지경부 주관 소재원천기술개발사업 선정

건국대학교 공과대학 신소재공학 문두경 교수는 임계성능 향상 및 신기능 구현이 가능한 핵심소재기술개발을 육성을 통해 국가 성장전략에 기반한 소재산업 기술경쟁력 강화를 목표로 하는 지식경제부 주관의 소재원천기술개발사업 중 2010년 ‘차세대 에너지 화학소재의 분자배열/미세구조 제어기술과제’에 선정되었다. 이 사업은 주력기간산업의 경쟁력을 제고하면서 미래신산업을 육성할 것으로 전망된다. 

에너지 변환겴珦?화학소자의 임계성능 한계 극복

제1세부과제에서는 ‘전고상 고분자 전해질의 리튬이온 전도 향상 기술’이라는 주제로, 2세부과제에서는 ‘이온성액체 겔 고분자 전해질 소재의 고전압 안정화 기술’, 3세부과제에서는 ‘극세공 구조체의 수소분자 고차배열 기술’, 4세부과제에서는 총괄책임자인 건국대 문두경 교수 책임하에 ‘유기박막태양전지의 초정밀 전사형 분자 소재 기술’ 과제를, 5세부과제에서는 ‘염료감응태양전지 유기염료의 광흡수 영역 확장 기술’이라는 주제로 총 6개 연구기관, 11개 학교기관 및 7개 기업체이 과제를 수행하게 된다. 본 과제에는 박사급 54명, 석사급 43명, 학사급 23명으로 총 120여 명의 연구 인력이 투입된다. 특히 여성 참여 인력도 4세부 참여과제 책임자인 임은희 박사를 중심으로 30여 명에 달하여 여성 과학자의 활약성도 기대되고 있다.

문두경 교수는 “본 과제는 연구의 초기 단계에서부터 핵심적인 에너지 화학소재의 설계, 합성 및 미세 구조제어와 관련하여 소재 업체, 에너지 저장·변환 소자 업체, 학계 및 연구계의 관련 전문가들의 자문을 받아 산학연 공동 연구체계를 구축하여 수행하는 것으로 연구 과제를 구성하였습니다. 세부 및 참여과제 상호 간의 기술 자문 및 성과 발표, 기술 교류회를 정례화하고 있어 효율적인 과제 수행이 기대됩니다”라고 밝은 전망을 내비쳤다.

국내 디스플레이 산업 인적자원개발 활성화 주도

문두경 교수는 2003년 건국대학교에 부임한 후로 많은 연구과제들을 수주하면서 연구자로서의 그 이름을 떨쳤다. 이번에 수주한 ‘차세대 에너지 화학소재의 분자배열/미세구조 제어기술과제’는 문 교수가 총괄하는 두 번째 대형과제이다. 이에 앞선 2006년 정부가 국가의 핵심 주력산업의 인력양성을 위하여 지식경제부/교육과학기술부 주관한 차세대 디스플레이 인력양성과정에 선정된 건국대 디스플레이인력양성 사업단’이 문 교수의 첫 번째 대형과제이다.

이 사업은 3년간 디스플레이 연계전공 교육 시스템 구축 및 교육생 배출이라는 사업 목표 하에 차세대 디스플레이인 OLED(Organic Light Emitting Display)의 실험 실습실을 구축하였고, 전기/전자/기계/화학/물리/화공/신소재 학생들을 선발하여 OLED, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel)등의 개론 및 공정 교육을 성공적으로 실시하였다. 대략 400여 명의 학생들이 본 교육과정을 이수하여 유관회사에 취업해 산업 발전에 큰 기여를 했다.

산업의 핵심적인 분야인 디스플레이에 종사할 인재를 교육해왔던 사업단은 학생 교육뿐 만 아니라, 국내 디스플레이 산업 인적자원개발 활성화를 위해 디스플레이 기업체 재직자를 대상으로 차세대 디스플레이의 이론 및 실습 위주의 교육을 진행하고 있어 주목을 받고 있다. 사업단은 디스플레이 기술 동향, OLED 공정, white PLED용 고분자 재료의 이해, 색상해석의 원리 등의 이론교육 뿐만 아니라, 건국대 대학원생들이 합성한 고분자 소재를 이용하여 white PLED를 직접 제작하고, 특성을 평가하는 전 공정에 대한 1:1 맞춤형 실습 위주의 교육을 실시하여, 신사업을 추진하고자 하는 기업에 큰 도움을 주고 있다. 지난해 3월에 실시한 1차 교육에서는 디스플레이 관련 국내·외 11개 업체 임직원에 대한 교육을 실시하였으며, 90% 이상의 높은 만족도를 보인 것으로 알려졌다. 2011년도 교육은 2월16일부터 18일까지 실시되며 현재 신청을 받고 있다.(edu.kdia.org)

세계를 주도할 에너지 화학소재 기술개발

에너지 화학소재의 핵심 기술인 분자구조/미세 구조 조절 기술은 이온전도도 및 전하 이동도가 최적화된 본질형 리튬이온 고분자전해질, 수소이온전도성 고분자 전해질막, 광대역 유기 흡광 소재 등의 세계 일류의 소재 원천 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 더 나아가 소재 기술 개발은 현재 대부분의 에너지 화학 소재 및 이를 이용한 에너지 저장·변환 소자의 기술 개발이 일본 미국 등에 종속되어있는 기술 수준에서 벗어나 에너지 화학소재 기술 개발에서 세계를 선도할 수 있을 것이다.

문 교수는 “에너지화학 소재는 고효율의 에너지 저장 및 변환체 구현을 위해 반드시 필요한 연구 분야입니다. 관련해서 소재 및 소자 기업에서도 많은 관심을 기울이고 있는 것으로 알고 있습니다. 하지만 기술의 난이도가 높고 연구개발을 위한 위험부담이 커서 쉽게 접근하기 어려운 분야라는 특성을 감안하여 민간 및 연구소 중심의 연구 보다는 정부 주도의 연구 개발 추진에 적합한 과제라고 생각합니다”라며 이번 연구과제 선정 의의를 밝혔다.

문 교수 연구실인 나노 및 정보소재연구실에서는 박사과정 6명 석사과정 7명 학생들이 불이 꺼지지 않는 연구실을 모토로 가족과 같은 분위기 하에 유기태양전지용 소재연구를 하고 있다. 이들의 노력과 열정은 차세대 에너지화학 소재 중 세계 최고 효율을 나타내는 유기태양전지용 광전 변환소재의 기술 선도 및 실용화를 이끌 것이다. 문두경 교수는 학생들에게 늘 “1% 이하의 작은 것까지 최선을 다하라”라고 강조한다. 작은 일에도 최선을 다한다면 이후 더 큰 일을 수행할 때에 훌륭한 학습효과가 되기 때문이다. 연구자로서 묵묵히 길을 걸으며, 뛰어난 연구 성과로 우리에게 늘 좋은 소식을 안겨주는 문두경 교수. 그의 성과들은 현재 이공계 기피현상으로 극심한 정체를 보이고 있는 국내의 공대교육현장에 있어서 일반인의 과학기술에 대한 관심을 높임과 동시에 자라나는 아이들에게 과학자에 대한 꿈과 희망을 주는 확실한 자극제가 될 것이다.