[산업계동향] 신개발 소식 및 기술 동향

서울대, 반도체 상온 인쇄기술 개발

서울대 응용화학부 이홍희 교수 연구팀은 열을 가하지 않은 상태에서 반도체 표면에 무늬를 새기 는 ‘상온각인인쇄공정(Room-temperature Imprint Litography)’ 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝 혔다.

각인인쇄란 반도체 표면의 고분자 위에 소자가 작동할 수 있는 미세한 패턴을 빛으로 새겨넣는 것으로 현재 기술수준으로서는 100~130℃의 고 온에서만 이 과정을 실행할 수 있다.

이 교수는 수년간의 연구를 통해 각인인쇄 과정 을 상온에서 이뤄냄으로써 반도체의 제조단가를 낮출 수 있는 획기적인 전기를 마련했다는 기대를 받고 있다. 이 교수는 이 기술이 상용화될 경우 반 도체 제작비용의 60%를 차지하는 인쇄공정 비용 을 현재의 1% 수준으로 떨어뜨리는 효과를 낼 것 이라고 내다보고 있다.

세계적 과학학술지인 ‘네이처’는 2002년 6월호 에서 이 교수의 연구를 소개하며 “상온각인인쇄공 정이 상용화되면 ‘반도체 생산비용이 증가해도 기 술향상을 통해 적정한 판매가격을 유지한다’는

‘무어의 법칙’을 향후 20년간 지속시킬 수 있을것”

이라고 평가했다.

이 교수는 “현재 상용화에 필요한 문제들을 풀 어나가고 있다”면서 “향후 2~3년 안에 상용화가 가능할 것”이라고 설명했다.

이 교수의 연구 성과는 신기술 분야에서 권위를 인정받고 있는 미국의 ‘테크놀러지 리뷰’에도 2001년 9월 미리 소개돼 세계 반도체 산업계의 주 목을 받았다.

( 연합뉴스, 2002년 7월 4일)

한인 과학자, 획기적 이성질체 분리기술 개발 미국 플로리다대 이상복 박사가 고순도의 의약 품 제조에 사용될 수 있는 획기적 ‘이성질체분리 기술’을 개발했다. 이 박사는 새로운 나노/바이오 기술을 합성박막에 적용, 제약산업에서 중요한 문 제 중의 하나인 ‘이성질체의 분리 가능성’을 과학 적으로 처음 입증하는데 성공하였다.

이 연구결과는 세계적 과학저널인 ‘사이언스’

최근호에 실렸으며, 미국 내 ‘사이언티픽 아메리 칸’과 ‘케미칼엔지니어링 뉴스’ 등의 전문지들은 기사를 통해 ‘획기적 연구성과’로 칭찬했다.

(거울상)이성질체는 사람의 오른손이 거울에 비치면 왼손처럼 보이듯이, 한 화합물질 안에서 리자문위원회는 지난해 인간배아복제를 금지하는

내용의 법안을 제안했다.

이와 관련, 과기부는 “난치병 치료를 위해 배아 복제를 허용하는 것이 국제적 추세이며 줄기세포 연구없이는 혁명적으로 발전하는 의료기술 개발 경쟁에서 뒤떨어질 수밖에 없어 줄기세포 연구를 지원키로 했다”며 “앞으로 만들어질 법안은 이번 에 지원키로 한 프로젝트가 가능토록 하는 내용을

포함시킬 것”이라고 밝혔다.

과기부는 줄기세포 연구 등에 관한 법률을 만들 때 복제한 배아를 자궁에 착상시켜 복제인간을 만 드는 ‘개체 복제’를 엄격히 금지하기로 했다. 또 한 줄기세포 이용 기술개발 사업단에도 ‘윤리위원 회’를 설치해 윤리적 논란이 적은 분야부터 연구 를 진행토록 할 계획이라고 밝혔다.

( 동아일보, 2002년 5월 17일)

화학적, 물리적 성질은 같지만 약으로 함께 사용 될 경우 ‘악성’과 ‘양성’으로 상반되게 반응함으로 써 약의 효능이 크게 떨어질 수 있는 물질이다.

