탄소소재는 초경량, 고강도, 온도변화에 대한 형상 안정성 등 우수한 물성을 바탕으로 항공기, 인공위성 발사체, 탐사선 동체 등의 핵심 소재로 사용된다. 국내 탄소소재 역량은 일본, 미국, 독일에 이어 4위 수준으로, 대표적 소재인 탄소섬유는 2013년 세계 3번째로 양산에 성공하는 등 선진국 대비 80%의 기술력을 보유하고 있는 것으로 평가된다. 그러나 우주항공용 초고강도 탄소섬유나 발사체 노즐용 인조흑연 등은 선진국에서 대부분 수입하고 있는 상황이다. 그간 정부는 탄소복합재 경쟁력 강화전략 등 예비타당성 조사를 추진해왔고, 탄소소재 경쟁력을 강화하는 K-카본(Carbon) 플래그십 기술개발 사업의 시행을 최종 확정했다. 이는 탄소소재 사용이 많은 이동수단, 에너지·환경, 생활관리, 방산·우주, 건설 등 5대 분야에서 융·복합 기술을 개발하는 사업으로, 국내 탄소소재 산업을 새로운 성장 동력으로 육성하는 것을 목표로 2024년부터 2028년까지 1047억원이 투입된다.

나노 기술이 적용된 가장 대표적인 산업분야인 반도체는 삼성전자와 TSMC 같은 글로벌 기업들이 나노미터 단위에서 반도체 생산 경쟁을 벌이고 있다. 최근, 주요 2차전지 업체들이 충전 시간 단축과 에너지밀도 개선을 위해 차세대 전기차용 2차전지에 실리콘 음극재 적용을 본격화하면서 나노 신소재의 탄소나노튜브(CNT)도전재 수요도 덩달아 늘어나고 있다. 제약·바이오 분야에서도 리보핵산(mRNA) 백신 제조에 나노 기술이 쓰이고 있으며 또한, 나노 센서는 바이오, 환경 등의 분야에 신호 검출을 위한 센서로 활용되는 추세이다. 글로벌 나노센서 시장은 2021년 7억 1050만달러 규모에서 2027년 13억 7560만달러로 연평균 11.7% 성장이 예상되고 있다. 이에 정부는 올해 `22년 2,363억 원에서 약 6.3% 증액된 총 2,511억원이 나노·소재기술개발사업에 투입될 예정이라고 밝혔다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 미래 먹거리 산업인 탄소/나노 핵심소재의 경쟁력을 강화하고 R&D지원과 인프라 구축에 도움이 되고자 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로 「K-카본 첨단소재 기술개발 동향과 주요 산업별 나노융합 R&D 분석」을 발간하였다.Ⅰ편에서는 K-카본(Carbon) 플래그십 R&D 현황과 탄소/탄소복합재/탄소-나노소재/인조흑연/활성탄소 등의 물성과 소재개발 연구를 다루었고, Ⅱ편에서는 나노기술·소재개발 R&D 동향을 소개하였으며 나노융합/에너지 저장·변환/나노바이오 분야의 소재개발 현황과 적용사례를 수록하였다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

2023. 3.