[ 이슈 분석 ] 소재 부품 국산화 , 다시 시작 하 자 < 6 > 나노 소재 ・ 탄소 섬유 … 나노 기술 로 日 리스크 줄여야 
 # 미래 소재 는 신 산업 창출 과 혁신 기술 개발 의 기반 이 되 는 소재 로 인공지능 , 빅 데이터 , 사물 인터넷 ( IoT ) , 헬스 케 어 , 환경 ・ 에 너 지 , 안전 분야 등 4 차 산업 혁명 과 미래 사회 핵심 영역 을 뒷받침 할 원천 소재 를 말 한다 . 탄소 나노 튜브 ( CNT ) , 그래핀 , 금속 나노 와이어 등 나 노신 소재 와 탄소 섬유 , 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 같 은 첨단 소재 를 아우른 다 . 정보 통신 , 환경 ・ 에 너 지 , 바이오 산업 이 성장 하 는 데 소재 기술 의 기여 도 는 점차 증가 하 고 있 다 . 원천 소재 는 개발 에서 상용 화 까지 20 년 이상 이 소요 되 고 성공 가능 성 도 매우 낮 지만 개발 에 성공 하 면 신 시장 을 창출 하 고 장기간 시장 선점 이 가능 하 다 . 차세대 산업 경쟁력 확보 를 위해 국산 미래 소재 개발 중요 성 이 강조 되 는 이유 다 . 
 대표 적 인 미래 소재 인 나 노신 소재 는 기존 에 는 해결 이 불 가능 했 던 기술 적 난제 를 해결 해 제조업 혁신 을 견인 할 융합 형 핵심 기술 이 다 . 인공지능 , 사물 인터넷 , 빅 데이터 와 같 은 4 차 산업 혁명 핵심 분야 를 위한 핵심 부품 과 소재 에서 초 연결 , 초저 전력 , 대용량 , 고 기능 화 등 기술 적 한계 돌파 를 위해서 는 나노 기술 적용 이 필수 적 이 다 . 
 우리 나라 는 그동안 지속 적 인 투자 를 통해 나노 기술 경쟁력 을 강화 해 2001 년 선진국 대비 25 % 였 던 기술 경쟁력 이 현재 세계 4 위 수준 으로 올랐 다 . 축적 된 나노 기술 성과 를 활용 해 신 산업 분야 난제 를 해결 하 고 격차 를 벌리 는 전략 으로 전환 할 필요 가 있 다는 지적 이 나온다 . 
 ◇ 연료전지 용 백금 촉매 , 차세대 전 고체 전지 … 미래 소재 도 日 이 장악 
 우리나라 가 차세대 자동차 로 육성 하 는 수소 연료전지 자동차 는 연료전지 스택 에서 수소 와 산소 의 화학 반응 으로 발생 한 전기 에너지 로 주행 한다 . 이 과정 에 화학 반응 을 촉진 하 는 촉매 가 필수 인데 현재 상용 연료전지 에 는 백금 촉매 가 쓰인다 . 백금 촉매 는 현재 전량 수입 에 의존 하 는 상황 이 다 . 일본 다나카 귀금속 공업 이 새로운 공법 으로 개발 한 백금 촉매 가 시장 을 장악 하 고 있 다 . 
 현재 이 차 전지 시장 주류 인 리튬 이온 배터리 는 휘발 성 액체 전해질 을 사용 하 기 때문 에 태생 적 으로 화재 와 폭발 위험 성 을 안 고 있 다 . 차세대 배터리 인 전 고체 전지 는 고체 전해질 을 사용 하 기 때문 에 화재 위험 성 이 없 어 ' 포스트 리튬 이온 배터리 ' 로 불린다 . 전 고체 전지 핵심 소재 인 고체 전해질 역시 일본 이 원천 기술 을 확보 하 고 있 다 . 향후 전 고체 전지 상용 화 시대 가 되 면 특허 문제 가 불거질 우려 가 있 다 . 
