◎협력센터 개소… 양국 전문가 공동연구/2000년까지 희토류 이용한 소재 실용화 신소재기술 개발을 위한 한·중 협력사업이 구체적인 진전을 보이고 있다. 두나라는 희토류를 이용한 신소재를 3년뒤인 오는 2000년까지 개발해 칼러TV의 발광체나 레이저·초전도체·원자로 재료로 활용키로 하는 등 희토류 분야의 신소재 연구개발 사업이 특히 활기를 띠고 있다. 한국과학기술연구원(KIST)은 지난 18일 이부식 과학기술처차관,혜영정 중국 국가과학기술위원회 부주임,엄순화 북경대학교수 등 관계자 150여명이 참석한 가운데 한·중 두나라간 신소재 분야의 한국측 연구개발과 협력창구 역할을 할 ‘한·중 신소재협력센터’(소장 김창홍)개소식을 치렀다. 이 센터는 96년 11월 서울에서 열린 제4차 한·중 과학기술공동위원회의 합의에 따라 지난 4월 북경유색금속연구총원내 중국측 센터 설립에 이어 출범했다. 올해 6억원의 예산이 책정된 이 센터는 희토류를 이용한 신소재 연구개발과 함께 한·중 합작기업을 설립해 기술이전 및 산업화에 역점을 둘 계획이다.특히 전세계 희토류의 80%를 지닌 중국의 풍부한 자원과 기초기술을 우리나라의 앞선 응용·생산 기술과 연계할 방침이다. 희토류는 주기율표에서 6주기의 원소를 말한다.원자번호 57∼71(15개)의 원소에 성질이 비슷한 원자번호 21(Sc,스칸듐),39(Y,이트륨)를 더한 17개 원소의 총칭이다.희토류는 주로 컬러TV의 발광체나 레이저 재료로 쓰인다.또 영구자석 등의 자성재료나 초전도체,원자로 재료로도 많이 이용된다. ‘한·중 신소재협력센터’는 앞으로 초기 3년간 희토류 분야의 신소재 연구개발에 주력,2000년 이 기술을 상용화한다는 목표를 세워 놓고 있다.또 2002년까지 모두 57억원울 들여 자원 보유현황,인력·기술수준 등에 관한 데이터베이스를 완성하고 전문가를 중심으로 한 인력교류 프로그램도 적극 추진할 예정이다. 김소장은 “신소재 협력센터가 신소재분야의 공동 연구개발뿐 아니라 두나라 과학기술 협력의 전진기지 역할을 하게 될 것”이라면서 “무엇보다 컬러TV의 발광체와 원자로 등의 재료로 쓰이는 희토류의 분리기술 확보에 무게를두겠다”고 밝혔다. 신소재협력센터 개소식에 이어 KIST 국제회의실에서는 ‘한·중 신소재기술 공동 워크숍’이 열려 △희토류 산화물 △희토류 합금 △고분자 분야를 주제로 두나라 관련 전문가 50여명이 토론했다.

◎양국 협력센터 설치… 「희토류」 이용 상품화 추진 중국의 자원과 한국의 개발기술이 만나는 한·중 신소재 공동 연구개발 사업이 이달부터 시작된다. 과학기술처는 한·중 양국이 이달 7일 중국 북경 유색금속 연구총원에 한·중 신소재 협력센터를 개소하고 5월 중에는 한국의 과학기술연구원(KIST)에 센터를 설치함으로써 신소재 연구를 본격화할 계획이라고 5일 밝혔다. 한·중 신소재 협력센터는 지난 95년 중국측이 처음 제안,2년간의 준비끝에 문을 열었다.7일 중국측센터 개소식에는 이부식 과기처차관과 혜영정 중국국가과기위원회 부주임등이 참석한다. 이 센터에서 집중연구될 신소재는 중국에 풍부하게 매장된 희토류다.희토류는 판타노이드에 속하는 15종의 원소 및 이와 성질이 비슷한 스칸듐(Sc),이트륨(Y)을 더한 17종의 원소를 말한다.이것들은 컬러 텔레비전의 발광체,레이저의 재료,영구자석 등의 자성 재료,초전도체,원자로 재료 등에 이용된다. 한·중 양국은 첫 3년간은 인력교류,정보 데이타베이스 구축,공동연구에 주력한 다음 2단계사업으로는 산·학·연 컨소시엄을 구성,상품화까지 추진한다. 과기처 관계자는 『현재 전통의학,대기과학,해양과학 분야에서 한·중 과학기술 협력 사업이 진행되고 있지만 상품화까지 내다본 것은 처음』이라고 한차원 높은 성과를 기대했다.

