에너지현장 / 나노융합기술 및 응용제품 솔루션 선보인 『나노코리아 2025』 개최

편집부 기자
입력 2025.08.12 00:00

나노융합기술 및 응용제품 솔루션 선보인 『나노코리아 2025』 개최

첨단 제조 혁신에 필요한 최신 나노기술 & 인사이트 공유

산업통상자원부와 과학기술정보통신부가 공동주최하고 나노융합산업연구조합(한국나노융합산업협회)과 나노기술연구협의회가 공동주관한 『나노코리아 2025(NANO KOREA : 국제 나노기술 컨퍼런스 및 융합전시회)』가 7월 2일부터 4일까지 3일간 일산 킨텍스 제1전시장에서 열렸다. 전시회 기간 동안 신기술 방향과 사업화 방안을 논의하는 세미나도 함께 진행되어 관계자 및 관람객들에게 풍부한 인사이트를 제공했다.

취재 편집부

7월 2일 일산 킨텍스에서 열린 『나노코리아 2025』 개막식에서 주요 참석자들이 기념 테이프를 자르고 있다. (출처 : 과학기술정보통신부)

‘더 나은 미래를 만드는 나노기술(Nanotechnology for a Better Life)’을 주제로 열린 올해 전시회는 ▷나노 ▷접착·코팅·필름 ▷레이저 ▷첨단 세라믹 ▷스마트센서 ▷적층제조 ▷나노바이오 ▷계측기기 등 8개 부문으로 진행되었다. 이와 함께 반도체, 이차전지, 미래차, 우주항공, 방산 등 국가 전략산업의 초격차 달성에 필수적인 나노융합기술의 이슈와 트렌드를 제시하는 다양한 주제의 세미나도 함께 열렸다.

주요 세미나로는 ▶인공지능(AI)과 나노의 융합으로 만드는 미래 산업 혁신을 주제로 하는 NANO Biz Forum ▶반도체, 자동차, 우주항공, 방산 등의 혁신에 기여하고 있는 적층제조(3D프린팅) 기술과 응용사례를 공유하는 ‘AM(적층제조) 코리아 컨퍼런스’ ▶그래핀, 맥신 등 2차원(2D) 소재의 글로벌 트렌드를 논의하는 ‘2D Materials 세미나’ ▶나노 셀룰로오스 등 친환경 소재 상용화를 논의하는 ‘친환경 소재 산업화 전략 포럼’ 등이 있었다.

산업 및 연구 부문 기조강연 성황

행사 첫날인 7월 2일(수) 오후 2시부터 3층 그랜드볼룸에서 열린 기조강연은 산업부문과 연구부문에서 저명한 인사들이 연사로 나섰다.

산업부문 기조강연에는 LG전자 정수화 부사장이 ‘나노기술 발전을 위한 스마트 팩토리 제조 기술과의 융합’을 주제로 첨단제조 혁신의 청사진을 공유했다. 정 부사장은 LG전자 생산기술원이 보유하고 있는 스마트 팩토리 기술과 생산 시스템 최적화, 금형 기술 등 핵심 제조 기술을 나노기술과 접목한 대표적인 성공사례를 공유하는 한편, 우리나라 제조업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 나노기술의 제조업 확산에 필요한 산·학·연·관의 역할과 협력방안을 제시했다.

연구부문 기조강연에서는 노벨 물리학위원회 위원장이자 스웨덴 찰머스 공과대학의 에바 올슨(Eva Olsson) 교수가 ‘전자현미경으로 여는 미래 소재의 세계’를 주제로 전자현미경으로 원자 단위에서 소재를 관찰하고 제어하는 최신 기술을 소개했다. 올슨 교수는 전자현미경 내부에서 전기장, 빛, 온도 등을 조절해 소재의 특성을 원하는 대로 조율할 수 있는 ‘실시간 전자현미경’ 최신 기술 발전 동향과 함께, 이러한 전자현미경으로 얻은 다양한 원자 단위의 정보를 첨단 신소재 개발에 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 인사이트를 제공했다.

주요 업체 및 기관 소개

주요 기업

▶ 나노솔루션 : 『나노코리아 2025』에서 국무총리상을 수상한 탄소나노튜브(CNT) 전문기업 ‘나노솔루션’은 각 응용 분야에서 가장 적합한 맞춤형 탄소나노튜브를 개발·제공한다. 탄소나노튜브는 미세한 크기, 특수한 형상, 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계 방출 특성 등으로 고강도 소재, 플렉서블 디스플레이, 고집적 메모리 소자, 대체에너지 등의 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다. 나노솔루션은 이번 전시회에서 CNT 파우더, CNT 코팅액, 기능성 코팅액 등 다양한 제품군을 선보였다.

