나노기술 및 정책 정보

• 목록

 

독일의 나노 공학 지원

1990년 이래로 BMBF(독일 교육,연구부)에서의 지원이 열배로 늘어났고 2010년 현재 약 2억 유로, 독일 전체로 보면 약 4억 유로를 나노 공학 연구와 개발에 지원 한다.

최근 각 국가별 지원을 살펴보면 다음과 같다.

독일 : 약 23억 유로, 유럽 전체 투자의 약 33%

미국 : 약 45억 유로, 미국 전체 투자의 약 54%

일본 : 약 36억 유로, 일본 전체 투자의 약 63%

독일은 핵심 기술 분야에서의 위치를 확고히 하려하고 그렇기에 연구, 개발에 지원을 한다.

연구 지원에 다섯 분야를 살펴보면,

1) 첫 번째 수요분야- 기후/에너지

에너지 공급과 대체 에너지 개발 그리고 환경보호는 해결 되어야 할 미래 과제이다.

1- 독일 전체 에너지 소모 중 40%가 건축과 관련되고 다음과 같은 연구가 예상된다.

1) 열에 반응하는 외관 색상

2) 수동적, 능동적인 SMART GLAZING 판유리

3) 마이크로 거울 배열

4) 개폐식 절연물

5) 잠열 저장을 위한 과정변화 재료

6) 건축재 개선, 추가 재료, 새로운 건축 방법의 사용

  <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

2- 기후 변화 적응에 사용되는 나노기술

홍수, 가뭄, 고온 현상, 싸이클론 등이 자연 재해의 약 75%를 차지

나노 재료의 특징을 사용하여 자연 재해 예방에 기여 할 수 있다.

Ex) 강이나 바다에 튼튼한 제방 건설, 필터기술을 통한 물의 특성 유지능력, 바닷물의 담수화(염분제거를 통한 식수화) 상승하는 기온으로 인해 발생되는 위생 문제 해결

3- 환경과 자연 보호

1) 나노자연 : 환경 보호를 위한 나노 공학의 이용과 효과

Ex) 폐수 정화, 공기 정화, 식수 정수, 토지 개발 등

2) 재료(물질) 효율성 증대, 부족한 자원의 대체, 재활용

Ex) 물질 흐름 강화, 대체 물질 개발, 자원의 효율적 이용

3) 탄소나노물질 : 탄소나노파이프 – 새로운 재료 개발에서 중요한 역할 담당 자원 보호에 큰 기여

Ex) 이디움의 대체 또는 감축

4) 마모 방지 및 환경 친화적인 마찰재료

브레이크, 클러치, 압연기 – 닿는 면적의 저항성 증가

나노 기술을 이용한 브레이크 효과 증대 및 마모의 최소화

나노 입자를 통한 오염 방지를 위한 개발, 환경에 악영향을 미치는 물질 대체

5) 지속적인 수리(물, 관개)를 위한 새로운 물질 개발

식수의 지속적 제공, 물소비, 물 오염 감소, 물순환의 안정화

기술적인 해결책을 통한 물 제조, 운반, 분배, 처리, 개선

환경 친화적인 촉매제, 시약 개발

 

지원 활동 : 나노 기술은, 성능이 향상되고 자원 친화적인 제품이 경제적으로 친환경 적으로 안정적인 과정을 통해 생산 될 수 있게 한다. 이를 위해 가치생산과정에 따른 효율적인 산업화의 방법과 설비의 개발이 요구된다.

2) 두번째 수요 분야- 건강/식량/농업

1- 건강

나노 기술은, 질병의 향상된 진단과 치료에 중요한 역할을 할 것이다.<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

임상학적으로 조기 진단 및 진찰이 가능하게 될 것이다.

1) 분자 이미징

치료와 약품 개발을 위한 새로운 진단과 이미지화된 과정이 분자 이미징을 위한 혁신협약의 목표이다. 분자 또는 세포층에서 생물학적 과정의 증명이, 질병의 초기 발견과 향상된 진단 그리고 그것에 적합한 치료를 가능케 한다.

2) 맞춤 치료와 나노 의학

새로운 (생,bio)약학적 물질은, 고효능과 매우 구체적인 특징으로 인해 환자에게 적합한 치료를 제공하게 한다. 이를 위해 새로운 응용(어플리케이션)체계가 요구 된다. 향상된 주사, 호흡기 등에 사용되며 나노 기술을 통한 약품코팅 개발을 통해 약품안의 활성물질 방출 조정이 가능하게 된다.

3) 장기(오랜)재활을 위한 맞춤 이식(임플란트)및 보철

노령화로 인한 진구 증가는 연령에 따른 질병 연구에 중점을 두게 한다. 이식(임플란트)는 근육 질병 또는 장기기능 저하시에 사용된다.

여기에서 나노 기술은 인간의 조직과 이식된 물체 사이의 부작용을 줄이는데 중요한 역할을 한다.

4) 재생 의학과 나노구조의 바이오 물질

혁신적인 바이오물질과 그의 과정화는 재생 의학의 넓은 분야의 임상학적 사용에 결정적인 영향을 미친다. 지금까지는 장기의 결합 조직을 충분히 재생 시키고 피의 순환을 보장하는 인공 입테 운반 구조가 없었다. 생명 공학은 손상된 조직의 대체를, 나아가 미래에는 전체 유기체의 생물적 대체를 가능하게 한다.

 

2- 식량과 농업

식량 경제와 농업 경제를 위해 나노 기술이 기계, 전기, 약학 분야 뿐 아니라 다양한 분야에서 사용되고 연구된다.

