◇ 산업부, 팹리스 20곳 글로벌 기업으로…금융·기술 지원

산업통상자원부는 반도체 업계와 글로벌 상위권 팹리스 육성을 위한 프로젝트에 착수한다고 28일 밝혔다.

산업부는 이날 경기기업성장센터에서 진행하는 글로벌 스타팹리스 출범식에서 이같이 발표한다. 앞서 산업부는 해당 프로젝트에 참여할 스타팹리스 20개사를 선정했다.

정부는 이들 기업에 기술개발을 지원하고 시제품 제작과 금융, 국내외 마케팅, 설계인력 육성 등 반도체 지원정책의 우대기준을 적용하며 스타 팹리스 육성을 뒷받침할 계획이다.

◇ 전기차 보조금, 내년부터 최대 300만 원 깎인다

30일 환경부에 따르면 내년 전기 승용차에 대한 구매 보조금은 한 대당 400만 원으로, 올해(500만 원)보다 100만 원 줄어든다. 지원 물량은 승용차 22만3000대다. 전기 화물차 지원액은 1400만원에서 1100만원으로 300만 원 줄어든다. 국고 보조금 이후 발표되는 지방자치단체 보조금도 감소할 전망이다.

다만 수소차의 경우 보조금 액수가 올해와 동일하다. 승용차는 2250만 원, 화물차는 2억5000만 원 등이다.

정부는 전기차 보급이 어느 정도 궤도에 올랐다고 판단해 예산 지원을 줄였다. 전기차 보조금에 쓰이는 예산 총액은 올해 1조9180억 원에서 내년 1조7640억 원으로 8.0% 줄어든다. 수소차의 경우 6334억 원에서 6209억 원으로 2.0% 감액됐다. 다만 전기차 충전소 설치를 위한 예산은 더 늘어난다.

◇ UNIST, 실리콘 음극재 문제점 및 해결책 제시

울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 조재필 특훈교수팀이 상용화된 전지에 적용 가능한 실리콘 음극재를 평가할 수 있는 분석 프로토콜을 제시했다고 29일 밝혔다.

전기자동차의 배터리 음극에서 사용되는 실리콘 소재는 미크론(1미크론은 100만분의 1ｍ) 크기 입자인 SiOx계통으로, 5% 미만 함유돼 있다. 

그러나 소재의 초기 효율이 80%대에 전도도까지 낮아 고속 충전에 문제가 있다.

연구팀은 개발 중인 실리콘 소재들은 초기 효율이 86% 이하로 94%인 흑연에 비해 낮아 양극의 사용 효율을 감소시킨다는 문제점을 지적했다. 또 실리콘 소재는 입자가 커질수록 효율이 저하되고, 부피가 팽창·수축하며 생기는 부서짐 현상이 가속화돼 급격한 수명 저하와 가스 발생으로 이어진다고도 분석했다.

연구팀은 실리콘 크기를 5나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하로 줄여 전도성 탄소 입자에 균일하게 분산하는 기술이 유일한 해결책이라고 제시했다.

◇ '무릎연골 치료' 나노소재기술 기발

전남대학교는 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수 연구팀과 의과대학 선종근 교수 연구팀이 손상된 무릎 연골을 치료할 수 있는 첨단 재생 나노소재 원천기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

연구팀은 토끼를 이용한 전임상 실험을 통해 손상된 무릎 연골에 첨단 재생 나노소재를 이식하자 연골 재생이 촉진된다는 사실을 확인했다.

재생된 연골도 정상 연골에서 주로 보이는 콜라겐(Collagen)II 발현이 높아지는 것을 확인했다. 

첨단 재생 나노소재에 줄기세포를 함께 이식했을 때, 연골세포 분화, 성장인자 분비 및 세포외기질 형성 촉진과 함께 재생된 연골이 정상적인 연골과 유사한 구조와 기계적 강도를 가진다는 것도 밝혀냈다.

◇ 세계 최초 삼각격자 구조 물질서 양자 발견

과학기술정보통신부는 박제근 서울대 교수 연구팀과 김성진 이화여대 교수 연구팀이 삼각격자 구조 자성 반데르발스 물질에서 새로운 양자 상태를 발견했다고 29일 밝혔다.

키타에프 모델은 벌집 구조의 물질에서 나타나는 양자 현상으로 양자컴퓨터를 구현할 수 있는 상태를 지닌다. 그동안 학계에서는 벌집 구조 물질로 키타에프 모델을 구현하는 데 그쳤다. 이론상으로는 벌집 구조가 아닌 삼각격자 구조에서도 양자 현상이 나올 수 있다고 알려졌으나, 실제로 구현한 사례는 없었다. 

연구팀은 자성 물질 연구에 사용하던 니켈(Ni)을 코발트(Co)로 치환할 경우 키타에프 모델이 구현할 수 있는 조건에 충족된다는 사실을 발견했다. 이론을 증명하기 위해 일본 양성자 가속기 연구단지(J-PARC) 중성자 시설에서 비탄성 중성자 산란실험과 스핀파 측정을 실시했고, 미국 연구진과 공동으로 분석했다. 

◇ 양자역학 시뮬레이션 및 AI 활용 신소재 탐색·설계 '기술 개발'

30일 아주대학교는 아주대·한양대·한국세라믹기술원 공동 연구팀이 제일원리 양자역학 시뮬레이션과 인공지능을 기반으로 한 금속 할로겐화물 신소재 설계 기술을 개발했다고 밝혔다.  