▶ 퍼스트랩 : 초음파 집속 기반의 유화·분산 기술로 『나노코리아 2025』 조직위원장상을 수상한 퍼스트랩에서는 대표 장비 ‘디브렉스 500’을 공개했다. 초음파 집속 유화·분산 기술은 강력한 초음파 에너지를 특정 지점에 집중시켜, 액체 내에서 미세한 입자를 균일하게 분산시키거나 서로 다른 액체를 미세하게 혼합(유화)하는 기술이다.

‘디브렉스 500’은 하루 300~500kg의 물질을 분산·유화할 수 있는 것이 특징으로, 특히 물질의 입자 표면장력을 줄이기 위해 계면활성제를 넣는 기존 장비들과 달리 계면활성제 없이도 주성분의 순도와 효능을 극대화할 수 있도록 개발했다.

퍼스트랩은 이 기술을 응용해 과불화화합물(PFAS)을 필터나 소각 없이 초음파만으로 분해하는 장비 ‘캐비톡스’도 개발했다. PFAS는 반도체 제조 공정에서 널리 사용되지만, 폐수로 유출될 경우 인체와 환경에 심각한 위해를 줄 수 있어 규제가 강화되고 있는 물질이다.

▶ 어썸레이 : 어썸레이는 섬유, 멤브레인 등 다양한 형태의 CNT 소재 제조기술을 보유한 소재 스타트업이다. 이번 전시회에서 주력으로 선보인 ‘axrial’ 멤브레인은 수십 나노미터 수준의 두께를 가지는 초박막 CNT 멤브레인이다.

반도체 회로를 제작하는 EUV(Extreme Ultraviolet) 노광 공정에서는 포토마스크를 이물질로부터 보호하고 생산수율을 향상시키기 위한 펠리클이 사용되어야 한다. 그러나 기존 펠리클 소재는 내열성이 부족하거나 EUV 투과율이 낮아 고출력·고개구율 공정에 적합한 새로운 펠리클 소재 개발이 필요하다.

어썸레이의 독자적인 연속 공정 기술을 통해 제조된 ‘axrial’ 멤브레인은 EUV 투과율(70~80%), 내열성(600~1000℃), 크기(최대폭 150mm) 등 주요 특성을 정밀제어가 가능하여 EUV 펠리클 원천소재로 적용된다. 또한 데브리스 필터, 투명 면상 발열체, 차세대 배터리 소재, 차폐소재, 광학센서 등 높은 투과율과 냉열성이 요구되는 산업 분야에 두루 적용된다.

▶ 씨엔티솔루션 : CNT는 기존 소재 대비 월등히 뛰어난 전기 전도성과 열 전도성, 우수한 기계적 강도를 가진 신소재로, 씨엔티솔루션은 자사의 고유 기술인 ‘건식분산 기술’을 통해 CNT의 특성이 효과적으로 발휘될 수 있도록 한다. 액상 상태의 CNT는 잉크나 슬러리 형태의 소재에만 사용할 수 있지만, 건식으로 분산된 CNT는 기능성 부품, 시트, 필름 코팅은 물론 건식 전극이나 전고체 배터리 등에 적용이 가능하다.

이번 전시회에서는 특별히 ‘탄소양자점(Carbon Quantum Dot, CQD)’에 관련된 기술을 선보였다. 씨엔티솔루션은 15년의 시간을 투자해 CQD 양산 체계를 구축했다. 관계자에 따르면, 해당 기술을 통해 이차전지의 효율이 30%가량 향상시켰으며, 화장품에서도 항산화, 항노화, UV 차단 등의 효과가 있는 것으로 나타났다.

▶ 이큐브머티리얼즈 : 이큐브머티리얼즈의 ‘Si-SiO2 복합구조 장수명 음극재’는 SiO2 모체에 Si 나노입자를 10nm 크기로 균일하게 형성한 구조로, 많은 충·방전에도 모체와 Si 나노입자의 파괴가 없어 안정적인 수명 성능을 나타낸다. CNT 도전재와 혼합 사용 시 흑연과 같은 수명을 보여서 가장 안정적인 구조의 실리콘 음극재다.

