해 역시 높은 시장점유율을 차지할 것으로 예상한다 고 밝혔다. LG실트론은 기술력과 생산성을 최대한 끌어 올려 대응한다는 계획이다. LG실트론 관계자 는 웨이퍼 품질과 기술을 고도화하고 제품 포트폴리오를 다변화할 것 이라며 생산성 극 대화를 통한 차별적 원가경쟁력을 확보하기 위한 노력도 지속하고 있다 고 전했다. 온도 변화로 반도체 도체 넘나드는 신소재 개발 미래창조과학부가 기초과학연구원(IBS)의 나 노구조물리연구단 연구팀과 성균관대, 한국 과학기술원(KAIST)이 공동으로 섭씨 15도 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 섭씨 500도 이상의 열을 가한 후 다시 상온으로 온 도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 2차원 층상 구조의 다이텔레륨몰리브데늄(MoTe2) 을 개발했다고 밝혔다. 개발된 다이텔레륨몰리브데늄 두께는 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8nm 로 매우 얇고 투명하다. 일반적으로 반도체를 제작하려면 반도체와 도체(금속)를 접합해야 하기 때문에 제작공정이 복잡하고 비용도 많 이 든다. 이번에 개발한 신소재를 활용하면 단일물질만으로도 반도체 소자를 만들 수 있 어 제작공정을 훨씬 단축할 수 있을 뿐만 아 니라 비용과 시간도 크게 절감할 수 있을 것 으로 기대된다. 또 이 물질은 전기적 광학적 성질이 뛰어나 투명 디스플레이나 몸에 착용 할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등 다양한 분야에서 응용이 가능할 전망이다. 다만 상용 화하려면 실리콘 반도체 웨이퍼처럼 넓게 제 작하거나 표면에 얇은 막을 입히는 등 표면가 공 기술에 대한 후속 연구가 필요하다고 연구 진은 설명했다. 연구를 주도한 양희준 IBS 나 노구조물리연구단 연구위원은 2차원 단일 소재에서 반도체-금속 물성 제어를 최초로 구현한 성과 라며 5년 안에 반도체 산업 전 반에 응용 가능한 소자를 개발하는 것이 궁극 적인 목표 라 전했다. 신재생에너지학회, 이번 달 11일 춘계학술대회 개최 한국신재생에너지학회(회장 윤형기)가 이번 달 11일부터 12일까지, 부산 해운대 그랜드 호텔에서 2015년 춘계학술대회 를 연다. 올 해 학술대회에서는 발전용 연료전지, 중 대 수력, 수열에너지, 바이오연료, 에너지 자립 섬 등 다양한 주제를 두고 심도 깊은 발표가 있을 예정이다. 포스코에너지와 두산 연료전 지 R&D 책임자가 발전용 연료전지 개발에 대한 동향을 소개하고 미래 저탄소기술인 청 정석탄기술(CCT)과 이산화탄소 포집저장기 술(CCS) 개발에 대한 국제 세미나가 열릴 예 정이다. 국내에서 접하기 힘들었던 중 대수 력 발전설비의 기술 개발과 국산화를 주제로 한 세미나도 마련됐다. 에너지기술연구원과 에너지경제연구원은 공동으로 국내 보급정책 과 밀접한 국내 신재생에너지 잠재량 산정 결 과를 발표한다. 정책분야에서는 신재생에너 지연료혼합의무제도(RFS)시행을 앞두고 바 이오연료산업 전략과 제도적 과제 에 대한 세 미나가 열린다. 최근 신규 신재생원으로 지정 된 수열과 관련해 발전소 배열, 하천수열, 지 하수열, 해수열 등 미활용 수열의 이용을 촉 진하는 기술 세미나도 마련될 예정이다. 신재 생에너지와 에너지저장장치(ESS), 에너지관 리시스템, 지능형전력망 등과 관련된 에너지 자립섬 세미나 를 통해 에너지신산업의 융합 시스템을 살펴보는 시간도 갖는다. 이외에도 특별 세션으로 고체바이오에너지의 발전을 모색하는 자리가 마련됐다. 삼성전기, 필리핀 공장 라인 증설 삼성전기는 필리핀 법인이 신공장 건축 등 에 2880억원을 투자키로 했다고 지난달 11 일 공시했다. 투자기간은 올해 6월부터 내 년 12월까지다. 삼성전기는 이번 투자를 통 해 MLCC 4라인을 증설할 예정이다. 현재 삼 성전기 필리핀 공장은 MLCC 3개 라인을 가 동하고 있다. MLCC는 전자제품의 회로에 전 류가 일정하게 흐르도록 제어하는 핵심부품 으로 휴대폰, LCD TV, 컴퓨터 등에 사용된 다. 콘덴서의 한 종류로 금속판 사이에 전기 를 유도하는 물질을 넣어 전기를 저장했다가 필요에 따라 안정적으로 회로에 공급하는 기 능을 한다. MLCC는 전자제품의 크기가 작아 지고 다양화되면서 최근 수요가 크게 늘고 있 다. 반도체와 함께 산업의 쌀 로 불리며 일반 휴대폰엔 200여개, 스마트폰에는 400여개, LCD TV에는 700여개가 탑재된다. 특히 스 마트폰과 웨어러블 기기의 성장세가 눈에 띄 게 늘면서 MLCC 시장 규모도 커지고 있다. 신공장은 내년 말 가동을 목표로 다음달부터 건설 작업에 들어간다. June

52 Special 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 스포츠 융복합 창의세라믹스 개발 동향 심 광 보_ 한양대학교 신소재공학부 교수 최 봉 암_ 대구대학교 골프산업학과 교수 1. 들어가며 귀에 전달이 될 수 있을까? 하는 조바심에 다음과 같은 저자의 평소 생각을 가동하여 강연에 임하기 창조경제체제를 기반으로 미래 일자리창출 산업을 로 하였다. 육성하기 위해서는 세라믹소재산업을 국가적으로 훌륭한 음악가는 청중에 따라 연주곡목과 연주 육성해야한다는 시대적 요구에 따라, 2014년 4월 기법을 달리 할 수 있어야 한다. 즉, 일방적인 지식 산업통상자원부내 섬유 세라믹과 를 신설하였다. 전달보다는, 함께 느끼고 감동할 수 있는 청중과의 이는 대한민국 정부부처에 세라믹 이란 이름 석 자 소통이 우선적으로 이루어져 야 한다는 것이다. 정 가 최초로 명시된 역사적인 일이라 하겠다. 산 학 부부처 직원들을 위하여 저자는 세라믹이란 전통나 연을 막론하고 세라믹산업에 관련된 모든 사람들은 물반찬, 스파게티 소스, 그리고 커피빈 브랜딩 이라 이제 세라믹 산업이 정부 주도하에 좀 더 짜임새 있 는 황당무계한 개념으로 이해시키고자 하였다. 이 는 전략을 갖추어 체계적으로 발전할 수 있다 는 기 키워드를 다음과 같이 해석하고자 한다. 대감을 갖게 되었다. 이 의미는 어떠한 산업이던지 발전하기 위해서는 인적 물적 자원이 유기적으로 1-1. 세라믹은 전통나물반찬 운용되어져야 하는 데, 그 기반을 갖추게 된 중요한 시점으로 해석된다 전쟁을 치루고 난 대한민국은 정말 먹고 살기 당시 산업통상자원부 소재부품산업정책관 최태원 어려운 환경에서 풀, 나무, 나물 등, 가릴 것 없이 살 국장은 저자에게 관내 임직원들을 대상으로 세라믹 기 위해서 먹으며 생계를 유지하던 시절이 있었다. 이란 제목으로 강연을 요청하면서 직원들의 점심 저자의 기억으로도 소고기 한 근(600g)을 신문지 식사 동안의 시간이므로 졸지 않게 쉽고 흥미롭게 싸서 가까운 친척을 방문했던 기억이 생생하다. 지 강연해 줄 것 을 주문했다. 신소재공학부 1학년에게 금 주변을 둘러보면 먹을거리가 너무나 다양하고 강의하던 세라믹 개론 P/P 발표자료 를 리뷰하면서 풍부하다. 그러나 콜레스테롤 수치를 걱정하면서 세라믹이란 광물을 혹은 합성원료를 고온에서 열처 육류를 기피하며 웰빙식단을 떠올리는 시대에 와있 리하여 딱딱하게 굳힌 비금속 고체 로 강연을 시 다. 웰빙식품이란 단순히 우리 선배들이 어려운 시 작하였을 때, 과연 이러한 표현이 행정공무원들의 절 살기 위해서 먹어야 만 했던 나물반찬이 큰 몫 52 ceramic korea

53 을 차지한다고 볼 수 있다. 소재의 발전사를 보면, 다. 세라믹 소재가 모든 산업분야에서 약방의 감초 구석기-신석기-청동기-철기-(반도체)-X소재의 전 처럼 사용하게 되는 원인은 세라믹이 보유하고 있는 개는 누구나 아는 소재 발전 흐름이다. X 의미는 지 다양하고 독특한 특성을 탑재하고 있기 때문이다. 금 시대에 요구되는 특성을 발현할 수 있는 소재로 즉, 산업이 발달할수록 더욱 더 새로운 특성을 발현 서, 독특하고 다양한 특성을 탑재하고 있는 세라믹 할 구 있는 소재가 요구되는 현실에서 새로운 단일 이 단연 그 역할을 담당하고 있다고 본다. 다시 말 소재를 발굴하기에는 매우 어렵다. 기존에 존재하 하면, 어려운 시절 어쩔 수 없이 먹어 왔던 나물처 는 다양한 소재의 조합에서 새로운 혹은 개선된 특 럼, 지각에서 가장 흔한 세라믹 소재가 구석기시대 성을 발현할 수 있는 가능성을 제공하는 것이 융합 의 기초적인 기술수준에 의존 사용해 왔던 도구들 소재 이다. 그 중심에는 세라믹소재가 최종 특성을 이 이제는 수많은 정제과정을 통하여 첨단신소재로 책임질 해결사 역할을 하고 있다. 마치 커피바리스 진화했다. 나물과 세라믹은 21세기에 없어서는 안 터가 선택한 주된 맛에 책임질 커피원두처럼 될 웰빙 및 산업소재 로서 재탄생함에 있어서 유사 성을 강조하고 싶다. 2. 스포츠산업과 창의융복합세라믹 개발 동향 1-2. 세라믹은 스파게티 소스 2-1. 한국골프산업의 비전 세종문화회관 근처에 가면 조그마한 스파게티 전문 점이 있다. 식사시간에는 스파게티를 먹으려는 사 골프는 아시안게임에서 참가국 중 최고의 성적을 내 람 들이 50m 이상 늘 줄을 서고 있는 모습을 본다. 고 있는 종목이며 2016년에는 리우올림픽에서도 왜 그럴까? 당연히 맛 때문일 것이다. 스파게티의 좋은 성적을 기대할 정도로 한국의 세계적 입지를 맛은 표준화하기 쉬운 면발보다는 주방장의 노하우 알리고 있는 스포츠이다. 이는 국내나 해외에서 활 가 쌓인 소스의 맛으로 평가됨이 분명하다. 그 소 약하고 있는 선수들의 꾸준한 노력과 국민들의 관 스의 맛은 소재에 있어서 물성과 유사하다. 주방장 심, 관련기관 투자의 결과물이며 그 노력의 결과로 의 레스피 노하우로 식객들을 유인할 수 있듯이, 금 세계 곳곳에서 태극기를 흔들며 국위를 빛내는 세 속이나 고분자 소재에 비해 독특하고 다양한 특성 계적인 선수가 많아졌다. 이것은 국위선양도 동반을 을 보유한 세라믹소재는 21세기에 인간이 원하는 하는 것이라서 업종을 뛰어넘는 한국의 모든 산업 산업발달을 책임져야 할 필수적으로 중요한 소재임 의 세계화에도 간접적인 도움이 될 것이다. 은 확실하다 골프장 산업의 변화 1-3. 세라믹은 커피빈 브랜딩 현재 영업 중인 골프장의 438개로 10년 동안 2배 원두커피의 맛은 커피원두를 어떻게 조합하느냐?에 로 증가 하여 한국 골프장 산업의 위기가 왔다고 한 따라 다양한 향을 발현하게 된다. 커피바리스터는 다. 전체 이용객수는 증가 하였으나 골프장 수가 증 이 조합비로부터 나온 맛을 비교할 수 있는 감각을 가하여 골프장 운영의 변화가 시급한 때이다. 골프 배우고, 다양한 계층의 사람들의 맛에 대한 취양에 장은 타 종목의 경기장에 비해 생산효과가 매우 크 맞추어 비즈니스에 적용하는 것이 주요 전문성이라 며 일자리 창출효과와 지역 균등 발전과 국제화, 고 하겠다. 바리스터가 커피원두를 섞어 복을 때는 반 급화, 장기화로 변화하는 국민생활체육에도 기여를 드시 최종적인 향을 책임질 원두가 결정되고, 그 향 하고 있다. 일부 전문가들은 일본을 보며 한국의 골 에 변화를 줄 다른 원두를 부수적으로 혼합하게 된 프장 산업에 우려를 한다. 일본은 빠르게 인구노령 June

54 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 화와 함께 골프장이 위기를 맞았지만 골프산업의 실패는 아 에 업계의 기술개발과 국민들의 관심, 관련기관의 꾸준한 투 니었다. 국내나 해외 골프장의 카트와 잔디관리 장비를 보면 자가 뒷받침 된다면 한국의 골프산업에 큰 성장 동력이 될 것 대부분이 일제이며 패션분야에서도 일본브랜드의 골프웨어 이다. 조만간 태극마크의 선수들이 한국의 골프장비와 골프 가 세계적으로 유명하다. 골프장비 산업에서도 이미 일본은 공으로 세계무대에서 우승하는 일이 당연할 수밖에 없기를 국제화에 성공했기에 골프장 위기의 후면에는 산업의 성장으 꿈꾼다. 로 더 큰 이익을 본 것이다. 필자는 한국 골프장의 위기를 경 영과 마케팅의 변화로 극복을 한다면 새로운 기회가 올 것이 한국의 골프 선수는 기적을 만들었고 라 기대를 해 보기도 한다. 중국에서도 골프의 관심이 높아 골프산업은 성공을 꿈꾼다. 져 제주도 골프장의 구세주가 될 것이란 전망도 있다. 한국에 일본인이 설계한 골프장이 많듯 중국 골프장 설계와 운영에 골프관련의 직업군은 세계적으로 매우 다양하지만 한국은 도 한국인이 중심이 되면 어떨까? 이러한 변화에 발 맞춰 골 선수분야에서는 세계최고다. 이제는 골프가 대중화 되면서 프산업에 대한 국민의 이해와 관심, 관련기관에서의 꾸준한 다양한 업계의 전문가들이 골프에 관심을 가지고 융합으로 투자가 필요하며 전문가 양성도 다양하게 진행되어야 한다. 발전하고 있다. 한 예로 IT와 융합한 골프존은 골프의 종주 국은 영국이지만 스크린골프의 종주국은 한국이라 하고 세 골프공과 장비의 세계화 상에 없는 놀이 라는 스크린골프는 한국의 자랑이라 생각한 다. 다가올 미래에는 선수들만 최고가 아닌 골프산업에서도 국산 골프클럽과 골프공 생산은 1970년대에 내수를 위한 생 한국 최고가 세계 최고 가 되길 기원해 본다. 산보다 수출을 위해 시작했다. 골프공을 보면 낫소가 1976년 국내 처음으로 USGA 공식 테스트에 합격을 하여 국내 골프 2-2. 스포츠 창의융복합소재 개발 대회에 국산골프공이 처음 사용이 되고 이후 1980년대 초에 동성화학(현 팬텀)도 투피스 볼의 개발에 성공하여 1984년 스포츠란 무엇인가? 라는 질문에 비전문가로서 대답이 까다 부산팬텀오픈을 개최했다. 이 대회는 국내 최초의 골프용품 롭지만, 인간이 주어진 환경(스포츠 시설)에서 적합한 도구 업체가 주최한 대회가 되었다. (스포츠용품이나 스포츠의류 등)를 이용하여 놀이하는 것 1990년대 후반 국내시장에 늦게 출발한 볼빅은 2002년부 (play)이라 간단히 말하고 싶다. 이러한 놀이는 인간을 즐겁 터 선수용 골프공을 만들어 11년 만에 이일희가 LPGA에서 게, 건강하게, 혹은 다른 사람과의 경쟁을 유발시켜 인간에게 우승을 했다. 장비에서도 1970년에 퍼시몬 드라이버를 생산 스트레스를 적절히 제공함으로써 삶의 활력 혹은 경기력 향 해 전량 일본 수출을 했고 80년대에 외국브랜드 OEM의 수 상을 유도하여 인간의 삶을 윤택하게 하는 것이다. 출을 하며 내수에 뛰어들지만 국내 골퍼의 외면과 기술의 부 스포츠 용품은 시설에 비해 개인에게 더 중요한 관심대상 족으로 세계적인 브랜드에 밀려버렸다. 하지만 골프 장비산업 이다. 왜냐하면, 용품은 우리와 직접 접촉하던가, 가장 가까 이에서 우리들의 놀이를 도와주기 때문이다. 세라믹소재가 스포츠용품에 어떻게 적용될 수 있을 까? 에 대한 질문에 골 프샤프트 에 대한 사례 연구를 토대로 세라믹소재가 스포츠 용품의 선진화에 어떤 역할을 하고 있는가? 를 피력하고자 한다. 저자는 2014년 문화체육관광부 주관 스포츠산업기술 개발사업 에 첨단소재를 활용한 개인 맞춤형 골프클럽 샤프 트 제조 설계 란 테마를 창의적 연구과제책임자로서 연구수 행하고 있다. 아마추어 골퍼에게 익숙한 Graphite 골프 샤프트는 탄소섬 그림 1. 탄소섬유로 만들어진 골프 샤프트 54 ceramic korea 유를 편직조한 Prepreg를 여러 겹으로 겹친 후 말아서 성형,

55 그림 2. 첨단기술과 소재로 만들어진 다양한 스포츠 용품 그림 3. 최종목표 달성 개념도 약 250 에서 3시간 열처리하여 굳힌 후 가공연마공정을 사하다. 특성평가는 세라믹복합체의 기계적 물성 평가에 기 거쳐 제조한다. 제조된 샤프트는 강도(토크, 내구성), CPM 및 본을 두고 있다. 따라서 첨단 세라믹제조공정을 샤프트 제조 공차 등의 시험 측정을 한 후 시타 분석으로 이어진다. 골프 에 적용하면 새로운 특성의 샤프트 제작이 가능하다는 점이 샤프트의 특성은 weight, flex, torque, bending point 및 본 연구과제 제안동기이다. basalt 섬유를 탄소섬유 대신 전 balance pint 등으로 구별되며, 스윙시 이러한 특성이 복합적 체적으로 혹은 부분적으로 적용하였을 때, 샤프트의 특성이 으로 연계하여 kick-point,볼의 비거리, 볼의 정확성, 볼의 탄 매우 달라짐을 확인 할 수 있었다. 도, 샷의 느낌, 백스핀 현상 등에 영향을 준다. 본 연구과제의 최종 목적은 기성복 대신에 맞춤복으로 입 샤프트 제조공정에서 탄소섬유의 원자배열과 물리적 특성 어 몸에 가장 편안함을 유지하는 것처럼, 기존 샤프트 제조 이 금속이나 고분자와 달리 세라믹과 흡사하다는 점을 고려 공정의 혁신을 이루고자 함이다. 아래 그림이 최종목표 달성 하면 일반적인 세라믹제조공정(원료-성형-소결-가공)과 유 및 개인 맞춤형 샤프트제조 개념도이다. June

56 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 그림 4. 개인 맞춤형 샤프트제조 개념도 이 생겨 종이를 불려서 가압성형하여 제조기술을 개발하다 3. 맺는 말 가 고분자물질로 대체하려는 시도에서 탄생한 물질이 플라 스틱 이다. 이러한 역사적 연구개발 사례를 상기하면 세라믹 골프샤프트 제조기술은 자전거 프레임, 컬링 샤프트, 낚시 을 중심으로 한 스포츠 소재개발의 필요성 및 당위성을 강 대 등 다양한 스포츠용품에 적용되고 있다. 성형기술을 달 조해 본다. 리하면 헬멧, 스키보드, 스노보드, 봅슬레이 썰매 등의 제작 에 적용된다. 탄소/세라믹 섬유 복합체의 성형기술은 스포 츠용품 뿐만, 아니라 건자재, 유독가스 유통관 등 산업 전반 에 걸쳐 응용분야가 무궁무진하다. 이름 하여 스포츠 소재분야는 융합학문연구의 꽃 이라 할 수 있을 정도로 종합적인 학문분야 체계가 필요하지만, 아 쉽게도 국내에서의 스포츠 소재 연구 영역은 매우 미약하 심광보 교수 - 한양대학교 무기재료공학과 학사,석사 - Brunel University of West London 공학박사 - 현재 한양대학교 신소재공학부 교수 - 현재 SCI 등재 JCPR 편집위원장 - 현재 한양대학교 세라믹소재연구소장 - 현재 Hanyang-Osaka CUP 단장 다. 미국, 유럽, 일본 등 소재 선진국들은 이미 소재가 스포 츠 용품을 선도하는 연구개발에 박차를 가하여 글로벌 시 장을 점유하고 있고, 이들 선진국들이 이미 스포츠소재 개 발 발전 장기 전략을 수립하여 진행하고 있다는 점을 상기 하면 우리나라도 이 분야에 대한 대책 마련이 시급하다. 더 욱이 독특하고 다양한 특성을 발현하는 세라믹소재 및 공 정기술이 첨단 스포츠 용품 개발에 가장 중요한 요소임은 말 할 것도 없다. 역사적으로 볼 때, 100여 년 전 영국에서 당구공을 초기에 상아로 제작하여 사용했다. 공급에 차질 56 ceramic korea 최봉암 교수 - 경희대학교 스포츠경영학 체육학박사 - MBCESPN, Jgolf 골프해설위원 - 도하아시안게임 여자골프국가대표팀 감독 - (사)한국대학골프연맹 전무이사 - 현재 대구대학교 스포츠산업학과 학과장

57 Special 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 스포츠용품용 세라믹섬유 김 병 익_ 한국세라믹기술원 선임본부장 임 태 영_ 한국세라믹기술원 광디스플레이소재팀 수석연구원 박 선 민_ 한국세라믹기술원 에너지효율소재팀 수석연구원 조 광 연_ 한국세라믹기술원 나노융합지능소재팀 책임연구원 신 동 근_ 한국세라믹기술원 에너지효율소재팀 선임연구원 윤 지 선_ 한국세라믹기술원 지능형전자부품팀 선임연구원 1. 서 론 기존의 고분자섬유와 탄소섬유와 달리 우수한 성 능과 기능성 부여는 2010년 이후 세라믹섬유가 소 현대의 삶은 양보다 질이 강조되고 있다. 예전과 달 개되면서 현실의 시장에 나타나기 시작되었다. 스포 리 좀 더 편리하고 좀더 유익하고 좀더 친화적인 것 츠카, 오토바이, 경비행기 등 고속조건에서 제동이 을 선호하고 있다. 지향하는 바가 궁극적으로 웰빙 필요한 부분에 최고 1,000 이상에서도 견디는 SiC 으로 귀결되고 있어 이와 관련된 산업이 동시에 발 섬유, 현무암섬유 등이 가능성을 제시하였고 실제로 달하고 있다. StarFire사에서 SiC섬유를 적용한 스포츠카 및 오 특히, 스포츠산업은 현대인들이 보고 즐기는 것 토바이용 브레이크디스크 등이 제시되었다. 또한 탄 에서 참여하고 실행하는 방향으로 변해가고 있음에 성이 중요한 골프채의 경우 현무암섬유를 적용하여 따라 스포츠산업의 성장세가 폭발적으로 증가하고 타구시 그립감 향상과 비거리 증가를 보였다. 있다. 자전거, 테니스, 배드민턴 등 최근 10년 사이에 그리고 압전기능을 보이는 세라믹섬유의 경우 IC/ 폭발적으로 참여인구가 증가하고 있다. 골프는 예전 ICT기술과 융합하여 각종 종목의 라켓에 응용하여 엔 귀족스포츠로 소수가 참여했으나 최근엔 대중적 타구의 세기, 정확도, Sweet Spot 등을 보여주어 운 인 스포츠로 인식되고 있다. 스포츠관련 시장이 폭 동자의 실력향상 등에 도움을 주고 있다. 최근엔 운 발적으로 증가함에 따라 스포츠용품도 질적으로 발 동자의 건강상태를 실시간으로 점검하면서 스포츠 전하고 있다. 최근까지는 대부분 가볍고 강한 것을 에 참여하도록 유도하여 질적으로 향상된 현대인 선호하여 고분자섬유와 고분자바인더를 사용한 복 삶을 누리도록 하고 있다. 합재가 스포츠용품의 소재로 주로 사용되었으나 최 대부분의 스포츠용품은 섬유복합으로 제조되어 근엔 좀더 가볍고 내구성이 향상된 탄소섬유와 고 섬유상을 갖는 모든 세라믹섬유가 적용될 수 있으 분자바인더를 사용한 스포츠용품이 대세를 이루고 나 기본적으로 인장응력이 2.0GPa이상은 되어야 있다. 그리고 최근엔 좀더 우수한 성능과 좀더 기능 복합재로서 기능을 할 수 있어 스포츠용품으로 사 화된 스포츠용품을 선호하게 되었다. 특히, IT/ICT 용되는 세라믹섬유는 유리섬유, 현무암섬유, SiC섬 산업이 발달됨에 따라 스포츠용품에 융합하려는 유, 압전섬유가 대표적이라 할 수 있다. 세라믹섬유 시도가 있었고 시장이 이를 선호하고 있다. 는 복합재 소재로 사용되어 세라믹섬유가 갖는 높 June

58 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 은 기능성이 필요로 한 분야에 대부분 사용되어 왔 다. 지난 20년간 고강도화 고인성화의 기반 기술이 착실히 이루어졌고 최근 나노복합화 및 나노세라 믹 섬유의 개발에 따라서 세라믹 가스터어빈 엔진, 자동차용 구조재료 등에 산업적으로 우선 적용되 어왔다. 이와 더불어 세라믹섬유 복합화에 대한 기 술이 완성됨에 따라 첨단산업분야 이외에 가전, 스 포츠 등에 선순환적으로 사용이 촉발되고 있다. 즉, 산업적으로 가능성이 충분한 분야에 그간 축적된 세라믹섬유 복합화 기술 역량을 적용하여 제품화하 려는 시도가 진행되고 있는 것이다. 세라믹섬유 세계시장은 10년 865억불(95.2조원) 규모에 15년 1,145억불(126조원)로 매년 6% 성장 그림 년 세라믹섬유의 응용분야 세계시장현황 (출처 JEC사 Overview of the worldwide composites industry: ) 하고 있으며 이중 유럽(24%), 미국(37%) 등 선진국 주도의 고품질 고가 시장과 중국 중심의 저가 시장 으로 양분화 되고 있다. 국민총생산(GDP)에 비례 하여 사용량 증가하는 경향을 보이며, GDP 45,000 불의 미국은 9kg/인으로 세라믹섬유 최다 사용국 이다. 특히, 중국시장은 2007년 이후 폭발적 경제발 전으로 매년 15%씩 고속 성장 중이다. 이중 스포츠용 세라믹섬유의 시장은 2007년 5조 원, 2010년 5.9조원규모를 형성하고 있으며 매년 대 략 17%의 높은 성장을 이어오고 있다. 올해 2015년 은 6.8조원의 스포츠용 세라믹섬유 복합재시장을 형성할 것으로 예측되고 있다. 세라믹섬유를 포함 한 섬유복합재는 전체 소재중 15%를 차지, 15년엔 그림 2. 스포츠분야 세라믹섬유의 응용분야 년도별 세계시장현황 (출처 JEC사 Overview of the worldwide composites industry: ) 철(Steel)과 알루미늄을 대체하여 20%까지 대체할 천기술을 가지고 국방용을 시작으로 활용범위를 확 것으로 예상된다. 세라믹섬유는 원천기술을 보유한 대하고 있다. 러 미 일 일부기업들이 독과점체계를 형성하고 있 따라서 본장에서는 스포츠용품용으로 사용되는 다. 대표적인 세라믹섬유의 기술개발현황을 살펴보 대표적인 세라믹섬유(유리섬유, 현무암섬유, SiC섬 면 고기능 유리섬유는 NPO(러) 및 OCF(미) 등 소 유, 압전섬유)에 대한 개요(정의)와 시장현황, 기술 수업체만이 원천기술을 독점하고 있고 현무암섬유 현황, 특성, 스포츠용품 적용사례 및 가능성에 대해 는 KV(러), SG(미)가 독점공급하고 있다. 최근엔 중 서 서술하여 그 가능성을 소개하고자 한다. 국의 GBF사가 기술개발을 시도중에 있다. SiC섬유 는 NP, UBE(일), DC(미)만이 원천기술을 가지고 국 방용으로 독점공급하나 EL품목으로 지정되어 수출 2. 본 론 은 제한된 상태이다. 압전섬유는 미국의 Advanced cerametrics사와 독일의 Smart material사만이 원 58 ceramic korea 2.1 압전섬유

59 2.1.1 압전섬유의 개요(정의) 압전섬유의 기술 및 시장동향 압전 효과는 특정 결정구조를 가진 물질 내에서 기 압전 섬유의 가장 대표적인 예가 미국의 NASA에서 계적-전기적 상태 사이의 상호작용을 통해 나타나 개발한 MFC(Macrofiber composite)이다. MFC이 는 효과로, 해당 재질에 압축 혹은 인장등의 기계적 전의 개발되었던 AFC(Active fiber composite)는 변화를 주면 전기적인 신호가 발생하고, 역으로 전 둥근 fiber를 사용하기 때문에 전극에 접촉 면적이 기적인 신호를 가하면 기계적인 변화가 발생하는 현 감소하여 전계를 PZT fiber에 충분히 전달하지 못 상이다. 하는 단점과 brittle한 fiber를 수작업으로 정렬하고 이러한 특징을 가지는 대표적인 압전 재료는 에폭시 주입 시 발생하는 bubble 발생 때문에 전기 PZT(Pb(Zr0.53Ti0.47)O3)로서, 강유전성, 초전성, 압전 적 결함이 빈발하는 단점을 가졌다. 이러한 AFC 단 성 등 다양한 성질을 가지고 있으며, 강유전성을 이 점을 보완하기위하여 NASA에서 2000년에 MFC를 용한 비휘발성 기억소자, 유전특성을 이용한 이동 개발하였다. MFC는 아래 그림과 같이 평판형 액츄 통신기기의 핵심 소자 부품, 압전성을 이용한 마이 에이터로 polymer matrix에 단방향 piezoceramic 크로 액튜에이터와 가속도 센서, 그리고 초전성을 fibers(pzt 5A)를 가공하여 삽입한 것으로 에칭된 이용한 적외선센서, 적외선 감지소자 등에 널리 이 IDT pattern을 갖는 copper-clad Kapton 필림을 용되고 있다. 이러한 압전 세라믹은 우수한 압전 및 샌드위치 형태로 부착한 구조를 가진다. 유전 특성을 가지고 있어 여러 분야에 널리 사용되 MFC는 layer를 접을 수 있는 flexibility, 진공에 고 있지만, 세라믹의 약한 강도와 곡선형상의 어려 서 고온 성형 가능, DC 고전압을 전극에 인가 가능 움, 벌크 형태로 인한 디바이스 내의 일정 공간을 차 한 특징 및 장점을 가지며, In plane 분극을 통하 지한다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복 여 두께 방향의 폴링을 통한 d31을 사용하는 전통 하기 위하여 압전 나노 섬유 재료에 관한 많은 연구 적인 actuator 보다 d33 압전효과 사용하여 더 강 가 진행되었다. 한 actuation을 얻을 수 있는 장점을 가진다. NASA 압전 나노 섬유는 뛰어난 압전 성능과 휘거나 구 연구팀에서는 이러한 MFC를 적용하여 아래 그림과 부렸을 때 박막에 비해 구조적 손상이 훨씬 덜 하 같이 항공기 날개에 부착하였다. 이렇게 부착한 압 고, 압전 섬유를 연신이 가능한 substrate에 부착하 전 나노 섬유 엑츄에이터를 이용하여 비행기 비행 여 소자를 만들 경우 stretchable 소자 제작도 가능 기 꼬리날개의 진동제어에 적용하였다. 하다는 장점이 있다. 미국 프린스턴대학교에서는 2010년 반도체 나노 선 기반의 발전 소자의 단점을 극복하기 위해 PZT 압전 섬유를 기반으로 한 고출력 나노 발전소자 개 발에 대한 연구 결과를 보고하였다(Xi Chen et al., Nano lett., 10 (2010) ). 전기방사법으로 제조된 PZT 압전성유는 높은 굽힘성과 기계적 강 도를 가지며, 같은 압력이 인가될 경우 산화아연 나 노선 발전 소자보다 훨씬 더 큰 전압과 전력을 얻을 수 있다는 것을 보였다. 미국 버클리캘리포니아주립대학교의 Liwei Lin 그 룹은 압전폴리머(PVDF, poly(vinlyidene fluoride)) 그림 3. 압전섬유 응용 MFC의 구조 개요 (InTech, 2011) 압전섬유를 기반으로 한 고효율 나노 발전소자를 June

60 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 처음으로 선보였다 (C. Chang et al., Nano lett., 10 (2010) ). 폴리머 압전 섬유는 유기 물질로 부터 제작이 가능하므로 낮은 단가로 제작이 가능 하여 경제적일 뿐만아니라 의류 형태로 제작되어 휴 대 가능한 전기 장치를 충전할 수 있는 옷과 무선 감지기의 동력원을 만들 수 있을 것으로 예견되지 만, 낮은 압전 특성의 단점을 가지고 있다. 전기방사법으로 압전 섬유를 제조할 때 노즐과 집 적 전극 사이에 고전압을 걸어주어야 하므로 전기 방사 과정에서 전기 쌍극자 배열이 동시에 일어나기 그림 4. 압전 섬유의 스포츠용품 적용 사례 예시 ( 때문에 압전 섬유를 제조한 후 부가적인 분극 공정 가 스포츠용품에 적용되었을 경우에는, 스포츠용 이 필요하지 않는 diret-writing이라는 새로운 방법 품에 새로운 기능성이 추가되어, 사용자들에게 새 을 제시함. 로운 편의와 새로운 가치를 제공할 수 있을 것으로 기대된다 스포츠용품 적용사례 및 가능성 2.2 현무암섬유 높은 속도에서 스키와 눈 표면과의 접촉면적이 줄 어들면서 스키는 진동하는 경향이 있다. 이러한 진 현무암섬유의 개요(정의) 동 때문에 안정성이 떨어져 스키를 타면서 속도를 조절한다. Advanced Cerametrics에 의해 개발된 현무암은 휘석, 감람석, 사장석으로 이 현무암을 압전 섬유 복합체가 내장된 스키의 경우, 이렇게 원 1,500 이상의 고온에서 융융하여 장섬유화한 세 하지 않던 진동을 전기 에너지로 전환하였다. 이러 라믹 광물섬유가 현무암섬유이다. 현무암섬유는 내 한 압전 섬유 기술을 6% 이상의 기능성 에지를 보 산성, 내알칼리성, 내수성, 흡음성, 내열성 등이 뛰 장하여, 스키 선수들이 2006년 동계올림픽에서 금 어난 무기섬유로서 현무암 고유의 융융 특성으로 매달 2개와 은메달 1개를 딸 수 있도록 도왔다. 이 인하여 초극사(microfine)로부터 조대섬유(coarse 스키는 타임지에서 선정한 Coolest Products for fiber)에 이르기까지 수 종류의 섬유 생산이 가능하 2002 중 하나로 선정 되었고, The 2003 R&D 100 며, 자체 섬유로도 사용이 가능하지만 타 섬유와도 Award를 수여하였다. 융 복합을 통해 다양한 응용이 가능하다. 특히 원 스키 이외에도 Advanced Cerametrics은 테니스 적외선 방사에 의한 모세혈관 확장, 신진대사 촉진, 라켓 헤드부분에 압전 섬유를 적용하였으며, 공을 피로회복, 음이온 방출, 다량의 미네랄 함유, 체내의 치는 흠이 15%이상 증가되는 것을 보여주었다. 이러 중금속 흡착분해작용, 성인병 예방, 피부질환 치료, 한 압전 세라믹 섬유를 사용한 라켓의 Intelligence, 항균 및 방충, 탈취력 탁월, 정수 및 정화작용 등에 Protector 및 LiquidMetal 라인은 2005/2006 시즌 대한 연구결과가 보고되고 있다. 에 세계에서 가장 만이 판매된 라켓이었다. 이러한 일반적으로 현무암섬유라고 하면 상대적으로 저 라켓을 적용시 테니스 엘보우 (tennis elbow) 통 렴한 공산품인 암석이나 암면(stone wool)을 떠올 증의 경감에 크게 기여한 것으로 보고되어지고 있 릴 수 있으나, 현무암섬유는 유리섬유 및 탄소섬유 다. Protector 라켓은 Tennis Magazine에서 2005 와 경쟁이 가능한 하이테크 섬유이다. 현무암 섬유 Racket of the Year에 선정되었다. 이처럼 압전 섬유 의 생산기술은 舊소련이 군사용 및 항공용으로 개 60 ceramic korea

