[파이낸셜뉴스] 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 박문정 포항공대 화학과 교수를 선정했다고 3일 밝혔다. 박 교수는 고분자 합성과 구조분석 기술력을 바탕으로 고분자 말단화학이라는 새로운 학문 분야를 개척하고, 고분자 상전이 연구의 새로운 패러다임을 제시한 공로를 인정받았다. 분자 끝 가닥인 말단부는 고분자에서는 1%도 되지 않는다. 이 때문에 학계에서는 분자 구조식을 쓸 때 말단부 생략을 허용할 정도로 고분자의 열역학적 특성과 기계적 물성에 미치는 영향이 크지 않다고 여겨 왔다. 하지만 박 교수는 고분자 말단 그룹의 중요성을 인식해 말단 그룹을 치환하는 것만으로도 중심부 나노구조체 변화를 제어할 수 있는 새로운 방법론을 개발했다. 박 교수는 이 방법론을 기반으로 이론으로만 존재하던 여러 고분자 블록을 연결한 블록공중합체 시스템의 '배관공의 악몽' 구조를 처음 발견했다. 배관공의 악몽 구조는 고분자의 사슬 말단이 모두 중앙에 모인 형태로 다른 구조체와 다른 광학·기계적 특성을 가질 것으로 기대돼 왔다. 그는 말단그룹의 분자 간 인력을 변화시켜 이런 구조를 구현한 다양한 특성의 블록공중합체를 개발해 자연계에 없는 성질을 뜻하는 '메타 성질'을 가진 구조 구현 방법을 제시하는 연구 결과를 지난 1월 국제학술지 '사이언스'에 발표했다. 박 교수는 "교과서에 없던 주제에 빠져 7년 동안 한 우물을 판 것이 성과를 보여 기쁘게 생각한다"며 "앞으로도 전고체 전지 등 에너지 소재로 쓰이는 전하 수송 고분자 설계·합성 분야의 국제적 입지를 높이기 위해 노력하겠다"고 말했다. wongood@fnnews.com 주원규 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 합동연구를 통해 잘렸다가 붙여놓으면 30초만에 원래상태로 돌아가는 소재를 만들었다. 또 이 소재를 이용해 땀으로 건강상태를 체크할 수 있는 바이오센서까지 개발했다. 이 소재의 자가치유 속도는 세계 최고이며 이 소재로 만든 바이오센서는 땀으로 심근경색, 근육경련, 저나트륨혈증 등을 파악할 수 있다. 한국화학연구원 황성연·박제영 박사팀과 강원대 최봉길 교수팀은 자가치유 소재와 웨어러블 센서를 개발했다고 21일 밝혔다. 한국화학연구원 연구진이 초고속 자가치유 소재를 개발하고, 이를 이용해 강원대 연구진이 땀 성분을 측정할 수 있는 센서를 제작했다. 연구진이 개발한 소재는 손상된지 불과 30초만에 원래 상태로 회복됐다. 전 세계 최고 속도를 보유한 중국 쓰촨대학교의 기록을 앞질렀다. 30초에 8MJ/㎥(메가줄/세제곱미터)를 회복해, 2분에 6MJ/㎥를 회복하는 쓰촨대보다 4배 이상 빠른 수준이다. 기존 센서는 걷기나 달리기, 뛰기 등의 동작으로 인해 긁히거나 파손되면 성능이 떨어진다. 이런 웨어러블 센서의 한계인 손상으로 인한 성능 저하 문제를 자가치유 소재로 해결한 것이다. 화학연구원 김선미 연구원은 "수소결합으로 인해 기계적 강도가 셀 뿐 아니라 자가치유 속도가 놀라울 정도로 빨라졌다"면서 "3㎜ 두께의 절단된 소재가 상온에서 1분 후에 아령 1㎏을 들 수 있을 정도의 강도로 돌아온다"고 설명했다. 먼저 한국화학연구원 연구진은 감귤류와 목질류에서 추출하는 구연산과 숙신산 등의 친환경 화합물을 합쳐 새로운 초분자 중합체를 만들었다. 초분자 중합체는 수소결합(전기 음성도가 강한 질소와 수소, 산소와 수소, 불소와 수소를 갖는 분자가 이웃한 분자를 끌어당기는 힘) 등의 상호작용으로 자가치유 특성을 가지는 고분자이다. 수소결합이 자가치유의 핵심으로, 새로운 초분자 중합체는 말단의 카르복실산과 알콜기가 서로 수소결합을 한다. 