'알함브라궁전의 추억' 속 게임 렌즈 실현할 신소재가 온다

기사입력 : 2019년01월20일 10:52

최종수정 : 2019년01월20일 14:05

탄소 이용 신소재 그래핀, 초고속 반도체 등 활용 무한
혈당 측정용 센서·전자파 차단용 렌즈에도 활용
2023년 10억달러 시장 성장 전망
흔들리는 그래핀 강국 위상 ‥"정부 지원 부족"

[세종=뉴스핌] 최온정 기자 = 탄소를 이용한 신소재인 그래핀이 차세대 신소재로 주목받고 있다. 아직 기초연구단계 수준이지만, 상용화로 이어지면 주력산업인 반도체·디스플레이 분야에서 중요한 역할을 차지할 것이란 평가가 많다.

그래핀은 탄소 원자들의 결합으로 이뤄진 벌집 모양의 2차원 평면 구조 탄소 동소체다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빨라 다양한 분야에서 활용이 가능하다.

[자료=산업통상자원부]

특히 전기적 특성을 활용해 초고속 반도체, 투명 전극을 활용한 휘는 디스플레이, 높은 전도도를 이용한 고효율 태양전지 등 활용 가능성이 무궁무진하다.

◆ 드라마 '알함브라 궁전의 추억'에 나오는 '게임 렌즈', 그래핀으로 실현 가능

그래핀의 가장 큰 장점은 전도성과 투명도가 모두 높다는 점이다. 이에 국내외에서는 그래핀을 이용해 다양한 용도의 스마트 렌즈를 만들려는 시도가 꾸준히 이어지고 있다. 일각에서는 "인기드라마 '알함브라 궁전의 추억'에 나오는 게임 렌즈를 구현할 수 있는 소재는 그래핀이 유일할 것"이라고 강조한다.

2017년 4월, 박장웅 UNIST(울산과학기술원) 신소재공학부 교수는 공동연구진과 함께 그래핀을 이용해 렌즈에 부착 가능한 혈당 측정용 센서를 개발했다. 이 센서를 시판 중인 소프트 렌즈에 착용하면 눈물로 혈당을 측정해 당뇨병 환자의 상태를 확인할 수 있다. 혈당이 정상이면 LED가 켜지고, 높으면 꺼지는 방식으로 작동된다.

이전에도 콘택트렌즈에 혈당을 확인할 수 있는 센서를 부착해 당뇨병을 모니터링하려는 시도는 있었다. 그러나 기존에 발명된 센서에 사용되는 전극은 불투명하기 때문에 시야를 가린다는 문제가 있었다. 또 완성된 스마트 렌즈가 실제 렌즈만큼 유연하지 않아 착용감도 좋지 않았다.

박장웅 교수팀은 투명도가 높고 신축성이 좋은 그래핀과 금속 나노와이어로 만든 센서를 소프트 콘택트렌즈에 삽입해 두 가지 문제를 해결했다. 착용감과 투명성을 높인 이러한 연구결과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스' 2017년 1월 25일자에 실리는 등 세계적으로 인정받았다.

앞서 2017년 2월에는 국내에서는 그래핀을 이용해 전자파 차단 기능을 가진 스마트 렌즈가 세계 최초로 개발됐고, 그보다 더 앞선 2014년에는 미국 미시간 대학교 연구진이 그래핀을 이용해 밤에도 낮처럼 풍경과 사물을 인식할 수 있는 렌즈 개발을 시작하기도 했다.

SK이노베이션이 개발한 FCW 제품. 높은 수준의 접힘성(Bending)과 강도, 내스크래치(Anti-scratch) 특성을 보유하고 있다. [사진=SK이노베이션]

전문가들은 공상과학 영화나 드라마에 등장해 사진이나 동영상을 보여주는 콘택트렌즈를 개발하려면 그래핀을 활용해야 한다고 강조한다. 착용 가능한 디스플레이를 만드려면 투명성과 전도성이 중요한데, 그래핀이 두 가지 특성을 모두 지녔기 때문.

기술사업화 업무를 담당하는 정부 관계자는 "콘택트렌즈에 영상이 비치게 하려면 유리로는 안 되고 그래핀 같은 전도성이 있는 투명체를 만들어야 한다"며 "아직 기술적으로 많이 부족하지만 이론적으로는 그래핀을 활용해야 가능할 것"이라고 설명했다.

