[산업계동향] 신개발 소식 및 기술 동향

줄기세포에 조직공학 접목, 중증 뇌손상 치료 기술개발

국내 연구진이 신경줄기세포와 합성 고분자 화 합물을 이용, 뇌성마비와 뇌졸중 등의 중증 뇌손 상을 치료할 수 있는 획기적 기술을 처음으로 개 발했다.

연세대 의대 박국인 교수팀은 심한 뇌손상을 유 발한 실험 쥐에 생분해성 고분자화합물과 신경줄 기세포를 함께 이식하는 방법으로, 신경세포를 재 생하는데 성공했다고 밝혔다.

하버드 의대 연구진이 공동으로 참여한 이번 연 구는 과기부 세포응용연구사업단의 연구비 지원 을 받아 이뤄졌으며, 연구결과는 이분야 저명 저 널인 ‘네이처 바이오테크놀러지’ 11월호에 표지사

진과 함께 실린다.

고분자 화합물을 가지고 연골과 뼈 등을 재생하 는 연구는 활발히 이뤄지고 있지만 신경세포를 재 생하기는 이번이 처음이다.

논문에 따르면 박 교수는 심한 뇌손상 부위에 신경줄기세포만 이식할 경우, 세포가 자랄 수 있 는 일정한 틀(기질)이 없고, 혈관 공급이 제대로 이뤄지지 않아 신경재생에 한계가 있다는 점에 착 안해 신경줄기세포와 이 세포의 재생 틀 역할을 할 고분자화합물을 섞어 뇌손상 부위에 이식했다.

고분자화합물로는 수술 후 신체에 저절로 흡수돼 없어지는 봉합사 등의 원료로 사용되는 생분해성

‘PGA(Polyglycolic acid)’ 화합물이 사용됐다.

이 결과, 뇌손상 부위에 이식된 고분자화합물은 산자부는 이런 내용을 골자로 한 ‘해외자원개발

추진전략’을 수립하고 있다고 밝혔다. 해외광구에 서 직접 투자해 석유를 개발하면 국제정세에 따라 불안정하게 움직이는 유가 시세에 상관없이 매우 싼값에 석유를 도입할 수 있다. 산업자원부 관계 자는 “원유 도입단가를 현물시세의 절반까지도 낮 출 수 있고 에너지 자원 위기 시에 대비해 안정적 공급체계를 구축할 수 있다”고 말했다.

산자부는 우선 투자 지원금 확충을 위해 수출입 은행의 해외투자 자금 3,000억원 중 주요광물자원 개발에 사용되는 비중을 확대하는 방안을 추진키 로 했다. 10% 자주 공급률을 갖기 위해서는 현재 35억 달러 수준인 총 투자비를 210억 달러 수준으 로 크게 늘려야 하기 때문이다.

이의 일환으로 기업이 자원개발 목적으로 해외 에서 빌린 돈을 정부가 보증서주는 채무보증제도 도입 방안도 재경부와 협의하기로 했다.

석유자주개발은 초기 투자비가 많이 드는 데다 투자회수기간이 오래 걸리는 바람에 민간 기업의 사업참여가 낮아 그 동안 개발 비율이 1.6% 수준 으로 매우 저조했다. 지난해말 기준 해외석유가스 개발사업은 베트남 등 23개국에서 생산 20개, 개 발 8개, 탐사 28개 등 총 56개 사업이 진행 중이다.

(chema.co.kr, 2002년9월16일)

매트릭스 역할을 하면서 쥐의 뇌 신경세포 재생을 촉진시켰고, 재생된 신경세포와 숙주 신경 세포들 간 신경연결이 활성화되는 효과를 확인했다고 연 구진은 보고했다.

박 교수는 “이번 연구는 신경줄기세포와 고분자 화합물을 함께 이용함으로써 뇌신경세포의 재생 을 극대화 시킨 데 큰 의미가 있다”며 “앞으로 고 분자화합물에 재생효과를 촉진하는 단백질 혹은 유전자를 첨가하는 등의 방법으로 기술을 발전시 킨다면 사람의 뇌 손상 치료도 가능할 것”이라고 말했다. ⁽조선일보, 2002년10월21일)

탄소나노튜브 이용한 반도체 소자 개발 금속 성질을 띠는 탄소나노튜브의 바깥쪽 표면 에 수소 원자를 부착해 반도체 성질을 띠게 만드 는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

성균관대 이영희 교수 연구팀은 탄소 나노튜브 를 이루는 탄소원자들 사이에 수소원자를 결합시 켜 이들 원자의 결합구조를 변화시키는 방법으로 금속 성질을 띠는 탄소나노튜브의 원하는 부분을 반도체 탄소나노튜브로 바꾸는 기술을 개발했다 고 밝혔다.

