공공기관-소부장 기업 시너지 향상 방안 마련

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)는 13일 제4차 소재·부품·장비 경쟁력강화위원회에서 ‘공공연구기관을 통한 소재부품장비 기업지원 강화방안‘을 확정, 추진한다고 밝혔다.

일본의 수출규제, 코로나19 등 소재·부품·장비 공급망 위기를 극복하기 위해 공공연구기관의 기술․인력․인프라를 활용, 기업의 혁신역량을 제고하기 위한 방안이다.

이번 강화방안은 4월 출범한 ’융합혁신지원단‘을 중심으로 재정지원과 제도개선을 병행, 기업 및 공공연구기관의 자발적인 연대·교류·협력을 이끌어 내는 것에 주안점을 뒀다.

32개 공공연구기관이 참여한 융합혁신지원단을 4월 구성해 개별 연구원들의 소부장 역량을 집결하고, 기관간 지원·협력방안을 수시로 논의할 수 있는 네트워크를 구축한다. 

공공연구기관이 가진 기술과 인력, 장비를 활용해 기업 맞춤형 서비스도 제공한다.

기업지원 실적이 우수한 연구자에게는 우수연구원(정년연장) 선발 우대, 고과평가·승진심사 특례가 부여되도록 ‘파견 가이드라인‘을 개정 및 확대시행한다. 

공공연구기관의 유휴장비를 기업으로 무상이전하도록 허가하고 절차도 간소화한다. 출연연 자체 R&D를 통한 기술사업화 지원 시, 매출발생 전 미리 납부해야하는 선급기술료를 투입연구비의 10% 수준으로 하향해 기업의 금전적 부담도 줄인다.

과기정통부와 산업부는 2021년 융합혁신지원단 지원 전용사업을 부처 공동 신설하는 한편, 기존 소부장 R&D 사업을 활용한 융합혁신지원단 참여기관과 기업간 공동연구 지원도 강화할 계획이다.

정병선 과기정통부 차관은 "공공연구기관이 소재·부품·장비 산업경쟁력 강화의 첨병 역할을 수행할 수 있도록 재정지원, 제도 개선을 적극 추진하겠다"고 밝혔다.

울퉁불퉁해도 판박이 스티커처럼, 플렉시블 센서 개발

KIST 연구팀, 하이드로젤 및 나노 잉크 소재 이용
'전사 프린팅' 기술…차세대 웨어러블 기기 활용 기대

국내 연구진이 하이드로젤과 나노 잉크 소재를 이용해 울퉁불퉁한 표면에도 고성능 센서를 구현하는데 성공해 웨어러블 기기에 큰 변화를 이끌 전망이다.

KIST(한국과학기술연구원, 원장 이병권)는 이현정 스핀융합연구단 박사팀이 다양한 형태·구조의 유연기판에 고성능 웨어러블 센서를 만들 수 있는 전사 프린팅(Transfer-Printing) 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

전사 프린팅 공정은 피부에 붙였다 떼면 그림이 옮겨지는 판박이 스티커처럼 프린트할 제품을 만들어 놓고 옮길 수 있는 공정이다.

전사 기판에 만든 전극을 최종 기판에 옮겨 소자를 제조하는 공정을 말한다. 열적·화학적으로 취약한 기판 위에 소자를 만들 때 생길 수 있는 공정상의 어려움을 피할 수 있어, 플렉시블 소자 제조에 활용된다.

하지만 기존의 전사 프린팅 공정은 주로 최종 기판이 평평할 때만 적용이 가능했다. 거친 표면의 기판에는 전사 효율이 낮은 단점이 있었다.

연구팀은 하이드로젤 소재가 다공성이자 물과 친하다는 점에 착안했다. 계면활성제를 이용한 수용액 기반 나노소재 잉크를 기판 형태로 굳힌 하이드로젤 표면에 인쇄했다. 

그 결과 계면활성제와 물은 다공성의 하이드로젤 구멍으로 빠져나가고 물과 친하지 않은 소수성의 나노소재만 하이드로젤 표면에 남아 원하는 패턴의 전극 형성이 가능했다.

이때 프린팅되는 나노 잉크의 양이 적어 전극 형성 속도가 빠르기 때문에, 나노 전극의 구조가 균일하고 순도가 높아 전기적 특성이 뛰어났다. 

또한 소수성의 나노소재는 친수성인 하이드로젤과 상호 작용력이 낮아, 다양한 기판에서 손쉽게 전극이 전사됐다.

특히 몰딩이 가능한 고분자 용액을 하이드로젤 상에서 굳히는 방법으로 나노 전극을 전사하는 기술을 개발해, 거친 표면의 유연기판 상에도 유연전극을 형성했다. 연구팀은 나노 전극을 실험용 장갑에 바로 전사, 손가락의 움직임을 감지할 수 있는 변형 센서를 제작하는데 성공했다. 또 맥막을 측정할 수 있는 고성능 유연 압력센서도 구현했다.

이현정 KIST 박사는 "이번 성과는 고성능 유연 센서를 다양한 특성과 구조를 지닌 기판에 구현하는 새로운 방법을 제시한 것"이라고 하며 "추후 디지털 헬스케어, 지능형 인간-기계 인터페이스, 의공학, 차세대 전자소자 분야 등 유연기판이나 비전통적 기판소재 상에 집적화된 고성능 소자 구현을 필요로 하는 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다"라고 설명했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST Young Fellow 사업, 바이오의료기술개발사업, 나노원천기술개발사업 등을 통해 수행됐으며, 연구결과는 나노분야 국제 저널 'Nano Letters' 최신호에 게재됐다.