이로 인해 분자 간 인력이 강해져 기계적 강도가 세고, 붙었다 떨어지는 가역적 성질로 인해 잘라도 금세 다시 붙는 것이다. 강원대 연구진은 땀에서 얻은 데이터를 측정하는 가느다란 실 형태의 센서와 실시간으로 스마트폰에 데이터를 전송해 보여주는 장치를 제작했다. 초고속 자가치유 소재는 실 형태의 땀 측정 센서를 감싸는 피복재로 쓰였다. 피실험자가 실 형태의 센서를 바느질한 헤어밴드를 착용한 채 고정식 자전거를 탔는데, 50분 동안 땀의 전해질 농도를 정확하게 추적했고, 운동중 가위로 센서를 잘랐더니 20초 만에 다시 정상 작동했다. 강원대 최봉길 교수는 "자가치유 땀 측정 센서는 실 형태로 바느질하듯이 꿰매는 방식"이라면서 "여러 종류의 의류제품에 적용할 수 있어 다양한 제품으로 응용될 수 있을 것"이라고 말했다. 이번에 개발된 웨어러블 센서는 땀에 포함된 칼륨, 나트륨 이온, 수소 이온 등의 데이터를 통해 심근경색, 근육경련, 저나트륨혈증 등의 건강상태를 알 수 있다. 화학연구원 황성연 박사는 "자가치유 초분자 중합체를 기반으로 한 땀 측정 센서의 설계 및 제작은 광범위한 비침습적 진단 및 의료 모니터링 응용 분야에서 스마트 웨어러블 기술에 대한 새로운 기회를 열어줄 것으로 기대한다"고 밝혔다. 이번 연구결과는 '바이오 센서 및 바이오 일렉트로닉스' 2월호에 게재되고, '미국화학회 응용 재료 및 계면'에는 지난해 12월호에 게재됐다. 이번 연구는 한국화학연구원의 수월성 연구그룹 육성 사업 및 연구재단의 신진연구 지원을 받아 진행됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

한국화학연구원은 박인준, 소원욱, 손은호 박사팀이 상명대 박진수 교수, 단국대 이창현 교수팀과 함께 수소자동차 연료전지의 핵심 재료인 전해질 물질을 국내에서 처음으로 개발했다고 17일 밝혔다. 친환경 자동차로 주목받고 있는 수소자동차는 환경오염 물질을 배출하지 않아 자동차가 최종적으로 지향해야 할 모델로 꼽힌다. 하지만 아직 수소자동차 구동의 핵심인 수소 저장·운반기술, 연료전지 기술 등이 부족해 관련 기술 개발이 필요한 상황이다. 수소자동차는 연료전지에서 수소와 산소의 화학적 반응으로 물이 배출되고 전기가 생성되는 원리로 움직인다. 따라서 연료전지 내의 수소를 통과시켜 산소와 반응을 일으키게 하는 분리막과 전해질 물질이 중요하다. 분리막과 전해질의 종류에는 여러가지가 있지만, 현재 가장 성능이 좋은 것은 구멍이 많은 분리막 소재의 빈 공간에 ‘과불소계 술폰산 이오노머’(Perfluorinated Sulfuric Acid Ionomer, PFSA) 전해질을 투입해 만든 형태가 유일하다. 이 물질을 만들 수 있는 기술은 공정이 복잡하고 까다로워 전세계 몇 개 기업만 보유하고 있다. PFSA를 만들기 위해서는 기초 원료로부터 아홉 단계의 공정을 설계·운영해야 하는데 전 공정이 적은 양의 수분도 용납하지 않는 민감한 무수분 공정이다. 또 공정의 첫 단계 기초 원료인 불소 에틸렌(TFE)도 폭발성이 강하고 이송이 불가능해 만들기 어렵다. 공정에 쓰이는 불소계 개시제도 극저온에서 만들어서 바로 써야 한다는 어려움이 있다. 이러한 이유로 PFSA 기술은 국내에서 개발되지 못했고 지금까지 글로벌 기업 듀폰사 제품이 관련 시장 대부분을 점유해왔다. 연구원 박인준 박사팀은 30여년간 축적한 불소계 화합물 제조 기술 역량을 바탕으로, 3년 연구 끝에 기초 원료 물질 제조 기술, 원료 물질로부터 PFSA 전단계 물질인 단량체를 합성하는 공정, 불소 고분자를 중합하는 공정, 최종 결과물로 변환하는 공정 등 9단계의 공정 전부를 개발했다. 