61 발하던 것에서 시작되었다. 舊소련의 붕괴 직전 관 이용한 섬유제품은 주로 러시아를 중심으로 동유럽 련업체가 사유화되면서 동 제품에 대한 사업화가 국에서 용도에 맞는 기술개발이 많이 이루어졌으나, 지체, 연간 생산량도 1만 톤 이하에 그쳤다. 산업화 측면에서는 미국과 캐나다, 독일, 프랑스, 벨 현무암섬유의 본격적인 산업화는 2006년 오스트 리아 Asamer Group의 자회사인 Asamer Basaltic 기에, 네델란드, 러시아 등에서 중소기업을 중심으 로 산업용으로 다양한 특화가 이루어져 있다. Fiber가 우크라이나 Kiev에 위치한 생산 공장을 인 2000년부터 주로 현무암섬유를 활용한 응용제품 수하면서 시작되어 2009년부터 오스트리아에 신규 에 대한 특허가 다양하게 등록되고 있음을 알 수가 공장 건설을 마무리하고 가동을 개시하고, Asamer 있고, 현무암섬유의 응용 분야에 있어서도 스포츠, Basaltic Fiber는 생산 애로사항을 극복하고 현무 자동차, 항공, 선박, 건축, 토목, 소방, 화학, 신소재 암 원석에서 섬유를 대량생산하기 위해 기술개발 등 다양한 분야로 확대되고 있는 추세이다. 팀을 구성, 개발프로젝트를 진행하고 있으며, 현재 친환경소재인 현무암 섬유의 경우 국내 산업은 아 Vienna University of Technology에서는 연구실 직 시작단계로 최근 유리섬유 및 탄소섬유의 대체 수준의 모노필라멘트 설비를 구축하고 상업생산을 시장으로 부각되고 있으나, 주로 중국 및 우크라이 위한 scale-up에 매진하고 있다. 현무암섬유 산업 나에서 수입에 의존하고 있으며, 응용제품에의 적 의 활성화는 국내에 매장량이 풍부한 현무암을 활 용은 아직 개발단계에 머물러 있다. 용한다는 점에서 원재료 수급이 용이하여, 현무암 섬유 산업의 활성화는 물론 국내 광물자원 이용과 현무암섬유의 기술현황 함께 사양시장으로 분류되고 있는 광물원료시장의 활성화도 이끌 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 현재 Basalt fiber를 상업적 대량생산 기업수는 전 세계적으로 몇 군데 되지 않는 실정이다. 러시아의 Suda Glass Fiber Technology, 캐나다의 Albarrie 현무암섬유의 시장현황 사, 미국의 Suda Glass USA (Huston, Txexas)와 현무암 섬유의 탁월한 내열성, 내화학성, 높은 인장 US Basalt Corp., 벨기에의 Basalttex사 정도이다. 강도, 친환경성 등의 이점으로 고품질의 FRP, 내열 그리고 이 Basalt fiber를 이용한 제품을 생산하는 재, 단열재, 내장재 등의 많은 분야에 새로운 수요 곳으로는 미국의 US Cement사가 Basalt fiber강 가 창출 되어 가고 있지만 현무암 섬유의 시장 분석 화 시멘트 콘크리트를, 캐나다의 Fibrex Insulation 에 대한 보고서가 전무한 상태이다. 현무암섬유를 Inc가 Basalt를 이용한 단열재 및 내화재를, 독일 표 1. 국내외 현무암 섬유제조기술 보유회사 국가 회사명 제품 비고 Korea YJC roving, yarn 중국으로 부터 기술이전 요청 받음 Canada Albarrie roving, yarn, fabric filter 전문회사 USA, Russia Sodaglass Fiber Technology roving, mat, fabric, frp rods 미국, 러시아 합작회사 Russia Kamenny Vek roving, fabrics, mesh, non-woven 2002년도 설립, 세계 일류로 인정됨 각종 생산장비 공급, 2002년 본격가동 Ukraine Plant of Insulation Materials roving, fabrics, mats plants, machines Georgia Basalt Products of Georgia roving, fabrics, non-woven mat 구 소련의 지원하 PIM과 함께 성장 Belgium Basaltex roving, fire blocking fabrics, heat insulate. 특수처리 fabric 생산 "suede feel" coating China Gold Basalt Fiber roving, fiber yarn, chopped strand 2003년 설립 러시아 합작 China Jingpo Lake Alkali Proof Basalt roving, yarn, mat 중국 최초공장(2001 설립, 2003년 과기부 지원) June

62 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 그림 5. 세계 현무암 섬유 나라별 공급업체 분포도 의 DBW Advanced Fiber Technologies는 Basalt 암섬유를 적용한 제품개발이라는 기술범주의 특허 geogrid를, 프랑스의 Telateks A. S.사는 multiaxial 내용을 담고 있지만 기초적인 수준이다. 대량생산, Basalt fabric을 생산하는 것으로 알려져 있다. 자동화 등과 같은 경제성 및 생산성을 높이기 위한 미국에서는 Basalt fiber를 주로 워싱턴 주립 대학 핵심기술인 용융방식에 따른 에너지 효율성, 장섬 교의 재료공학과에서 생산방법 및 물성특성에 대 유 제조장치인 부싱의 대용량화에 대한 설계기술, 한 연구가 1977년부터 진행되어 왔다. 현무암섬유 냉각기술, 싸이징 기술 및 온도조절장치 설계기술 를 소량 생산할 수 있는 실험실 규모의 생산 장치를 등과 근본적인 기술개발이 부족한 상태이다. 만들어 연구용 섬유를 생산하고 있으며, 물성을 향 전 세계 현무암 공급업체는 80여개 기업이 있으 상시킬 수 있는 제조방법에 대하여 주로 연구를 진 며, 연간 생산량은 10,000ton 정도를 상회하는 것 행하고 있다. 2002년에는 미국콘크리트협회 주관으 으로 조사되고 있다. 탄소섬유 시장의 경우 연간 생 로 네바다주 라스베가스에 Hightec, Inc.사를 설립 산량이 70,000ton을 상회함으로 아직 현무암섬유 하여 플라스틱 및 콘크리트 보강용 현무암섬유를 시장은 우수한 물성을 응용한 지속적인 제품개발이 생산하는 소규모공장을 건설하여 현무암 장섬유, 요구되는 분야이다. Roving yarn 및 Twisting yarn을 생산하여 플라스 틱 및 콘크리트 보강제품을 개발하고 있는 중이다 현무암섬유의 특성 최근에는 미국의 Marina Presley사에서 텍사스 주 에 러시아 기술을 이용해서 공장을 건설하고 있으 현무암섬유는 스포츠, 운송, 가정, 의료, 건축, 환경 나 소량생산 방식인 배치 식을 사용하고 있다. 등 여러 방면에서 활용도가 높다. 특성과 연결지어 현재까지의 현무암섬유 관련 특허기술 동향은 제 보면 고강도, 친환경성으로 스포츠 부품, 흡음성, 조공정에 대한 개선을 통한 생산방식에 따른 생산 내 진동성, 내구성, 고강도, 친환경 특성을 살린 자 성향상, 기본물성의 개선을 통한 품질향상 및 현무 동차 부품, 카시트, 내장재 등은 물론 가정용 고온 62 ceramic korea

63 그림 6. 평강-철원 용암대지의 발원지 및 현무암 분포 표 2. 국내 현무암 원광의 화학성분 분석 구분 현무암1 현무암2 현무암3 현무암4 현무암5 SiO Al2O Fe2O CaO MgO Na2O TiO K2O Total 자료: 한국세라믹기술원, 표 3. 현무암섬유와 타섬유의 물성 비교 구분 현무암섬유 E-G S2-G 아라미드 카본섬유 인장강도 (MPa) 3000~ ~ ~ ~ ~4400 탄성률 (GPa) ~ ~86 70~ ~ ~2.0 신장률 (%) 3.1~ ~3.6 비중 2.65~ ~ 최고적용온도( ) 용융점( ) NM NM 단열성, 난연성 등의 특성을 지닌 침구 침낭 가구, 이 아니라 강원도 철원지역(분포 : 20km 32km 의료 치과용 인공삽입재 및 경량 보조기구, 친환경 150m 2.9=2784억톤)에도 많은 양의 현무암이 매 적 오일 정수 필터, 경량 건축자재 및 불연 내장재 장되어 있다. 표는 각각 국내 현무암 원광의 화학성 에 이르기까지 쓰이지 않는 분야가 없을 정도이다. 분 분석과 현무암섬유와 타섬유의 물성 비교를 나 현무암은 우리가 익히 알고 있는 제주도 뿐 만 타내었다. June

64 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 스포츠용품 적용사례 및 가능성 한 기타 물성 등이 우수하다고 알려지면서 스포츠 에서 요구하는 물성을 만족하는 우수한 제품개발 현무암 원광만을 이용하여 제조하는 현무암섬유는 이 국내외적으로 개발되어 향후 발전 가능성이 높 앞서 말한 바와 같이 친환경적이면서 강도를 비롯 을 것으로 기대된다. 그림 7. 현무암 섬유의 스포츠 응용제품 (참고자료 : google) 2.3 유리섬유 유리섬유의 개요(정의) 유리섬유는 무기질의 세라믹섬유로써 규사, 알루미 나 등의 원료를 고온에서 용융시킨 후 부싱을 통해 섬유상으로 제조되며, 형상 및 용도에 따라 일반적 으로 보강용으로 활용되는 연속된 섬유형태의 장 섬유와 단열 및 흡음용으로 사용되는 솜형태의 단 섬유로 크게 나누어진다. 또한 섬유를 제조하기 위 한 유리의 원료배합에 따라 화학적 성분을 다양하 게 조절할 수 있기 때문에 조성에 따라 다양한 특 성을 갖는 유리섬유를 제조할 수 있는 장점을 가지 고 있다. 따라서 장섬유유리에 있어서 FRP(Fiber Reinforced Plastic)라고 불리는 섬유보강플라스틱 제품의 경우, 일반생활용품에서 스포츠용품까지 아 래 그림에서 볼 수 있듯이 고기능성 복합재료용으 로도 그 활용이 확대되고 있다. 64 ceramic korea 그림 8. 고기능성 유리섬유의 특성 및 활용분야

65 2.3.2 유리섬유의 시장현황 하 섬유)는 전량 수입에 의존하고 있는데, 두산전자, 삼성, LG, 한국써키트 등의 업체에서 유리 세섬유를 유리섬유는 세라믹섬유 시장에서 가장 큰 시장을 수입하여 제품에 적용하고 있다. 형성하고 있는 섬유소재로서 낮은 단가와 비교적 우수한 물성을 기반으로 오래 전부터 일반 생활용 유리섬유의 기술현황 품, 스포츠용품 부터 전기 전자 산업까지 널리 활 용되고 있으나, 국내 산업 경쟁력은 저가품에 대한 유리섬유는 오래 전 17세기 Rober Hooke의 유리 중국제품의 공세와 고가품에 대한 선진국의 수입 섬유에 대한 실험을 시작으로 1893년에 E. Libbey 공세로 인해 계속 약화되고 있는 추세이다. 가 유리섬유 직물을 만들어 미국 시카고에서 개최 현재 국내 유리섬유 시장규모는 국내생산이 약 5 된 전시회에 출품하여 큰 주목을 받은 것이 시초이 천억 원, 수입이 약 4천7백억 원 규모로서 수입규모 며, 1936년 Owens-Corning Fiberglass社의 전신 가 전체시장의 50%에 달하고 있으며, 특히 최근 5 인 Owens lllinois Glass 社가 세계 최초로 유리섬 년간 수입규모는 매년 10~15%씩 꾸준히 증가되고 유의 생산을 시작한 이후, 1938년 일본의 Nittobo 있는 추세를 나타내고 있다. 국내에서는 E-glass 조 가 일본 최초로 유리섬유의 공업화에 성공하였다. 성을 갖는 범용 유리섬유 복합재료 시장이 전체 유 유리섬유는 자본력을 바탕으로 대규모의 생산/공 리섬유소재 시장의 90%를 차지하고 있고, 국내 생 급구조를 확보할 수 있는 미국이나 일본기업 위주 산업체인 KCC(주)와 한국화이바 등도 일반적인 로 연구개발이 활발히 이루어지고 있으며, 자동차, E-glass 조성의 범용유리섬유만을 생산하고 있으 스포츠, 산업기계, 건축 및 토목자재 등 다양한 분 나 수입의존적인 원재료 수급구조로 인한 원자재 야에 적용되어 개발되고 있다. 가격상승과 고온의 용융공정으로 인한 연료비용 최근 유리섬유는 항공우주, 군수용품 등의 첨단 상승으로 큰 어려움을 겪고 있는 실정이다. 반면, 고 산업으로 그 범위를 넓혀가고 있으며, 환경 친화적 부가가치의 유리섬유소재는 핵심기술 뿐만 아니라 이며 인체 무해한 제품에 대한 전방산업의 니즈가 제조설비, 인력 등의 인프라 부족으로 인해 국내 생 커지면서 이에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있 산량은 거의 없는 것으로 나타나고 있고, 특히 전자 다. 유리섬유의 제조 및 응용을 위한 기술은 아래 재료용(디스플레이, PCB 등) 유리 세섬유(5um 이 의 그림과 같이 조성기술, 용융기술, 섬유화기술, 나 노복합기술, 복합재제조기술로 크게 나누어지며, 특 히 섬유의 직경에 따라 굵기가 가늘수록 고기능성 제품에 많이 활용되며 그 가격으로 인한 부가가치 도 크게 상승하는 것으로 나타나고 있다 유리섬유의 특성 유리섬유는 아래의 표와 같이 그 종류에 따라 각 각 다른 화학조성을 갖고 있으며, 이러한 조성에 따 라 고유한 특성을 나타내기 때문에, 용도에 맞게 유리의 화학적인 조성을 조절하여 제품을 생산하 고 있다. E-Glass는 섬유강화플라스틱(FRP; Fiber 그림 9. 유리섬유의 기술 및 용도별 가격 Reinforced Plastic)이나 스포츠용품외 다른 복합 June

66 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 표 4. 유리섬유의 종류 및 특성 성분 E-Glass C-Glass A-Glass S-Glass Cemfil AR Glass SiO Al2O B2O MgO CaO Na2O K2O Fe2O trace trace trace F LiO ZrO 재료에 널리 사용되고 있으며, C-Glass는 E-Glass 에 비하여 산과 알칼리에 대한 내식성을 강화한 것 으로 납축전지에 주로 사용되며, AR-Glass는 알칼 리에 대한 저항성이 커서 시멘트와 콘크리트의 보 강재로 사용되고 있다. S-Glass는 고강도/고내열성 의 유리로서 고온강도를 필요로 하는 항공용이나 방산용에 활용되고 있다 스포츠용품 적용사례 및 가능성 유리섬유는 복합체 제조를 통해 스포츠 및 레져용 그림 10. 유리섬유 복합재를 이용한 스포츠 및 레져용품 FRP 제품에 널리 사용되고 있는데, 가장 오래전부 터 활용되어 왔던 낚시대 및 텐트용 지지대에서부 경에서는 산화반응으로 인해 그 강도가 급격히 저 터 스키 및 보드용품, 오토바이/자전거용 헬멧 등 하되는 반면 SiC 섬유의 경우 1,200 까지 산화에 은 물론 해양레져용인 요트 및 보트 소재까지 다양 크게 영향을 받지 않기 때문이다. 하게 활용되고 있으며, 향후 스포츠 및 레져 활동의 뿐만 아니라 이 온도에서 크립(creep)에 의한 변 확대에 따라 그 적용 범위 및 시장규모도 크게 확대 형이나 결정입성장/조대화에 의한 섬유의 고온 물성 되리라 예측되고 있다. 저하가 일어나지 않기 때문에 다른 세라믹섬유와도 차별화되는 명실공히 초고온용 세라믹섬유라 할 수 2.4 SiC섬유 있다. 그러나, 1,200 이상에서는 SiC 섬유의 비정 질 기지상의 고온 열분해에 의해 섬유의 물성이 크 SiC섬유의 개요(정의) 게 저하되는데, 우주산업 등 특수목적의 경우 이보 다 더 높은 온도에서 견딜 수 있는 초고온용 섬유 SiC 섬유는 원래 1,200 이상의 높은 온도에서 내 를 요구하고 있어 SiC 섬유의 고온물성을 향상시키 산화성이 요구되는 극한환경용 복합재료의 보강용 는 것이 기술 이슈라 할 수 있다. SiC 섬유의 고온거 소재로서 개발되었다. 이는 비록 탄소섬유가 고강 동에 가장 큰 영향을 미치는 잔존 산소는 주로 폴 도/강성을 갖고 있지만 400 이상의 일반 대기환 리카보실란 원사섬유가 열처리중 녹지 않도록 열산 66 ceramic korea

67 그림 11. 세라믹섬유 복합소재의 응용예 : 스포츠 오토바이 및 자동차용 브레이크 디스크 화(불융화) 처리하는 과정에서 섬유내 혼입이 되며 가하고 있으나 현재 시장이 매우 한정적이며 기술 일부가 섬유방사 또는 원료자체로부터 들어올 가능 장벽이 높고 기술의 확산 자체가 이루어지지 않아 성이 있다. 따라서, SiC 섬유의 고온물성을 개선하기 세라믹섬유 복합소재 기반기술 확보가 시급하며 이 위해서는 원료합성단계부터 정밀산소를 제어하고 를 통해 향후 경쟁에 돌입할 세라믹섬유 복합소재 산소가 필요없는 불융화 방법을 사용 또는 잘 조절 산업에 대비할 필요가 있다. 된 결정화 및 치밀화 공정을 거쳐서 완전결정화 된 SiC 섬유를 제조하는 것이 중요하다. 현재 SiC 섬유 복합체의 주요 타겟은 우주항공 및 에너지, 수송산업에 집중하여 고온 내마찰/내마모 의 특성을 요구하며 이와 더불어 경량화를 통한 에 SiC 섬유의 시장 및 기술현황 너지소비효율 향상 및 수명향상 등을 꽤하고 있다. 특히, 2012년 GE사(지분 25%)와 일본 Nippon 첨단산업을 리드하고 있는 미국이나 일본에서는 이 Carbon(지분 50%), 그리고 Safran 그룹의 Snecma 미 1970년대에 항공우주/군사용 목적으로 개발이 (지분 25%)에서는 joint venture를 만들어 SiC 섬 시작되었고 고성능 SiC 섬유의 양산기술을 확보하 유복합체를 적용한 차세대 항공기 엔진개발에 착수 고 세계시장을 좌우하고 있다. 반면, 후발주자로 우 하였으며 COMAC C919, Airbus A320neo, Boeing 리나라를 포함해 독일, 중국 등이 개발에 박차를 737 MAX 등 narrow-body aircraft에 탑재될 차세 대 LEAP engine에 적용키로 하였다. 또한, Boing 사에서는 GE사를 항공기 엔진 파트 너로 선정하여 차세대 세라믹복합체 엔진 적용계 획을 발표하였다. 자동차를 포함한 철도, 항공기 등 수송기기 산업에 있어서 내마찰/마모의 요구특성 이 지속적으로 높아짐에 따라 기존 brake disc 소 재로 사용되어 왔던 회주철(grey cast iron)의 경우 그 한계가 있어 현재 탄소섬유 강화 세라믹 복합소 재를 이용한 세라믹 brake disc 개발되었다. Porshe 911 GT2 모델에 처음으로 세라믹복합체 brake disc가 적용(2001) 된 이래 기차(ICE1)와 항공기 (Boeing 777)를 비롯하여 엘리베이터 또는 크레인 그림 12. 형상구조 제어를 통해 제조되고 있는 다양한 SiC 섬유 과 같은 emergency 가 요구되는 시스템까지 폭넓 June

68 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 게 적용 및 기술개발이 이루어지고 있다.(그림 11) 조원, 2010년 5.9조원 규모를 형성하고 있으며 매년 그러나, 최근 산업의 고도화의 속도와 이에 따라 산 대략 17%의 높은 성장을 이어오고 있다. 대표적인 업에서 요구하는 소재의 성능수준 또한 크게 높아 세라믹섬유의 제조기술 소수업체만이 원천기술을 지고 있어 향후 세라믹섬유 복합체의 민수 적용이 독점하고 있으나 최근엔 중국 등 시장수요에 맞추 가속화 될 것으로 기대된다. 어 제조기술이 확산되고 있는 추세이다. 압전 섬유는 기계적-전기적 상태 사이의 상호작 스포츠용품 적용사례 및 가능성 용을 통해 나타나는 효과로, 해당 재질에 압축 혹 은 인장 등의 기계적 변화를 주면 전기적인 신호가 스포츠 산업에 있어 가장 큰 규모를 차지하는 분야 발생하고, 역으로 전기적인 신호를 가하면 기계적인 중 하나로 스포츠카, 자전거, 오토바이 산업을 손꼽 변화가 발생하는 특성을 지닌 섬유이다. 이러한 특 을 수 있다. 이러한 산업의 최근 눈에 띄는 트렌드는 성을 이용하여 제조한 스키는 높은 속도에서 스키 기존 금속대비 가벼우면서도 내마찰 내마모특성을 와 눈 표면 접촉에 의해 발생하는 진동을 전기 에너 획기적으로 높일 수 있는 소재의 적용이다. 이러한 지로 전환할 수 있다. 이러한 압전 섬유 응용 스키 관점에서 스포츠카의 엔진파트 또는 브레이크 파트 는 6% 이상의 기능성 에지를 보장하할 수 있다. 타 등 극한 조건에서 내구성이 요구되는 분야에 SiC 섬 임지에서 선정한 Coolest Products for 2002 중 유 복합소재의 적용이 기대된다. 하나로 선정 되었고, The 2003 R&D 100 Award를 이와 더불어 스포츠 산업을 포함한 다양한 민수 수여하였다. 스키 이외에도 테니스 라켓 헤드부분 분야로의 응용확대를 위해 SiC 섬유의 형상제어에 에 압전 섬유를 적용하여 공을 치는 힘이 15%이상 대한 관심이 높아지고 있다. 한국세라믹기술원에서 증가되는 것을 보여주었다. Tennis Magazine에서 는 그간 구축해온 프리세라믹원료 합성기술과 섬유 2005 Racket of the Year에 선정되었다. 화 기술을 바탕으로 SiC 장섬유를 포함해 SiC 나노 현무암섬유는 휘석, 감람석, 사장석으로 이 현무 섬유, SiC 중공사섬유, 다공성 SiC 섬유, 완전결정화 암을 1,500 이상의 고온에서 융융하여 장섬유화 SiC 섬유 등 다양한 형상의 SiC 섬유를 연구하고 있 한 세라믹 광물섬유가 현무암섬유이다. 현무암 고유 다.(그림 2) 이러한 노력을 통해 향후 스포츠 산업 의 융융 특성으로 인하여 초극사(microfine)로부 의 다양한 분야에 SiC 섬유의 응용이 이루어지기를 터 조대섬유(coarse fiber)에 이르기까지 수 종류의 기대한다. 섬유 생산이 가능하다. 타 섬유와 융 복합을 통해 다양한 응용처가 있으며 특히, 원적외선 방사에 의 한 모세혈관 확장, 신진대사 촉진, 피로회복, 음이온 3. 결 론 방출, 다량의 미네랄 함유, 체내의 중금속 흡착분해 작용, 성인병 예방, 피부질환 치료, 항균 및 방충, 탈 대부분의 스포츠용품은 섬유복합으로 제조되어 섬 취력 탁월, 정수 및 정화작용 등에 대한 연구결과가 유상을 갖는 모든 세라믹섬유가 적용될 수 있으나 보고되고 있다. 이러한 친환경적인 특성과 강도를 기본적으로 인장응력이 2.0GPa 이상은 되어야 복 비롯한 기타 기계적물성 등이 우수하여 현무암섬유 합재로서 기능을 할 수 있어 스포츠용품으로 사용 가 적용된 스포츠용품개발이 최근에 국내외적으로 되는 세라믹섬유는 유리섬유, 현무암섬유, SiC섬유, 본격화되고 있다. 향후 발전 가능성이 높을 것으로 압전섬유가 대표적이라 할 수 있다. 세라믹섬유복합 기대된다. 재의 세계시장은 10년 865억불(95.2조원) 규모로 유리섬유는 무기질의 세라믹섬유로써 고온에서 15년 1,145억불(126조원)로 매년 6% 성장하고 있으 용융시켜 섬유상으로 제조되며, 형상 및 용도에 따 며 스포츠용 세라믹섬유복합재의 시장은 2007년 5 라 보강용으로 활용되는 연속된 섬유형태의 장섬유 68 ceramic korea

69 와 단열 및 흡음용으로 사용되는 솜형태의 단섬유 적으로 개발이 시작되었고 양산기술을 확보하고 세 로 크게 나누어진다. 또한 섬유를 제조하기 위한 유 계시장을 좌우하고 있다. 반면, 후발주자로 우리나 리의 원료배합에 따라 화학적 성분을 다양하게 조 라를 포함해 독일, 중국 등이 개발에 박차를 가하 절할 수 있기 때문에 다양한 특성을 가진 유리섬 고 있으나 시장이 제한 적이어서 어려움을 겪고 있 유가 제조되고 있다. 따라서 장섬유유리에 있어서 다. 그래서 최근엔 민수용으로 산업화를 촉진하고 FRP라고 불리는 섬유보강플라스틱제품의 경우, 일 자 하는 노력이 진행되고 있다. 스포츠 산업의 적 반생활 용품에서부터 산업용, 스포츠용품까지 광범 용이 첫 번째로 진행되고 있는데 스포츠카, 자전거, 위한 활용처를 가지고 있다. 가장 오래전부터 활용 오토바이 등을 손꼽을 수 있다. 기존 금속대비 가 되어 왔던 낚시대 및 텐트용 지지대에서 부터 스키 벼우면서도 내마찰 내마모 특성을 획기적으로 높일 및 보드용품, 오토바이/자전거용 헬멧, 해양레져용 수 있어 향후, 스포츠카의 엔진파트 또는 브레이크 인 요트 및 보트 소재까지 다양하게 활용되고 있으 파트 등 극한 조건에서 내구성이 요구되는 분야에 며, 향후 스포츠 및 레져 활동의 확대에 따라 그 적 SiC 섬유 복합소재의 적용이 기대된다. 용 범위 및 시장규모도 크게 확대되리라 예측되고 세라믹섬유의 제조기술은 매년 해를 거듭할수록 발전하고 있어 다양한 형태, 다양한 기능을 가진 세 있다. SiC 섬유는 일반 세라믹섬유와는 달리 고분자인 라믹섬유가 제조되고 있다. 그리고 새로운 기능을 PCS의 용융방사에 의해 섬유화되고 이후 열처리를 적용한 세라믹섬유 복합재는 참살이(웰빙)를 바라 통해 세라믹으로 전환된 섬유를 말한다. 미국이나 는 스포츠분야 용품들의 요구(needs)를 잘 맞추어 일본에서는 이미 1970년대에 항공우주/군사용 목 주어 그 사용이 확대되리라 판단하고 있다. 김병익 박사 - 한양대학교 학사, 석사, 박사 - 현재 한국세라믹기술원 선임연구본부장 임태영 박사 - 한양대학교 학사, 석사, 박사 - 현재 한국세라믹기술원 광디스플레이소재팀 수석연구원 박선민 박사 - 한양대학교 학사, 석사 - 단국대학교 박사 - 현재 한국세라믹기술원 에너지효율소재팀 수석연구원 조광연 박사 - 명지대학교 학사, 석사, 박사 - 현재 한국세라믹기술원 나노융합지능소재팀 책임연구원 신동근 박사 - 한양대학교 학사, 석사, 박사 - 현재 한국세라믹기술원 에너지효율소재팀 선임연구원 윤지선 박사 - 아주대학교 학사 - KAIST 석사, 박사 - 현재 한국세라믹기술원 지능형전자부품팀 선임연구원 June

70 Special 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 섬유강화복합소재와 스포츠용품 김 규 헌_ 부산대학교 재료공학과 석사과정 윤 석 영_ 부산대학교 재료공학부 교수 1. 서 론 을 미치는 것처럼 소재 는 단순한 구성 물질이 아니 라 우리 시대상에도 큰 영향을 미쳐왔다. 실제로도 최근 들어 치열한 경쟁사회 속에서도 건강한 몸과 석기-청동기-철기 등 시대를 구분하는 기준일 정도 마음, 삶의 여유를 찾기 위해 힐링(Healing, 치유) 로 큰 비중을 차지한다. 과학의 발전과 더불어 소재 이라는 키워드가 일상에 스며들기 시작하면서 스포 는 그 조성과 구조에 따라 금속, 세라믹, 폴리머로 츠와 레저, 취미생활 등을 통해 정신적, 육체적 스 크게 구분되었으며, 각각 소재가 갖는 특징적인 기 트레스를 치유하고자 하는 선순환적인 사고가 싹 능과 물성으로 자동차, 광학, 전자 소재 등에서 고 트고 있다. 이러한 움직임 속에서 관심을 받고 있는 유 영역을 형성하며 발달되어왔으나, 개별적인 소재 스포츠와 레저의 종류에 있어서도 헬스, 수영, 조깅 에 대한 연구가 일정 수준에 도달하게 되면서, 그 경 과 같은 전통적 종목에서부터 골프, 테니스, 낚시, 계를 허무는 새로운 개념의 소재에 대한 개발이 주 익스트림, 요가, 캠핑, 아웃도어/수상 스포츠까지 목받기 시작하였고 그 시초가 되는 소재로 복합소 매우 다양해졌다. 이를 재밌고, 또 안전하게 즐기기 재 가 있다. 위하여 스포츠 용품의 조성과 그에 따른 성능에 대 실제로 주변에서 사용되는 스포츠, 레저용품들은 한 관심으로 이어졌고, 조성 연구를 통해 제품개발 복합소재를 활용한 다양한 제품들이 출시 되고 있 에 대한 시도가 많이 이루어지고 있다. 한 예로 자 다. 본고에서는 복합소재 중에서도 섬유강화 복합재 전거의 경우 크로몰리(크롬, 몰리브덴 합금) 프레임, 를 활용한 대표적인 스포츠 용품들에 대하여 소개 카본 프레임, 티타늄 프레임 등의 소재에 대한 수식 하려한다. 어가 아주 일반적으로 사용되고 있으며, 이외에도 카본 낚싯대와 같이 소재가 그 구분이 되는 용품들 2. 복합섬유소재 을 보면, 스포츠 용품에 있어서 재료에 대한 대중들 의 관심과 이해수준이 얼마나 높아졌는지 알 수 있 2.1 복합소재 다. 또한 경제적으로도 큰 시장을 형성하고 있는 실 정이다. 스포츠용품의 소재가 스포츠 산업 전체에 영향 70 ceramic korea 복합소재는 금속, 세라믹, 폴리머 등 서로 다른 종 류의 소재들이 필요에 따라 결합 된 형태의 소재이

71 며, 균일한 matrix 성분에 강하고 단단한 섬유상 요구된다. 따라서 여러 물성 중에 가장 중요한 인자 또는 다른 형태의 입자에 의해 reinforced 재료이 중 하나로 강도 가 있다. 강도만이 절대적인 기준이 다. 사실 오래 전부터 존재해왔으며, 그 시초는 초 될 수는 없으며 필수적으로 수반되는 다른 요구 물 가집의 보온성, 강도 등의 만족을 위해 황토와 볏짚 성들이 있는데, 대표적인 것이 경량성이다. 항공우 을 섞어 만든 황토벽돌이다. 이것이 현대에 이르러 주산업과 같이 경량성이 필수적인 산업분야 이외에 콘크리트와 철골의 복합구조를 이용한 건축으로 대 도 자전거와 같이 스포츠산업, 자동차 산업 등 거 체되고, 이외에도 스포츠용품에서 자동차, 항공우 의 모든 분야에서 경량성은 필수적이며, 그것에 특 주산업까지 다양하게 사용되고 있다. 최근 들어 나 화된 소재가 복합재료이다. 밀도 대비 강도 그래프 노기술의 발전으로 기존의 복합소재에 대한 복합 인 Ashby plot 을 살펴보면, 대부분의 재료는 무게 정의가 나노필러, 하이브리드, alloy 형 복합 등으로 대비 강도에 있어 선형적 관계를 가지는데. 그 중에 확장되고 있다 [그림 1 참조]. 이에 따라 복합소재 서 복합소재의 경우 가벼운 무게에 비해 큰 강도를 를 통해 단일 소재 영역에서는 불가능 했던 솔루션 가지고 있는 것을 확인할 수 있다. 제시가 가능해지고 있다. 대부분의 공학적 구조물은 하중을 견디는 능력이 다음은 복합소재가 가지는 특징을 나열하여 보 면, 복합소재는 구조적 금속 합금소재에 비해 높 은 강도와 강성, 그리고 인성을 제공한다. 특히 금속 에 비해 낮은 무게를 가지기 때문에 결과적으로 철 이나 알루미늄에 비해 다섯 배에 달하는 비 강도와 강성을 가지며, 이것은 전체 구조물을 가볍게 하여 항공우주산업과 같이 weight-critical 장비의 경우 에서 아주 큰 이점으로 작용한다. 한편, 구조물들이 방향에 따라 다른 하중을 받는 경우가 많다. 따라서 방향에 따라 다른 물성 (이방 성)을 갖는 복합재료의 걍우 그 활용도가 매우 효 그림 1. 나노 기술을 통한 복합소재 다각화 [6] 과적이다. 로켓 모터 케이스의 경우에는 수직 방향 으로 2배에 달하는 응력차이를 형성하게 되는데, 복합소재를 사용하여 그 요구에 적합하게 설계할 수 있다. 반복적인 응력에 노출되는 경우 피로 하중이 작 용한다. 이러한 경우에는 임계값에 미치지 못하는 응력 환경에서도 갑작스러운 파괴가 일어날 수 있 다. 복합소재의 경우 다른 합금과 비교하여 우수한 피로저항성을 가지며, 피로에 의한 손상이 나타나 기 때문에 치명적인 결함이나 파괴가 발생하기 전 에 대체 및 보수가 가능하다. 모든 재료들은 감쇠 특성을 가지고 있다. 진동에 의한 기계적 변형 에너지의 일부는 열로써 제거되는 데, 복합재료는 우수한 감쇠 성능을 나타내어 감쇠 그림 2. 밀도 ρ - 강도 σ, Ashby 그래프 [2] 를 통한 충격 완화에 효과적이다. 또한, 복합재료는 June

72 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 마찰에 대하여 윤활처리 강재 못지않은 우수한 내 히 개선하지 못한 생산 비용 문제로 R&D 연구에서 마모 특성을 가진다. 부터 산업으로 적용까지 많은 제한이 있다. 금속, 세 일반적인 철 합금과 다르게 부식에 대한 저항성 라믹 모재 섬유강화복합재는 여전히 개발단계이며, 이 우수하며, 그로인해 일반적으로 예상되는 다양 현재로서는 고분자가 일반적으로 사용된다. 모재와 한 환경 속에서 성능 저하가 적고 우수한 보존력과 섬유에 따른 특징은 다음과 같이 나타난다. 수명을 가진다. 특히, 조립 공정 중 복합재료의 경우 섬유강화 플라스틱은 advanced engineering 공정의 유연성이 높기 때문에, 생산 공정 단순화와 structure의 대부분에 적용되는 복합재로 항공기, 그에 따른 비용절감을 기대할 수 있다. 우주선부터 보트, 배, 자동차, 스포츠용품, 다리와 건축물에 이르기까지 폭넓게 이용되고 있다. 여전 2.2 섬유강화복합재 히 가파른 성장세와 확장되고 있는 영역이 두드러지 며, 최근에는 레진 시스템의 발달과 탄소나노튜브와 두 세기가 넘는 오랜 기간 동안 스포츠 용품부터 같은 강화를 통하여 생체의료장비 등으로 까지 시 항공우주산업까지 섬유강화복합재의 발달에 따른 장을 확장하고 있다. 일반적으로 얻어지는 특징 [표 폭넓고 혁신적인 변화들을 볼 수 있었다. 섬유강화 1]들은 다음과 같다. 복합재 는 균질한 matrix 성분이 강하고 단단한 섬 Higher strength 유성 첨가제에 의해 강화된 재료를 의미하며 모재 Lighter weight 와 섬유에 따라 분류되는데 대표적으로 유리섬유 Higher performance 에 의해 강화된 열경화성 폴리에스터를 나타내는 Longer lasting FRP (fiber-reinforced plastic)가 있다. 모재에 주 Rehabilitating existing structures and 입된 섬유는 하중을 효과적으로 전달하며, 모재는 extending their life 섬유의 마모와 환경적 손상으로부터 보호하는데, Seismic upgrades 이렇게 분리된 고유의 기능으로 섬유강화복합재는 Defense systems 우수한 무게 대비 특성을 제공하게 된다. 금속이나 Space systems 세라믹의 경우 역시 모재로 활용할 수 있으나, 여전 Ocean environments 72 ceramic korea

73 3. 스포츠용품 스포츠용품에 있어서 섬유강화 플라스틱의 사용으 로 얻을 수 있는 장점은 대표적으로 무게 감소, 진 3.1 스포츠용품에서 섬유강화복합재 동 감쇠, 설계 유연성 등이 있다. 섬유강화 복합재는 비교적 높은 가격대를 형성하는데, 그 비용과 상관 스포츠용품에 있어서 복합재, 그 중에서도 섬유강 없이 가벼운 무게와 빠른 속도가 핵심인 모터스포 화복합재의 사용은 비교적 최근에 시작되었다. 그 츠에 있어 필수적인 소재가 되었고, 오늘날 많은 레 것은 오늘날 장비들의 무게 감소, 내구성 향상, 운 이싱 자동차에 카본 섬유강화 에폭시가 사용되고 송 용이성 등 여러 가지 면에서의 개선으로 이어졌 있다. 또한 무게 감소를 통해 레이싱 자동차의 경우 다. 예를 들어 기존 사용되던 나무 소재의 경우에는 이외에 자전거, 카누 등 대부분의 경쟁 스포츠에서 우수한 충격 흡수성을 가지고 있었지만 이방성에 역시 폭넓게 사용되고 있다. 의한 물성의 편차와 높은 흡습성 때문에 나타나는 여러 결점들을 가지고 있었다. 1970년대에 이르러 알루미늄이나 티타늄과 같은 금속이 그 가벼운 무게와 강성률로 스포츠 용품에 많이 활용되기 시작했다. 그러나 알루미늄은 피로한 계응력이 없어 작은 응력으로도 큰 피로 영향을 나 타내었다. 결과적으로 유리/에폭시 또는 유리/카본 등의 다른 복합소재가 금속을 대체하기 시작하였 다. 이러한 복합소재는 높은 강성률과 피로강도, 금 속에 비하여 높은 감쇠율을 제공하였다. 스포츠용 품에서의 복합소재의 사용은 무게 감소를 위하여, 우선적으로 양궁 활과 장대높이뛰기의 경우, 무 또는 충격저항성, 에너지 손실 최소화 등 각각의 용 게 대비 높은 강성을 가지는 섬유강화복합재의 사 도에 따라 자전거 프레임, 테니스 라켓 등 다양한 용으로 화살이 더 먼 거리를 날아갈 수 있도록, 높 분야에서 활용되게 되었다. 이처럼 섬유강화복합재 이뛰기 선수가 더 높게 뛸 수 있도록 도와준다. 유 는 스포츠용품에서 이미 뿌리 깊게 자리 잡고 있으 리 섬유강화 에폭시는 나무나 알루미늄 합금에 비 며, 그 종류와 특징에 대해 알아보려한다. 하여 높은 변형 에너지 저장율을 가져 장대높이뛰 기에서 사용되며 6m 이상의 높은 점프를 가능하게 한다. 좋은 장대는 높은 한계탄성응력과 높은 강성 3.2. 적용 사례 을 가져 구부러진 장대의 변형 에너지가 다시 수직 (a) (b) (c) 그림 3. 활의 변천사 및 장대 높이 뛰기용 장대의 유연성 (a) 나무로 만들어진 고대 메소포타미야인의 활, (b) 섬유복합소재를 활용한 현대인의 활, (c) 장대 [Image from Google] June

