[소셜타임스=채동하 기자]

3D 인공장기로 재생 치료 가능할까. 수송용 고속 충방전이 가능한 배터리는 24시간 달릴 수 있을까. 인체에 무해하고 생분해가 가능한 바이오 플라스틱 필름은 지구 환경을 지켜줄까.

한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 소재 분야의 ‘10대 미래 유망기술’로 친환경 바이오플라스틱 필름, 3D 프린팅 인공장기 등 10개를 선정했다고 28일 밝혔다.

향후 10년 내외에 시장에 커다란 변혁을 가져올 수 있는 ’KISTEP 10대 유망기술’은 제조업의 경쟁력 강화를 위해 선정하고 있다.

2009년부터 시행됐으며 2013년부터는 미래사회의 핵심 이슈를 매년 사회적 수요가 높은 기술을 도출하며 기술적 혁신성·시장 파급 효과 고려했다.

올해는 미래 한국 사회의 핵심 이슈로 주력산업인 제조업 관련 ‘소재 기술’을 대상으로 했다.

특히 중국 등의 신흥국 추격에 의한 제조 산업의 경쟁력 약화, 4차 산업혁명 관련 ICT 기술과의 융합 등의 이슈에 대응하는데 초점을 두고 환경, 바이오, 에너지, 전자의 4가지 분야로 구분해 전문가가 참여한 정성적 분석과 인터넷 뉴스, 기술 및 산업 동향 보고서, 논문 DB 등을 이용한 위크시스널 탐색 방법의 정량적 분석을 결합하여 도출했다.

올해 선정된 10대 미래 유망기술은 ▲친환경 바이오플라스틱 필름 ▲손실된 인체 감각을 대체하는 기기용 소재 ▲3D 프린팅 인공장기 ▲불이 안 나는 고성능 고체전해질 ▲수송용 고속 충방전이 가능한 배터리 ▲더 이상 무겁지 않은 초경량 수송체 ▲1억 oC 이상의 극한의 환경을 견디는 차세대 핵융합 소재 ▲스트레처블 디스플레이 ▲자율적으로 수명을 제어하는 화학소재 ▲완전 직물형 웨어러블 소자이다.

· 친환경 바이오 플라스틱 필름 기술

인체에 대한 무해성이 검증된 투명하고 생분해가 가능한 필름 기술이다. 식품이나 의약품 포장재로 적용이 가능하다. 인체에 대한 안정성이 검증되지 않은 기존 포장재 소재를 대체하고 QR과 RF를 이용하여 식품·의약품 관련 제품을 트래킹 하거나 소비자에 정보 제공이 가능하게 할 것으로 보인다.

· 손실된 인체 감각을 대체하는 기기용 소재

인체의 손실된 감각을 재생 또는 복원하거나 증강하기 위한 기술이다. 인체가 느끼는 수준 이상의 감각 감지 능력을 제공하는 센서 기술과 뇌나 신경기 반의 감각 인지,자극디바이스 기술이 융합된 인체 감각을 대체하는 기기의 기술로 꼽힌다. 인간의 고령화로 인해 상실되어 가는 감각기의 대체, 장애인의 손실된 감각 재생 등에 활용되어 삶의 질 개선이 기대된다.

· 3D 프린팅 인공장기

살아있는 세포를 원하는 형상 또는 패턴으로 적층하여 조직이나 장기를 제작할 수 있는 기술이다. 바이오 프린팅의 한 분야다. 신체 장기 수급, 면역 반응 등 이식 치료 시 야기되는 문제 등으로 어려움에 처한 환자의 조직, 장기 등의 재생 치료에 활용될 것으로 예상된다.

3D 프린팅 인공장기. 사진=KISTEP
3D 프린팅 인공장기. 사진=KISTEP

· 불이 안 나는 고성능 고체전해질

고체 상태에서 이온 전도성을 갖는 물질로 기존 리튬이온전지의 발화성 유기 액체 전해질을 대체하여 전지 안전성 및 고에너지 밀도 확보의 획기적인 개선이 가능한 기술이다. 발화 또는 폭발의 위험 없이 1회 충전으로 장거리 이동이 가능한 전기차가 널리 보급된 친환경적 에너지 효율화 사회 구현에 기여할 것으로 보인다.

