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일본 과학기술진흥기구 연구개발전략센터 (JST-CRDS) 에서는 범국가적으로 중점을 두어 추진해야 할 연구영역 및 과제를 선택하여 전략을 제안 ( 전략 이니셔티브 , 전략 프로그램 , 전략 프로젝트 ) 하고 있다 . 본 워크숍은 일본의 제 2 기 과학기술기본계획 중점 4 분야 「나노 기술·재료」에 관해 일본 내 중요 인물에 의한 5 년간의 학술적·산업적·정책적 검토를 통해 제 3 기 과학기술기본계획을 포함한 향후의 중장기 연구개발의 부감과 전략을 토론한다 . 「나노 일렉트로닉스」「나노 바이오」「나노 구조·재료」「종합」의 그룹으로 나누어 종합 토론과 분과회의 조합으로 구성되어 있다 . 각국의 나노 기술에 대한 국가적인 투자는 계속적으로 증가하여 GDP 대비로 보면 일본 , 한국 , 대만이 미국 , EU 를 능가함으로써 아시아가 최대의 나노 기술 투자국이 되었다 . 재료과학 부문은 일본이 최고를 유지하고 있지만 , 기초과학의 산출물을 얼마나 빨리 이노베이션으로 연결할 것인가가 향후의 중요과제이다 . 이를 가능하게 할 시스템에 대한 필요성이 세계적인 인식이다 . 이분야 융합 , 기초와 응용과의 수직융합을 촉진시킬 정책적 유도의 검토가 특히 중요하다 . 일본의 제 3 기 과학기술기본계획에서는 사회 수용에 대한 대응 등 시책내용도 상당히 개선되었지만 , 실시단계에 대한 논의가 중요하다 . 중요 연구개발 과제로서 「나노 물질·재료 영역」 「나노 일렉트로닉스 영역」「나노 바이오·생체재료 영역」「나노·재료분야 추진기반」 등을 들 수 있고 , 미국 NNI( 국가나노기술개발전략 ; National Nanotechnology Initiative) 의 PCA( 연구자금의 전략적 배분을 위한 좌표축 ; Program Component Areas) 에 상당하는 형태이다 . JST-CRDS 에서는 나노 기술·재료 연구개발 분야 부감도에는 NNI 의 PCA 에 고려되지 않은 「신재료 설계 및 모색」을 전략 구성 분야로서 채택하여 일본의 강점을 살린 전략 구축을 추진하고 있다 . 「나노 물질·재료 영역」에 대해 JST-CRDS 가 주력하고 있는 「신재료 설계 및 모색」의 개념을 뒷받침하는 세 가지 요소로는 (1) 깊은 학술적 전문지식면에서 보강한 독자적 물질관을 지닌 리더의 존재 ( 고도의 물질관 , 암묵지 (Tacit Knowledge)), (2) 최첨단 계산기 실험·모델 계산의 고도화와 구사 ( 형식지 (Explicit Knowledge) 로 전환 ), (3) 고효율·광범위한 시료 탐색 및 평가수법의 개발과 활용 ( 융단폭격의 효율화 ) 을 들 수 있다 . 이러한 요소의 삼위일체를 통해 신속하고 정확한 재료설계 탐색이 가능하다 . 위와 같은 접근을 적용해야 할 「나노 물질·재료 영역」의 중요과제로 지적된 것은 다음과 같다 . (1) 유기 디바이스의 내구성 문제 해결 , (2) CNT(Carbon Nanotubes) 의 카이랄리티 (chirality; 6 원환의 배열방법 ) 제어와 킬러 어플리케이션 (killer application) 의 창출 , (3) 원자·분자의 프로그램 자기집합화 기술의 확립 , (4) 계면 전극 문제의 이론적·재료적인 기초의 확립 , (5) 하이 스루풋 (High-Throughput) 평가법 ( 다르게 조성된 재료의 특성을 일괄로 고속 측정 ) 확립 . 나노 본래의 특성을 살려 새로운 원리와 컨셉트가 특히 기대되어 일렉트로닉스 대국에서 일렉트로닉스 선진국으로 진화해야 할 시대가 도래했다 . 「나노 일렉트로닉스 영역」의 당면 과제로는 저소비 전력화 , 장래에 걸쳐서는 하이 - 스피드화는 물론 , 스핀 DNA, 양자 등에 의한 나노 일렉트로닉스의 컴퓨터 실현이 목표이다 . 