[과학기술]우리나라 신소재 기술개발의 특성 및 연구과제

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[과학기술]우리나라 신소재 기술개발의 특성 및 연구과제에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[ 목 차 ]
1. 서 론

2. 신소재의 연구개발

3. 신소재의 종류
1) 신금속재료
2) 비금속 무기재료
3) 신고분자재료
4) 복합재료

4. 미래의 신소재 기술

5. 복합시스템에서 사용되는 신소재의 특성
1) 정보전자기술을 위한 신소재
2) 에너지기술을 위한 신소재
3) 교통기술을 위한 신소재
4) 생체의료기술을 위한 신소재
5) 환경조화기술을 위한 신소재

6. 신소재 연구분야의 과제

참고문헌

본문내용

stainable Development)을 보증하는 21세기의 재료는 과거부터 강조되어 재료의 특성 향상과 더불어 자원의 유한성, 폐기물량의 극소화, 재료의 재활용, 재료의 제조부터 사용, 폐기까지의 모든 단계에서 환경에의 부담을 적게 할 것을 배려하여 개발되어야 한다. 환경조화재료(Ecomaterial: Environmentally Conscious Material)연구는 지구 환경보전과 생활환경 쾌적화 등의 지구 환경문제를 재료를 설계하는 단계부터 도입하는 혁신적인 시도이며 새로운 재료과학 분야의 창출을 목표로 하는 것이다.
세계 자원의 50% 이상을 사용하고 산업폐기물의 68% 이상을 배출하고 있는 선진국에서는 이미 1980년대 중반부터 환경조화형 재료기술에 관한 연구회를 조직하여 분위기를 조성하고 1990년대 초부터는 정부주도하에 국가연구소, 기업연구소, 대학 등이 참여하는 대형 국책연구사업을 진행하고 있다. 다가오는 21세기에 선진국 진입을 목표로 하고 있는 우리 나라도 이미 상당한 양의 산업폐기물과 온난화 가스를 배출하고 있어 지구 황폐화의 책임을 면하기는 어렵다고 할 수 있다. 물론 폭발적인 인구증가로 개발도상국들이 쏟아내는 배출물도 무시할 수 있는 수준은 아니지만 결국 환경문제의 해결은 기술개발력에 여유가 있는 선진 공업국이 담당할 수밖에 없다.
환경조화재료의 개념은 \"인구의 생존과 지속 가능한 성장을 보증하기 위하여 우리가 해야할 일은 무엇인가\"를 재료개발 측면에서 생각하는 것으로부터 출발되었다. 지금까지는 우주, 해양, 지하, 기타 극한의 공간으로 인류의 활동권을 확장해 가면서 재료개발시 개척성(Frontier)이 중심적 역할을 해 왔고 생활이 윤택해짐에 따라 쾌적성(Amenity)이 더해져 왔다. 그러나 \"인간과 자연이 조화하는 과학기술\"이라는 관점에서 재료를 파악하면 재료의 제조부터 폐기까지 환경과의 조화를 고려할 필요가 있다. 따라서 21세기에 꽃피우게 될 환경조화재료의 연구개발 목표는 다음 3가지를 만족시키는 방향으로 진행될 것으로 예상되고 있다.
1) 인간의 활동권과 활동환경의 확장-개척성(Frontier)
2) 인간의 활동권과 외부환경과의 조화-환경조화성(Eco-conscious)
3) 활동권 내에서의 생활환경의 여유-쾌적성(Amenity)
위에서 제시된 3가지의 목표를 삼각축으로 생각한다면 앞으로의 재료개발은 세축의 합이 최대로 되는 방향으로 추구되어야 할 것이다. 일반적인 재료연구에서 발견되는 강도와 연성의 문제와 같이 Ecomaterial 연구를 위해서는 환경조화성을 위해 개척성을 희생하게 되어 재료연구가 매력이 없는 것으로 될 가능성이 있다. 그러나 최근에는 강도와 연성의 문제도 조성과 구조의 검토에 따라 강도를 떨어뜨리지 않고 고연성을 유지하는 재료가 개발되고 있어 환경조화재료 연구도 전향적으로 발전할 가능성이 있다고 할 수 있다.
