하이테크2020전략'과, 독일의'나노기술 Action Plan 2015'을 통해 본 독일의 나노기술 정책 동향과 시사점

독일의 나노기술 정책 동향과 시사점

2015. 11.

국가나노기술정책센터

전통적으로 공업 및 제조 산업이 발달하였으며 이들 산업들의 글로벌 경쟁력 을 강화하기 위해 나노기술을 미래 산업을 이끌어갈 핵심 기술로 인식하였습니다. 이에 나노기술에 대한 연구개발 정책 및 이를 위한 지원정책 그리고 관련 법규 제정 등 나노 기술의 안전한 구현을 위해 다각도로 전략을 수립하여 진행하고 있습니다. 그 중 하나로 ‘하이테크 전략’을 고수하고 있으며, 하이테크 전략을 기반으로 한 ‘하이 테크 2020 전략’은 과학, 산업 간 협력을 강화하고 혁신을 통한 미래의 프레임워크를 개선하여 선도 시장을 창조하는 것을 목표로 하고 있습니다. 또한 나노기술의 지속적이고 안전하며 성공적인 사용을 보장하기 위한 중소기업 지 원, 새로운 선도 혁신, 위험성 연구 및 나노기술의 기회와 효과에 대한 공공 대화 개최 등 다양한 활동에 대한 공동 접근을 이끌어 내기 위해 연구, 교육, 경제, 정치, 사회 분 야의 전문가들과 협력하여 ‘Nano Initiative-Action Plan 2015’를 발표하였습니다.

본 보고서는 독일의 나노기술관련 ‘하이테크 2020 전략’과 ‘나노기술 Action Plan 2015’의 세부사항을 살펴봄으로써 나노기술을 이용하여 대한민국의 글로벌 경쟁력 강화 를 위해 우리가 어떠한 대책을 수립하여야 하는지에 대한 다양한 측면의 정책적 시사점 을 제시하고자 하고 있습니다. 끝으로 본 보고서 집필에 참여한 국가나노기술정책센터 배성훈, 강상규, 신광민, 윤진선, 김준현 연구원 및 한양대학교 김민관 교수의 노고에 감사드립니다. 2015년 11월 국가나노기술정책센터 소장 　

연구보고서는 유럽연합의 중심국가인 독일이 나노기술의 지속적인 성장을 위해 어떠한 전략과 계획 및 대책을 수립하고 추진하고 있는지에 대해 조사·분석 하여 주요 시사점을 도출하였음. 나노기술분야에서 유럽 내에서 가장 선두적인 독일의 나노기술관련 정책방향, 나노기술 인프라와 네트워크, 혁신과 연구개발 실천방안 등을 살펴보고자 하며, 부분적으로 독일제조업혁신과 나노기술 현황을 정리해 보았음. 독일은 미래의 번영을 위한 지식기반 사회로 발전을 지속시켜 나가기 위해 ‘하 이테크 전략’을 고수하고 있으며, 하이테크 전략을 기반으로 한 ‘하이테크 2020 전략’은 과학, 산업 간 협력을 강화하고 혁신을 통한 미래의 프레임워크를 개선하 여 선도 시장을 창조하는 것을 목표로 하고 있음. 독일정부는 나노기술의 지속적이고 안전하며 성공적인 사용을 보장하기 위한 중소기업 지원, 새로운 선도 혁신, 위험성 연구 및 나노기술의 기회와 효과에 대한 공공 대화 개최 등 다양한 활동에 대한 공동 접근을 이끌어 내기 위해 연구, 교육, 경제, 정치, 사회 분야의 전문가들과 협력하여 ‘Nano Initiative-Action Plan 2015’를 발표하였음. 또한 라이프니츠 연구소 나노기술 네트워크, 프라운호퍼 NANOTECH, “Nano in Germany” 계획, 독일 나노기술 협회 등 다양한 연구기관은 내부적으로 나노기 술 협력 그룹을 구성하여 나노기술 네트워크를 강화 할 뿐 아니라 이를 통해 자체 적인 나노기술 전략을 세워가고 있음. 이와 함께 나노기술을 대중들에게 알리고 안정성을 확보하는 활동을 통해 나노 기술을 연구자 중심에서 소비자 중심으로 이전시키는 노력을 하고 있음. 이는 나 노산업이 활성화될 수 있는 범국가적 기반을 다지기 위함임. 본 보고서는 독일의 나노기술관련 ‘하이테크 2020 전략’과 ‘나노기술 Action Plan 2015’의 세부사항을 살펴봄으로써 나노기술을 이용하여 대한민국의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 우리가 어떠한 대책을 수립하여야 하는지에 대한 다양한 측면의 정책 적 시사점을 제시하고자 함.

1장 서론 ··· 1

제2장 독일의 나노기술 정책 현황 ··· 2

제1절 국가적 연구 지원 ··· 2

제2절 독일의 나노기술 경쟁력 ··· 7

제3절 독일의 하이테크 2020 전략 ··· 10 제4절 나노기술 액션플랜(Action Plan Nanotechnology 2015) ··· 15 제3장 독일의 나노기술 인프라 ··· 17 제1절 나노기술 연구소 ··· 19 제2절 나노기술연합 ··· 21 제3절 나노기술 교육기관 ··· 22 제4절 기타 인프라 ··· 26 제4장 독일 나노기술의 안전성(EHS)관련 정책 ··· 30 제1절 국민 보건/ 소비자 보호/ 식품 안전 ··· 31 제2절 인간에게 미치는 영향 ··· 33 제3절 산업안전 ··· 34 제4절 환경에 미치는 영향 ··· 35 제5장 독일 나노기술의 경쟁력 확보 ··· 37 제1절 독일 생산업과 진흥정책 ··· 38 제2절 중소기업 진흥 정책 ··· 39 제3절 재단 재정과 기본조항 ··· 41 제4절 국제적 활동(유럽연합의 지원) ··· 44 제6장 결론 및 시사점 ··· 45 부록 1. Action Plan Nanotechnology 2015(번역본) ··· 47

[ 1] 독일 정부의 ‘Nano Initiative-Action Plan 2015’ ··· 3 [그림 2] BMBF의 투자 규모 및 투자 항목 ··· 5 [그림 3] 독일의 나노기술 지원(2009~2011) ··· 6 [그림 4] 독일의 나노기술 관련기관 증가 추이 ··· 7 [그림 5] 독일의 ISI-Index 논문 게재 수 ··· 8 [그림 6] 유럽특허청(EPO)에 등록된 특허 건수 ··· 9 [그림 7] 독일의 나노기술 투자 프로세스 ··· 9 [그림 8] 하이테크 2020 전략의 5대 수요 분야 ··· 11 [그림 9] 하이테크 2020 전략의 10대 프로젝트 ··· 13 [그림 10] 독일의 나노기술 액션플랜 2015 ··· 15 [그림 11] 독일의 나노기술 관련 기관 분포도 ··· 18 [그림 12] 독일 일메나우 공대 캠퍼스 ··· 24 [그림 13] 독일 잘란트 대학 캠퍼스 ··· 26 [그림 14] Nano-Map ··· 28 [그림 15] NANO TRUCK ··· 29 [그림 16] 유럽연합의 나노기술 지원액 및 독일의 지원액 ··· 44 [부록 그림 1] 독일의 나노기술 관련 기관 분포도 ··· 53 [부록 그림 2] 호엔슈타인 연구소(Hohenstein Institute)가 제시한 성분표시의 예 ··· 90 [부록 그림 3] 나노 분야 기업에서의 직업교육 ··· 95 [부록 그림 4] “특성화와 분석” 영역에서 나노 전문분야의 지속적인 교육 수요 ··· 97

제1장

서론

재원으로 수출지향적인 독일은 미래시장과 밀접한 경쟁력을 갖고 있는 나라이 기 때문에 독일연방정부의 혁신정책을 위해서는 나노기술과 같은 분야가 필수이다. 2009년 독일은 세계경제의 위기와 금융위기로 국민총생산이 4.8% 감소하면서, 경제 적으로 어려움을 겪었다. 특히 수출이 약 19% 하락하는 이례적인 수치를 기록하면서, 오랫동안 지켜온 세계 최대 수출국이라는 타이틀을 중국에게 넘겨야만 했다. 이에 따라 독일 경제의 미래는 수출원동력 및 생산성향상에 대한 문제해결의 핵심기술(key technology)을 얼마나 잘 활용하는가에 달려있다. 한편 현재 시장에는 나노기술을 활용 한 처리방식과 구성요소 없이 생산된 최첨단 제품이 존재하지 않는다. 이러한 나노기술 의 영향력에 따라 2015년의 전 세계적 나노기술 산업 전반의 시장규모는 1조 유로가 넘을 것으로 예상된다. 독일의 가장 혁신적인 과학기술분야에서 나노분야의 연구는 전 체 R&D예산의 14%를 차지한다. 즉 독일연방정부는 경제 부흥 및 국민의 안전과 평안 을 위해서 나노기술의 혁신과 지속적인 가속화를 목표로 하고 있다. 독일의 나노기술은 기계공학, 전자공학, 광학, 자동차 제조, 화학, 제약분야에서 세계 적 경쟁력을 유지할 수 있는 기반이 되고, 독일 경제를 발전시켜나갈 수 있는 혁신 수단 으로 평가받는다. 독일에서 나노기술 연구개발 투자는 산업 총 매출의 10%대를 기록하 고 있으며 산업에서는 나노소재, 나노공정 측정장비, 나노분석, 나노기술 최적화부품 및 시스템, 기술이전, 나노기술 분석 및 연구용역 등의 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 독일 정부는 나노산업이 활성화 될 수 있는 기반을 다지기 위해 나노기술을 연구자 중심에서 소비자 중심으로 전환하는데 노력하고 있으며, 나노기술들을 대중에게 알리고 나노기술의 안전성 확보에 주력하고 있다.

