총 3부작 중 2부, 신물질 연구 내용 방송
2020년 9월 27일 일요일 저녁 8시 5분 KBS1TV 방송
[문화뉴스 MHN 김종민 기자] KBS 제작 3부작 특별다큐 '기초과학이 세상을 바꾼다'의 2부, '꿈의 물질을 찾아서'가 오는 27일 저녁 8시 5분부터 KBS1TV에서 방영된다. 방송에서는 꿈의 물질을 찾아 험난한 여정을 떠난 사람들의 이야기를 다룬다.
"세상을 바꿨던 여러 연구의 과정을 보면 대부분 쉬웠던 길이 없어요"
- 안종현 교수 (연세대 전기전자공학과)
비행기, 선박, 건물 등에 필수로 사용되고, 실생활에서는 자동차, 자전거, 각종 기계 및 일상용품에 쓰이는 철.
지금은 너무나도 흔한 재료인 '철'이지만, 알고 보면 문명을 이룩하는 데 크게 이바지한 재료의 왕으로 불리며 신소재로 불리던 때가 있었다. 철뿐 아니라 종이, 도자기, 실리콘 역시 한 때는 세상에 알려지지 않았던 ‘신소재’였다.
여기, 지금 기술과 혁신의 시대인 21세기에도 세상을 완전히 바꾸어 놓을 신소재는 여전지 존재한다. 그리고 우리가 그 '꿈의 물질'을 만날 수 있는 것은 신소재를 찾아 길고 험난한 연구의 길을 가고 있는 사람들 덕분이다. 여기 그들이 찾아나선 또다른 신소재가 있다.
전기자동차 혁신의 중심인 탄소나노튜브, 뭐든 가능하다는 21세기 꿈의 소재 그래핀, 그리고 태양광 산업의 미래를 바꿀 페로브스카이트까지, 이 프로그램은 꿈의 물질을 찾아나선 이들과 신소재를 두고 벌어지는 치열한 개발전쟁에 관한 것이다.
▶ 전기자동차 혁신의 중심- 탄소나노튜브
전기자동차 산업의 발전과 함께 주목받고 있는 신소재가 바로 ‘탄소나노튜브’ 기존 리튬이온 전지의 성능을 월등히 향상시키는 것은 물론, 새로운 슈퍼 배터리의 출현도 가능하게 만든 것이 바로 이 탄소나노튜브다.
이 분야에서 세계적으로 인정받고 있는 연구자가 바로 이영희 교수. 그는 탄소나노튜브를 이용, 초강력 슈퍼 전지의 가능성을 열었다. 소재의 가능성으로만 따지자면 우주와 지구를 오갈 수 있는 우주 엘리베이터 제작까지 가능하다는 탄소나노튜브. 탄소나노튜브 덕분에 우주를 향한 새로운 꿈을 꿀 수 있게 되었다. 그렇다면 현재 탄소나노튜브의 개발 현황은 어떨까? 리튬이온 배터리와 환자의 피폭량을 줄여줄 X-RAY 등 우리 생활에 이미 밀접하게 활용되고 있는 탄소나노튜브를 찾아간다.
▶ 21세기 디스플레이 전쟁의 핵심- 그래핀
‘그래핀’의 변신은 현재진행형- 기존의 만능 소재라 불렸던 실리콘에 비해 100배 이상 전자가 자유롭게 이동 가능하며, 강철의 200배 강도를 가져 튼튼하고 안정적인 신소재 '그래핀'. 그래서 사람들은 그래핀을 21세기 꿈의 소재라 부른다.
뿐만 아니라 열전도율이 우수하고 투명하고 유연하여 무한한 가능성을 품고 있다. 아직도 여전히 밝혀질 것이 많은 미지의 소재로서 전세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있다.
하지만 또한 이제 막 다양한 분야에서 상용화되기 시작한 그래핀을 활용한 제품들을 만나본다. 현재의 기술로는 불가능했던 미세 플라스틱까지 정수 가능한 그래핀 필터를 비롯, 높은 열전도율을 무기로 옷, 난방 제품 등 다양한 생활용품에 활용되고 있는 그래핀을 살펴 본다.
“ 신소재는 물과 같은 겁니다. 있을 땐 흔해 보이지만 없으면 살 수 없으니까요. 그만큼 중요하죠”
- 석상일 교수 (울산과학기술원 에너지공학과)
▶ 태양광 패널의 무한한 진화를 가능하게 한 신소재 ‘페로브스카이트’
친환경에너지원으로 주목받고 있는 태양광 패널. 하지만 기존의 건물 옥상에서 많이 본 검고 투박한 태양광 패널은 잊어라. 끊임없는 발전을 거듭해 어느새 3세대까지 개발 완료.
현재 신소재 페로브스카이트를 활용한 태양전지 개발로 얇고 휘어지는 태양광 패널이 탄생했다. 유연함과 가벼움을 강점으로 상용화되어 어디에나 설치 가능하며, 에너지효율 또한 높아졌다. 이로 인해 단순 건물에만 설치되던 태양광 패널은 자동차 등 활용 분야를 확장해 나가고 있는 상황. 다양한 영역에서 사용되고 있는 페로브스카이트를 만나본다.
"신소재는 단순한 신소재가 아니라
우리나라 미래의 먹거리를 창출할 수 있는 근거가 될 거예요"
- 이영희 교수 (성균관대학교 물리학과)
▶ 국가 산업경쟁력의 바탕이 된 신소재 연구 경쟁 – 핵심은 기초과학의 힘
신소재에 관한 자유로운 연구지원으로 ‘그래핀’이라는 신소재를 발견한 영국에서부터 국가 차원에서 그래핀 연구에 대규모 지원을 하며 무섭게 따라오고 있는 중국의 추격까지. 전세계는 지금 신소재 연구 개발 전쟁에 활발하게 참여 중이다.
1차 자원이 부족한 한국의 특성 상, 소재 개발은 언제나 대한민국 산업의 화두였다. 특히 3차 산업을 넘어 4차 산업 시대를 맞이한 요즘, 세계를 선도하기 위해선 신소재 개발에서의 우위가 중요하다. 21세기 국가의 운명을 결정지을 신소재 전쟁, 여기에서 이기기 위해 우리에게 지금 필요한 것은 무엇일까?
열정과 노력으로 신소재 개발에 집중하고 있는 과학자들의 이야기부터 여러 기업 등 산업적 차원에서의 노력까지 다양하게 살펴보며, 신소재 분야에 있어 세계에서 한국이 차지하는 위치를 점검해본다.
KBS 1TV에서 9월 27일(일) 저녁 8시에 방송되는 특별다큐 '기초과학이 세상을 바꾼다 3부작- 제 2부, 꿈의 물질을 찾아서'는 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 신소재들을 살펴보는 것을 시작으로, 신소재 연구 뒤에 숨은 과학자들의 노력과 신소재 산업이 한국에서 차지하는 비중 및 의미를 점검하고, 그 미래와 전망을 짚어보고자 한다.
(사진제공=KBS)
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2020년 9월 27일 일요일 저녁 8시 5분 KBS1TV 방송