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KBSI, ‘소‧부‧장’기술독립 현실로! 방사광가속기로 그리는 과학기술 새로운 미래까지
이름 : 언론홍보 | 작성일 : 2021.07.20 12:28 | 조회수 : 971
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KBSI, ’ 기술독립 현실로!

방사광가속기로 그리는 과학기술 새로운 미래까지

'보급형, 선도형, 세계최초 등 전략적 개발과 상용화 문턱 낮춘 연구산업생태계 조성'

7월 20일(화), 온라인 기자간담회 열어



 한국기초과학지원연구원(이하 KBSI, 원장 신형식)이 소·부·장(소재·부품·장비)분야 첨단 핵심기술의 세계적 역량 확보를 위해 독자적인 소재개발, 연구장비 국산화 개발 및 연구산업생태계 조성 등 국가적 산업 위기를 기회로 만드는데 앞장서고 있다.


KBSI는 20일(화) △소재, 연구장비 국산화 개발 전략적 추진현황 △국산연구장비 신뢰성평가를 위한 국산장비 활용랩 운영 △연구산업생태계 조성 △연구장비운영 인력양성 등 ‘소·부·장’ 기술독립을 위한 연구 성과들과 미래 과학기술을 이끌 다목적방사광가속기의 성공 구축에 대한 포부를 밝혔다.  


KBSI는 세계 최첨단 연구장비와 우수 연구인력 인프라를 바탕으로 소재, 연구장비 개발은 물론, 연구장비산업 생태계 육성을 위한 전주기적 관리체계 등, 소·부·장의 국산화 실현을 위한 핵심기술 개발과 인프라 조성에 역점을 두고 있다.


한편, KBSI는 오창에 구축될 ‘다목적방사광가속기 구축’ 주관기관으로 지난 19일(월) 발표된 바 있다. 


지난 2019년 ‘소·부·장 사태’로 기술자립 필요성이 제기되기 이전인 2017년부터 시작한 ‘분석과학기반 연구장비개발사업’은 2025년까지 총 9년에 걸쳐 추진하고 있는 역점 연구과제이다. 과제수행시부터 ‘보급형’, ‘선도형’, ‘세계최초’ 등 지향하는 목적구분을 통해 개발 계획을 전략적으로 추진해왔다. 지난 2018년, 2020년 두 번에 걸쳐 국가과학기술연구회(NST)가 선정한 ‘출연연 10대 우수연구성과’에도 ‘소·부·장’연구성과로 과학기술정보통신부 장관상에 선정되는 쾌거를 거둬, 내외부에서 그 공을 인정받고 있다.  


▲ 사진1. 전고체 이차전지의 성능시연 사진 : 자유롭게 구부리거나, 잘라 내거나, 

전지의 내부를 공기 중에 노출시켜도 안정적으로 작동하는 전고체 이차전지


지난 1월 김해진 박사 연구팀은 화학(연), 성균관대 등 국내 연구진과 공동연구를 통해 안전하고 자유변형이 가능한 ‘전고체 이차전지’ 개발 성공에 이어, 웨어러블 기기에의 실용화, 상용화를 위한 후속 연구개발을 시작했다. 1mm이하 두께로 얇게 제작된 전지는 자유롭게 구기거나 자르거나 전지의 내부를 공기 중에 노출시켜도 안정적인 용량을 유지하는 등 정상적으로 작동한다. 소형 웨어러블 전자기기를 제작, 디자인하는데 자유도를 높여줄 기술로서, 차세대 전지 적용 및 국내산업분야에서 그 활용이 가시화되고 있다. 


 ※ 2020년 출연연 10대 우수연구성과로 선정


KBSI의 국내 자체기술로 외산장비를 대체할 수 있는 국산연구장비 개발성과도 눈에 뜬다. 특히 공초점 열반사 현미경, 전자기 물성측정장비, 보급형 투과전자현미경, 이차이온 질량분석기, 가속기 기술 기반 바이오, 소재 연구용 이온빔 응용 플랫폼 개발 등과 같이 다양한 연구·산업분야에 활용도가 높은 분석연구장비 개발에서 가시적 성과를 내고 있다. 


▲ 사진2. 공초점 열반사 현미경


장기수 박사 연구팀이 지난 2016년 세계최초로 개발한 ‘공초점 열반사 현미경’은 레이저 빛을 이용해 마이크로 전자소자의 내외부 발열을 볼 수 있는 장비다. 2017년 국내 공초점현미경 전문기업에 기술이전을 마치고, 2018년에 시판되어 대학, 연구기관에 널리 판매되는 등 우수한 사업화 성과를 이뤄냈다.


※ 2018년 출연연 10대 우수연구성과로 선정


또한, 박승영‧최연석 박사 연구팀은 소재나 부품의 전자기적 물성을 측정하는 전자석 기반 물성측정장비를 다양한 제품군으로 확장하는 상용화 개발을 완료하여, 그동안 외산모델이 독점해온 국내시장을 완전히 대체할 수 있는 국산화의 길을 열었다. 상용화한 제품군은 총 7종으로, 전문기업에 기술이전을 마치고, 현재 물성측정 프로브, 자기장 안정화 기술 등 후속연구를 통한 추가 기술이전을 추진하고 있다. 