제2장

독일의 나노기술 정책 현황

1절 국가적 연구 지원

1.

정부의 지원 활동

2006 독일 정부는 지구촌 도전 과제 해결에 기여하고 지하자원이 풍부하지 않은 환경에서 수출 중심형 국가로서 미래의 글로벌 시장을 선도하기 위해 최첨단 기술 전략(High-Tech Strategy)을 제시하였다. 이 최첨단 기술 전략은 의학, 기후, 에너지, 환경, 이동성, 통신 등 사회 적으로 중요한 분야에서의 연구개발 정책 수립과 혁신을 그 목표로 한다. 특히 최첨단 기술 분야에서 나노기술은 독일이 지닌 기술적인 잠재력을 계속적으로 이끌고 혁신적인 가치사슬을 창조해 내기 위해 그 중요성이 점차 증대되고 있으며, 2006년부터 “나노기 술 액션플랜 2010”을 기반으로 8개의 정부 부처가 함께 협력을 시작하였다. 독일연방 교육연구부(BMBF)의 주도 하에 “Nano Initiative-Action Plan 2015”의 실현을 위해 독일연방 노동⋅사회부(BMAS), 식량⋅농업⋅소비자 보호부(BMELV), 보건부(BMG), 환경⋅자연보호⋅핵안전부(BMU), 교통⋅건설⋅도시개발부(BMVBS), 국방부(BMVg), 경제⋅기술부(BMWi)가 참여하였다. “Nano Initiative-Action Plan 2015”는 중소기업 지원, 새로운 선도 혁신, 위험성 연구 및 나노기술의 기회와 효과에 대한 공공 대화 개 최 등 다양한 활동에 대한 공동 접근을 이끌어 내는 데 일조하였다.

2011년 초 독일 정부는 나노기술의 지속적이고 안전하며 성공적인 사용을 보장하기 위해 연구, 교육, 경제, 정치, 사회 분야의 전문가들과 협력하여 “Nano Initiative-Action Plan 2015”를 발표하였다. “Nano Initiative-Action Plan 2015”는 나 노기술의 경제적 활용, 나노소재 및 나노기술의 책임 있는 취급, 프레임워크의 발전, 공 공 토론 등을 메인 정책으로 소개하고 있다. 특히 주목할 만한 부분은 나노기술 지원활 동이 자율적으로 정부 각 부처별로, 즉 개별적으로 이루어진다는 것이다. 또한 이러한 개별 지원에 대한 정기적인 정보교환을 통해 공동 전략이 수립, 논의 되고 있다. 한편 나노 위험성에 대한 연구결과를 기반으로 적합한 법적 규제 장치가 이루어지고 있으며, 이를 통해 나노소재의 안전하고 책임 있는 취급을 보장함과 동시에 국제적 산업 경쟁력 및 혁신을 제한하지 않는 환경을 조성하려고 하고 있다(그림 1).

[ 1] 독일 정부의 ‘Nano Initiative-Action Plan 2015’ : 독일연방 교육연구부(BMBF)

2.

교육연구부(BMBF)의 지원 활동

연구 및 개발은 독일연방 교육연구부를 통해 주도적으로 20년 이상 지원 이 이루어지고 있다. 지원 초기에는 나노기술 기초연구분야에 비중을 두었다면 이후 계 속되는 지원을 통해 기술 응용 분야로 확대 되었다. 협력 프로젝트를 통해 산업, 특히 중소기업과 학계 간의 밀접한 네트워크가 형성되어 연구개발의 결과를 실제적으로 구현 하는 데 가장 효율적인 기반이 마련되었다. 2006년 이래로 나노기술 위험성에 대한 연 구지원이 강화 되었으며 인간과 환경에 대한 합성 나노소재의 효과에 대한 연구를 위해 연구기관, 대학기관, 산업기관 간의 협력이 진행되었다. 나노기술 위험성 프로젝트의 핵 심 연구 분야는 인간과 환경에 대한 합성 나노소재의 영향 및 나노기술의 책임 있는 사 용에 관한 것이다. 2006년 이후 세계 시장의 흐름을 파악하고 전략적으로 장기적 관점 에서 상당한 경제적 발전을 이룩할 수 있는 과학, 경제, 정치 분야의 대표들로 구성된 혁신연합이 창설되었다. 이 혁신연합은 나노기술을 기반으로 유기발광다이오드 (OLED), 유기태양전지(OPV), 탄소나노튜브(Inno.CNT), 리튬이온배터리(LIB), 분자 이미징(MoBiTech) 기술 분야를 연구하기 시작 하였다. 이러한 나노기술 연구 지원 외에도 성공적인 혁신 정책을 위해 연구 주제에 부합하는 대책 수립에 대한 중요성이 부각되었다. 이는 1990년대 초 이래로 기술 예측, 혁신 및 기술분석, 혁신지원 대책 등의 형태로 나타나기 시작하였다. 국민의 나노기술에 대한 관 심과 이해를 높이는 나노트럭 프로젝트(NanoTruck), 나노기술분야 중소기업 지원을 위 한 프로그램(NanoChance), 나노기술 전문 후진양성을 위한 지원프로그램(NanoMatFutur)

여기에 속한다. 다양한 지원 대책들 중 여러 부분이 나노소재의 안정성에 대한 의 구심 해결 및 나노기술 전문지식의 소개 등을 다루고 있어 국민들이 나노트럭 또는 인 터넷 웹페이지(www.nanopartikel.info, DaNa) 등을 통해 나노기술의 기회 및 위험성에 대해 쉽게 접근 할 수 있게 하였다. 이 인터넷 웹페이지는 나노기술에 대한 문외한부터 전문가들에 이르기까지 쉽게 이해 할 수 있는 정보를 제공하여 주며 다양한 정보를 교 환 할 수 있게 한다. 독일연방 교육연구부의 연구 지원액은 2011년 기준으로 약 2억 2,200만 유로 이며 이를 통해 약 1,700여 개의 프로젝트가 지원 받고 있다. 이 중 43%는 산업 분야에, 57%는 공공 연구기관에 지원 되고 있으며, 연구 분야 중에는 나노기술 신소재 연구 분 야가 약 40%로 가장 많은 점유율을 차지하고 있다. 또 2011년 기준 약 1,800만 유로가 나노기술 안전성 연구 프로젝트 분야에 지원 되고 있다.

3.

정부의 재정 지원

■ 나노기술 연구개발을 위한 지원 1993년부터 나노기술에 대한 정부의 지원은 점차적으로 증가하였다. 독일연방 교육 연구부(BMBF)는 독일의 나노기술 분야의 투자를 주도하여 진행하고 있으며 현재 2억 유로 이상의 투자를 지속하고 있다(그림 2).

2014년 현재는 NanoCare, NanoNatur, NanoTruck 등 나노기술의 안전성 및 대중화 에 집중하고 있다. ■ 나노기술 안전성 및 위험성 평가 독일연방 교육연구부(BMBF)는 기업과의 협력을 통해 나노기술 분야의 학문적 갭을 채워 나가고 위험성인식을 위한 대책과 위험성 최소화를 위해 2009년부터 2013년 사 이 약 20개의 프로젝트에 약 3,600만 유로를 투자 하였다. 그 중 NanoCare 프로젝트는 나노 합성소재의 생산, 처리, 사용에서 사람에게 발생 할 수 있는 효과 및 부작용을 연구하며 NanoNatur 지원 프로젝트를 통해서는 나노 합성소 재가 환경에 미치는 영향을 연구하고 그에 합당한 대책을 연구개발 한다. 독일 연구협회(DFG)는 “나노입자의 생물학적 효과” 프로그램을 통해 나노입자와 생 물학적 시스템간의 상호 작용을 연구하는 프로젝트를 지원한다. 2011년부터 시작된 QNano 연구 프로그램을 통해 나노소재의 안정성을 연구하고 여 기에는 27개의 유럽 연구기관이 함께 참여하고 있다.

나노기술 분야 공공 지원 NanoChance는 나노기술 분야의 개별 및 공동 프로젝트를 지원한다. 지원 대상에는 과학적, 기술적으로 높은 위험성을 안고 있는 나노기술 및 응용 가능성이 높고 전반적 인 분야의 기술을 요하는 나노기술 연구개발등이 포함된다. ■ 벤쳐 자본 참여 독일에는 나노기술과 연관된 75여 곳의 자본 투자기관이 있다. 자본 참여 수준은 25 만 유로에서 최대 500만 유로 이상으로 그 범위가 넓으며, 평균 180만 유로의 자본 투 자가 이루어지고 있다. 2010년 독일 벤처 자본의 연간 재정투자는 약 4,000만 유로로 추산 된다. [ 2] BMBF의 투자 규모 및 투자 항목

4.