이에 따라 제약계에서는 화합물질을 이용한 약 을 만들 때, 인체에 유해한 이성질체를 분리해 냄 으로써 순도가 높은 약을 개발할 수 있을 것으로 보고 있다.

특히 지난해에는 이처럼 몸에 좋은 이성질체만 골라 항생제 등 각종 인체 치료물질을 인공 합성 하는 길을 튼 미국과 일본의 유기화학자 3명이 노 벨 화학상을 받기도 했다.

이 박사 연구팀이 개발한 기술은 그동안 크로마 토그래피법과 함께 이성질체 분리에 사용돼 온 분 리막 이용 기술에 나노/바이오기술을 적용, 화합 물질의 2가지 이성질체 형태를 구별할 수 있는

‘실리카 나노튜브박막’에 기초한 것이 가장 큰 특 징이다.

연구팀은 우선 핀란드 연구진과 함께 특정 이성 질체만 인식하는 항체를 개발했으며 이를 나노튜 브 안쪽에 붙인 뒤 폭이 35나노미터에 불과한 박 막 구멍에 집어 넣었다. 이 결과 혼합물 속의 특정 약분자는 자신을 인식하는 나노튜브 내부의 항체 와 결합과 이탈을 반복하며, 마치 ‘사람이 줄을 서 서 물통을 나르는 것처럼’ 나노튜브를 따라 이동 했으며, 이동 속도는 자신의 반대 거울상 물질에 비해 5배나 빨랐다.

전문가들은 이번 기술이 이성질체의 완벽한 분 리에 어려움이 있었던 기존 방법을 대체할 수 있 는 획기적 결과로 평가하면서도, 상업적 가능성을 평가 받기 위해서는 5년 이상의 연구가 필요한 것 으로 예상했다.

이 박사는 “이번 연구의 핵심은 이성질체를 인 식하는 항체를 분리막에 고정시켜 이성질체를 분 리하는데 쓴 것”이라며 “이 기술을 생화학물질의 분리에도 적용하기위한 노력을 계속하고 있다”고

말했다.

⁽ 조선일보, 2002년 7월 2일)

KIST, CO

지구온난화를 유발하는 대표적 온실가스인 이 산화탄소로부터 메탄올을 합성하는 신기술 파일 럿플랜트가 국내 처음으로 설치되어 본격 가동에 들어간다.

KIST 나노환경연구센터 주오심 박사팀은 산자 부 산하 에너지관리공단이 지원하는 ‘청정에너지 기술개발사업’의 일환으로 이산화탄소로부터 하 루 50kg 이상의 메탄올을 합성할 수 있는 파일럿 플랜트를 설치하는데 성공했다고 밝혔다.

이번에 KIST 연구팀이 파일럿플랜트로 구축한 메탄올 합성공정은 징크알루미네이트 및 구리계 열의 촉매를 사용, CO2와 H2를 반응시켜 일부를 CO로 전환하고 이 과정에서 발생되는 물을 제거 한 후 메탄올을 합성하는 방식이다.

이와 같은 두 단계의 과정을 거치게 되면 이산 화탄소로부터 곧바로 메탄올을 합성하는 방식에 비해 메탄올 수율이 높아지고 설치비가 크게 줄어 드는 장점이 있을 뿐만 아니라 운전비용도 대폭 낮출 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

(chema.co.kr, 2002년 6월 17일)

동진쎄미켐, 미세 캡슐형 발포제 개발 동진쎄미켐이 미세 캡슐형 발포제를 개발했다.

그 동안 미세 캡슐형 발포제는 일본 및 스웨덴 회 사만 공급해왔으나, 동진쎄미켐이 세번째로 시장 에 진입하게 되었다.