▲ 사진3. 텅스텐 필라멘트 투과전자현미경


투과전자현미경은 시료 구조를 원자수준 분해능으로 영상화할 수 있는 장비다. 한철수 박사 연구팀은 고가의 고성능 외산 투과전자현미경에 편중된 국내시장의 한계를 극복하고 저전압 투과전자현미경의 수요 증가에 대응한 보급형 투과전자현미경의 국산화를 목표로 지난 2015년부터 연구개발을 시작, 국내 최초로 30kV 투과전자현미경을 자체 개발하는데 성공했다. 오는 2025년까지 고성능 투과전자현미경에 필수적인 구면수차보정 기술이 적용된 국내 최초의 60kV 투과전자현미경 개발을 수행한다. 이를 통해 글로벌 분석과학장비 개발 선진국으로의 도약을 계획하고 있다.


▲ 사진4. 기체클러스터 이온빔 장치 시제품 : (왼쪽) 기체클러스터 이온빔 장치 전면부 모습,

(오른쪽) 기체클러스터 이온빔(비스듬한 구조물)에서 쏘아진 이온빔이 OLED 시료(하단부)를 가공하며 이차이온을 생성한다.


또한 최명철 박사 연구팀은 전량 수입에 의존해온 ‘이차이온 질량분석기’의 핵심요소인 기체 클러스터 이온빔 장치도 국내 최초로 개발했다. 클러스터 이온빔 장치는 시료의 3차원 질량분석에 핵심요소다. 최첨단 외국산 이온빔과 동일한 수준의 정밀도를 확보했으며, 오는 2025년까지 유기물반도체, 디스플레이(OLED) 및 생체 시료의 3차원 이차이온 질량이미징 분석이 가능한 고성능 질량분석기를 개발 중이다. 


지난 6월, 이병섭 박사 연구팀은 고려대와의 공동연구로 고려대 세종캠퍼스 가속기연구센터에 설치된 중이온가속기에서 국내최대 중이온 빔 전류를 인출하는 14Ghz ECR 이온원을 확보했다. 가속기 성능 향상을 위한 후속연구를 수행하며, 가속기 관련 인재양성 및 연구에 활용할 예정이다.             


국산 연구장비와 핵심부품개발 등 성과가 줄줄이 이어져도, 상용화의 문턱을 넘기는 쉽지 않다. 이미 굳게 자리잡고 있는 외산장비의 높은 시장점유 상황에서 국산장비가 진입하기까지는 국산 연구장비의 신뢰도와 정확도가 규명되고, 인식되기까지 갈길이 멀다. 이처럼 상용화 진입장벽을 낮추기 위한 노력으로, 국산장비 성능과 신뢰성 평가를 위한 국산장비 활용랩도 지역센터 포함 총 4곳에서 운영 중이다. 무상으로 국산장비를 활용하는 서비스를 제공하여, 국산장비에 대한 인식을 제고하고 경쟁력 확보를 통해 국내외 판로를 개척한다는 계획이다. 


뿐만 아니라 KBSI는 연구장비 전문인력 양성을 위해 지난 2013년부터 ‘연구장비분야 전문인력 양성사업’을 수행하며, 장비운영 노하우를 집중 교육하여 맞춤형 인력을 양성해왔다. 지금까지 총 734명의 전문가를 배출하였으며, 이 중 551명이 관련분야 연구장비기업에 취업되도록 지원하였다. 


현재 건설중인 연구산업지원동을 오는 2022년까지 구축완료하여 국산장비활용랩 역할을 확대하고, 향후 연구장비 개발은 물론, 전문 운영인력 양성, 성능평가·인증, 보급확대에 이르는 전주기적 시스템을 본격적으로 체계화하여, 국산연구장비산업 육성 및 활성화를 위한 국가적 차원의 총괄관리 역할을 수행해나갈 계획이다. 


그동안 소·부·장 기술독립을 위한 노력을 해온 KBSI는 오창 다목적방사광가속기 구축 주관기관으로 지정됨에 따라, 소·부·장 기술자립을 넘어, 과학기술 세계강국이 되기 위해, 기초과학뿐 아니라 다양한 산업분야에 활용이 가능한 세계 최고 수준의 다목적방사광가속기를 성공적으로 구축하겠다는 포부도 밝혔다.


총사업비 1조 454억원이 투입되어 2027년 완공을 목표로 구축하게 되는 오창 다목적방사광가속기는 그동안 구축추진을 위해 가속기 기획연구부터 신산업육성 기획까지 KBSI가 많은 일들을 추진해왔다.  


KBSI 신형식 원장은 “지난 2015년부터 독자 기술 개발과 국산화 연구를 수행하고 있다. ”며, “일본 수출규제를 기회로 ‘소·부·장’ 기술자립을 위한 국가적 노력에 발맞춰, KBSI도 국산화 기술이 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있도록 노력하고 있다. 2027년 완공 예정인 다목적 방사광가속기 구축은 과학기술의 새로운 도약이 될 것”이라고 밝혔다.  <끝>

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