나노기술 지원에 대한 전반적 개관

교육연구부의 나노기술에 대한 2억 2,200만 유로의 지원 외에도 2011년에 는 여타 부서들을 통해 약 4,500만 유로가 나노기술 연구개발을 위해 지원되었다. 2011년 독일의 나노기술 지원액은 총 2억 6,600만 유로를 상회하며 이 중 약 10%가 예방 연구, 위험성 연구 등에 투자되었다. 또한 독일 나노기술 지원에 대해 독일연방 주는 2011년 지역의 나노기술 지원을 위 해 약 8,000만 유로를 투자하였다. 독일 정부 및 연방주의 지원 외에도 연구소 차원에 연구개발 지원이 이루어졌으며 여기에는 독일 연구협회(DFG), 헬름홀츠 연구소, 라이 프니츠 연구소, 막스 플랑크 연구소, 프라운호퍼 연구소가 포함된다. 이러한 연구소 차 원의 연구개발 지원은 2011년 약 2억 7,900만 유로에 달하였다. 이 외에도 독일 폭스바 겐 재단을 통해 500만 유로가 지원되었다. 2011년 공적 자금을 통한 독일의 나노기술 지원액은 약 6억 3,000만 유로에 달하며 나노기술에 대한 지원은 2012년, 2013년에 들어서는 더 증가 하였을 것으로 추정된다. [ 3] 독일의 나노기술 지원(2009~2011) : 독일연방 교육연구부(BMBF) nanoDE_Report 2013. (표를 그래프로 변환하여 첨부)

2절 독일의 나노기술 경쟁력

1.

나노기술 관련 기관

2014 2월 기준으로 독일에는 약 220만여 곳의 나노기술 관련 기관이 있으며 이 중 약 37%는 중소기업, 12%는 대기업, 26%는 대학 기관, 9%는 연구소로 구성되어 있다. 이는 2008년에 비교하여 약 50% 이상의 성장을 보이며, 2013년 기준 독일 내 산업 나 노기술 분야 종사자는 약 63,000명으로 예측된다. 나노기술 기업 중 약 80%가 중소기 업 또는 새롭게 창업된 기업이며 약 70%의 기업이 1985년 이후에 창립되었다. 그래프를 보면 나노기술 관련기관이 2013년 2월까지 증가하다가 2014년에는 큰 변 화가 없는 것을 확인 할 수 있다. 이는 독일에서 나노기술 투자가 더 이상 증가하지 않 으며 기술이 성숙기에 접어들었기 때문이다. 이를 예상한 독일 정부는 산업 기반을 마 련하는데 집중하고 있다. [ 4] 독일의 나노기술 관련기관 증가 추이 : http://www.nano-map.de

2.

나노기술 관련 논문 분석

나노기술 논문게재는 2011년까지 꾸준히 증가하다가 2012년 이 후 정체되어 있는 것을 확인 할 수 있다. 전 세계적으로 독일은 나노기술 논문게재에 있어 꾸준히 3 위를 차지하였지만 현재 2단계 하락한 5위에 자리 잡고 있다. 또한, 독일 논문게재 수의 증가율은 세계 증가율에 비해 뒤떨어진다. 하지만 아직까지 EU 국가 중에 현재 가장 많 은 논문을 게재하고 있어 지속적인 연구가 진행되고 있음을 유추할 수 있다(그림 5). 참고로 한국의 나노기술 논문게재 수는 2013년 기준 7,365편으로 3위를 차지하였다. [ 5] 독일의 ISI-Index 논문 게재 수 : http://statnano.com

3. 독일 나노기술 관련 특허 분석

세계에서 유럽특허청에 등록되는 나노기술 특허 건수는 매년 증가하고 있다. 독일 또 한 세계에서 등록되는 특허 건수 상승률에 비례하여 상승하는 양상을 보인다(그림 6). 반면, 독일이 유럽특허청에 출원하는 특허 건수는 앞에서 살펴보았던 논문 개제 수의 증가율과 비슷한 양상을 보인다. 이는 2009년 이후 독일의 연구 개발 투자 지원의 증가 율이 감소하였기 때문인 것으로 추정된다. 2009년까지 꾸준히 증가해 오던 독일의 정 부 지원은 2010년 이후로는 2억 유로 내외로 현상 유지되었다.

[ 6] 유럽특허청(EPO)에 등록된 특허 건수

: http://statnano.com

4.

나노기술 투자 프로세스

연구되던 초기에는 고가의 장비 및 연구비의 부담이 크므로 그 잠재력을 확인하기 위하여 기초적인 연구를 필요로 하였으며 DFG(German Research Foundation) 의 지원으로 나노기술 기초연구가 시작되었다. 또한 동시에 BMBF (Federal Ministry of Education and Research)에 의해서 점진적으로 나노기술 타당성 연구 개발 투자가 시작되었다. Pilot project를 통해 향후 진행될 프로젝트들에 대한 평가 및 예측이 이루 어졌으며, 이를 기반으로 중요도가 높은 과제부터 순차적으로 투자가 진행되었다.

[그림 7] 독일의 나노기술 투자 프로세스

주목할 점은 나노기술 연구에 대한 투자가 시장에서 충분히 가치가 있는 과제 에 우선한다는 것이다. 이는 연구 투자가 산업 창조를 목적으로 계획이 진행된다는 것 을 의미한다. 이와 더불어, 산업에서 제품을 생산할 수 있는 인력 확보를 위하여 숙련된 인재 양성을 위한 목적에도 계획, 투자가 진행 된다. 마지막으로 제품 양산 단계에서는 엄격한 제품의 사후관리를 통해 나노기술 제품의 유해성 및 발생 가능한 오류들을 체크 및 보완하는데 중점을 둔다.

3절 독일의 하이테크 2020 전략

독일 정부는 하이테크 전략을 통하여 투자, 연구 된 기술력을 기후/에너지, 보건/식품, 교통, 안전 및 커뮤니케이션 분야의 범국가적 과제들에 대한 해결책을 제시하는데 활용 한다. 또한 독일 정부는 2011년, 나노기술 액션플랜 2015를 발행하여 독일 내 나노기 술의 책임 있는 사용을 위한 전반적인 전략을 제시하였다. 추가적으로 독일 정부는 독일의 과학경쟁력을 지속적으로 강화하기 위해 2005년 독 일 대학의 학문, 연구 지원 협약을 결정 하였다. 협약 내용에는 독일의 유수 연구기관인 막스 플랑크 연구소, 라이프니츠 연구소, 헬름홀츠 연구소, 프라운호퍼 연구소, 독일 연 구 협회에게 최소 일정 비율 이상을 지원 하겠다는 정책이 포함 되어있다. 2010년까지 진행된 연구, 혁신을 위한 첫 번째 협약에서 이들 연구소에 대한 연간 최소 지원 비율 상승률이 3%였고, 이 후 2011년에서 2015년까지는 2% 증가한 5%로 결정 되었다. 독일 정부와 연방주는 위와 같은 합의를 통해 나노기술의 전반적인 연구정책을 계획하고 목표 를 달성하고자 한다.

1.

“하이테크 2020 전략” 개요

독일의 하이테크 전략이란 범국가적 혁신 전략으로 독일의 기술 경쟁력을 유지하고, 미래의 번영을 위한 지식 기반 사회로의 발전을 지속시켜 나가는 것이다. 2006년에 처 음 시도되었으며, 2010년에 독일연방정부는 성공적인 결과를 가져다 준 하이테크 전략 을 고수하기로 결정하였다. 독일 정부는 2010년에 하이테크 전략을 기반 한 “하이테크 2020 전략”을 기획하여 발표하였다. 독일의 하이테크 전략은 과학, 산업 간의 협력을 강화하고 혁신을 통한 미래의 프레 임워크를 개선하여 선도 시장을 창조하는 것을 목표로 한다. 전략의 방향은 인류 번영

위한 새로운 기술 중심으로 결정된다. 독일은 하이테크 전략을 통해 선두 기수의 역 할을 하며 21세기의 시급한 범사회적 문제들에 대한 적절한 대응을 하고자 한다. 하이테크 전략은 사회적 관점에서 계획하기 때문에 과학과 산업의 조기 해결책을 제시할 수 있도록 유도한다. 이는 경제와 고용의 성장에도 큰 도움을 준다. 또한, 이 전략은 연구 결과를 즉시 제품, 프로세스, 서비스로 이끌어내는 역할을 한다.

2.