Si-C 실리콘 음극재는 웨이퍼 제조공정의 부산물인 실리콘 나노 분말을 기초 원료로 하여 다양한 코팅과 복합화 공정을 거쳐 구형화 마이크로 분말로 제조된다. 이 분말은 기존의 천연흑연 및 인조흑연과 균일하게 혼합되어 용량과 출력에서 최고의 성능을 보인다.

이큐브머티리얼즈는 Rotary kiln 방식의 새로운 SWCNT(Single Walled Carbon NanoTube) 합성 장비도 개발했다. 해당 장비는 다양한 노즐과 촉매 주입방식을 빠르게 변경하며 시험할 수 있어, 변수가 많은 SWCNT 개발에 최적화되어 있다.

▶ 포엠 : ㈜포엠은 폐자원을 활용하여 에너지 소재 분야 및 고성능 전도성 솔루션을 필요로 하는 모빌리티, IT, 로봇 등 고부가가치 산업 분야의 글로벌 비즈니스를 추진하고 있다. 해파리, 부산물, 폐해조류 등 해양 폐바이오를 활용하여 친환경적으로 생산한 기능성 탄소 소재(젤로스)로 다양한 산업의 발전을 지원하고 있다.

젤로스(JELLOS)는 높은 비표면적과 전기전도도의 기능성 탄소 소재로, 수입 소재를 대체할 수 있는 성능을 갖추었으며 공인인증기관 시험도 통과했다. 도전재 투입량 감소로 에너지 용량 증가 효과가 있으며, 전자 이동이 원활하여 충·방전 효율을 증대시켜준다. 또한 발열 감소 및 부품 연화 감소 효과도 있어 제품의 수명 및 안정성이 증가한다.

이차전지, 연료전지, 고강도 탄소섬유, 탄소 복합 소재, 슈퍼 커패시터, 전도성 차폐 페인트, 반도체 웨이퍼 등의 다양한 제품 및 수질정화/대기정화/마스크 필터에도 적용 가능하다.

주요 기관

▶ 한국과학기술연구원 : 한국과학기술연구원(KIST)은 나노 분야를 포함한 다양한 과학기술 연구를 수행하는 정부출연 연구기관이다. 이번 전시회에서 KIST는 자사의 나노기술 연구 성과와 응용 기술을 전시 및 홍보했다. KIST에서는 친수 나노기술, 고체수소저장기술, 고체전해질 기술 등 다양한 분야에서 나노기술을 활용한 연구를 진행하고 있다.

또 KIST는 첨단 연구 개발을 위한 고성능 분석 장비 기반의 나노측정 분석지원 플랫폼을 운영하며 국내외 연구기관에 분석 서비스를 제공한다. 이와 함께, 개발된 나노기술을 바탕으로 기업들과 협력하여 실제 산업현장에서 활용될 수 있도록 기술을 이전하고 공동 연구를 수행한다.

이번 전시회에서는 ▷최종적으로 얻고자 하는 물질이 결괏값을 사람이 입력해놓으면 AI와 로봇이 실험을 통해 최적의 실험 경로를 스스로 개발하는 AI 무인실험실 ▷자성 입자가 없는 CNT 파우더 제조기술 개발, CNT 고유 물성을 극대화할 수 있는 기술 ▷파크골프 클럽 타구면에 적용되는 탄소섬유 복합재료에 나노기술을 도입하여 비거리 향상 및 사용자 충격을 감소시키는 고기능 복합재 등 다양한 연구성과를 소개했다.

▶ 나노종합기술원 : 2004년 「나노기술개발촉진법」(제11조)에 의거하여 설립되었으며, 시설·장비의 공동활용을 통한 연구개발지원, 연구성과의 실용화 및 중소벤처기업의 창업지원 등의 업무를 수행한다.

주요 나노·반도체 공정서비스로 8인치 Si 기판 공정서비스, 8인치 투명 기판 공정서비스가 있다. Si 기판 공정은 180nm CMOS 기술 기반 단위, 모듈, 집적공정 서비스를 제공하는 ‘CMOS 공정’과 각종센서 및 μ-OLEDoS용 단위, 모듈, 집적공정 서비스를 제공하는 ‘MEMS 공정’이 있다. 투명 기판 공정은 Quartz, glass, LiNbO3 기반의 CMOS & MEMS 공정서비스를 제공한다. 이 외에 Zig 활용한 6인치, 4인치 조각 시편 공정서비스도 제공한다.