상명대, 단국대 연구팀은 개발된 물질의 물성 및 성능을 평가하고, ㈜시노팩스와 코멤텍은 분리막 적용과 성능 평가를 수행했다. 이 기술은 상업 공정 적용이 가능한 하루 5kg 생산 규모의 공정을 건설·운영해 얻은 기술로서, 향후 상용화에 직접 적용할 수 있다. 개발한 최종 결과물은 현재 가장 높은 시장점유율을 가진 듀폰사 제품과 견줄 수 있는 우수한 성능을 가지고 있다. 원료로부터 단량체가 나오는 비율 즉 단량체 수율이 57%이며, 단위 면적당 이온이 지나가는 양인 이온전도도와, 1kg에서 이온이 교환되는 수치인 이온교환능이 높다.   화학연구원은 향후 시제품의 장기 안정성 평가, 제조공정의 최적 가동 조건 검증 등을 거쳐 관련 기업에 기술이전 및 상용화를 추진할 계획이다. 수소자동차는 2015년 상용화 이후 출시가 늘어나 2022년에는 25만대가 생산될 것으로 예측되고 있으며, 세계시장은 1.1조원 규모로 예상된다. 연구책임자 박인준 박사는 “PFSA 제조 공정은 미국, 일본, 독일 등 단 몇 개 선진국가만 보유하고 있는, 모든 유기불소산업 기술이 융합되어야 하는 원천기술"이라며 "기술 수입도 불가능해 제품만 수입하고 있던 실정에서 기술을 자체 개발해, 앞으로 우리나라가 친환경 수소자동차 및 불소산업 분야의 선도국으로 도약하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 이 연구는 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원 에너지 기술개발사업의 지원으로 수행되었다.  ◆용어설명 *전해질 물질: 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질 *분리막: 여러 원소와 전해질이 혼합되어 있는 물질 중에서, 원하는 원소만 화학반응을 통해 분리할 수 있는 막소재 *과불소계 술폰산 이오노머: 막에서 이온의 투과 정도: 전체가 다 불소(F)로 된 고분자와 말단 술폰산 기로 구성된, 이온 전달 역할을 하는 소재 *에틸렌 : 석유화학공업의 가장 기본적인 물질로서 현대 의식주에 필요한 합성섬유, 합성수지, 합성도료 등을 만드는 데 폭넓게 사용된다. 테트라플루오르에틸렌은 불소로 이루어진 에틸렌을 뜻한다. *개시제 : 어떤 반응을 시작(개시)하게 하는 화합물 seokjang@fnnews.com 조석장 기자

LG화학 박진수 부회장 [여수(전남)=최진숙기자] 박진수 LG화학 부회장은 하얀 종이위에 그려진 별 다섯개 그림을 내민다. "무엇이 보이나요." 여기저기서 '별'이라는 단어가 새어나오자 살며시 웃었다. "별들은 빛나는 기업이고, 빛나는 제품입니다. 하지만 이런 별들을 볼 수 있도록 해주는 건 하얀 바탕이에요. 이 바탕같은 존재가 소재입니다. LG화학은 지금 소재에 사활을 걸고 있습니다." 박 부회장이 27일 전남 여수공장에서 가진 기자간담회를 통해 밝힌 LG화학 10년 비전 핵심에 '소재'가 있었다. 박 부회장은 "3년뒤 2018년, 세상에 없던 소재를 내놓겠다. 남보다 먼저 상용화해 시장을 선도해 나갈 것"이라며 "이 소재는 5년뒤엔 1조원, 10년뒤엔 10조원 사업이 될 것"이라고 밝혔다. "과거 석기·청동기·철기 등 시대를 구분한 기준이 소재였다. 어느 시대건 경쟁력있는 소재를 보유한 집단이 세상을 주도하지 않았나. 미래 시대를 대표할 소재를 LG화학이 만들어낼 것"이라며 강한 자신감을 표했다. ■ 새로운 신소재 5년뒤 상용화, 10년후 10조원대 그렇다면 박 부회장이 말하는 세상에 없었던 소재는 어떤 종류인 것일까. 박 부회장은 "베일은 조금씩 벗길 것이다. 전략상 구체적인 내용은 밝힐 순 없다"며 말을 아끼면서도 "인류의 삶에 기반이 되는 에너지 분야에 연구·개발(R&D)이 집중될 것"이라고 분명히했다. "시장에서 1등하는 건 힘든 일중 하나다. 