- 기계·소재 분야 이석환 박사(단독), 정보·전자 분야 이동준 박사(단독),

에너지·환경 분야 백승욱·김화정 박사(서울대와의 공동성과) 수상 -

 

▲ '2024 국가연구개발 우수성과 100선 시상식'에 참석하여 축사를 하고 있는 과학기술정보통신부 유상임 장관 (1.23, 서울 포시즌스호텔)

 

과학기술정보통신부와 한국과학기술기획평가원은 「2024년 국가연구개발 우수성과 100선」(이하 ‘우수성과 100선’)을 최종 선정하고 1월 23일 서울 포시즌스호텔에서 우수성과 100선 시상식을 개최하였다.

 

우수성과 100선은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대한 국민의 이해와 관심을 제고하고, 과학기술인들의 자긍심을 높이기 위해 2006년부터 시행되어 올해로 19년 차를 맞이하였다. 이번 선정은 과학기술 분야의 혁신적인 연구성과를 조명하고, 이를 통해 국민에게 과학기술의 중요성을 알리는 데 기여하고자 하는 취지를 담고 있다.

 

 

KRISS(한국표준과학연구원)는 기계·소재 분야와 정보·전자 분야에서 각각 1건씩 총 2건의 기관 단독 성과가 선정되었으며, 에너지·환경 분야에서 서울대와의 공동성과가 1건 선정되어 총 3건의 연구성과가 우수성과 100선에 선정되어, 연구원의 우수한 연구개발 역량을 다시 한번 입증하였다.

 

2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 KRISS 연구성과는 아래와 같다.

 

1) 기계·소재 분야에서 KRISS 열유체측정그룹 이석환 책임연구원이 수행한 ‘미소 유량 측정 기술 개발을 통한 국가표준 확립 및 의료반도체 분야 기술 상용화’가 선정되었다.

▲ 2024 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 열유체측정그룹 이석환 책임연구원

 

반도체 디스펜서 공정에서 에폭시의 높은 점성과 경화 특성으로 인해 노즐이 막히거나 토출량이 부정확해지는 문제가 종종 발생한다. 이를 해결하기 위해선 비접촉 유량 측정 기술이 필요하지만, 현재의 초음파 유량계는 낮은 유량에서 측정에 한계가 있었다.

 

▲ 에폭시 디스펜서에 연결한 비접촉식 유량측정센서/ 디스펜서 ‘Dot’ 유량

 

이석환 책임연구원이 포함된 유량측정팀은 반도체 디스펜서 공정에서 에폭시 수지를 실시간으로 측정할 수 있는 적외선 흡수 기반의 비접촉 유량계를 개발하였다. 이 센서는 공정을 중단하지 않고도 정확한 모니터링이 가능하여 반도체 수율 향상에 기여할 수 있다. 최소 0.1 mg의 토출량을 측정할 수 있어 기존 초음파 유량계로는 측정할 수 없는 극 미소 토출량도 정량적으로 측정할 수 있다. 또한, 에폭시의 적외선 흡수 특성을 활용하여 온도를 측정하는 기술도 개발하였으며, 이는 향후 비접촉 온도계로 활용될 수 있다.

▲ 적외선 흡수 기반 비접촉식 유량측정센서와 저울의 측정값 비교

 

개발된 센서는 적외선 흡수 방식을 이용해 배관 외부에서 유량을 측정하며, 극미량인 1 µg까지도 정확히 측정할 수 있다. 이 기술은 비접촉 유량 측정 분야에서 혁신을 이끌고, 핸드폰 조립 및 반도체 패키징 공정에서 품질 향상과 생산 수율 극대화에 기여할 것으로 기대된다. 또한, PR 공정과 반도체 약액 공정에서도 공정 효율을 개선하는 데 중요한 역할을 할 예정이다.

 

이러한 공로로 이석환 연구원은 2022년 ‘APMP 젊은 과학자상’과 시사저널 선정 ‘2023 차세대 리터’ 100인에 선정되기도 하였다.

▲ 열유체측정그룹 강웅 책임연구원(그룹장), 이석환 책임연구원, 임성혁 책임연구원

(좌측 아래부터 반시계 방향으로)

 

 

2) 정보·전자 분야에서 전자파측정그룹 이동준 책임연구원이 수행한 ‘5G 안테나 측정장비 국산화 기술’이 선정되었다.