이번에 개발된 기술을 이용하면 탄소나노튜브 로 상온에서 동작하는 반도체를 만들 수 있어 고 집적 반도체소자와 광전자 소자 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대되고있다.

일반적으로 탄소나노튜브는 끝부분의 탄소원자 결합구조가 톱니 모양인지, 팔걸이 모양인지에 따 라 반도체 성질을 띠기도 하고 금속처럼 완전한 도체가 되기도 한다. 연구팀은 탄소나노튜브를 진 공 용기에 넣고 수소 기체를 원자로 분리해 탄소 나노튜브와 반응시켜 튜브 겉면에 수소를 균일하 게 결합시키는 데 성공했다.

탄소나노튜브의 한쪽 절반에만 수소원자를 결 합시키면 튜브 자체가 P-N 접합 다이오드와 같은

기능을 하며 튜브 전체를 반도체로 만든 다음 가 운데에 전극을 연결하면 트랜지스터와 같은 기능 을 한다고 연구팀은 설명했다.

이영희 교수는

“탄소나노튜브 반도 체는 낮은 전력으로 구동시킬 수 있고 소자의 제작이나 작 동이 간편한 장점이 있다”고 말했다.

함께 연구에 참여 한 삼성종합기술원

최원봉 박사는 “이미 개발된 탄소나노튜브를 일정 한 간격으로 배열하는 기술을 이용하면 탄소나노 튜브 반도체를 일반 반도체처럼 집적시키는 것도 가능하다”고 말했다.

(중앙일보, 2002년10월17일)

특정온도에서 나타나는 고분자조합체 개발 포항공대 화학공학과 김진곤 교 수는 지금까지 알려지지 않은 독특 한 성질의 고분자 조합체 물질을 밝 혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처 머티리얼즈’에 발표했다.

포항공대에 따르면 김 교수는 포항 방사광가속 기 X-선 빔라인과 전자 현미경 등 첨단 기기를 이 용, 수차례 실험을 통해 폴리스텐렌-폴리노르말펜 틴메타아크릴레이트 고분자 조합체가 섭씨 140~200도의 특정 온도에서만 나노구조(10억분 의 1ｍ)를 나타낸다는 것을 밝혀냈다.

고분자 조합체는 지금까지 대부분 온도가 낮아 지면 두 고분자 물질이 잘 혼합되지 않았다. 마치 물이 온도가 높을 때 수증기가 되어 공기와 잘 섞 이지만 온도가 낮아지면 공기와 혼합되지 않는 것 과 같은 이치다. 일부 고분자 조합체는 반대로 온

도가 높아지면 잘 혼합되지 않아서 나노 구조를 형성한다.

김 교수가 발견한 고분자 조합체는 온도가 높지 도 낮지도 않은 중간 영역에서 20~30나노미터 크기의 구조가 형성됨을 보였다.

이 조합체는 특히 나노구조를 나타낼 수 있는 온도의 범위를 분자량에 따라 쉽게 조절할 수 있 고, 압력이 증가함에 따라 나노구조가 없어지기 때문에 나노물질의 온도나 압력을 측정할 수 있는 센서로 활용할 수 있다.

또 두 개의 고분자가 연결될 때 서로를 배척하 는 성질과 고분자간 화학적 결합 때문에 고분자 조합체는 분자 수준의 물질로부터 나노 구조물을 만드는 이른바 Bottom-up 방식에 사용되는 대표 적인 물질이며, 현재 이에 대한 광범위한 연구가 진행되고 있다.

‘네이처 머티리얼즈’는 김 교수의 연구결과를 특별히 하이라이트로 상세히 소개하며, ‘온도가 감소할 때 두 물질이 혼합된다는 사실을 볼 수 있 는 근거를 마련했으며, 고분자 혼합물에 관한 새 로운 이론 개발에 지대한 영향을 줄 것’이라고 평 했다. (chema.co.kr, 2002년10월7일)

대용량 리튬전지 세계 첫 개발

한국 과학자가 소형 전자제품에 이용되는 리튬 이온전지를 전기자동차에도 이용할 수 있을 만큼 크고 값싸게 만들 수 있는 방법을 개발했다.

한국과학기술원 출신의 정성윤 박사는 미국 MIT의 옛밍 치앙 교수와 함께 리튬-철-인 산화 물에 알루미늄 니오븀 지르코늄 등의 금속 이온을 1~2%가량 집어넣어 전기전도성을 1억배 높이는 데 성공했다고 재료공학 분야의 저명한 저널인

‘네이처 머티리얼즈’ 10월호에 발표했다.

