"한국 NT인프라 탄탄.. R&D로 경쟁력키워야"
기업이나 연구소에 있는 엔지니어들은 차세대 산업기술의 하나로 나노기술(NT)을 꼽는 데 주저하지 않는다. NT는 10년간 우리 경제의 수출을 이끌어온 반도체산업과 정보기술(IT)이 한단계 발전하기 위해 꼭 확보해야 할 기반기술이기 때문이다. NT는 또 최근 유전자 해독과 신약개발 등으로 인류의 생명연장의 꿈을 실현시켜 줄 것으로 기대를 모으는 바이오기술(BT)의 연구개발과 상업화의 도구이기도 하다. 나노는 10억분의 1로 사람 머리카락의 10만분의 1에 해당하는 미세 영역을 다룬다.
미국ㆍ일본ㆍ유럽연합(EU) 등 세계 각국은 이에 따라 NT분야에 대한 시장선점을 위해 막대한 연구개발(R&D) 자금을 쏟아부으며 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
NT가 무엇이고, 향후 발전방향과 시장은 어떤지 여러가지 궁금증을 생체 미세전자기계시스템(MEMS) 분야를 개척한 석학인 켄살 D 와이즈를 통해 들어봤다.
지난해 11월 중순 한국과학기술단체총연합회 주최의 `2002 과학기술 국제학술회의' 심포지엄에 참석차 방한한 와이즈 교수를 제주도에서 만나 인터뷰했다.
―나노기술(NT)은 정보기술(IT)을 비롯한 생명기술(BT) 등 첨단기술의 기반이 되는 기술이라고 한다. 나노기술을 쉽게 설명한다면.
"NT는 기본적으로 광범위하고 넓은 의미를 갖고 있다. NT는 반도체 소자를 비롯한 각종 디바이스를 나노스케일(1나노는 10억분의 1)로 줄이는 톱다운식 접근과 원자와 분자 등 나노 크기의 물질을 처리하고 여기서 새로운 물질을 합성하거나 생성하는 바텀업식 접근으로 나눌 수 있다. NT는 IT산업의 성장과 발전의 기술적 토대가 되고, BT가 유전자를 조작하거나 새로운 단백질을 만드는 등 원자와 분자 단위에서 연구개발이 이뤄진다는 측면에서 BT의 기반이 된다."
―NT는 향후 산업을 이끌 차세대 기술이지만 상용화되기까지는 10년 이상이 걸릴 것으로 예상되고 있는데 NT 상용화 전망과 함께 인류에게 어떤 혜택을 줄 수 있다고 보는가.
"NT의 상용화는 현재의 기술발전 속도를 봤을 때 10년 이내에 결실을 볼 것이라고 생각한다. 대표적인 분야는 NT와 생명기술이 융합된 건강관리(헬스케어)라고 본다. 또 환경분야의 응용시장이 본격화될 것으로 예상된다. 예를 들면 지구 온난화를 비롯한 자연현상에 대한 보다 정확한 원인분석이 가능해진다. 이와 함께 나노로봇 등을 통해 인간의 손이 미치지 못하는 위험한 장소나 미세한 공간에 대한 탐험 등이 가능해질 것이다. 이를 통해 인류는 보다 많은 정보를 얻을 수 있게 된다. 향후 10년간은 NT를 통해 인류가 지난 10∼20년 동안 노트북PC나 휴대폰 등 정보통신 기술을 통해 받은 문명의 혜택보다 훨씬 더 큰 놀라운 기술적 발전을 경험하게 될 것이다. 특별히 헬스케어는 인류의 삶의 질을 풍요롭게 해주는 분야로 NT와 생명기술이 우리에게 무엇을 줄 것인가를 직접 느낄 수 있게 해줄 것이다."
―NT가 인류에게 큰 혜택을 줄 것으로 기대되는 반면 나노분말의 자연계 축적이 먹이사슬의 변화를 가져와 환경재앙을 불러올 것이라는 우려의 목소리도 있는데.
"기술의 발전은 이를 잘못 쓰거나 남용할 경우 큰 재앙을 불러온다. 원자력이 그 대표적 사례다. NT도 다르지 않다. NT는 원자ㆍ분자 단위의 초미세 물질을 다루는 것으로 자연계에 존재하지 않은 새로운 물질을 만들어 낼 수도 있고, 이것이 어떻게 자연생태계에 영향을 미칠 것인지는 누구도 모른다. 사실상 NT가 환경에 미치는 반작용인 이른바 환경문제에 대해서는 아직 정답이 없는 상태다. 다만 우리는 세계화 시대에 살고 있고, 인류의 환경보호에 공동의 책무를 갖고 있다는 것이다. NT가 자연환경에 대해 보다 정확한 정보를 제공하는 유익한 방향으로 개발될 수 있도록 하는 것은 우리의 몫이다."