◎KIST 정밀소재 공정연,제품화 박차 플라스틱처럼 분말사출 성형 방법으로 신소재 영구자석을 제조하는 신공법이 처음으로 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 정밀소재공정연구센터 정원용 박사팀은 11일 희토류계의 네오디늄­철­보론(Nd­Fe­B)소재 영구자석을 기존의 분말야금법이 아닌 분말사출성형법으로 제작하는데 성공했다고 밝혔다. 네오디늄­철­보론계 영구자석은 1983년에 처음 개발된 신소재 자석으로 페라이트계 등 기존 자석보다 10배 높은 자기 특성을 갖고 있다. 그러나 재료비보다 제조비가 많이들어 가격이 비싸고 섭씨 312도 정도의 비교적 낮은 온도에서도 자성을 잃는 약점 때문에 널리 보급은 되지 않고 있는 실정이다. 정박사팀의 제조공법 연구는 이 자석의 제조단가를 낮춰 21세기 시장 주도적 제품을 생산하기 위한 것이다. 분말사출공법은 금속 또는 세라믹 분말을 성형재인 플라스틱과 혼합하고 원하는 형태를 갖춘 금형내에 혼합물을 사출한 후 사출체를 가열해 성형재인 플라스틱을 제거하고 고열에서 구움으로써 재료의밀도를 높이는 공정을 거친다.정박사는 이 공정에서 독특하게 성형재로서 플라스틱대신 파라핀왁스를 사용,사출후 섭씨 600도에서 제거했으며 진공상태에서 섭씨 1천100도로 한시간 소결함으로써 밀도 98.9%의 자석을 얻었다고 밝혔다.이 공정은 분말제조­분말배열­성형­소결등의 과정으로 구성된 분말야금법보다 3차원 형태,다극 이방화자석 등 원하는 모양의 자석을 값싸게 얻을수 있다. 희토류계 영구자석은 DC직류 모터에 넓은 용도를 갖고 있다.컴퓨터의 디스크 드라이브,휴대용 청소기의 모터,특수 스피커등에서 모터를 돌려주는 힘으로 이 자석이 사용된다.현재 매출액기준으로는 세계 자석시장의 35%를 차지하며 국내 수요는 거의 전량 수입되는 실정. 정박사는 『새 공정은 자기특성 강화 등 보완해야 할 과제가 많다』며 『앞으로 2년간 자성을 높이기 위한 첨가재 제조,적절한 제조조건 도출 등을 연구한 뒤 제품화 연구를 할 계획』이라고 밝혔다.

◎길이 12㎝­너비 11㎝ 일본의 세이코 엡손사는 길이 12.4㎝ 너비 10.9㎝ 높이 10.9㎝의 세계에서 가장 작은 초미니 로봇을 개발했다. 희토류원소(원자번호 57­71)자석회전자 모터를 동력으로 하는 이 로봇에는 4비트의 컴퓨터 칩이 내장되어 사람의 손이 닿지않은 파이프속과 기계 부품속을 검사할 수 있다. ◎체력단련용 조끼 운동선수들의 체력을 높이고 기록을 향상시키기 위한 조끼가 개발됐다. 무게가 가벼운 이 조끼는 필요에 따라 간단히 무게를 증가시킬 수 있어 육상이나 유도·권투선수들에게 인기가 있을 것으로 보인다.가격은 90달러. ◎초경량 전기자동차 스위스의 에소로사는 소형승용차 무게의 절반밖에 되지 않는 전기 자동차를 개발했다. 니켈 카듐베터리를 내장한 이 전기자동차는 무게가 6백11㎏밖에 나가지 않으나 75마일의 속도로 1회충전으로 90마일까지 달릴 수 있다. ◎발 길이 자동측정기 발의 길이와 너비·두께를 자동적으로 측정할 수 있는 발측정기가 개발됐다. 발을 측정기대위에 올려놓기만하면 적외선과 압력기가 자동적으로 발의 측정수치를 컴퓨터화면을 통해 알려준다.