74 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 의 형태로 회복될 수 있어야한다. 장대의 구부러짐 과 복원력을 통하여 에너지를 전달하기 때문에 어 떤 소성변형이나 파괴가 발생해선 안 되며, 그래서 카본 섬유 강화 에폭시는 변형에 취약하여 사용되 지 않는다. 한편 테니스에 있어 라켓은 초기에는 나 무로 제작되다 가볍고 탄성력이 좋은 graphite 소재 로 전환되어 이미 많이 공급되어 왔다. 하지만, 최근 들어 테니스 운동자들에서 야기되는 손목의 손상 을 줄이기 위하여 라켓의 손잡이 부분에 진동 감쇠 특성을 갖는 압전소자 (piezoelectric materials)를 그림 4. 손목의 충격을 완화 시켜 주는 압전소자를 포함한 섬유소재로 만들어진 테니스 라켓 [Image from Google] 포함하는 섬유복합소재를 사용하여 테니스나 라켓 볼 게임에 있어 사용자의 팔에 전달되는 충격을 완 화시켜주며, 공에 대해 더욱 높은 민감성을 제공하 고 잇다. [그림 4 참조] 한편, 최근 들어 개발된 탄소재료 중 하나인 graphene은 2차원 구조를 가진 재료로 유연성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있어 다양한 분야에 응용이 가능하며 테니스 라켓 소재로도 응용이 가 시화 되고 있으나 가격적인 면에서 좀 더 연구가 진 행되고 있다. 그림 5는 graphene을 적용한 테니스 라켓의 모식도이다. 최근 들어 이산화탄소 배출량을 극소화함과 동시 에 건강에 유익한 자전거를 이용하여 출퇴근하는 그림 5. graphene을 사용하여 만든 테니스 라켓과 그 장점. [Image from Google] 사람과 주말을 이용한 하이킹 모임이 활발히 이루 의 경우 항공기소재로 사용되는 티타늄소재로 만들 어지고 있다. 자전거는 초창기 강 (steel)으로 만들 고 있으나, 가격이 너무 고가로 아직 대중화 되고 있 어졌으며, 아직까지 만들어 사용되고 있다. 하지만, 지 않은 실정이다. 강으로 만들어진 자전거의 무게가 kg으로 다 우리나라 동호회중 가장 많은 회원을 확보하고 있 소 무거워 어린아이, 노약자 그리고 먼 거리를 운행 는 낚시는 오랜 역사를 가지고 있다. 낚시를 위한 하는 경우 체력소모가 많은 단점을 가지고 있다. 이 낚싯대는 길고 유연성을 가져야 한다. 낚싯대의 역 와 같은 단점을 보완하고 특수 목적에 부합되게 다 사를 보면, 제1세대 - 대나무 낚싯대로 우리나라 양한 소재를 이용하여 자전거 프레임을 만들고 있 와 같이 대나무가 자생하는 온대지역에서는 대나무 는 실정이다. 가 낚싯대의 소재로 가장 적합했으므로 주로 대나 표 3에서 볼 수 있듯이, 강으로 만든 자전거와 비 무를 낚싯대로 활용했다. 제2세대 - 글라스 낚싯대 교하여 섬유강화 복합재로 만든 경우 최대인장강 로 1960년대 후반 유리섬유 소재의 글라스 낚싯대 도, 피로한계 등이 좋아짐과 동시에 무게가 3배 이 가 생산됨으로써 낚시의 대중화가 이루어졌다. 지금 상 가벼워지는 것을 알 수 있다. 그림 5는 전형적인 이야 글라스 낚싯대는 무겁고 불편한 낚싯대이지만 강으로 만들어진 자전거와 섬유강화복합재로 만들 당시로서는 최고의 낚싯대였던 것이다. 제3세대 - 어진 자전거를 나타내고 있다. 특히, 레이싱 자전거 카본 낚싯대로 가히 낚싯대의 혁명이라고 할 만한 74 ceramic korea

75 (a) (b) (c) 그림 5. 자전거의 변천사 (a) 일반 강으로 만든 자전거, (b) 섬유강화복합재로 만든 자전거, (c) 티타늄 소재로 만든 자전거 [Image from Google] 것이었다. 탄소섬유로 만든 카본 낚싯대의 등장은 대가 등장한 이후 지속적인 연구와 발전을 거듭한 낚싯대의 고급화와 경량화를 실현시켰으며, 우리나 낚싯대는 보론, 케블러 등의 보강재를 첨가하여 최 라의 카본 낚싯대는 1980년대 중반까지 주요 수출 고급화와 목적에 맞는 다품종화를 추구하고 있다. 효자 품목 중 하나로 각광받았다. 이렇게 카본낚싯 그림 6은 낚싯대의 변천사를 보여 주고 있다. (a) (b) (c) 그림 6. 낚싯대의 변천사 (a) 전형적인 대나무를 이용한 낚싯대, (b) 유리섬유를 이용한 낚싯대, (c) 카본섬유를 이용한 낚싯대 [Image from Google] June

76 스포츠 융복합 창의소재 개발과 시장 전망 4. 시장 현황 2013년 세계 탄소섬유 수요는 4만4천 톤이며 이중 생산 장비와 자동차 부품 수요가 48%를 차지하며 미국과 EU에서 66%가 소비한다. 유럽은 풍력과 우 주항공, 북미는 압력용기와 우주항공, 아시아에서는 스포츠 레저 용도의 수요 비중이 높다. 2020년까지 세계시장 연평균 성장률은 11%~22% 로 예측되고 있는 가운데 약 16%의 연평균 성장률 에 시장규모 13만 톤으로 전망된다. 향후 시장은 스 포츠 레저 수요가 연평균 성장률 3~7%임에 반해 자동차와 항공기 등의 수송기기와 생산 장비의 경 량화 부품 수요가 연평균 성장률 13% 이상으로 유 망하다. 스포츠 용품 분야에서 탄소섬유강화 복합 재료의 가격 하락 폭이 클 것으로 예상된다. 5. 맺음말 그림 7. 스포츠, 레저용 산업섬유제품 세계시장규모 변화 [11] 스포츠는 섬유강화복합재의 도입과 함께 새로운 국 면에 접어들었다. 모든 경쟁 스포츠는 스포츠 용품 성능의 진보로 이전엔 상상할 수 없던 영역, 기록에 서 경쟁하게 되었다. 그 성능과 함께 생산성도 증가 됨에 따라 주변에서 선수용 사이클 자전거 타는 사 람을 어렵지 않게 볼 수 있는 것처럼, 대중으로의 보 급 역시 용이해졌다. 이처럼 섬유강화복합재, 그 중에서도 섬유강화 플 라스틱 소재의 발달은 스포츠의 한계를 올리는 것 과 동시에 대중으로의 접근성도 개선하였는데, 그 로 인하여 제조, 유통, 판매에서부터 시설 및 서비스 업까지 스포츠 산업 전반의 발전으로 이어졌다. 섬 유강화복합재는 플라스틱 모재만이 전부가 아니다. 아직은 비용적 측면을 포함하여 극복하지 못한 한 그림 8. 세계시장 탄소섬유 수요량 예측 [10] 계들이 있지만, 금속과 세라믹을 모재로 하는 연구 가 학제간 유기적으로 이루어지고 있으며, 좋은 결 높은 비강도, 비강성을 가지는 섬유강화금속의 장 과물을 기대할 수 있게 되었다. 점들이 높은 가격으로 실제로는 널리 적용되지 못 고온에서 높은 강도를 그대로 유지하면서, 일반적 하고 있지만, 우주비행체, 항공기, 자동차에 사용되 인 세라믹 재료의 낮은 파괴인성을 금속 수준으로 고 있는 기술을 스포츠에 적용한다면, 이는 섬유강 극복한 섬유강화세라믹과, 비교적 높은 온도에서 화플라스틱처럼 다시 한 번 스포츠산업 전반에 새 76 ceramic korea

77 로운 패러다임을 제시할 가능성은 충분하다. 이러 한 명제를 달성하기 위하여 더 많은 연구가 진전될 필요가 있다. 7. 스포츠, 레저용 고부가가치 섬유복합소재, 강 지만, KIC News (2014) 8. PAN계 탄소섬유산업의 동향과 기술개발 방향, 김익수, 이성호, KEIT (2014) 6. 참고문헌 9. Carbon on Fibers, IHS chemical (2013) 10. JEC Composites (2014) 1. Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid, Manufacturing, Engineering & Technology (2006) 2. Micahael Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon, Engineering, Science, Processing and Design (2009) 김규헌 - 부산대학교 재료공학부 학사 - 부산대학교 재료공학과 석사과정 3. Martin Alberto Masuellu, Introduction of Fibre-reinforced Polymers - Polymers and Composite : Concepts, Properties and Processes(2013) 4. P.K, Mallick, Fiber-reinforced Composites Materials Manufacturing and Design (2007) 5. High Added-value Textile Composites for Sports and Leisure Products, Kan Ji Man (2014) 6. 소재혁명 불 지피는 복합소재, 문희성, LGERI 윤석영 - 부산대학교 재료공학과 학사 - Case Western Reserve Univ. 재료공학과 박사 - 부산대학교 산학협력단 연구산학기획부단장 - 현재 한국결정성장학회 이사 - 현재 한국산업기술연구회 주요사업평가위원회 위원 - 현재 한국세라믹학회 동남권 지부장 - 현재 부산대학교 재료공학부 교수 리포트 (2010) June

78 기 획 ➊ 전시회 소개 국제첨단세라믹 전시회 ACE 나노코리아 2015 와 동시개최, 시너지 효과 극대 - 중국 일본 기업 참여 확대로 세계적인 전시회로 발돋움 - 내달 1일부터 3일간 서울 COEX에서 열려 지난해 ACE 2014 전시회장 모습 국제첨단세라믹 전시회인 ACEInternational Advanced Ceramics Exhibition(이하 ACE) 가 7월 1일(수)부터 3일(금)까지, 3일간 서울 코엑스에서 3일간 열린다. 산업통상자원부와 미래창조과학부가 주최하고 한국파인세라믹스협회, 나노융합산업연구조합에서 주관하는 ACE 는 국내 유일의 첨단 세라믹스 국제 전시회로 올해 5회째를 맞이한다. 한( 韓 ) 중( 中 ) 일( 日 ) 첨단 세라믹 기업 참가 ACE 는 국내 첨단 세라믹 산업을 한 눈에 파악할 수 있는 전시회로, 세라믹스 관련 5개 신기술 분야 전시회와 합동으 로 코엑스 1층(A홀, B홀) 전관에서 개최된다. ACE 2015에는 40개사 60부스가 참여할 예정이다. 특히 올해는 국내 대기업 및 중소 벤처기업, 연구소, 대학 뿐만 아니라 중국, 일본 등 해외 기업 참여가 확대되어 국제 적인 비즈니스 장이 될 것으로 보인다. 지난해 ACE 전시회는 전체 관람객의 74.2%가 바이어로 구성되어, 실제 거래 성사가 많이 이루어 진 걸로 나타났다. 올해도 ACE 주최측은 참가기업의 비즈니스 성과창출을 위 해 다양한 프로그램을 무상 지원할 예정이다. 78 ceramic korea

79 지난해 개막식 리본 커팅을 하는 모습 Match mailing System을 도입하여 전시회 관람 예정자 (바이어)가 정보를 사전에 검색해 온라인상에서 사전 1:1 미 팅이 가능하고, 기업마다 전담 코디네이터를 배정하여 수시 로 불편사항을 접수받고 처리한다. 또 전시장 내 기업 홍보 를 위해 강연장도 제공한다. 신기술분야 5개 전시회와 합동 개최 이번 ACE 2015 는 나노코리아 2015 를 포함해 레이저, 3D 프린팅 비롯해 신기술분야 5개 전시회와 함께 개최된다. 각 각의 전시회가 동시 개최되어 시너지 효과를 낼 것으로 기 대된다. 종합적인 전시회의 출품 규모는 420개사 600부스, 참관 규모는 40개국 12,000명으로 예상된다. 나노코리아 2015 나노코리아는 나노기술의 연구 성과 확산 및 정보교류를 통해 나노융합산업을 조기에 육성시키기 위해 2003년부 터 개최하고 있는 나노기술 전문행사이다. 이번 나노코리아 2015 는 전시회(산업부문)와 심포지엄(학술부문)으로 구성 되어 있다. 심포지엄에는 노벨상 수상자를 비롯하여 국내외 나노기 술 석학 및 연구자 2,000명이 참석하여 최신 나노기술 연구 성과 발표 및 정보를 교환하고 전시회에는 15개국 420개 기 관(기업)에서 첨단 나노융합기술 응용제품을 출품할 예정이 다. 또한, R.O.I를 극대화하는 1:1 매치메이킹과 다양한 비즈 니스 프로그램을 지원할 예정이다. ACE 2014에 전선규 ACE 대회장과 주요 내빈의 행사장 투어 쌍용머티리얼(주) 전시부스 June

80 MNS코리아 2015 MNS코리아는 2008년부터 일본, 독일과 공동으로 개최하 고 있다. 2011년 행사에서는 전년대비 행사규모가 두 배 이 상 성장하였으며, 국내의 마이크로산업을 주도하고 있는 초 소형 구조물, 센서, 엑츄에이터 등 관련업체들의 참여로 최첨 단 MICRO/MEMS 기술의 국제 플랫폼 장으로써 개최된다. 올해 행사엔 40개국 30개사가 참여하고 동시에 심포지엄도 열릴 계획이다. 레이저코리아 2015 국내 유일의 레이저기술 및 산업 전시회인 레이저코리아 는 2010년부터 국내외 최신 레이저기술에 대한 정보교류와 더 불어 관련 산업의 국제 경쟁력 증대를 위해 개최되고 있다. 올해 6회째로 40개국 40개사가 참여하며 레이저 발진기, 레 이저 가공 기술 및 장비, 의료용 레이저 기술 및 기기, 계측 및 분석 등 여러 레이저 분야가 출품될 예정이다. 3D PROTOKOR 올해 3회째인 3D PROTOKOR는 시제품 제작 관련 최신 쾌 속조형기술의 정보교류와 수요자 간 접촉기회 증대를 통해 상용화를 촉진하여 수요 기반의 제품공급시장을 조성하기 위해 개최되는 시제품/모형제작 산업 전문전시회다. 3D PROTOKOR 2015 엔 제품 설계 및 제작 관련 3차원 모델링 등 쾌속조형을 위한 다양한 제품들이 출품되며, 3D 프린팅 및 스캐닝 에 대한 집중조명을 통해 디지털 제조 및 쾌속조형에 대한 다양한 정보를 제공한다. 또한, 시제품 제작 사용자들을 위한 전문 컨퍼런스를 개최 하여 더욱 전문적인 내용으로 3D 프린팅 사용자들에게 최 신 정보를 제공한다. BIONICS BIONICS는 융합 첨단의료, 생체계측, 웨어러블 로봇 분야 등 3개 분야를 중심으로 구성하여 의학과 공학 간의 교류를 촉진하고 새로운 산업 및 시장을 창출하여 비즈니스 확대를 위해 개최된다. 이번 BIONICS 2015 는 관련 분야 국내외 석학 30여명 초 청하여 기술을 접목한 사례 발표와 비전 제시를 통해 핵심 역량 결집을 위한 자리가 마련된다. 또한, 최신 흐름을 반영 한 분야로 재구성하여 잠재 고객의 발굴 및 방문 유도를 통 해 실거래가 이루어질 수 있는 플랫폼을 제공할 예정이다. ACE 2015 에 대한 자세한 정보는 홈페이지( 를 통해서 확인 가능하다. 문의사항은 첨단세라믹 사무국( , 문의하면 된다. 세라믹코리아 취재부 나노코리아 2014 주요인사 투어 이벤트전시 모습 80 ceramic korea

81 기 획 ➋ 인터뷰 바이어와 참관사 모두 만족하는 ACE 2015 만들겠다. 첨단세라믹전시회 공동운영위원장 유성근, 한상록 전무 인터뷰 국내 유일의 첨단세라믹전시회 ACE 운영위원장으로서 소회 한 말씀 부탁합니다. ACE는 국내 첨단세라믹 분야의 산 학 연 관 핵심역량을 결집하고 국내 첨단세라믹 산업의 활성화를 위해 지난 2011 년부터 매년 개최해오고 있습니다. 초창기에는 소규모 전시 회로 시작하였으나 올해 5회째를 맞이하여 국내 주요 기업 및 기관, 그리고 해외에서도 대규모로 참여하는 국내 유일의 첨단세라믹 교류의 장으로 성장한 것에 대하여 그동안 많은 노력을 해주신 운영위원과 참여업체의 임직원 여러분께 감 사합니다. 특히 올해 첨단세라믹전시회(2014년 대비 25% 증가)는 나 노기술을 비롯하여 마이크로나노시스템, 레이저기술, 3D 프 린팅, 바이오닉스 까지 총 6개 산업기술전시회와 합동 개최 를 통해 18개국 300개사 570부스를 달성, 역대 최대 규모로 다양한 기술과 제품 솔루션을 선보일 예정에 있어 더욱 큰 기대가 되고 있습니다. ACE 2015 만의 특별함과 장점은 무엇인가요? 앞서 말씀드린 바와 같이, 융합 가능한 신기술 분야 전시회 와 합동 개최를 통한 긍정적 시너지 효과를 들 수 있을 것입 니다. 아시다시피, 첨단세라믹은 다양한 산업의 혁신을 이끄 는 핵심기술 산업으로서 이종업종 간의 교류 협력이 무엇보 다 중요합니다. 이러한 점에서 대규모 전시회 합동 개최를 통한 참가기업 및 참관객 공유는 다양한 산업과의 교류 및 새로운 비즈니 스 판로개척을 위한 최적의 기회가 될 것으로 생각합니다. 해외기업과 바이어 유치를 위한 전략과 차후 방향이 궁금합니다. 첨단세라믹전시회 운영위원회에서는 국내 유일한 첨단세라 믹전시회를 점차 1980년부터-2000년 중반까지 일본 나고야 에서 개최되었던 Fine Ceramic Fair의 규모로 확대하고자, 지난 3년간 전시회의 국제화를 위해 많은 노력을 기울여 왔 습니다. 그 결과, 중국의 경우 중국 최대 세라믹기업 특화 도 시인 의흥시 정촉진인민정부 및 중국과학원상해규산염연구 소, 상해규산염공업협회, 광저우 지역의 세라믹유관기관과 일본지역은 일본 동경에서 격년제로 개최되는 국제세라믹공 업전의 주최기관인 일본파인세라믹스협회(JFCA), 일본파인 세라믹스센터(JFCC), 일본세라믹협회 등과 방문을 통한 상 호 협력체계 구축을 완료하였습니다. 이처럼 다양한 해외 주요기관, 단체와의 협력을 통해 향후 미국, 유럽지역의 해외기업 참여가 더욱 확대되어 국내 기업 과의 교류를 통한 파인세라믹스 업체들의 새로운 시장 창출 이 활발해질 것으로 기대하고 있습니다. 그 일환으로 올해부터는 아시아 지역을 넘어 유럽지역까 지 협력 범위를 넓히기 위해 독일(뮌헨)에서 개최되는 세라 믹 제품/기술전 (CERAMITEC 2015)과도 협력을 추진 예정 June

82 촉진을 위한 제품거래상담회 및 해외 판로개척을 지원하는 해외 초청바이어 상담회 등 다양한 프로그램을 지원하고 있 습니다. 비즈니스 프로그램 못지않게 효과적인 성과 창출 지원방 안은 바로 양질의 참관객 유치에 있다고 생각합니다. 이를 위해 다양한 수요산업의 관계자를 직접 발굴하여 초청하고 주요 매체 광고를 통해 행사 홍보에 비중을 높이는 등 전시 회 3일간 의미 있는 기술 제품 거래를 촉발 시키고자 다방 면의 노력을 전개해 나갈 예정입니다. 한국파인세라믹스협회 유성근 전무 이며, 아울러 해외의 수요기업과 바이어 유치를 위한 노력도 병행하고 있어 전시회 참여업체들의 신규 수요 창출에 도움 이 되고자 많은 노력을 하고 있습니다. ACE 2015 에 참가하는 주요 국내 해외기업과 기관은 어디입 니까? 올해에도 첨단세라믹 분야 국내외 대표 기업 및 주요 기관 대부분이 출품을 확정해주셨습니다. 국내의 경우 미코, 쌍 용머티리얼 등 대 중견 기업을 비롯하여 우수기술제품을 보유하고 있는 중소 우수기업들이 대거 참가하고, 한국세라 믹기술원 은 물론 주요 거점기관인 강원TP신소재클러스터 사업단, 전남TP세라믹산업종합지원센터 가 모두 참여를 하 고 있습니다. 해외의 경우에는 중국 국가관 이 조성되어 첨단세라믹 관 련 중국의 기술과 제품을 접할 좋은 기회가 될 것입니다. 첨 단세라믹은 다양한 산업에서 소재와 부품 등 다양한 형태 로 공급되고 있다는 점에서 반도체, 디스플레이, 모바일 등 의 적용 가능 산업 분야 종사자에게는 필요한 기술 솔루션 을 한눈에 볼 좋은 기회가 될 것으로 예상합니다. 세라믹 코리아 독자와 소재분야 종사자들에게 ACE에 대해 더 알 리고 싶은 부분이 있다면 말씀해 주세요. 첨단세라믹전시회는 국내 산 학 연 관 핵심역량을 결집하 고 첨단세라믹 산업 부흥의 핵심 플랫폼으로 더욱 성장 발 전할 것으로 기대합니다. 하지만 이를 위해서는 업계 종사자 분들의 관심 없이는 불가능할 것입니다. 앞으로 첨단세라믹 산업이 더욱 성장하는데 ACE2015가 많은 역할을 할 수 있 도록 아낌없는 성원 부탁합니다. 현재 전시회 홈페이지를 통 해 무료입장이 가능한 사전등록접수를 진행하고 있사오니 관심 있는 분들의 적극적인 신청 접수를 부탁합니다. 출품 기업의 내실 있는 비즈니스 창출을 위한 지원 방침은? 첨단세라믹전시회 운영위원회에서는 출품기업의 비즈니스 창출을 위하여 투자유치 기회를 제공하는 투자유치상담회, 산 학 연 기술교류를 위한 산 학 연 협력상담회, 제품거래 나노융합산업연구조합 한상록 전무 82 ceramic korea

83 기 획 ➌ 출품기업 소개 ACE 2015 주요 출품 기업 루미엠 서울시 마포구에 위치한 루미엠은 희토류(원광, oxide, compounds) 및 무기소재(inorganic compounds)를 전문 적으로 취급하는 기업이다. 취급 소재를 활용한 기술투자로 형광체, 용사코팅분말, 세라믹 소재 등을 차별화된 품질과 경쟁력 있는 단가에 소개하고 있다. 국내외 가공 및 원료 공 장에 직 간접적인 투자를 통한 루미엠만의 공급라인으로 안정적이고 장기적인 공급이 가능한 것이 장점이다. 이번 ACE 2015 에서는 주력 상품인 희토류와 형광체(백색 LED 빛 구현에 사용하는 YAG, LuAG, Silicate 형광체), 첨 단산업의 표면 처리에 이용되는 분산용 파우더인 용사코팅 분말, 전기자동차와 풍력발전에 사용되는 영구자석 등 세라 믹 관련 제품을 선보인다. 루미엠 주력상품 형광체 SEM으로 확대한 Y2O3 미래세라텍 경북 포항시에 위치한 미래세라텍은 세라믹 전문 제조업 체로 반도체 및 LCD 공정장비용 파인세라믹 부품과 전자부 품 소성에 사용되는 Setter, Sagger, 금속 메쉬와 같은 소성 도구들을 국내외 반도체, LCD 제조업체와 전자부품 제조사 미래세라텍 회사 전경 June

84 에 공급하고 있다. 엄격한 품질관리와 제품 혁신에 있어 활 발한 연구, 개발로써 신뢰성, 고품질, 고성능을 보장한다. 최 근에는 유기발광다이오드, 태양광 전지 제조장비 등 부품영 역으로 사업 범위를 확장하고 있다. 이번 ACE 2015 에서는 반도체, LCD, OLED, 태양전지 제 조 장비용 등에 쓰이는 알루미나 PLATE, RING, SHAFT와 전기, 전자 부품 소성용인 지르코니아 코팅 세라믹 Setter와 금속 메쉬를 선보인다. 미래세라텍 주력상품인 알루미나 제품 미코 경기도 안성시에 위치한 미코는 세정, 코링 사업으로 첫 반 도체 산업에 진출하여 소재부품사업으로 반도체 산업에 긍 정적인 영향을 끼쳤다. 특히 수입에 의존하던 반도체 생산 장비용 기능성 부품(질화알루미늄 히터와 세라믹 정전척)을 직접 개발해 수입 대체 효과를 창출하였다. 이밖에도 AlN, Y2O3 등 고부가 특수소재를 기반으로 한 세라믹 부품도 국산화에 성공하여 차별화된 경쟁력을 갖추 고 있다. 현재 1000여 종의 반도체 핵심요소 부품 기술과 200여 종의 특허를 보유하고 있으며 이번 ACE 2015 에서 는 기능성 세라믹 소재(AlN, Y2O3, Al2O3)와 기능성 세라믹 부품(AlN Heater, Ceramic Electrostatic Chuck, Ceramic Substrate), 부품 제조 기술을 선보인다. 미코 회사 전경 Ceramic Parts 기능성 세라믹 부품(ESC,AIN Heater) 삼양세라텍 경기도 인천시에 위치한 삼양세라텍은 2000년 설립 이래 끊임없는 연구와 개발을 통하여, 현재 첨단 세라믹소재, 고 온 고압기기, 진공장비 부문에서 뛰어난 성과를 거두고 있 다. 특히 파인 세라믹 분야의 제조설비와 첨단소재에 대한 남다른 기술력으로 국내 S사 등 주요 형광체 생산 업체 및 각종 세라믹 연구기관에 장비를 납품하고 있다. 소재분야에선 민수 및 방산 부품에 필요로 하는 도가니, 절연체등 각종 세라믹 제품을 직접 생산, 가공하여 공급하 고 있다. 이번 ACE 2015 에서는 우수한 열적 특성과 뛰어난 절연 84 ceramic korea

85 능력을 지니고 화학적 안정성이 우수하여 세라믹 소결용 도 가니와 고온 장비의 절연체로 주로 사용되는 Boron Nitride 와 다양한 분야에 활용 가능한 machinable Ceramic 등을 선보인다. 삼양세라텍 회사 전경 BN 세라믹 부품 쌍용머티리얼 경북 대구시에 위치한 쌍용머티리얼 은 파인세라믹스의 첨 단 무기물과 시멘트 등 다양한 재료의 생산경험을 통해 축 적한 전문기술을 활용, 전기 전자산업을 비롯해 자동차, 화 학 산업 등 다양한 분야에서 활약하고 있다. 고온 고압의 악 조건 영역, 내화학성 분야, 금속과 세라믹 접합기술, 정밀한 표면가공, 미크론 단위 공차관리 등 다양한 기술 분야에서 발전을 거듭하고 있다. 특히 쌍용머티리얼 은 압축프레스, 압출, 사출, CIP 등의 성형기술과 설비, Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC 등 다양한 재질과 풍부한 경험, 기술이 장점이다. 이번 ACE 2015 에서는 주요 아이템인 수도용 디스크와 사출제품, 세라믹과 금속의 접합기술인 메탈라이징 등 고객 맞춤형 제품을 선보인다. 쌍용머티리얼 회사 전경 세라믹 제품 및 세라믹 절삭 공구 씨아이에스 전남 광주시에 위치한 씨아이에스는 고순도 나노 알루미 나 제조회사로 해외 수입에 의존하는 반도체, 전기, 전자, 구 조세라믹용 부품 소재 원료 및 리튬이온 분리막, 세라믹 코 팅 소재 등 알루미나 기반 원료를 연간 3,000톤 규모로 생산 씨아이에스 회사 전경 고순도 나노 알루미나 리튬이온 배터리용 세라믹 코팅 분리막 June

86 한다. 최근에는 기업부설 연구소를 강화하고 이를 바탕으로 4건의 특허등록과 ISO9001과 ISO14001의 인증을 획득해 철저한 품질 관리로 소재의 국산화를 실현하고 있다. 이번 ACE 2015 에서는 수산화알루미늄을 원료로 하여 1차 입자의 응집을 최소화하고, 표면 처리를 통해 입자의 분 산성을 높여 고내열성, 고충진성, 고내식성의 특성을 가지는 고순도 나노 알루미나 제품 등을 선보인다. 이영세라켐 1992년 설립된 이영세라켐는 현재까지 전자 및 반도체 소 재산업에 사용되는 각종 첨단세라믹과 무기화합물을 국내 관련업체에 공급하여 오고 있다. 주로 전자세라믹, 분말세라 믹, 제품세라믹 등을 취급하고 있다. 앞으로 이영세라켐는 더 나은 품질과 가격으로 재무장 하여, 국내의 파인세라믹, 전자, 반도체 소재산업의 발전에 이바지할 예정이다. 이번 ACE 2015 엔 전자세라믹(Bi2O3, CaCO3, Cr2O3, La2O3 등), 분말세라믹(AlN, Al2O3, B4C 등), 제품세라믹(AlN, BN, SiC, Si3N4 등), 각종 금속 분말 아이 템을 선보인다. 이영세라켐 본사 전경 이영세라켐의 첨단 세라믹 상품들 엠.아이.디 경기도 광주시에 위치한 엠.아이.디는 세라믹 분말 사출 성 형 방식을 기반으로 세라믹 시계부품, 스마트폰 부품, 악세서 리, 반도체 장치 부품 등을 제조하는 회사이다. 지르코니아 알루미나 분말을 적용한 세라믹 분말사출 성형 기술로 3차 원 형상의 제품을 대량 생산이 가능하며 안료 개발 능력 및 균일 혼합 기술 보유로 인한 다양하고 안정된 색상 구현으 로 업계에 인정받고 있다. 이번 ACE 2015 에서는 주력 제품 인 지르코니아 시계부품과 ZrO2, Al2O3, ATZ, ZTA을 기반 으로 한 산업용 세라믹 부품, 스마트폰용 세라믹 부품 등 다 양한 제품을 선보인다. 엠.아이.디 회사 전경 세라믹 시계부품 세라믹 산업용 부품 커터코리아 경기도 인천시에 위치한 커터코리아는 세라믹 산업용 기계 공구 및 부품 정밀가공 커터(blades & knives), 세라믹 주 방용 나이프을 생산하는 기업이다. 이번 ACE 2015 에서는 기존의 주방용 나이프보다 몇 배 나 날카롭고 위생적이며 녹이 발생하지 않는 세라믹 주방용 나이프를 선보인다. 86 ceramic korea

87 커터코리아 세라믹주방용제품들 케이텍 경기도 인천시에 위치한 케이텍은 소성 소결 등과 같은 각종 열처리 장비를 제조하는 전기로 전문 업체이다. S사, H 사 등 국내 굴지의 기업들에게 다양한 제품을 공급하고 있 으며 해외로도 수출하고 있다. 전기로의 기본인 균일한 온도 설계와 고온에서의 안정화된 분위기를 위하여 기초를 탄탄 하게 다지고 기술을 연구 개발하고 있다. 이번 ACE 2015 엔 자체기술로 개발한 다양한 열처리 장비 와 특허기술 등을 선보인다. 케이텍 열처리 장비 한송글로벌 경기도 화성시에 위치한 한송글로벌은 실리콘웨이퍼, 태양 전지 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼, 쿼츠 및 실리콘자재 등 절단 및 래핑연마에 사용되는 Silicon Carbide, Boron Carbide, Micro Powder를 전문으로 공급하는 회사이다. 회사 자체의 품질관리시스템과 해외네트워크로 세라믹필터, SOFC 등 첨 단세라믹제품의 원료에 대하여 안정된 품질을 유지하고자 노 력하고 있다. 이번 ACE 2015 에선 흑색탄화규소와 반도체, 태양전지, 실리콘 웨웨이퍼에 많이 사용되는 녹색탄화규소, Boron Carbide Powder, 지르코니아 Powder, 물질 분쇄 분산 및 혼합에 사용되는 지르코니아 bead 등을 선보인다. 한송글로벌 회사 전경 녹색탄화규소 지르코니아 bead June

88 FocusⅠ 제5회 세라믹코리아 우수집필상에 한국내화 이석근 기술연구소장 선정 년 4월호 내화원료 현황 및 R&D 발전방향 기고 - 총 유효득표 432표 중 35표 득표 - 최근 2-3년 원료에 대한 특집이 1위 석권 제5회 세라믹코리아 우수집필상을 수상한 이석근 한국내화 기술연구소장(왼쪽)과 시상을 한 황호연 월간세라믹스 회장(오른쪽) 제5회 세라믹코리아 우수집필상 수상자로 2015년 4월호 특 집의 내화원료 현황 및 R&D 발전방향 을 기고한 이석근 기 술연구소장이 선정됐다. 이번 시상식은 제4회 한국세라믹 골프대회시상식과 와 함께 5월 19일 충분 단양에 위치한 대 호 단양 CC 세미나실에서 세라믹업계 산 학 연 전문가 60 여 명이 참석한 자리에서 진행됐다. 월간 세라믹스 황호연 회장의 시상으로 상패와 상금 1백만 원이 수여됐다. 올해로 5회째인 세라믹코리아 우수집필상은 독자들의 변 화된 욕구에 충족할 수 있는 양질의 컨텐츠를 발굴하고 세 라믹 산 학 연 관의 소통을 강화하고자 외부 전문필진을 대상으로 독자들의 투표로 선정한 우수집필진에게 매년 창 간 기념행사로 시상하고 있다. 이번 우수집필상은 지난 1년(2014년 5월 ~ 2015년 4월) 동안 세라믹코리아에 기고한 36편의 특집기사 중에 유효득 표 432표 중 35표를 받은 이석근 한국내화(주) 기술연구소 장의 내화원료 현황 및 R&D 발전방향 이 1위로 수상을 했 다. 2위는 금년 4월호에 제강용 내화물 기술발전 현황 을 기 고한 김병수 포스코켐텍 무기소재연구개발그룹 리더가, 3위 는 금년 3월호에 레이저를 이용한 유리 미세 가공기술 및 산업 동향 을 주제로 발표한 최지연 한국기계연구원 첨단생 산장비연구본부 선임연구원이 득표했다. 창의소재와 미래산업군 관련 분야 관심고조 이번 5회 세라믹코리아 우수집필상 독자 투표는 총 432표의 88 ceramic korea

89 유효득표로 지난해 대비 배로 증가하여, 본 상에 대한 세라 믹업계의 지속적인 관심을 볼 수 있었다. 또한, 36편의 특집 기사에 대한 득표가 고루 나타나 특집 전체에 대한 독자들 의 만족도가 증가했다는 것을 알 수 있다. 독자들은 가공기술, 시공기술, 3D 프린팅, 수처리기술 등 창의소재와 미래산업군, 기술개발에 관심을 보이고 있었다. 급속히 발전하는 산업화에 따른 제품의 기능화 및 전문화가 요구되고 있는 현실에서 이석근 한국내화(주) 기술연구소장 이 기고한 내화원료 현황 및 R&D 발전방향 이 많은 관심을 불러일으킨 것으로 보인다. 또한, 최근에는 중국의 저가공세 에 대한 영향 등과 맞물려 창의소재와 3D 프린팅과 같은 미 래산업군 분야의 특집기사들이 관심을 끌었다. 세라믹코리아 취재부 제5회 세라믹코리아 우수집필상 수상 소감 이석근 소장 - 서울대학교 무기재료공학과 공학사 - 서울대학교 무기재료공학과 공학석사 - 동경공대(TIT) 무기재료공학과 공학박사 - POSCO 기술연구소 책임연구원 - RIST 수석연구원, 기능소재연구실장 - 삼일&스톨베르그(주) 기술연구소장 - 현재 한국내화(주) 기술연구소장 제5회째 맞이한 금번 세라믹코리아 우수 집필 상 을 수상하게 되어 독자여러분과 세라믹코리아 황호연 발행인을 비롯한 관계자분들께 감사드립 니다. 내화물분야는 traditional ceramics이면서 국 내시장도 약 1조 원으로 크지 않고 더욱이 최근에 는 중국의 저가공세 영향으로 연구활동이나 산학 연 협력이 활발하지 못한 것이 안타까운 현실입니 다. 차제에 집필하게 된 내화원료 현황 및 R&D 발전방향 을 통하여 내화물에 관심 있는 산 학 연 제위에게 내화물의 지속적 연구활동의 당위성 과 향후 발전방향을 제시함으로써, R&D에 대한 자체 혹은 open innovation 활동을 활성화하고 이를 통해 eco-friendly 하면서 나노기술이 적절 히 접목된 차세대내화물 개발에 대해 환기하고 유 관자들의 공감대를 형성코자 하였습니다. 결과적 으로 많은 세라미스트들의 관심을 받은 것만으로 도 그 소기의 목적을 달성하였고 더욱이 과분한 상까지 받은 것에 대해 다시 감사드립니다. 끝으로, 세라믹에 대해 유익한 신기술 정보를 제공하고 세라미스트들의 소통의 장이 되는 세라 믹코리아가 한층 더 성장 발전하고 나아가서 국내 세라믹 산업이 더욱더 번창하기를 기원합니다. 한국내화(주)기술연구소장 이석근 우수집필상 투표 참여독자 이벤트 당첨(10명) - 당첨되신 분에게는 세라믹코리아 1년분 정기구독권을 드립니다. 권혁중(부산), 이병철(구로), 임태영(진주), 박준영(경기광주), 김태완(창원), 이영주(포항), 최대균(강남), 허정현(전남광 주), 정재준(대전), 서영균(대구) 이상 10명 June

90 FocusⅡ 세라믹코리아 월간도예 주최 제4회 한국세라믹 골프대회 - 총 15팀, 60여명 참가, 월간 세라믹스 계열사인 대호단양C.C서 열려 - 우승상에 제이씨에스 박재한 대표이사, 메달리스트상에 파인세라믹스협회 전선규 회장 지난 5월 19일, 월간세라믹스(세라믹코리아, 월간도예) 가 주최하는 제4회 한국세라믹 골프대회 가 대호단양C.C서 열렸다. 이번 행사에는 세라믹코리아 월간도예 발행인 황호 연 회장을 비롯해 한국세라믹총연합회 신재수 회장, 한국파 인세라믹스협회 전선규 회장, 한국도자문화협회 오유근 회 장, 대한도자기타일공업협동조합 문주남 이사장, 대경파인세 라믹협의회 권세현 회장 등 세라믹업계 산 학 연 관계자 60 여명이 참석했다. 시타를 하는 대한도자기타일공업협동조합 문주남 이사장 한국세라믹총연합회 신재수 회장 한국파인세라믹스협회 전선규 회장 90 ceramic korea