시간 척도 (timescale) 로는 CMOS 의 진화 및 다양화 (CMOS Evolution) 라는 관점에서 미세화와 재료 개발 융합에 의한 「 More Moore 」 , 그리고 MEMS 나 바이오를 도입한 「 More than Moore 」가 병행하여 진행되고 있고 , 전혀 새로운 개념에 의한 「 Beyond CMOS 」가 장래의 「 More Moore 」에 통합된다는 시나리오가 타당할 것으로 본다 . 위와 같은 사항을 효율적으로 진행시켜 나가기 위해서는 다음이 중요하다 . (1) 온 실리콘 (on Si) 으로 나노 기술을 전개 , (2) 구체적인 응용 대상에서 브레이크 다운시킨 개별 디바이스의 연구 , (3) 명확한 「제조·제작」의 목표를 설정한 연구거점과 산학제휴 컨소시엄의 설립 , (4) 공적 연구기관이나 대학원의 집적화 센터 실습교육 , Si CMOS 와 나노과학의 융합 촉진 , (5) 중장기 전략 구축을 위한 논의 . 나노 기술과 바이오 기술은 상호간의 기술 전문용어뿐만 아니라 가치관도 크게 다르므로 「나노 바이오·생체재료 영역」은 이분야 융합에 있어 가장 어려운 경우라고 할 수 있다 . 이 때문에 융합을 촉진하기 위한 공용시설이나 학생들의 공동사무실 등의 물리적 공간은 본질적으로 중요한 의미를 가지며 , 지혜롭게 운용하면 보다 융합을 가속화시킬 수 있다 . 이노베이션을 향한 출구의 응용으로는 기존의 제휴 시책군으로써 시행되고 있는 나노 DDS( 약물송달시스템 ; Drug Delivery System) 이나 나노 의료 디바이스의 연구개발 외에 , 다음이 중요 기술 영역이다 . (1) 생명분자기계 , 자기조직화 , (2) 나노 식품 (Nanofood; 푸드 나노 기술 ), (3) 케미컬 바이올로지 본 워크숍에서는 「나노 물질·재료 영역」「나노 일렉트로닉스 영역」「나노 바이오·생체재료 영역」을 포함한 나노 기술과 재료 분야 전반에 있어서의 「나노·재료 분야 추진기반」의 과제로서 다음을 지적했다 . (1) 융합거점·공용시설의 중점 구축 , (2) 이분야 융합·수직기술 융합의 추진 가속화 , 또한 중장기적 시점에서는 (3) 부감적 시야를 지닌 인재 육성·교육시스템의 구축이다 . 공용시설은 나노 일렉트로닉스나 나노 바이오의 예와 같이 신진 연구자나 벤처창업의 참여와 진출을 유발시키고 , 이분야 융합을 자극시킨다는 관점에서도 본질적으로 중요하며 , 미국과 유럽에 비해 20 년은 뒤쳐져 있다 . 거점이나 시설을 사용하여 이분야 융합이나 기초와 응용의 수직기술 융합을 추진하고 가속화하기 위해서는 톱다운 방식으로 정책 유도적으로 임하는 것이 유효하다 . 동시에 연구기관 측의 자주적인 노력을 유발시킬 시스템을 고려해야 한다 . 이와 같은 종합적인 추진 기반에 의해 투자가 전략성을 띠게 되어 투자효율은 비약적으로 발전하며 , 연구개발의 산출물에서 이노베이션을 거쳐 장래 사회에의 성과 (outcome) 를 낳을 수 있을 것이다 . 「나노 기술·재료」과학기술의 에너지·자원·환경 분야에 대한 응용은 연료전지 , 태양전지 , 촉매 , 희소자원 대체기술 ( 원소전략 ) 에 그치지 않고 , 향후 광범위한 연구개발 영역으로 전개해야 한다 . ■ 목차 Executive Summary [1] 본 워크숍의 취지 및 문제 제기 [2] 「나노 기술·재료 분야 부감」 워크숍의 개최에 즈음하여 2.1 취지 설명과 국내외 나노 기술 전략비교의 설명 [3] 제 1 부 전체 토론 3.1 첨단 나노 계측 3.2 CNT( 카본 나노 튜브 ) 3.3 자기 조직화 3.4 스핀트로닉스 3.5 나노과학 3.6 재생·세포 조직화 3.7 계산과학·시뮬레이션 3.8 나노 기술 사회수용·표준화 3.9 전체 토론 [4] 제 2 부 그룹 토론 4.1 종합·추진기반 4.2 나노 일렉트로닉스 4.3 나노 바이오 4.4 나노 물질·재료 [5] 제 3 부 전체 토론 5.1 지금까지의 나노 기술 시작 ( 試作 ) 과 향후 5.2 제 2 부 그룹 토론 정리 [6] 종합정리 Appendix 부감 워크숍의 개최 일시 및 장소 , 프로그램 , 참가자의 구성 |