배터리 사업을 봐도 그렇다. 시장 예측이 안되는 경우가 많기 때문이다. 그래도 헤쳐나가는 게 우리 일"이라는 게 박 부회장 말이다. LG화학은 전기에너지를 충전하는 배터리 기술을 발전시켜 이 분야 세계 1위에 올랐다. 박 부회장은 "현재 시스템과 기술력으로 한번 충전 400∼500㎞ 달릴 수 있는 전기차 배터리도 멀지 않았다"고 판단한다. 이런 성과의 후속 주자가 될 미래 신소재는 에너지 전분야에 걸친 광범위한 소재가 될 것으로 보인다. 탄소를 포함한 무기 고분자를 합성해 만드는 무기 소재와 기존 배터리의 에너지 저장능력 한계를 뛰어넘는 혁신전지, 태양전지·연료전지용 나노소재 등이 여기에 속한다. 태양전지는 태양광으로 전기를 만들고, 연료전지는 수소와 산소를 결합시켜 물을 생성해 친환경 에너지 효율을 극대화할 수 있는 소재다. ■ 성장 소재 매출 3년뒤 지금보다 2배 많은 12조 현재 사업화가 됐지만 본격 성장기를 앞두고 있는 성장 소재 분야에도 박차를 가한다. 이 분야 매출은 올해 6조원에서 2018년 12조원으로 2배이상 확대하는 것이 목표다. 이를 통해 이 분야에서만 2018년까지 누적 매출 40조원을 이룰 계획이다. 성장 소재는 자동차 내외장용으로 쓰이는 고기능 엔지니어링플라스틱(EP), 고흡수성수지(SAP), 친환경 합성고무, OLED 조명, 수처리, 자동차·ESS·웨어러블용 배터리용 소재를 말한다. 이중 1그램 무게로 최대 500그램 물을 흡수하는 능력의 SAP는 LG화학의 대표적인 전략제품이다. 고성능 기저귀 수요에 맞춰 SAP 공장은 2년주기로 하나씩 추가되는 상황이다. 현재 진행중인 8만t 규모 증설이 완료되면 SAP 생산능력을 36만t으로 확대된다. 현재 세계시장 점유율은 12%, 생산 규모는 세계 4위다. 박 부회장은 R&D 투자금액도 대폭 늘릴 계획을 밝혔다. 올해 6000억원에서 2018년 9000억원으로 50%이상 확대한다. R&D 인력은 현재 3100명이지만, 2018년엔 1000명이 늘어난 4100명이 될 전망이다. ■ 박 부회장, 37년 경력중 여수공장에서만 16년 박 부회장은 "우리는 지금 성장통을 겪고 있지만 한계는 없다. 경영환경이 불확실한 건 맞지만 창조하는 데 어려움을 느끼지 않는다"는 말도 했다. LG화학의 저력을 믿기 때문이라는 것. LG화학은 67년전(1947년) 깨지지 않는 화장품 뚜껑을 만들며 사업을 시작했다. 여수공장은 1976년 5000t 규모의 PVC 공장으로 출발, 이제는 연간 900만t이 넘는 석유화학 제품을 생산중이다. 허허벌판이었던 37년과 비교하면 1800배 이상 커졌다. 이곳서만 연간 매출액이 8조원대에 이른다. 박 부회장에게 여수공장은 각별하다. 서울대 화학공학과 출신인 박 부회장이 1977년 입사해 처음 배치된 곳도 여기 여수공장이었다. 이곳 ABS과로 입사했고, ABS를 세계시장 점유율 1등 제품으로 키운 숨은 공로자다. 말단 신입사원에서 출발해 회사 최고 자리까지 오른 박 부회장은 37년 경력중 여수에서 보낸 시간이 16년이다. 그는 새해 첫 현장경영으로 여수를 택하고, 한달에 한번 이상 이곳에 내려온다. 그의 '소통의 리더십' 비결에 풍부한 현장 경험이 있다. jins@fnnews.com 최진숙 기자