91 월간 세라믹스에서는 세라믹 산업육성을 위한 업계 의 지를 결집하고 지역별, 분야별 소통과 융합을 위한 교류의 장을 조성하고자, 2012년부터 매년 골프대회를 개최하고 있다. 올해도 세라믹업게 여러 협회, 조합이 제4회 한국세라믹 골프대회 를 협찬 지원했다. 한국세라믹총연합회, 한국파인 세라믹스협회, 대경파인세라믹협의회, 대한내화물공업협동 조합, 한국도자문화협회, 한국세라믹기술협의회, 아이세라 민광희도예, 정공방 정원배도예에서 도자기세트, 건강팔찌, 혈당 측정기 등의 다양한 상품을 지원했다. 1조 2조 3조 4조 5조 6조 7조 8조 9조 June

92 10조 11조 12조 13조 14조 15조 개회사를 하는 월간세라믹스 황호연 회장 이번 골프대회 경기방식은 아마추어 골프대회 규정(신페 리어 방식) 18홀로 채택했고, 4인 1팀으로 총 15팀이 결성되 어 우승트로피를 두고 경쟁을 벌였다. 라운딩 후에는 모두 모여 만찬 및 교류회를 가졌다. 교류 회에선 골프대회 시상과 함께 우수 집필진 시상도 이뤄졌다. 이번 대회를 주최한 월간세라믹스 황호연 회장은 작년 5 월 대회에 이어 올해도 많은 세라믹전문가를 모시고 세라믹 코리아 우수집필상 시상식을 동시 개최하게 되어 기쁘게 생 각한다 며 오늘 이 자리가 세라믹 깃발 아래 진정한 정보교 류와 협력하는 비즈니스 장이 되길 진심으로 염원한다 고 개 회 인사말에서 밝혔다. 제4회 세라믹골프대회 우승 트로피는 제이씨에스 박재한 92 ceramic korea

93 우승상-박재환 대표(시상 황호연 회장) 준우승상 김인섭 부사장 (시상 황호연 회장) 메달리스트상 전선규 회장 (시상 황호연 회장) 대표이사가 거머쥐었다. 박재한 대표이사는 트로피와 백화 점 상품권 30만원을 수여받았다. 준우승은 신한세라믹 김인 섭 부사장, 메달리스트는 한국파인세라믹스협회 전선규 회 장이 차지했다. 이번 행사에선 행운권 추첨 을 통해 협찬된 상품들이 참가자 전원에게 고루 나눠졌다. 주최측에서 준비 한 본지 정기구독권과 대호단양CC 무료그린피권, 미코에서 협찬한 당 측정기가 큰 호응을 얻었다. 대회 참석자들은 만찬 내내 서로의 안부와 사업에 대해 정보를 교류했다. 이번 행사에 지원을 아끼지 않았던 한국도 자문화협회 오유근 회장은 축사를 통해 어려운 상황 속에 서도 이렇게 세라믹 업계 산 학 연이 교류할 수 있는 한국 세라믹골프대회가 꾸준히 개최되어서 기쁘다 며 내년에도 내실 있는 대회가 열리길 기대한다 고 전했다. 한국파인세라 믹스협회 전선규 회장과 한국세라믹총연합회 신재수회장은 건배를 제안하며 제4회 한국세라믹 골프대회의 성공적인 개 최를 축하했다. 이번 행사를 진행한 월간세라믹스 서승종 상무는 세라믹 업계의 적극적인 참여와 후원으로 이번 대 회를 성황리에 마칠 수 있었다 며 내년 골프대회가 좀 더 알찰 수 있도록 최선을 다하겠다 며 행사를 마무리했다. 세라믹코리아 취재부 축사를 하는 한국도자문화협회 오유근 회장 건배사를 하는 한국파인세라믹스협회 전선규 회장 대회 마무리 멘트를 하고 있는 한국세라믹총연합회 신재수 회장 June

94 정책동향Ⅰ 나노기술 7대 산업화 전략기술 개발, 올해 총 1,800억원 규모 투자 - 나노기술기업 육성 등을 통해 글로벌 시장 20% 점유 시동 - 미래부 산업부 차관 기업 현장발표 및 간담회 개최 미래창조과학부(장관 최양희) 산업통상자원부(장관 윤상 직) 환경부(장관 윤성규)는 지난 1월 역동적인 혁신경제 연 두업무보고 후속 조치의 일환으로 마련한 나노기술 산업 화 전략 을 제13회 국과과학기술심의회 운영위원회 의결( )을 거쳐 확정하였으며, 4월 30일 미래부 이석준 제 1차관과 산업부 이관섭 제1차관이 나노기업 (주)크루셜텍을 현장 방문한 자리에서 발표하였다. 나노기술 산업화 전략 은 지난 1월 15일 미래부 산업부 등이 공동으로 발표한 15년 역동적인 혁신경제 연두업무보 고 시, 창의와 혁신을 바탕으로 끊임없이 새로운 성장동력 을 창출하는 역동적인 혁신경제로 전환해야 한다 는 박근혜 대통령의 강조 내용에 따라 나노기술을 국가 산업전반의 혁 신 및 신시장 창출의 동력으로 도약시키기 위해 수립한 전략 이다. 나노기술은 나노미터(1~100nm) 크기에서 물질의 제 조 조작을 통해 새롭거나 개선된 성질을 이용하는 기술로 서 범용기술(GPT) 측면이 강하여 정보기술(IT) 생명기술 (BT) 에너지환경기술(ET) 등 핵심기술 분야와의 상승적 융 합(synergistic convergence)으로 국가 산업경쟁력의 획기 적 향상에 기여할 것으로 기대된다. 특히 14년 나노기술을 적용한 14 나노미터(nm) 반도체 공정이 상용화되고, 14년 나노소재인 양자점(Quantum Dot) TV가 출시되는 등 나노기술이 성숙되어 감에 따라 제 조업 혁신의 열쇠이자 신산업 신시장 창출의 핵심 원동력으 로 부각되고 있다. 미국 등 나노기술 선진국들도 선도기술 확보에서 나노기술의 산업화로 정책을 전환 중이며, 우리나 라도 국가 산업전반의 혁신 및 신시장 창출을 위해, 기존 기 술력 향상에서 나노산업화 촉진을 위한 지원 중심으로 연 구개발 정책 전환이 필요한 상황이다. 이에 따라 미래부 등 3개 부처는 국내 570개 나노기업을 대상으로 나노기술 사업화 현황 및 정책수요를 조사( 월)하는 등 기업과 전문가의 의견수렴을 거쳐 나노기술 산 업화 전략 을 수립하였다. 기술산업화 선도를 통해 2020년 세계 나노시장 20%를 점유하는 나노산업 2대 강국 구현을 목표로 7대 산업화 기술 개발, 나노기술기업 육성, 4대 인프 라 확충을 위해 금년에 총 1,772억원을 투자할 계획이며, 주 요 내용은 다음과 같다. 94 ceramic korea

95 1. 나노기술 산업화 전략 주요 내용 * 19대 미래성장동력 중 나노기술 관련 분야 : 1지능형로봇, 2착 용형 스마트기기, 12재난안전시스템, 15융복합소재, 사물인터넷 ** 기능성 나노섬유 : 유연전자산업과 호응하여 산업 파급효과가 클 것으로 전망,탈귀금속 촉매용 나노소재 : 백금 생산량의 50%를 사용하는 자동차 배기가스 정화용 촉매와 사용량 급증이 예상되 는 연료전지 전극용 촉매 우선 개발탈희유원소 산업용 나노소재 : 인듐주석산화물(ITO) 필름 대체 그래핀 소재, 비카드늄계 양자점 개발 등 - 7대 산업화 기술은 모든 기술을 처음부터 개발하는 것이 아니라 기술개발 성과를 기반으로 기 보유 또는 과제수행 중인 기술을 분석하여 공백기술을 도출, 집중 개발하여 산업화에 필요한 핵심기술의 온전한 세트를 확보, 기업이 활용할 수 있도록 제공할 계획이다. (1) 7대 산업화 기술 확보 나노기술 산업화 유망분야를 선정, 산업화 가능 수준의 핵 심 원천기술을 확보를 추진한다. - 경제혁신 3개년 계획 의 융합신산업 분야의 미래성장동력 또는 친환경 에너지 신산업 과제 분야에 속하는 기술로서 향후 나노산업의 주요 기반기술이 될 것으로 예상되며 산 업화 수준 도달 하거나 근접한 기술 분야를 선정하였다. - 이에 따라, 미래성장동력 중 지능형 로봇과 착용형 스마트 기기 구현의 핵심기술로 평가되는 3차원 나노전자소자, 사 물인터넷을 활용하여 재난안전시스템 구축에 기여할 수 있는 핵심제품으로서 사물인터넷 적용 환경 나노센서, 식 품안전 나노센서를 선정하였다. 또한, 관련 산업에 파급효 과가 큰 융복합소재로서 기능성 나노섬유, 탈귀금속 촉매 용 나노소재, 탈희유원소 산업용 나노소재 및 전 세계 물 부족 및 수질오염 문제 해결 기여를 위한 저에너지 수처리 (물정화, 담수화) 시스템 개발을 추진한다. (2) 나노기술기업 육성 우수기술의 사업화를 촉진하는 기업 지원 프로그램을 활성 화한다. - (우수기술 사업화 촉진) 시장진입이 가능한 수준의 상업 적 시제품 개발, 현장 전문가 자문, 특허경쟁력 분석 등 나 노기술 연구성과의 사업화 성공률 제고를 지원하고, 기술 력이 부족한 중소기업의 제품개발 기술현안에 대해 전문 가를 연계하여 애로사항 해결을 지원한다. - (중소벤처 기술 사업화 지원) 나노중소기업의 우수기술 제 품을 발굴하여 시제품의 성능검증 및 인증을 지원하고, 국 내외 수요처 발굴, 연계 등 판로개척을 지원한다. - (글로벌 강소기업 육성) 나노기업 중 89%를 차지하는 중 소기업( 12년 기준)을 강소기업으로 육성하기 위한 핵심 전략제품을 선정하여 개발을 지원한다. 향후 시장성 기술 성 기업분포 등을 고려하여 핵심전략제품을 선정, 기업 대 상 공청회를 진행하여 7월 나노코리아 주간 중 나노 강소 기업 육성 전략 을 발표할 계획이다. (3) 4대 인프라 확충 7대 전략분야 사업화의 체계적 지원이 가능하도록 인프라 기능을 정비하고, 나노기술 성과활용 지원센터 를 구축하여 이용자에게 통합 지원서비스(one window)를 제공한다. - (나노팹의 기업지원 강화) 나노팹의 서비스가 단위공정 중 심 서비스로 기업지원 기반이 미약하다는 지적에 따라 초 절전, 초소형 고집적, 고감도 고성능 구현이 가능한 5개 June

96 분야 신공정 플랫폼 기술 및 지역별 특화 공정서비스 개발 을 통해 7대 전략분야 미세공정 인프라를 지원하고, 6개 나노팹이 보유한 기술 장비 현황, 누적된 측정데이터 등을 이용자들이 연구개발에 활용할 수 있도록 라이브러리 형 태로 제공한다. - (계산나노과학 플랫폼 구축) 원자 분자 수준의 제어가 이 루어지는 나노기술은 공정 중의 관찰이 불가능하고 실험 적 분석이 제한적이므로 계산나노과학의 보편적 활용을 통해 제품개발 기간 비용을 절감할 수 있도록 개방형 가 상실험 공간을 제공한다. 이를 위해 웹기반 계산 나노팹 기술을 개발하고 7대 전략 분야 특화 응용 플랫폼을 구축한다. 이 과정에서 세계 우 수 계산과학 기관과 국제협력 네트워크 구축을 통해 단기 간에 계산과학 플랫폼 구축 및 서비스 품질 향상을 도모 한다. 컴퓨터를 이용한 설계 해석 연구는 특히 나노소재 개발과 센서 등 전자소자 설계에 유용하여 계산나노과학 의 활용을 통해 개발 착수 전 가능성 확인 및 최적공정 설 계로 나노기술의 개발시간과 비용을 1/2로 단축시킬 수 있을 것으로 기대된다. - (나노안전성 확립) 나노기술 적용제품의 증가 환경에서 국 민건강과 생태계를 보호하고, 나노소재, 제품의 국제규제 에 선제적 대응이 필요한 상황으로 안전성 평가 표준측정 기술 개발, 나노안전 통합 데이터베이스* 확보, 국제협력 선 도를 통해 나노제품의 안전성을 확보하고 글로벌 규제에 선제적으로 대응한다. * 기존 독성, 환경평가(환경부) 외 나노소재 특성(미래부) 나노제품 (산업부) 데이터베이스 추가 구축 - (성능평가 지원) 신기능 나노소재 및 중간재에 대한 평가 방법의 부재로 중소기업 제품의 해외진출이 어려운 상황 으로 산업적 활용도가 높은 나노소재 제품에 대한 신뢰 성, 안전성 평가방법 개발 및 표준화를 통한 해외 판로개 척이 필요하다. 이를 위해 나노소재 중간재 성능평가 시험 법 개발, 다양한 평가기관의 시험법 네트워크 구축을 통해 상용화 및 글로벌 시장진출 촉진을 추진한다. 한편, 같은 날 나노기술 산업화 전략 과 연계하여 나노산 업계의 의견을 청취하기 위한 차원에서 미래부 산업부 차관 과 나노기업 관계자의 간담회가 마련되었다. 미래부 이석준 제1차관은 동 전략 발표를 계기로 정부와 기업의 원활한 협력을 강화하고 기업 차원에서의 투자를 증 대하는 등 글로벌 선도기업으로 거듭나기 위한 노력을 당부 하고, 기업이 희망하는 기술개발 및 구체적인 인프라 지원 방안에 대한 의견을 수렴하였다. 간담회에 참석한 기업들은 기존의 기술개발 계획에서 더 나아가 나노기술 산업화에 중점을 둔 전략 마련을 환영하고, 이를 통해 나노기술 산업화로 글로벌 신시장 창출과 나노기 술을 활용한 기업성장모델이 확산되고, 나노기술의 개발에 서 사업화까지 효과적인 지원체계가 구축될 것으로 기대한 다고 밝혔다. 산업부 이관섭 제1차관은 앞으로도 다양한 방 식으로 나노산업계의 의견을 적극 청취하여 나노산업이 경 제활성화를 위한 신성장 동력이 되도록 적극 지원하는 정책 을 펼쳐 나가겠다 고 밝혔다. 2. 나노기술의 개요 (1) 개념 나노미터(1~100nm) 크기에서 물질의 제조 조작을 통해 새 롭거나 개선된 성질을 이용하는 기술 표1. 나노기술의 노벨상 수상 플러렌 노벨화학상( 96) 축구공 모양으로 배열된 탄소 소재 (C 60) (응용) 초전도체, 표적치료, 고강도 소재 거대자기저항 (GMR, Giant Magnetoresistive) 노벨물리학상( 07) 원자층 두께의 박막조성으로 자기장의 획기적 감도향상을 통해 저장밀도 천배이상 향상 (응용) 하드디스크 헤드, DNA바이오칩, 자동제어센서 그래핀 노벨물리학상( 10) 이차원 탄소 구조체 (응용) 고강도 경량소재, 차세대 전자소자, 투명전극 96 ceramic korea

97 (2) 주요 적용분야 1) 소자 - 나노 단위의 회로 폭 감소를 통해 고 집적도 및 낮은 소비 전력 실현 - 3차원 패턴, 양자점 등을 통한 신개념 반도체/디스플레이 구현 가능 - (예) 양자점 TV, OLED, 반도체 4) 에너지 - 나노 입자 적용으로 저장량 및 효율 증대 - (예) 염료감응형 태양전지, 해수담수화 2) 센서 - 나노 기술을 적용하여 민감도 및 측정 속도 개선, 제품의 신뢰성 향상, 가격 경쟁력 확보 가능 - (예) 하드디스크 헤드, 헬스케어 센서, 분광센서 5) 바이오 - 나노 크기의 구조체로 신속 정확한 진단 및 인체 적합성 조직 개발 - (예) 표적치료제, 자가진단칩, 진단시약, 인공뼈 3) 소재 - 원자 수준의 제어를 통해 탁월한 기능 구현 - (예) 그래핀, 탄소나노튜브, 플러렌 June

98 Intervew Korea Institute of Materials Science 재료연구소(KIMS) 김해두 소장 세계적으로 소재 경쟁이 치열해지면서 창의소재개발을 통해 국내 소재산업이 경쟁력을 갖춰야할 중요성이 더욱 커져가고 있다. 창의소재개발을 위해서는 지속적인 투자로 연구 환경을 갖추는 것이 중요하다. 1976년 한국기계금속시험연구소 로 시작한 재료연구소 는 우리나라 명실상부한 소재 연구소이다. 현재 소재기술 관련 연구개발과 시험평가, 기술지원 등을 종합적으로 수행하며 국가 기술혁신을 주도하고 산업발전에 기여하고 있다. 세라믹 코리아는 창간 27주년을 맞아 세라믹 소재 전공자로, 지난해 12월에 재료연구소 소장으로 취임한 김해두 소장의 특집 인터뷰를 마련했다. 98 ceramic korea

99 취임식 당시, 취임 연설을 하는 김해두 소장 먼저 재료기술을 선도하는 종합재료전문연구기관인 재료연구소 소장으로 취임하신 것을 세라믹분야 독자를 대표해서 축하합니 다. 그동안 소장님의 열정적인 업무추진이 업계의 많은 호평을 받 고 있습니다. 그간의 소회에 대해서 한 말씀 부탁합니다. 지난 2014년 12월 22일 취임한 뒤 벌써 6개월이 지났습니다. 아직 성과를 냈다기보다 좋은 열매를 맺기 위해 열심히 물을 주고 거름을 준 시기였습니다. 취임 후, 제일 먼저 조직을 개편했습니다. 재료연구소는 그 동안 소재를 전문적으로 연구하는 연구기관으로서 우수 기 술 확보에 힘써 우리나라 산업 발전에 기여해 왔으나, 부가가 치가 높은 첨단원천소재에 대한 대일의존도와 중국의 맹렬 한 추격을 따돌리기 위해서는 더욱 혁신적인 기술 개발과 다 양한 기업 지원 활동의 필요성이 절실했습니다. 이에 따라 실용화연구단을 신설하고 산업지원/안전본부 를 두어 기업 지원을 강화했습니다. 소재실용화센터, 공정실 용화센터로 구성된 실용화연구단 은 기업이 생산현장에서 바로 쓸 수 있는 기술 개발을 목표로 합니다. 산업지원/안전 본부의 재료안전평가실, 재료설계분석연구실에서는 기업의 생산품에 대한 검증이 효과적으로 이뤄질 수 있도록 하고 있습니다. 변화는 신선한 바람이 될 수도 있지만 한 편으로는 가보지 않은 길이기에 두렵기도 합니다. 다행히 조직개편 과정에서 재료연구소 구성원들이 적극적으로 협조해 주었습니다. 이는 재료연구소가 한 단계 성장해 국내 나아가 세계적으로 인정 받는 기관으로 거듭나야 한다는 목표에 대해 공감했기에 가 능했다고 생각합니다. 앞으로도 구성원의 공감을 바탕으로 연구 환경 개선, 우수 인력 확보 등을 적극적으로 펼쳐 나갈 방침입니다. 반평생을 소재연구 분야에 종사하시면서 많은 연구업적을 이루 어 오셨습니다. 그동안 가장 기억에 남는 사업이나 업적에 관해 소개 부탁합니다. 저는 1988년 1월, 창원에 소재한 재료연구소(당시 한국기계 연구소)에 입소하였으며, 입소 후 세라믹연구실을 창설하여 기계구조용 세라믹스의 특성향상 및 상용화를 위해 노력했 습니다. 저는 알루미나, 지르코니아, 질화규소 등 기계적 특 성이 우수한 소재를 산업현장에 적용하기 위해 노력하였으 며, 특히 질화규소세라믹 제조공정인 SRBSN 공정을 개선하 여 저렴한 동시에 특성이 우수한 질화규소 제품을 생산하는 길을 열었다는 점을 보람 있게 생각합니다. 또 유사 분야를 전공하는 산학연 연구자들과 구사모(구조 세라믹스를 사랑하는 모임)를 결성하여 각자의 연구결과에 대한 깊이 있는 토론을 통해 새로운 지식과 정보를 공유하고 동시에 같이할 수 있는 국책과제를 기획한 것이 기억에 남습 니다. 이 구사모를 바탕으로 추후 한국세라믹학회 엔지니어 링세라믹스 부회(KECD)가 설립되었기 때문입니다. KECD 활동 중 목포세라믹지원센터 설립에 구성원들과 함께 기획 사업에 공헌할 수 있었고, Silicon-based ceramics에 대한 국제 심포지엄을 2004년부터 4년마다 한국에서 개최하여 엔지니어링 세라믹스 분야에서 국제적 입지를 구축할 수 있 June

100 혁신적인 기술 개발과 다양한 기업 지원 활동의 필요성 절실하게 느껴, 실용화 연구단 신설, 산업지원 / 안전본부를 두어 기업 지원 강화 었습니다. 앞으론 제 남은 힘을 우리나라가 소재강국이 되는 데 공헌하고자 합니다. 국내 산 학 연 모두 소재의 중요성 을 널리 알리는데 모두 힘을 합하면 좋겠습니다. 소재 연구자에서 이제 연구기관의 경영자로서 변신하셨는데요, 남다른 경영철학을 갖추고 계실 거라 생각됩니다. 경영철학과 연 구소 운영방향에 대해 말씀 부탁합니다. 지난해 취임식 때 이런 말을 한 적이 있습니다. 혼자서만 잘 하려고 하지 말고 같이 잘할 수 있는 방법을 찾아야 한다! 팀 동료, 실원, 소속된 본부 동료들 다 같이 잘할 수 있도 록 항상 신경 쓰고 서로 격려해 달라는 의미였습니다. 바쁘 다고 자기 방에서 혼자 연구만 하고 주변 사람들과 교류하지 않으면 결국 우물 안 개구리가 되고 맙니다. 지난 수백 년 동 안 걸쳐 이뤄졌던 변화의 물결은 이제 일 년, 아니 하루 단위 로 바뀌고 있습니다. 이러한 시대에 효과적으로 대응하기 위 해서는 혼자서 잘하기보다 옆 사람과 힘을 합쳐 시너지 효과 를 내는 것이 무엇보다 중요합니다. 서로 의견을 나누면 막혔던 생각이 트이고, 보이지 않았던 해결책이 보입니다. 그래서 재료연구소 구성원들에게도 이러 한 동료와의 조화, 대화를 강조했습니다. 이는 제가 정책을 결정하고 진행하는 데도 예외가 아닙니다. 구성원들의 지지 를 바탕으로 한 정책이어야 성공할 수 있다 생각합니다. 그 래서 항상 공감대를 형성하기 위해 경영 전반에 걸쳐 중요한 사항에 대해 전 직원 월례회의 등을 통해 직원들과 공유하 기 위해 노력하고 있습니다. 100 ceramic korea

101 더불어 재료연구소 직원들이 만족스러운 직장생활을 위해 동호회 지원 강화 등 다양한 프로그램을 마련해 시행할 예정 입니다. 이러한 복지뿐만 아니라 본업인 연구 활동이 원활하 게 이뤄질 수 있는 환경이 갖춰지도록 제2캠퍼스 구축 등 사 업도 적극적으로 펼쳐나갈 것입니다. 마지막으로 기본 에 충실할 예정입니다. 우수한 연구리더 유치, 철저한 분석기술 및 해석을 통한 심도 있는 소재연구 를 수행하는 동시에 각 연구자가 스스로 잘 할 수 있는 분야 에 매진하도록 평가 제도를 개선하고자 합니다. 또 경제력 있 는 재료 산업을 위해 재료연구소가 보유하고 있는 모든 자원 을 산업계 지원에 집중할 수 있도록 편제를 조정하였습니다. 세라믹 전공자 취임으로 그동안 금속소재 연구에 치우쳐 있던 재 료연구소가 다양한 소재 연구에 관심을 보일 거라는 기대감이 세 라믹 산업 전반에서 높아졌습니다. 앞으로 재료연구소가 세라믹 소재 발전을 위해 어떤 노력을 기울일 예정인지 궁금합니다. 재료연구소의 소재 연구는 현재 금속 40%, 세라믹 15%, 복 합재료 15%, 표면기술 15%, 평가 15% 정도의 구성비를 가지 고 있습니다. 명실상부한 종합 소재 연구기관이 되기 위해서 는 세라믹과 복합재료의 비중을 늘려야 한다고 생각합니다. 대일 무역 역조의 58%를 차지하는 소재기술의 한계를 극복 하고 선진국의 거대한 연구 규모와 경쟁하기 위해서는 그 어 느 때보다 융 복합 연구가 중요합니다. 미래 사회에 필요한 융합소재에 대한 심도 있는 기획을 통 해 이종재료, 이종분야와의 융합연구를 적극적으로 추진해 나갈 계획입니다. 특히 한국세라믹기술원이 최근에 진주로 이전한바, 이웃한 한국세라믹기술원과 같이할 수 있는 일을 기획하고자 합니다. 첨단산업이 발전할수록 친환경 고기능성 소재개발에 관심이 높 아가고 있습니다. 세라믹스는 다른 소재에 없는 여러 특성으로 인 하여 차세대 친환경 고기능성 소재로 주목받고 있지만, 우리나라 세라믹산업은 열악한 상태입니다. 앞으로 우리나라 세라믹 산업 이 어떤 방향으로 발전해 나가야 한다고 보십니까? 글로벌 세라믹 시장은 연 18%로 고속 성장하고 있으나 국내 시장은 아직 열악합니다. 세라믹 분야 발전을 위해서는 무엇 보다 산업체와 학교, 연구기관이 협력하는 것이 중요합니다. 산업체에서는 기술개발에 대한 투자를 확대하고, 학교에 서는 관련 인재 양성에 힘쓰고, 연구기관에서는 세라믹 관련 뛰어난 기술을 개발하는 것. 이 세 가지가 톱니바퀴처럼 맞 아 돌아간다면 우리나라는 국내뿐만 아니라 세계 세라믹 시 장도 선도해 나갈 수 있을 거로 생각합니다. 향후에는 세라믹이 단독으로 사용되기 보다는 이종재료 간 융합이 활성화될 것으로 예상합니다. 세라믹과 고분자, 금속과의 융합에 각별한 노력이 필요하며, 앞으로 전개될 미 래에 소요될 새로운 소재들을 개발하는데 앞장서야 할 것입 니다. 새로운 소재도 필요하지만 오래된 소재도 항상 조금씩 향상된 모습으로 발전됩니다. Classical ceramics에 대해서 도 지속적인 노력과 투자가 필요하다고 생각합니다. 한 기관이 발전하려면 소통이 중요하다고 생각됩니다. 내부적으 로 부서 간 소통, 그리고 대외적으로 산업체와 대국민들에 대한 소통이 중요하다고 생각됩니다. 연구소는 앞으로도 기업의 동반자로서 역할을 충실히 해 나 갈 것입니다. 소재 강국 대한민국도 결국 튼튼한 기업으로부 터 힘이 나온다고 생각하기 때문입니다. 지난 2014년, 전국 기업 관계자들을 초청해 KIMS TECH FAIR 를 개최한 바 있습니다. 기술, 장비, 인력 관련 재료연구 소가 보유한 모든 정보를 한 자리에서 볼 수 있는 자리였는 데 기업의 반응이 좋았습니다. 이와 같은 행사를 지속적으로 주최하여 기업과 연구소 간의 소통을 해 나갈 예정입니다. 기업을 잘 지원하기 위해서는 무엇보다 연구소 본연의 임 무인 연구 활동에서 결과가 나와야 합니다. 기업에 지원할 좋은 기술이 없다면 그 어떤 지원활동도 무의미하기 때문입 국가 경제 활성화에 기여해, 창조경제를 뒷받침할 수 있도록 새로운 가치를 갖는 소재를 개발하는 일에 집중 June

102 재료연구소 전경 니다. 이를 위해 원천기술을 전담할 연구부서와 실용화연구 를 전담할 연구부서로 나누었습니다. 각각의 연구가 최대의 성과를 낼 수 있도록 관련 장비, 인력 등을 적극적으로 지원 할 방침입니다. 현재 재료연구소는 1인 1사 기술후견인 제도, KIMS 기술 아카데미, 소재 정보 제공 서비스, 보유 기술이전 등 기업을 지원하기 위해 다양한 프로그램을 운영하고 있습니다. 기술후견인 제도 는 재료연구소의 소재ㆍ부품 개발에 대 한 축적된 연구 역량이 있어야 하는 산업체에 전담연구원 을 지정하여 기업현장에서 발생하는 기술적 애로 및 고충에 대하여 자문하고 지원하는 프로그램입니다. 1인 1사 후견 을 맺는 것으로 약 80여 개 기업이 본 제도를 활용중입니다. KIMS 기술아카데미 는 외부 업체 관련 종사자 등을 대상으 로 매년 정기적으로 시행하는 교육 프로그램입니다. 대표적 인 강좌로 풍력 핵심기술 강좌, 원자력기술기준 교육, 소재부 품 손상원인 분석, 분말기술강습회, 타이타늄기술 교류회 등 이 있습니다. 기업의 안정적인 신소재 실용화를 적극적으로 지원하는 금속소재종합솔루션센터 도 운영하고 있습니다. 이는 기업 이 새로운 금속소재 제품을 시장에 내보내기 전 준양산 규 모로 미리 제작해 봄으로써 추후 실제 제품 생산에서 나타 날 수 있는 문제점을 최소화하고 제품의 성능은 극대화할 수 있도록 각종 대형장비와 기술을 지원하는 전문 인프라입 니다. 전용 공장형 실험동에는 금속소재의 양산화 검증이 가능한 대형 공정장비 6기를 보유하고 있으며, 관련 전문 연 구 및 기술인력이 기업이 필요로 하는 기술지원을 위해 노력 하고 있습니다. 세라믹 코리아 독자와 소재 분야 종사자들에게 알리고 싶은 내용 이나 강조하고 싶은 부분이 있다면 말씀해 주세요. 혼자만 잘하면 되는 시대는 지났습니다. 이제는 서로 힘을 보탰을 때 2배가 아닌 20배, 200배의 효과가 나옵니다. 재료 연구소만 잘해서 소재 강국 대한민국이 된다고 생각하지 않 습니다. 산업체와 학교, 관계부처, 타 연구기관과 힘을 합쳐야 가능한 일입니다. 그 중심에서 재료연구소가 좀 더 노력하겠 습니다. 산업체의 애로사항에 귀 기울이고, 학교의 인재 양 102 ceramic korea

103 성에 기여하고, 소재 관련 정책 수립에도 조언을 아끼지 않 을 것입니다. 모든 산업의 기본인 소재를 연구하는 기관인 만큼 타 연구기관과의 연구 활동도 앞장서겠습니다. 소재기술은 산업의 쌀 이라 불리는 만큼 모든 산업의 기초 가 되는 분야입니다. 또한, 우리 생활과도 밀접한 연관이 있 습니다. 공기가 눈에 보이지는 않지만 없으면 우리가 살아갈 수 없는 것처럼 소재는 완성품 속에 녹아있지만 없으면 완 성품이 나올 수 없습니다. 이러한 소재의 중요성에 대해 국 민의 공감이 있어야 할 때라고 생각합니다. 그래야 소재강국 대한민국으로 나아갈 수 있습니다. 김해두 소장 profile 학력 1983 ~ 1987 독일Aachen 공대 세라믹공학 박사 1981 ~ 1983 연세대학교 공과대학 세라믹공학 박사과정 이수 주요경력 ~ 현재 재료연구소 소장 ~ 한국화학관련학회 연합회 회장 ~ 한국세라믹학회 회장 2010 ~ 현재 미국세라믹학회 Fellow ~ 한국세라믹학회지 수석 편집위원장 1988 ~ 2014 재료연구소 책임연구원 마지막으로 세라믹코리아 창간 27주년 기념 축사 한 말씀 부탁합 니다. 세라믹코리아 창간 27주년을 진심으로 축하합니다. 세라믹 은 열에 강하고 단단합니다. 잘 마모되지도 않습니다. 이러한 세라믹의 굳건한 성질처럼 세라믹코리아도 열악한 환경 속에 서도 꾸준히 세라믹 관련 소식을 전하는 전령사로서 힘써 주 시길 한 사람의 독자로서 부탁합니다. 세라믹코리아는 세라믹 관련 산 학 연 관계자들에게는 사 업 및 연구의 방향을 알려주는 중요한 나침반 역할을 해 왔 다고 해도 과언이 아닙니다. 세라믹은 열에 강하고 단단합니 다. 잘 마모되지도 않습니다. 이러한 세라믹의 굳건한 성질처 럼 세라믹코리아도 열악한 환경 속에서도 꾸준히 세라믹 관 련 소식을 전하는 전령사로서 힘써 주시길 부탁합니다. 앞으로도 유익한 내용으로 세라믹 소재에 대한 독자들의 갈증을 시원하게 해결해 주시기 바랍니다. 나아가 일반 국민 에게 다소 생소할 수 있는 세라믹 소재에 대한 관심을 불러 일으킬 수 있는 콘텐츠도 기대해 봅니다. 지금까지의 27년보 다 앞으로가 더 기대되는 세라믹코리아의 무궁한 발전을 기 원합니다. 주학님기자 [email protected] 전시, 과학 대중화 등 다양한 활동을 통해 국민에게 한 발 더 다가갈 것 June

104 기 업Ⅰ 스스로 균열 보수하는 자기치유 기술 사용화 세릭SERIC 콘크리트가 스스로 균열을 치유 한다? 공상영화에서 나올법한 기술이 국내에서 상용화되어 주목받고 있다. 한양대 세라믹소재연구소 부설 기업인 세릭(대표 안태호) 이 대우건설 연구소와 공동으로 개발한 자기치유 보수재 가 그 주인공이다. 시멘트, 콘크리트의 균열을 자동으로 보수하는 자기치유 보수재 는 토목 건축 분야의 유지, 관리, 보수에 새로운 장을 열 것으로 기대되고 있다. 꿈을 현실로, 자기치유 기술 아직은 대중에게 생소한 자기치유 기술은 화학반응을 이 용해 재료가 스스로 결함을 복구하도록 하는 과학적 기술 이다. 2013년 다보스포럼에서 세계 10대 유망 기술로 선정 되기도 했으며, 현재는 세라믹 금속 폴리머 등 소재 전 분 야에 걸쳐 세계적으로 연구가 진행 중이다. 세릭 대표이자, 한양대학교 부설 세라믹연구소 내 국제지 속가능공학소재센터(ISEM Center) 소장인 안태호 박사는 10년 전, 일본 동경대학교 유학시절에 자기치유 기술 을 처 음 접했다. 이미 동경대학교 생산기술연구소에선 1997년부 터 고강도 콘크리트 내부에 존재하는 미수화된 시멘트 입자 의 자기치유 특성 연구가 진행 중이었다. 안태호 박사는 동경대학교 생산기술연구소가 실용화 연 구를 시작한 2004년 이후에 자기치유 연구팀에 들어갔 자사 제품 설명을 하고 있는 세릭 대표이사, 한양대학교 부설 세라믹연구소 내 국제지속가능 공학소재센터 (ISEM CEnter) 소장인 안태호 박사 104 ceramic korea

105 보수재를 콘크리트에 사용하기 전과 사용 후 모습 다. 팀에 들어가 일본신에너지생산기술개발 종합개발기구 (NEDO) 과제를 수행한 안태호 박사는 국내 자기치유기술 연구 개발 및 상용화를 위해 2013년, 세릭 을 설립했다. 설립 당시, 국내엔 아직 자기치유 기술이 잘 알려지지 않 은 상태였다. 안태호 박사는 건설업계 관계자를 초청해 자기 치유 워크샵을 개최하는 등 이 기술에 대한 관심을 이끌어 내기 위해 많은 노력을 기울였다. 안태호 박사는 처음 기술 을 도입했을 땐 어려움이 있었지만, 자기치유기술 자체가 획 기적이고 경쟁력이 있어 이젠 국내 내로라하는 건설업계에 서 기술 협력, 제품 개발 제안이 들어오고 있다 고 밝혔다. 자기치유 콘크리트 보수재 상용화 성공 세릭 은 일본 도쿄대학 생산기술연구소, 한양대학교 부설 세 라믹 연구소 등과 MOU를 맺고 균열자기치유소재 를 중점 적으로 연구 개발했다. 균열자기치유소재 는 무기계 나노 물질과 여러 화학 첨가제에 의한 화학반응을 이용하여 시멘 트, 콘크리트를 자동으로 보수하는 신소재다. 기존 재료와 달리 내구성이 반영구적으로 향상되며, 구조체의 균열진단 과 유지, 보수관리와 환경정화 기능을 보유한 소재로 주목 받고 있다. 세릭은 소재의 실제 상용화를 위해 2013년부터 2014년 까지 일본 도쿄메트로 지하철 누수공사 시험 시공 자기치유 보수재 - 파워 퍼티(위), 파워 클리너(아래) 실험 결과, 자기치유 콘크리트 보수재를 바른 곳에 균열이 시간이 지날수록 매꿔지고 있는 걸 볼 수 있다 June

106 과 일본 동일본 철도공사 신간센 균열 보수 시험 시공에 참 여해 긍정적인 시험 결과를 얻어냈다. 안태호 박사는 국내에서도 산업화 시기 지은 건물의 노후 화가 상당히 진행되고 있어 앞으로 국내 보수 시장이 더욱 커질 것으로 예상된다 며 기존 보수보다 오래가는 균열자기 치유소재가 큰 역할을 할 것 이라 기대했다. 지난해 11월, 세릭은 대우건설 연구소와 공동으로 자기치 유 콘크리트 보수재 를 개발해 특허 출원을 냈다. 개발된 자 기치유 콘크리트 보수재는 물과 화학반응을 일으켜 콘크리 트 구조물 균열부위에 무기계 결정을 생성시키는 기술을 적 용했다. 자기치유 콘크리트 보수재 는 총 4종류(파워클리너, 파워 퍼티, 파워퍼티-W, 파워젯)로, 균열 크기에 따라 제품을 선 택해 사용할 수 있다. 특히 파워클리너 제품은 균열부에 물을 뿌리고 분필 형 태의 보수재를 문질러 바르는 간단한 방식으로 건설 현장 뿐 아니라 가정에서도 손쉽게 사용할 수 있다. 안태호 박사 는 현재 출시된 제품은 건식 콘크리트에 사용할 수 있다 며 습식 콘크리트에 사용할 수 있는 자기치유 보수재도 개발 중 이라 밝혔다. 지속가능공학 선두기업 목표 세릭은 자기치유신소재 연구를 기반으로 지속가능한 사회 시스템 구축을 위해 각기 다른 여러 분야(토목, 건축, 환경, 원전, 에너지, 바이오, 우주항공 등) 융합 연구 추진을 계획 중이다. 실제 세릭 은 균열자기치료를 연구 개발하는 건설소재 사 업본부 뿐만 아니라 수질 토양 오염과 같은 환경문제를 신기 술인 유해물질인 흡착성형체를 활용하여 정화시키는 방법을 연구 중인 환경지속가능 사업본부, 바이오 기술을 이용한 방사성 폐기물 고정화, 바이오 기반 마이크로 칩과 센서 등 개발하는 바이오 및 로보틱스 기술 사업본부 를 두고 있다. 앞으로 Damage Prevention, Self Healing 을 기조로, 세 계 지속가능공학 전문 연구소와 MOU를 맺고 연구 개발을 해 나갈 예정이다. 전태호 박사는 혁신이란 원래 있었던 것을 철저하게 분 해, 그 안에서 새로운 것을 만들어내는 것이라 생각한다 며 토목분야에서 우주항공까지 다양한 지속가능공학 아이디 어를 연구 실용화 하도록 노력하겠다 고 의지를 전했다. 주학님기자 안태호 대표(가운데)가 연구원들과 포즈를 취했다 106 ceramic korea