발포제는 플라스틱과 고무에 첨가돼 일정한 온 도와 압력에서 가스를 발생시켜 플라스틱과 고무 에 기포구조를 만들고, 이 미세 기포구조는 고탄 력성, 보온, 비중저하, 방음, 충격흡수 등의 효과를 높이며, 차량용 범퍼, 차량용 내장재, 상품 포장재, 재난 구명복, 운동화, 장판 등에 적용된다.

동진쎄미켐이 개발한 미세형 발포제는 특정한 조건에서 열을 가하면 팽창하는 특성을 가지고 있 다. 이 제품은 발포제가 기체로 바뀌며 팽창하는 온도를 자유롭게 조절할 수 있어, 열에 약한 종이 제품, 섬유제품, 도료, 단열재, 내장재, 중간재, 필 름 등에 사용할 수 있다.

반도체, 액정용 화학재료, 발포제를 생산하는 동 진쎄미켐은 발포제 세계시장을 35% 점유하고 있다.

(chema.co.kr, 2002 년 6월 10일)

삼성전자, 70나노 반도체 기술 개발

삼성전자는 회로선폭 70나노의 초미세 공정에 서 전자의 이동을 완벽히 차단해 최적의 반도체 성능을 구현할 수 있는 ‘고유전막(High-k Film) 공정’을 업계 최초로 개발했다.

이번에 삼성전자가 개발한 기술은 원자층 증착 기술(ALD)을 적용해 반도체 회로 사이에 HfO2- Al2O3의 신소재로 새로운 층상구조의 유전막을 형성하는 공정기술이다. 이에 따라 기존 유전막 공정기술에 비해 정전용량 향상과 공정수를 대폭 감축할 수 있으 며, 500℃ 이하에 서 진행되는 저 온화 공정이어서 복합칩(SOC) 제 품에 적합하다고 설명했다.

특히 기존 양산라인의 유전막 장비를 그대로 적 용할 수 있어 시설투자를 크게 절감할 수 있는 것 도 장점이라고 덧붙였다.

삼성전자는 나노급 반도체의 상용화가 2004년 부터 본격화될 것으로 전망됨에 따라 이번에 개발 한 신공정 기술을 2002년 하반기부터 90나노급 공 정에, 2004년부터는 70나노급 공정에 적용할 계획 이다.

삼성전자는 반도체 칩 사이즈를 줄이는 미세공 정기술의 발전에 따라 기존 소재의 반도체 유전막 으로는 반도체 기능구현에 한계가 있었으나, 이번 신소재의 고유전막 공정은 그 한계 극복의 해법을 제시한 것에 의미가 있다고 설명했다.

삼성전자는 이번 70나노급 반도체 공정기술 개 발은 경쟁사에 비해 2년 정도 앞선 것으로 자체 분석하고 있으며, 나노기술을 적용한 반도체 생산 에서도 삼성전자가 세계 1위를 먼저 차지할 수 있 게 됐다고 말했다.

(chema.co.kr, 2002 년 6월 7일)

바이러스 이용‘나노칩’기술 세계 첫 개발 바이러스를 이용해 기존 반도체의 1,000분의 1 크기 만한 ‘나노칩’을 만드는 기술을 재미 한국 유 학생이 세계 처음으로 개발했다.

미국 오스틴 텍사스대학에서 박사 과정 중인 이 승욱씨는 단백질과 황화아연 입자로 구성된 나노 크기의 반도체를 만드는 데 성공했다고 미국의 과 학학술지 ‘사이언스’ 최근호에 발표했다. 이 씨가 개발한 나노칩은 단백질을 기판처럼 사용하고 그 위에 반도체의 기능을 할 수 있는 황화아연 입자 들을 붙인 일종의 ‘생체 반도체’이다. 유전자를 조 작한 연필 모양의 바이러스들을 둥그런 통나무 꾸 러미처럼 배열한 뒤 바이러스 끝에 황화아연 입자 들을 붙여 나노칩을 만들었다. 이 바이러스는 딱 딱한 단백질로 이뤄져 있다.