전략 영역

하이테크 전략은 크게 다음과 같은 5개의 영역으로 규정되며, 각 영역 마다 글로벌 도전 과제가 계획된다. [ 8] 하이테크 2020 전략의 5대 수요 분야

: 독일연방 교육연구부(BMBF) ideas.Innovation.Prosperity.(High-Tech Strategy 2020 for Germany)

■ 기후/에너지 나노기술은 에너지 생산, 에너지 변환, 에너지 저장 분야에 기술적 진보를 약속한다. 화석 연료가 점차적으로 고갈됨에 따라 신재생 에너지 분야 연구개발이 요구 되며, 여 기에서 나노소재는 화학적 작용을 통한 전기 생산이 이루어지는 연료 전지 분야에 사용 된다. 태양 에너지 분야에서는 빛을 전기에너지 또는 열에너지로 전환하는 기술에 나노 소재가 사용되며 나노 레이어에 기반한 형광 램프는 기존 전구에 비해 빛의 세기가 강 하고 높은 전기 효율성을 나타낸다. 인구 증가에 따른 환경 보호는 갈수록 중요해 지고 있으며 토양, 수자원, 공기 등의 환 경이 개선되어야 한다. 인류는 자원의 효율적 사용에 대한 책임이 있으며 나노기술이 여기에 큰 기여를 할 것으로 평가 된다. 화학 산업 분야에서 나노소재는 유해물질 발생

및 원료 절약에 기여한다. 친환경 나노입자는 토양 정화 분야에서, 나노섬유는 공기 필터 분야 등에서 사용 된다. ■ 보건/식품 현재 알려져 있는 약 3만 가지의 인간의 질병 중 약 1/3 만이 치료 될 수 있다. 질병 의 원인을 밝히는 과정에는 많은 비용과 함께 원인 규명이 제한적이라는 단점이 있다. 의사와 연구자들은 무엇보다 바이러스 균으로 인한 질병 및 암 질병 치료를 주요 도전 과제로 삼고 있다. 미래의 건강관리는 무엇보다 빠르고 안전하며 효율적이고 부작용이 적어야 한다. 나노 메디슨은 이러한 목표를 달성하기 위한 주요 기술로 여겨지며 이미 암 치료분야에서는 나노 입자의 사용이 임상실험에서 성공적인 결과를 가져 왔다. 식 품 분야에서 나노소재는 식품의 생산, 저장, 운반 및 포장 분야에 사용 된다. 농업 분야 에서 나노소재는 살충제 효과 향상 및 동식물 질병 증명에 기여한다. ■ 교통 나노기술은 교통 분야에서 자동차의 안정성, 안락성, 내구성에 기여하며, 많은 나노기 술이 산업분야에 구현되고 있다. 배기가스 필터링 및 정화에 활용되는 촉매의 표면 증 대를 통한 에너지 효율성 향상, 마찰 감소, 고효율 모터를 위한 코팅 분야 등이 이에 속 한다. 또한 전기 자동차, 리튬이온 배터리 분야에서 나노기술의 중요성이 부각 되고 있 으며 자동차를 넘어 “지능형 도로”에도 나노기술이 활용되면서 활용분야가 증가하고 있 다. ■ 안전 매년 불법 해적 행위로 6,000억 달러의 경제적 손실이 발생한다. 여기에는 옷, 시계, 귀금속 뿐 아니라 의약품, 자동차, 비행기 부품과 같은 인간의 안전을 위협 할 수 있는 것들이 포함된다. 나노소재를 기반으로 한 제품생산정보시스템과 보호시스템은 이러한 문제를 해결 할 수 있는 대안을 제시 할 것으로 기대된다. 또한 재난보호를 위한 유해물 질 제거 및 방호복 분야에도 나노기술은 유용하게 사용 될 것으로 전망된다. ■ 커뮤니케이션 기존의 실리콘 기술 기반의 통합 회로 생산은 물리적 소비가 심한 것에 비해 나노기 술을 이용하여 합성수지 위에 회로를 증착, 인쇄하는 기술은 상대적으로 저렴한 장점을 지니고 있으며, 이 기술은 박막 디스플레이 연구개발에도 기여 할 수 있다. 도청방지 데 이터 전송은 양자커뮤니케이션 연구개발을 통해 이루어질 것으로 기대된다. 원자나 이

상태 변화를 신호로 처리하는 나노기술을 활용한 전송 및 증폭 시스템의 연구개발 이 진행 중이다.

3. 10

미래프로젝트(Zukunftsprojekt)

독일연방정부는 ‘첨단기술전략 2020’(High-Tech Strategie 2020)의 기본구상에 대 한 10대 프로젝트의 세부 시행계획을 새롭게 제시하고 있다. 2012년 말 현 연방정부의 임기동안 수행할 5대 수요분야의 세부계획을 마련하고, 이들 분야의 핵심기술 지원을 위한 10대 미래프로젝트(Zukunftsprojekt)를 개발하였다. 10대 프로젝트는 사회와 경 제 및 개별 국민생활에 중요한 혁신분야에서 선정되었으며, 이를 실행하기 위한 구체적 인 정책과제와 실천방안을 제시하고 있다. [ 9] 하이테크 2020 전략의 10대 프로젝트

: 독일연방 교육연구부(BMBF) The new High-Tech Strategy Innovation for Germany

독일의 10대 프로젝트의 정책적 목표는 모두 국민의 삶의 질 향상과 사회적 요구에 적극적으로 대응하는 방향으로 선정되었고, 이러한 목표달성과 동시에 세계 기술시장의 선점과 효율적인 시장 확장을 목적으로 하고 있다. 10대 프로젝트는 사회와 경제 및 개 별 국민생활에 중요한 혁신 분야에서 선정되었으며, 이를 실행하기 위한 구체적인 정책 과제와 실천방안을 다음과 같이 제시하고 있다. 10대 프로젝트는 ① 친환경 및 고효율에너지의 미래도시개발, ② 바이오 에너지 자원 의 개발, ③ 에너지 공급 다변화, ④ 차별화된 처방을 통한 질병퇴치, ⑤ 질병예방과 건

식단을 통한 국민건강증진, ⑥ 노년기 생활자립 지원, ⑦ 국제화시대에 상응하는 교 통수단개발, ⑧ 인터넷 경제, ⑨ 인더스트리 4.0(Industry 4.0), ⑩ 개인정보 보호 등으 로 구성되어 있다. 현재 상황을 제4차 산업혁명 시기로 인식하고 신규 유망분야에 대한 적극적 투자를 통해 경제성장의 디딤돌을 확보하려는 노력은 유럽 경제위기 극복을 위한 전략과도 연계되어 있 다고 볼 수 있다. < 1> 하이테크 2020 전략의 10대 프로젝트 정책의 목표 단기시책 장기시책 친환경 및 고효율에너지의 미래도시 개발 국민의 삶의 질이 보장되는 미래도시 개발 에너지 효율을 매년 1%에서 2%로 증대, 2020년까지 난방수요 20% 감축 2050까지 모든 도시건축물 에너지 수요 80%감축 바이오연료 자원개발 후세대를 위해 화석연료를 보완하고 대체하는 바이오 연료 개발 2030년까지 화학비료를 대체할 바이오비료 개발 친환경 바이오연료를 개발하여 고용창출 및 제조 원료의 국산화 에너지공급 다변화 에너지공급 효율성 증대를 위한 새로운 에너지 기술 개발 이산화탄소 배출량 90%까지 감축, 화석연료사용량 50%감축, 전기사용량 25% 감축 2050까지 모든 건물 난방량 80% 감축 및 교통분야 에너지사용량 40% 감축 차별화된 처방을 통한 질병퇴치 다양한 질병원인에 맞는 개별 치료법을 통한 질병퇴치 개인의 특성에 맞는 차별화된 치료기술의 개발 및 지원방안 수립 국민질병의 퇴치 및 국민 건강 증진 질병예방과 건강 식단을 통한 국민건강 증진 국민의 삶의 질을 향상시키고 사회의 경제적 부담을 경감 질병예방과 국민 식생활 개선을 위한 다양한 프로그램 지원 고령화 시대의 국민건강 검진 및 질병예방조치 개선 노년기 생활자립 지원 고령화 사회에 수반되는 사회문제를 해결하고 노년층의 삶의 질 향상 노년층 건강증진 서비스 공모전 개최, 노년층 사회참여지원 프로그램 실시 노년층이 건강을 유지하고 노년층에 알맞은 이동 수단 개발. 국제화시대에 상응하는 교통수단 개발 세계화, 사회 인구구조의 변화 및 기후변화에 맞는 교통수단의 혁신적인 변화 2030년까지 전기차 600만대 보급, 교통정보시스템 및 인터넷 티켓제도 개발 고강도 안정성이 확보된 교통수단 개발, 친환경 교통기술 개발 인터넷 경제 인터넷 서비스를 독일 경제성장의 한축으로 성장시킴 중소기업용 인터넷 서비스 지원프로그램 실시 인터넷 시대에 맞는 기술적, 경제적, 사회적 발전 도모 인더스트리 4.0 제 4차 산업혁명의 시대에 상응하는 산업구조 변화 디지털 제품 기억장치기술 개발, 차세대 미디어 기술 개발 산업전분야에 걸친 인터넷 기술 적용 개인정보보호 인터넷 상의 신뢰문화 구축 온라인 신분증 개발, 사이버 안전전략 자문위 구성 사이버 공간과 실생활 공간의 장벽 제거 : KIAT, 독일 첨단 기술전략의 10대 프로젝트 및 실행 방안(2013)

4절 나노기술 액션플랜(Action Plan Nanotechnology 2015)

에너지 공급 확보와 같은 세계적 도전 과제를 해결하는데 중요한 역할을 할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 나노 구조 재료를 이용하여 건설 및 조명 분야에서 이루어 낸 큰 에너지 절감 효과가 이를 반증해 준다. 또한, 나노소재의 경우 의학적인 목적으로 사용 가능하여 고령화 시대의 적합한 대안으로 제시된다. 그래서 독일연방정 부는 나노기술 액션플랜 2015을 통해 안전한 나노기술의 사회적 적용을 도모하고 있다. [ 10] 독일의 나노기술 액션플랜 2015 : http://www.bmbf.de 나노기술 액션플랜은 독일의 기술 경쟁력을 확보하고 강화하기 위해 사용되는 하이테 크 전략을 기조로 목표를 수립하였다. 또한, 독일의 나노기술을 사회에 적용하기 위하여 나노기술이 사람과 환경에 미치는 영향을 연구하고 있다.