107 기 업Ⅱ 화학 연구로 다양한 제품 선보이는 나노태 - 분사형 은나노 코팅, 소재전시회에서 주목받아 화학전공자가 창업한 기업 한국세라믹기술원 이천분원 창업보육센터에 입주해 있는 나노태(대표 김태관) 는 촉매, 코팅, 공기정화 산업용 필터 및 특수 무기재료, 코팅제 등을 연구개발 생산하는 기업이 다. 나노태 를 설립한 김태관 대표는 30여 년간 화학을 전공 한 연구자로, 현재 배재대학교 나노고분자학과 겸임 교수를 맡고 있다. 김 대표는 화학연구 상용화에 관심이 많아 열정 하나로 창업을 결심했다 며 소규모지만 2012년 창업 이래 지난 3년간 꾸준히 결과를 내고 있다 고 말했다. 현재 나노태에서 생산, 납품 중인 제품은 향균 탈취제 와 공기청정기 필터 이다. 향균 탈취제 는 냄새 제거의 우수성 을 인정받아 홈플러스에 대량 납품 중이고, 공기청정기 필 연구실에서 만난 나노태 김태관 대표 June

108 은나노 촉매 물질 변화를 살펴보는 김태관 대표 터 는 청정기 제조업체에 연 4,000개 정도 납품한다. 향균 탈 취제 용액은 새집증후군을 방지하는데도 효과가 있어, 새 건 물 벽면에 시공하기도 한다. 나노태는 고객사의 요구에 맞춰 특수무기재료와 코팅제 도 제조 판매하고 있다. 한 제품에 집중하기보다 다양한 화 학촉매 기술을 개발 상용화 한다는 전략이다. 나노태의 연 구개발을 직접 진행하고 있는 김 대표는 연구를 하다보면 다양한 제품 아이디어가 떠오른다 며 아이디어를 발전시켜 분사형 은( 銀 )나노 코팅 아이템을 개발했다 고 밝혔다. 분사형 은( 銀 )나노 코팅기술 개발 분사형 은나노 코팅 은 말 그대로 은나노 입자를 분사해 코 팅을 하는 기술이다. 나노태는 지난해 글로벌소재부품산업 대전 에서 자체 개발한 분사형 은나노 코팅 아이템을 선보 여 관계자들의 큰 호응을 얻었다. 기존 코팅공정인 도금과 증착의 단점을 보완했다는 평이다. 도금 은 공정 자체가 복 잡하고 환경오염 문제가 생긴다는 단점이, 증착 은 진공장비 를 사용해 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 이와 반대로 분 사형 은나노 코팅 은 별도의 장비 없이 코팅을 할 수 있어 경 제성이 우수하고, 오염물질도 최소화 할 수 있어 친환경적이 다. 또 비전도체에 손쉽게 코팅 되어, 플라스틱 제품은 물론 포장지에도 손쉽게 코팅이 가능한 장점이 있다. 현재 대구에 있는 공장에선 주문에 따라 소규모로 은나 노 코팅 작업을 진행하고 있다. 주로 자동차 휠, 도자기, 타 일, 화장품용기 등의 업체에서 코팅 문의가 들어온다. 나노 태는 자동차 휠 코팅 사업에 분사형 은나노 코팅 이 경쟁력 이 있다고 생각해 규격 품질 검사를 진행하고 있다. 박 대표 는 나노태가 자체적으로 자동차 휠 코팅 설비를 설치해 제 은나노 코팅된 자동차 휠. 코팅된 휠에 강도 실험 등을 진행한다 108 ceramic korea

109 은나노 코팅된 화장품 용기 샘플 품을 생산하기는 힘들 것이라 판단하고 있다 며 기존 자동 차 휠 제조업체와 기술계약을 맺는 형식으로 은나노 코팅된 자동차 휠을 생산할 예정 이라 전했다. 고급화장품 용기에 적용, 상용화 기대 분사형 은나노 코팅 공정에서 안료를 적용해 다양한 색상 을 표현할 수 있다. 광택을 유지하면서도 색상이 선명하게 발현되어 심미적이기도 해, 도자기 타일 화장품 용기 등에 활용 가능하다. 특히 디자인적 요소가 필요한 제품인 화장 품용기나 장식품 부문에서 주목 받고 있다. 김 대표는 국내 뿐만 아니라 외국에서도 화장품 용기 샘플 주문이 들어오고 있다 며 용기가 독특해야하는 향수병이나 고급 화장품 병 이 주요 주문 상품 이라 말했다. 아직은 화장품 성분에 의한 갈변 현상이 은나노 코팅 용기에서 일어나 좀 더 기술 연구 가 필요한 상황이다. 코팅 기술에서 가장 중요한건, 코팅제를 물품 표면에 잘 달라붙게 하는 수지( 樹 脂 ) 이다. 나노태는 독자적으로 개발 한 수지를 코팅기술에 적용해 사용 중이다. 나노태는 TiO₂, ZrO₂, SiO₂ 기반으로한 유무기 하이브리드 형 수지를 지속 적으로 개발 할 예정이다. 박 대표는 꾸준한 기술개발만이 나노태가 살아남는 길 이라며 기술개발로 기존 아이템을 보강하고 새로운 아이템도 개발하고 싶다 고 포부를 밝혔다. 주학님기자 [email protected] 화장품 용기 갈변현상을 해결하기 위해 김 대표는 매일 다양한 시험 샘플용기을 만들어 살핀다 June

110 연구개발Ⅰ 기초과학연구원 연구진, 피부 부착형 양자점 LED 개발 - 두께는 머리카락 1/40, 해상도는 스마트폰의 4~7배 높아 - 웨어러블 기기 시장의 판도를 바꿀 것으로 기대 미래창조과학부(장관 최양희)는 산하 기초과학연구원 (IBS)의 나노입자연구단 연구팀이 자유롭게 휘어지고 늘어나며, 해상도는 가장 높은 양자점 발광다이오드 (QLED, Quantum dot light emitting diode) 소자를 개발하였다고 지난달 14일 밝혔다. 두께가 머리카락의 약 1/40(2.6마이크로미터)에 불과 한 초박막 필름 소자로 마음대로 구부리고 늘릴 수 있 을 뿐 아니라, 저전압에서도 작동하기 때문에 사람의 피 부에 부착시킨 상태에서 사용이 가능하다. 이 기술이 상용화 되면 영화에서나 봐왔던 사람 손목 피부 위의 디스플레이 가 현실화 되는 것이다. 해상도 역시 세계최고 수준인 2,460ppi로 유기발광다 이오드(OLED)나 액정화면(LCD)을 사용하는 최신 스 마트폰(갤럭시 S6: 577 ppi; G3: 538 ppi; 아이폰 6: 326 ppi)의 4~7배, 고해상도 TV(HD TV)의 42배나 높다. 비결은 양자점 나노입자를 기판에 고르게 잘 배열하 는 음각 전사-인쇄 기술을 개발한 데 있다. 넓은 면적에 간단하게 적용할 수 있어 대량생산에도 용이하다. 양자 점 발광다이오드(LED)는 유기물로 빛을 내는 유기발광 다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자다. 나 노크기(10억분의 1m)의 양자점(Quantum dot)이라는 물질을 발광소자로 사용하는 방식으로, 전류를 흘려주 면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데 유기발광다 그림 1. 고해상도 음각 전사-인쇄 기술을 이용한 삼원색(적색, 녹색, 청색) 양자점 나노입자의 계층적 패턴 전사 110 ceramic korea

111 그림 2. 고해상도 음각 전사-인쇄 기술을 이용하여 구현된 삼원색 픽셀기반 양자점 백색광 다이오드 그림 3. 매우 얇아 피부에 부착이 가능하고 저전압에서도 고성능을 보이는 웨어러블 전자 패치 이오드(OLED)에 비해 색 재현율이 우수하고 주변 환경 (수분, 산소 등)에 대한 안정성도 높다. 현재 우리나라를 비롯한 선진국에서 앞 다투어 개발 중이지만 아직 상용 화단계에 이르지 못한 상태다. 이번 연구를 주도한 기초과학연구원 현택환 단장과 김대형 연구위원은 두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨 어러블 기기의 단점을 완전히 해결하면서 초고해상도를 가진 양자점 발광다이오드(LED)는 처음 개발한 것이 다. 발광다이오드(LED) 분야에서 미국 등 선진국을 앞 섰다는 의미다. 앞으로 제품 및 생산공정 기술만 개발 하면 양산이 가능하다 라고 말했다. 현재 세계 스마트폰, 태블릿 PC 등 중소형 디스플레이 시장규모는 약 420억 달러로 우리나라가 선두를 지키 고 있으며, 웨어러블 기기 시장 규모는 약 102억 달러인 데 매년 40% 이상 급속한 성장세에 있다. 연구진은 이 번 연구 성과와 관련하여 올해 초 국내에 특허 출원하 였고 국제 특허 출원도 준비 중이다. 또한 과학기술분 야 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF )에 5월 14일자로 온라인 게재되었다. [ 연 구 결 과 개 요 ] 웨어러블 기기들이 중요한 차세대 전자기기로 주목 받 음에 따라 이에 적합한 차세대 고해상도 디스플레이의 중요성이 점점 커지고 있다. 그러나 기존에 연구된 웨어 러블 발광다이오드들은 너무 두꺼워 변형이 용이치 않 고, 저전압에서 성능이 좋지 않다. 고해상도 양자점 디스플레이의 구현을 위해서는 다양 한 색상의 양자점들을 잘 디자인하여 배열하여야 한다. 연구단은 기존의 딱딱한 전자 소자의 제작과정과 다른 방법으로, 다양한 색상의 양자점을 소자 내에 적합하게 배열하기 위해 양자점 나노입자에 적합한 고해상도 음 각 전사-인쇄 기술 개발하였다. 음각 전사-인쇄 방법은 합성된 고성능 나노 재료들을 구부릴 수 있는 플렉서블 기판에 옮길 수 있는 기술이 며, 대면적에 걸쳐 적용할 수 있는 쉽고 간단한 방법이 다. 이러한 기술을 이용해 삼원색(적색, 녹색, 청색)의 양 자점을 상용화되어 있는 HD 디스플레이의 해상도의 42 배에 해당되는 초고해상도로 정확히 배열할 수 있었다. 연구단은 이러한 양자점 나노 입자에 적합한 음각 전 June

112 사-인쇄 기술을 이용하여, 매우 얇아 피부에 부착이 가 능하고 저전압에서도 고성능을 보이는 초고해상도의 발 광 다이오드를 개발하였다. 발광소자의 총 두께는 2.6μ m로 머리카락 두께의 40분의 1에 불과하여 마음대로 휘고 늘릴 수 있으며, 알루미늄 호일, 피부, 둥근 유리나 깡통 등의 다양한 표면에 부착이 가능하다. 나노물질 기반의 웨어러블 전자시스템을 피부에 부착 할 수 있는 형태로 구현하는 기술은, 현재 생산되고 있 는 웨어러블 기기에서 훨씬 진보한 기술로써 새로운 형 태의 웨어러블 기기 산업의 지평을 열어 미래 사회 전반 에 걸쳐 핵심적인 역할을 하게 될 것으로 기대된다. 특 히 본 연구를 통해 개발된 기술들은 차세대 디스플레이 소자 개발에 광범위하게 적용될 것으로 예측된다. 현택환 단장 - 서울대학교 화학과 학사 - 서울대학교 화학과 석사 - Illinois State University 박사 - 포항공대 화학과 조교 - 서울대학교 화학과 조교 - Post Doctoral, Northwestern University - 과학기술부 창의적연구진흥사업 산화물 나노결정 연구단장 - 현재 서울대학교 공과대학 화학생물공학부 교수 - 현재 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 단장 김대형 연구위원 - 서울대학교 응용화학부 학사 - 서울대학교 응용화학부 석사 - Illinois State University 박사 - 케이씨텍 선임 연구원 - 일리노이주립대학 박사 후 연구원 - 펜실베니아주립대학 방문 연구원 - 현재 서울대학교 화학생물공학부 조교수 최문기 박사과정 연구원 - 서울대학교 화학생물공학부 학사 - 현재 서울대학교 화학생물공학부 석박사통합과정 - 서울대학교 화학공정신기술연구소 보조 연구원 양지웅 박사과정 연구원 - 서울대학교 화학생물공학부 학사 - 현재 서울대학교 화학생물공학부 석박사통합과정 = 용 어 설 명 = 양자점 LED(QLED, Quantum dot light emitting diode) 양자점이란 나노미터 크기의 반도체 결정을 말한다. 반도체 나노결정은 양자역학적인 독특한 성질을 가진다. 예를 들면 양자점은 크기에 따라 청색, 녹색, 적색 등의 다양한 빛을 발광할 수 있다. 초미세 반도체, 디스플레이, 질병진단 시약 등 다양하게 활용할 수 있다. 양자점 LED는 크기와 전압에 따라 별도 장치가 없어도 자체적으로 빛을 내는 차세대 발광소 자다. 유기발광다이오드(OLED)에 비해 장점이 많아 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode) 빛을 내는 반도체(Diode)라는 뜻으로 반도체 화합물에 전류를 흘러 빛을 발산하는 반도체소자를 말한다. 전기에너지를 빛 에너지로 전환하는 효율이 90% 이상으로 높다. 유기발광다이오드는 유기화합물을 자체 발광시키는 소자이다. 나노입자 지름이 나노미터 수준의 크기를 갖는 입자이다. 같은 구성성분이라도 일반적인 벌크(bulk) 물질과 완전히 다른 성질을 가진다. 112 ceramic korea

113 연구개발Ⅱ 신소재 적층구조로 세계에서 가장 얇은 반도체 소자 실현 가능성 입증 - 원자층 두께에서 최고 속도의 전하이동과 양자수송현상 최초 관측 미래창조과학부(장관 최양희)는 연세대학교와 미국 콜 럼비아 대학교 연구진이 꿈의 2차원 신소재 적층을 통 하여, 세계에서 가장 얇은(원자층 두께) 반도체에서 최 고 속도의 전하 이동과 양자수송현상을 최초로 관측하 였다고 지난 4월 28일 밝혔다. 동 성과로 고성능 저전 력 초스피드 양자소자와 초박형(Ultra-thin) 반도체의 실현 가능성을 입증하여, 향후 반도체와 정보통신기술 (ICT) 산업경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다. 연세대학교 이관형 교수(제1저자/교신저자)가 주도하 고, 미국 콜럼비아 대학교 제임스 혼 교수 연구팀과 고려 대학교 이철호 교수의 공동 연구로 수행한 이번 연구는 미래창조과학부의 기초연구지원사업(신진연구자지원)과 연세미래선도연구사업의 지원으로 수행되었고, 나노과 학 분야의 세계적 국제학술지인 네이처 나노테크놀로 지 (Nature Nanotechnology) 에 4월 27일 온라인 판으 로 게재되었다. 연구진은 차세대 반도체 소재로 관심을 모으고 있는 이황화몰리브덴과 그래핀, 유전체인 질화붕소(hBN)를 층층이 쌓는 방식으로 수개의 원자 층 두께로 얇고 매끄 러운 계면을 가지는 신개념 소자구조를 개발하여, 최고 전하 이동도를 측정하고 2차원 반도체의 양자수송현상 을 관측하는 데 세계 최초로 성공하였다. 기존 연구에서 이황화몰리브덴 소자는 높은 전극 저항과 무질서한 이 종계면 형성의 문제로, 이론치보다 훨씬 낮은 전하이동 도를 보였다. 이렇듯 기존 소자의 구조적 한계로 이황화 몰리브덴 본연의 성능을 발휘하는 데에 큰 한계가 있었 다. 연구진은 신개념 소자 적층 구조를 개발하여, 이종 물질 사이에서 아주 깨끗한 계면을 만듦으로써 이론적 으로만 예상하였던 이황화몰리브덴의 최고 전하 이동도 (34,000cm2/Vs)를 처음으로 관측하였다. 아울러 극저온 상태의 자기장 내에서 이동하는 전하 와 자기장의 상호작용 현상을 측정하여, 이황화몰리브 덴에서 일어나는 양자진동과 양자-홀 현상(양자수송현 상)을 세계 최초로 관측하였다. 기존에 고품질 반도체 혹은 그래핀에서만 관측되었던 현상을 2차원 반도체에 서 최초로 확인함으로써, 양자수송을 활용한 신개념 2 차원 반도체 소자 구현의 가능성을 열었다. 동 성과는 기존에 차세대 반도체 소자로 개발된 탄소와 질소 기반 벤젠고리 6각형 결정구조체(C2N-h2D 크리스털) 보다 상온에서는 10배, 저온에서는 100배 이상의 전류량(점 멸비)과 전하 이동도를 보인다. 이관형 교수는 차세대 반도체로 주목받고 있었으나 그 활용 가능성이 입증되지 못했던 이황화몰리브덴의 빠른 전하 이동과 양자수송 현상을 입증함으로써, 향후 세계에서 가장 얇은 반도체를 활용한 차세대 반도체 소 자 개발 및 정보통신기술(ICT) 산업 발전의 초석이 될 것으로 기대한다 라고 의의를 밝혔다. [ 연 구 결 과 개 요 ] 1.연구배경 2차원 반도체 물질인 이황화몰리브덴은 높은 전하이동 June

114 도, 광반응성, 투명도, 유연성 등으로 인해 차세대 반도 체 소재로서 큰 관심을 끌고 있다. 하지만 기존의 이황 화몰리브덴을 사용한 소자들은 이론적인 값보다 훨씬 낮은 전하이동도를 보여 실질적인 활용 가능성이 낮고 새로운 물리현상을 관찰하는 것이 불가능하였다. 최근 활발하게 연구되고 있는 2차원 물질을 적층하는 기술 을 이용하면 여러 종류의 2차원 물질로만 이루어진 소 자를 제작할 수 있어 그 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 본 연구에서 개발한 2차원 물질을 적층한 표준소 자구조는 기존의 2차원 물질 기반 소자가 가지는 문제 점을 근본적으로 해결하여 소자의 성능을 획기적으로 향상시키거나 새로운 물리현상을 발견할 수 있는 토대가 될 것이다. 2. 연구내용 공동 연구진은 원자층 두께의 2차원 반도체 이황화몰리 브덴를 이용하여 최고 전하이동도를 가지는 표준소자를 제작하고 이 소자에서 양자수송현상을 최초로 관측하 였다. 이번 연구에서는 세 가지 다른 종류의 2차원 물질 인 이황화몰리브덴, 그래핀, 질화붕소를 수직으로 적층 하여 각각 채널, 전극, 유전체로 사용하는 표준소자구조 를 개발하였다. 이 반데르발스 적층구조는 고효율의 그 래핀 전극과 전하산란이 없는 유전체/반도체 사이의 깨 끗한 계면을 가지므로 이론적으로만 예상되었던 이황화 몰리브덴의 최고 전하이동도를 얻을 수 있고 기존에는 불가능했던 2차원 반도체에서의 양자수송현상을 최초 로 관측하여 2차원 반도체를 이용한 고성능 소자 및 신 개념 양자소자의 개발 가능성을 보여주었다. 3. 기대효과 기존 2차원 반도체 소자의 한계를 뛰어넘는 표준소자구 조는 다른 2차원 반도체 물질에도 적용할 수 있어 2차 원 반도체의 고유 기초물성 및 새로운 양자물리현상 연 구를 가능케 한다. 따라서 2차원 반도체 물질에서 발현 그림 1. (상측) 본 연구에서 개발된 표준소자구조의 개념도 (하측) 표준소자의 상세구조를 보여주는 모식도 그림 2. 이황화몰리브덴(MoS2), 그래핀(graphene), 질화붕소(hBN)을 적층한 소자의 절단면을 보여주는 투과전자현미경 사진 그림 3. 높은 전하이동도를 가지는 이황화몰리브덴 소자에서 최초로 관측한 양자수송현상 114 ceramic korea

115 될 것으로 기대되는 다양한 양자수송현상에 대한 기초 연구를 촉발할 수 있을 것이다. 또한 높은 전하이동도를 필요로 하는 고성능 전자소자의 개발이나 신개념 양자 소자 개발 연구의 초석이 될 수 있다. 이관형 교수 - 서울대학교 재료공학부 학사 - 서울대학교 재료공학부 박사 - 미국 일리노이 대학교 방문연구원 - 삼성전자 LCD & OLED사업부 책임연구원 - 미국 콜럼비아 대학교 박사후연구원 - 현재 연세대학교 신소재공학과, 조교수 제임스 혼 교수 - 미국 예일대학교 물리학과 학사 - 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 물리학과 석사 - 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 물리학과 박사 - 펜실베니아대학교 물리학과 박사후연구원 - 캘리포니아 공과대학교 물리학 Millikan Fellow - 미국 콜럼비아대학교 기계공학과 조교수 - 미국 콜럼비아대학교 기계공학과 부교수 - 현재 미국 콜럼비아대학교 기계공학과 교수 이철호 교수 - 포항공과대학교 신소재공학 학사 - 포항공과대학교 재료공학 박사 - 포항공과대학교/서울대학교 반도체 나노막대 연구단, 연구원 - 미국 콜럼비아대학교 물리학과/화학과 박사후연구원 - 현재 고려대학교 KU-KIST 융합대학원, 조교수 = 용 어 설 명 = 양자수송현상(quantum transport) 전자, 광자 등 파동특성을 보이는 양자가 물질 내에서 이동할 때 자기장과 같은 외부인자와 상호작용하여 양자진동이나 양자-홀 효과 등을 보이는 양자역학적 물리 현상 1) 양자진동 (quantum oscillation) 물질 내에서 이동하는 전자와 자기장 간의 상호작용으로 발생하는 나선형 전자 운동이 양자화(quantization) 되어 이로 인해 자기장의 세기에 따라 측정된 저항에서 진동이 발견되는 현상 2) 양자-홀 현상 (quantum-hall effect) 전자가 이동하는 물질에 수직하게 자기장이 가해질 때 전하 이동방향과 자기장의 방향에 수직하게 전압이 발생하는 현상을 홀 효과(Hall effect)라 하고, 이 때 홀 전도도가 양자화하는 현상 2차원 반도체 (Two-dimentional semiconductor) 원자층 두께를 가지는 세계에서 가장 얇은 반도체로 대표적으로 전이금속 칼코겐 화합물이 있으며 그 중에서 이황화몰 리브덴이 전 세계적으로 가장 활발하게 연구되고 있음. 기존 반도체와는 달리 원자층 수준의 얇은 두께로 인해 투명하며 유연하고, 새로운 물리현상 및 양자효과를 보여 차세대 반도체 물질로서 각광받고 있음 이황화몰리브덴 그래핀과 유사하게 층상구조를 가지고 있어 단일 원자층으로 분리될 수 있지만 그래핀과 달리 중간의 몰리브덴 원자층 이 양쪽의 황 원자층에 의해 샌드위치된 구조를 가져 세 개의 원자층이 단일층을 구성하고 밴드갭을 가지는 반도체 특성 을 보임 그래핀 (graphene) 탄소 원자 한 층으로 이루어진 2차원 물질이다. 층상 구조를 가진 흑연의 한 층에 해당하여 투명하고 유연하다. 에너지 밴드갭이 존재하지 않아 전기적으로 반금속 (semimetal) 성질을 지닌다. 양자소자 (Quantum devices) 나노미터 수준의 소자 크기를 가지면 여러 가지 양자현상에 의해 소자의 특성을 제어할 수 있고 이러한 양자효과를 응용 한 소자를 양자소자라고 한다. 대표적인 양자효과로는 에너지 밴드 변조, 공명 터널, 양자-홀 효과 등이 있으며 대표적 인 양자소자로는 고전자이동도 트랜지스터, 공명터널소자, 양자우물 레이저 등이 있다. 점멸비(on/off ratio) 반도체 소자에 흐르는 전류량의 비. 점멸비가 높을수록 반도체에 흐르는 전류의 양을 효과적으로 제어할 수 있어서 우 수한 성능의 반도체 구현 가능 June

116 세라미스트광장 한국재료학회 춘계학술대회 및 제28회 신소재 심포지엄 - 구두발표 78편, 포스터 발표 204편 등, 총 315편 학술논문 발표 - 산 학 연 간담회, 임시 총회 함께 열려 재료학회 2015년 춘계학술대회와 제28회 신소재 심포지엄이 지난달 14일에서 15일까지 구미코에서 열렸다. 이번 학술대회엔 기조강연 1건, 초청강연 16건을 포함해 구두발표 78편, 포스터발표 204편 등 총 315편의 학술논문이 발 표되었다. 함께 개최된 제28회 신소재 심포지엄에선 자동차용 Al, Mg 계 경량소재 적용사례 및 응용, 콜로이드 양 자점 : 합성 및 응용, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 태양 전지 관련 내용이 발표되었다. 이번 학술대회에서는 나노/박막, 구조, 전자/반도체, 바이오/화학, 에너지, 광기능/디스플레이 등 다양한 분야의 논문이 발표되었다. 기조 강연은 반도체 재료인 실리콘 웨이퍼를 생산하는 LG실트론 변영삼 사장이 맡았다. 변영삼 사장은 반도체의 116 ceramic korea

117 학술논문 발표 현장 Post 20nm시대에 필요한 Silicon기판 기술의 방향 이라는 주제로 실리콘 기판의 역사와 나아갈 방향을 전반적으로 발표했다. 변영삼 사장은 외관상 보기엔 지금의 웨이퍼와 십여 년 전 웨이퍼가 별 차이 없어 보이지만, 내부를 살펴 보면 확연히 개선된걸 알 수 있다 며 웨이퍼 성능이 어떻게 개선되어 왔는지 설명하고 실리콘 기판의 3가지 혁신으 로는 기판(Lito), 재료(Metrials), 3D를 꼽았다. 이중에서도 변영삼 사장은 재료 혁신이 가장 필수 불가결하다며, 웨이 퍼 기술에서 재료의 중요성을 강조했다. 기조강연을 하는 변영삼 LG실트론 사장 김도진 한국재료학회장으로부터 감사패를 받는 변영삼 LG실트론 사장 좌측에서부터 축사를 하는 최종원 구미시 부시장, 심학봉 새누리당 의원, 차종범 구미전자정보기술원장 June

118 (좌)총회에서 안건을 상정하고 있는 김도진 한국재료학회장 (우)포스터 발표를 살펴보고 있는 참가자들 디스플레이 및 에너지소재 관련 산학연 활성화 방안을 도출하기 위한 산 학 연 간담회에는 약 50여명의 인원이 참석했다. 간담회 사회는 이인환 전북대 교수가 맡았고 산업부 윤의준 MD, 산업기술평가원 이정노PD, 에너지기술평 가원 손창식PD, UBI RESEARCH 이충훈 대표이사, 코오롱 industry 백상현 실장이 발표자로 참가했다. 이번 간담회 에선 중국 등의 소재산업 후발 국가에 밀리지 않기 위해 우리나라 소재 산업이 경쟁력을 갖춰야 한다는데 의견이 모 아졌다. 정회원수 1/5이 충족되어 진행된 제25회기 한국재료학회 임시총회 에선 안건으로 상정된 2014년도 사업 실 적 및 결산보고서 승인에 관한 건 이 가결되었다. 학술대회 참가자들은 마지막 날 오후, 구미 지역의 첨단 소재 및 재료 산업 관련 기업을 시찰했다. 시찰단은 구미 에 공장을 둔 삼성코닝, 삼성전자, LG실트론, LG 이노텍, 도레이첨단소재, 제일모직을 방문해 교류를 나눴다. 이번 행사를 주최한 김도진 한국재료학회장은 간친회에서 올해도 많은 회원이 춘계학술대회에 참가해 주셔서 감 사하다 며 이번 학술대회가 재료분야 최신 연구를 알아가는 장이 되었으면 한다 고 밝혔다. 이번 한국재료학회 춘 계학술대회에는 약 300여명의 회원이 참석했다. 주학님기자 산 학 연 간담회 에 참석한 패널들 118 ceramic korea

119 새로 나온 세라믹 관련 서적이나 전문가의 서적을 본지 편집부( , 알려주시면, 신간소개란에 책을 소개해 드리겠습니다. 엔트로피_ 물질이 열역학적 변화를 일으킬 때 변화된 온도를 열량으로 나눈 값으로서, 쓸 수 없게 된 에너지 를 뜻하는 엔트로피. 이 책은 현 시대에 가용 에너지를 초과하는 상황에 대한 경고를 담고 있다. 엔트로피 를 주제로 다룬 이 책은 역사를 진보로 보는 시각을 무너뜨리고, 과 학과 기술이 보다 질서 있는 사회를 만들 것이라 는 환상을 다시 한 번 생각해보게 해준다. 저자_ 제레미 러프킨 출판사_세종연구원 사이언스 칵테일_ <강석기의 과학카페> 시 리즈 네 번째. 이번 책에서는 특히 핫 이슈, 건강 과 의학, 식품과학, 인류학과 고생물학, 심리학 과 신경과학, 문학과 영화, 물리학과 화학, 생명 과학 등으로 분야를 세분화하여 가장 최신의 과 학 이슈들을 전문 분야별로 찾아 읽기 쉽게 했으 며, 전작에 비해 에세이를 늘려 더 많은 읽을거 리를 갖췄다. 전문가들이 먼저 인정하고 남몰래 찾아 읽는, 강석기의 과학카페 네 번째 시즌에 독자들을 초대한다. 저자_ 강석기 출판사_Mid(엠아이디) 신의 입자를 찾아서_ 2015년 4월, 스위스 제네바에 위치한 유럽입자물리연구소(CERN) 는 대형강입자가속기(Large Hadron Collider, LHC)가 성능 향상을 마치고 재가동에 들어갔다 고 공식 발표했다. LHC 재가동에 전 세계가 흥 분하는 이유는 단 하나. 세상은 무엇으로 만들 어졌을까? 라는 질문에 대한 모범답안으로 평가 받는 입자물리학 표준 모형의 마지막 퍼즐 조각 이었던 힉스 입자를 지난 2012년 LHC가 증명 했기 때문이다. 저자는 현재 LHC가 거둔 성과는 무려 2,600년 전부터 인간이 세상에 던져온 질 문의 결정판이었다는 점을 차근차근 설명한다. 저자_ 이종필 출판사_마티 수학, 생각의 기술_ 수학, 생각의 기술 에 서는 왜곡되었던 수학의 재미를 일깨우는 다양 한 생각 실험을 소개한다. 수학적 생각을 검증하 고, 폭발시킬 130여 개의 생각 실험과 질문, 수 학으로 세상을 바꾼 사람들의 이야기를 담았다. 다양하고 방대한 생각 실험과 정답을 향해가는 풀이 과정을 보는 것만으로도 창의력과 논리력 등 수학적 사고력이 자라고 자신도 모르는 사이 에 수학에 익숙해진다. 저자_ 박종하 출판사_김영사 일상적이고 감성적인 물리학 이야기_ 일상 적인 에피소드와 과학적 지식을 감성적으로 풀 어놓은 4차원 물리 에세이. 일상의 기초학문 이 라고 할 만한 물리학에 용감하게 빠져보길 권하 는 독특한 과학책. 물리학의 법칙을 이해하는 것 이 개인적인 삶을 분별 있고 균형 있게 꾸려가는 데도 보탬이 된다고 장담하는 저자의 흥미진진 한 성장담을 따라가 보자. 물리학에 대한 관심과 이해가 어느덧 달라져 있을 것이다. 저자_ 크리스틴 매킨리 출판사_갈매나무 과학 저널리즘의 이해_ 과학 저널리즘은 과 학과 관련된 주제들을 미디어 보도를 통해 국민 에게 전달하는 과정을 말한다. 이 책에서는 전통 적 의미의 과학 저널리즘에 기초해 과학 저널리 즘의 정의, 역사, 전망, 이론, 과학자의 역할, 윤 리 등을 살펴본다. 더불어 급변하는 저널리즘 환 경에서 과학 저널리스트가 어떤 역할을 해야 하 는지 논의한다. 그리고 과학 저널리즘 분야에 관 심이 있는 일반인에게 21세기 한국의 과학 저널 리즘을 이해하고 미래를 전망할 수 있는 지침서 가 될 것이다. 저자_ 진달용 출판사_한울(한울아카데미) June

120 세라믹라이프 화보로 보는 한국세라믹기술협의회 한국도자문화협회 2015년 문화답사 강원도 양구군 양구백자박물관, 두타연 등 방문 지난 5월 17일, 한국세라믹기술협의회와 한국도자문화협회 연간행사인 도자문화 탐방행사가 열렸다. 올해는 세라믹기술협의회 오부근 회장, 한국도자문화협회 오유근 회장, 한국세라믹총연합회 신재수 회장을 비롯해 회원 30여명이 강원도 양구군의 지역문화재를 탐방했다. 양구는 조선시대 왕실 백자 제작의 필요한 태토의 주요공급지 중 하나였던 지역으로, 현재 양구백자박물관을 통해 양구백자의 전통을 지켜나가는 동시에 현대에도 지속가능한 양구백자의 활용 가능성을 연구하고 있는 곳이다. 이 날 회원들은 양구 출신의 대표적인 화가 박수근의 생애부터 작품세계를 볼 수 있는 박수근 미술관 에서 처음 일정을 시작했다. 다음으로 비무장지대DMZ두타연 생태코스 를 방문해 금강산 자락에서 흘러오는 물줄기가 만들어 낸 폭포와 6.25전쟁 이후 지뢰의 매립으로 인해 사람의 손이 닿지 않은 자연 상태 그대로 자란 원시림이 가득한 풍성한 자연을 경험했다.(비무장지대 두타연은 2013년부터 신부증 지참 시 당일 출입 관광이 가능하다.) 마지막 일정으로 양구백자박물관 을 방문해 정두섭관장으로부터 양구백자 역사에 대해 간략한 설명을 듣고, 토론하는 시간을 가졌다. 세라믹 도예 관련 분야 전문가들이 모인 자리인 만큼 열띤 토론으로 행사를 마무리했다. 편집부 >> 박수근 미술관 박수근 미술관에서 설명을 듣고 있는 회원들 박수근 미술관 전경 120 ceramic korea

121 >> 비무장 지대DMZ 두타연 생태코스 June

122 두타연 폭포 앞에서 기념 사진 >> 양구백자박물관 양구백자박물관 앞 기념사진 122 ceramic korea

123 양구지역의 역사를 살펴볼 수 있는 전시실 백자연구소의 연구원인 이민수 작가 작품을 살펴보는 오유근 도자문화협회 회장과 회원들 박물관에서 제작한 양구백자 컵의 세가지 각인 June

124 Solar Technology Brief 폐교에서 태양광 패널 제작 실험 케미톡스(ケミトックス, 東 京 都 大 田 區, 사장 伊 藤 邦 子 )은 山 梨 縣 北 杜 市 내의 산골짜기에 있는 촌락의 폐교를 리모델링하여 실험용 태양광 패널 제 교정에 늘어선 평가 중인 태양광 패널 작 장치를 설치했다. 여기선 실제 제 품과 같은 사이즈의 패널을 제작할 수 있어, 사용 상태에 가까운 환경에서 신뢰성 높은 실험이 가능하다. 촌락에는 태양광 패널의 내구성과 내하중( 耐 荷 重 ) 품질 실험실이 있어 소재 메이커의 제 작에서 각종 실험까지 의뢰할 수 있다. 촌락의 초등학교로 사용되 었던 폐교엔 이제 높은 산에 둘러싸인 작은 교정에 평가 중인 태 양광 패널이 늘어서 있다. 검은 색 목조 교사( 校 舍 )에 들어가면 교 실에 태양광 패널의 제작 장치가 놓여있다. 실제 제조공정과 똑같이 봉지재, 태양전지 셀, 백시트를 겹쳐놓고 진공상태로 하여 가열, 봉지재를 녹여서 셀, 백시트와 일체화한 다. 대규모 태양광 발전소(메가솔라)에 사용되는 셀 60장을 사용 한 패널까지 제작 가능하다. 지금까지는 셀 4장의 소형 패널만 제 작할 수 있었다. 소재 메이커로부터 실험 의뢰가 있었던 봉지재와 백시트로 태양광 패널을 제작, 실험소에서 평가한다. 坂 本 清 彦 이 사는 시장은 태양광 패널의 품질에 주목하고 있다. 소재 메이커 는 신뢰성 높은 실험결과를 얻을 수 있으므로 시장 요구에 대응할 수 있다 고 말했다. 일간공업 장식적이고 플렉서블한 OPV 태양전지 패널 개발 VTT 테크니컬연구센터(핀란드)에 있는 한 팀의 과학자들은 대량 생산 롤-투-롤 방법을 이용하여 프린팅 장식과 플렉서블한 유기 포토볼타 (OPV) 태양 패널을 만든다. 그림. 형태와 기능을 제공하는 잎 모양의 인쇄 태양 전지 VTT 보도자료에 의하면, 이 방법은 대략 0.2mm 두께의 장식 솔 라 패널을 생산할 수 있다. 이 솔라 패널은 전극 층과 polymer 층 으로 이루어져 있다. 이 패널은 창문, 벽, 기계 장비, 그리고 광고 판에 활용할 수 있다. 이러한 공정은 빠르고 대량으로 프린팅 된 다. 스크린 또는 그라비어 인쇄-프린팅은 대략 100m/min의 속도 로 적층된 필름이다. 이 방법은 OPV를 줄무늬 패턴으로 만드는 게 가능해졌다. 연구자들은 나뭇잎모양의 솔라셀로 가능성을 평 가하였다. 한 잎의 액티브 표면은 대략 m2이고 이것은 연 결과 장식부분까지 포함한 것이다. 2백 OPV의 잎은 1m2의 솔라 표면을 만든다. 이러한 솔라 표면은 3.2A의 전기를 10.4W의 전력 을 지중해성 고도에서 생성할 수 있다 고 연구팀은 말했다. OPV 패널은 실리콘 화합물보다 효율성이 낮지만, 시장에서 이의 수요가 급증하고 있다. 또한 패널에 사용된 유기물질은 패널에 재 활용된다. 연구자들은 현재 어떻게 하면 롤-투-롤 방법이 무기 페로브스카이트의 쏠라 패널에 적용될지를 탐색하고 있다. ACB 태양광 패널로 전력과 더운 물을 만드는 시스템, 내년에 유럽에서 발매 샤프는 태양광 패널로 전력도 더운 물도 만드는 시스템을 2015년 도에 유럽에서 발매한다. 햇빛으로 따뜻해진 태양광 열을 흡수하 여 에코큐트의 열원으로 사용하여 급탕과 난방에 이용한다. 영국 의 가정 10채에서 실증한바, 에코큐트의 효율이 40% 향상. 전기 구매량을 삭감하는 효과를 확인했다. 태양광 패널의 새로운 사용 법으로 일본에서 실용화도 검토한다. 태양광 패널 이면에 부동액을 채운 파이프를 부착, 패널의 열이 전 달되어 따뜻해진 부동액을 배관을 통해 에코큐트에 보내는 시스 템을 발매한다. 태양광 패널의 열을 에코큐트가 물을 끓이는 열원 일부로 이용한다. 태양광 패널로 발전한 전력도 에코큐트의 운전 에 사용하므로 급탕에 사용하는 전력을 삭감할 수 있다. 부동액으 로 열이 달아나므로 태양광 패널의 온도상승이 억제되어 온도상 승에 의한 효율저하를 낮출 수 있다. 영국에서 실시한 실증에서는 에코큐트의 효율 향상과 발전량의 증대로 에코큐트 사용하는 가 정보다 전기구매량을 44% 삭감할 수 있었다. 유럽에서는 물은 보일러로 끓이기 때문에 화석연료의 사용이 많 아 연료 가격의 상승과 이산화탄소(CO 2)의 배출 증가가 과제가 되고 있다. 영국이나 독일은 전기로 물을 끓이는 에코큐트의 도입 124 ceramic korea