말하자면 불순물을 집어넣어 전도성을 높인 셈 이다. 불순물이 들어간 리튬-철-인 산화물은 ㎏당

전력밀도가 기존의 어떤 전지보다 높은 3,000W 이상까지 나왔다. 리튬은 가장 가벼운 금속으로 저장한 전기에너지가 열로 손실되지 않고 에너지 로 전환되는 효율이 90% 이상이다. 반면 충전용 2차전지로 널리 쓰이는 니켈-카드뮴전지는 에너 지 효율이 70% 정도에 불과하다.

또 니켈-카드뮴전지는 완전히 방전하지 않고 충전하면 전지용량이 점점 줄어들지만 리튬 전지 는 그런 단점이 없다. 최근 아무때나 휴대전화를 충전할 수 있게 된 것도 리튬이온전지를 사용한 덕분이다.

이런 장점에도 불구하고 리튬은 공기 중의 수분 과 급격히 반응해 폭발하는 단점이 있는데다 기존 리튬이온전지에 사용되는 리튬-코발트 산화물이 비 싸 지금까지 소형 전자제품에만 이용될 뿐이었다.

이 문제를 해결하기 위해 1997년 미국 텍사스대 연구자들이 리튬-코발트 산화물보다 값이 싸고 과열의 위험이 적은 리튬-철-인 산화물을 개발했 으나 전기전도성이 낮다는 치명적인 약점 때문에 실용화되지 못했다. 정 박사의 연구는 이러한 문 제를 일거에 해결한 것이다.

치앙 교수는 “리튬-철-인 산화물을 이용하면 전기자동차에 이용되는 니켈-금속 수소화물 전지 를 충분히 대체할 수 있을 것”이라고 말했다.

(동아일보, 2002년10월3일)

다양한 모양의 나노물질 제조방법 세계 최초 개발

연세대 화학과 천진우 교수팀이 다양한 모양의 나노 물질을 합성하는 방법을

세계 최초로 개발하는 데 성공 했다.

천 교수는 “지금까지는 둥 근 모양이나 막대기 형태의 나

노 물질만 만들 수 있었지만, 황화납(PbS)을 이

용해서 별·십자가·사각형 등 다양한 모양의 나 노 물질을 만들 수 있는 방법을 세계 최초로 개발 했다”고 밝혔다.

천 교수팀의 논문은 미국화학회지 인터넷 판에 이미 게재됐으며, 세계적인 과학잡지 ‘사이언스’

최신호에서 연구 하이라이트로 소개됐다.

천 교수는 “이 기술을 이용하면 다양한 모양의 나노크기 물질을 자유자재로 만들 수 있기 때문에, 나노물질 합성의 한계를 벗어날 수 있게 됐다”며

“앞으로 반도체·광통신·DNA칩 등 각종 나노 기술을 이용하는 분야에서 새로운 제품과 기술들 이 쏟아져 나올 것”이라고 말했다.

천 교수팀은 이미 이 기술을 이용해서 세계에서 가장 작은 30nm 크기의 별 모양 반도체물질을 합 성하는 데 성공했다.

미국 사이언스지는 천진우 교수의 연구 결과에 대해 “자연계에 존재하지 않는 새로운 형태의 반 도체 나노물질의 합성에 성공한 것이 의미 있다”

고 평가했다.

특히 현재까지 나노물질의 형상과 크기를 제어 하는 방법의 개발이 매우 미진했다는 점에서 천 교수의 연구 결과가 주목 받고 있다고 소개했다.

(조선일보, 2002년9월24일)

초소형 발전방식의 알코올 주입‘연료전지’

개발, 수명 충전식의 10배, 전지산업 변혁 예고

현재의 충전식 배터리와 크기가 비슷한 장치에 다 라이터에 석유를 집어넣듯 알코올을 주입하는 것으로 충전이 완료되고, 곧바로 휴대전화나 노트 북 등 전자제품을 쓸 수 있게 하는 연료전지가 개 발되었다.

미국 뉴욕의 벤처기업인 MTI사는 최근 초소형 발전방식의 연료전지 제품 개발에 성공했다고 발 표했다.

공개된 이 시제품은 노트 북 컴퓨터용으로 가로, 세로, 두께가 15cm×10cm×3cm 정도다. 회사 측은 현재 진행 중인 소형화 작업이 끝나면 2004년 초부터 시판이 가능하다고 밝혔다.

일반 충전식 배터리는 특정 물질에 전류를 흘려 이를 이온상태로 바꿔놓았다가 다시 전류로 전환 시키는 방식이지만 연료전지는 알코올(메탄올)에 연쇄적 화학작용을 일으킨 뒤 이 과정에서 발생하 는 전류만을 따로 빼내어 쓰도록 하는 원리이기 때문에 충전시간이 필요 없다. 전류 발생 시간도 현재 최고급 충전식 배터리의 10배 정도로 길다.

발전 과정에서 소량의 이산화탄소와 물이 생기는 단점은 있지만 인체에는 거의 해가 없고 물도 발 생 즉시 바로 증발된다.