한편, 기술원에서는 상기 모든 기본 공정서비스를 기반으로 한 시스템 반도체 연구 개발, 제품개발 및 시제품 제작도 지원하고 있다. 이와 함께 국내 산학연 연구자들에게 반도체 소재, 부품, 장비개발을 위한 8인치, 12인치 소·부·장 테스트베드를 구축하고 반도체용 소재, 부품, 장비산업의 테스트 검증 및 검증 서비스를 제공한다.

▶ 한국나노기술원 : 2003년 과학기술정보통신부와 경기도 지방 정부의 후원으로 ‘나노소자특화팹센터’로 설립되었다가 2012년에 한국나노기술원(KANC)으로 명칭을 변경했다. 기술원에서는 중소기업은 물론 대기업의 기술개발 및 산업화에 대한 수요를 감당하고 있으며, 나노 전문 인력의 양성, 산학연 나노기술 거점 형성 등의 기능을 수행하고 있다.

이번 전시회에서는 고객친화형 나노팹 활용 사업, 화합물 반도체 선행공정 기술 플랫폼 개발사업 등 주요사업과 함께 핵심공정·분석기술개발 성과들을 선보였다. 주요 성과로 ▷GaN Nanorod Growth를 위한 SiO2 Nano Hole Array 패턴 형성 ▷GaN 소자 개발을 위한 SiC Deep Etch Process ▷Au-In Low Temperature Bonding 공정 ▷1차원 구조의 금속산화물 나노소재 패턴 형성 ▷Direct Patterning of SiO2 by E-beam Lithography ▷ITO 나노 패턴을 이용한 GaN-based LED 광 추출 효율 향상 ▷포토리소그래피 및 전해도금 기술을 이용한 나노 패턴이 형성된 유연 금속기판 등이 있다.

▶ 케이알첨단전자재료 : 부산대학교 선도연구센터 산하 케이알첨단전자재료(대표 진성호 부산대 화학교육과 교수)는 대전(정전기) 방지에서 적외선 차폐와 열 차단, 항균을 비롯해 방오까지 다양한 분야에 활용 가능한 차세대 ‘고전도성 고분자 용액(잉크)’을 개발해 이번 전시회에서 선보였다.

해당 잉크는 물, 알코올 등 유기 용매를 혼합해 기능성을 강화한 새로운 자가도핑형 원료이다. 유기 용매는 물론 무기 소재와도 결합력이 우수해 코팅소재, 점착제, 수지류 등 응용할 수 있는 분야가 넓다. 특히 원료 첨가 및 배합 등 잉크 설계 방법에 따라 전도성, 투명성, 차폐성, 차단성, 항균성 등 다양한 기능을 발휘한다. 적용 분야의 기능 극대화는 물론 장기적 내구성도 확보할 수 있다.

또한 유리에 적용하면 나노미터급 박막 코팅만으로 내열·내습성을 높여주고, 플라스틱(PET)에 적용하면 투명성과 고전도성 동시 확보도 가능하다. 항균성과 내구성을 동시에 갖춘 전도성 필름, CNT의 전도도와 분산성, 투명성을 향상할 수 있는 첨가제로도 활용 가능하다.

▶ 밀양 나노융합 국가산업단지 : 밀양 나노융합 국가산업단지(나노피아)는 기존 전통산업과 연계하여 기술 고도화와 새로운 성장동력 역할을 하는 나노융합 전문복합단지로, ‘나노융합 국가산업단지’와 ‘나노융합 연구단지’로 구성된다. 경남 밀양시 부북면 감천·제대·오례·운전리 일원에 설립될 예정이며, ’17년부터 ’24년까지 1단계 개발 및 투자 유치를 진행하였고, 1단계 입주수요 추이에 따라 2단계 개발이 진행될 예정이다.

향후 나노소재(바이오센서 등), 나노전자(유연 OLED 면 조명 부품 등), 나노바이오·의류(패치형 센서 등), 나노장비·기기(투명 전극 인쇄장비 등) 등의 개발을 목표로 하고 있으며, 나노기업 바우처 사업, 나노융합기술 사업화 촉진사업, 중소혁신기업 기술 지원 사업, 나노전문기업 창업보육 지원 등을 통해 기업 지원사업을 수행할 예정이다.