재원으로 수출지향적인 독일은, 미래시장과 밀접한 경쟁력을 갖고 있는 나라 이다. 때문에 독일연방정부의 혁신정책을 위해서는 나노기술과 같은 분야가 필수이다. 성공적인 혁신의 열쇠는 모든 지방정부의 상호협력에 달려있다. 이는 정치, 경제와 교 육, 연구 활동에 대한 책임을 필요로 한다. ‘나노기술 액션플랜 2015’는 정부가 독일 나 노기술의 가능성을 보다 포괄적으로 적용하기 위해서 제시한 것이다. 이 액션플랜은 모 든 범위에서 나노기술을 안전하고 성공적으로 지속 발전시키기 위한 공동 플랫폼이다. ■ 나노기술 액션플랜 2015 주요 목표 나노기술 액션플랜의 주요 목표는 다음과 같다. • 나노기술의 안전성 및 지속성 • 교육 및 연구 분야에서 나노기술 잠재력 발현 • 독일의 성장 및 혁신선도 • 보건 분야에서 나노기술 활용 • 환경 및 기후 보호와 에너지 확보 • 경제적이며 자연친화적인 교통수단 확보 • 농업의 지속성 및 식품안전 ■ 나노기술 액션플랜 2015 파생 목표 위의 목표들에서 다음 6가지 필드의 시행 목표가 파생된다. • 연구지원 강화 및 기술이전 • 독일의 기술 경쟁력 확보 • 나노기술의 안전성 확보 • 미래 프레임워크 향상 • 나노기술 네트워크 활성화 • 국제 협력을 통한 독일의 기술력 우위 유지

제3장

독일의 나노기술 인프라

영역 중 막스 플랑크 협회와 헬름홀츠 협회는 나노기술 분야에서 세계 를 선도하는 기관들에 속해있는 편이다. 이 외에도 프라운호퍼 협회와 라이프니츠 협회 또한 기초연구분야에서 상당히 높은 위치를 차지하고 있으며, 동시에 실질적인 응용 프 로그램 활동을 수행해왔다. 또한 독일에서 과학기술을 전공하는 거의 모든 대학의 전문 가들은 스스로 나노기술에 물음을 던지며, 연구에 전념하고 있다. 이를 통해서 나노기술 의 응용뿐만 아니라, 인간과 환경에 미치는 영향에 대해서도 연구되고 있다. 독일 나노기술 협회(DV Nano)는 나노기술의 학문, 경제, 미디어, 교육, 정치 및 관 리 분야의 전문가들이 모여 활동 하고 있다. 나노기술은 화학, 물리, 생물, 재료과학 분 야의 기술적, 학문적 경험이 상호 연결 되어 있는 융합 학문이기 때문에 연합을 통한 연구개발은 효율성을 증진 시킨다. 독일연방 교육연구부와 공동으로 경제, 과학 분야의 기관들이 모여 나노기술 분야에 다섯 개의 “혁신연합(innovation alliances)”을 구성하였으며 이 연합에서는 미래 기술 분야의 핵심적인 연구개발이 진행된다. 독일에서는 2014년 75개의 교육 기관에서 나노기술의 교육 및 실습을 진행하였다. 75개의 교육 기관 중 평생교육기관이 32 개로 약 40%를 차지하고 있으며 23 개의 종 합대학 및 7 개의 응용과학대학(University of applied science)에서 나노기술 관련 학 과를 운영하고 있다. 마지막으로 13 개의 실습 기관의 운영을 통해 학생들이 보다 쉽게 나노기술 연구개발 환경을 접할 수 있도록 돕고 있다.

Nano-Map 은 독일 내 나노기술 관련 기관 지표를 나타내는 곳으로 중소기업 및 대 기업, 연구소, 대학기관, 관청, 협회, 재정 지원 기관 등의 정보를 일목요연하게 보여주 며 또한 원하는 정보를 인터넷으로 쉽게 얻고, 검색할 수 있는 서비스를 제공해 준다.

Netzwerke : , Großunternehmen : 기업, Forschungszentren : 연구센터, Behörden/ Verbände : 당국 / 협회 Universitäre Einrichtungen : 대학 시설 Finanzierungsinstitutionen : 금융 기관 KMU : 중소 기업,

[ 11] 독일의 나노기술 관련 기관 분포도

1절 나노기술 연구소

1.

연구소(FRAUNHOFER INSTITUTE)

프라운호퍼 연구소의 1/3이 나노기술 분야에서 연구개발 활동을 하고 있다. 프 라운호퍼 나노기술연합은 응용 중심의 연구에서 연구개발 기술의 산업 구현까지 전반적 인 가치사슬(value chain)을 포함하고 있다. 여기에는 광학 응용을 위한 다기능 레이어 연구개발 및 금속 산화물 나노입자 연구개발, 탄소나노튜브 연구개발 그리고 바이오 메 디슨 나노합성소재 연구개발 등이 포함된다. 프라운호퍼 나노기술연합은 다양한 역량을 지닌 프라운호퍼의 20개 연구소가 함께 참여하는 협력 플랫폼으로 유럽 최대의 응용기술 연구소의 특성을 가지며 보건, 안전, 통신, 이동성, 에너지, 환경 등의 분야에서 인간의 필요에 부합하는 나노기술을 연구개 발 한다. 프라운호퍼 NANOTECH는 응용 중심의 기술연구 개발부터 기술 산업화에 이 르기까지 가치사슬 전반을 커버하고 있다. 특히 광학 애플리케이션 및 자동차 산업 그 리고 전자산업을 위한 다기능성 레이어, 액추에이터, 구조 재료, 바이오 메디슨 등에 사 용 되는 금속 산화 나노입자, 탄소 나노 튜브, 합성 나노소재 분야의 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

2. 헬름홀츠 연구소(HELMHOLTZ COMMUNITY)

헬름홀츠 연구소에서는 나노, 마이크로시스템 통합 연구개발이 진행되며 특히 나노소재 및 프로세싱분야와 관련하여 독일 칼스루헤시에 나노·마이크로시설(Nano-Micro- Facility)을 오픈 하였다. 뮌헨 헬름홀츠 센터에서는 특히 독성학에 관련된 사항들은 중 점적으로 연구한다. 70년대 발족과 90년대 독일 정부 시스템평가 이후 독립법인체로 설립된 독일 최대 연구기관으로 6대 중점분야(에너지, 지구 환경, 우주항공, 교통, 핵심 기술, 물질의 구조 등)를 중심으로 협회의 역량을 집결하여 대내외 경쟁력을 강화하며, 산학연 협력 및 네 트워킹을 확대하는 한편 유럽 내에서의 위상과 역할을 강화해 나가고 있다.

3.

플랑크 연구소(MAX-PLANCK INSTITUTE)

플랑크 연구소는 이미 수년 전부터 나노소재, 초분자 시스템, 특성화방법 (characterization methods) 분야에서 연구를 진행하고 있다. 막스 플랑크 연구협회는 총 80여개의 연구소 및 7개의 분원, 4개의 연구센터로 구성되어 있으며, 자연과학, 생명 과학, 인문학, 사회학에 관한 기초연구를 목적으로 하고 있다. 1984년 창립 이래 17명 의 노벨상 수상자를 배출하는 등 독일에서 가장 성공적인 연구협회로 꼽히고 있다. 2006년에는 타임지 선정 세계 최고 연구기관 랭킹(Times Higher Education Supplement Ranking)에서 비 대학 연구기관 중 1위로 선정되었으며, 매년 약 13,000여 편의 논문을 세계적으로 권위 있는 저널에 게재하고 있다.

4. 라이프니츠 연구소(G.W. LEIBNIZ SCIENTIFIC COMMUNITY)

라이프니츠 협회는 현재 총 86개의 연구기관으로 구성되어 있으며 이 중 많은 연구소들이 나 노기술 분야의 연구를 진행하고 있었다. 이는 나노기술에 대한 노하우 및 이와 관련된 모든 활동을 라이프니츠 협회 내부적으로 연결하는 나노 네트워크의 설립에 대한 필요 성 제기로 이어졌다. 독일 자브뤽켄에 위치한 라이프니츠 신소재 연구소에 조정 사무소 가 설치되었으며 현재 15개의 연구소가 나노기술 분야의 협력을 진행하고 있다. 15개의 라이프니츠 연구소에서 진행되고 있는 나노기술 연구테마는 스위칭 가능한 접착 또는 특수 촉매 효과를 지닌 기능성 표면 연구를 비롯하여 나노전자공학, 나노센 서, 나노광학 분야의 인쇄 전자공학, 화학, 자기센서 및 특수한 전기적 특성을 지닌 반 도체 모듈 등이며 나노미터 수준의 분석 기술 또한 여기에 포함된다. 그 외에 나노메디 슨, 나노생물학, 나노안전 분야의 연구개발을 진행하고 있다. 나노 네트워크의 핵심 목표는 라이프니츠 협회의 내부적인 나노기술 연구개발 활동을 지원하고 기술 및 인력의 가시성을 높이는 데 있으며, 또한 나노기술 협력에 있어 라이 프니츠 협회 외부 연구기관 및 산업 파트너의 메인 컨택 포인트의 역할을 하는 데 있다. 라이프니츠 나노 네트워크의 또 다른 주요 목표는 나노기술 네트워크를 통해 축적된 전문 지식에 대한 정보를 확보하고 이에 기반한 역량 매트릭스(competence Matrix)를 만들어 내며 잠재적인 프로젝트 파트너로서의 외부 기관 및 연구소 내부 기관의 중재 역할을 하는 것이다. 또한 라이프니츠 협회의 나노기술 관련 활동을 공동으로 발기, 구성하는 역할과 나노 기술 관련 워크숍, 세미나를 계획 및 진행하고 연구소의 나노개발기술을 공동으로 박람

, 전시회 등에서 소개하는 역할도 담당한다. 나노안전기술에 대한 수요가 증가하면서 2013년 6개의 라이프니츠 연구소가 참여하 는 나노안전 연구 협회가 창설되었으며, 여기에서는 인간의 세포, 조직, 장기에 대한 나 노입자의 안전성 및 나노입자의 흡수, 나노입자의 위험성 그리고 나노소재의 안전한 처 리에 대한 교육방법 등이 연구된다.