▲ 2024 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 전자파측정그룹 이동준 책임연구원

 

5G는 모든 사람과 사물을 연결하는 ‘초연결’을 목표로 하며, 자율주행, 사물인터넷, 인공지능 등 다양한 기기에 서비스를 제공하기 위해 고품질 유지가 중요하다. 하지만 5G는 측정 단자가 없고 여러 개의 안테나를 사용하는 ‘빔포밍’ 기술 등으로 인해 기존보다 복잡한 측정 기술이 필요하다. 이를 해결하기 위해 이동준 책임연구원이 포함된 연구팀은 머리카락 두께의 광섬유 기반 초소형 센서를 개발하여 0.1mm 이내의 초근접 거리에서도 정확한 측정을 가능하게 했다. 또한, 이 센서는 마이크로미터급 초미세선로를 구별할 수 있어 다양한 안테나의 성능을 정밀하게 평가할 수 있다.

 

▲ KRISS 독자 기술로 개발한 ‘5G 안테나 측정용 센서 2종’ / ‘5G 안테나 측정 장비’

 

혁신적으로 개선된 안테나 측정 기술은 센서와의 거리 측정을 수 mm로 줄이고, 측정 시간을 1/10 이상 단축시켰으며, 경량화된 이동형 장비는 일반 실험실에서도 사용 가능하다. 연구팀은 핵심 원천특허를 확보하고 SCI 학술지에 성과를 발표했으며, 기술이전을 통해 사업화도 지원하고 있다. 2021년과 2023년에는 각각 전기광학 측정 기술과 5G 안테나 성능 평가용 센서 기술이 이전되었고, 기술이전 업체들은 성과를 거두고 있다. 이 기술은 2028년 상용화 예정인 6G 이동통신에도 활용될 수 있으며, 국가 전자파 측정표준 확립에도 기여할 것으로 기대된다.

 

▲ 5G 안테나 기술사업화에 성공한 측정장비 제품군

 

▲ 전자파측정그룹 황인준 선임연구원, 홍영표 책임연구원(그룹장), 이동준 책임연구원, 권재용 책임연구원 (좌측부터)

 

 

3) 에너지·환경 분야에는 첨단소재측정그룹 백승욱 책임연구원과 김화정 박사가 서울대-한국표준과학연구원 공동연구로 수행한 ‘고안정성, 고이온전도성 신규 고체전해질 개발 전략 제시‘가 우수성과로 선정되었다.

 

차세대 전고체전지(All Solid State Battery)의 상용화를 위해서는 고안정성·고이온전도성 특성을 지니는 고체전해질 기술 확보가 필수이다. 폭발과 화재로부터 완전히 자유롭고 위험성을 원천적으로 차단할 수 있는 무기계 전고체전지용 고체전해질의 성능을 확보하기 위해서는 고체전해질 막의 높은 치밀도와 이온전도도, 구조안정성 유지가 중요하다. 본 연구팀은 서울대와 공동으로 머신러닝과 자동화를 적용한 초이온전도성 고체전해질 개발 및 설계 연구를 추진하였으며, 산소 공정가스 제어를 통해 높은 전기화학적 성능과 대량생산 경제성을 지니는 고체전해질 제조·생산 기술을 개발하였다.

▲ 서울대와의 공동연구로 개발된 고체전해질 디자인 전략

 

▲ 공정가스 제어를 통해 확보된 고성능 고체전해질과 이온전도 향상

 

 

연구팀은 해당 기술에 대한 원천특허 확보를 통해 기업 기술이전을 완료하였다. 현재 전고체전지 상용화를 위해 기업과의 후속 연구를 추진하고 있으며, 특히 산화물계 전고체전지 소재 및 셀 연구개발 분야에서는 국내 선도 그룹 중 하나로서 우수한 성과가 도출되고 있다. 이 기술은 전고체전지 및 고체전해질의 경제적 대량생산에 한발짝 다가설 수 있게 되었다는 기술적 의미와 함께 향후 폭발과 화재에서 자유로운 대용량 에너지저장시스템(ESS) 기술 혁신에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

▲ (왼쪽 사진) 첨단소재측정그룹 최민서 연구학생, 배진희 POST-DOC, 김화정 POST-DOC, 백승욱 책임연구원 (좌측부터)

(오른쪽 사진) 김화정 POST-DOC, 백승욱 책임연구원 (좌측부터)

 

 

한편, '우수성과 100선'에 선정된 연구자에게는 과학기술정보통신부 장관 인증서와 현판이 수여되고, 관련 규정에 따라 사업 및 기관평가 등에서 가점을 받게 되며, 사례집도 발간한다. 또한, 앞으로 3년간 연구개발과제 선정 과정에서 가점 부여 혜택이 주어진다.

 

앞으로도 KRISS가 더욱 많은 우수한 연구성과를 창출하여, 지속적으로 과학기술 분야의 발전에 기여할 수 있기를 기대한다.

 

▲ '2024 국가연구개발 우수성과 100선 시상식' 단체사진 (1.23, 서울 포시즌스호텔)