황화아연 입자의 크기는 머리카락 5만분의 1 굵 기인 약 2~3나노미터로 작기 때문에 이론적으로 는 기존 반도체보다 1,000분의 1 크기의 나노칩을 만들 수 있다.

이 씨는 “바이러스의 배열 모양을 바꾸면 반도 체 위에 회로를 그리는 것처럼 원하는 모양의 회 로를 가진 나노칩을 만들 수 있다”며 “기존 실리 콘 반도체의 한계를 넘어서는 초극미세 반도체를 만들 수 있을 것”이라고 기대했다.

고려대 진정일 교수는 “이 연구는 최근 학회 등 을 통해 세계 과학자들의 큰 관심을 모아 왔다”며

“생명현상과 나노기술을 결합한 퓨전기술”이라고 강조했다.

(동아일보, 2002년 6월 4일)

고분자와 무기화합물의 복합형 고체전해질 개발

일본 전력중앙연구소는 리튬이온 2차전지 대형 화를 여는, 고분자와 무기화합물의 복합형 고체전 해질을 세계 처음으로 개발, 5볼트급 전고체형 리 튬 2차전지의 시제품 제작에 성공했다.

고전압에서 일어나는 고분자 전해질의 산화분 해를 막기 위해 무기 전해질 박막을 코팅하여 보 호하였으며, 고전압에 견딜 수 있는 무기의 특징 과 크기나 형태를 자유롭게 만들 수 있는 고분자 의 장점을 살렸다. 전해질에 유기 용매를 사용하 지 않았기 때문에 대형화에 걸림돌이 되는 발화의 위험이 없어지게 되어, 생산 비용도 전체적으로 제어할 수 있다고 한다.

5볼트급 고체형 전지는, 고분자와 무기질의 전 해질에서 각각 개발이 진행되어왔다. 그러나 고분 자는 고전압의 전극을 조합시키면 정극측으로부 터 산화분해를 받기 때문에, 충방전을 거듭하게 되면 빠르게 악화되어 버린다. 무기 전해질은 대 형화하면 전극의 충방전에 따른 체적변화를 흡수 할 수 없다.

이번에 개발된 것은 양극에 리튬, 니켈, 망간을 포함한 산화물 세라믹스, 음극에는 금속 리튬을 사용하였다. 고분자의 전해질은 폴리에틸렌옥사이 드의 필름, 무기고체는 인산 리튬을 사용하였다.

시작품은 알루미늄 판 위에 정극 재료를 분무하 고 그 위에 필름을 올려, 알콜계 용매에 녹인 인산 리튬을 미량 도포하고 리튬 판에 끼워 스테인리스 제의 버튼형 전지의 캔에 넣어 제작하였다. 방전 특성은 유기 용매를 사용한 전지의 초기에 거의 필적하는 능력을 나타냈다.

많은 기업과 연구기관에서 마이크로 가스터빈 이나 소형 연료전지, 태양광 발전장치 등 분산형 전원의 발전량이나 부하 변동을 흡수하는 2차전 지로서, 소형, 메인터넌스 불필요, 긴 수명의 메리 트가 있는 리튬이온형을 개발하고 있으며 안전성 이 높은 고체전해질의 개발 경쟁이 치열하다.

고체전해질 전지는 액체전해질 전지와 달리 작 은 패키지로 할 필요가 없고 배선이나 조립가공의 수고를 대폭 줄일 수 있다. 앞으로 이들은 출력 특 성의 개선과 생산화 기초기술을 축적하여, 5볼트 전지를 겹겹이 쌓아올린 스택화에 도전, 30볼트 전후의 패키지를 만들 목표이다.

(일본공업신문, 2002년 5월 30일)

삼성SDI, 유기 EL 신기술 개발

삼성SDI는 고분자 AM 유기 EL의 화질을 대 폭 향상시킬 수 있는 신기술인 ‘레이저 전사법’을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

미국 3M과 공동으로 개발한 ‘레이저 전사법’은 화질을 선명하게 만들고 유기화합물의 수명을 늘 리는 데다 공정단축을 통해 생산성을 향상시키는 효과도 거둘 수 있다고 설명했다.