―NT는 차세대 성장산업을 이끌 미래 핵심기술로 세계 각국에서 치열한 연구개발 경쟁을 벌이고 있다. 특히 미국은 98년 12개 연방정부 기관이 참여해 NT관련 과제를 통합한 `NT개발제안'(NNI;National Nanotechnology Initiative)을 공표한 이후 2001년 정부와 민간이 합쳐 20억달러에 달하는 연구개발투자를 하는 등 세계 각국의 연구개발 경쟁을 촉발시켰다는 평가를 받고 있다. NNI에 대해 어떻게 평가하나.
"NNI에는 직접적으로 관여하지는 않았다. IT산업과 관련된 업계와 학계에서 NNI 보고서를 만든 것으로 알고 있다. NNI는 말 그대로 기술적으로나 산업적으로 초기단계인 NT에 대한 주도권을 선점하겠다는 것이다. NNI에 대해 세부적으로 설명할 수 있는 입장은 아니며 NNI가 NT의 연구개발을 촉발시키는 긍정적인 역할을 한 것은 사실이다."
―와이즈 교수가 직접 개발한 무선집적마이크로시스템을 쉽게 설명한다면.
"무선마이크로시스템은 물리적으로는 프로세서와 무선칩, 유체센서 등이 융합된 것으로 크게 어떤 응용분야에서 사용할 수 있는 일반적인 통합 플랫폼 환경을 위한 것과 환경분야나 생체공학 등 특수용도를 위해 특화된 플랫폼으로 나눠 개발되고 있다. 최근 학계에 발표된 것은 후자의 플랫폼으로 유체센서를 몸 안에 삽입해 약물주입이나 기타 치료행위에 따른 뇌세포 활동 등 생체신호를 무선으로 살펴볼 수 있는 것이다.
사람을 대상으로 한 임상실험은 올해부터 본격화할 예정이며 지금까지는 동물실험이 주된 것이었다. 또 파킨슨병 환자를 대상으로 시연한 것은 직접 몸 속에 센서소자를 주입하는 대신 머리피부에 침을 꽂아 환자의 생체신호 반응을 조절해 보인 것이다."
―그러면 이 시스템을 통해 파킨슨병 등 난치병을 치료할 수 있는가.
"그렇게 될 것으로 기대하고 있다. 귀머거리나 난청환자를 대상으로 한 미세전자기계시스템 활용은 상당부분 진척돼 있다. 귀가 인체기관 중 상대적으로 센서 등의 소자를 집어넣기에 용이한 점도 있고, 이 분야에 대한 학계의 연구가 많기 때문이기도 하다. 난청과 파킨슨병을 비롯, 전신마비 등에 NT를 응용한 시스템을 적용하는 것은 지난 30년간 학계에서 조금씩 발전해 온 것으로 매우 전망이 밝다고 생각한다. 이 시스템은 향후 체적이 0.5㏄ 정도가 되는 아주 작은 크기로 집적화시킬 계획을 갖고 있다. 그러기 위해서는 밀리와트(㎽) 이하의 전력소모를 요구하는 칩과 배터리 등의 개발이 이뤄져야 하는데, 이 분야의 연구개발도 진행하고 있다. 현재는 손톱크기의 5㏄ 정도의 프로토타입을 개발해놓은 상태이고, 6년 후면 0.5㏄ 이하의 시스템을 구현할 수 있을 것으로 예상하고 있다."
―이 연구는 와이즈 교수가 소장으로 있는 무선집적마이크로시스템 센터에서 진행되고 있는 것인가.
"그렇다. 센터에는 227명의 연구원이 참여하고 있다. 이 가운데 100명이 박사학위를 받은 전문가다. 또 전자공학을 비롯해 생의학ㆍ기계ㆍ소재 등 다양한 분야에서 33명의 교수가 센터의 연구개발에 참여하고 있다. NT는 어느 한 특정분야의 연구결과만으로는 결과를 낼 수 없는 것이 대부분이다. NT는 IT와 BT, 기초과학 등이 융합될 때 원하는 연구결과를 얻을 수 있다."