2절 나노기술연합

1.

(INNO-CNT)

지난 수년간 탄소 나노 튜브 분야는 소재의 특수성으로 인해 연구개발이 지속적으로 성장 하였다. 탄소 나노 튜브의 특성상 새로운 성질을 지닌 소재로 개발될 수 있어 독일 연방 교육연구부의 지원을 통해 혁신연합 CNT(Inno-CNT)가 창설되었다. Inno-CNT 는 독일의 미래 재료공학 분야를 견고히 하고 전 세계에서 탄소나노소재 시장을 선도하 는 역할을 목표로 한다. Inno-CNT에는 현재 총 90여 곳에 이르는 산업분야 및 과학 분야의 파트너들이 모여 학문간 산업간 긴밀한 연구개발을 진행하고 있다.

2. 유기발광다이오드혁신연합(OLED)

독일연방 교육연구부는 2006년 이래로 혁신연합 OLED 2015프로젝트를 통해 OLED 기술 분야를 성공적으로 지원하고 있으며, 특히 연구개발 분야 지원이 산업 분야의 지 원과 유기적으로 연결되어있다. 이러한 연구개발 지원의 결과로 2011년 8월 30일 독일 레겐스부르크에서 OSRAM-OLED 시험생산과 같은 성과가 있었다. 독일 정부와 산업 에서는 지난 수년간 약 8억 유로 이상을 이 분야에 지원해 오고 있다.

3.

(OPV)

독일연방 교육연구부는 “유기 태양 전지 혁신연합(OPV)”에서 ① 기초기술 연구개발, ② 응용 중심의 소재 연구 개발, ③ 프로세스 엔지니어링 및 부품 특성 개발을 통해 OPV기술의 성장과 산업 분야의 사용을 촉진 시키고자 한다. OPV에서는 산업분야가 전 체 재정 지원의 상당한 부분을 차지하고 있다.

4.

(MoBiTech)

교육연구부와 산업 분야의 여러 기관들이 공동으로 분자 이미징 기술 연구 개발을 지원하며, 여기에는 약 9억 유로가 투자될 전망이다. 향후 10년간 산업 기관이 약 7억 5,000만 유로를 지원하며 독일연방 교육연구부는 지원 프로젝트를 통해 최대 1 억 5,000만 유로를 지원하게 된다. 이 혁신연합의 연구개발을 통해 약품 개발, 새로운 이미징 카테터 연구개발, 조영제 또는 핵 의료 추적(nuclear medicine tracer), 이미징 의료기기, 데이터 처리 및 영상 분석을 위한 고성능 시스템 분야 발전에 이바지 할 것으 로 기대된다.

5. 리튬이온전지혁신연합(LIB)

“Lithium Ionen Batterie LIB 2015” 혁신연합에서는 BASF, BOSCH, EVONIK, LiTec와 Volkswagen과 같은 기업으로 구성된 산업 컨소시엄을 통해 향후 수년간 3억 6,000만 유로가 연구개발을 위해 지원될 계획이며 독일연방 교육연구부도 동일한 분야 에 6,000만 유로의 지원을 계획하고 있다.

3절 나노기술 교육기관

1. 교육기관의 분류

■ 종합대학 현재 23개의 대학에서 독립적이거나 학제 간 상호 협력 형태의 나노기술 학과가 운영 되고 있다. 카쎌대학과 뷔르츠부르크 대학에서는 나노구조과학 및 나노구조기술이, 레 겐스부르크 대학과 함부르크 대학에서는 “나노사이언스” 학과가, 뒤스부르크·에센에서 는 “나노엔지니어링” 학과가, 자브뤽켄 대학에서는 “마이크로기술 및 나노구조” 학과 등 이 나노기술 교육을 제공하고 있다. 아헨, 빌레펠트, 브라운슈바익, 파더본에 위치한 대 학기관에는 나노기술 심화 과정이, 빌레펠트, 브레멘, 켐니츠, 드레스덴, 한오버, 일메나 우, 슈투트가르트, 울름 대학에서는 나노기술 석사 과정이, 카이져슬라우테른 대학에서 는 나노기술 교외교육(extramural)과정이 제공되고 있다.

응용학문대학 응용학문대학에서는 독립적인 나노기술 학과 보다는 주로 전자공학, 컴퓨터공학, 물 리학, 기계공학, 재료공학 분야 내의 부차적인 나노기술 교육 과정으로 존재한다. 이저 론 대학에서는 “바이오나노기술” 과정이, 겔젠키르헨 대학에서는 “나노재료공학” 과정 이, 이스니 아카데미에서는 “광학 엔지니어링 및 나노기술” 과정이 제공된다. 이져슬라 우테른 대학과 뮌헨 대학에서는 “나노기술” 및 “마이크로시스템기술”의 융합과정이 제 공되며 뉘른베르크 대학에서는 “신소재, 나노기술, 생산기술” 과정이, 쯔비카우 대학에 서는 “나노표면기술” 과정이 제공되고 있다. ■ 평생교육기관 나노기술 평생 교육 기관의 경우 대부분 종합대학 또는 유니버시티 칼리지와 연계되 어 있으며 대학기관의 선교육을 받은 학생들을 첫 번째 대상으로 하고 있다. ■ 실습기관 많은 연구소 및 기업들이 나노기술 실습을 제공하고 있으며 이를 통해 학생들은 나노 기술 연구개발 현장에서 직접적인 경험 습득을 할 수 있다. 향후 나노기술 분야에서 활 동하게 될 학생들에게 좋은 기회를 제공하고 있다.

2.

예시

나노기술 분야 세계 3위권을 유지하고 있는 독일의 경쟁력 유지 및 발전을 위해서는 양질의 인력 양성이 필요하다. 독일이 나노기술 인력 양성을 목표로 어떤 교육 기반을 구축하고 있는지 확인하기 위해서 두 학교의 예시를 분석하였다. ■ 독일 일메나우 공대 독일 튀링엔주에 일메나우 공대는 마이크로, 나노기술 분야 전문 인력수요가 전 세계 적으로 증가하는 추세에 발맞추어 마이크로, 나노기술 석사과정과 재료공학 학사 및 석 사 과정에 나노기술 심화과정을, 그리고 전자공학 및 컴퓨터공학과 학사, 석사 과정 내 에 핵심 과정으로써 나노기술 교육을 진행하고 있다. 이 모든 과정에서 마이크로, 나노 기술의 기초지식과 나노시스템 생산을 위한 기술적 기반, 그리고 나노기술의 응용 및 활용을 교육 한다. 이 모든 과정은 향후 성공적인 직업 활동을 보장한다. 재료공학 학, 석사 연계과정은 학생들이 마이크로, 나노기술 심화 과정을 선택할 수 있으며, 재료공학 연구 분야의 최신 연구개발을 바탕으로 재료공학의 기초 지식 과정의

제공한다. 4학기 과정의 마이크로·나노기술 석사과정은 마이크로·나노구조 생산에 대한 전반적 인 자연과학적, 기술적 지식을 교육한다. 이 과정은 전자공학, 컴퓨터공학, 수학, 자연과 학 및 기계공학 그리고 특히 마이크로·나노기술 연구소가 제공하는 수업들로 구성되어 있으며 이 과정에 지원하기 위해서는 자연과학 또는 공학 과정 학사 수료가 요구된다. 이 석사 과정에서 중요한 것은 마이크로 부품, 마이크로 시스템 및 다양한 나노소재에 대한 이해와 생산 및 숙련에 있다. 처음 2학기 동안에는 전문 특성화 단계가, 그 다음 2학기 동안에는 연구활동 단계가 제공된다. 이 과정의 졸업생은 마이크로, 나노기술 및 나노기술 시스템 분야 연구개발 능력을 갖추게 되며, 나노구조의 생산 및 응용, 특성화, 사용 분야를 연구개발 할 수 있는 역량을 갖추게 된다. 전자공학, 컴퓨터공학의 학, 석사 연계과정에서 학생들은 나노기술 분야를 전공으로 선택 할 수 있다. 학사 과정 중 첫 번째 4학기 동안에는 전자공학 및 컴퓨터공학 분야의 중요 기초 지식을 교육하며 이를 통해 학생들은 이미 마이크로·나노기술에 대한 지식을 습득 할 수 있는 소양을 갖추게 된다. 그 후 마이크로전자공학 또는 나노기술 분야의 과 정을 중점적으로 심화학습을 하게 된다. 석사 과정에서는 기술 전공 분야로 마이크로· 나노전자공학 시스템 교육이 제공된다. [ 12] 독일 일메나우 공대 캠퍼스

