◇ 경상국립대 연구팀, 폭발 위험 없는 차세대 전고체 배터리 개발

경상국립대학교는 공과대학 나노·신소재공학부 성재경 교수 연구팀이 대용량 전극(리튬 음극재)의 안정성 및 수명 특성을 극대화하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀은 전고체 배터리 수명을 저해하는 리튬 음극재의 불균일 성장과 부반응성을 효과적으로 억제해 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 합성 기술을 개발했다.

연구팀은 나노 실리콘과 카본 나노 튜브로 만든 얇은 막(규화리튬 합금층)으로 리튬 음극재를 덮어 보호막으로 사용했다. 

이 구조를 통해 충·방전 시 발생하는 고질적인 리튬 음극재의 불안정성을 최소화하고 높은 용량 및 우수한 수명을 갖는 고안전성 전고체 전지를 구현했다.

◇ 포스텍·서강대 연구팀 '주행거리 10배 이상 배터리' 개발

포스텍 화학과 박수진 교수·신소재공학과 김연수 교수 연구팀이 공동연구를 통해 층상 전하 고분자를 사용, 기존 음극활물질인 흑연을 대체해 흑연보다 10배 이상의 용량을 내는 안정적인 고용량 음극활물질 개발했다.

이 연구성과는 재료공학 분야 권위지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced FunctionalMaterials)'에 표지논문으로 게재됐다.

이번에 공동연구팀이 개발한 전하 기반 고분자는 수소결합뿐만 아니라 양전하와 음전하 사이의 인력, 즉, 쿨롱의 힘을 이용하는 차별성을 가지고 있다.

쿨롱의 힘 (250 kJ/mol)은 수소결합에 비해서 굉장히 강한 이차결합이지만 가역적이기 때문에 부피팽창을 쉽게 억제할 수 있다.

◇ 물 위에서 50cm '폴짝'…세계 최고 기록 경신 로봇 나왔다

아주대 기계공학과 고제성·한승용·강대식 교수 공동연구팀은 수면에서 생물이나 로봇이 뛰어오를 때 힘을 최대로 이용할 수 있는 원리를 밝혀내고, 이를 토대로 세계 최고 수준 높이로 뛰어오르는 수면도약 로봇을 개발했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 로봇이나 생물이 크기가 작을 때는 표면장력의 힘을 더 많이 받지만 크기가 커질수록 점차 물체가 유체를 밀어낼 때 받는 저항력인 항력의 영향을 더 많이 받는 데 주목했다.

이를 통해 연구팀은 물에 뜰 정도의 표면장력은 가지면서도 크기를 키울수록 더 높이 뛰어오를 수 있다는 유체역학적 원리를 확립했다. 이런 원리를 적용해 연구팀은 크기가 1㎝ 조금 넘는 소금쟁이의 10배 크기 형태의 도약 로봇을 개발했다.

이 로봇은 수직으로는 50㎝ 이상 도약하고, 앞으로 뛰어오를 때도 20㎝ 이상 장애물을 뛰어넘는 것으로 나타났다.

◇ 보이스피싱 원천 차단할 수 있는 기술 나왔다

국내 연구진이 인터넷 전화를 이동통신 전화로 바꿔주는 장치를 식별해 보이스피싱을 원천 차단할 수 있는 기술을 개발했다.

카이스트 전기및전자공학부 연구팀은 보이스피싱에 사용되는 심박스를 이동통신사가 식별할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 보안 분야 최우수학회인 ‘NDSS 심포지엄 2023’에서 발표된다.

심박스는 인터넷 전화인 VolP를 이동통신 전화인 VoLTE나 3G 전화로 바꿔주는 역할을 하는 장비로 보이스피싱 범죄자가 전화할 때 070이 아닌 010 번호로 수신되도록 만들거나 국제 로밍 요금을 우회할 때도 활용돼 불법 콜 중계기로 불린다.

연구팀은 이동통신 단말 기종을 구분하는 기술을 활용해 100여개의 이동통신 단말 기종을 분류하는 데 성공했다. 이 기술을 심박스에 적용하면 일반 휴대전화와 확실히 구분할 수 있다는 것이다.

◇ 아주대, 거미 다리 기능 모사 의료용 센서 개발

아주대와 서울대 공동 연구팀은 거미 다리 기능을 모사한 의료용 센서를 개발했다고 24일 밝혔다.

공동 연구팀은 이런 센서의 한계를 극복하기 위해 거미의 감지 기관인 슬릿(slit)을 주목했다. 거미는 다리 관절마다 미세한 슬릿 기관을 가지고 있으며, 이를 이용해 거미줄의 진동을 감지해 먹잇감을 포식하거나 포식자로부터 탈출할 수 있다.

먹잇감을 잡을 때는 다리를 펴서 슬릿 기관을 민감하게 만들고, 거미줄에서 발생하는 미세한 진동을 감지한다. 이와 반대로 외부의 포식자들이 발생시킨 큰 진동을 포착하면 다리를 구부려 슬릿 기관이 큰 외력에만 반응하도록 한다.

연구팀은 이런 거미 다리의 구부림 이완을 통한 슬릿 기관의 민감도 조절에서 영감을 받았다.

◇ 설탕으로 값비싼 약 만드는 친환경·고효율 시스템 나왔다

광주과학기술원(GIST)은 권인찬 신소재공학부 교수 연구팀이 산화환원 반응에 다양하게 활용할 수 있는 플랫폼 기술로서 보조인자를 재생하는 ‘친환경 생촉매 반응 시스템’을 개발했다고 21일 밝혔다.

