새로운 금속 소재의 보고(寶庫)가 될 것!

 재료연구소가 운영하고 있는 금속소재 Test-Bed가 기업의 안정적인 신소재 개발을 적극 지원하고 있다.
 금속소재 Test-Bed는 기업이 새로운 금속소재 제품을 시장에 내보내기 전 준양산 규모로 미리 제작해 봄으로써 추후 실제 제품 생산에서 나타날 수 있는 문제점을 최소화하고 제품의 성능은 극대화할 수 있도록 각종 대형장비와 기술을 지원하는 전문 인프라로 재료연구소가 지난 2012년 10월 개소한 이후 지금까지 꾸준히 운영되고 있다.
 특히 사용자의 절반이 중소기업으로 나타나 중소·중견기업의 부족한 연구개발 인프라를 보완하는 데 크게 기여한 것으로 분석된다.
 금속소재의 양산화 검증이 가능한 대형 공정장비 6기를 보유하고 있으며, 관련 전문 연구 및 기술인력이 기업이 필요로 하는 기술지원을 위해 노력하고 있다.

국내 최대 크기 블레이드 인증시험 성공!

 재료연구소 풍력핵심기술연구센터(센터장 박지상)는 국내에서 처음으로 5MW급 해상 풍력터빈 블레이드에 대한 국제 인증을 획득했다.
 해당 블레이드는 지난 5년간 국책과제를 통해 국내 풍력기업과 재료연구소가 공동 개발했다. 길이 68m, 중량 28ton에 달하는 블레이드로 지금까지 국내에서 개발된 블레이드 중 가장 크다.
 블레이드는 풍력터빈의 성능과 수명을 결정짓는 핵심부품으로 지금까지 65m 이상 초대형 블레이드 개발 기술은 독일, 덴마크 등 풍력 선진국만이 보유하고 있었다.
 이번 인증 시험은 재료연구소의 독자적인 기술과 설비로 완료한 것으로 국내 블레이드 기술이 세계적 수준에 이르렀음을 의미한다.
 5MW급 풍력터빈은 향후 해상 풍력터빈의 주력 기종이 될 것으로 기대되며, 현재 국가적 사업으로 추진 중인 서남해안 2.5GW 해상풍력단지 건설에도 중요한 역할을 할 것으로 전망된다.
 재료연구소는 시험기술 고도화를 위한 별도의 R&D사업과 2015년 이후 전담 운영팀 구성 등을 통해 부안 풍력시험센터를 세계 최고 수준의 풍력핵심부품 전문시험평가기관으로 성장시켜 나갈 방침이다.

재료연구소가 갑니다, 중소기업 현장 교육하러!

 재료연구소가 현장 맞춤형 교육을 실시해 중소기업의 애로사항을 시원하게 해결해 줬다.
 경남 창원시 팔용동에 위치한 (주)코텍(대표 최주원)에서 매월 첫째, 둘째, 셋째주 화요일 오후 5시30분부터 7시까지 재료연구소 전기화학연구실 소속 연구원들이 표면처리 현장실무교육을 실시했다.
 재료연구소 연구 인력이 직접 기업을 찾아 (주)코텍 소속 20여명의 연구 및 현장인력을 대상으로 강의했다.

 이 교육은 온전히 한 기업을 위해 마련된 것으로 업체가 생산 현장에서 겪는 기술적 애로 사항을 해결하는 데 필요한 이론과 실무를 접목하여 교육함으로써 효과를 극대화했다.
 교육을 주관한 김 만 책임연구원은 “기업의 현실을 고려한 맞춤형 교육은 출연연 기업 지원의 새로운 모델”이라며 “기업은 전문 지식 향상 및 애로기술을 해결하고, 연구원은 실제 산업 현장에서 필요한 기술 트렌드를 파악할 수 있어 모두에게 도움이 된다”고 말했다.

미세먼지 속 극미량 발암물질도 감지한다!

 최근 황사 등 환경 문제가 대두되고 있는 가운데 재료연구소 소자기능박막연구실 박성규 박사, 김동호 박사 등이 미세먼지 내 존재하는 다이옥신과 같은 인체유해성분을 검출할 수 있는 원천기술을 개발했다. 이 기술은 극미량인 1ppb만 있어도 측정 가능해 환경 및 바이오 센서 부분에서 파급효과가 클 것으로 기대된다.

 이번 연구결과는 재료 및 나노분야 세계적 학술지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)와 영국 왕립학회에서 발간하는 저널 오브 머터리얼스 케미스트리 C (Journal of Materials Chemistry C)에 연이어 표지논문(frontispiece, front cover)으로 선정됐다.
 박 박사는 빛의 산란현상을 기반으로 한 초고감도 분자감지소재를 개발하는 데 성공했다. 이번 기술 개발로 수질 및 대기 속 유해인자 등을 현장에서 신속하고 간편하게 할 수 있을 것으로 기대된다.

유기태양전지 나노소재 완성 전 미리 효율 확인!