공대의 가장 큰 특징은 위 세 가지 학업과정을 위해 나노기술과 관련하여 매우 훌륭한 인프라 구조를 가지고 있으며, 이론과 실습의 연계가 매우 뛰어나다고 평 가 받는다. 특히 공대 캠퍼스 내에 위치한 마이크로, 나노기술센터는 나노구조화 기술의 전반적인 생산과정의 방법 및 분석 방법을 연구 및 수행 할 수 있는 곳이기도 하다. 또 한 마이크로, 나노기술 분야의 노하우를 축적한 졸업생들은 곧바로 모든 산업 현장에 투입 될 수 있는 역량을 인정받는다. 2014년 7월에는 자연과학 분야에 관심이 있는 학생(중, 고등학생)들에게 나노기술의 연구 및 직업분야의 정보를 제공하는 유명한 행사인 NOrA (Nano-orientation Academy)가 일메나우 공대에서 진행될 예정이다. 일메나우 공대는 최신 실험도구가 구비된 실험실을 제공하여 이번 행사에 참여하는 학생들이 나노기술의 거대한 잠재력을 직접 경험 할 수 있도록 도우며, 특히 함께 참여 하는 멘토들을 통해 나노기술 지식 및 경험을 전수한다. 이 과정에서 멘토들은 학생들 에게 정답을 제공 하는 것이 아니라 학생들이 스스로 해답을 찾을 수 있도록 돕는 역할 을 하여 참여 학생들에게 더 많은 흥미와 동기부여를 제공하는 역할을 한다. 이런 활동 을 통해 일찍 나노기술의 인재를 육성할 수 있는 환경을 조성하는 것이다. ■ 독일 자브뤽켄 잘란트 대학 나노기술 분야는 최근에야 미래 핵심기술로써 각광받게 되었고, 다양한 학문 분야의 지식을 필요로 하기 때문에 독립적인 학과로 구성되기 어렵다. 독일 자브뤽켄의 잘란트 대학은 이러한 나노기술의 특수성을 잘 이해하여 나노기술 교육을 진행하고 있어 귀추 가 주목된다. 잘란트 대학의 “마이크로기술 나노구조” 학과는 두 가지 과정으로 나뉘어 있으며 6학 기 과정에 학사 과정이 이수되면 4학기 과정의 석사 과정으로 연계 될 수 있다. 이 학과 는 우선적으로 기초 물리 및 응용 엔지니어링 분야에 중점을 두고 있으며, 이는 독일 내 나노기술 학과 중 유일한 형태이기도 하다. 학업이 시작되면 실험 및 이론 물리학의 기 초와 전자공학, 수학, 마이크로시스템 기술 분야가 다루어지며, 이렇게 습득된 기초 지 식은 향후 심화 과정의 이해를 위한 초석이 된다. 이 심화 과정에서 다루는 분야는 고체 물리학, 나노 구조 물리학 이며 이는 나노기술 분야에서 연구에 밀접한 지식을 얻는데 기여한다. 이미 언급된 핵심 과목 이외에도 학생들은 학사, 석사 과정에서 개인적인 관 심에 따라 수업 선택이 가능하며 학과에서 학생에게 맞는 수업을 제공하지 못 할 경우, 학생은 다른 학과 범위의 수업을 신청 할 수 있어 스스로의 학업 커리큘럼을 구성 할 수 있다. 또한 학생들에게는 물리 분야뿐 아니라 엔지니어링 분야의 다양한 실습을 통해 그들의 학업을 심화 시킬 수 있는 기회가 주어지며, 특히 이 과정에서 제공되는 팀 프로

참여를 통해 최신 연구테마를 경험하고 학위 논문을 미리 준비 할 수 있는 기회가 제공된다. 적은 학생 수는 또 하나의 경쟁력으로 학생들이 교수와 긴밀한 관계를 가질 수 있도록 지원하며, 특히 학생, 교수, 강사간의 눈높이를 맞춘 대화를 통해 많은 도움 을 받을 수 있다. 잘란트 대학의 수준 높은 교육 과정은 최근 독일 나노기술 협회에서 진행한 독일 대 학 나노기술 순위 평가에서 좋은 결과를 얻을 정도로 효율적인 교육과정을 제공한다. 향후 나노기술 분야가 발전하는 추세에 맞춰 잘란트 대학은 이에 적합한 인재들을 길러 낼 수 있는 교육 과정을 제공할 수 있을 것이라 예상된다. [ 13] 독일 잘란트 대학 캠퍼스

4절 기타 인프라

1. “Nano in Germany”

나노기술은 물리, 화학, 생물학 및 공학과 같은 전통적인 학문이 밀접하게 연관되어 있다. 이러한 학문 간의 밀접한 관계로부터 발생하는 새로운 기술 개발의 흥미로운 점 이 있는 반면, 목표에 따른 새로운 혁신을 이루고 이를 상업화 하는데 필요한 가치사슬 에 관여한 모든 참가자들 간의 집중적인 협력이 요구된다.

이유로 나노기술 태동기에는 학제 간 협력의 증대와 네트워크 형성을 위한 역 량 센터들이 창설, 지원 되었으며, 이 기관들은 여전히 많은 부분에서 역동적으로 활동 하고 있다. 또한 많은 수의 계획들이 독일 내에서 지역적으로, 예를 들어 연방 주 범위 내에서 창설되었다.

나노기술 분야의 이러한 다양한 활동들을 국가적으로 하나로 묶기 위해 2012년 “Nano in Germany” 계획이 수립되었다. “Nano in Germany”는 독일의 나노기술 인력에 중립적이고 객관적인 정보의 플랫폼을 제공하여 국내적, 국제적으로 나노기술에 대한 접근성을 증대 시키는 역할을 한다. 또한 나노기술 분야와 관련된 신뢰성 있는 정보들 을 수집 및 정리하여 제공함으로써 나노기술에 대한 공공 인식을 높이는 데 기여한다. 현재 산업, 연구, 학문 등 100개 이상의 기관들이 함께 참여하고 있으며 특히 “World of Nano”와 같은 공동 마케팅을 실행하고 나노기술 전략 수립을 통해 향후 10년간의 기 술적 도전과제 등을 대응하고 있다.

2.

나노기술협회(Deutscher Verband Nanotechnologie e.V.)

독일은 현재 산업사회의 생태적 변화를 경험하고 있으며, 이는 무엇보다도 나노기술 을 통해 이루어지고 있다. 하이 테크놀로지 분야의 우수한 연구, 효율적인 기술이전, 장 기적인 경제 및 교육 정책, 창조적 정신은 오늘날 일자리를 확보하고 미래 일자리 창출 에 기여한다. 이러한 확신으로부터 2011년 독일 자브뤽켄에 독일 나노기술 협회(DV Nano)가 창 설되었다. DV Nano는 나노기술 분야의 모든 관련자들을 위한 전문 협회이면서 특히 중 ⋅소기업을 지원하는 역할을 한다. DV Nano는 현재와 미래의 사회적 도전과제에 대한 해답을 제시할 수 있는 나노과학 및 나노기술 전반을 아울러 지원하는 것을 그 목적으로 하며 특히 “환경 기술과 에너 지”, “의료공학 및 제약학”, “이동성” 및 “정보통신” 분야를 지원한다. 환경 보호 및 소비 자 보호를 협회 활동 중 최우선 가치로 여기고 최첨단 기술을 책임 있게 취급 할 수 있 는 길을 제시하며 원자력, 화석 연료를 대체하는 에너지 공급을 위한 나노기술을 지원 하고 식수 정수 및 질병 치료를 위한 나노기술 분야에 포커스를 두고 있다. DV Nano는 회원들의 역량을 결집시켜 나노기술 전반에 대한 의문 사항을 제시하며, 그에 대한 입장을 발표하고 대표하는 역할을 한다. 또한 정치적, 경제적으로 독립되어 있어 나노기술에 대한 의문점을 지니고 있는 모든 사회 구성원 및 그룹에 대한 상담자 로서의 역할을 하기에 적합하다. 또한 정보 및 자문기구로서 연방 주 및 독일 정부의 정 치인, 대학 및 연구기관, 산업, 저널리스트, NGO 등을 지원한다.

DV Nano 역량 있는 자문기구로 정부 부처의 모든 관련 기관 및 당국의 정책 수립 과 의사결정을 지원하며, 나노기술 응용의 기회, 잠재력, 실제적 장점 등을 파악하고 발 생 가능한 위험성 및 윤리적인 문제 논의에도 적극 참여한다. DV Nano는 회원들에게 나노기술 파트너 및 연구 파트너를 찾을 수 있는 기회를 제공 하기 위해 네트워크를 구성하며 “독일 나노의 날” 행사를 개최하기도 한다.