 이 처럼 4 차 산업 혁명 시대 신 산업 인 로봇 , 자율 주행 차 , 수소 연료전지 자동차 , 차세대 배터리 등 신 사업 관련 소재 ・ 부품 역시 일본 이 장악 하 고 있 어 이 를 자체 수급 가능 한 수준 을 끌어올리 지 않 으면 앞 으로 10 ~ 20 년 후 에 또 다시 일본 수출 규제 리스크 가 불거질 수 밖에 없 다는 지적 이 나온다 . 
 정부 는 일본 수출 규제 움직임 이 본격 화 된 이후 자동차 , 정밀 화학 등 일본 이 타깃 으로 삼 을 만 한 100 대 품목 을 따로 추려 대응책 을 준비 중 이 다 . 다만 전문가 들 은 이 들 품목 이 이미 20 ~ 30 년 전 에 상용 화 된 것 으로 현재 이 를 국산 제품 으로 대체 하 려는 시도 는 우리 나라 연구 개발 시계 를 20 ~ 30 년 전 으로 돌리 는 셈 이 라고 지적 하 고 있 다 . 오히려 앞 으로 격돌 할 4 차 산업 혁명 시대 신 산업 분야 소재 ・ 부품 국산화 현황 을 면밀히 살피 고 국산화 기술 을 확보 해 안정 적 인 공급 망 을 구축 하 고 역 으로 일본 을 압박 할 수 있 는 무기 로 활용 하 는 전략 이 필요 하 다는 지적 이 다 . 
 조진우 전자 부품 연구원 IT 소재 부품 연구 본부 장 은 “ 이미 수십 년 전 상용 화 된 소재 ・ 부품 국산화 에 발목 이 잡혀 신 산업 분야 대비 를 빨리 하 지 않 으면 향후 제 2 , 제 3 의 수출 규제 악순환 이 되풀이 될 수 있 는 구조 ” 라면서 “ 나노 분야 는 우리 나라 가 선행 투자 를 통해 상당 한 기술력 을 확보 해 일본 과 격차 가 거의 없 는 상황 인 만큼 신 산업 분야 특정 소재 ・ 부품 일본 의존도 가 높 다면 나노 기술 을 적극 활용 해 대체 소재 ・ 부품 을 개발 하 는 데 투자 를 집중 할 필요 가 있 다 ” 고 말 했 다 . 
 ◇ 나노 기술 , 왜 중요 한가 ? 
 나노 기술 은 특정 물질 을 나노미터 ( ㎚, 10 억 분 의 1 m ) 급 에서 정밀 제어 하 는 기술 을 말 한다 . 물질 을 수십 ㎚ 크기 로 쪼개 면 독특 한 특성 이 생기 기 때문 에 기존 소재 의 한계 를 극복 한 다양 한 기능 성 소재 를 개발 할 수 있 다 . 또 소량 만 사용 해도 최종 응용 기기 의 성능 을 좌우 할 만큼 효과 를 낼 수 있 고 표면적 이 작 기 때문 에 전력 소모 도 줄일 수 있 다 . 
 예 를 들 어 기존 인공지능 칩 은 부피 가 크 고 전력 을 많이 소모 하 는 문제 가 있 었 다 . 여기 에 ' 시냅스 나노 소자 ' 같 은 신 개념 나노 소자 설계 기술 을 적용 하 고 수직 형 나노 소자 공정 기술 등 신 공정 을 적용 하 면 현재 반도체 의 100 분 의 1 수준 전력 을 소모 하 는 인공지능 칩 을 만들 수 있 다 . 
 효율 한계 에 봉착 한 실리콘 태양 전지 기술 에 페로 브 스카이 트 소재 같 은 초고 효율 광전 변환 나노 소재 를 적용 하 고 탠덤 구조 광전 변환 소자 같 은 초고 효율 광전 변환 나노 소자 를 적용 하 면 현재 보다 효율 을 1 . 5 배 이상 개선 한 초고 효율 태양 전지 를 개발 할 수 있 다 . 