◎1초에 광선 20회 발사,수핵부분 녹여/통증·후유증 없고 3주후면 직장복귀 전신마취나 수혈이 필요없이 허리디스크를 30분만에 치료하는 「척추디스크 레이저내시경수술」이 국내 임상계에 도입되고 있다. 지난해 11월 미국 FDA의 승인을 받은 이 수술법은 희토류원소의 일종인 「홀미움」이 방출하는 레이저를 이용,인체에 불필요한 점이나 혹 등의 조직을 순간적인 고열에너지로 태워 없애는 최신 시술법. 지금까지 허리디스크수술에는 칼을 이용한 수술적요법과 「카이모파파인」이란 약물을 이용한 수핵용해주사요법,그리고 「뉴클레오톰」이란 특수톱날을 이용한 수핵절개흡입요법이 사용돼 왔으나 수술때 통증과 후유증이 문제점으로 지적돼 왔다.이 레이저 내시경수술은 직경 2㎜의 미세관을 허리부위체외에서 척추안의 디스크중심부까지 삽입시킨뒤 빠져나온 디스크수핵을 홀미움이 방출하는 레이저광선으로 태워 없앤다.이때 레이저광선은 1초에 20회 발사되어 1회 0.5㎜씩 중앙의 수핵만 선택적으로 녹여줌으로써 환부이외의 척추기능은 영향을 받지 않아 통증과 후유증이 없는 것이 특색. 제일성심병원 심재성원장은 『지난달 14일이후 지금까지 20여명의 환자를 수술한 결과 디스크주변의 신경 및 근육파손사례가 전혀 나타나지 않았다』며 『수술받은지 2∼3주뒤면 직장복귀가 가능할 정도로 회복이 빠르다』고 말했다. 이 수술법이 적용되는 디스크는 척추뼈 바깥쪽으로 삐져나온 디스크가 척추신경을 압박,다리쪽으로 심한 통증이 오는 경우와 다리근육 힘까지 약해져 감각 및 반사기능이 저하되었을때,그리고 6주이상 보온적인 물리치료에도 효과가 없는 경우 등이다. 그러나 이 방법은 디스크부위가 광범위하게 파열돼 있거나 척추관협착증 퇴행성디스크환자에게는 치료효과가 낮다.따라서 수술대상적용환자의 신중한 선택이 매우 중요하다.