“한번 주사로 2주간 약효가 지속되는 새로운 당뇨병 치료제를 개발중입니다. 올해부터 임상을 시작하는데 오는 2010년께 상품화하면 국내 시장 가치만 200억∼300억원은 훨씬 넘을 겁니다.” 올해 첫 코스닥 상장 특례로 기술성 평가에 통과한 펩트론 최호일 대표(41)는 오는 6월 코스닥 상장을 앞두고 신제형 신약 개발에 주력할 계획을 밝혔다. 펩트론이 개발중인 신제형 신약이란 약의 제형을 기존에 존재하지 않는 형태로 바꾸는 것. 다시 말해 약효가 인체 내에서 일정기간 지속되도록 약물을 고분자 폴리머에 싸 서서히 녹으면서 방출하게 만드는 신약이다. 매일 주사를 맞아야 하는 당뇨병 환자 등은 이 치료제로 몇주나 몇달에 한번씩 맞으면 돼 환자의 고통을 덜어주게 된다. 펩트론은 이같은 약물 전달 기술 분야에서 세계 최고 수준. 특히 이 제형 기술을 상품화한 바이오기업은 펩트론을 포함해 미국 제약사 노바티스, 일본 다케다 등 4곳뿐이다. 팹트론은 현재 대웅제약에 이 약물 전달 특허기술 3건을 제품별로 지난 2001년부터 이전했다. 현재 대웅제약은 한달간 약효가 지속되는 전립선암 치료제(제품명 루피어 데포), 말단비대증 치료제 등을 상품화해 판매하고 있다. 최대표는 “대웅제약에서 판매중인 한달 제형 전립선암 치료제는 2년 안에 1000억달러어치가 팔릴 것으로 예상된다”며 “특히 이 전립선암 치료제는 자궁내막염, 자궁근종 치료제 등에도 적용돼 세계 시장 가치가 매우 크다”며 대웅제약과 공동으로 일본, 미국 제약사에 기술 이전을 할 계획도 밝혔다. 펩트론은 국내 최대 펩타이드 생산업체다. 단백질의 일종인 펩타이드는 5㎎에 30만∼50만원에 달하는 고부가가치 물질. 항암 치료제, 신약 개발 등 의약품과 기능성 식품, 화장품 소재 등에 광범위하게 쓰이는 바이오 핵심 소재다. 펩트론의 펩타이드 생산기술도 세계 최고 수준. 펩트론은 지난 98년 수평형 펩타이드 자동합성기를 세계 처음으로 개발한 이후 지난해엔 마이크로웨이브 방식의 제3세대 합성기를 개발했다. 생산속도가 10배 이상 빨라져 펩타이드 생산량을 5배 이상 높였다. 이렇게 생산한 펩타이드는 인비트로젠, 머크 등 세계 30여개국 바이오기업, 제약사, 연구기관에 공급되고 있다. 올해 펩타이드 수출로 250만달러를 벌어들일 전망이다. 특히 펩타이드에 비타민C 등이 결합된 미백·주름개선 효과가 뛰어난 화장품 소재물질도 개발, 지난 4년간 임상을 끝내고 미국 최대 화장품 원료회사와 기술이전 협상을 벌이고 있다. 대전 대덕연구개발(R&D)특구에 위치한 펩트론은 LG화학 연구원 출신인 최대표가 지난 97년 설립한 바이오기업. 펩트론은 올 매출을 지난해보다 2배 많은 60억원으로 예상하고 있다. / skjung@fnnews.com 정상균기자 ※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지

말단 샐러리맨의 몸으로 노벨화학상을 거머쥐어 세상을 놀라게했던 일본 시마즈 제작소의 다나카 고이치(45)가 최근 임원으로 승진했다고 현지 언론들이 18일 전했다. 시마즈 제작소는 부장급인 다나카가 기업브랜드 제고와 업적 향상에 크게 공헌한 점을 인정해 지난 6월29일자로 임원급인 집행이사대우로 발령했다. 발령 후 다나카는 “첨단연구를 거듭해 논문을 학회에 발표하는 동시에 제품화에도 연결시키는 내 스타일로 제품판매에도 기여할 수 있었다”며 “그러한 자신감과 실적을 바탕으로 더욱 연구에 주력하겠다”고 말했다. 다나카는 노벨상 수상 직후인 2002년 11월 말단 주임에서 이사대우로 파격승진시키려는 회사측의 배려를 “승진하면 책임이 과중해지고 연구로부터 멀어진다”며 사양, 부장급에 머물렀었다. 다나카는 83년 도후쿠대 전기공학과를 졸업한 뒤 정밀기기 회사인 시마즈 제작소에 입사한 학사출신의 연구원. 단백질 등의 생체고분자를 간단히 분석할 수 있는 방법을 발견, 신약 개발의 지평을 연 공로로 노벨상을 수상했다. 노벨상 수상을 통보받고 회사 작업복 차림으로 나타나 기자회견에 임하는 등 순수한 연구자의 모습이 어필해 한동안 화제의 인물로 시선을 모았다. /도쿄=연합