 유기태양전지용 나노소재의 효율성을 미리 알아볼 수 있는 새로운 측정법이 개발되어 품질 관리 및 비용 절감 등에 크게 기여할 것으로 전망된다.
 재료연구소 표면기술연구본부 임동찬 박사(연구책임자 이주열 박사)와 울산대학교 조신욱 교수, 성균관대학교 김영독 교수 등 공동연구팀은 유기태양전지가 완성되기 전 소재 단위에서 미세 영역을 분석하는 새로운 측정법을 개발했다. 이를 통해 유기태양전지 속 나노소재의 새로운 역할을 찾아냈으며, 미리 광전 반응 특성을 알 수 있어 보다 쉽고 편리하게 효율성을 예측할 수 있게 됐다.
 유기태양전지에 적용되는 나노소재 중 하나인 플러렌 유도체가 전자의 이동을 원활히 해줄 뿐만 아니라 정공의 이동을 효과적으로 막아 태양전지 효율 향상에 기여하는 것으로 나타났다. 기존 학계에서는 전자의 이동을 원활히 해준다고만 알려졌었다. 이번 기술 개발로 유기태양전지 제조 과정 중에 개별 소재가 태양전지 효율에 미치는 영향을 실시간으로 조사할 수 있어 핵심 소재의 품질 관리가 더욱 효과적으로 이뤄질 수 있다.

구거거나 꼬아도 문제 없어요!

 재료연구소 소자기능박막연구실의 김창수, 김동호 박사와 경북대학교 조성진 교수, 부산대학교 진성호 교수팀이 공동으로 휘어지는 것을 넘어 종이처럼 구기거나 섬유처럼 꼬아도 정상 작동하는 전자소자용 투명전극을 제조할 수 있는 기술을 개발했다.
 은 나노와이어를 이용한 투명전극 제조 기술을 개발해 웨어러블 전자소자(Wearable electronics) 상용화를 앞당길 것으로 전망되며 의료, 스포츠, 섬유 및 식품산업과 같은 다양한 분야에도 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
 이번에 개발한 기술을 적용하면 1,000회 이상 접거나 꼬아도 여전히 기능이 유지될 뿐만 아니라 태양전지에 접목시킬 경우 구겨진 상태에서도 태양빛을 충전할 수 있다.

친환경 에너지원 수소 생산 쉬워진다!

 재료연구소 표면기술연구본부 임재홍 박사팀과 한양대학교 유봉영 교수팀이 폴리머 구체를 이용해 태양광 흡수를 극대화하여 수소를 발생시키는 3차원 산화구리 광 전극 개발에 성공했다.
 이번 연구는 각각 글로벌프론티어사업과 신재생융합원천기술사업을 수행중인 두 팀이 협력하여 이뤄낸 결과로 ‘Journal of Materials Chemistry A’에 게재됐다.
 수소는 무공해 에너지원으로 자동차 등 수송기기나 발전 장비 등으로 사용 가능해 전 세계적으로 관련 연구가 활발하게 전개되고 있다.
 현재 수소를 대체 에너지로 쓰기 위해 물을 전기 분해하는 수소제조법이 일반적으로 사용되고 있으나 높은 전기 비용이 야기돼 태양빛을 이용하는 기술이 주목받고 있다.
 임 박사팀이 이번에 개발한 기술은 태양에너지 이용을 극대화한 것으로 저비용, 친환경적인 방법으로 수소를 제조할 수 있다.
 금속 기판위에 300나노미터 크기의 작은 구슬과 같은 폴리머 구체를 쌓은 뒤 습식 즉 물속에서 전해증착법을 이용하여 용액내에서 산화구리를 2~3마이크로미터의 얇은 막으로 증착하여 3차원의 광 전극을 만들었다.
 전기화학공정 및 풍부한 구리 자원을 이용한 것으로 비교적 간단하고 저렴하게 고효율의 3차원 광 전극을 제조할 수 있다.

콘크리트 이송용 파이프 수명 높이고, 무게 줄이고!

 콘크리트 이송용 파이프의 국내 시장은 350억 원, 세계적으로는 7억 달러 이상이다.
 재료연구소 표면기술연구본부 남기석 박사팀은 파이프의 수명은 5배 이상 길게 하고, 무게는 1/4 줄일 수 있는 기술을 개발, 이전해 세계적인 펌프카 제조사에 공급하게 됐다. 국산화로 인한 수입 대체뿐만 아니라 해외 수출 효과까지 볼 수 있을 것으로 기대된다.
 일반 탄소강관의 경우 마모가 심해 사용수명이 매우 짧으며, 약 1.5만㎥ 정도의 콘크리트를 이송할 수 있다. 남 박사팀이 개발한 기술을 적용하면 8만㎥ 이상 이송할 수 있을 정도로 사용수명이 길다. 8만㎥는 올림픽 규격 수영장(2500㎥) 32개를 채울 수 있는 분량이다.

티타늄 합금 분말 국산화!

 재료연구소는 용접재료 전문 제조업체인 고려용접봉(이하 KISWEL, 공동 대표이사 홍민철, 김현덕)에 티타늄 합금 분말 제조 기술을 이전했다. KISWEL은 이를 통해 품질이 우수하고 저렴한 티타늄 합금 분말을 연 10톤 규모 생산할 수 있는 시스템을 구축했다.
 티타늄 합금 분말 국산화 기술을 개발한 이동원 박사는 흙으로 복잡한 형태의 도자기를 만들듯이 티타늄 합금 분말을 이용해 3차원 형상의 강도가 높고, 가벼우며, 내식성이 우수한 부품을 제조할 수 있다고 설명했다. 해외에서는 이미 상용화 된 기술로 전 세계적으로 약 4,000톤의 티타늄 합금 분말이 제조되어 다양한 산업분야에 적용되고 있다.

 지금까지 재료연구소의 2014년을 연구성과를 중심으로 정리해 보았습니다. 올해 성과를 보니 내년이 더 기대되시죠? 소재강국 대한민국이 되는 그 날까지 재료연구소가 함께 합니다!