그밖에도 그래핀은 전자·전기분야에 활용하면 리튬이온전지의 용량과 성능을 높일 수 있으며, 신축성을 이용하면 폴더블폰과 웨어러블 컴퓨터 제작에도 활용될 수 있어 '꿈의 나노 물질'로 각광받고 있다.

이러한 잠재성으로 그래핀 산업의 규모도 커지고 있다. 미국의 미디어분석 기업 PR Newswire는 그래핀 시장의 규모가 2017년에는 8500만달러(954억원)에서 2018년 2억달러(2245억원)로 성장했다고 분석했다. 2023년에는 시장규모가 10억달러(1조1225억원)를 넘어설 것으로 전망했다.

◆ 한 때 그래핀 분야 특허 1위 한국, 지금은 중국·유럽 등에 밀려 3위

한국은 한 때 그래핀 분야 특허 1위를 차지하는 등 '그래픽 강국'의 면모를 드러냈지만, 후발주자였던 중국이 그래핀에 막대한 금액을 투자하고 있어 정부의 적극적인 대응이 필요해보인다.

존 랑 LCA 경영대학 교수가 발표한 자료에 따르면 한국은 지난 2013년을 기준으로 총 1160개의 특허를 보유하면서 전체 특허 중 15%를 차지해 중국(30%)과 미국(23%)에 이은 3위를 차지했다.

국제표준에 대한 기여도도 3위를 차지한다. 국제전기기술위원회(IEC)가 지난 2018년 발표한 바에 따르면 한국은 그래핀의 국제표준과 관련된 프로젝트 중 22%에서 리더를 수임하고 있다. 한국보다 앞선 나라는 중국(35%)과 유럽연합(26%) 등 2곳이었다.

사실 한국은 그래핀 분야에 있어서는 선도자 역할을 해 왔다. 2010~2011년 한 때 그래핀 관련 특허취득수가 가장 많은 국가였으며, 지난 2011년에는 국제표준기구(ISO) 나노기술분과 회의에서 그래핀 표준에 대한 논의를 최초로 발제하기도 했다.

그러나 2010년 이후 중국 정부가 그래핀 분야에 대한 파격적인 투자를 아끼지 않으면서 중국이 선두의 자리를 차지하게 됐다. 2010년 이후 현재까지 중국의 그래픽 특허 출원 건수는 무려 1만5666건으로, 같은 기간 남은 주요국가의 특허건수를 모두 합한것 보다 많다.

2015년 발표된 '그래핀 사업화 촉진 기술 로드맵' 중 일부 [자료=산업통상자원부]

물론 한국 정부도 그래핀과 관련해 지속적으로 투자를 해오고 있다. 2015년에는 미래부(현 과기정통부)와 산업부는 '그래핀 사업화 촉진 기술 로드맵'을 발표했으며 이에 따라 산업부와 과기정통부는 각각 2019년, 2021년까지 1255억, 250억을 각각 투자해 그래핀의 사업화를 지원하고 있다.

그러나 업계는 "중국과 유럽, 미국 등 국가에 비해 여전히 부족하다"고 지적한다. 이들 국가는 조단위 투자를 통해 연구센터를 건설해 그래핀 산업을 집중 육성하고 있기 때문. 또한 정부가 제공하는 R&D 예산도 나노분야에 지원되는 금액 중 일부로서 지급돼 독립적인 예산이 제공되지 않는다는 애로사항도 있다.

관련해서 산업부 관계자는 "그래핀만 중요한 게 아니라 나노산업 전체가 중요하다"며 "정부가 지원을 안하는 것이 아니라 나노의 범주 내에서 그래핀을 지원하는 것"이라고 설명했다.