◎기존형광등 혁신적 개량,신제품 어떤 것들이 있나/3파장/밝기 30%­절전율 10%,6배 긴수명/전구식/백열전구·형광램프 장점 모두 살려/“수입의존 큰 신소재 국산화통해 가격 낮추는것이 과제” 국내 조명기구업계에 첨단기술을 이용한 고부가가치화바람이 일고 있다.조명기구가 단순히 어둠을 밝히는 기능에서 탈피,쾌적한 분위기를 연출하고 시력보호에 뛰어나야하며 고효율 절전형이어야 한다는 인식이 보편화되고 있기 때문이다. 이에따라 조명기구업계에서는 가을철 성수기를 맞아 신소재와 신기술을 응용한 고품질제품개발에 박차를 가하고 있다. 최근 새로 나온 가정용조명기구는 3파장형광등을 비롯해 전구형램프,슬림형형광등,할로겐램프등이 대표적이다. 3파장형광등은 기존의 형광등이 일반형광체를 사용하는데 비해 사람의 눈에 감각반응이 가장 강한 청색 녹색및 적색을 발광하는 희토류형광체를 적당한 비율로 혼합,빛의 밝기를 강화하고 연색성을 극대화시킨 제품이다. 3파장이란 형광등속에서 전자물질이 형광물질을 치는 동시에 빛을 내면서 3번 파장을 일으키기 때문에 붙여진 이름. 용도와 광원색에 따라 주광색,주백색,백색 그리고 전구색으로 나뉜다. 기존의 백색형광램프에 비해서 밝기가 30%,전력절감률은 10%이상이며 백열전구보다 6배의 긴 수명을 유지할 수 있다. 태양빛에 가까운 효과를 내므로 시력보호에 좋고 피로를 덜 느끼게 해 학습용스탠드나 실내장식등의 부품으로도 널리 사용된다. 3파장형광품질을 외국에서 수입 제작해 기존의 형광등보다 제품값이 2배이상 비싼 것이 흠. 백열전구와 형광램프의 장점을 골고루 살린 전구식형광등도 소비자들에게 인기를 끌고 있다. 전자식안정기와 점등구를 램프안에 모두 내장시켰기때문에 기존의 백열전구소켓에 그대로 끼워 쓸수 있다.전자회로와 수은합금인 아말감을 이용해 소형화시킨 컴팩트형제품이 요즘들어 특히 각광을 받는다.같은 밝기의 백열전구에 비해 전력절감율이 80%나 되며 수명은 백열전구의 6배인 8천시간. 고주파를 이용한 점등방식으로 순간점등과 소음이 없고 빛의 흔들거림및 깜박거림이 없어 시력보호에 최적이라는 평가를 받고 있다. 빛의 집중도가 높은 할로겐램프도 시력보호에 뛰어나 수험생이나 설계사들이 많이 찾는 제품이다. 할로겐램프는 석영으로 된 캡슐안에 1개의 텅스텐필라멘트를 넣고 할로겐가스를 채워서 만든것. 백열등보다 조도가 10%정도 높고 빛이 태양광과 비슷해 피로를 덜 느끼게 해준다.할로겐램프는 백열전구크기의 20분의1까지 축소할수 있어 조명기구의 소형화를 선도하고 있으며 수명도 백열전구의 2∼3배에 이른다. 가격은 2만∼5만원정도. 최근들어 일부 조명기구상가에서 미국이나 일본에서 들여온 「바이오조명」이 시력보호에 좋다며 15만원대에 판매하고 있는데 전문가들은 국산제품과 비교할때 품질면에서 별로 차이가 없다고 말한다. 과거의 32㎜인 형광램프지름을 28㎜로 줄인 슬림형형광램프는 자체손실 경감과 램프발광효율의 상승으로 30%이상 전력이 절감된다. 한편 국내업체에서 개발을 서두르고 있는 전략상품중의 하나가 고코팅백열전구.필라멘트에서 나오는 적외선을 반사막에서 내부로 돌려보내 필라멘트가열에 다시 사용함으로써 30%의 절전효과를 얻을수 있는 제품인데 내년말쯤 상용화될 예정이다. 동양전기 최기환기술이사는 『우리나라도 이제 조명의 중요성을 인식하는 단계에 이르고 있다』며 『수입의존도가 큰 신소재의 국산화를 통해 제품가격을 낮추는 것이 앞으로의 과제』라고 말했다.

한국종합화학이 소련과 합작으로 희토류 물질의 생산공장 건립을 추진하고 있다. 27일 상공부에 따르면 한국종합화학은 오는 10월 소련을 방문,키르기스공화국 과학원의 엔지니어링센터와 합작으로 총 3백30억원을 들여 1만평의 부지에 연간 1천t 생산규모의 희토류공장 건설 문제를 최종결정할 계획이다.부지는 대불공단등 신규공단이며 오는 93년말 준공할 계획이다.