125 에 보조금이 나오므로 샤프는 새로운 시스템의 수요가 있으리라 전망하고 있다. 태양광 패널 5장으로 하루의 열량을 조달할 수 있 다. 발매 시에는 광열비의 삭감 효과로 10년 만에 투자횟수가 가 능한 가격을 목표로 한다. 영국, 독일 등 유럽 각국에서 발매하고 일본에서는 2-3년 후의 실용화를 검토한다. 태양광 패널의 전력 을 열로도 저장할 수 있으므로 발전한 전력의 자가 소비량도 늘어 날 것으로 기대한다. 일간공업 축전지에 직접 충전하는 시스템 연이어 발매 가정용 태양광 발전 시스템에서 파워컨디셔너(전력조정장치)가 없어질 날이 올 듯하다. 교세라와 엘리파워( 東 京 都 品 川 區 ), 오므 론은 태양광 패널이 발전한 전력을 파워컨디셔너를 경유하지 않 고 충전하는 축전지 시스템을 연이어 발매한다. 태양광용 파워컨 디셔너가 없어지면 직류와 교류의 교환에 의한 손실이 없어져 발 전한 전력을 많이 사용할 수 있게 된다. 각 사 모두 2019년으로 예상되는 가정용 태양과 발전의 자가소비형으로의 이행을 주시하 며 태양광 파워컨디셔너 레스 로 움직이기 시작했다. 있 파 태 을 워 양 경 컨 광 우 디 용 셔 너 가 없 파 태 을 워 양 경 컨 광 우 디 용 셔 너 가 태양광 노즐의 전력을 축전지에 충전하여 사용할 때의 직류 교류 변환 태양광 패널 태양광 파워컨디셔너 축전지 축전지/파워컨디셔너 직류 직류 교류 직류 교류 교류 시스템 발매 교세라, 엘리파워, 오므론은 태양광용, 축전지용으로 각각 필요했 던 파워컨디셔너를 1대로 집약한 축전지 시스템을 발매한다. 태 양광 패널이 발전한 직류전력 그대로 충전하고 가정에 방전할 때 에만 파워컨디셔너를 이용해 교류로 변환한다. 각 사 모두 태양 광, 축전지의 파워컨디셔너 기능 일체화 를 소구( 訴 求 )하는데, 실 제로 축전지의 파워컨디셔너 기능만 있으면 되기 때문이다. 태양 광의 전력을 충전하여 사용한다는 전제에서라면 축전지의 파워컨 디셔너 기능만이 작동하므로 태양광 파워컨디셔너가 필요치 않게 된다. 현재는 태양광 패널이 발전한 직류전력은 태양광 파워컨디 셔너에 의해 교류로 변환되고, 축전지에 충전할 때 직류로 그리고 방전 시에 교류로 변환된다(직류 교류 직류 교류 ). 변환 효율 이 90%인 파워컨디셔너도 1회의 변환으로 10%의 손실이 일어 나므로 3회 변환이면 손실이 축적된다. 5킬로와트 발전해도 1킬 로와트 이상의 전력이 도중에 없어진다는 계산이다. 3사의 제품은 모두 변환은 축전지에서 가정으로 방전될 때 한 번 뿐. 엘리파워가 4월에 발매할 축전지는 가전에 보낼 때까지의 손 실을 태양광 파워컨디셔너가 있을 경우의 반인 10%로 낮추었다. 발전이 5킬로와트라면 손실은 500와트에 그친다. 파나소닉과 샤 프는 태양광과 축전지의 파워컨디셔너를 일체화하여 태양광 패널 의 파워컨디셔너 기능을 생략한 축전지 시스템을 발매. 파나소닉 은 처음으로 제품화했던 2012년도의 판매 목표는 연간 1500대 였다. 3월에 발매한 신모델은 연간 3000대가 목표이다. 자가 소비에 대한 제안 파나소닉 에코솔루션즈사의 山 田 眞 그룹메니저는 자가소비형에 대한 제안 이라고 단언한다. 잉여 전력의 매입 기간은 10년이다. 10년 이후에는 매입 가격의 대폭 하락이 예상되어 발전한 전력을 팔 때보다 자택에서 사용하는 자가소비에 더욱 효과적이다. 그리 고 태양광용 파워컨디셔너의 수명도 10년. 파워컨디셔너 교환 시 에 축전지를 구입하면 자가소비형으로 이행할 수 있다. 그때 태양 광 파워컨디셔너가 필요치 않게 된다. 2019년 문제 교세라솔라에너지 사업본부의 戸 成 秀 道 책임자는 2019년 문제 에 대한 해답이 자가소비이다 라고 역설한다. 잉여매입제도의 개 시로부터 10년을 맞는 2019년을 업계에서는 2019년 문제 라고 부른다. 그때 매입이 끝난 가정에 자가소비를 추천한다. 그것이 태양광 패널과 축전지 메이커가 그리고 있는 다음 전략이다. 일간공업 페로브스카이트 태양전지, 변환효율 15% 달성 국립연구개발법인 물질재료연구기구(NIMS) 태양광발전재료유 닛 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 에너지 변환효율에서 June

126 세계에서 처음으로 국제표준시험기관의 기록이 공인된 변환효율 15%를 달성하였다. 이면전극 캐리어수송층 페로브스카이트층 투명전도막 글라스 그림1. 페로브스카이트 태양전지의 모식도 블로킹층 그림2. 산업기술종합연구소 태양광발전연구센터 평가, 표준팀에 의해 계측된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 인류가 직면한 환경에너지 문제의 해결을 위해서는 태양광에너지 가 널리 주목을 받고 있으며, 현재 실리콘계 태양전지가 실용화되 어 있다. 생산량 확대로 인한 제조비용은 상당히 낮아졌지만, 화 력발전 등 종래 발전방법과 비교하여 발전비용이 아직 높기 때문 에 저비용으로 제조 가능한 고효율 태양전지가 요구되고 있다. 한 편 투명전극(TCO), 블로킹층, 페로브스카이트층, 캐리어수송층, 표면전극에로 구성된 페로브스카이트 태양전지는 저가의 재료로 제조가 가능하며, 고온, 고진공 프로세스가 필요하지 않고, 도포 법으로 대량생산이 가능하므로 발전비용을 대폭 낮출 수 있다. 최근 도포 프로세스로 제조 가능한 페로브스카이트 태양전지로 15% 이상의 변환효율을 실현하여 큰 주목을 받고 있으며, 현재 세계적으로 격렬한 연구경쟁이 시작되고 있다. 지금까지의 실적 으로는 상당히 작은 셀로 변환효율 20.1%(셀 면적 cm2)가 보고되었지만, 셀 면적이 작아 측정오차가 크고, 측정방법도 공개 되지 않았다. 신뢰성을 가진 데이터에 기초한 페로브스카이트 태 양전지의 발전에는 국제표준측정기관에서 공인 변환효율을 얻는 것이 급선무이다. 그러나 측정오차를 줄이기 위해 셀 면적을 확대 하는 데에는 페로브스카이트 태양전지 셀의 균일성, 재현성 향상 이 필요하다. 그리고 국제적인 표준시험기관에 의한 공인을 얻는 것은 변환효율이 저하되지 않는 높은 안정성을 요구한다. NIMS는 1년 전부터 페로브스카이트 태양전지의 연구를 시작하여 페로브 스카이트 태양전지의 모폴로지(morphology)의 제어, 고성능 캐 리어 수송재료의 개발에 의한 고효율화 연구를 수행하고 있다. 이번에 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 국제적인 표준시 험기관 공식 데이터로서 처음으로 공인 변환효율 15%(셀 면적 1.017cm2)를 달성하였다. 연구그룹은 셀 효율을 향상시키기 위해 페로브스카이트 발전층의 도포조건을 개량하였다. 페로브스카이 트 표면의 굴곡을 엄밀하게 제어한 결과, 변환효율 14~16%의 페 로브스카이트 태양전지를 높은 재현성으로 제작하였다. 또한 캐리어 수송층에 주입한 리튬염의 흡습성이 강하고, 페로브 스카이트 태양전지의 안정성을 저해하지 않는다는 것을 발견하였 다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 리튬염을 사용하지 않고, 캐리어 이동도가 높은 신규 수송재료를 개발하고, 셀의 봉지방법 을 개량함으로써 200시간이 경과되더라도 변환효율이 변화되지 않는 수명이 긴 태양전지의 제작에 성공하였다. 이 성과를 기초 로 제작된 1cm2의 태양전지에 대해 유의 태양광 AM1.5G(100mW cm -2 )의 조사조건 하에서 단락전류밀도 20.96mA cm -2, 개방전 압 1.090V, 필팩터 0.668을 실측하여 변환효율 15.00%를 확인 하였다. 이번에 연구팀은 면적 1cm2의 셀을 제작하여 처음으로 국 제표준시험기관에서 변환효율 15%를 인정받아 페로브스카이트 태양전지에 관한 실력을 발휘하였다. 또한 면적 1cm 2 의 셀 변환효 율은 장래 대면적 집적화 모듈의 변환효율을 추정할 수 있어 페로 브스카이트 태양전지의 실용화에 큰 의의가 있다. GTB 다음세대의 복합 산화물을 위한 밴드갭 조절 ACerS 멤버인 james Rondineli, 노스웨스턴의 McCormick 공 과대 재료공학부교수와 그의 연구동료는 복합산화물을 전반적인 합성비를 바꾸지 않고 단순하게 전자기적 밴드갭을 바꾸는 방법 을 연구하고 있다. 물질의 밴드갭은 물질의 성질을 나타내며, 결국 잠재적인 응용제 126 ceramic korea

127 구조로부터 구성된 잘 구분된 층의 물질도 포함할 할 수 있다. 음 이온을 일정하게 배열하는 방법으로 우리는 원자적 수준에서 지 금현재 전통적인 반도체 물질에서 존재하지 않는 조절인자를 얻 게 될 것이다 라고 Rondinelli 가 말했다. 밴드갭을 조절한다는 의미는 새로운 물질의 특성을 얻는 것이고, 새로운 미래에 더 정확하고 더 특정하게 조절이 필요한 것에 필 요한 공학적인 물질을 여는 것이다. 이러한 연구성과는 잠재적 으로 더 좋은 전기-광학적 장치를 이끌 수 있으며, 그리고 새로 그림. Jame Rondinelie의 팀에 의해 제안된 산화물 층의 원자적 구조 품을 기대한다. 전자가 이러한 갭을 넘어 이동하려면 자유상태의 속박된 상태를 넘어가야 한다. 즉, 가전자대부터 전도대까지 밴드 를 의미한다. 이러한 전도대 밴드에서는, 전자들은 에너지를 전달 할 수 있으며, 물질이 빛을 수확하고 전환할 수 있어서 중요하다. 이것은 태양에너지의 용량을 결정짓는다. 정말로 완벽히 태양 빛을 모을 수 있는 물질은 없다. 그래서 우리 는 밑에서부터 모든 것을 조절하려고 노력하고 있다, 우리는 물질 의 구조를 완벽히 이해하려고, 이러한 방법으로 원자 배열, 그리고 이러한 유전자가 어떻게 물질의 특성과 기능을 제공하는지 알려 고 노력한다 라고 Rondinelli는 노스웨스턴 출판물에서 보도했다. Rondinelli의 팀은 양자역학적인 계산을 사용해서 어떻게 물질의 밴드갭이 결정되는지 알아보고, 이러한 것으로 산화물이 단층과 어떤 반응을 하는지 알려고 한다. 오늘날 원자적 수준의 정확도로 디지털 물질을 만들 수 있다. 하 지만 이러한 공간 탐험은 엄청 거대하다. 만일 우리가 건물 벽돌처 럼 물질의 거동을 이해한다면, 우리는 지금 부딪히는 문제를 해결 할 수 있고, 오늘날 가장 어려웠던 과제를 설계로 기능성 조절하 여 해결할 수 있다 라고 Rondinelli는 말했다. Rondinelli의 연구팀의 시뮬레이션은 복합산화물에 대한 작용을 조절할 수 있으며, 특히, 중성과 전기적인 차지된 층을 말한다. 음 이온의 배열을 조절하면서, 물질의 전반적인 밴드갭을 물질의 성 분비를 바꾸지 않고서 밴드갭을 조절할 수 있다. 그 연구팀의 컴 퓨터 계산은 그들이 산화물 밴드갭을 2eV 이상으로 조절할 수 있 다는 것을 보였다. 기존의 방법으로는 물질의 조성비를 바꿔서 단 지 1eV로만 바꿀 수 있었다고 발표되었다. 그다음 도전과제로 컴퓨터 계산값과 실험으로 평가할 것이다. 아 마 결정성 물질을 나노미터 스케일로 쪼갤 수 있을 것이며, 우리는 운 에너지-생성, 레이져, 에너지-전환 물질, 태양 셀 흡수제, 그 리고 태양으로부터 화학적 연료를 포함한 장치도 추가적으로 개 발할 수 있다 고 말했다. 이 논문은 nature communications 에 Massive bandgap variation in layered oxides through cation ordering 제목으로 게재되었다. ACB 샤프, 액정 전자디바이스 분야 재출발 텔레비전, 태양전지의 근본 개혁에 대한 각오 필요 경영재건을 추진하고 있는 샤프는 중국 스마트폰 메이커용으로 터치 패널 기능을 내장한 인셀형 액정 의 양산을 6월에 시작하여 선행하 고 있는 재팬디스플레이(JDI)에 차량의 인스톨멘트 패널에 대한 채용을 추진한다. 정면 승부( 方 志 教 和 샤프 전무)한 다. 샤프는 앞으로 가격경쟁이 극심한 소형 액정보다 오히려 태블 릿 단말기나 업무, 교육용 디스플레이, 차량 탑재용과 같은 중 대 형 액정이 주요 전쟁터가 되리라 판단, IGZO(산화물 반도체) 액 정과 터치패널 고감도화 기술의 융합으로 디스플레이의 사용자 인터페이스 혁신 을 도모한다. 직감적으로 조작 얼마 전 샤프의 액정 터치패널 신기술 설명회 가 있었다. 스마트 폰용으로 양산을 앞둔 풀하이비전(FHD)화질의 인셀형 IGZO액 정, FHD의 1.8배 해상도가 높은 WQHD화질의 인셀형 LTPS(저 온 폴리실리콘)액정보다 오히려 차량 탑재용이나 업무용으로 개 발한 액정 터치패널 등이 시선을 끌었다. 자동차의 인스톨멘트패널(인파네) 채용을 이미지한 원형이나 아 치형 디스플레이 터치 기능을 장착, 그 자유로운 형상의 측면을 June

128 본떠서 직감적 조작이 가능한 FFD-UI, 장갑을 낀 채로나 두꺼 운 커버글라스 너머로도 입력할 수 있는 고감도 터치패널, 디지털 사이너지(전자간판)이나 전자 칠판, 회의용 디스플레이 등 60형 이상의 대화면에서 고속 처리가 필요한 동시 다점( 多 点 ) 입력이나 붓이나 직경 1mm 연필의 촉 끝으로도 입력할 수 있는 기술이다. 검지 감도 8배 이들은 모두 독자의 컨트롤러 집적 회로(IC)를 이용한 터치패널 고감도화 기술이 베이스. 일반적인 센싱 방식이 액정 화면 라인마 다 신호검지하는데 비해 샤프의 방식은 한 번에 전체 화면의 신호 를 검지한다. 따라서 검지 속도가 빠르다. 노이즈도 낮추어 검지 감도를 약 8배로 높였다. 고감도화는 인셀의 화면 대응 사이즈와도 관계가 있다. 경합 타사 의 기술이 현 단계에서 WQHD화질의 경우 7형 정도에 그치는데, 샤프는 FHD의 4배인 4K 화질로 17형까지 대응할 수 있어 2016 년도 초부터 중형 패널로 인셀 대응 상품을 내놓을 계획이다. IGZO는 LTPS보다 저가로 노이즈 발생이 적으며 중, 대형 사이즈 까지 양산 가능. 좁은 액자화의 이점도 있다. 지금까지 해상도가 떨어진다고 알려졌던 부분은 해소된 상태로 LTPS의 우위성은 줄 어든다. 인셀형 IGZO 액정은 인셀형 LTPS액정보다 5-10% 저가 이다. 수익 안정화 디스플레이가 단순한 표시기에서 고기능 액정 디바이스로 바뀌 고 있다. 이 과정에서 전자디바이스 사업은 상당히 중요하다 고 方 志 전무는 말했다. 샤프는 액정사업에서 중소형 주력, B투B(기 업 간) 비율 상승, 수익안정화라는 미래를 그리고 있다. 단, 이 계 획은 컨트롤 IC를 다루고, 통폐합 소문이 돌고 있는 福 山 공장( 廣 島 県 福 山 市 ) 사수가 전제되어야 한다. 方 志 전무는 지원은행단에 게 액정사업 확대시책에 대해 시장 데이터를 바탕으로 우위성을 설명하고 이해를 구할 생각이다. 5월의 구조개혁 공표를 앞두고 한발 앞서 액정 사업의 중기 전략 을 발표했다는 것은 액정, 전자 디바이스 사업에서 재건을 꾀하겠 다는 의지를 표현이라고도 할 수 있다. 그렇다면 전지역 적자인 텔 레비전 사업, 불채산인 태양전지 사업의 발본적 개혁을 추진하겠 다는 각오가 필요하다. 일간공업 태양광에너지를 높은 효율로 수소로 저장할 수 있는 방법 개발 일본 이화학연구소(RIKEN)는 태양광에너지를 수소로 저장하는 저렴하고 간단한 시스템을 개발하여, 변환효율 15.3%를 달성하 였다. 미래 저탄소사회가 필요로 하는 것은 온실가스인 이산화탄 소를 배출하지 않은 풍력이나 태양광 같은 신재생에너지를 안정적 으로 활용하는 것이다. 최근 태양광에너지를 전기에너지로 변환 하는 태양전지분야에서 에너지 변환효율이 우수한 기기 및 장치 개발이 진행되고, 각 지역에서 태양광 발전설비의 도입이 진행되 고 있다. 하지만 현재의 전력인프라는 날씨와 같은 변수를 충분히 제어하지 못해, 필요한 때 안정적으로 에너지를 공급할 수 없는 문 제점이 있다. 따라서 신재생에너지를 활용하기 위해서 중요한 것 중 하나는 필요한 때에 필요한 양의 에너지를 공급 가능하게 하는 에너지 저장장치이다. 예를 들어 식물은 태양광 에너지를 효율적 으로 집광한 후 광합성을 통해 녹말(탄화수소)의 형태로 에너지를 저장하는 것이 가능하다. 하지만 현재의 과학 수준에서는 식물이 매일 하고 있는 태양에너지를 녹말로 저장하는 것을 인공적으로 만들기에 불가능하다. 한편, NaS 전지 및 리튬이용전지 등 전기에 너지를 저장할 수 있는 이차전지를 사용하고자 하는 노력도 있지 만, 가격이 비싸고 저장량이 적어 실용화에 어려움이 있다. 이에 연구진은 태양전지와 물분해전기화학셀을 이용한 물의 전기 분해 기술을 조합하여, 태양광 에너지를 수소로 저장하는 시스템 을 개발하고자 하였다. 수소에 의한 저장이 가능하게 되면, 향후 신재생에너지를 이용한 자립형 에너지 시스템의 구축이 가능하 다.(그림1) 태양광 에너지를 수소로 저장할 경우, 1) 수소는 기체이기 때문에 가벼워 대량의 저장이 가능하다, 2) 장기 보존하여도 방전되지 않 는다, 3) 사용 후 폐기물이 물 밖에 없는 깨끗한 에너지이다. 본 실험에서 사용한 물의 전기분해는 전기 에너지를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 것으로, 그림2는 물의 전기분해를 간단 히 나타낸 것이다. 하지만 공업적으로 물을 분해하는 경우 그림1 의 경우처럼 원리상에서 동작을 인식하는 방법에 차이가 있어, 에 너지 효율이 떨어지는 전기화학셀 방법을 사용한다. 전기화학셀 의 경우 전해질로 용매가 아닌 도전성 폴리머를 사용한다. 도전성 폴리머를 사용하는 것으로 산화 및 환원반응에서 생성되는 물질 이 서로 섞이지 않고 각각 원래의 물질로 돌아가게 된다. 전기화학 셀과 현재 사용하는 태양전지를 조합한 구조의 모식도는 그림3과 128 ceramic korea

129 태양전지 태양 풍력발전 산소 고전위측(+) 금속전극 그림1. 자연 에너지를 이용한 자립형 에너지 시스템 산화반응 산화반응 전지 전해액 그림2. 간단한 수소분해장치 산소 전기화학 주택에 이용 전 도 성 보 륨 물공급 수소 환원반응 그림3. 전기화학셀의 구조의 모식도 수소 저전위측(-) 환원반응 수소 Pt단지카본 산소 연료전지 식물공장 같다. 물분해 전기화학셀은 전류-전압특성 을 보여준다. 이론적 으로는 물의 전기분해가 일어나려면 1.23V의 전압이 필요하지만, 실제로는 전기화학셀 내 여러 가지 전기저항이 있어 에너지 손실 이 일어나기 때문에 1.48V의 전압이 필요하다. 이처럼 물의 전기분해에는 약 1.5V 이상의 전압이 필요하지 만, 일반적인 실리콘 태양전지는 전지 1개의 최대 출력전압이 0.6~0.7V이다. 즉, 1개의 태양전지로 물을 분해하기 위해서는 에 너지가 부족하다. 이에 연구진은 태양전지를 직렬로 연결하여 물 의 전기분해가 가능한 전압까지 전압을 높이면서 동시에 에너지 손실이 적은 접속방법을 탐색하였다. 먼저 연구진은 실리콘 태양전지와 전기화학셀을 사용한 경우 빛 에너지에서 수소에너지로의 변환효율을 구하였다. 실리콘 태양전 지를 3개 직렬로 접속하는 경우 2.0%, 4개를 직렬로 접속하는 경 우는 6.1%로 어느 쪽도 교환효율이 좋지 않다는 것을 알 수 있다. 이는 실리콘 태양전지 자체가 광에너지에서 전기에너지로 변환효 율에 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다. 이에 연구진은 프레넬렌즈를 이용해 태양광을 효율적으로 집광 하는 텐뎀(tandem)형 태양전지를 이용해 에너지 변환효율 향 상을 시험하였다. 그 결과 광에너지에서 수소에너지로 변환효 율이 12.2%로 매우 높은 것을 확인할 수 있었다. 하지만 여전 히 태양전지의 최대출력점 (최대출력전압 2.12V, 최대출력전 류 95.9mA)과 전기화학셀의 동작점(동작전압 1.55V, 동작전류 99.3mA) 사이에 큰 차이가 존재하였다. 이에 텐뎀형 태양전지를 2개직렬, 전기화학셀을 3개 직렬로 연결하여 태양전지의 최대출 력전압과 전기화학셀의 동작전압을 비슷하게 하여 에너지 변환효 율이 15.3%까지 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 연구진은 신재생에너지인 태양에너지를 수소로 저장하는 것을 가능하게 하는 저렴하고 간단한 시스템을 개발하였다. 이 시스템 은 구성요소의 성능을 향상시키는 동시에 전체 성능의 향상에 직 접적으로 도움이 되는 중요한 시스템이다. 향후 시스템을 실용적 으로 사용하기 위해서는 태양전지 및 전기화학셀이라는 시스템의 중핵뿐만 아니라 수소 저장법이나 전체를 흐르는 에너지, 전류, 물, 폐열 등 여러 가지 부분의 최적화가 필요하다. 본 연구성과의 자세한 내용은 Journal of the Japan Institute of Energy에 게재된 논문 Hydrogen Generation Using Electrochemical Water Splitting via Electricity Generated by Nature Energy 에서 확인할 수 있다. GTB June

130 Technology Brief 인공뼈 임플란트에 적용될 수 있는 그래핀-산화물 나노박편 인도 연구진은 그래핀-산화물 나노박편이 이식용 인공뼈 임플란 트의 지지체로서 매우 유용하게 적용될 수 있다는 것을 증명했다. 이식용 인공뼈 임플란트는 골절 치료에 환자 자신의 뼈를 사용하 는 고통과 이로 인한 한계를 피하는 수단으로 사용될 수 있다. 이 번 연구진은 그래핀-산화물 나노박편이 뼈 회복을 자극함으로써 인공 수산화인회석(hydroxyapatite) 복합물의 특성을 향상할 수 있다는 것을 증명했다. 가장 큰 문제는 건강한 뼈의 특성과 일치하는 생체 재료를 설계 하는 것 이라고 AIMS(Amrita Institute of Medical Sciences and Research Centre)의 Manitha Nair는 말했다. 생체 적합성, 화학 조성, 다공성, 분해, 기계적 안정성과 같은 특성들은 생체 재 료의 성능을 결정하는데 매우 중요하다 고 Nair는 덧붙였다. 일반 적으로, 자발적인 치료가 실패한 골절은 뼈 이식으로 치료되는데, 여기서 손상된 부분은 체내에서 수집된 건강한 뼈로 대체된다. 그 러나 이식은 뼈를 수집하는 부분에서 손상을 불러올 수 있고, 환 자에서 상당한 불편을 초래할 수 있다. 또한, 많은 뼈 재료를 수집 하는데 한계가 존재한다. 그림. 24 시간 후에 복합물 지지체 위의 중간엽 세포. 천연 뼈는 수산화인회석과 콜라겐으로 형성된다. 수산화인회석은 인과 칼슘의 다공성 구조이다. 그러나 콜라겐을 획득하는데 높은 비용이 들기 때문에 이런 구조들의 직접적인 사용을 억제했고, 다 른 대체물로 젤라틴의 효율을 조사하게 했다. 그래핀은 우수한 기계적 강도로 유명하다. 이번 연구진은 수산화 인회석/젤라틴 나노복합물의 골 임플란트를 향상할 수 있는 방법 을 확인하기 위해서 골격 속의 그래핀-산화물 나노박편의 영향을 조사했다. 골절을 치료할 때, 줄기세포는 조골 세포(osteoblast cell) 속에서 분화되고, 골절을 치유한다. 그러나 줄기세포는 주위 부분에서부터 손상된 부분까지 이동하는데 시간이 걸린다. 이것 은 낮은 수준의 줄기세포를 가진 노인에게 특히 많은 시간이 걸릴 수 있다. 이것은 복합물 골격 속에 줄기세포를 포함하고 그들을 직접 주입 함으로써 세포 이동의 대기 시간을 줄일 수 있다는 것을 보여준 다 고 Nair가 말했다. 그러나 줄기세포를 환자로부터 분리하는데 몇 주일이 걸리고 임플란트 전에 배양으로 숫자를 증가시킬 필요 가 있기 때문에 문제의 여지가 존재한다. 그래핀은 응집하는 경향이 있지만, 그래핀 산화물은 그래핀의 기계적 장점을 유지하면서 세포 건강에 이득을 줄 수 있는 화학 적 특성들을 가진다. 이번 연구진은 중간엽 세포(mesenchymal cell)를 배양했고, 이런 세포가 뼛속에 어떻게 분화되는지를 관찰 했다. 이번 연구진은 그래핀-산화물 나노박편이 줄기세포의 증식 을 증진하게 하고 뼈 조직 세포 속의 분화를 촉진한다는 것을 발 견했다. 우리는 보충제를 주입할 필요가 있다 고 Nair가 말했다. 그러나 단지 기본적인 배지의 경우에, 그래핀 산화물은 조골세포 속에 줄기세포의 분화를 유도한다 고 Nair는 덧붙였다. 이번 연구팀의 예비 시험들이 유망하지만, 향후 연구는 그래핀- 산화물로 향상된 수산화인회석/젤라틴 구조의 독성을 조사할 필 요가 있다. 수산화인회석/젤라틴 골격의 구성성분이 체내에서 자연적으로 발견되지만 그래핀 산화물은 분해되지 않기 때문에 그래핀-산화물의 독성은 중요하다 고 Nair가 말했다. 그래핀 산 화물의 약 60%가 8주의 기간에 복합체 골격에서 천천히 방출되 고, 이런 농도는 독성 한계 내이다 라고 Nair는 설명했다. 뼈는 다 른 연부 조직보다 그래핀 산화물에 더 관대한데, 이것은 이런 임 플란트의 잠재적인 채택을 장려한다. 이번 연구진은 독성, 골 재생의 속도 및 품질을 조사하기 위해서 살아 있는 동물 속에 그래핀 산화물로 향상된 골격을 삽입할 계 획이다. 이 연구결과는 저널 Nanotechnology에 Graphene oxide nanoflakes incorporated gelatin hydroxyapatite scaffolds enhance osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells 라는 제목으로 게재되었다. GTB 130 ceramic korea

131 나노물질로 만들어진 하이브리드 슈퍼커패시터 UCLA의 연구진은 새로운 하이브리드 슈퍼커패시터를 개발했는 데, 이것은 대량의 에너지를 저장할 수 있고 빠르게 충전할 수 있 으며 10,000번의 사이클 이상 동안 작동할 수 있다. 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 개인용 휴대용 전자기기는 놀라운 발전을 이루고 있다. 그러나 이러한 발전에 배터리의 상대적인 성 장 둔화가 커다란 걸림돌이 되고 있다. 즉, 배터리 기술의 상대적 인 느린 성장은 이러한 휴대용 전자 기기의 발전을 늦추고 있다. 이번 연구진은 나노물질을 이용하여 슈퍼커패시터를 만들 수 있 는 새로운 기술을 개발하는데 성공했다. 새로운 하이브리드 슈 퍼커패시터는 기존의 리튬 배터리에 보다 훨씬 성능이 뛰어나다. 이번 연구는 저널 Proceedings of the National Academy of Sciences에 게재되었다. 그림. 새로운 하이브리드 슈퍼커패시터. 이번 연구진은 배터리와 슈퍼커패시터를 결합한 새로운 에너지 저장 매체를 생성하기 위해서 두 개의 나노물질을 결합했다. 슈퍼 커패시터는 수 초 내에 충전할 수 있고 1백만 사이클 동안 사용할 수 있는 전기화학적 장치이다. 그러나 배터리와는 달리 그들은 컴 퓨터와 스마트폰을 구동시킬 수 있을 정도의 충분한 전력을 저장 할 수 없다. 새로운 하이브리드 슈퍼커패시터는 대량의 에너지를 저장할 수 있 고 빠르게 충전할 수 있다. 또한 이번 연구진은 웨어러블 디바이스 (wearable device)에 적용할 수 있을 정도로 충분히 작은 마이크 로슈퍼커패시터를 만들었다. 종이 두께의 1/5 정도이지만, 이것은 기존의 박막 리튬 배터리보다 2배 더 많은 전하를 보유할 수 있다. 이번 연구진이 개발한 마이크로슈퍼커패시터는 새로운 장치이 고, 기존의 리튬 박막 마이크로배터리보다 훨씬 더 높은 용량을 가진 재충전할 수 있는 초소형 전원 이라고 El-Kady가 말했다. 이 새로운 장치는 레이저 가공된 그래핀과 이산화망간을 결합했 다. 그래핀은 전하를 보유할 수 있고 높은 전도성을 가지며 매우 빠르게 재충전할 수 있다. 이산화망간은 많은 전하를 보유하고 저 렴하며 지구상에 풍부하게 존재한다. 그들은 극한 온도가 필요 하지 않고, 슈퍼커패시터를 생성하는데 고가의 드라이 룸(dry room) 을 필요로 하지 않는다. 약물 방출을 위한 접착 붕대에 소량의 전류를 흐르게 하고 싶다 면 마이크로슈퍼커패시터를 사용하면 된다 고 Kaner가 말했다. 마이크로슈퍼커패시터는 너무나 얇아서 전류를 공급하기 위해 서 붕대 속에 이것을 넣을 수 있다. 당신은 이것을 빠르게 재충전 할 수 있고, 장기간 이것을 사용할 수 있다 고 Kaner가 덧붙였다. 이번 연구진은 슈퍼커패시터가 낮 동안에 태양 전지에서 생성된 전류를 빠르게 저장하고 밤 동안에 LED의 전력을 공급할 수 있다 는 것을 발견했다. 이것은 거리 조명에 매우 유망하다. LSG-이산화망간 슈퍼커패시터는 납 축전기만큼 많은 전하를 저장할 수 있지만 수 초 내에 재충전될 수 있고, 상용화된 슈퍼커 패시터의 용량보다 약 6배 더 많은 용량을 가진다 고 Kaner가 말 했다. 소형의 신뢰할 수 있는 에너지 밀집형 슈퍼커패시터를 제 조할 수 있는 이 방법은 매우 유망하고, 가까운 미래에 개인 전자 장치 기술을 매우 향상할 수 있을 것 이라고 Kaner가 언급했다. 이 연구결과는 저널 Proceedings of the National Academy of Sciences에 Engineering three-dimensional hybrid supercapacitors and microsupercapacitors for highperformance integrated energy storage 라는 제목으로 게재 되었다. GTB 인공광합성의 수소 제조로 세계 최고수준의 에너지 변환효율 2% 달성 화석자원에 의존하지 않는 기간 화학품 제조 기반기술을 확립 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)와 인공광합성화학프로 세스기술연구조합(ARPChem)은 NEDO의 인공광합성 프로젝트 에서 태양에너지를 이용한 광촉매에 의한 물로부터의 수소 제조 (인공광합성의 일종)를 성공했고, 세계 최고 수준인 태양에너지 변환효율 2%를 달성하였다. 일본의 화학공업은 기간화학품에서 기능성 화학품까지 높은 국제 경쟁력을 자랑하는 제품을 다수 생산하고 있으며, 제조원료로써 June

132 화석자원을 대량으로 소비하여 이산화탄소 배출량도 일본의 제 조업 중 철강업 다음으로 약 16%를 차지하고 있다. 지구온난화 문제를 해결하고 지속 가능한 저탄소사회를 실현해 나가기 위해 서는 태양에너지 등 재생 가능 에너지를 활용하여 화석자원에 의 존하지 않는 혁신적인 화학품 제조기술이 필요하다. 본 연구팀은 인공광합성의 일종인 태양에너지를 이용한 광촉매에 의한 물 분해로 제조한 수소와 이산화탄소를 원료로 한 기간화학 품(C2~C4 올레핀) 제조 프로세스의 기반기술 개발을 하고 있다. 이 프로젝트는 세 가지 연구개발 테마로 구성되어, 이산화탄소 배 출량 삭감에 공헌하는 혁신적인 기술개발의 하나로 중장기적으로 추진해야 할 것이다. (1) 광촉매 개발 : 태양에너지를 이용한 물분해로 수소와 산소를 제조하는 광촉매 재료 및 모듈 개발 (2) 분리막 개발 : 동시에 발생하는 수소와 산소를 나눌 수 있는 분리막 및 모듈 개발 (3) 합성촉매 개발 : 물로부터 제조하는 수소와 발전소 및 고장 등 으로부터 배출되는 이산화탄소를 원료로 하여 C2~C4 등 기간화 학품을 합성하는 촉매 및 프로세스 기술 개발 이번 (1) 광촉매 개발에서 가시광 영역의 빛을 흡수하는 수소발생 용 광촉매와 산소발생용 광촉매 재료를 고성능화하여 조합을 최 적화한 결과, 태양에너지를 이용한 광촉매에 의한 물로부터의 수 소 제조에서 세계 최고 수준이 되는 태양에너지 변환효율 2%를 달성하였다. 앞으로 개발한 재료를 포함한 다양한 광촉매 재료계를 대상으로 재료 조성의 최적화, 저결함 결정을 얻을 수 있는 합성방법의 개발 및 화학반응을 활성화한 재료표면의 최적화 등을 추진함으로써 2021년도 말까지 태양에너지 변환효율 10% 달성을 목표로 하고 있다. 그리고 광촉매를 조합한 수소/산소 제조용 광촉매 모듈의 개발을 추진하여 프로젝트 전체로서 동시에 개발하고 있는 분리 막 기술 및 합성촉매기술을 조합시킴으로써 신규 기간화학품 제 조 기반기술을 확립할 것이다. 인공광합성에 의한 수소제조는 현재 천연가스 및 나프타와 같은 화석자원을 원료로 하는 수소제조 및 태양전지 등을 이용한 물의 전기분해에 의한 수소제조 다음으로 차세대 수소제조기술이다. 이번 성과를 기초로 경쟁력 있는 기반기술로서의 연구개발을 추 진할 것이다. 장래적에는 올레핀 원료인 화석자원 의존을 저감하 산소발생용 광촉매 산소발생용 광촉매 의사태양광 수소발생용 광촉매 그림 1. 광촉매에 의한 물분해 개념도(좌), 개발한 광촉매 예(우) 의사태양광 페널셀 수소발생용 광촉매 수소발생용 광촉매 그림 2. 병렬셀을 이용한 광촉매에 의한 물분해 개념도 산소발생용 광촉매 수소발생용 광촉매 (전류부호반전) 수소발생용 광촉매 교점위치에 수 분해가능 그림 3. 에너지 변환효율의 시간변화(좌), 혼합형 광촉매 시트 개념도(우) 산소발생용 광촉매 산소발생용 광촉매 고 이산화탄소 고정화를 통해 지구온난화를 방지하는 데에도 기 여할 것으로 기대된다. 광촉매는 태양에너지를 화학에너지로 변환하는 고체물질이다. 종 래 광촉매 재료는 그 흡수파장이 주로 자외광 영역에 한정된 것이 많아 태양에너지 변환효율의 향상을 위해서는 가시광에서 적외광 영역의 빛을 이용할 수 있도록 광촉매 흡수 파장을 장파장화하는 것이 과제 중 하나이다. 때문에 종래보다 장파장의 빛을 흡수하는 광촉매 재료를 탐색하고 동시에 광촉매에 의한 물 분해에서 수소 발생과 산소 발생을 담당하는 광촉매 재료를 구분함으로써 재료 선택의 폭을 넓혔다. 이번에 가시광 영역의 빛을 흡수하는 수소 및 산소 발생용 광촉 매 중에서 조합의 최적화를 도모하여 시트 형태로 성형한 광촉매 132 ceramic korea

