[Monthly Now] 미래 기술 현주소 살펴보니…‘나노의 시대’ 도래
[Monthly Now] 미래 기술 현주소 살펴보니…‘나노의 시대’ 도래
  • 박금현 기자
  • 승인 2021.12.06 23:44
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Ⓒgettyimagesbank
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한국 과학기술의 미래에 있어 현대 과학은 작은 물질을 관찰하고 연구해 이를 응용하느냐가 관건이다. 만약 세상의 모든 것들이 작게 돼 있고, 그 작은 것에 이보다 더 작은 것이 있다고 가정해보자. 이런 상황이 반복되면서 앞으로 우리 눈에 보이지 않는 세상이 나타날 수 있는 현실이 다가오는 것이다. 이는 나노기술로 가능하다는 것을 보여주는 단면적인 부분이다. 이로 인해 앞으로 나노기술에 대한 미래가 밝다. 향후 생명공학, 의료, 환경, 에너지, 정보통신 등 산업 발전에 기여할 것이란 기대감이 크다. 특히 나노기술은 가전제품도 초소형으로 DNA구조를 이용한 동식물 복제는 물론, 강철 섬유 같은 신소재를 제조할 가능성도 크다. ‘나노세계에 주목해야 하는 이유는 막강한 잠재력 때문이다.

 

나노스에서 유래, 나노 기술 등장 예고

4차 산업혁명 시대를 맞이해 ‘21세기의 연금술로 불리는 나노기술은 보아지 않는 세계에서 무한한 가능성을 실현하고 있다. 이에 21세기를 나노 시대라고 설명하기도 한다. 나노의 어원은 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스(nanos)’에서 유래한 것으로 알려졌다. 실제 나노는 눈에 보이지 않는 수준의 기술이다. 그만큼 작다는 의미로 여겨진다. 1나노미터(nm)10억 분의 1미터(m)로 머리카락 굵기의 8만분의 1 크기에 해당하는 것으로 알려졌다. 예를 들어 지구 크기가 1미터라고 가정한다면 축구공을 나노미터 크기라고 생각할 수 있다는 것이다.

나노기술의 개념은 1959년 미국의 노벨물리학상 수상자인 리처드 파인만 교수가 제시한 것으로 전해진다. 파인만 교수에 따르면 당시 1959바닥에 풍부한 공간이 있다라는 제목의 강연 도중 개별 원자와 분자를 조작하는 과정에 대한 것으로 과학의 발전 속도가 빨라질 수 있다는 가능성을 예고하며 나노기술의 등장을 강조했다. 나노기술은 10억분의 1 수준의 정밀도를 요구하는 극미세가공 과학기술을 뜻한다. 최소의 원료를 활용하되, 성능은 최고로 제품을 생산하는 게 골자다. 나노기술을 이용할 경우 특별한 기능을 가진 신물질과 첨단제품도 생산이 가능하다.

 

나노기술 발달은 어디까지

현재 기술에서 나노기술을 살펴보면 우리 실생활 가까이서 볼 수 있을 정도로 발전했다. LED 형광등, 공기청정기, 세탁기, 노트북, 에어컨, 자외선 차단제 등 우리가 흔히 쓰는 물건에서 접할 수 있다. 또한 나노융합 소재가 전기·전자, 자동차, 항공, 섬유, 정보통신(IT), 디스플레이, 에너지, 인공지능(AI), 의료·바이오, 3D 프린팅, 로봇 등 다양한 산업과 접목될 경우 관련 분야에 따른 변화가 기대가 크다.

나노기술이 발전하면 연필심(흑연)을 다이아몬드로 만들어 낼 수도 있다. 연필심과 다이아몬드는 같은 탄소원자(C)들로 구성됐으면서도 원자의 배열은 다르다. 연필심의 탄소 원자들이 자유롭게 움직여 연필심으로 다이아몬드를 만들 가능성이 있다는 설명이다.

나노기술은 우리가 태양 에너지로부터 사용하는 에너지를 주기 때문에 자동차나 발전소에서 오염물질이 없는 사회로 만들어줄 전망이다. 또 앞으로 의학 기술에서 암세포만 공격해 치료하는 약물전달시스템이나 나노로봇도 등장할 수 있다. 손상된 무릎이나 치아도 나노기술로 대체가능한 소재를 활용해 치료 기간도 짧아질 수 있다고 보고된 바 있다.

기술 개발과 투자에 선두

나노기술에 대한 발전을 제일 먼저 시작한 곳은 미국이다. 지난 2000년 국가나노기술발전계획(NNI)을 발표하면서 세계에서 유일하게 나노기술에 대한 투자를 촉발시켰다. 이어 국내 나노기술 연구개발(R&D)2001년 나노기술종합발전계획을 수립하며 목표는 세계 5대 나노기술 대국을 기반으로 시작을 알렸다. 이와 함께 유럽연합(EU)도 나노기술의 앞으로 가능성을 미래에 비춰 연구와 상용화를 위한 투자에 적극적인 것으로 알려졌다. 연구 프로그램인 ‘Horizon Europe’으로 유럽국가들의 발전에도 속도를 내기 위해 나노기술을 프로그램으로 핵심 기술에 선정하며 투자했다.

정부는 지난해 나노기술분야 연구개발(R&D)5862억 원을 투입했다. 이는 전체 정부 R&D 투자액 대비 3.0%. ‘2019년도 나노기술발전시행계획에 따르면 정부가 오는 2025년 나노기술 분야 투자목표는 8800억 원이다. 이는 전체 정부 R&D 투자 대비 4%. 나노기술에서 가장 큰 시장은 반도체산업이 꼽힌다. 반도체 소자 최소 선폭은 현재 7나노미터 수준까지 도달해 있다. 우리나라는 지난해 기준 최고 기술국 미국 대비 84%로 추정되는 나노과학기술수준을 오는 202592%까지 끌어올리기 위해 계획도 내놨다.

나노기술을 활용하는 기업들도 매년 증가하는 추세다. ‘2020 나노융합산업조사결과에 따르면 2019년 국내 나노융합 기업 수는 809, 매출액은 142조 원, 종업원수는 15만 명 수준으로 조사됐다. 중소기업의 경우 88.8%를 차지했고, 중견기업이 73(9%), 대기업이 18(2.2%)로 나타났다. 분야별로는 나노소재(41.0%, 나노장비·기기(31.1%, 나노전자(18%), 나노바이오·의료(9.8%)순으로 확인됐다.

아울러 4차산업 혁명 시대에 진입하면서도 나노기술의 역할과 중요성이 커지고 있는 게 사실이다. 4차 산업혁명 시대에서 인공지능 기술도 중요하지만, 나노기술과 생명공학이 결합한 나노생명공학분야 연구가 활발해지면서 부각되고 있기 때문이다. 이 외에도 인공지능과 로봇기술, 데이터, 생명공학 기술이 나노 기술과 결합해 다른 차원의 변화를 만들어 내기 위해 연구를 하고 있다.

미래사회를 대비해 앞으로도 나노 기술을 확보할 전략적 접근과, 이를 실현할 실행 방안을 담은 기술은 앞으로 기대되는 바가 크다. 나노기술이 우리가 상상하는 세계를 구현해낼 수 있을지 여부에 관심이 집중된다.



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