구조재료는 어떠한 사용상황에서도 안전하게 사용될 수 있도록 여러가지 경험과 시험이 요구되므로 개발에 장시간이 소요된다. 지구 환경문제와 관련하여 지속적인 성장을 약속하는 사회의 구축에 기여하는 재료연구에서는 예방 보전적으로 환경문제에 접근할 필요가 있다. 구조재료의 개발은 장시간을 요하므로 21세기 사회구축에 상응하는 구조재료의 개발을 잃지 않으면서 재활용, 환경분해 등의 환경조화성을 포함한 환경과의 조화를 지향하지 않으면 안된다.
21세기를 선도할 환경조화재료기술의 개발을 위해서는 다음과 같은 연구분야가 활성화할 것으로 기대된다.
- 재료 및 제품의 환경부담성 평가기법(LCA : Life Cycle Assessment or Analysis)
- 재료의 재활용기술
- 저환경부담형 또는 재활용가능 재료의 설계 및 공정기술
- 환경정화용 재료의 개발
- 재질예측기술을 응용한 공업재의 환경조화화
- 단순조성으로 다목적에 사용 가능한 초범용 합금설계기술
- 조성변동 수용성이 풍부한 재료설계기술
- 재료의 장수명화기술
- 자연에너지 활용기술
- 생체분해성 재료개발기술
- 천연재료 활용기술
6. 신소재 연구분야의 과제
미국에서 진행되고 있는 소재연구는 다양한 분야와 풍부한 연구인력에 의하여 가히 세계 최첨단의 연구를 주도하고 있고, 아울러 연구 개발된 산물이 상품으로 연결되어 미국의 산업경쟁력을 주도하는 원동력으로 작용하고 있다. 이와 같이 미국에서 수행중인 재료에 관련된 다양한 연구 분야를 한정된 국력과 연구인원을 가진 국내에서 모두 답습할 수 없는 것은 자명하다. 그럼에도 불구하고, 미국에서 진행중인 연구분야를 피상적으로나마 살펴본 결과 우리가 먼저 수행해야 하는 재료관련 연구는 종합시스템을 구성하는 소재에 관한 생산성 향상 공정연구와 신소재개발연구가 선행되어져야 할 것으로 생각된다.
우리 나라 여건상 복합시스템 분야에서 먼저 수행되어야할 연구분야는 정보통신관련 신소재, 에너지관련 신소재, 생체의료관련 신소재, 환경조화관련 신소재에 관한 국가적인 종합적 연구가 시작되어야 할 것으로 판단된다. 이 분야의 연구 역시 미국이 많은 분야에서 최고의 기술을 보유하고 있고, 이를 유지하기 위하여 국가적 배려가 진행되고 있다.
우리 나라 소재산업은 60년대부터 80년대까지는 철강, 비철금속, 고분자섬유, 유리, 시멘트 등 기초 및 범용소재 중심으로 급속도로 발전하여 이 분야는 이미 국제적인 경쟁력을 갖춘 수준에 도달하였다. 한편 80년대부터 국내에서 형성되기 시작한 특수강, 고기능성 비철금속, 전자세라믹스, 기능성 고분자재료 산업들은 이제 기반을 잡는 단계이다. 최근 산업에 도입되기 시작하고 미래에 큰 수요가 예상되는 신소재분야는 선진국에 비해 기초기술로부터 산업기술에 이르기까지 전반적으로 낙후되어 있다. 국내에서는 80년대부터 신소재의 연구를 추진해 왔으나 주로 모방형태의 연구수준을 벗어나지 못하고 있다. 따라서 이제부터 본격적으로 선진국과 경쟁 가능한 신소재 기술개발을 추진해야 할 것이다.
참고문헌
미래를 지배할 신소재, 과학 세대 편저, 도서 출판 벽호, 1993.
신소재 이야기, , 澤岡昭저/ 成台鉉역, 한국경제신문사, 1993.
신금속 재료학, 양영훈, 문운당, 1992.

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