· 수송용 고속 충방전이 가능한 배터리 기술

현재 100% 충전에 약 6시간 정도가 소요되는 전기차 배터리의 충전시간을 획기적으로 축소하고 동시에 출력 특성도 향상시킨 전기차용 리튬이차전지 제조 기술이다. 커피나 간단한 다과 후 충전이 완료된 전기차를 타고 목적지로 이동하는 사회가 기대된다. 에너지 밀도나 성능의 손실 없는 급속 충전이 가능한 리튬이차전지가 개발돼 상용화된다면 좀 더 여유로운 일상이 될 것으로 기대된다.

· 더 이상 무겁지 않은 초경량 수송체 기술

차세대 기술 자율 주행 엔진기반 차, 하이브리드차, 전기차, 수소연료전지차 등의 미래 수송기기 차체 및 하중 부재용으로 연속섬유 복합재가 사용되는 기술이다. 개인 및 공공 인프라의 넓은 영역을 차지하는 미래 수송기기가 다양한 분야에서 요구되는 에너지 절약, 엄격한 환경규제 조건을 충족시킬 수 있을 것이다.

완전 직물형 웨어러블 소자. 사진=KISTEP
더 이상 무겁지 않은 초경량 수송체. 사진=KISTEP

· 1억 oC 이상의 극한의 환경을 견디는 차세대 핵융합 소재 기술

핵융합 발전 기술의 개발을 위한 디버터(divertor) 소재개발 기술이다. 중수소와 삼중수소의 핵융합 반응으로 발생되는 에너지를 열에너지로 변환하는 블랑켓(blanket) 및 자기장 구조를 이용해 플라즈마로부터 하전입자와 열속을 제거하는 기능을 수행한다. 핵융합 발전로 상용화를 통한 깨끗하고 안전한 대량 에너지원 확보를 가능하게 할 것으로 기대된다.

· 스트레처블 디스플레이 기술

늘였다 줄였다가 가능하고 자유로운 외관의 변형 및 대면적의 저원가 생산을 할 수 있는 진정한 의미의 플렉시블 디스플레이 기술이다. 이 기술은 자유로운 변형이 가능한 Skin 스마트폰, 자유 곡면 이중 곡률(double curvature)의 초박 자동차용 디스플레이, E-skin 패치 디스플레이를 통한 개인 헬스모니터링, 스트레처블 벽면 디스플레이 등을 통한 사물인터넷 활성화에 기여할 것이다.

· 자율적으로 수명을 제어하는 화학소재

외부환경에 대해 전주기적이고 자율적인 자가 보호, 보고, 치유 및 분해 제어를 가능하게 하는 기술이다. 전력이 없거나 저전력 상태에서도 일상생활에서 일어나는 환경의 변화를 감지해 전달할 수 있는 IoT용 소자에 활용될 수 있다. 도로, 교량, 건축물 등에서 발생하는 이상 징후를 스스로 보고하여 재난을 미리 방지하고, 일정 수준까지 물성을 회복하여 구조물의 안전 신뢰도 제고에 기여할 것으로 기대된다.

· 완전 직물형 웨어러블 소자

액서서리 형태의 ‘착용할 수 있는’ IT 기기가 아닌 ‘입는’ IT 기기 기술이다. 섬유, 직제, 의류 기술과 IT 기술이 융합해 직물을 통해 입력, 출력, 처리, 저장 등의 기본적인 전기전자 기능 수행이 가능하다. 기존의 전기·전자·통신 기술이 전자섬유 기술로 융합돼 RFID, 집적회로, 디스플레이, 센서, 나노 제너레이터, 배터리 등 능동형 전자소자를 내장하거나 섬유 자체를 통해 첨단 디지털 기능을 구현할 것으로 내다본다.

완전 직물형 웨어러블 소자. 사진=KISTEP
완전 직물형 웨어러블 소자. 사진=KISTEP

 

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