1) 식물 보호에서 효율이 증가를 위해, 활성물질의 감소를 위해, 농업 화학물질의 형성 향상을 위해 나노 기술이 사용된다.

2) 동물, 식물 질병에서 빠르고, 저가이며, 정확한 진단 방법을 위해 나노 기술이 사용된다.

3) 나노 크기의 식품 재료의 부량과 증명을 위한 분석 방법.

4) 생필품의 저장, 운반, 가공 과정에서 손쉬운 정화를 위한 나노막 표면 개발

5) 기능성 식품의 포장을 위한 나노 기술

6) 희망하는 식품재료의 생물학적 소유 가능성의 증가를 위한 나노 기술

7) 농업에서 높은 효율을 요구하는 모터, 기어 개발

3) 세번째 수요 분야- 이동수단

나노 기술은 이미 자동차 분야에서 안전과, 지속성 그리고 편안함에 큰 역할을 해왔다.

오늘날에는 전기 자동차 분야에서 나노 기술이 집중적으로 사용된다.

독일 정부는 2020년까지 전기 자동차 분야에서 상위위치 고수를 목표로 한다.

수년 안에 이를 위한 인프라구조 생성과 시장 진출 가능한 구성요소(이동수단)과 그에 따른 체계 생성이 목표이다.

 

1- 저비용의, 자원을 아끼는 이동수단 개발을 위한 나노 기술

나노 기술은 비용 감축 뿐 아니라 기술 구성 요소의 신뢰성 향상과 환경 친화 향상에 결정적 역학을 한다. 나노 기술은 배기가스의 정화와 작은 양의 귀금속 사용에서 촉매 표면의 확대, 효율적인 모터를 위한 실린더 라이너의 표면 코팅 등에 사용된다. 국제적인 경쟁에서 좋은 위치를 선점하기 위해 저비용의 환경 진화적 이동 수단 개발이 필수적이다.

2- 전기 자동차를 위한 나노 기술

효율적인에너지 저장이 전기 자동차 분야에서 핵심 기술이다.

배터리 기술과 전기 자동차 및 이동 수단, 기계를 위한 네트워크 통합이 요구되고 에너지 밀도의 확대, 충전시간 감축, 신뢰도와 수명 향상에 나노 기술이 사용된다.

대량 생산 뿐 아니라, 기능과 일률성에 관련된 높은 질적 상태를 유지하기 위해, 하이브리드, 전기 자동차 분야에서도 중요한 역할을 한다.

화석 연료를 대체하게 될 수소 연료의 효율적인 저장 방법 개발에도 기여한다.

 

3- 지능형 도로를 위한 나노 기술

통합적이고 지속적인 교통정책을 위해 고능률의 교통수단과 그에 상응하는

교통 인프라 구축이 중요하다. 혁신적인 기술 및 재료 개발과 도로, 다리, 철도 같은 교통수단에 사용되는 길의 건설 및 개선에 나노 기술이 사용된다.

4) 네번째 수요 분야- 커뮤니케이션

나노 물리학에선 양자 컴퓨터의 개발을 위해 양자 물리학의 작용(효과)이 관찰 된다.

양자 커뮤니케이션은 완전히 새로운, 물리적 원칙에 기초한 절대적으로 안전한 정보의 송수신을 가능하게 한다.

 

1- 도청으로 부터 안전한 커뮤니케이션을 기초로 만들어진 양자 커뮤니케이션

미래의 네트워크에서 데이터의 안전한 전달과 장거리 송수신을 가능하게 하기 위해 양자 중계기라 불리우는 새로운 종류의 구성 요소가 요구된다. 이 구성요소의 현실화를 위해 나노 기술로 컨트롤(제어)된 원자, 이온 또는 반도체구조가 사용된다.

2- 유기적 또는 압착 가능한 전기

쉽게 압착 되고 증기증착 되며 비용적으로도 효율적인 유기적인 분자나 나노입자 체계가 새롭고 지속적인 전자공학의 기초를 형성한다. 이 방법으로 유기 태양광 모듈이나 유기 발광 다이오드에 기초한 조명, 디스플레이 등이 개발 된다. 나노미터 두께의 다중레이어의 정확한 분리기술이 중요하다.

5) 다섯번째 수요분야- 안전

자연재해, 기술적 결함으로 인한 사고, 증가하는 테러와 같은 다양한 위협으로 부터 국민을 보호 하는 것이 독일 정부의 목표이다.

위험으로부터의 보호 뿐 아니라 그에 관련한 안전 상품 또는 서비스가 개발 되어야 하고 2008년 그에 관련된 비용이 약 200억 유로가 사용된 것으로 조사되었다. 이와 관련된 시장성장이 독일뿐 아니라 전 세계적으로도 상당히 유망한 것으로 평가 된다.

1- 광학 보안 생산을 위한 제품식별체계와 표시체계를 통한 자료 보호와 제품 안전제품 위조, 복제를 통한 매매손실이 전 세계적으로 6000억 유로로 예상

제품 위조의 다양함은 고품질 소비재부터 보안문서와 화폐뿐 아니라 의약품 또는 자동차, 비행기 부품에 까지 이른다. 형광 나노 입자 또는 나노크기방법에 기초한 광학적 안전특징 생산을 위한 나노 재료의 사용이 제품 식별과 표시체계에 필요하다.

 

2- 대형사고에 잠재되어 있는 결과를 예방할 나노 물질의 개발

테러공격 또는 대형사고에서 방출된 화학적, 생물학적, 방사능 위험물질로 부터 보호를 위해 오염 제거(소독)기술 과 필터기술 분야에서 나노 기술이 이용된다.

자발