 나노 기술 을 적용 해 기존 제품 성능 을 향상 시켜 시장 에서 좋 은 반응 을 얻 은 대표 사례 가 탄소 나노 튜브 ( CNT ) 를 적용 한 LG 노트북 그램 이 다 . LG 전자 가 2014 년 출시 한 울트라 슬림 노트북 ' 그램 ' 시리즈 는 지난해 누적 판매 100 만 대 를 기록 하 며 단일 브랜드 최초 밀리언셀러 노트북 이 됐 다 . 노트북 의 여러 세일즈 포인트 중 휴대 성 을 공략 한 것 이 주효 했 다 . LG 전자 는 경량 화 를 시도 하 면서 배터리 용량 을 줄이 다 보 니 사용 시간 이 줄어드 는 문제 를 해결 하 기 위해 CNT 를 활용 해 배터리 성능 을 개선 했 다 . 일반 적 으로 배터리 에 는 전자 의 흐름 을 도와 주 는 물질 인 양극 도전 재 가 들어가 는데 양극 도전 재로 CNT 를 사용 하 면 기존 보다 적 은 양 으로 도 동일 한 성능 을 구현 할 수 있 고 그 여유 공간 에 전기 에너지 를 생산 하 는 활물질 을 더 넣 을 수 있 다 . 34 . 61 Wh 이 던 초기 그램 의 배터리 용량 은 2017 년 60 . 06 Wh 로 1 . 7 배 증가 했 다 . 
 ◇ 나노 기술 로 일본 리스크 ' 탈 압박 ' 가능 
 현재 일본 이 주도 하 는 소재 분야 에서 도 나노 기술 을 활용 해 공급 망 리스크 를 탈피 할 수 있 는 가능 성 이 있 다 . IT 기기 용 터치스크린 패널 에 필수 소재 인 인화 인듐 주석산 화물 ( ITO ) 필름 은 일본 닛토덴코가 공급 망 을 장악 하 고 있 다 . 하 지만 ITO 필름 은 휘 거나 접 을 수 없 어 차세대 디스플레이 등 에 적용 이 어렵 다 . 기존 ITO 를 대체 하 기 위해 나노 기술 을 적용 한 은 나노 와 이 어 , 그래핀 등 을 전극 으로 개발 하 고 있 다 . 은 나노 와 이 어 전극 은 율촌 화학 , 엔 앤 비 등 에서 상용 화 사업 화 시도 중 이 다 . 그래핀 전극 은 한국 전자 통신 연구원 ( ETRI ) 에서 유기 발광 다이오드 ( OLED ) 에 적용 해 구현 했 다 . 
 일본 은 세계 에서 나노 기술 상용 화 가 가장 활발 한 국가 다 . 국내외 전문가 들 은 나노 소재 분야 에서 최고 기술 을 보유 한 국가 를 미국 으로 평가 하 고 있 지만 산업 기술력 수준 에 있 어서 는 미국 보다 일본 의 수준 이 높 다고 보 고 있 다 . 
 우리 나라 는 나노 융합 분야 에서 선진국 과 기술 격차 를 지속 적 으로 좁히 고 있 다 . 정부 조사 에 따르 면 2017 년 기준 나노 소재 분야 에서 최고 기술 보유국 인 미국 대비 한국 의 상대 기술 수준 은 81 . 4 %, 기술 격차 는 1 . 7 년 으로 2015 년 대비 상대 수준 이 소폭 상승 했 고 격차 기간 도 줄어들 었 다 . 한국 과 일본 의 기술 격차 는 14 . 1 % 포인트 수준 이 다 . 
 우리 나라 나노 기술 은 2000 년 대 초반 부터 시작 된 정부 의 전략 적 선행 투자 로 세계 4 위 수준 을 유지 하 고 있 으나 연구 개발 투자 중단 이나 축소 시 중국 의 기술 수준 이 우리 를 추월 해 미래 먹거리 에 대한 주도 권 을 상실 할 우려 가 있 다고 전문가 들 은 지적 하 고 있 다 . 실제로 나노 기술 후 발주자 인 중국 과 우리 와 의 기술 격차 는 2017 년 기준 불과 0 . 6 년 으로 줄어들 었 다 . 
 박종구 나노 융합 2020 사업 단장 은 “ 나노 소재 는 특성 상 용도 가 많 은 원료 소재 의 성격 을 갖 고 있 고 기술 집약 적 인 특징 으로 일단 개발 되 면 후 발주자 가 따라오 기 힘들 다 ” 면서 “ 우리 의 기술력 을 빨리 사업 화 해 시장 을 선점 해야 한다 ” 고 말 했 다 .