전기화학 현미경 핵심기술 국산화…동아대, 첨단 분석장비 제품화 성공

미래선도연구장비 사업 성과…차세대 소재·이차전지 분석 활용 기대

국내 연구진이 차세대 첨단 소재 분석에 활용되는 주사전기화학현미경(SECM) 핵심기술을 국산화하고 제품화에 성공했다. 해외 장비 의존도가 높았던 정밀 전기화학 분석 장비 분야에서 기술 자립 기반을 확보했다는 평가다.

과학기술사업화진흥원은 과학기술정보통신부의 '미래선도연구장비 핵심기술개발사업' 지원을 통해 동아대학교 연구팀이 '저차원 나노소재 분석용 주사전기화학현미경(SECM)' 핵심기술 개발과 제품화에 성공했다고 12일 밝혔다.

동아대학교 주사전기화학현미경. 과학기술사업화진흥원 제공

주사전기화학현미경은 소재 표면에서 일어나는 전기화학 반응을 미세 영역 단위로 분석해 2차원 반응 지도로 시각화하는 첨단 분석 장비다. 눈으로 확인하기 어려운 미세 결함이나 성능 차이를 정량적으로 분석할 수 있어 이차전지, 촉매, 반도체 소재 연구 등에 활용된다.

연구팀은 이번 과제를 통해 정밀 시료 수평정렬 자동화 스테이지, 1마이크로미터(㎛) 이하 초미세 전극 팁, 전기화학 분석 응용 기술 등 핵심 요소기술을 개발했다. 특히 머리카락 굵기보다 작은 수준의 반응을 안정적으로 측정하기 위한 초미세 전극 제작과 정밀 정렬 자동화 기술을 확보하는 것이 핵심 난제였다.

이를 통해 이차전지 열화 분석, 수소 생산 및 탄소 저감 촉매 활성 부위 분석, 금속 소재 미세 부식 탐지, 차세대 반도체 소재 특성 평가 등 다양한 첨단 소재 분석이 가능해졌다는 설명이다.

첨단 연구장비 자립 기반 확보

이번 기술개발 과정에서는 SCI(E) 논문 18편, 국내 특허 출원 18건(등록 3건), 국제 특허 출원 4건, 기술이전 4건(2억2000만원) 등 연구성과도 창출됐다. 특히 나노기술 분야 국제 학술지 ACS Nano에 관련 연구 성과가 게재되며 기술의 독창성을 인정받았다.

연구팀은 개발된 자동화 SECM 기술을 기반으로 혁신 시제품 지정과 실증 사업을 추진해 공공 연구기관과 대학에 장비를 우선 보급할 계획이다. 이후 산업계와 공동연구 및 시험평가를 통해 분석 서비스로 확대하고 장비 상용화도 추진할 예정이다.

김정한 동아대학교 교수는 "정부 지원을 바탕으로 자동화 SECM 핵심 요소기술을 확보하고 정밀 분석 장비 플랫폼을 구축할 수 있었다"며 "향후 산업 현장 적용과 사업화를 통해 전기화학 기반 첨단 소재 분석 기술의 국산화와 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 말했다.

김병국 과학기술사업화진흥원 원장은 "이번 성과는 단순한 현미경 성능 개선을 넘어 고정밀 전기화학 이미징 장비의 핵심 원천기술을 확보한 사례"라며 "연구장비 자립화와 차세대 분석 플랫폼 구축 측면에서 전략적 가치가 크다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr