대한민국 먹거리 산업의 기반이 되는 플라즈마 기술
대한민국 먹거리 산업의 기반이 되는 플라즈마 기술
  • 김준현
  • 승인 2019.09.17 09:15
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기술 강국 대한민국 만들어 가는 첨병
정부 출연 연구기관은 국가 경제에 이바지할 의무가 있다. 신성장동력 산업에 힘이 되는 기술을 개발해 보급하는 것이 임무다. 연구원들의 피와 땀으로 개발된 원천 기술은 대한민국이 기술 강국으로 도약하는 발판이 된다. 그 중에서도 전북 군산에 위치한 플라즈마기술연구센터는 ‘기술 강국 대한민국’을 만들어 나가는 데에 큰 도움이 되고 있다. 플라즈마는 일반인에게 생소한 단어지만 우리 생활 곳곳에 들어와 있다. 대표적인 예가 스마트폰이다. 스마트폰에 쓰이는 반도체를 생산하기 위해 플라즈마 기술이 쓰인다. 반도체 제작 공정의 80%는 플라즈마 기술로 이뤄진다. 특히 플라즈마가 우주의 99% 이상을 차지하고 있다. 그만큼 중요한 물질이다 보니 이 분야에 대한 핵심적인 연구가 필요하고, 이 부분을 담당하는 곳이 바로 플라즈마기술연구센터이다.
 
어떤 산업과도 접목할 수 있어
플라즈마란 정확히 어떤 개념일까. 플라즈마기술연구센터 홍용철 책임연구원은 “물질의 제4의 상태이며 태양 에너지 등 자연에서 자발적으로 발생한다”라며 “반응성이 굉장히 뛰어나 전 세계가 임의적으로 플라즈마를 만들어 사용하는 기술을 개발하고 있다”라고 밝혔다. 그의 이야기를 계속 들어보자.
 
플라즈마기술연구센터 홍용철 책임연구원 사진촬영=시사매거진CEO 김준현 기자
플라즈마기술연구센터 홍용철 책임연구원 (사진촬영=김준현 기자)

“고온이 필요한 기술에 플라즈마가 쓰입니다. 아주 높은 온도를 낼 수 있습니다. 고채, 액체, 기체의 3가지 물질 상태에 에너지를 가하면 기체가 분리됩니다. 이때 +극과 –극의 성질을 가진 제4의 물질, 플라즈마가 되는 것이죠. 기체는 압력으로만 제어할 수 있지만 플라즈마는 물리적 에너지인 전자기장으로 운동성, 방향, 속도를 조절할 수 있습니다. 표적물질의 변화, 세기, 위치 등을 조절할 수 있어 산업적 활용도가 큽니다. 플라즈마가 쓰이는 분야는 무궁무진합니다. 반도체, 자동차, 먹거리, 농식품, 쓰레기 처리, 의학 등 다양합니다. 어떤 산업과도 접목할 수 있어 발전 가능성이 매우 높은 분야입니다.”
 
플라즈마기술연구센터 전경 사진촬영=시사매거진CEO 김준현 기자
플라즈마기술연구센터 전경 (사진촬영=김준현 기자)

우리나라가 정책적으로 플라즈마 기술 연구를 뒷받침하기 위해 지난 2012년 플라즈마기술연구센터를 세웠다. 국가핵융합연구소 소속 기관으로 운영 중이다. 지난 2017년 국비 213억 원을 투입해 올해 5월 플라즈마기술연구센터 내의 복합연구동이 건설됐다. 복합연구동 부지면적은 축구장 4개 넓이인 2만 5770m2(7795평)이다. 연면적은 1만 674m2(3229평)로 지상 3층 규모 건물에는 특수실험실 3개, 실험실 28개, 연구실 22개 규모로 지었다. 이로써 지역 산업체와 연구 협력할 인프라가 확보됐으며 도전적인 플라즈마 연구의 성공 가능성이 높아졌다.
 
플라즈마기술연구센터 복합연구동의 외부전경 복합연구동의 등장으로 지역 산업체와 연구에 협력할 수 있는 인프라가 확보되어 더욱 도전적인 플라즈마 연구의 길이 열리게 되었다. 사진=플라즈마기술연구센터 제공
플라즈마기술연구센터 복합연구동의 외부전경 복합연구동의 등장으로 지역 산업체와 연구에 협력할 수 있는 인프라가 확보되어 더욱 도전적인 플라즈마 연구의 길이 열리게 되었다. (사진=플라즈마기술연구센터 제공)
 
일상에서 활용도 매우 높아
플라즈마기술연구센터는 ▲플라즈마 발생원 개발 ▲플라즈마와 물질 간 상호작용 및 DB 구축 ▲플라즈마 기술 기반 환경개선 기술 개발 ▲플라즈마-농식품 융합기술 개발 등 플라즈마 기술 역량 확보와 플라즈마 원천기술 개발 등의 연구를 수행해왔다.
 
플라즈마를 활용한 플라즈마녹조제거장치 시제품 사진=플라즈마기술연구센터
플라즈마를 활용한 플라즈마녹조제거장치 시제품 (사진=플라즈마기술연구센터)
 
플라즈마 기술은 그 활용도가 매우 높다. 식품 유통기한, 저장기간을 늘릴 수 있다. 플라즈마 기술을 농업에 접목하면 수확량이 증대될 수 있다. 농산물의 부패균 생성 억제 기술, 농산물 잔류농약을 분해하는 기술 등은 유용하게 쓰이고 있다. 플라즈마 기술로 생산된 섬유는 수명이 늘어날 수 있다. 의학 분야에서 인공관절, 임플란트에 쓰일 수 있다. 다방면에서 쓰이는 플라즈마 기술을 개발하기 위해 플라즈마기술연구센터는 체계적인 연구 조직을 갖췄다. 플라즈마기술연구센터에서 연구원은 3개의 분야에서 활동하고 있다. 플라즈마 기술을 대기오염 해소 및 수질 개선에 접목하는 분야를 연구하는 팀이 있다. 에너지 분야에서 플라즈마 기술로 효율성을 높이는 기술을 개발하는 팀이 있다. 재료를 연구하는 팀은 기존 재료와의 차별성을 추구한다. 플라즈마로 만든 재료가 완제품의 성능을 향상할 수 있는지를 연구하고 있다. 최근 우리나라 산업은 완제품을 만드는 기술은 우수하지만 원재료에 취약점을 드러냈다. 외국에 의존하는 재료 산업의 경쟁력을 키우자는 목소리가 안팎에서 나오고 있다. 플라즈마기술연구센터는 파생 기술을 빠르게 접목하기 위해 세운 기관이다. 어느 때보다 연구원의 사명감을 안고 원천기술 발전에 이바지해야 한다.

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