―한국정부는 NT를 차세대 성장산업의 하나로 보고 연구개발투자 확대와 NT개발촉진법을 제정하는 등 집중적인 육성정책을 추진하고 있다. 한국의 NT개발을 전망한다면.
"결론부터 말하면 연구개발 초기단계인 NT에서 한국은 결코 뒤지지 않는다고 생각한다. 한국은 NT의 기반이 되는 반도체 기술에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있고, 이것은 향후 한국이 NT나 MEMS 분야에서 세계적인 리더십을 보여줄 수 있는 토대가 될 것이다. 또 정부의 의지는 연구개발을 붐업시키는 주체의 하나라는 측면에서 매우 중요하다. 이와 함께 한국의 업계나 학자에게 해주고 싶은 말은 앞에서도 여러번 언급했지만 NT는 다른 여러 분야의 전문가와 학자들이 함께하는 공동연구이어야 한다는 것이다. 이에 따른 조직체계도 필요하고 구성원간 커뮤니케이션과 토론을 통한 합의도출에 이르는 과정에 좀더 익숙해져야 할 것이라고 생각한다."
―한국은 미국 등 선진국이 10여년 전부터 겪고 있는 청소년의 이공계 기피가 사회문제로 대두되고 있다. 이공계 기피현상을 해소할 좋은 방안은 없는가.
"미국 역시 심각한 문제다. 그리고 한국이 이런 상황에 있다는 데 굉장히 놀랐다. 우선 청소년의 이공계 기피에 대한 대책으로는 과학과 엔지니어에 관심을 갖게 하는 것이 첫 번째라고 생각한다. 미국의 경우 대표적인 연구개발 지원단체인 국립과학재단(NSF)이 과학자의 연구지원뿐만 아니라 교육문제에도 깊숙이 관여하고 있다. NSF는 재정지원을 하는 대학과 기관, 연구소 등에서 중ㆍ고생을 대상으로 다양한 체험학습 프로그램을 개발토록 하고 있다. 또한 과학자를 포함한 엔지니어 스스로가 낮은 사회적 이미지를 개선하려는 노력이 필요하다. 미국에서도 엔지니어에 대한 사회적 지위는 낮은 편이다. 엔지니어가 기술적 문제에만 함몰되지 않고 사회적 문제에 적극적으로 관여해야 한다고 생각한다."
기업이나 연구소에 있는 엔지니어들은 차세대 산업기술의 하나로 나노기술(NT)을 꼽는 데 주저하지 않는다. NT는 10년간 우리 경제의 수출을 이끌어온 반도체산업과 정보기술(IT)이 한단계 발전하기 위해 꼭 확보해야 할 기반기술이기 때문이다. NT는 또 최근 유전자 해독과 신약개발 등으로 인류의 생명연장의 꿈을 실현시켜 줄 것으로 기대를 모으는 바이오기술(BT)의 연구개발과 상업화의 도구이기도 하다. 나노는 10억분의 1로 사람 머리카락의 10만분의 1에 해당하는 미세 영역을 다룬다.
미국ㆍ일본ㆍ유럽연합(EU) 등 세계 각국은 이에 따라 NT분야에 대한 시장선점을 위해 막대한 연구개발(R&D) 자금을 쏟아부으며 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
NT가 무엇이고, 향후 발전방향과 시장은 어떤지 여러가지 궁금증을 생체 미세전자기계시스템(MEMS) 분야를 개척한 석학인 켄살 D 와이즈를 통해 들어봤다.
지난해 11월 중순 한국과학기술단체총연합회 주최의 `2002 과학기술 국제학술회의' 심포지엄에 참석차 방한한 와이즈 교수를 제주도에서 만나 인터뷰했다.
―나노기술(NT)은 정보기술(IT)을 비롯한 생명기술(BT) 등 첨단기술의 기반이 되는 기술이라고 한다. 나노기술을 쉽게 설명한다면.
"NT는 기본적으로 광범위하고 넓은 의미를 갖고 있다. NT는 반도체 소자를 비롯한 각종 디바이스를 나노스케일(1나노는 10억분의 1)로 줄이는 톱다운식 접근과 원자와 분자 등 나노 크기의 물질을 처리하고 여기서 새로운 물질을 합성하거나 생성하는 바텀업식 접근으로 나눌 수 있다. NT는 IT산업의 성장과 발전의 기술적 토대가 되고, BT가 유전자를 조작하거나 새로운 단백질을 만드는 등 원자와 분자 단위에서 연구개발이 이뤄진다는 측면에서 BT의 기반이 된다."
