그래핀 (Graphene)은 탄소 원자들이 결합한 6각형 격자구조가 벌집모양으로 한 층을 이루고 있고 그 층이 탄소원자 하나의 두께로 매우 얇은 2차원 물질이다. 연필심으로 쓰이는 흑연(Graphite)과 이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 -ene를 결합하여 만든 용어이다. 전자를 그 어떤 소재보다도 빠르게 이동시킬 수 있고, 전기 및 열전도성이 매우 우수하다.
따라서 그래핀은 기존 소재의 한계를 극복할 수 있는 미래의 신소재로 주목받고 있다. 2004년 발견된 이래 물리?화학?재료 분야에서 가장 주목받고 있는 소재로서 2010년 노벨 물리학상 수상으로 그 중요성을 인정받으며, 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차, 조명 등 다양한 산업에 응용이 가능하여 관련 사업의 성장을 견인할 수 있는 핵심소재로, 석유가 ‘20세기의 검은황금’ 있었다면 ‘21세기의 검은황금’은 그래핀이라 할 수 있다.
그래핀의 제조방법은 흑연의 층과 층을 벌려 기계적 혹은 화학적으로 박리시키는 방법과 금속 촉매상에 고온에서 탄화수소 가스를 주입하는 화학기상증착법에 의해 그래핀을 성장시키는 두 종류로 분류할 수 있다. 현재 그래핀 연구는 기초연구 단계를 지나 소재의 양산화, 고품질화를 통한 응용 및 실용화 연구가 산업계를 중심으로 활발히 진행되고 있다.
미국, 유럽, 일본 등 주요 선진국들을 중심으로 그래핀 기술의 상용화를 위해 정부차원의 체계적인 R&D지원 사업이 추진되고 있고, 우리나라도 기초?원천 기술개발에서 상용화를 통한 미래 신사업?신시장 창출형 선도기술 개발로 전환하고 있다. 산업통상자원부는 신시장 창출형 과제의 일환으로 “그래핀 소재 부품기술 개발사업”을 지난 9월 한국과학기술연구원 전북분원에서 본격적인 사업을 시작하였다.
본 사업의 특징은 기존의 소규모 개별 연구에서 대규모 산학연의 협력연구로 소재-부품-장비-시스템에 이르는 Value Chain 전반의 산업경쟁력 향상을 도모할 수 있는 체계적 R&D 지원 사업이라는 점이다. 본 사업은 총 43개 산학연 기관이 참여하는 5개의 컨소시엄을 선정하고 전라북도 완주군소재 한국과학기술연구원(KIST) 전북분원을 사업의 총괄기관으로 선정하여 총 6년간 1,256억원의 사업비가 지원된다. 국내 기업이 기반기술을 보유한 기술 중에서, 연구기간 내 상용화가 가능한 디스플레이, 복합소재 분야와 5대 전략사업 (터치패널 기술, OLED 패널 기술, 하이배리어 복합필름 기술, 전자파차폐 코팅제 및 공정 기술, 고내식 코팅제 및 공정 기술)의 품목 중심의 기술개발을 추진하고 있다.
총괄기관인 KIST 전북분원은 전라북도와의 적극적인 협력하에 탄소 및 복합소재 분야 연구를 중점적으로 수행하고 있으며, 본 사업을 통한 그래핀 기술개발로 32개 핵심상업화 기술을 확보하고 매출 17조원, 3만4천개의 일자리 창출, 25개 글로벌기업 육성 등을 통해 창조경제 활성화 정책에 부응할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
기존의 탄소밸리사업 등으로 구축된 전라북도의 탄소 및 복합소재 관련 인프라를 활용하여 그래핀 소재·부품 분야 R&D를 주도함으로써 전북도내 기타 연관 산업 분야로의 기술적, 경제적 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다. 다양한 응용성 및 높은 미래가치를 지닌 그래핀 소재를 신속하게 상용화하여 글로벌 시장에서 주도적인 위치를 차지할 수 있고, 소재에서 완제품까지의 Value Chain을 포함하는 원천기술 개발을 통해 소재산업 뿐만 아니라 응용산업을 동시에 육성할 수 있을 것으로 기대된다.
전라북도에서는 그래핀 소재·부품 산업의 경쟁력 강화와 응용분야의 확대를 통한 신산업의 창출을 할 수 있도록 KIST 전북분원 등 43개 참여업체들에 대한 지원을 아끼지 않을 계획이며, 이를 통하여 전라북도의 기업유치 및 일자리 창출 등에 힘써 나갈 계획이다.
박성일<전라북도 행정부지사>
