스트레처블 디스플레이, 3D프린팅 인공장기 등 소재기술이 뜬다

↑ 삼성디스플레이가 개발한 스트레처블 디스플레이의 모습. 최대 12㎜ 깊이로 변형이 가능하다. [사진 제공 = 삼성디스플레이]

늘였다 줄였다 자유롭게 변형할 수 있는 스트레처블 디스플레이, 살아 있는 세포로 원하는 형태의 조직이나 장기를 출력하는 3D 프린팅 인공장기, 인체에 무해하고 생분해가 가능한 바이오플라스틱 필름…. 이 같은 혁신적인 첨단 소재 기술이 향후 제조업을 일으켜 세울 것이란 전망이 나왔다.
한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 미래 한국사회의 핵심 이슈로 제조업 관련 소재 기술을 꼽고, 이 분야에서 향후 10년 내외에 시장에 대변혁을 가져올 것으로 예상되는 '2019년 KISTEP 10대 유망기술'을 선정해 28일 발표했다. KISTEP은 "중국 등 신흥국의 추격에 의한 제조 산업의 경쟁력 약화, 4차 산업혁명 관련 정보통신기술(ICT) 기술과의 융합 등 이슈에 대응하기 위해 올해는 기반기술인 소재 분야에서 미래유망기술을 꼽았다"고 밝혔다.
이번 10대 유망기술에는 △친환경 바이오플라스틱 필름 △손실된 인체감각 대체기기용 소재 △3D프린팅 인공장기 △비화기성 고체전해질 △수송용 고속 충방전 배터리 △초경량 수송체 △1억 도 이상의 극한 환경을 견디는 차세대 핵융합 소재 △스트레처블 디스플레이 △자율 수명제어 화학소재 △완전 직물형 웨어러블 소자 등이 꼽혔다.
임현 KISTEP 정책기술본부 기술예측센터 선임연구위원 연구진은 먼저 환경, 바이오, 에너지, 전자 등 4가지 세부 분야에서 사회적 파급효과가 큰 33개 유망 제품·서비스 후보군을 발굴했다. 이를 바탕으로 기술적 혁신성, 시장 파급효과, 10년 내외 실현 가능성 등 3가지 평가기준 아래 관련 분야 산학연 전문가들의 검토를 거쳐 10대 미래유망기술을 최종 선정했다.
이번에 선정된 미래유망기술 가운데는 ICT와 바이오를 융합한 기술이 눈길을 끈다. 손실된 인체감각 대체기기용 소재는 사고나 암, 노화 등으로 손실된 인체의 감각을 재생, 복원하거나 증강하기 위한 기술로 로봇의족, 인공피부 등에 활용될 수 있다. 3D프린팅 인공장기 역시 환자 맞춤형 재생의료를 실현하는 데 필요한 핵심 기술이다. 친환경 바이오플라스틱 필름은 식품·의약품에 부착돼 제품의 신선도, 유통 과정 등 정보를 추적할 수 있도록 하는 '트래킹 서비스'에 활용 가능하다.
전기차 시대가 도래하면서 전기차 성능을 결정지을 수 있는 소재기술에 대한 수요도 높아졌다. 발화, 폭발 등 대형사고를 막을 수 있는 비화기성 고체전해질이 대표적이다. 기존 리튬이온전지의 발화성 유기 액체전해질을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모은다. 100% 충전하는 데 6시간이 걸리는 전기차 배터리 충전시간을 획기적으로 줄일 수 있는 배터리 기술과 에너지 절약을 위해 차체를 경량화 할 수 있는 수송체 기술 역시 전기차 보급에 매우 중요한 요소다.
기존의 한계를 뛰어넘어 완전히 새로운 서비스를 제공할 수 있는 차세대 소재기술도 10대 미래유망기술에 이름을 올렸다. 무한에 가까운 태양에너지의 근원인 핵융합 반응을 인공적으로 일으켜 에너지를 얻는 핵융합에너지 발전시설의 핵심인 핵융합로는 1억 도 이상의 극한환경을 견디는 소재로 만들어져야 한다. 현재 한국은 세계 7개국이 공동으로 프랑스 카다라쉬에 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER)에 들어가는 핵심 부품 중 하나인 블랑켓을 제작, 조립하고 있다.
스트레처블 디스플레이 기술은 이달 25일(현지 시간)부터 스페인 바르셀로나에서 열린 세계 최대 모바일기기 전시회인 '모바일월드콩그레스(MWC) 2019'에서도 핵심 화두였다. 세계 굴지의 IT기업들이 자유로운 변형이 가능한 스마트폰을 개발하기 위해 앞다퉈 경쟁하고 있다. 그 밖에 외부환경을 인식해 스스로 소모전력을 조절하는 자율 수명 제어 화학소재, 옷 위에 착용하는 게 아니라 직물 자체가 IT 기기가 되는 완전 직물형 웨어러블 소자가 유망할 것으로 예측됐다.
KISTEP은 2009년부터 매년 향후 한국사회에 크게 영향을 미칠 핵심 트렌드를 선정하고 이에 대응하는 유망기술 발굴해왔다. 임 연구위원은 "이번 10대 미래유망기술은 산학연 R&D 기획의 기초자료로서 한국이 소재 분야의 경쟁력을 강화하고 주력산업인 제조업의 위기를 극복하는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.
[송경은 기자]