―NT는 향후 산업을 이끌 차세대 기술이지만 상용화되기까지는 10년 이상이 걸릴 것으로 예상되고 있는데 NT 상용화 전망과 함께 인류에게 어떤 혜택을 줄 수 있다고 보는가.
"NT의 상용화는 현재의 기술발전 속도를 봤을 때 10년 이내에 결실을 볼 것이라고 생각한다. 대표적인 분야는 NT와 생명기술이 융합된 건강관리(헬스케어)라고 본다. 또 환경분야의 응용시장이 본격화될 것으로 예상된다. 예를 들면 지구 온난화를 비롯한 자연현상에 대한 보다 정확한 원인분석이 가능해진다. 이와 함께 나노로봇 등을 통해 인간의 손이 미치지 못하는 위험한 장소나 미세한 공간에 대한 탐험 등이 가능해질 것이다. 이를 통해 인류는 보다 많은 정보를 얻을 수 있게 된다. 향후 10년간은 NT를 통해 인류가 지난 10∼20년 동안 노트북PC나 휴대폰 등 정보통신 기술을 통해 받은 문명의 혜택보다 훨씬 더 큰 놀라운 기술적 발전을 경험하게 될 것이다. 특별히 헬스케어는 인류의 삶의 질을 풍요롭게 해주는 분야로 NT와 생명기술이 우리에게 무엇을 줄 것인가를 직접 느낄 수 있게 해줄 것이다."
―NT가 인류에게 큰 혜택을 줄 것으로 기대되는 반면 나노분말의 자연계 축적이 먹이사슬의 변화를 가져와 환경재앙을 불러올 것이라는 우려의 목소리도 있는데.
"기술의 발전은 이를 잘못 쓰거나 남용할 경우 큰 재앙을 불러온다. 원자력이 그 대표적 사례다. NT도 다르지 않다. NT는 원자ㆍ분자 단위의 초미세 물질을 다루는 것으로 자연계에 존재하지 않은 새로운 물질을 만들어 낼 수도 있고, 이것이 어떻게 자연생태계에 영향을 미칠 것인지는 누구도 모른다. 사실상 NT가 환경에 미치는 반작용인 이른바 환경문제에 대해서는 아직 정답이 없는 상태다. 다만 우리는 세계화 시대에 살고 있고, 인류의 환경보호에 공동의 책무를 갖고 있다는 것이다. NT가 자연환경에 대해 보다 정확한 정보를 제공하는 유익한 방향으로 개발될 수 있도록 하는 것은 우리의 몫이다."
―NT는 차세대 성장산업을 이끌 미래 핵심기술로 세계 각국에서 치열한 연구개발 경쟁을 벌이고 있다. 특히 미국은 98년 12개 연방정부 기관이 참여해 NT관련 과제를 통합한 `NT개발제안'(NNI;National Nanotechnology Initiative)을 공표한 이후 2001년 정부와 민간이 합쳐 20억달러에 달하는 연구개발투자를 하는 등 세계 각국의 연구개발 경쟁을 촉발시켰다는 평가를 받고 있다. NNI에 대해 어떻게 평가하나.
"NNI에는 직접적으로 관여하지는 않았다. IT산업과 관련된 업계와 학계에서 NNI 보고서를 만든 것으로 알고 있다. NNI는 말 그대로 기술적으로나 산업적으로 초기단계인 NT에 대한 주도권을 선점하겠다는 것이다. NNI에 대해 세부적으로 설명할 수 있는 입장은 아니며 NNI가 NT의 연구개발을 촉발시키는 긍정적인 역할을 한 것은 사실이다."
―와이즈 교수가 직접 개발한 무선집적마이크로시스템을 쉽게 설명한다면.
"무선마이크로시스템은 물리적으로는 프로세서와 무선칩, 유체센서 등이 융합된 것으로 크게 어떤 응용분야에서 사용할 수 있는 일반적인 통합 플랫폼 환경을 위한 것과 환경분야나 생체공학 등 특수용도를 위해 특화된 플랫폼으로 나눠 개발되고 있다. 최근 학계에 발표된 것은 후자의 플랫폼으로 유체센서를 몸 안에 삽입해 약물주입이나 기타 치료행위에 따른 뇌세포 활동 등 생체신호를 무선으로 살펴볼 수 있는 것이다.
