[세계의 창] 미래 신소재 개발에 올인하는 英 산·학·연

中 스파이 침투 논란 그래핀 프로젝트 등
영국과 신소재 협력, 소·부·장 혁신 이루길

김종민 < 英 케임브리지대 전기공학과 교수 >

김종민

중국의 한 무기 전문가가 영국 케임브리지대 연구실에 와서 신무기에 쓰일 수 있는 신소재 개발에 참여한 사실이 데일리메일 5월 29일자에 보도됐다. 38세인 펑준쭝 박사는 강도는 강철의 200배나 되고 신축성은 고무보다 우수하며 전기전도율은 구리의 100배, 열전도도는 다이아몬드의 2배, 전자이동도는 반도체 실리콘 대비 100배나 되는 신소재 그래핀 연구에 방문과학자로 참여했다. 그래핀은 신무기용 소재로 활용될 가능성이 높다. 2004년 맨체스터대의 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 흑연층에서 단일층인 그래핀을 떼내 2010년 노벨물리학상을 받았다.

펑 박사는 중국 국립국방공과대를 졸업한 뒤 첨단 무기를 개발해왔고, 17개의 무기 관련 특허를 갖고 있으며 무기 개발 포상자 명단에도 실렸다고 한다. 케임브리지대 대변인은 펑 박사는 실제 실험, 실험실 접근, 그룹연구 회의에 참여하지 않았다고 발표했다. 그러나 데일리메일은 케임브리지대 그래핀센터의 연구원 및 중국 인민해방군 연계 대학이 9개 연구논문을 2016년 이후 공동 발표했는데, 여기에 중국 핵탄두 개발 핵심연구소인 응용물리학·계산수학연구소가 포함돼 있다고 보도했다. 현재 영국 정부가 조사하고 있다.

단일 소재 연구로는 전대미문의 규모인, 1조3500억원 규모의 ‘그래핀 플래그십 프로젝트’가 유럽에서 2013년 출범했다. 신소재 그래핀의 10년 내 상업화를 목표로 22개국의 약 170개 산학연 그룹(90개 준회원 별도)이 참여했다. 중심센터는 스웨덴 찰머스공과대에 설치됐다. 그래핀 핵심기술과 2D-EPL이라 불리는 실험 파일럿라인 프로젝트를 유럽위원회(EC)가 지원하고(50%의 연구비), 나머지는 지역, 국가, 국가 간 협력으로 지원된다.

그래핀과 연관물질(GRM)을 반도체 기판에 집적하는 2D-EPL 프로젝트는, 프로토타이핑 기술을 제공하는 구경 150~200㎜ 기판기반 축과 구경 200~300㎜ 기판에 GRM을 성장시키고 전사하는 전자동 공정기반 축 2개로 구성되고, 270억원이 반도체 환경 구축에 투자됐다.

영국 정부도 2014년 말 총 3700억원 규모의 ‘첨단 소재연구 및 혁신센터’를 맨체스터대(케임브리지 등 6개 대학 참여)에 설립했다. 이를 기반으로 약 8580㎡에 200억원 규모의 첨단 장비를 갖춘 ‘국립 그래핀센터’를 2015년 개원했다. 총 960억원의 투자금 중 800억원은 직접연구에 지원되고, 산·학·연 300여 명의 인력이 참여한다. 같은 시기에 케임브리지대도 반도체 청정실(클래스 100, 1000)을 갖춘 그래핀 센터를 신축하고 475억원 규모의 첨단 장비를 설치해 그래핀 성장, 공정, 유연전자 광학 소자, 에너지저장, 미래 통신소자, 센서 분야 연구에 집중하고 있다. 이 연구소에 위의 중국 무기 전문가가 방문 연구를 한 것이다.

일본의 수출규제 시행 이후 최근 소재·부품 분야에서 한국의 대일 의존도가 역대 최저 수준으로 낮아진 것으로 보도됐다. 인공지능, 머신러닝, 가상·증강현실, 빅데이터 분야도 소재·부품·장비 혁신 없이는 성공할 수 없다. 아직 과학적인 위험성이 높은 양자 컴퓨터, 리튬 전고체 배터리, 그래핀 등 미래 신소재·부품에 과감히 투자하는 영국과 유럽의 도전을 한국도 벤치마킹해 영국의 기초과학과 한국의 응용기술을 엮는 국제 공동연구를 추진하기를 바란다. 다음주 주요 7개국(G7) 정상회의에서 문재인 대통령과 보리스 존슨 총리가 만난다면 이 분야 협력도 논의했으면 한다.