해당 내용은 '할로겐화물 페로브스카이트 유도체에 대한 고속 스크리닝 및 Cs3LuCl6의 합리적 설계 (High-Throughput Screening on Halide Perovskite Derivatives and Rational Design ofCs3LuCl6)'라는 논문으로 에너지 분야 권위지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)' 8월호에 게재됐다.

아주대 공동 연구팀은 양자역학 시뮬레이션과 인공지능을 활용하여 합성될 수 있는 금속 할로겐화물들을 예측함으로써 페로브스카이트 유도체들에 대한 비밀을 밝혀냈다.  

또 이를 통해 새로운 소재를 설계하고 실험적으로 검증함으로써 미지의 화학 공간을 탐색하는 기술을 개발했다.

◇ 고려대·아주대 연구팀, 손가락 동작인식 전자피부 개발

왕건욱 고려대학교 KU-KIST융합대학원 교수 연구팀과 박성준 아주대 정보통신대학 교수 연구팀이 피부 미세 주름에도 밀착할 수 있는 초박막 형태의 유기 광반응 센싱 소자와 뇌모방 인공 시냅스 소자를 1마이크론 수준의 초박막 기판 위에 성공적으로 개발 및 결합해 손가락 동작 인식이 가능한 전자피부를 공동 개발했다고 28일 밝혔다.

이번 연구에서 개발된 전자피부 형태의 모션인식 플랫폼은 초박막의 저전력 고효율 신호 처리에 특화된 인공 시냅스 어레이 소자와 고효율 유기 포토다이오드를 결합하는 방식으로, 손가락 움직임을 광신호에서 전기적신호로 변환하고 신호 패턴의 학습을 통해 높은 정확도의 인지능력을 보여준다. 

또한 1 마이크론미터 두께의 기판을 활용, 소자의 강성도를 최소화해 반복적인 기계적 변형에서도 피부의 표면에 밀착해 자연스러운 움직임을 가능하게 했다.

◇ 리튬금속전지 한계 극복 '신 전해질' 개발

전북 군산대학교는 화학과 이경구 교수 연구팀이 전기자동차용 리튬금속전지의 단점을 보완할 '신 전해질'을 개발했다고 29일 밝혔다.

이 교수팀이 개발한 전해질은 기존의 리튬금속전지의 가장 큰 문제였던 수지상결정(dendrite)을 억제해준다.

수지상결정은 배터리를 충전할 때 리튬이 음극 표면에 적체하면서 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체로, 이 결정체가 배터리 분리막을 훼손해 수명·안전성이 낮아진다.

이뿐만 아니라 카보네이트 용매를 활용한 상용 전해질보다 높은 이온전도를 가지고 있어 우수한 출력의 이차전지 개발에 활용될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

특히 이 전해질을 활용한 리튬금속전지가 전기차용 이차전지로 상용화되면 전기자동차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

◇ 현장 배치 가능한 실시간 공중부유균 측정 시스템 개발

영남대는 연세대 공동 연구팀과 함께 현장 적용 가능한 실시간 공중부유균 측정 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 '기술적으로 검증된(Technically Proven) 요소기술들을 결합'한 최소기능제품(Minimum Viable Product; MVP)을 활용함으로써 대상 공간 내 공중부유균 측정에 현장 배치할 수 있는 기술이어서 더욱 주목된다.

연구팀은 MVP 구현을 기술적으로 검증된 '아데노신삼인산 검출 키트, 미세먼지 측정 센서 및 미세먼지 크기 분류기'를 결합함으로써, 단위 공기 부피 당 생물발광도를 포함해 미세먼지와 초미세먼지 크기 영역에서의 생물발광 비율, 여기에 미세먼지 단위 질량 당 생물발광도까지 동시에 확인할 수 있는 편리한 시스템의 활용성을 검증했다.

◇ 물리학 '매직넘버' 이론 뒤흔든 산소 동위원소 발견

곤도 요스케 일본 도쿄공대 교수 연구팀은 원자핵 내에 양성자 8개와 20개의 중성자를 가진 산소동위원소인 '산소-28'을 발견한 연구 결과를 30일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 발표했다. 

앞서 과학자들은 원자핵 안에 일정한 수의 양성자나 중성자를 가진 원소에 주목했다. 이론상 양성자나 중성자가 특정 개수만 존재할 때 원자핵은 훨씬 안정적이기 때문이다. 반감기가 긴 안정적인 상태를 이룰 수 있는 양성자나 중성자의 수는 이른바 '매직 넘버'라고 불렸다. 대표적인 매직 넘버는 2, 8, 20, 28, 50, 126이다.

이번 연구는 매직 넘버를 갖는 산소동위원소를 발견하는 것이 출발점이었다. 연구팀은 중이온 가속기를 사용해 칼슘-48 동위원소를 금속 베릴륨 표적에 충돌시켰다. 이어 불소-29 동위원소를 두꺼운 액체 수소 벽에 충돌시켜 원자핵에서 양성자 1개를 떨궈내 산소 동위원소를 만들어냈다.

문제는 이렇게 만들어진 산소동위원소가 당초 예상했던 것처럼 안정적이지 않았다는 것이다. 만들어지자마자 빠르게 붕괴했다. 독일 중이온가속기연구소(GSI)에서 빌린 강력한 검출기를 사용해 중성자 4개가 동시에 존재하는 상태를 간신히 관찰했을 정도였다.