사람을 대상으로 한 임상실험은 올해부터 본격화할 예정이며 지금까지는 동물실험이 주된 것이었다. 또 파킨슨병 환자를 대상으로 시연한 것은 직접 몸 속에 센서소자를 주입하는 대신 머리피부에 침을 꽂아 환자의 생체신호 반응을 조절해 보인 것이다."
―그러면 이 시스템을 통해 파킨슨병 등 난치병을 치료할 수 있는가.
"그렇게 될 것으로 기대하고 있다. 귀머거리나 난청환자를 대상으로 한 미세전자기계시스템 활용은 상당부분 진척돼 있다. 귀가 인체기관 중 상대적으로 센서 등의 소자를 집어넣기에 용이한 점도 있고, 이 분야에 대한 학계의 연구가 많기 때문이기도 하다. 난청과 파킨슨병을 비롯, 전신마비 등에 NT를 응용한 시스템을 적용하는 것은 지난 30년간 학계에서 조금씩 발전해 온 것으로 매우 전망이 밝다고 생각한다. 이 시스템은 향후 체적이 0.5㏄ 정도가 되는 아주 작은 크기로 집적화시킬 계획을 갖고 있다. 그러기 위해서는 밀리와트(㎽) 이하의 전력소모를 요구하는 칩과 배터리 등의 개발이 이뤄져야 하는데, 이 분야의 연구개발도 진행하고 있다. 현재는 손톱크기의 5㏄ 정도의 프로토타입을 개발해놓은 상태이고, 6년 후면 0.5㏄ 이하의 시스템을 구현할 수 있을 것으로 예상하고 있다."
―이 연구는 와이즈 교수가 소장으로 있는 무선집적마이크로시스템 센터에서 진행되고 있는 것인가.
"그렇다. 센터에는 227명의 연구원이 참여하고 있다. 이 가운데 100명이 박사학위를 받은 전문가다. 또 전자공학을 비롯해 생의학ㆍ기계ㆍ소재 등 다양한 분야에서 33명의 교수가 센터의 연구개발에 참여하고 있다. NT는 어느 한 특정분야의 연구결과만으로는 결과를 낼 수 없는 것이 대부분이다. NT는 IT와 BT, 기초과학 등이 융합될 때 원하는 연구결과를 얻을 수 있다."
―한국정부는 NT를 차세대 성장산업의 하나로 보고 연구개발투자 확대와 NT개발촉진법을 제정하는 등 집중적인 육성정책을 추진하고 있다. 한국의 NT개발을 전망한다면.
"결론부터 말하면 연구개발 초기단계인 NT에서 한국은 결코 뒤지지 않는다고 생각한다. 한국은 NT의 기반이 되는 반도체 기술에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있고, 이것은 향후 한국이 NT나 MEMS 분야에서 세계적인 리더십을 보여줄 수 있는 토대가 될 것이다. 또 정부의 의지는 연구개발을 붐업시키는 주체의 하나라는 측면에서 매우 중요하다. 이와 함께 한국의 업계나 학자에게 해주고 싶은 말은 앞에서도 여러번 언급했지만 NT는 다른 여러 분야의 전문가와 학자들이 함께하는 공동연구이어야 한다는 것이다. 이에 따른 조직체계도 필요하고 구성원간 커뮤니케이션과 토론을 통한 합의도출에 이르는 과정에 좀더 익숙해져야 할 것이라고 생각한다."
―한국은 미국 등 선진국이 10여년 전부터 겪고 있는 청소년의 이공계 기피가 사회문제로 대두되고 있다. 이공계 기피현상을 해소할 좋은 방안은 없는가.
"미국 역시 심각한 문제다. 그리고 한국이 이런 상황에 있다는 데 굉장히 놀랐다. 우선 청소년의 이공계 기피에 대한 대책으로는 과학과 엔지니어에 관심을 갖게 하는 것이 첫 번째라고 생각한다. 미국의 경우 대표적인 연구개발 지원단체인 국립과학재단(NSF)이 과학자의 연구지원뿐만 아니라 교육문제에도 깊숙이 관여하고 있다. NSF는 재정지원을 하는 대학과 기관, 연구소 등에서 중ㆍ고생을 대상으로 다양한 체험학습 프로그램을 개발토록 하고 있다. 또한 과학자를 포함한 엔지니어 스스로가 낮은 사회적 이미지를 개선하려는 노력이 필요하다. 미국에서도 엔지니어에 대한 사회적 지위는 낮은 편이다. 엔지니어가 기술적 문제에만 함몰되지 않고 사회적 문제에 적극적으로 관여해야 한다고 생각한다."