133 를 이용함으로써 성능평가를 위한 병렬 셀을 작성하고, 태양에너 지 변환효율을 측정하였다. 그 결과 태양에너지를 이용한 광촉매 에 의해 물로부터 수소제조의 경우 태양에너지 변환효율의 최고 치 2.2%, 1시간 평균치 1.95%를 달성하였다. 이 값은 현 단계에 서 세계 최고 수준이다. 그리고 장래 실용화를 상정한 수소 및 산 소발생용 광촉매를 같은 기판 위에 작성한 혼합형 광촉매 시트도 개발하여 수소와 산소 발생을 확인하였다. GTB 방으로 작업이 사라지고 급수원에 설치하면 보전이 가능하므로 공기가 1~2일이 되어 공정 단축이 가능하다. - 각 방으로 작업이 사라지고 단수가 불필요하거나 대폭 줄일 수 있다. - 급수관뿐 아니라 배수관이 동시에 보전 가능하므로 더욱 공정 단축 작업 경감 및 원가 절감이 가능하다 - 장치의 보수 복구 교환이 불필요하고, 비용 절감이 가능하다 세라믹 볼을 이용한 급배수관의 보전 장치 세라믹 볼을 이용한 급배수관의 보전 장치는 기존의 기설관 보 수 복구 교환을 필요로 하는 관 갱생 공법의 시행에 사용될 수 있다. 이 공법은 자치 단체 청사, 관사, 학교, 병원 등의 급배수관 의 회생 공사에 이용 가능하다. <적용 가능한 범위> - 건물 내 급수관(상수, 나카 미즈, 지하 물)의 보전(녹 혹이 부착 방지 박리 촉진) - 건물 내 배수관의 보전( 녹슨 혹 저울 뇨석 등 부착 방지 박리 촉진) - 급수관의 도중에서 처리하는 항산화물의 효과로 급수관에서 배출되어 지속하는 배수관에도 효과를 미친다. - 건물에 급수되기까지의 상수도나 중수도 또 건물 밖의 하수도 는 대상 외이며 어디까지나 건물 내의 급수 배관 배수관이 대상. - 장치에서 급수 수도까지의 거리 제한은 특히 없다. <특히 효과가 높은 적용 범위> - 강관의 이음이 코어 내 이음이 아니어서 노후화에 따른 부식이 <기술의 개요> - 장치 내 물줄기와 세라믹 볼과 충돌 마찰로 세라믹 볼의 표면 과 내부에서 미세한 온도차가 발생해 그것의 극히 작은 전위차 로 물의 구조가 변화해 안전하고 세척력, 항산 화력이 강한 물이 된다. - 안전하고 세척력, 항산 화력이 강한 물의 효과로 산화에 의해 철 관의 부식, 스케일 부착을 억제하고 이미 고착된 녹슨 혹이나 스 케일을 천천히 박리하다 배관의 폐색을 개선한다. - 안전하고 세척력, 항산 화력이 강한 물의 효과는 공기 중에 닿 아도 며칠 지속하기 때문에 건물 내 급수관만 아니라 배수관의 보호 장치로 가능하게 한다. <신기술 활용의 장점> - 세라믹 볼을 이용한 급배수관 보존 장치 설치로 바꿈에 따라 각 진행되고 있다고 생각하는 건물 <적용할 수 없는 범위> - 철과 구리, 철과 스테인리스 등의 이종 금속 접촉 부분(이종 금 속 접촉 부식이 신기술의 발생 방지 박리 효과보다 강한 경우는 그 장소에 한해서는 개선이 어려울 가능성이 있다) - 구경 15A 이하 - 유량 범위가 항상 0.2L 미만 <설계 시 유의점> - 당 관정을 1분 흐르는 수량에 의하여 장치의 크기를 달리한다. - 어느 정도 일정한 수량 범위의 경우에 설치하는 타입과 직결형 처럼 수량의 범위가 매우 넓은 경우에 설치하는 타입이 있다. - 기종 선정에 있어서 1분당 수량 파악이 필수적이다. GTB June

134 魁 半 導 体, 積 水 化 學 과 펜형 대기압 플라즈마 장치 공동개발 魁 半 導 体 ( 京 都 市 下 京 區, 사장 田 口 貢 士 )와 積 水 化 學 工 業 은 플라 즈마 발생장치의 공동개발 계약을 맺었다. 우선 30 의 저온에서 플라즈마 조사할 수 있는 펜형 대기압 플라즈마 장치를 개발, 2월 중순 이후에 양사가 각각 브랜드를 내세워 전개. 양사는 지금까지 이 장치로 중견과 대기업 메이커로 경합해 왔는데, 판로가 중복되 지 않는 등 메리트가 많아 손을 잡게 되었다. 개발한 것은 魁 半 導 体 제품을 바탕으로 펜형 토치에 대기압 하에 서 플라즈마를 발생시키는 장치(사진). 플라즈마 발생 lt에 전류 사용량이 적은 방전 방식을 채용하는 등으로 조사온도( 助 射 溫 度 ) 를 종래의 60 에서 30 로 낮아졌고 질소 등 가스 유량이 종래 대비 70% 감소한 매분 3L로 줄어들었다. 조사온도가 저온이 됨으로써 필름과 같은 수지와 전자부품의 접 합 등 고온에서 어려웠던 처리가 가능해져 전기 분야 등의 수요 확 대가 전망된다. 또 토치의 장수명화와 가스 사용의 운영비용 절감 으로도 이어진다. 플라즈마는 이온이 전이한 상태로 물질 표면에 서 친수화와 밀착성 등의 화학변화를 일으킨다. 魁 는 주로 연구개 발 용도로, 積 水 化 學 은 양산 용도를 전개하고 있으므로 경합에서 연대로 전환의 전환이 가능했다. 앞으로도 공동개발 제품을 차례 로 투입해 나갈 생각이다. 일간공업 帝 人, 내염성( 耐 炎 性 ) 유기섬유 공급량 확대 항공기기용 수요 증가 帝 人 은 탄소섬유의 제조 공정에서 얻을 수 있는 내염성을 갖춘 유 기섬유 파일로멕스 의 증강을 위한 검토에 들어갔다. 공급량을 현 재 대비 20% 정도 확대하기 위해 탄소섬유의 전( 前 ) 공정을 증강 한다. 파일로멕스의 현재 연간 생산능력의 합계는 밝히지 않았지 만, 수천 톤 정도로 보인다. 당장은 항공기의 브레이크패드용 등의 수요가 늘고 있어 생산공정의 개선에 의한 강화와 설비의 신설 등 을 상정하고 있다. 증강은 2015년도 내에도 그 가부를 결정할 것 이다. 파일로멕스는 현재 자회사인 東 邦 테낙스가 揖 斐 川 사업소( 岐 阜 縣 神 戸 町 )과 미국 테네시주에 있는 록우드 공장에서 생산하고 있 다. 미국 공장은 탄소섬유의 생산 2라인을 멈추고 있는데, 탄소섬 유의 전공정에서 얻어지는 파일로멕스의 생산을 계속하고 있다. 최근에는 점포제트기와 같은 대량 수송 항공기가 감소하는 한편, 그림. 내염성을 갖춘 유기섬유 파일로멕스 증산 중소형기로의 전환이 진행되고 있고, 발착( 發 着 ) 횟수도 증가 경 향에 있다. 이에 따라 브레이크와 클러치 등 마찰재 용도의 수요 가 늘고 있어 철강에서 파일로멕스로 전환을 검토하는 케이스도 눈에 띄기 시작했다. 파일로멕스는 탄소섬유와 마찬가지로 원료 로 아크릴섬유를 이용한다. 섬유로 충분한 강도와 신장력이 있어 가공성이 우수하다. 비중이 작고 수분율이 높다는 점에서 의료로 서의 사용도 가능하다. 200 에서 300 정도의 내염화( 耐 炎 化 ) 공정을 거쳐 제조한다. 직물은 소방복이나 방재용구 등에 사용되고 촙으로 만들었을 경 우, 브레이크와 클러치의 마찰재 등에 이용된다. 帝 人 은 경쟁력 향 상을 의식하면서 최종적인 설비증강을 판단할 계획이다. 일간공업 탄소 나노튜브 기반 미래 전자소자 탄소 나노튜브로 알려진 작은 분자 원통들의 훌륭한 특성은 더 작 고, 더 빠르며 더 값싼 전자소자들을 위한 회로를 구성하는 실리 콘의 대체물질로 이용될 수 있어서 수년 동안 연구원들의 흥미를 자극했다. 금속 탄소 나노튜브의 적정 열처리로 인한 온도 변화가 얇은 유기 막 내 열모세관 흐름을 유도한다. 이 결과는 기본적으로 튜브를 가진 개방된 트렌치를 만든다. 나노튜브들은 원자 크기이며 단일 전자 스위치를 축소할 수 있는 물리적인 한계 근처까지 도달할 수 있다. 실리콘과 같이, 나노튜브 134 ceramic korea

135 들은 회로 보드에 기본적인 반도체 특성을 가질 수 있으며 빠르고 매우 조절 가능한 전자 스위칭을 할 수 있다. 그러나 탄소 나노튜브로 유용한 전자소자들을 만드는데 큰 장벽 은 그 물질이 필름으로 배열될 때, 나노튜브 중 특정 부분이 반도 체이기보다 금속에 더 가깝게 행동한다는 것이다. 이는 이 필름이 제기능을 하지 못하고 회로를 단락시켜 어떠한 잠재적인 전자소 자의 기능들을 망쳐놓는 단점을 가지게 된다. 최근 일리노이스 대학 어바나 샴페인 교수 존 로저스 박사에 따르면, 순도가 100,000개의 나노튜브 중 하나를 의미하는 % 이하일 때 전자소자의 반도체 회로가 손상을 입을 수 있다. 최근 로저스 교수와 그의 연구팀은 값비싼 장비를 요구하지 않는 상대적으로 단순하고 확장가능한 과정을 이용하여 배열들에서 금속 탄소 나노튜브만을 제거하는 방법을 개발했다. 그들의 발견 은 AIP 퍼블리싱 Journal of Applied Physics에 게재되었다. 이 문제가 지난 10에서 15년간 계속되어온 문제이지만, 얇은 필 름 상에 좋은 밀도를 가진 탄소 나노튜브들의 균일하고 배열된 배 열들을 만드는 문제는 최근 몇 개의 서로 다른 과학자 그룹들에 의해 대부분 해결되었다. 이제 해결되지 않고 남아있는 문제는 모든 나노튜브가 금속적인 성질을 가지고 있지 않게 순도를 높이는 방법을 찾는 것이다. 쉽게 순도를 높일 수 있는 몇 가지 방법들이 존재하지만 유용한 전자소 자들을 만드는데 필요한 정제 수준에는 아직 도달하지 못하고 있 다. 최근 접근방법들은 적정한 수준의 순도를 제공하지만 대부분 의 연구원들이 이 공정을 사용할 수 없게 값비싼 장비에 의존하고 있다. 연구팀은 금속 시트로 접촉한 배열된 나노튜브 시트의 상부에 직 접 얇은 유기 물질 코팅을 증착할 수 있었다. 이후 금속 전도체인 나노튜브들을 통해 전류가 흐르지만 반도체인 나노튜브 벌크에는 흐르지 않도록 이 시트에 걸쳐 전류를 인가했다. 이 전류는 금속 나노튜브들 위의 유기 상부 코팅 내 트렌치를 열어 열적인 모세관 흐름을 만들 수 있을 만큼 작은 양으로 금속 나노 튜브들을 가열했다. 보호되지 않는 금속 튜브들은 표준 벤치탑 장 비를 이용하여 식각해 없앨 수 있고 이후 유기 상부 코팅은 세척해 낼 수 있다. 이 결과 금속 오염이 없는 반도체 나노튜브들로만 코 팅된 웨이퍼가 남게 된다. 그들은 트랜지스터 배열을 만들어 이 웨 이퍼를 시험했다. 만들어진 소자는 순수하게 반도체 특성에 기반 한 온과 오프 스위치할 수 있었다고 로저스 박사가 말했다. GTB 자기장 검출을 향상시키는 다이아몬드 공동 미국 연구진은 다이아몬드 불순물을 기반으로 하는 새로운 자력 계(magnetometer)를 개발했다. 이 장치는 다이아몬드 불순물을 레이저 광을 집속시키는 광학적 공동으로 사용하기 때문에 기존 의 다이아몬드 기반의 센서보다 약 1000배 더 민감하다. 이 새로 운 장치가 다른 유형의 자력계의 감도를 아직 달성할 수 없었지만, 이번 연구진은 이것이 심장과 뇌의 자기 신호를 조사하는 것과 같 은 많은 분야에 유용하게 적용될 수 있기를 기대하고 있다. 그림. 크리스(Criss)-교차된 광: 레이저 빔은 매우 작은 다이아몬드 속에서 반송된다. 오늘날 사용 가능한 가장 정밀한 자력계는 초전도성 양자 간섭 장 치(superconducting quantum interference device, SQUID) 와 원자 자력계이다. 이것들은 펨토테슬라(femtotesla) 범위의 자기장을 측정할 수 있다. 그러나 가장 민감한 SQUID는 절대 영 도 근처의 온도에서 작동되어야 하고, 원자 자력계는 고가이고 다 루기가 힘든 진공 및 field-nulling 시스템이 필요하다. 다이아몬 드 불순물에 기반을 두는 센서는 강한 내구성을 가진 다이아몬 드를 사용하고 대기 압력과 주위 온도에서 작동하기 때문에 훨씬 더 사용자 친화적일 가능성을 가진다. 이 장치는 질소 공공 센터 를 이용하는데, 이것은 다이아몬드 격자 속의 두 개의 인접한 탄 소 원자들이 질소 원자와 격자 공공에 의해서 대체되기 때문에 발 생한다. 질소 공공 센터는 녹색 광에 의해서 여기될 때 적색 광을 방출하고, 방출된 광의 파장은 외부 자기장의 존재에서 변환된다. 자기장 강도는 이런 변환을 측정함으로써 확인할 수 있고, 질소 공공 센터는 상대적으로 높은 전압이 존재할 때 작은 변화에도 민 감하게 된다. 실용적인 센서를 만드는 것은 질소 공공 센터가 광의 매우 약한 June

136 흡수체이기 때문에 대단히 어렵다. 이것은 녹색광이 의미 있는 측 정을 할 수 있을 정도로 충분한 적색광을 생성하기 위해서 다이아 몬드를 통해 약 1m 이동할 수 있다는 것을 의미한다. 이런 거리는 질소 공공에 매우 높은 밀도를 가진 다이아몬드를 사용함으로써 감소할 수 있지만, 이것은 질소 공공이 서로 간섭하기 때문에 낮은 정밀도를 초래할 수 있다. 1m의 긴 다이아몬드를 생성하는 것은 어렵고 고가이다. 그 래서 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구진은 훨씬 더 작은 다이아몬드를 통해서 녹 색 광을 앞뒤로 비추는 새로운 방법을 개발했다. 최초의 시도는 광학적 공동을 생성하기 위해서 다이아몬드의 각 면에 특별한 거 울을 부착시키는 것이다. 우리는 1년 반 정도의 조사를 했지만, 성공하지 못했다. 그래서 우리는 이러한 공동을 만들지라도 이것 에 레이저를 고정하기가 실제로 어렵다는 것을 깨달았다. 이것이 가능하게 되려면, 매우 폭이 좁은 주수파로 안정화된 특별한 종류 의 레이저가 필요할 것 이라고 Englund가 말했다. 이번 연구진은 다이아몬드 그 자체가 공동의 역할을 할 수 있다는 것을 발견했다. 다이아몬드는 높은 굴절률을 가지고 있어서 가치 있는 보석이 될 수 있었다. 잘 선택된 각도에서 다이아몬드의 측면 가장자리 속에 녹색광을 주입함으로써, 이번 연구진은 단지 3mm 의 길이를 가진 다이아몬드 속에 1m까지 빛을 이동시킬 수 있었 다. 이것은 거의 모든 녹색광이 한 방향으로 흡수된다는 것을 의 미한다. 결과적으로, 손톱만한 크기의 간단한 다이아몬드 레이저 가 녹색광을 공급하는데 사용될 수 있다. 이번 연구진은 이 장치가 1Hz의 주파수로 변하는 자기장을 측정 할 수 있고 몇 피코테슬라(picotesla)의 감도를 가진다는 것을 확 인했다. 이것은 최고의 SQUID보다 약 3배 덜 민감하다. 이번 연 구팀은 방출된 광을 더 효율적으로 수집함으로써 감도를 추가로 높일 수 있는 방법을 현재 조사하고 있다. 아마 몇 배까지 감도를 향상시킬 수 있을 것 이라고 Englund가 말했다. 현재 또는 약간 향상된 감도에서, 이 장치는 뇌 또는 심장의 전기적 활동을 조사 하는데 유용할 수 있다. 나노공공 센터는 약 5년 또는 10년 전부터 연구되고 있는 비교적 새로운 영역 이라고 프린스턴 대학(Princeton University in New Jersey)의 Mike Romalis가 말했다. 그는 이번 연구진의 센서가 다른 질소 공공 장치보다 다소 더 유용하고 많은 실용적인 자기장 이 존재하는 저주파수 자기장 신호에서 작동할 수 있어서 흥미롭 다고 말했다. 센서의 절대 정밀도(absolute accuracy)는 유사한 크기의 원자 자력계의 것보다 현재 낮지만 주위 조건으로 작동하 는 그들의 능력은 생체 세포를 조사하는데 큰 장점을 가진다. 이번 연구진은 광-포집 다이아몬드 도파관 센서를 사용해서 더 진보된 자력계 프로토콜을 구현할 계획이다. 우리의 장치는 뇌 또는 심장의 전기적 활동을 조사하기 위한 플랫폼으로 활용 될 수 있을 뿐만 아니라 위성 기반의 지구 관찰을 수행할 수 있 는 저주파수 자기장 감지에 사용될 수 있을 것 이라고 연구진은 밝혔다. 이 연구결과는 저널 Nature Physics에 Broadband magnetometry and temperature sensing with a lighttrapping diamond waveguide 라는 제목으로 게재되었다. GTB 積 水 化 學, 그래핀으로 보강한 경량 발포수지 적층 시트 積 水 化 學 工 業 은 그래핀으로 보강한 발포수지 적층 시트 고강성 ( 高 剛 性 ) 경량 수지 시트 를 개발했다. 같은 강성의 강판에 비해 중량은 3분의 1이 되며 또한 폴리프로필렌이나 폴리카보네이트 등의 수지 단체( 單 體 )보다도 경량성이 우수하다. 2015년 여름을 시점으로 샘플 공급을 시작한다. 토목건축이나 항공기, 수성기계 등 경량화가 요구되는 분야에 폭넓게 제안한다. 탄소 재료인 그래핀 라이크 카본을 균일 배합한 강화수지와 발포 폴리올레핀 시트를 적층했다. 개발품 가운데 강성을 중시한 타 입A 는 1m2당 3.5kg, 강성(탄성 곡 선)은 750뉴턴/cm/5cm. 경량의 타입B 는 동 2.2kg, 강성은 550 뉴턴/cm/5cm이다. 같은 경량 소재인 탄소섬유 강화수지(CFRP)등에 대해서는 개발 한 시트가 열가소성 수지를 주성분으로 하므로 열간 프레스 성형 등 양산성이 높은 제법에 대응한다는 점으로 차별화한다. 일간공업 도레이, 탄소섬유 시트 개발 - 복잡한 요철도 균일 성형 도레이( 東 レ)는 복잡 형상에 대한 성형성이 우수한 프리프레그시 트 UACS 를 개발했다. UD프리프레그(한 방향 연속섬유를 이용 한 프리프레그)에 특정한 패턴으로 절개를 삽입함으로써 한 방 향으로 소정의 섬유길이의 탄소섬유 다발이 일정하게 제어된 상 136 ceramic korea

137 태로 배열된 시트를 만들었다. 급격한 요철변화가 있는 3차원 형 상을 형성할 수 있다. 양산화 기술의 확립을 추진하는 등을 통해 2-3년 후를 기점으로 실용화를 목표로 하고 있다. 성형 시에 섬유 다발이 규칙적으 로 유동하여 균질한 적층 구조를 유지한 채 리브나 깊은 조임( 深 絞 り, deep drawing) 등 복잡 형상 에 적합한 신장성( 伸 長 性 )을 갖추 복잡 형상이 성형성이 우수한 프리프레그 시트 UACA 샘플 었다. 성형품이 되었을 때의 표면 품위와 탄성률은 종래 UD 프리프레그와 대비하여 동등, 강도는 80% 이상을 실현했다. 종래의 프리프레그와 마찬가지로 적절한 형상으로 재단, 적층한 후 형성함으로써 탄소섬유 강화 플라스틱 (CFRP) 제품으로 이용할 수 있다. 지금까지 UD프리프레그에서 3차원 복잡한 형상 부재인 경우, 성형 전후로 두께가 변하기 때문 에 각 부분에서 섬유의 당김이나 여분이 생겨서 결함으로 이어진 다는 과제가 있었다. 일간공업 JFE미네랄, 세라믹콘덴서용 니켈 초미분( 超 微 粉 )의 누계 생산 1만 톤 달성 JFE미네랄( 東 京 都 港 區, 사장 関 田 貴 司 )이 다루고 있는 적층 세 라믹콘덴서(MLCC)용 니켈 초미분의 누계 생산 1만 톤을 달성했 다. 이 회사의 니켈 초미분으로 회사 추정 누계 10조( 兆 )개 이상의 MLCC가 생산되었다. 스마트폰에는 1대 당 약 400개의 MLCC가 사용되고 있으니 약 250억 대 분량에 상당한다. 니켈 초미분은 1995년에 구 川 崎 製 鉄 千 葉 製 鉄 所 (현 JFE스틸 東 日 本 製 鉄 所 千 葉 地 區 )에서 생산을 개시하여 약 19년 만에 기록을 달성하게 되 었다. 컴퓨터나 스마트폰 등의 고기능화와 차량 탑재용도 등 앞으 로도 수요확대가 전망된다. 일간공업 東 京 일렉트론디바이스, 센서 - 넷 기술에 대응할 중계기기 개발 다수의 무선 센서를 설치하여 정보를 수집하는 기술이다. 첫해는 100대, 다음 해에는 300대의 판매를 목표로 한다. 가격은 오픈인 데, 9만 2000엔 정도이다. 정규판에 앞서서 고객 기업 ED에 제공 할 얼리억세스판은 3월부터 발매하고, 양산 출하판은 6월에 발매 한다. 이 회사의 자사 브랜드 INREVIUM(인레비엄) 으로 제공한 다. 더스트 게이트웨이는 통신수단이 다른 네트워크나 서비스를 중계하는 게이트웨이로서 E수의 무선에서 정보를 수집하는 더스 트 네트워크에 대응하고 있다는 점이 특징이다. 인프라의 감시와 데이터센서, 공장의 원격감시가 필요한 사업자를 대상으로 한다. 東 京 일렉트론디바이스가 앳마크테크노 제품의 IoT(모노 인터넷) 게이트웨이 Armadillo(알마딜로)-IoT 에 프로그램을 더했다. 이 기기는 항상 데이터의 송수신을 하는 것이 아니라 필요에 따 라서 기동하고 통신 후에 곧 휴지하는 시간동기기능( 時 間 同 期 機 能 ) 으로 에너지 절약을 실현했다. 일간공업 富 士 通 研, 두께 1mm 미만의 스마트폰용 냉각 디바이스 개발 열을 효율적으로 확산 富 士 通 研 究 ( 川 崎 市 中 原 區, 사장 佐 相 秀 幸 )는 스마트폰과 테블릿 단말기(휴대형 정보단말기)용으로 두께가 1mm 미만으로 종래의 10분의 1 이하로 얇게 만든 소형 냉각 디바이스를 개발했다. 소자 를 슬림화하면서 열을 효율적으로 확산시키는 구조를 채용. 냉각 재료인 흑연을 시트 상태로 가공한 그라파이트 시트보다 열이 전 달되기 쉬워진다. 모바일 기기의 소형화에 대응할 수 있어 2017년 도의 실용화를 목표로 하고 있다. 슬림형 루프히트파이프 증발기 열확산판 (응축기) 東 京 일렉트론디바이스는 센서의 네트 워크 기술 Dust Networks(더스트 네 트웍스) 에 대응하는 게이트웨이(중계 기기) Dust - Gateway(더스트 게이 트웨이)=사진 을 개발했다. 공장 등 정기적인 감시가 필요한 장소에 발열부품 그림. 슬림형 루프히트파이프를 스마트폰에 적용한 이미지 개발한 것은 지금까지 인공위성이나 국제 우주정거장(ISS)등으로 이용이 제한되어 있던 고리 모양의 냉각 디바이스 루프히트파이 June

138 프. 고리 모양의 파이프 안에 냉매를 봉입한 구조로 기존의 평평 한 판 모양의 히트파이프에 비해 열의 수송효율이 높다. 그러나 실 용 레벨의 성능을 내려면 소자의 두께가 10mm 정도는 필요하므로 스마트폰 등에는 적용이 불가능했다. 이번에 0.1mm 두께의 얇은 구리판에 에칭으로 직경 0.2mm의 미세 한 구멍 패턴을 형성한 구조를 개발했다. 구멍의 위치를 어긋나게 한 모양으로 6장의 구리판을 겹쳐서 유체를 순환시키기 위한 모 세관력( 毛 細 管 力 )을 발생시키도록 연구했다. 이로써 어떤 방향으 로 놓아도 안정된 열 수송이 가능하다. 스마트폰 등 모바일 기기의 다기능과 고속화가 진행됨에 따라 부 품에서의 발열량이 늘어나 기기가 국소적으로 고온이 되는 문제 가 있다. 시작한 슬림형 루프히트파이프의 열 수송량은 20w로 평 판 모양의 히트파이프의 약 5배. 열의 수송 효율은 약 10배로 높 아져 기기 내부를 신속하게 저온화할 수 있다. 스마트폰용 냉각 재료의 주류인 그라파이트 시트에서 개발한 디바이스로 바꾸는 것이 목표이다. 일간공업 電 通 大, 형광을 발하지 않는 분자도 관찰 - 레이저 형광현미경 電 気 通 信 大 學 先 端 超 高 速 레이저 연구센터의 小 林 孝 嘉 센터장, 객원교수( 東 京 大 學 명예교수)와 宮 崎 淳 특임조교, 川 角 洸 史 대학 원생은 형광을 발하지 않는 분자도 관찰할 수 있는 레이저 형광현 미경을 개발했다. 열에 의한 굴절률 변화를 관찰한다. 분해능은 130nm(나노미터)로 관찰광의 파장보다 작은 것을 볼 수 있다. 형 광관찰과 조합시키면 목적한 단백질과 주변 조직구조 등 복잡한 구조를 계측할 수 있다. 이르면 2년 이내에 실용화할 계획이다. 이 기술은 형광물질을 계측하 는 펌프 프로브 현미경 과 열 ( 熱 ) 굴절률 변화의 촬영 기술 을 조합했다. 형광관찰의 경우 는 펌프광(여기광, 励 起 光 )의 조사로 발생하는 형광을 프로 브광(검출광)으로 계측한다. 토끼의 소장 평활근 조직 관찰상 열 굴절률 관찰의 경우, 펌프 광으로 가열된 분자의 굴절률 변화를 프로브광으로 검출한다. 종래의 레이저 형광현미경은 형광성을 가진 분자만 관찰할 수 있 었는데, 열 굴절률 관찰은 형광을 발하지 않는 분자를 관찰할 수 있다. 같은 현미경으로 관찰할 수 있으므로 특정 단백질에 형광물 질을 부착시켜 움직임으로 따라가면서 그 주변의 조직은 열 굴절 률로 관찰하는 등 여러 가지 조직을 한 번에 관찰할 수 있다. 실험 에서는 쥐의 암조직과 토끼의 소장 평활근 조직 등의 관찰에 성공 했다. 형광관찰이나 열 굴절률 관찰 등 한 대의 현미경으로 4종류의 계 측방식을 개발했다. 지금까지의 초해상도 현미경은 티탄사파이어 레이저 등 대형이며 고가인 광원이 필요하여 해석시간이 길었다. 이번에 소형이며 저렴한 반도체 레이저를 사용하여 해석이 필요 치 않은 촬상( 撮 像 )을 실현했다. 현재의 분해능은 약 130nm(나노 미터). 이것을 70nm(나노미터)로 향상했다. 일간공업 渕 田 나노 技 研 상온에서 절연막을 고속 성막하는 정전유도 플라즈마 기술 개발 渕 田 나노 技 研 ( 千 葉 縣 成 田 市, 사장 渕 田 英 嗣 )은 상온에서 절연막 을 고속으로 성막하는 정전유도 플라즈마 성막 기술을 개발했다. 성막 속도가 1분 당 막 두께( 膜 厚 ) 200nm - 400nm(나노미터) 로 대표적인 성막기술인 스팩터링의 약 20배. 상온에서 성막할 수 있고 고온 내성이 없는 부재에도 적응할 수 있다. 큰 진공장치 메 이커가 성막 장치를 판매하고 2022년에 30억 엔의 특허료 수입 을 목표로 한다. 알루미나 절연막을 성막한 결과, 막후 4000nm(나노미터)에서 1kv(킬로볼트)의 전압을 견뎠다. 절연파괴 전계강도는 2500kv/cm 이상이 된다. 막후 500nm에서의 실리콘 기판 위에 알루미나 절연막을 성막했다. 약 3700kv/cm 였다. 우선은 반도 체의 패키지 재료의 절연에 제안한다. 앞으로 막후와 목표 전압 등을 채용 기업의 실험에 맞추어 샘플 공급해 나갈 것이다. 정전유도 플라즈마 성막법에서는 알루미나 입자를 마찰 전계시 켜 중간 기판에 던지면 중간 기판 표면에 플라즈마가 발생한다. 이 플라즈마로 알루미나가 원자 레벨에서 비산하여 중간기판 표면에 착지하여 막을 만든다. 박막에서는 알루미나의 나노입자가 치밀 하게 결합되어 있어 알루미나 덩어리보다 20배 이상의 절연파괴 전계강도가 된다. 알루미나 가루를 날려서 노즐을 통해 분사하기만 하면 플라즈마 138 ceramic korea

139 가 발생하므로 고전압을 가할 필요가 없다. 온도변화에 약한 부재 의 절연에 적합하다. 성막 폭 300mm까지의 장치를 시작했다. 전 자 부재와 전자부품, 자동차 메이커 등에서 도입 실험이 진행되고 있다. 이 회사는 얼바크(ULVAC)의 연구 테마를 계승하여 창업한 기술개발 벤처이다. 1981년 신기술 개발 사업단의 창조과학기술 추진사업(ERATO)의 하야시 초미립자 프로젝트( 林 超 微 粒 子 プロ ジェクト) 에서 생긴 연구 테마를 갈고 닦아왔다. 일간공업 東 工 大, 고주파 무선 급전형( 給 電 型 ) 무선기로 다치변조( 多 値 変 調 )에 의한 무선신호의 전송에 성공 東 京 工 業 大 프론티어 연구기구의 益 一 哉 교수와 이 대학 정밀공 학연구소의 伊 藤 浩 之 준교수, 이 대학 솔루션연구기구의 石 原 昇 특임교수 등 연구팀은 고주파(RF)무선급전형 저전력 무선기를 사 용하여 다치변조에 의한 무선신호의 전송에 성공했다. 이 성공은 와아이리스 센서 네트워크의 대용량화와 저가화, 단말의 소형화 로 이어진다. 지금까지 mw(밀리와트) 미만의 저소비전력에서는 주파수의 이용 효율이 우수한 직교위상진폭변조( 直 交 位 相 振 幅 変 調 ) 등의 다치변조는 어려웠다. 이번에 무선식별(RFID)기술을 베이스로 G는 직교변조방식 직교 백 스캡터링 회로기술 을 사용 한 무선기를 개발했다. 무선기는 최소배선 반( 半 ) 피치 65nm(나 노미터)의 실리콘 상보형 금속산화막 반도체(CMOS) 프로세스 로 시제품을 생산했다. 시판되는 무선기의 10분의 1 미만인 113 μw(마이크로와트)의 저소비전력으로, 32값의 직교위상진폭변조 (32QAM)의 신호전송에 성공했다. 무선기는 RF무선급전으로 생 성한 전원으로 동작한다. 일간공업 日 清 紡 케미컬, 초저온 단열재와 연료전지 세퍼레이터의 새로운 용도 개척 日 清 紡 케미컬( 東 京 都 中 央 區, 사 장 佐 々 木 肇 )은 우레탄 단열재와 전지용 세퍼레이터의 신규 용도를 강화한다. 단열재를 이용한 초저 온 단열 패널은 액화천연가스 LNG선의 탱크에 사용하는 초저온 단열 패널 (LNG) 운반선이나 탱크용의 수요 가 늘어날 것으로 상정하고 블록 발포와 가공 라인의 생산능력을 현재 대비 약 3배로 늘린다. 설비투자는 2018년 무렵까지 10억 엔 정도를 계획하고 있다. 또 연료전지 세퍼레이터는 지금까지 가 정용으로만 전개해 왔는데 새로이 자동차용의 채용을 목표로 평 가를 추진한다. 東 工 大, 브러시형 정전 척 개발 흡착력, 도전모( 導 電 毛 ) 8가닥에 무게 19mg 東 京 工 業 大 學 大 學 院 理 工 學 研 究 科 機 械 宇 宙 시스템 전공의 齋 藤 滋 規 준교수 등은 정전기를 이용하여 웨이퍼 등을 흡착하는 부품 정전 척 에서 표면에 요철이 있는 박( 箔 ) 재료 등에도 대응이 가 능한 브러시형을 개발했다. 도전모 끝에 정전력을 집중시켜 부품 등을 들어 올린다. 드는 힘은 도전도 8가락의 시작기의 무게가 약 19mg(밀리그램)이다. 도전모 500가닥의 시작기로는 박재를 드 는 데 성공. 앞으로 대면적화를 진행하여 3년 후 실용화할 것을 계획하고 있다. 정전 척은 대상물 표면에 요철로 공간이 생기면 정전력이 줄어들 고, 박재의 경우는 한 번 펴서 붙 이면 벗기기가 어려웠다. 그래서 브러시형 정전 척을 개발했다. 도전모는 두께가 0.26mm이며 길이 8줄의 도전도로 알루미늄 파이프를 들어올렸다. 가 14mm이다. 벗길 때에는 도전도 에 비스듬하게 힘을 가하면 대상물로부터 한 가닥씩 벗겨지므로 약한 힘으로 박리시킬 수 있다. 도전모 500가닥의 시작기는 면적 이 3mm 吐 mm로 알루미늄박의 파지( 把 持 )와 이탈( 離 脫 )에 성공했다. 도전필름이나 금속박 등 유연한 부품의 파지에 적합하여 프렉시 블한 전자 디바이스의 제조 프로세스에 제안한다. 미소 부품이나 박재를 반송하거나 뒤집거나 하는 용도 등을 상정하고 있다. 현재 는 시작기로 파지와 이탈의 원리를 실증한 단계이다. 공업용으로 전개하기 위해 앞으로는 브러시의 털 가닥수를 늘려서 대면적화 할 것이다. 또 도전모 내부에 복수의 전극을 뻗게 하여 도전성이 낮은 플라스틱 등을 파지할 수 있게 할 것이다. 일간공업 June

140 단신 및 동정 인사 산업통상자원부 산업정책과장 문동민 소재부품정책과장 최규종 조선해양플랜트과장 단희수 미래창조과학부 중앙전파관리소 서울전파관리소장 강병삼 운영지원과장 이창희 연구성과혁신기획과장 강건기 연구기관지원팀 조경 옥 과학기술정책과 정재욱 미래인재정책과 김주봉 통신정책기획과 황큰별 전파정책기획과 김보경 기획재정담당관 실 최문기 원천기술과 정연웅 창조경제기획과 김기석 정보통신방송기반과 이희성 소프트웨어정책과 남철기 정책기 획관 정병선 연구성과혁신정책관 최원호 평가혁신국장 박필환 미래인재정책관 이상학 한국광물자원공사 경영관리처장 김명철 사업기술처장 이동섭 개발운영팀장 윤용진 국제협력팀장 정수영 선광기술팀장 이정미 투자 기획팀장 서경환 역량강화실 부장 이성수 환경기술팀 부장 안상용 자원개발본부장 직무대리 신기흠 인재개발실장 박 해일 에너지사업처장 심권용 탐사지원처장 박재서 국가광물자원정보센터 소장 김충렬 회계팀장 강상진 노무복지팀 장 한종철 우라늄신전략광물팀장 전상세 기술지원팀장 박용준 선도기술팀장 김영훈 생산기술팀장 강동준 마이닝센 터 소장 정철현 홍보실 파트장 주훈 기획예산팀 파트장 최성철 기술경영본부장(사업1단장 겸직) 박경규 개발기획처장 김상길 역량강화실장 박길천 동반성장팀장 장시준 금융관리팀장 박상준 공사50년사편찬위원회 실무팀장 박문수 동정 조남성 삼성SDI 사장, 전지산업협회 지휘봉 잡아 조남성 삼성SDI 사장이 신임 전지산업협회장으로 선임됐다. 한국전지산업협회 는 지난달 6일, 이사회를 열고 이사 간 의견 조율을 거쳐 조남성 삼성SDI 사장을 새 회장으로 추대했다고 밝혔다. 조 신임 회장은 전 회장 2년 6개월 잔여 임기를 포함해 한국전지연구조합 이사장까지 겸직하게 된다. 전지산업협회 관계자는 이사의 만장일치 의견으로 조 사장이 새 회장에 선임됐 다 며 회장 인선이 마무리됨에 따라 협회 본연 역할인 전지산업 활성화에 집중 할 것 이라고 전했다. 오영제 박사(KIST) 과학기술훈장 웅비장 수상 오영제 한국과학기술연구원 책임연구원이 국내 세라믹 분야 독창적 활용으로 창조경제 발전에 기여한 공로로 2015년 과학의 날(4월 21일)에 과학기술훈장 웅비장을 수상하였다. 결혼 한국과학기술연구원 이전국 박사 장녀 결혼 일시 5월 16일(토) 낮 12시 장소 한국과학기술연구원 국제협력관 컨벤션홀 140 ceramic korea