이미 학계에서는 1990년대부터 연료전지의 원 리가 규명돼 이미 상품 규격작업(프로토콜)이 진 행 중인 상태이며 업계에서는 독일의 ‘스마트 퓨 얼셀’사가 지난해 대형 제품을 내놓은 바 있다.

또 그 동안 관련 기술을 확보하고도 기존시장의 보호 차원에서 이를 외면했던 모토로라, 도시바, 카시오 등도 이번 시제품 등장에 따라 어쩔 수 없 이 상용화 작업에 착수할 전망이다. 이렇게 되면 2004년부터는 본격적인 연료전지 제품 경쟁이 벌 어질 것으로 보인다.

업계에서는 이 제품으로 한계에 이른 충전기술에 돌파구가 생겼으며 각종 휴대용 전자제품의 전성시 대를 앞당기는 계기가 될 것으로 기대하고 있다.

(중앙일보, 2002년9월23일)

삼성전자, 나노급 메모리 첫 상용화

삼성전자가 꿈의 기술로 평가되는 90나노 D램 양산기술을 확보하고 업계 최초로 2기가 NAND (데이터 저장용) 플래시메모리 시 생산에 성공했

다고 발표했다.

이로써 삼성전자는 반도체 공정기술에서 마의 벽으로 인식돼온 0.10㎛(미크론)을 뛰어 넘는 90 나노 기술로 NAND 플래시 시 생산 성공과 D램 양산 기술을 확보함으로써 메모리 산업에서 나노 기술의 상용화에 대한 새로운 이정표를 세웠다고 밝혔다.

삼성전자가 발표한 2기가 NAND 플래시메모 리는 엄지손가락만한 크기의 4기가 바이트 메모 리카드의 제작을 가능하게 하며 기존 음악 CD 70 장 또는 영화 비디오 테이프 4편의 데이터를 대체 저장할 수 있는 대용량 제품이다.

삼성전자는 카메라, 게임기 등 각종 디지털 기 기에 채용되는 NAND 플래시메모리의 등장으로 필름과 PC의 플로피디스크, 소용량의 하드디스 크드라이브까지 사라짐으로써 전자기기의 모바 일화 및 멀티미디어화를 가속화시킬 것이라고 전 망했다.

삼성전자는 월 2만장 생산규모의 300mm 웨이 퍼 전용라인을 2003년 3분기부터 본격 가동해 이 제품을 양산할 계획이다. 이와 함께 90나노 D램 공정기술도 300mm 웨이퍼 전용라인에서 이뤄지 는 차세대 512메가 D램 및 1기가 D램의 양산에 적용하는 등 300mm라인을 플래시메모리와 D램 을 동시에 생산할 수 있도록 투자를 효율화, 300mm 웨이퍼 양산 시대를 주도해 나갈 계획이 라고 설명했다.

삼성전자는 90나노 공정으로 512메가 D램의 양

산성을 확보한 것은 삼성전자가 처음이며 현재 양 산중인 0.12미크론 공정보다 생산성을 두배 이상 향상시켜 경쟁업체와의 미세화 공정의 격차가 커 지고 시장 지배력도 강화될 전망이라고 밝혔다.

삼성전자는 90나노 기술을 향후 70나노급 공정 기술에도 응용하고 완벽한 평탄화 기술을 실현, 메모리와 로직 기능이 합쳐지는 차세대 신개념 메 모리인 퓨전(Fusion) 메모리에도 적용해 나갈 계 획이다.

삼성전자는 최근 D 램 시황과 관련, 이미 2001년부터 범용 PC 의존도를 축소하기 위 한 차별화를 확대, 초 고속 DDR SD램, 램

버스 D램, 그래픽 D램 등의 비중을 70%까지 증 가시키는 등 범용 PC 의존 제품 구조에서 탈피해 SD램 가격이 하락해도 삼성전자 메모리 사업부의 매출은 오히려 증가하고 있다고 설명했다.

삼성전자는 향후 5년간의 미래전략과 관련, 지 금까지의 메모리 최대 공급 회사의 위상을 넘어 PC뿐 아니라 서버, 워크스테이션, 휴대폰, 게임기, 디지털 TV 등 IT 및 디지털제품군 전체에 사용 가능한 종합 메모리업체로서의 기능을 강화, 메모 리 부문 매출을 2005년 140억 달러, 2010년에는 250억 달러로 확대할 계획이다.

(매일경제, 2002년9월16일)

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중동 석유화학 성장‘우려’, 코스트 경쟁력 바 탕 신증설 확대

중동 석유화학산업이 사우디, 이란을 중심으로

급성장함으로써 세계 석유화학 시장의 경쟁구도 를 변화시키고 있다.

중동은 1970년대 후반부터 석유의존경제에서