삼성SDI는 2000년부터 45억원의 연구비를 들 여 개발에 성공한 ‘레이저 전사법’을 바탕으로 모 바일 제품은 물론 노트PC와 TV에도 적용이 가

능한 고분자 AM 유기 EL의 대(大)면적화 기술 개발에 박차를 가할 방침이다.

이에 앞서 삼성SDI는 2001년 세계 최대크기인 15.1인치 AM 유기 EL을 개발하고 지난 1월에는 IMT-2000 단말기에 사용 가능한 2.2인치 풀컬러 유기 EL을 개발하는 데 성공했다.

유기 EL은 전압을 가하면 스스로 발광하는 유 기발광소자를 이용, 문자와 영상을 표시하는 디스 플레이로 박막액정표시장치(TFT-LCD)보다 시 야각이 넓고 응답속도가 빠르며 얇고 가볍게 만들 수 있는 장점을 갖춘 차세대 디스플레이 제품이다.

(한국경제, 2002년 5월 26일)

천연의‘항생제 공장’게놈 해독 완료 천연 항생제를 만들어내는 박테리아의 게놈이 해독돼 새로운 항생제 개발을 위한 길이 열렸다.

영국 존 인스 센터, 생거연구소, 워윅대, 대만 국 립 양밍대 공동 연구팀은 테트라사이클린, 에리스 로마이신과 같은 천연 항생제를 생산하는 토양 미 생물 스트렙토마이세스 실리컬러(Streptomyces coelicolor) A3(2)의 DNA 염기서열을 완전 해독 했다고 네이처지에 발표했다.

스트렙토마이세스는 토양 아래에서 식물과 곤 충을 분해해 영양분을 얻는 미생물로, 항생물질 외에도 암을 다루거나 면역시스템을 억제하는 데 필요한 화합물들도 생산하는 천연의 ‘항생제 공 장’으로 불리고 있다. 의료계에서 이용되는 천연 항생물질의 3분의 2가 스트렙토마이세스에 의해 생산된다고 알려져 있다.

이번에 밝혀진 스트렙토마이세스 실리컬러의 게놈은 총 866만 7,507개의 염기쌍으로 이뤄져 있 다. 이와 함께 연구팀은 7,825개의 유전자 후보를 찾아냈는데 이제까지 알려진 미생물 가운데 유전 자의 수가 가장 많은 것이다.

연구팀은 이 염기서열을 분석한 결과 항생물질

생산과 관련된 20군데의 유전자 부위를 찾아냈다 고 밝혔다. 이들 유전자들은 대부분 처음 알려진 것이다. 연구팀은 각각 다른 기능을 하는 이들 유 전자들을 짜집기하면 기존의 항생제에 내성을 가 진 병원균들을 물리칠 새로운 항생제를 만들 수 있을 것으로 기대하고 있다.

스트렙토마이세스는 다른 박테리아와 달리 실 과 같은 균사를 만들어내 곰팡이와 박테리아의 중 간 단계의 미생물로 여겨져 왔다. 균사는 식물이 나 곤충의 세포에 연결돼 영양분을 빨아먹는데 이 용된다. 영양분이 바닥나면 곧 포자가 만들어지고, 항생물질이 만들어지는 것은 바로 포자가 나올 때 이다. 연구팀은 같은 먹이를 두고 경쟁하는 다른 미생물을 쫓기 위해 항생물질이 만들어지는 것으 로 설명했다. 또한 스트렙토마이세스의 게놈 정보 는 어떻게 지하 속 열악한 환경에서 박테리아가 살 수 있는지를 밝혀줄 수 있다.

토양미생물들은 환경에 따라 특정 유전자를 작 동시킴으로써 지하의 고열과 극도로 부족한 수분 과 영양분으로도 생명을 유지할 수 있는 것으로 알려지고 있다. 연구팀은 스트렙토마이세스의 유 전자 가운데 12%가 다른 유전자를 작동시키거나 기능을 중단시키는데 이용된다는 것을 밝혀냈다.