아울러 그는 "작년까지도 신규사업이 진행됐으며 올해에도 계속사업(기존에 진행되던 사업이 계속 지원되는 경우)은 유지되고 있다"며 "정부도 계속 지원하겠지만 기본적으로 정부는 마중물 역할을 하지만 기업에서도 해야할 역할이 있다"고 덧붙였다.

onjunge02@newspim.com

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김계환 오늘 영장심사...위증 혐의 [서울=뉴스핌] 고다연 기자 = '채해병 사건' 수사외압 의혹의 핵심 인물로 꼽히는 김계환 전 해병대 사령관이 오는 22일 중앙지법에서 구속 심사를 받는다. 순직해병 사망사건 관련 의혹을 수사하는 이명현 특별검사팀이 18일 모해위증 등 혐의로 김계환 전 해병대사령관에 대한 구속영장을 청구했다. 순직해병 사망사건 관련 의혹을 수사하는 이명현 특별검사팀이 18일 모해위증 등 혐의로 김계환 전 해병대사령관에 대한 구속영장을 청구했다. 남세진 영장 전담 부장판사가 22일 오전 10시 30분 김 전 사령관의 영장실질심사(구속 전 피의자 심문)을 진행한다. [사진=뉴스핌 DB] 남세진 영장 전담 부장판사가 22일 오전 10시 30분 김 전 사령관의 영장실질심사(구속 전 피의자 심문)을 진행한다. 이번 구속영장 청구는 지난 2일 순직해병특검 출범 이후 첫 신병확보 시도다. 김 전 사령관은 2023년 7∼8월 채상병 순직 사건 당시 초동 조사한 박정훈 전 해병대 수사단장(대령)에게 윗선의 외압이 가해지는 과정에 관여했다는 의혹을 받고 있다. 김 전 사령관은 지난해 2월 군사법원에서 열린 박 대령의 항명 혐의 재판에 증인으로 출석해 이른바 'VIP 격노설'을 박 대령에게 전달한 적 없다고 주장하며, "나 아니면 안 된다는 착각과 영웅심리로 해병대의 역사와 전통을 흔들어선 안 된다"고 박 대령을 비판했다. 앞서 특검팀은 이날 오후 언론 공지를 통해 구속영장 청구 사실을 알리며 "김계환은 채상병 사망 사건 당시 해병대 사령관으로, 해병대 수사단장 박정훈 대령에게 수사기록 이첩 관련 지시를 한 상관"이라며 "특검은 피의자가 죄를 범하였다고 의심할만한 상당한 이유가 있고, 범죄가 중대하며, 증거인멸의 가능성이 크므로 구속수사가 필요하다고 판단하고 있다"고 밝혔다. gdy10@newspim.com 2025-07-18 20:56