3. Nano-Map

[ 14] Nano-Map : http://www.nano-map.de Nano-Map은 독일 내 나노기술 관련 기관을 지도에 나타내어 주는 대화형 웹페이지 다. 대기업, 중소기업, 네트워크, 연구기관, 대학기관, 투자기관, 협회 및 정부 기관뿐만 아니라 미디어 및 박물관 등의 나노기술 관련 기관들을 전국 수준의 범위로 나타내었 다. 또한, 여러 가지 필터를 적용하여 사용자에게 적합한 정보만을 획득할 수 있는 서비 스를 제공해 준다. Nano-Map은 나노기술 기관간의 네트워크 형성에 많은 도움을 줄 수 있으며, 협력을

파트너를 쉽게 찾을 수 있도록 도와준다. 나노맵과 같은 서비스를 제공하므로 독 일은 연구와 산업 간의 거리를 좁혀주어 연구 결과를 빠르게 산업에 적용할 수 있도록 돕는다.

4. NANO TRUCK

독일 정부는 나노기술의 기회적 측면 외에도 위험성 예상 및 예방에 중점을 두고 있 다. 이는 독일연방 교육연구부 요한나 방카 장관의 다음과 같은 발언에서도 살펴볼 수 있다. “우리는 나노기술의 기회를 사용할 수 있어야 하지만 발생 가능한 위험요소도 식 별 할 수 있어야 한다. 우리가 오로지 학문적 결과에 기초하여 나노기술의 효과를 신중 하게 고려할 때 비로소 나노기술을 사회 발전과 번영을 위해 올바르게 사용할 수 있다.” 독일연방 교육연구부는 나노기술을 살펴보고 경험 할 수 있는 “나노트럭” 프로그램 제공을 통해 독일 국민이 나노기술을 더 쉽게 이해하고 나아가 미래사회에서 인간과 환 경에 미칠 영향을 상상해 볼 수 있는 기회를 제공한다. “나노트럭-나노세계 만남의 장 소” 프로젝트를 통해 나노기술이 실험실 안에서만 연구개발 되던 것을 벗어나 일반인들 도 쉽게 접근할 수 있는 기회를 제공하여 나노기술을 통한 기회와 그 잠재력 그리고 효 과 등을 살펴볼 수 있는 기회를 제공한다. [ 15] NANO TRUCK

제4장

나노기술의 안전성(EHS)관련 정책

기술이 그러하듯 나노기술 또한 인간과 환경에 긍정적, 부정적 영향을 미치며 특히 부정적 영향에 따른 위해성을 지니고 있다. 독일연방정부는 기술 거점 차원에서 나노기술의 기회를 활용할 뿐만 아니라 인간 및 환경 보호에 대한 책임 의식을 지니기 위해 노력한다. 그 일환으로 지속적이고 친환경적이며, 인간친화적인 나노기술 육성을 지원하는 것이다.

나노기술의 안전성 입증을 위한 초기 프로젝트(NanoCare 및 INOS, TRACER)의 결 과를 통해 나노기술 평가에 대해 나노스케일 소재 자체가 위험성을 판단할 수 있는 근 거가 될 수 없으며 오히려 구조, 형태, 화학 성분 조성과 같은 다양한 파라미터가 연관 성을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 나노기술의 잠재적인 위험성은 각 사례에 따라 개 별적으로 관찰되어야 하며, 그 결과는 오랜 기간의 연구 보장을 통해 입증되어야 한다. 위험 예방 및 위험관리 대책의 효과는 독일연방정부의 지속적인 기술 지원 프로세스 를 통해 평가 및 적용되고 있다. 나노기술의 안전한 취급은 오로지 승인된 측정 방법 및 평가 방법에 기반을 둔 국제적인 제품 기준과 안전 기준을 통해서만 이루어질 수 있다. 독일연방정부는 이를 위해 진행 중인 국제적 기준의 조정에 관련된 수많은 계획들을 지 원하고 있다. 최종 소비재에서 나노소재의 사용은 점차 증가하고 있으며, 이로 인하여 나노소재가 나노기술 관련 노동자, 소비자 및 환경에 노출될 가능성이 있다. 하지만 이러한 나노소 재의 노출과 직접적 연관이 있는 위험성에 대한 기초 지식은 매우 부족한 상황이다. 이 러한 배경에서 독일연방 산업안전 보건연구소와 독일연방 환경부, 독일연방 위험성 평 가 연구소에서 2007년 독일연방 소재 연구소, 독일연방 물리기술 연구소가 참여하는 나노기술 공동 연구 전략을 발표하였다. 이는 산업 보호, 소비자 보호, 환경 보호의 세 가지 측면을 기준으로 2011년 첫 번째 평가를 실시하였으며, 이를 토대로 지속적인 전 략들이 세워졌을 뿐만 아니라 연구 테마의 중점들이 정해지게 되었다.

1절 국민 보건/ 소비자 보호/ 식품 안전

보호 및 식품 안전은 화장품, 세제 및 생활 용품과 같은 나노기술에 기반을 둔 생필품의 보급에 따라 점차적으로 중요성이 증대되었다. 지금까지는 제품에 나노소재가 사용되는 것에 대한 정보제공이 법률상의 규제가 아닌 제품 생산자의 결정에 달려 있었 다. 또한, 승인 절차가 규정되어 있는 나노기술의 응용분야의 경우에는 승인 요청에 한 해서만 중요 정보들을 제공해 왔다. 그러나 2009년 공포된 유럽 법령에 따라 2013년부 터는 화장품에 사용된 나노스케일 구성 요소의 표시가 의무화 되었다.

1.

현재 독일에서 특정 생산된 나노스케일의 원료 사용이 큰 의미를 갖지 못하지만, 향 후 몇 년 뒤에는 나노스케일 원료를 사용하여 특정 성질을 식품에 부여할 수 있을 것으 로 보인다. 식품에서 안전성은 가장 중요한 요소이기 때문에 관련 법규를 통해 이를 충 분히 보장한다면, 식품 첨가에 대한 허가는 의심할 여지가 없다.

2009년 유럽 식품안전청(European Food Safety Authority, EFSA)의 과학 위원회는 나노물질의 위험성 평가를 위해 확증된 국제적 기준이 기술적으로 생산된 나노물질에 적용될 수 있어야 한다는 입장을 발표한 바 있다. 결론적으로 이러한 결정은 각 케이스 별로 다른 접근 방식이 필요하다는 것을 의미한다.

2. 식품 접촉 물질

식품 접촉 물질 분야에는 이미 나노기술을 응용하여 생산하거나 나노물질을 포함하고 있는 다양한 제품들이 시장에 진출해 있다. 여기에는 수분, 산소 또는 자외선의 접촉 차 단 효과를 위해 코팅된 포장지뿐만 아니라, 항균 포장재 및 부패된 식품을 감지, 표시 기능이 있는 포장 재료 등이 포함된다. 또한 식품의 생산 과정에서 사용되는 컨베이어 벨트의 표면 기능화(세척성, 에너지 효율성, 접착성)를 위해 나노물질이 사용될 수 있 다. 공동법(community law) 제정에 있어 최근 독일연방정부는 합성수지로 구성된 식품 접촉 물질에 나노입자 사용을 허용했다. 합성수지의 형성에 있어 생산 효율을 증대시키 기 위한 티타늄 질화물 나노입자가 여기에 속한다. PET병 생산에서의 나노입자의 사용 은 1kg당 최대 20mg으로 사용이 제한된다. EFSA의 소견에 따르면 식품 접촉 물질에 사용하는 이러한 특수한 조건에서 나노원료가 식품에 전달되거나 이를 통한 소비자 건

무해할 것으로 판단된다.

3.

화장품에서 나노입자는 대부분 응결된 형태로 존재하기 때문에 피부를 통한 흡수 또 는 침투가 일반적으로 이루어지지 않는다고 볼 수 있다. 따라서 화장품이 건강한 피부 에 사용되고, 피부가 20 nm 이상 크기의 나노입자에 노출된다는 가정 하에 지금까지 소비자에게 직접적인 위해가 된 것은 보고된 바 없다.

4. 의약품 및 의료 기기

의약품은 환자에 대한 안정성이 확인되었을 경우에만 사용이 허가되며, 이 평가는 규 제 당국의 승인을 통해서만 가능하다. 의료기기의 경우에는 적합성 평가 절차를 거쳐야 만 한다. 이는 나노메디슨 개념 범주에 들어가는 제품의 경우에도 동일하게 적용된다. 유럽연합 및 국제적인 차원에서 현재 나노메디슨 제품 위험성 평가의 개발을 위한 방법 들이 논의되고 있다.

5. 관련 활동

■ 관련 법률의 조정 관련 법률의 조정은 나노기술과 관련하여 필요에 따라 수행된다. ■ 과학적 기반의 위험성 평가 독일연방 위험성 평가 연구소는 독일연방 식품, 농업부의 사업을 통해 소비자 중심의 제품, 화장품, 식품 및 식품 접촉 물질에서 나노기술을 사용하는 것에 대한 과학적 기반 의 위험성 평가를 진행하고 있다. 이를 위해 많은 연구프로젝트가 직접적으로 진행되고 있거나 타 기관에 위임되고 있으며, 전문가의 설문조사 및 최신 연구가 진행되고 있다. ■ 농업 및 식품분야 나노기술 모니터링 및 안전연구 독일연방 위험성 평가 연구소, 막스 루브너 연구소, 독일연방 식품, 농업 연구소 및 여러 연구기관들이 농업 및 식품분야 나노기술 모니터링 및 안전연구를 진행하고 있다. 이러한 연구 활동을 협력, 조정하기 위해 ‘합성 나노소재’ 연구그룹을 구성하였다.