한편 40년 이상 스트렙토마이세스를 연구했으 며 이번 게놈 해독 에도 참여한 존 인 스 센터의 데이비 드 홉우드 석좌 교 수는 네이처 웹사 이트에서 “가장 흥 미로운 연구결과는 기체 주머니를 만 드는 유전자”라고 밝혔다. 기체 주머 니는 수분이 있는

토양에서 스트렙토마이세스의 포자가 산소가 풍 부한 표면으로 떠오를 수 있게 해준다.

연구팀은 앞으로 유용한 유전자들을 모아 놓은 새로운 종으로 항생물질을 찾아낸다는 계획이다.

이를 위해 존 인스 센터는 이미 230만 달러의 연 구비를 마련해 놓은 것으로 알려졌다.

(동아일보, 2002년 5월 9일)

LG석유화학, 촉매이용 나프타 분해기술 개발

이번에 개발된 기술은 나프타를 분해할 때, 기 존의 열만 가하던 방식에 추가로 촉매인 금속산화 물을 첨가해 기초 유분을 생산하는 기술로 에틸렌 생산량을 20% 이상 증가시킬 수 있는 세계적인

기술이다.

LG석유화학은 지난 1999년 연구개발에 착수해 최근 촉매개발을 완료했으며, 2001년 6월에 여수 공장에 40억원을 투자해 시험운행 설비를 건설해 운전 중에 있다. 또한 사업시작부터 국가 지정연구 사업으로 선정돼, 2004년까지 연구비를 지원 받을 예정이다. LG석유화학은 이르면 2003년 초 상업화 가 가능할 것으로 보고 있으며, 세계 최초로 완전 상업화에 성공하면 에틸렌 생산증대에 따라 연간 약 200억원의 이익증대 효과가 기대된다고 밝혔다.

현재 촉매를 이용한 나프타 분해기술은 세계적 으로 상업화에 성공한 나라가 없을 정도로 고도의 기술력을 요구하는 신기술로, 일본에서도 수년 전 부터 여러 기업체들이 공동연구를 해 왔지만 아직 도 실험실 테스트만 하고 있는 상태이다.

(chema.co.kr, 2002 년 5월 8일)

화학업체 바이오 사업 활발

호성케멕스, 금호석유화학, 동양제철화학 등 중 견 화학 기업들이 바이오 분야를 차세대 성장 엔 진으로 삼고 관련 사업을 활발히 펼치고 있다. 이 들 업체는 화학제품 생산을 통해 쌓은 노하우와 생산 라인을 바이오 기술 개발에 활용하면서 시장 확대에 총력을 쏟고 있다.

호성케멕스는 지분 50%를 출자한 생체조직 연 구 벤처인 바이오레인과의 산학협력 성과를 올리 고 있다. 바이오레인을 통해 이 회사는 수술시 장 기가 유착되는 것을 막아 주는 장(腸)유착방지제, 생체세포를 이용한 인공피부, 코고는 것을 방지하 는 소음 경감제를 올 하반기부터 순차적으로 출시

할 예정이다.

장유착방지제는 이미 외과학회에서 결과가 발 표돼 동물실험을 끝내고 임상실험을 진행 중으로 이미 외과학회에서 결과가 발표돼 세계적 기술이 란 반응을 얻었다. 인공피부의 경우 개발을 마무 리, 현재 한양대 의대와 공동 임상연구를 수행 중 이며 소음 경감제는 올 하반기부터 시판에 들어가 본격적인 매출을 기대하고 있다.

금호석유화학은 바이오 벤처 기업인 벤트리와 전략적 제휴를 맺은 데 이어 내츄로바이오텍과도 제휴를 맺고 중국 바이오 시장 공략을 시작했다.

이번 제휴로 금호석유화학은 벤트리와 내츄로바 이오텍이 개발한 바이오 관련 제품을 중국에 독점

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