정부가 '꿈의 소재'로 불리는 그래핀을 디스플레이, 에너지 전극 등에 적용해 2025년까지 매출 19조원을 일으키고 5만2000명의 일자리를 창출한다는 방침이다.
미래창조과학부와 산업통상자원부는 제8회 국과과학기술심의회 의결을 거쳐 이같은 내용의 '그래핀 사업화 촉진 기술 로드맵' 6일 확정·발표했다.
그래핀 응용제품의 상용화에 한계가 있다는 진단에 따른 것이다. 그래핀은 반도체 소재인 실리콘보다 전기 전도도가 100배 이상 높고 자유롭게 구부릴 수 있어 차세대 소재로 주목받고 있지만 고품질의 그래핀을 저렴하면서도 연속적으로 양산하는 기술이 아직 개발되지 않았다.
그래핀 생산기술을 제대로 확보하지 못한 상황에서 구부렸다 폈다 할 수 있는 디스플레이, 차세대 배터리 등 미래시장이 형성되면 기존 반도체와 디스플레이 같은 응용제품은 세계 1위이면서 핵심 소재를 외국에 의존해야 하는 상황이 벌어질 수 있다.
이에 따라 미래부와 산업부는 그래핀 공급체계를 구축해 그래핀 응용제품 상용화의 걸림돌을 제거하기로 했다. 이를 위해 고품질 그래핀을 저렴한 가격에 양산할 수 있는 핵심기술을 확보할 계획이다. 그래핀이 필요한 기업이나 협의체가 세부 목표를 설정하고 산학연 협력 기술개발을 추진한다.
정부는 구체적으로 흑연 결정에서 벗겨낸 플레이크 그래핀의 상용화에 필요한 고품질 그래핀 제조와 중간재(잉크·페이스트) 제조기술을 확보할 수 있도록 지원한다. 플레이크 그래핀은 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있어 인쇄전자용 잉크 등에 쓰여진다.
아울러 정부는 탄소를 가스로 만들어 금속 표면에 증착해 만들어지는 CVD 그래핀의 경우 가스가 금속 표면에 잘 달라붙을 수 있도록 지원한다. CVD 그래핀은 전기적 특성이 우수해 투명전극, 구부렸다 폈다 할 수 있는 디스플레이, 전극 소재 등에 활용된다.
정부는 그래핀 품질 문제를 해결하기 위해 그래핀을 규격화하고 실시간 측정기술 개발을 지원할 계획이다. 나노미터 수준의 크기(10억분의 1 미터)를 갖는 그래핀은 크기나 두께가 조금만 변해도 물질의 특성이 크게 달라지기 때문이다.
정부는 국내 기술 수준과 시장 성장 가능성이 높은 6대 응용제품을 선정해 그래핀의 상용화도 앞당길 계획이다. 6대 응용제품에는 식품과 음료 포장에 필요한 고기능성 복합 배리어 필름 소재, 터치패널용 필름, 대용량 전기저장장치인 슈퍼커패시터전극 등이 포함됐다.
최종배 미래부 창조경제조정관은 "이번 로드맵 추진에 따라 2020년까지 그래핀 핵심기술 85개를 확보할 것으로 기대된다"며 "그래핀의 품질과 가격경쟁력이 확보된다면 수입에 의존하고 있는 휴대폰, 디스플레이 등의 핵심 부품소재를 대체하고 그래핀 시장 선점에 있어 유리한 고지에 오를 수 있을 것으로 예상된다"고 밝혔다.