141 과학터치 한국연구재단의 주관으로 마련된 금요일에 과학터치는 국민의 세금으로 수행되는 연구 결과를 국민들께 되돌려주기 위 하여 마련된 강연이다. 세라믹코리아에서는 금요일에 과학터치 강연을 한국과학재단의 협조로 매달 1~2편 소개하고 있 다. 이번호에서는 지난 5월 15일 부산궁리마루에서 진행된 서울대학교 조선호 교수의 나노입자의 설계분석과 활용 을 소개한다. - 편집부 - 나노입자의 설계분석과 활용 서울대학교 조선해양공학과 조선호 교수 그림 1. 나노입자의 실험적 분석 연구 배경 설계문제에서 최상의 해를 역학과 수학적 지식을 활용하여 도출하는 학문이 바로 최적설계 이며 모든 설계에 종착지라고 할 수 있다. 최근의 연구 동향을 보면 최적설계 분야의 연구는 공학적 설계에만 국한되지 않고 이제 나노, 바 이오 등 첨단과학 분야로 연구를 확장하고 있다. 더 높은 강도, 더 나은 열전 도율이나 전자기적 성질을 가지는 나노입자 재료구조의 최적설계, 약물 전달 체에 활용되는 나노 입자 흡착표면의 형상 결정 등 다양한 첨단과학기술 분 야에 대해 최적설계 기법을 적용하려는 많은 연구가 시작되고 있다. 이러한 나노 범위에서의 최적설계 문제에서는 수학적 모델의 정확한 형상이 상대적 으로 더욱 중요하게 되었다. 그림 2. 분자 동역학 해석 June

142 강연내용 1. 탄소 나노튜브(CNT) : 나노입자를 활용한 탄소 나노튜브(CNT)는 탄소원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 원통 모양의 구조이며 지름이 수십 나노미터인 신소재이다. CNT는 높은 열전도도와 뛰어난 기계적 강도를 갖고 있어 첨단 소재로써 각광받고 있다. 그림 3. 탄소로 이루어진 소재(가운데가 탄소 나노튜브) CNT는 무게가 가벼우면서도 강도가 높고 에너지 흡수력이 뛰어나 미래의 방탄 소재로써 사용되고 있으며 이론상 으로 CNT를 이용해 방탄복을 만들면 초당 2000m의 속력으로 날아오는 총알도 막을 수 있다. 또한 순수한 물질 에 인위적으로 불순물을 추가하는 것을 의미하는 동위원소 도핑을 이용하면 CNT를 첨단 단열 소재로도 사용할 수 있다. 2. 금속 나노입자의 활용 : 금 나노입자는 입자의 크기 조절이 쉽고, 표면에 치료 물질 접착이 가능하며 생체 안정 성이 높고, 세포 독성도가 낮아 바이오 분야에서 활용 가치가 높다. 아래 그림 4는 실제 생물을 대상으로 실험한 결과로 금 나노입자의 효과를 볼 수 있다. 그림 4. 금 나노입자와 항암물질을 투여한 쥐의 암세포가 가장 작다 은 나노입자의 경우 향균 및 살균작용이 뛰어나 생활가전에 많이 이용한다. 142 ceramic korea

143 그림 5. 은 나노입자가 박테리아를 제거하는 과정 그림 6. 생활 속의 은 나노입자 제품 연구팀 및 연구 소개 서울대학교 아이소-지오메트릭 최적설계 창의연구단 조선호 교수 연구팀은 2010년부터 교육과학기술부의 창의 적연구진흥사업으로 융합스케일 아이소-지오메트릭 최적설계 연구를 수행하고 있다. 이러한 연구사업의 결과로 현재 세계 최적설계 분야를 주도하는 연구결과를 선보이고 있으며 이 분야 최고 권위의 저널인 Structural and Multidisciplinary Optimization에 부편집장으로 초빙되어 세계적 논문의 심사와 저널 편집을 맡고 있다. 본 연구단은, 컴퓨터-원용설계(CAD; Computer-Aided Design)와 컴퓨터-원용해석(CAE; Computer-Aided Engineering) 분야를 기하학적으로 엄밀하게 통합하고, 거시 및 미시 스케일의 자연스런 결합을 통해 설계와 해 석이 하나로 융합된 새로운 패러다임의 최적설계 방법론을 제시한다. 또한 나노(NT), 바이오(BT) 기술 등 첨단기 술 분야에서 기하학적으로 엄밀한 융합스케일의 적용은 현재의 기술적 한계를 돌파할 뿐만 아니라, 보다 높은 강 도, 열전도율, 전자기적 성질을 가지는 나노 재료구조 설계, 나노입자를 이용한 약물 전달체의 설계, 단백질 구조 결정 등에 큰 기여를 할 수 있다. June

144 Patent Information 세라믹스 관련 주요 특허출원 공개목록 내국인 번 호 명 칭 출 원 인 2015년 4월 1일 ~ 4월 30일 물유리 코팅층을 함유하는 인산칼슘 세라믹 다공체 제조방법 abrication method of Porous Calcium Phosphate Ceramics Comprising Water Glass 영남대학교 산학협력단 기판 내장용 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품 내장형 인쇄회로기판 EMBEDDED MULTILAYER CAPACITOR AND PRINT CIRCUIT BOARD HAVING EMBEDDED MULTILAYER CAPACITOR 삼성전기주식회사 양자점-고분자-층상 구조 세라믹 복합체 합성 Synthesis of quantum dot-polymer-layered ceramic composites 포항공과대학교 산학협력단 코어-쉘 복합체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 세라믹 안료 및 세라믹 형광체 Complex of core-shell, Manufacturing method thereof, Ceramic pigment containing that and Ceramic phosphor containing that 한국세라믹기술원 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 방열부재 CERAMIC COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND HEAT RADIATING MEMBER USING THE SAME (주)나노엘엔피 기판 내장용 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품 내장형 인쇄회로기판 EMBEDDED MULTILAYER CERAMIC ELECTRONIC PART AND PRINT CIRCUIT BOARD HAVING EMBEDDED MULTILAYER CERAMIC ELECTRONIC PART 삼성전기주식회사 세라믹 벽지 제조용 코팅 졸 조성물, 세라믹 벽지 및 세라믹 벽지의 제조 방법 COATING SOL COMPOSITION FOR CERAMIC WALLPAPER, CERAMIC WALLPAPER AND METHOD FOR PREPARING CERAMIC WALLPAPER (주)엘지하우시스 외국인 2015년 4월 1일 ~ 4월 30일 번 호 명 칭 출 원 인 그라비어 인쇄판 및 그 제조방법, 그라비어 인쇄기, 및 적층 세라믹 전자부품의 제조방법 GRAVURE PRINTING PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, GRAVURE PRINTING MACHINE, AND MANUFACTURING METHOD FOR LAMINATED CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 고다공성 세라믹 물질의 제조 방법 METHOD OF PREPARING HIGH POROSITY CERAMIC MATERIAL 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 적어도 하나의 세라믹 장식과 함께 인레이된 세라믹 엘리먼트 CERAMIC ELEMENT INLAID WITH AT LEAST ONE CERAMIC DECORATION 몬트래스 라도 쏘시에떼 아노님 세라믹 녹색 인광체 및 보호된 적색 인광체 층을 갖는 LED LED WITH CERAMIC GREEN PHOSPHOR AND PROTECTED RED PHOSPHOR LAYER 코닌클리케 필립스 엔.브이 적층 세라믹 콘덴서 LAMINATED CERAMIC CAPACITOR 다이요 유덴 가부시키가이샤 적층 세라믹 콘덴서 및 적층 세라믹 콘덴서의 제조방법 LAMINATED CERAMIC CAPACITOR AND PRODUCTION METHOD FOR LAMINATED CERAMIC CAPACITOR 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 반도체 공정용 유리-세라믹 기판 GLASS-CERAMIC SUBSTRATES FOR SEMICONDUCTOR PROCESSING 코닝 인코포레이티드 144 ceramic korea

145 주요 등록특허 공개내용 2015년 4월 1일 ~ 4월 30일 세라믹 패키지 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 서울반도체 주식회사 발 명 자 박광일 본 발명은 세라믹 패키지 제조방법에 관한 것으로 서, 캐비티를 갖는 미소 성( 未 塑 性 ) 세라믹기판 으로부터, 절단 패턴 형 성, 소성 및 절단의 단계를 거쳐 발광다이오드 실장을 위한 세라믹 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명을 통해 소성( 未 塑 性 ) 세라믹 기판으로부터, 절단 패턴 형성, 소성 및 절단의 단계를 거쳐, 발광다이오드 실장을 위한 세라믹 패키지를 제조하면서 캐비 티들 사이의 얇은 부분이 깨어지는 현상을 크게 줄일 수 있으며, 깨 끗한 표면을 갖는 세라믹 패키지를 얻을 수 있다. 세라믹 기판, 소성 세타 및 이를 이용한 세라믹 기판 제조 방법 출원번호 등록번호 특허권자 삼성전기주식회사 발 명 자 박승욱, 김장수, 박노일, 정두성 본 발명은 세라믹 기판, 소성 세타 및 이를 이용한 세 라믹 기판 제조 방 법에 관한 것이다. 하면에 제1 기판 조도를 갖는 제1 기판 요철이 형 성되고, 상면에 제2 기판 조도를 갖는 제2 기판 요철이 형성되는 세 라믹 기판이 제공된다. 본 발명의 시행 예에 따른 세라믹 기판, 세 타 및 이를 이용한 세라믹 기판 제조 방법은 조도를 형성하여 세라 믹 기판의 휨을 억제할 수 있다. 수용성 세라믹 불연도료 조성물의 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 김희종, 주식회사 경민화학 발 명 자 김희종 본 발명은 (a) 테트라메톡시실란 20~30중량%와 멜라민 10~14 중량%를 혼합한 용액에 인산염 0.3~0.7 중량%를 첨가한 상태에 서 70~90 로 5시간 동안 숙성하는 단계 (b) 상기 숙성된 용액에 암모니아 0.3~0.7중량%를 혼합하여 ph를 7~8로 조정하고, 증류 수 15~25중량%를 첨가하여 수화하는 단계 (c) 상기 수화된 용액 에 티타늄 테트라이소프로폭사이드 6~10 중량%를 첨가한 상태 에서 50~60 로 4시간 동안 숙성하는 단계 (d) 상기 숙성된 용액 에 암모니아 0.1~0.3중량%를 혼합하여 ph를 12~13으로 조정하 는 단계 (e) 상기 ph 조정된 용액에 금속산화물로 이루어지는 안료 15~25중량%, 플라스타(Plaster) 12~16중량%을 첨가한 혼합액 을 분산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 에 따라 본 발명은, 주재료 표면에 부착력과 내구성이 우수하고 내 열성이 있어 화재 시 화재 전이를 효과적으로 방지하면서 유독가스 를 발생시키지 않는 효과가 있다. 세라믹판과 수지판의 이중구조를 갖는 내구성 강화수단을 구비한 리튬 이차전지 출원번호 등록번호 특허권자 셋방전지(주) 발 명 자 백동호, 손창근, 남긍현, 김석호, 장상민 본 발명은 내구성 강화 수단을 구비한 리튬 이 차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 판과 분리막 및 음극판 이 순차적으로 적층되는 전극 조립체에서 최외곽에 적층되어 내구 성을 강화시킬 수 있도록 내구성 강화수단을 구비한 리튬 이차전 지에 관한 것이다. 본 발명은 상술한 바와 같이 전극 조립체의 상측 과 하측에서 세라믹과 수지로 이루어진 내구성 강화수단 중에서 선택적으로 하나 이상을 적층 시킬 수 있어 외부의 물리적인 충격 에 의한 내성이 강화될 수 있고, 세라믹 계열의 소재로 전극 조립체 를 지지함에 따라서 전해액 함침량이 증가하여 수명특성을 개선시 킬 수 있는 효과가 있다. 인산칼슘 세라믹 다공체 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 영남대학교 산학협력단 발 명 자 김석영, 양소영 본 발명은 골대체제로 사용할 수 있는 인산칼슘 세라믹 다공체의 제조방법에 관한 것으로서, 다공체 기공의 상호연결성을 증가시키 June

146 면서도 기계적 강도를 향상 한 인산칼슘 세라믹 다공 체의 제조방법에 관한 것이 다. 인산칼슘 세라믹 다공 체의 제조방법에 의하면, 생분해가 일어나도 일정 기 간 기계적 강도를 유지하는 특성을 보이면서 높은 기 공률 및 기공의 크기, 삼차원적으로 잘 연결된 기공의 형상을 하는 다공성 골대체물을 쉽게 제작할 수 있다. 특히 다공체의 골격 조직 을 치밀하게 하고, 다공체 기공의 상호연결성을 증가시키면서도 기 계적 강도를 증가시킬 수 있다. 에 관한 것이다. 베이스 메탈 복합 전극은 전자 세라믹 칩의 2개의 면 을 덮는 제1 베이스 메탈 전극 층과 제1 베이스 메탈 전극 층을 덮는 제 2 베이스 메탈 전극 층을 갖춘다. 전자 세라믹 소자의 베이스 메탈 복합 전극 제조 방법은 전자 세라 믹 칩의 표면에 전극 물질을 분사하기 위해 열 스프레이 장비를 사 용한다. 실버 페이스트 또는 구리 페이스트만을 사용하는 것과 비 교하여, 본 발명은 전극의 기능을 저하하지 않고서도 전극 물질의 비용을 절감한다. 본 발명의 베이스 메탈 복합 전극의 제조 방법은 기술 공정이 간단하고, 준비 효율이 높고 비용이 저렴하여, 전자 세 라믹 소자의 전극의 생산비를 전체적으로 절감할 수 있다. 고내열성 세라믹 조인트 출원번호 등록번호 특허권자 조선내화 주식회사 발 명 자 박원근 본 발명은 제강연주공정에 서 내화물 간의 연결조립부 사이에 개재되어 용강의 유 출방지를 목적으로 사용되 는 고내열성 세라믹 조인트 에 관한 것이다. 또한 점토 및 규석이 혼합된 세라믹 분말이 10 내지 25 중량부 함유되고, 알루미나가 45 내지 60 중량부 함유되며, 결합재로서의 에틸렌비닐아세테이트가 15 내지 30 중량부 함유된 고내열성 세라믹 조인트를 제공한다. 따라서 본 발명의 고내열성 세라믹 조인트는 취급이 가능한 형태를 유지할 수 있는 특성유지 온도구간이 상온에서 길어져 겨울철이나 여름철 등 계절에 상관없 이 취급 및 작업성이 크게 향상되고, 조직이 치밀하고 기공 발생이 적어 실링 성능이 크게 향상된다. 전자 세라믹 소자의 베이스 메탈 복합 전극 및 그 제조 방법 출원번호 등록번호 특허권자 롱케 일렉트로닉스 (후이양) 컴퍼니 리미티드 발 명 자 청, 칭룽 본 발명은 전자 세라믹 소자의 베이스 메탈 복합 전극과 제조 방법 내화성 세라믹 조성물 및 그 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 코닝 인코포레이티드 발 명 자 루, 얀시아, 윌러, 엘리자베쓰엠 내화성 세라믹 몸체(refractory ceramic body)를 제조하는 방법 이 개시되어 있다. 본 방법은 지르 코니아 전구체, 실리카 전구체, 졸-겔 형성제, 및 미리 형성된 지 르콘을 접촉하는 단계를 포함한 다. 상기 방법은 조밀하고, 크리프 (creep) 저항성 내화성 몸체를 형성하도록 상기 조성물을 원하는 형상으로 성형하는 단계 및 상기 원하는 형상을 파이어링(firing)하 는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법에 의해 제조된 제품이 개시 되어 있으며, 여기서 미세 입자 지르콘은 미리 형성된 지르콘 입자 내부 및 사이에서 형성된다. 안료물질과 금속산화물이 혼합된 접착제 및 이를 이용한 착색가능 열선 차단 카본-세라믹 필름 출원번호 등록번호 특허권자 주식회사 상보 발 명 자 이정형, 정재헌, 김재명, 문경환, 차현수 본 발명은 카본, 세라믹과 투 명 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 등 3가지 이상의 물질을 일정 비율로 혼합하여 형성된 기능성 코팅층을 갖춘 안료물 146 ceramic korea

147 질과 금속산화물이 혼합된 접착제나 이를 이용한 착색 가능 열선 차단 카본-세라믹 필름에 관한 것으로, 본 발명에 따른 안료물질과 금속산화물이 혼합된 접착제는 안료물질과 금속산화물이 혼합된 접착제의 총 중량에 대하여 안료물질 접착제 20 내지 90중량% 및 금속산화물접착제 10 내지 80중량%로 이루어지며 상기 안료물 질 접착제는 안료물질 접착제 총 중량에 대하여 안료분산액 1 내지 50중량% 및 접착제 50 내지 99중량%로 이루어지되, 상기 안료 분산액은 안료분산액 총 중량에 대하여 카본블랙 1 내지 10중 량%, 안료 1 내지 10중량%, 분산제 5 내지 20중량%, 및 유기용 제 65 내지 85중량%로 이루어지며 상기 금속산화물 접착제는 금 속산화물 접착제 총 중량에 대하여 금속산화물분산액 1 내지 60 중량% 및 접착제 40 내지 99중량%로 이루어지되, 상기 금속산화 물분산액은 상기 금속산화물분산액 총 중량에 대하여 금속산화물 1 내지 40중량%, 분산제 5 내지 30중량%, 유기용제 30 내지 85 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 플라즈마에 노출되는 세라믹 구성요소들을 결합시키기 위한 내부식성 결합체 출원번호 등록번호 특허권자 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 발 명 자 선, 제니퍼, 와이, 두안, 렌-구안, 콜린스, 케네스, 에스 본 발명의 시행 예들은 플라즈마 내식성 성분 구조들 사이에 결합제로 써 이용될 수 있는 글레 이즈(glazes), 유리세라 믹이나 이들의 조합을 포 함하는 옥시플루오라이 드를 포함하는 조성과 관련된 것이다. 결합제가 적용되는 기판은 코팅이 결합제에 친화성이 있는 코팅된 표면일 수 있다. 추가로, 본 발명의 시행 예들은 결합제와 결합한 구조들, 및 결합된 구성요소 를 산출하기 위하여 구성요소 일부와 결합제를 공동 소성하는 방 법과 관련된 것이다. 철제가구용 분체도료에 첨가되는 가능성 힐링 세라믹 조성물 출원번호 등록번호 특허권자 (주)대우가구 발 명 자 이경상 본 발명은 철제가구에 사용되는 분체도료 첨가용 기능성 힐링 세 라믹 조성물에 관한 것으로, 이산화규소 68.0 내지 85.0중량%, 알루미나 5.0 내지 9.0중량%, 삼이산화철 1.9 내지 4.5중량%, 산 화칼슘 1.9 내지 4.5중량%, 산화마그네슘 0.1 내지 1.0중량%,산 화칼륨 3.0 내지 6.0중량%, 산화나트륨 2.0 내지 6.0중량%, 이 산화타이타늄 0.1 내지 1.0중량%로 이루어지는 철제가구에 사용 되는 분체도료 첨가용 기능성 힐링 세라믹 조성물에 관한 것이다. 본 발명을 적용하면, 원적외선이 방사되어 인체의 파동 리듬을 되 찾고, 인체가 지닌 본래의 정기를 회복시켜 면역성의 강화되고, 혈 액순환을 촉진하고, 생체 조직의 활성화로 활성산소를 효과적으로 제거하고, 신진대사 촉진, 피로회복, 숙취 제거 등 인체의 각종 노 폐물 및 이산화탄소를 안전하게 체외로 배출하는 하는 효과가 있 는 철제가구용 분체도료에 첨가되는 기능성 힐링 세라믹 조성물에 관한 것이다. 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법 출원번호 등록번호 특허권자 다이요 유덴 가부시키가이샤 발 명 자 타케오카신스케 본 발명은 CaZrO 3을 주성분으로 하는 유전체 자기( 磁 器 ) 조성물에 Cu를 주성 분으로 하는 내부 전극을 이용한 적층 세라믹 콘덴서와 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 유전체층에 CaZrO 3을 주성분으로 하는 특정된 조성의 유전체 자기 조성물을 이용하는 것에 의해 Cu를 내부 전극으로써 이용한 적층 세라믹 콘 덴서에서 1,000 이하로 소성시킨 경우에서도 높은 수명 특성을 유지한 상태에서 종래보다 짧은 시간으로 소결을 가능하게 할 수 있다. 균일한 밀도를 가지는 세라믹체 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 금오공과대학교 산학협력단 발 명 자 윤준로, 박은석, 우병준 본 발명은 균일한 밀도를 가지는 세라믹체 제조방법 에 관한 것으로, 세라믹체 의 높이별, 두께별로 균일 한 밀도를 가지도록 착육 층을 형성케 함으로써 밀도차가 있는 세라믹체에 발생할 수 있는 균열을 방지시켜 고온, 고압의 환경에서도 내구성이 우수한 균일한 밀도를 가지는 세라믹체 제조방법에 관한 것이다. June

148 세라믹 소재의 표면 개질 방법 출원번호 등록번호 특허권자 경희대학교 산학협력단 발 명 자 최덕현, 전지훈 본 발명은, 표면에 나노 입체 구조가 형성되고, 양극산화 알루미늄 및 수산화 알루미 늄으로 이루어진 군에서 선 택된 1종 이상의 화합물을 포함하는 세라믹 기판상에 2 x 1015 ions/cm2 내지 1 x 1020 ions/cm2의 방사선을 조사하는 단계를 포함하여 세라믹 소재를 대면적으로 쉽게 제작하 고, 간단한 물리적인 방법을 통해 세라믹 소재의 표면 특성을 대폭 변화시키고, 시간이 지나도 변화된 표면 특성이 유지되는 세라믹 소재의 표면 개질 방법이 제공될 수 있다. 산화 그래핀-세라믹 하이브리드 코팅막 및 이의 제조 방법 출원번호 등록번호 특허권자 한국세라믹기술원, 현대자동차주식회사 발 명 자 장광일, 송철규, 김다혜, 허승원 센서 소자의 제조방법 산화 그래핀(graphene oxide)과 세 라믹 졸을 포함하는 산화 그래핀-세 라믹 하이브리드 졸 용액으로부터 형 성되는 산화 그래핀-세라믹 하이브 리드 코팅막으로써, 상기 산화 그래 핀-세라믹 하이브리드 코팅막 내 산 화 그래핀의 함량은 상기 산화 그래 핀-세라믹 하이브리드 코팅막의 총 중량에 대하여 내지 3.0중 량%인 그래핀-세라믹 하이브리드 코 팅막 및 이의 제조 방법이 제공된다. 출원번호 등록번호 특허권자 주식회사 코멧네트워크 발 명 자 김민수, 이태훈, 김상주, 전광성 본 발명은 개선한 절연층을 구비한 센서 소자와 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 센서 소자의 제조방법은 미소결 상태의 측 정 셀과 미소결 상태의 가열소 자를 적층한 후 소결하여 센서 소자를 제조하 는 방법으로써 미소결 상태의 가열소자를 제조하는 방법은, 지지층 그린시트를 제조하는 단계와 제1절연층 그린시트를 제조하는 단계, 제2절연층 그린시트를 제조 하는 단계, 제1절연층 그린시트에 히터 층을 인쇄하는 단계, 지지층 그린시트, 제1절연층 그린시트 및 제2절연층 그린시트를 순서대로 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 센 서 소자의 제조방법은 절연층 그린시트를 히터 층 위 아래에 적층 하는 방법으로 절연층을 형성하므로, 이 방법으로 제조된 센서 소 자의 절연층은 두께가 두껍고 치밀하다. 따라서 절연층의 절연특성 이 우수하다. 또한, 절연층과 지지층의 수축률 차이 등 소결거동 차 이가 최소화되어 층간박리 및 캠버 등의 발생이 감소한다는 장점이 있다. 내화성 세라믹과 금속의 결합방법 및 그 응용 출원번호 등록번호 특허권자 코닝 인코포레이티드 발 명 자 라인맨, 데이비드, 엠, 왕, 웬차오 앵커 물질을 금속 구성요소의 일 표면의 적어도 일부분에 부착하 는 단계, 및 이후 세라믹 물질을 상기 금속 구성요소의 일 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계로, 상기 적용을 통해 상기 세라믹 물질이 고화된 후, 상기 앵커 물질이 상기 세라믹 물질의 적어도 일 부분에 실질적으로 삽입되어(embedded), 상기 금속 구성요소 및 상기 세라믹 물질이 상기 앵커 물질을 통해 기계적 결합을 형성하 도록 하는 단계를 포함하는 금속 구성요소를 세라믹 물질에 기계 적으로 결합하는 방법이 개시되어 있다. 또, 금속 구성요소 및 상기 구성요소의 적어도 일부분에 부착된 앵커 물질을 통해 상기 금속 구성요소에 기계적으로 결합한 세라믹 물질을 포함하는 제품이 개 시되어 있다. 148 ceramic korea

149 기상 공정에 합성된 적층 세라믹 커패시터용 금속-세라믹 코어-쉘 구조의 복합체 분말 및 이의 제조방법 출원번호 등록번호 특허권자 건국대학교 산학협력단 발 명 자 강윤찬, 최승호, 홍영준, 김정현 본 발명은 기상공정에 의해 금속-세라믹 코 어-쉘 구조의 복합체 분말을 제조하는 신규 제조방법 및 상기 제 조방법에 의해 제조된 적층 세라믹 커패시터 용 금속-세라믹 코어-쉘 구조의 복합체 분말을 제공한다. 본 발명 에서는 기존 금속-세라믹 코어-쉘 구조의 복합체를 합성하는 복 잡한 액상 공정을 기상 공정으로 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 환원 분위기를 유지할 수 없는 화염분무열분해 공정을 적용함에도 불구하고 다양한 조성을 갖는 금속-세라믹 코어-쉘 구조의 신규 소재를 합성할 수 있다. 따라서 적층 세라믹 커패시터,이차전지,의 료기기,촉매 등의 여러 응용 분야에 적용이 가능한 금속-세라믹 코어-쉘 구조를 가진 다양한 조성의 소재를 제공할 수 있다. 반도체 패키지 출원번호 등록번호 특허권자 에스티에스반도체통신 주식회사 발 명 자 송성주, 정병호 반도체 패키지 내의 기판과 반도체 칩 간 에 무선으로 신호를 송수신할 수 있는 반 도체 패키지가 제공 된다. 상기 반도체 패키지는 기판과 상기 기판상에서 상기 기판과 무선으로 신호를 송수신하는 반도체 칩을 포함한다. 기판과 반도 체 칩 간에 무선 통신으로 데이터를 송수신함으로써 신뢰성 있는 고속의 데이터 처리가 가능하다. 제공한다. 본 발명에 따 르면, 스트립이 입출 되 는 입구부와 출구부가 구비되고, 내부에 밀폐 공간이 형성된 코팅 박 스, 상기 코팅 박스의 내 부에 구비되어 상기 스 트립의 표면에 세라믹 분말을 분사하는 분사 노즐, 및 상기 코팅 박스의 입구부와 출구부 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 스트립이 상기 코팅 박스 내 로 진행될 때, 공기를 상기 코팅 박스의 외부로 분사하는 저압 형성 장치를 포함한다. 적층 세라믹 콘덴서 출원번호 등록번호 특허권자 다이요 유덴 가부시키가이샤 발 명 자 코니시 유키히로, 카스야 유이치, 니시카와 쥰, 타니구치 카츠야 본 발명은 내부 전극층을 박층화해도 정전 용량 및 용량 온도 특성의 악화를 방지할 수 있는 적층 세라 믹 콘덴서를 제공한다. 적층 세라믹 콘덴서의 상기 유전체층(14)을 구성하는 세라믹 입자는, 상기 유전체층의 최대 두께를 Tmax로 하 고 상기 유전체층의 최소 두께를 Tmin으로 하였을 때, Tmin이미지 존재(전문참조)DcoaTmax의 조건을 만족시키는 조대 입자 지름 (Dcoa)의 조대 세라믹 입자(SPr)를 포함하고, 상기 유전체층을 구 성하는 세라믹 입자에 포함되는 상기 조대 세라믹 입자의 비율은 25vol% 내지 50vol%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다. 방향성 전기강판의 세라믹 분말 코팅용 저압 형성 및 유지 장치 출원번호 등록번호 특허권자 주식회사 포스코 발 명 자 박순복 방향성 전기강판의 세라믹 분말 코팅용 저압 형성 및 유지 장치를 June

150 신설법인 세라믹스 신설법인 2015년 4월 2일 ~ 4월 29일 회사명 대표자 자본금(백만원) 업 종 주 소 서울 이지씨스트리텍 이미화 10 철근콘크리트 및 비계 공사업 구로구 고척로 230, 1층 (고척동) 엔에스이센서 김준호 10 온도센서, 써미스터의 제조, 도소매 및 수출입업 금천구 서부샛길 606, A동 1806호 (가산동, 대성디폴리스지식산업센터) 경준바이엔텍 윤일주 10 비금속 광물가공 및 도소매 중구 장충단로6길 6, 304호 (장충동1가) 스틸엔큐브 진정균 10 반도체 부품 제조 및 도소매업 마포구 포은로 14, 208호 (합정동, 수성빌딩) 멤프로 권혁 50 반도체, LCD 검사 장치 제조 금천구 벚꽃로 298, 514호 (가산동, 대륭포스트타워6차) 우로보로스 송미옥 10 세라믹 원자재 및 관련제품 수출입, 유통, 판매, 중개 서초구 서초대로74길 29, 407호 (서초동, 서초파라곤) 코스틸텍 박근숙 50 신소재 재료 연구, 개발업 송파구 가락로23길 8-6, 502호 (송파동, 씨티빌) 인천 닉스테크 안광진 100 LED 조명 제조업 계양구 아나지로 250, 3층 (작전동) 유하이텍 안효대 10 UV LED 경화기 생산, 제조 및 도소매업 부평구 부평북로 308 (갈산동) 바루엘이디 손승균 150 LED 조명 등기구의 제조 및 판매 서구 건지로109번길 11 (석남동) 오보라엘이디 강희겸 20 엘이디 제조업 남동구 남동서로 113, (고잔동) 수이앤아이 이명진 50 수전금구 및 위생도기 제조업. 부평구 경원대로1240번길 29-4, 2층 (부평동) 오비콤엔지니어링 김창환 20 반도체부품, 제품의 제조 및 도,소매업 계양구 아나지로 87, 302호 (효성동) 앤에이치씨 한봉석 20 반도체, 디스플레이 장비 제조업 남구 인하로 100, 608호 (용현동, 인하대학교 창업보육센터 신관) 대전 노바솔루션 백병교 10 고분자화합물 및 관련설비의 연구 개발 제조 판매업 동구 동구청로203번길 36, 103동 203호 (판암동,미리내아파트) 지니어스테크 배미옥 10 반도체장비 제조업 대덕구 비래서로10번길 18, 1층 (비래동) 에이테크시스템 임지원 30 전기용 탄소제품 및 절연제품 제조 유성구 가정로 152, 410호 (장동,한국에너지기술연구소 창업보육센터} 남궁 조동연 100 황토벽돌 제조업 중구 계백로1615번길 34, 104동 1201호 (유천동, 현대아파트) 대구 유정기업 유장미 20 자동차 부품 제조업 중구 경상감영길 111, 5층 501호내 510호 (포정동, 무궁화백화점) 광주 건호건설 김은희 200 철근콘크리트공사업 광주광역시 동구 제봉로222번길 1 (대인동) 진광코리아 이승재 30 조립전자부품업 광산구 비아중앙로 66-1 (비아동) 만월건설 김재관 200 철근콘크리트공사업 동구 제봉로222번길 1 (대인동) 가부 설방환 50 철근콘크리트 공사업 북구 첨단과기로208번길 17-27, 옐로우 에이동 207호 (오룡동,블루) 부산 엘루체 이승부 1 엘이디 조명기구 제조 및 판매유통업 금정구 개좌로 263, B동 3층 (회동동, 비젼테크노밸리) 이오건설 이영주 200 철근콘크리트 공사업 금정구 반송로 391, 2층 (서동, 동양오일뱅크) 울산 제이비플랜트 김정부 50 금속제품 및 비금속제품 제조업 울주군 웅촌면 웅촌로 (대복리) 세움산업개발 이상영 200 철근콘크리트공사업 남구 정동로80번길 15 (삼산동) 150 ceramic korea

151 캘린더 이 달 의 세 라 믹 스 주 요 행 사 안 내 June Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat 년 중국 광저우 국제세라믹박람회 일시_ ~ 장소_ 광저우 파주전시장 홈_ 제37회 국제환경산업기술&그린에너지전 일시_ ~ 장소_ COEX 홈_ 제6회 후막세라믹기술교류회 일시_ :00~18:00 장소_ 한국세라믹기술원 이천분원 주최_ 한국세라믹기술원 모스크바 유리제품 박람회 일시_ ~ 장소_ 러시아 모스크바 홈_ 제7회 중국 상해 국제공업세라믹전시회 일시_ ~ 장소_ 중국 상하이 주최_ 상해세라믹협회 제5회 유리(용융/코팅)세라믹기술교류회 일시_ :00~17:30 장소_ 한국세라믹기술원 이천분원 주최_ 한국세라믹기술원 제23회 이란 국제 타일, 세라믹, 위생 제품 박람회 일시_ ~ 장소_ 이란 테헤란 홈_ 싱가포르 복합소재 전시회 일시_ ~ 장소_ 싱가포르 홈_ 제21회 유리기술인 모임 일시_ 장소_ 여의도 중소기업 중앙회 회관 2층 주최_ 한국세라믹학회 국제 LED&OLED EXPO 2015 일시_ ~ 장소_ KINTEX(3홀, 4홀) 홈_ May

152 세라믹스 자료실 통계 도자기류 수출실적 년 월 품 목 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 천불) 식 기 타 일 위생도기 합 계 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,927 시멘트 수요 공급 현황 자료제공 : 관세청 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 천톤) 년 월 항 목 수요 내 수 수 출 계 생 산 수 입 계 공급 재 고 2 2, ,149 2, , , ,548 4, , , ,217 5, , , ,844 4, , , ,908 4, , , ,448 4, , , ,545 3, , , ,210 4, , , ,070 4, , , ,500 4, , , ,696 3, , , ,089 3, , , ,997 3, , , ,950 4, , 자료제공 : 통계청, 관세청 위생도기 업체별 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 개) 업체명 구 분 전월재고 출 하 생 산 내 수 수 출 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당월재고 계 림 요 업 157,631 36, ,277 24,524 95, ,524 95, ,673 대림비앤코 145,641 95, ,870 89, , , , ,766 아이에스동서 118,504 46, ,162 48, , , , ,886 세 림 산 업 184,392 38,029 99,313 32,248 73, ,248 73, ,173 계 606, , , , , , , ,498 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 152 ceramic korea

153 위생도기 품목별 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 개) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 품 목 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 양변기 130,223 73, ,115 66, , , , ,181 대변기 1, ,243 소변기 43,319 8,799 25,491 8,503 25, ,515 25,101 43,603 세면기 252,902 77, ,943 65, , , , ,283 탱 크 94,321 33,875 92,952 35,062 89, ,062 89,436 93,134 기 타 84,064 22,233 60,121 19,243 52, ,243 52,851 87,054 계 606, , , , , , , ,498 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 내장타일 생산업체별 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : m 2 ) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 업 체 명 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 대동산업 1,219, , , , ,067, , ,067, ,162, 대보세라믹스 545, , ,016, , , , , , 삼영산업 124, , , , , , , , 삼 현 427, , , , , , , , 아이에스동서 460, , , , , , , , 이화산업 51, , , , , , , , (주)KT세라믹 114, , , , , , , , 태영세라믹 176, , , , , , , , 계 3,121, ,394, ,431, ,198, ,549, ,198, ,549, ,317, 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 바닥타일 생산업체별 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : m 2 ) 구 분 전월재고 생 산 출 하 내 수 수 출 계 당월재고 업 체 명 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 당 월 누 계 대동산업 876, , , , , , , , 삼영산업 61, , , , , , , , 삼 현 55, , , , , , , 선경산업 165, , , , , , , , 성일요업 172, , , , , , , , , , 아이에스동서 591, , , , ,001, , ,001, , (주)한보요업 235, , , , , , , , 태영세라믹 14, , , , , , , , (주)KT세라믹 149, , , , , , , , 계 2,323, ,670, ,861, ,689, ,862, , , ,690, ,895, ,303, 자료제공 : 대한도자기 타일공업협동조합 June

154 유리품목별 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 톤) 품목 구분 단위 출하 생산 재고 내수 수출 전월 당월 전월 당월 전월 당월 전월 당월 유리장섬유 M/T 10,193 10,237 6,981 6,938 1,723 1,925 18,352 29,012 차량용안전유리 m2 2,587,618 3,364,110 2,622,016 3,231,501 2, ,447,313 2,487,164 유리용기 M/T 55,833 62,221 42,461 59, ,556 89,873 68,671 자료제공 : 통계청 내화벽돌 생산 출하 현황 2015년 3월 31일 현재 (단위 : 톤) 년 월 항 목 생산 출하 내수 수출 계 재고 2 7,533 8, ,249 16, ,681 7,271 1,058 8,329 16, ,181 7, ,787 17, ,546 7, ,022 18, ,917 7,853 1,134 8,987 16, ,593 8, ,756 17, ,602 7, ,047 16, ,339 6, ,845 18, ,932 11,089 1,341 12,430 13, ,654 6, ,355 15, ,827 8,849 1,717 10,566 13, ,600 11, ,480 9, ,920 8,016 1,070 17,006 8, ,298 8, ,443 9,117 자료제공 : 통계청 154 ceramic korea

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156 세라믹코리아 2015년 6월 5일 발행 통권 325호 1988년 3월 10일 등록(라-3485호) 우) 서울시 서초구 서초대로40길 42 (서초동, 대호B/D 4F) TEL ~6 FAX 정가 14,000원