코로나19가 한창 창궐하던 지난해 7월, 국내에서는 반도체 핵심공정을 활용한 코로나바이러스 진단칩 내장 카트리지가 식품의약품안전처로부터 수출허가 승인을 받아 주목을 끌었다.
반도체 기술을 활용한 코로나 진단칩이 내장된 카트리지 승인은 세계 최초로 이루어졌기에 당시 전 세계 진단업계도 많은 관심을 보였다. 반도체 기술을 활용한 진단칩이 개발된 만큼, 코로나바이러스를 보다 정확하게 진단할 수 있을 것으로 기대를 모았기 때문이다.
나노기술원이 지원한 : 코로나19 진단키트의 개요 ⓒ 나노기술원
기존의 카트리지는 튜브를 활용한 방식이었기 때문에 바이러스 확진 여부만 판단할 수 있었다. 그러나 반도체 기술이 적용된 진단칩 내장 카트리지는 바이러스 갯수까지 정량적으로 측정할 수 있어서 정확도가 훨씬 높다.
이처럼 획기적인 기술을 개발한 곳은 한국나노기술원(KANC)이다. 일반 국민들에게는 생소한 이름의 연구기관이지만, 한국나노기술원은 보유하고 있는 첨단 반도체 공정서비스를 활용하여 국민 생활에 밀접한 기술을 개발하기 위해 오늘도 업무에 매진하고 있다.
나노 기술은 이종 산업을 융합할 수 있는 첨단 기술
나노(nano) 기술은 인류가 지금까지 보지 못했거나 인지하지 못했던 초미시 영역을 다루는 기술이다. 디지털 기술과 함께 또 하나의 산업혁명을 주도하게 될 첨단 기술임과 동시에 기술입국을 위해 우리나라가 반드시 확보해야 할 국가적 기반 기술이다.
특히 나노기술은 서로 다른 성격의 기술을 연계해 줄 수 있는 다리가 될 수 있는 기술이다. 예를 들면 바이오 분야와 전자 분야를 나노 기술을 이용하여 전혀 다른 새로운 산업을 융합할 수 있는 것이다.
이와 같이 나노기술은 기술 간 협력을 통해 새로운 시장을 창출함과 동시에 막대한 부가가치를 생성함으로써, 거의 모든 산업 분야로의 파급효과를 기대할 수 있는 첨단의 기술 영역이다.
나노 기술은 이종산업 간의 경계를 허무는 융합 기술이다 ⓒ 나노기술원
한국나노기술원은 이같은 나노기술의 확산을 위해 과학기술정보통신부와 경기도 지방정부가 공동으로 설립한 연구기관이다. 지난 2003년도에 설립된 나노기술원은 그동안 우리나라 반도체 업계의 위상을 구축했고, 잠재성이 기대되는 분야인 미세전자제어기술(MEMS)과 사물인터넷(IoT) 등의 영역에서 든든한 지원자 역할을 담당하고 있다.
한국나노기술원의 설립목적은 나노기술개발촉진법에 언급되어 있다. 나노기술개발촉진법 제11조에 언급되어 있는 것처럼, 나노소자와 화합물 반도체 분야의 연구개발을 구축함으로써 나노기술의 국가경쟁력을 제고하고 관련 산업발전에 기여하는 것을 목적으로 한다.
또한 한국나노기술원은 세계 수준의 나노공정 기술을 보유한 최고의 나노기술 개발 및 지원기관으로 도약하는 비전도 꿈꾸고 있다. 이를 위해 나노기술 분야의 최고 지식 집단으로서 그 역할을 충실히 수행할 수 있도록 오늘도 배전의 노력을 다하고 있다.
나노팹 시설 서비스로 영세한 대학의 연구지원
한국나노기술원은 최근 과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘2021년 나노팹 시설 활용지원 사업’에 참여할 대학 연구자를 모집했다. 모집 대상은 대학소속 연구자로서 나노팹(nanofab) 활용이 필요한 연구자들이다.
나노팹이란 nano와 fab이 합친 조합어다. fab이란 가공을 의미하는 단어인 fabrication의 준말로서, 일반적으로 반도체를 만드는 시설을 통틀어서 소개할 때 사용한다.
반도체를 제조하는 과정은 다른 제조업들과는 달리 훨씬 정교하고 복잡한 공정이 요구된다. 따라서 공장설비를 뜻하는 factory 대신에 fabricatoin을 많이 사용한다는 것이 나노기술원 측의 설명이다.
예를 들어 현재의 반도체 기술로는 대략 선폭이 90㎛ 정도까지의 구조물을 만들 수 있다. 하지만 나노기술을 적용하면 이보다 훨씬 더 정교한 구조물을 만들어 낼 수 있게 되는데, 이처럼 아주 작은 구조물을 만드는 설비를 나노팹이라고 부르는 것이다.
문제는 이처럼 정교하고 복잡한 설비이다보니 비용이 만만치 않다는 점이다. 구입은 고사하고 빌려쓰는 것조차 비용 부담이 크다보니, 이제 막 창업한 스타트업이나 자금 사정이 넉넉하지 못한 대학의 경우는 나노팹 사용이 그림의 떡일 수밖에 없다.
미세전자제어기술인 MEMS에도 나노기술이 활용되고 있다 ⓒ 나노기술원
이 같은 문제를 해소하기 위해 한국나노기술원이 야심차게 준비한 방안이 바로 ‘나노팹 시설 활용지원 사업’이다. 기술원이 보유하고 있는 나노팹 관련 첨단 연구장비를 스타트업이나 대학들이 부담없이 사용할 수 있도록 하여 연구능력 제고는 물론 나노기술 개발의 확산을 촉진하자는 것이 사업의 목적이다.
