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재료과학에서의 10대 진보

전문가 제언: ○ 재료과학의 지난 50년간의 10대 진보를 다룬 본문은 매우 흥미롭고 우리의 생각을 다시 한 번 정리하게 해주는 좋은 기회를 주고 있다. 이에는 많은 이견이 나올 수 있어 전문가 자문을 많이 참고하였다고 한다. 본문의 저자들 그룹은 선정기준을 우리의 오늘날 일상생활에 가장 큰 영향을 준 순서로 잡았다고 한다.

○ 본문에서 선정한 10대 재료과학의 진보에는 반도체를 위한 국제기술로드맵(ITRS)이 연구 성과는 아니지만 반도체 발전을 위한 소프트웨어적 업적으로 첫째가 될 만하다고 생각된다. 다음으로 오늘날의 나노기술과 재료과학 발전에 기초를 놓은 주사탐침현미경(SPM), HDD의 기본기술인 거대자기저항(GMR)효과, 오늘날의 광통신시스템의 발광소자인 반도체레이저(LD)와 발광다이오드(LED)가 있다.

○ 다음으로 세계적으로 나노기술 붐을 일으킨 소프트웨어적 업적인 미국 국가주도의 나노기술(National Nanotechnology Initiative)이 있다. Boeing 787의 날개와 동체에 사용되어 엄청난 유류를 절감하는 탄소섬유 강화플라스틱, 휴대기기의 혁명을 가져온 리튬이온전지용 재료, 우주엘리베이터까지 꿈꾸는 탄소나노튜브, 광 리소그래피를 대체하는 실리콘 고무의 스탬프를 사용하는 소프트리소그래피, 그리고 메타물질이 있다.

○ 맨 끝의 메타물질(metamaterial)은 음(-)의 굴절률을 가지는 물질로 아직은 우리 일상생활에 큰 영향을 주지 않지만, 이 물질에 어느 파장의 빛이 입사되면 Snell의 굴절 법칙과는 반대방향으로 빛이 굽게 된다. 2000년도에 실험적으로 입증된 이 개념을 가시광에 적용하면 물질을 눈에 보이지 않게 할 수 있어 소설과 같은 이야기가 현실이 된다.

○ 그러나 메타물질보다는 오늘날의 광통신을 가능케 한 광섬유가 10대 진보에 포함되어야 한다고 생각한다. 깨지기 쉽고 [OH]-에 취약한 유리의 빛 손실과 분산을 최소화 하고 코어 내 굴절률 분포를 최적화하기 위한 불순물 첨가연구 등은 깊고 어려운 기술이었다. 우리나라에서도 이공계 회피가 없이 유능한 젊은 두뇌가 많이 들어와 세계적 연구 업적을 올릴 수 있도록 국가 백년대계를 위해 체제를 보완할 필요가 있다.

저자: Jonathan Wood
자료유형: 학술정보