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'갑질 의혹' 강선우 살린 까닭 [서울=뉴스핌] 이재창 정치전문기자 = 이재명 대통령이 20일 이진숙 교육부 장관 후보자에 대한 지명을 철회하고 강선우 여성가족부 장관 후보자는 살리기로 했다. 장관 후보자들에 대한 도덕성 논란이 심각한 상황에서 낙마자 없이 넘어갈 수는 없다는 판단에 따라 상징적인 낙마자로 이 후보자를 선택한 것이다. 야당이 강력히 요구한 두 명 중 한 명을 낙마시킴으로써 야당의 체면을 세워주는 모양새를 취하는 동시에 독주한다는 부정적 이미지를 피하려 한 것이다. 이 대통령 입장에서는 이 후보자 낙마가 측근인 강 후보자에 비해 부담이 상대적으로 덜했다. 강 후보자가 낙마할 경우 현역 의원 낙마 1호라는 불명예를 안게 돼 의원직을 수행하기도 여의치 않은 상황이었다. 이 후보자 낙마로 강 후보자를 구제한 것이다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 =강선우 여성가족부 장관 후보자가 26일 서울 종로구 수송동에 마련된 마련된 인사청문회 준비 사무실로 출근하며 취재진의 질문에 답하고 있다.2025.06.26 gdlee@newspim.com 이 대통령과 여권 핵심은 지난주 이미 한 명 낙마 쪽으로 가닥을 잡았다. 우상호 정무수석이 "일부 후보자의 경우 청문회 이후에도 논란이 계속돼 여론이 악화하고 있다"고 말했다. 낙마를 사실상 기정사실화한 것이다. 특히 주말 여야 원내대표를 만나 의견을 구한 것은 최소한 한 명의 낙마를 전제로 한 것이었다. 야당 대표까지 만나고 모든 후보자를 밀어붙일 경우 독주한다는 비판을 피하기 어렵기 때문이다. 더불어민주당이 주장한 낙마자 제로는 이 대통령의 결단을 부각하기 위한 전술이었다. '낙마자는 없다'는 여당의 강경론에도 이 대통령이 지명 철회를 요구하는 야당과 민심을 수용하는 모양을 취할 수 있도록 한 것이다. 자진 사퇴가 아니라 지명 철회라는 강수는 야당의 요구를 수용하는 모양을 취한 것이다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 이진숙 부총리 겸 교육부 장관 후보자가 16일 오전 서울 여의도 국회 교육위원회에서 열린 인사청문회에서 모두발언을 하고 있다. 2025.07.16 mironj19@newspim.com 관심은 낙마자가 한 명이냐, 아니면 두 명이냐였다. 두 후보자 모두 낙마 1순위였다. 한 명을 살리기 어려울 정도로 막상막하였다. 논문 표절과 자녀 불법 조기 유학 의혹이 불거진 데다 전문성도 결여돼 있다는 지적을 받은 이 후보자의 낙마는 사실상 결정된 상태였다. 여기에 강 후보자까지 포함시킬지 여부가 초미의 관심사였다. 파상 공세를 취하는 야당이 문제가 아니었다. 두 후보자에 대해 진보색이 강한 시민 단체마저 낙마를 요구했다. 여론을 중시하는 이 대통령 입장에서는 곤혹스러운 상황이 아닐 수 없었다. 자칫 지지 세력이 등을 돌릴 수 있어서다. 이런 상황에서 이 후보자 낙마와 강 후보자 구제는 여당 기류에서 그대로 나타났다. 대통령실 주변에서 "이 후보자는 외부에서 추천했다"는 얘기가 흘러나온 것은 낙마자가 나올 경우 1순위는 이 후보자가 될 수 있음을 강하게 시사한 것이다. 낙마하더라도 부담이 덜할 수 있다는 의미로 받아들여진 것이다. 당 분위기는 더 노골적이었다. 강 후보자에 대해서는 입단속이 이뤄진 것으로 알려졌으나 이 후보자에 대해서는 특별한 지침이 없었다고 한다. 이를 반영하듯 강 후보자에 대해서는 지난주 중반까지 여론이 싸늘했지만 그 이후 당 주변에서는 더 이상 얘기가 나오지 않았다. 이 후보자에 대해서는 달랐다. 김상욱 의원에 이어 강득구 의원이 공개적으로 이 후보자를 비판하며 거취를 거론했다. 강 의원은 "연구 윤리 위반, 반민주적 행정 이력, 전문성 부족 등은 결코 가볍게 넘길 수 없는 중대 결격 사유"라고 말했다. 이 후보자 낙마로 분위기를 몰아가는 듯했다. 이 후보자는 논문 표절 문제가 컸지만 이재명 정부가 전면에 내세운 유능함도 보여주지 못한 게 결정적이었다. 여권이 갑질 논란이 심했던 강 후보자를 감싼 논리가 유능함이었다. 청문회 과정에서 유보 통합 등 교육 정책과 관련된 기본적인 사항조차 숙지하지 못해 전문성에 심각한 의구심이 제기됐다. 여당 의원들조차 "어떻게 그런 것도 대답을 하지 못하느냐"는 비판이 나올 정도였다. 우상호 대통령실 정무수석은 이날 오후 용산 대통령실에서 브리핑을 통해 인사청문회를 거쳤지만 임명이 안 된 11명의 장관 후보자 중 지명 철회는 이 후보자 한 명이라는 점을 분명히 해 강 후보자는 임명 절차를 밟을 것임을 시사했다. 강 후보자의 인사청문경과보고서가 채택되지 않은 상태에서 임명을 강행하려면 절차상 국회에 보고서 재송부를 요청해야 하는 만큼 이 대통령은 이른 시일 내에 관련 조치에 나설 것으로 보인다. 이 대통령이 강 후보자를 임명한다고 해도 부담은 남는다. 강 후보자의 사퇴를 요구한 상당수 민주당 보좌진들과 정서적으로 등을 지게 될 수밖에 없다. 강 후보자 사퇴를 요구한 시민단체의 입장도 부담이다. 야당은 여론을 돌리기 위한 파상 공세에 나서고 있다. 강 후보자도 갑질 장관이라는 낙인이 찍힌 상태에서 업무를 제대로 수행할 수 있을지도 의문이다. 향후 여론 추이에 관심이 쏠리는 이유다. leejc@newspim.com 2025-07-21 06:45