지원사업에 선정된 스타트업이나 대학은 나노기술원에 구축되어 있는 최첨단 나노팹 장비들 중 활용 가능한 장비에 대해 이용료의 65~75% 범위 내에서 지원받을 수 있다. 특히 신진 연구자와 여성 연구자, 그리고 지방대학 연구자 등의 경우는 90%의 정부지원금을 지원받는 혜택까지 누릴 수 있다.
한편 나노기술원이 추진하는 사업 중에는 나노팹 시설 활용지원 만큼이나 중요한 ‘연구지원 역량강화를 통한 미래성장 동력 육성 사업’도 있다. 창조적이고도 지속가능한 기술개발의 전략적 기술제휴를 통해 참여 기관들의 협업을 강화하자는 취지로 추진되고 있다.
연구지원 역량강화를 통한 미래성장 동력 육성사업 사례로는 나노기술원과 KIST 나노양자가 공동으로 협력했던 ‘나노 양자소자 및 IT 융합시스템 개발 사업’을 들 수 있다.
나노기술원의 시설 및 장비 활용을 기반으로 하여 나노 양자 소자 및 IT 융합시스템 개발을 목표로 하는 이 사업을 통해, KIST는 양자암호 통신 기술을 개발하는 성과를 거뒀다.
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'붉은 행성' 화성에서 고대 생명체 흔적을 확인하기 위해 로버가 활동 중이지만 이를 찾아내는 것이 예상보다 훨씬 더 어려울 수 있는 것으로 나타났다. 이 로버들은 약 5㎝를 드릴로 뚫고 토양과 암석 시료를 채취하는데, 화성 표면에 내리쬐는 우주선(線)으로 고대 생명체 흔적이 있었다고 해도 모두 분해돼 적어도 2m 이상 파고들어야 하는 것으로 제시됐기 때문이다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 고더드 우주비행센터의 알렉산더 파블로프 박사가 이끄는 연구팀은 화성 환경 조건을 만들어 고대 생명체의 증거가 될 수 있는 아미노산의 분해를 실험한 결과를 과학저널 '우주생물학'(Astrobiology)에 발표했다.
지구온난화로 기온이 억제 목표인 산업화 이전 대비 2℃ 이상 오르면 절정을 찍고 다시 떨어진다고 해도 이후에도 수십년에 걸쳐 생물다양성을 위협할 것이라는 비관적 전망이 나왔다. 지구촌이 합의한 기온 상승 억제 목표를 최종적으로 달성해도 중간 과정에서 이를 넘어서면 파괴적 영향이 이어지는 만큼 일시적으로라도 이를 넘어서지 않도록 시급한 조치가 필요하다는 것이다.
전남대학교는 허민 교수(지구환경과학부·한국공룡연구센터장)연구팀이 익룡의 군집 생활을 증명해 주는 발자국 화석을 세계 최초로 발굴했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 최근 중생대 백악기에 만들어진 전남 화순군 서유리 공룡 화석지에서 2∼6㎝ 크기의 익룡 발자국 350여개가 무더기로 남아있는 화석들을 발견했다. 발견 당시 익룡 발자국들은 거의 빈틈이 없을 정도로 빽빽하게 밀집돼 있으며, 앞·뒷발이 선명하게 보일 만큼 보존 상태도 양호한 것으로 나타났다.
과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국과학창의재단은 과학종합캠프인 '제1회 청소년과학대장정'에 참가할 중학생 100명을 28일부터 다음 달 13일까지 모집한다고 27일 밝혔다. 과학대장정은 우주·항공 분야와 기후·에너지 분야 등 2개 주제로 진행되며, 학생들은 8월 9일부터 13일까지 4박 5일간 전국 출연연, 대학, 기업, 과학관, 공공기관 등을 탐방한다.
남아프리카공화국 요하네스버그에서 북서쪽으로 약 40㎞ 떨어진 '스테르크폰테인(Sterkfontein) 동굴'은 인류의 공통 조상인 오스트랄로피테쿠스 속(屬) 화석이 가장 많이 발굴돼 '인류의 요람'으로 알려져 있다. 1936년 첫 발굴이후 '미시즈 플레스'(Mrs. Ples)와 '리틀 풋'(Little Foot) 등 인류사 연구에 중요한 단서가 된 화석들이 잇달아 나왔으며 1999년 유네스코 세계문화유산에 등재되기도 했다.
잉여 영양분을 세포 안에 축적해 살이 찌게 하는 '백색 지방세포'를 영양분을 태워 없애는 '갈색 지방세포'로 바꾸는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 고명곤 교수팀이 전북대 안정은 교수팀과 공동으로 TET(Ten-eleven translocation) 단백질을 억제하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포화 되고, 기존 갈색 지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진한다는 사실을 발견했다고 26일 밝혔다.
'유유상종'(類類相從)이라는 말처럼 몸에서 나는 냄새가 비슷한 사람끼리 서로 알아보고 친구가 될 가능성이 높다는 과학 연구 결과가 나왔다. 또 친구를 맺은 사람들이 낯선 사람들보다 체취가 비슷할 가능성이 높으며, 냄새 판별 기기인 전자코(eNose)를 통해 체취를 확인하면 서로 낯선 두 사람이 친구가 될 수 있는지도 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 '케미가 맞는다'라는 말을 많이 해왔는데 실제로 후각 차원에서 화학(chemistry)이 작용하는 셈이다.