효소는 각종 화합물을 만드는 과정에서 촉매로 쓰인다. 화합물을 원활히 생산하려면 효소를 여러 번 재사용할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 효소가 촉매로 기능하도록 돕는 NAD, NADP와 같은 물질을 계속 공급해야 한다. 

이에 연구팀은 설탕 구성 요소인 포도당이나 과당같은 저렴한 보조인자를 이용해 값비싼 약물을 생산할 수 있는 마이크로 반응기를 제작했다. 연구팀이 만든 마이크로 반응기에 포도당과 과당을 공급하면 마이크로 반응기에 장착돼있던 포도당 탈수소효소가 포도당을 보조인자로 사용한다.

이 과정에서 나온 에너지가 또 다른 효소인 만니톨 탈수소효소에 작용하면 과당을 1㎏당 10만원 정도 하는 약물인 ‘D-만니톨’로 전환할 수 있다. D-만니톨은 안압이나 뇌압을 줄이는 데 쓰이는 약물이다.

◇ 재료연, 세라믹 나노복합체 반도체 공정기술 개발

한국재료연구원(KIMS) 엔지니어링세라믹연구실 마호진·박영조 박사 연구팀이 반도체 제조 장비 내부의 오염 입자를 줄이는 내플라즈마성 세라믹 나노복합체 신조성 및 공정 기술을 국내 최초로 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 기존의 단일 조성 세라믹이 아닌 나노복합체를 이용해 이트리아-마그네시아(Y2O3-MgO) 소재를 10나노미터(㎚) 크기의 입자로 합성하고, 무기공 치밀체 소결 공정 기술을 통해 100% 밀도의 완전 치밀체를 제작했다. 식각율이 작을수록 우수한 소재인데, 개발된 나노복합체는 사파이어와 비교하면 6.5%, 플라즈마 저항성이 가장 우수하다고 알려진 이트리아(Y2O3)와 비교해서도 40% 정도에 불과했다.  

이외에도 연구팀은 나노복합체의 미세구조 내 결정립 크기와 기공도에 따라 플라즈마 식각 후에 나타나는 표면 변화를 분석하고, 미세하고 균일한 미세구조 분포를 가진 나노복합체가 우수한 식각 저항성과 적은 표면 조도 변화를 가져온다는 사실을 확인했다.

◇ 반도체 등 첨단산단 ‘속도전’…신속 예타로 심사 우선

국토교통부는 24일 열린 비상경제장관회의 겸 수출투자대책회의에서 ‘국가첨단산업벨트 세부 추진계획’을 발표했다. 이달 15일 윤석열 대통령 주재 제14차 비상경제민생회의에서 발표한 ‘국가첨단산업벨트 조성계획’의 후속 조치다.

정부는 경기 용인에 세계 최대 시스템반도체 클러스터를 조성하는 등 전국에 15개 국가산업단지를 새로 지정해 반도체·미래차·우주산업을 집중적으로 육성하겠다고 밝힌 바 있다.

정부는 사업 속도를 높이기 위해 우선 사업시행자 선정을 다음 달 안으로 완료할 계획이다. 그동안 국가산업단지는 LH가 사업시행자를 맡아 개발해왔지만 신규 산단은 후보지별 입지와 산업 특성을 고려해 LH 외에도 철도공단·한국수자원공사, 지방 도시개발공사 등으로 시행자를 다각화한다는 게 정부 방침이다.

빠른 사업 추진이 필요한 산업단지의 경우 공공기관 예비타당성조사를 신속 예비타당성조사로 추진하고 심사 우선순위를 부여한다.

◇ '반도체 세액공제 최대 25%' 통과…수소·미래車도 혜택 추가

반도체 시설 투자에 추가 세제 지원하는 반도체특별법이 22일 국회 상임위원회 문턱을 넘었다.

국회 기획재정위원회는 이날 오전 10시 전체회의를 열고 이른바 '케이(K) 칩스법'으로 불리는 조세특례제한법 개정안을 의결했다. 개정안은 반도체, 이차전지 등 국가전략기술의 투자세액공제율을 대·중견기업은 8%에서 15%로, 중소기업은 16%에서 25%로 높였다.

여기에 현행 4%인 신규 투자 추가 공제율을 10%로 늘려, 이를 합하면 최대 25~35% 공제가 적용된다. 이는 정부안을 그대로 수용한 것이다.

◇ 2027년까지 25조원 투자, 반도체·2차전지 등 韓전략기술 IP 확보

정부가 2027년까지 25조원을 투입해 반도체·디스플레이, 2차전지, 양자, 사이버보안 등 국가전략기술 핵심 지식재산(IP)을 확보한다. 연 2500억원 규모 IP투자펀드 조성 등을 통해 같은 기간 IP금융 규모를 누적 23조원까지 확대한다.

정부는 23일 정부서울청사에서 한덕수 국무총리 주재로 제33차 '국가지식재산위원회'를 열고 이같은 내용의 '국가지식재산 정책방향(안)'을 심의했다.

지재위는 IP 관련 정부의 주요 정책과 계획을 심의·조정하고, 그 추진상황을 점검·평가하는 대통령 소속 위원회다. 국가지식재산 정책방향은 '지식재산 기반 역동적 경제성장 실현' 비전 하에 4개 추진전략, 6대 정책방향으로 구성했다.

정부는 IP기반 연구개발(IP-R&D)을 확대한다. 특히 12대 국가전략기술 R&D에 2027년까지 25조원을 투자, 핵심 IP를 확보한다. 인공지능(AI)·6G 등 신산업 분야 국제표준특허 확보에도 주력한다.