한미 국내 대기질 공동 조사 연구에 설치된 모습

지구온난화를 유발하는 물질이자 초미세먼지의 주요 성분으로 꼽히는 블랙카본(Black Carbon)을 레이저로 정밀하게 측정하는 국내 기술이 개발됐다.

환경부와 한국환경산업기술원은 대기 중 초미세먼지에 강한 레이저를 비출 때 발생하는 굴절률 변화를 감지해 블랙카본을 측정하는 기술이 개발됐다고 밝혔다.

블랙카본은 석탄, 석유와 같은 탄소함유 연료가 불완전 연소될 때 나오는 검은색 그을음이다. 자동차 매연이나 석탄을 태울 때 나오는 검은 연기 등에 포함되어 있다.

햇빛을 흡수하는 성질 때문에 이산화탄소에 이어 지구온난화에 영향을 미치는 주요 물질로 꼽히고 있으며, 일상생활에서는 가시거리를 짧게 하는 초미세먼지의 주요 성분이기도 하다.
이번에 개발된 기술은 필터 없이 레이저를 대기 중에 직접 쏘아서 블랙카본의 굴절률 변화를 측정하여 블랙카본의 양을 정밀하게 측정할 수 있다. 기존 기술은 필터 위에 쌓인 블랙카본의 광흡수를 측정했다.

필터를 이용해 측정하는 기존 장비와 비교했을 때 약 10배 정도 우수한 민감도를 갖고 있어서, 지구온난화 예측의 정밀도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 기존 필터 기반 방법은 필터 재질 때문에 측정값에 오차가 발생해 인위적인 보정과 수정과정을 거쳐야 했고, 사용한 필터는 교환해야 한다.

그러나 이번 기술은 레이저를 직접 대기 시료 중의 블랙카본에 쏘이면, 블랙카본이 레이저의 빛 에너지를 흡수하여 주변 공기를 가열하고 이에 따라 발생하는 굴절률의 변화를 감지하여 보정이나 수정작업 없이 블랙카본의 양을 정밀하게 측정할 수 있다. 필터 기반의 장비처럼 항상 필터를 교환해야 하는 번거로움도 없다.

이번 블랙카본 측정 기술은 환경부와 한국환경산업기술원의 ‘환경융합신기술개발사업’ 중 하나로 2013년 6월부터 개발을 시작했으며, 한국기술교육대학교와 (주)랩코 연구팀에서 기술개발을 수행했다. 특히 이 기술은 미래창조과학부 기초연구(한국연구재단의 신진연구자지원사업 등)의 우수성과를 실용연구로 연계하는 환경부·미래부 협업체계인 ‘브리지(Bridge) 프로그램’으로 진행한 결과다.

한-중 나노기술 협력의 가교 잇다

제12회 나노코리아 2014

국내 최대, 세계 2위 규모의 첨단기술 전문전시회 ‘나노코리아 2014(NANO KOREA 2014)’가 지난 7월 2일 코엑스에서 성대하게 개막했다. 

올해 12주년을 맞이하는 나노코리아는 산업통상자원부와 미래창조과학부가 주최하고 나노코리아 조직위원회가 주관하는 나노기술 전문행사로, 개막식에는 미래부 이상목 차관, 산업부 정만기 실장, 국회 노영민 의원, 민병주 의원 등 나노관련 국내외 주요 인사 200여명이 참석했다. 

특히 올해는 나노기술을 기반으로 마이크로멤스, 첨단세라믹, 레이저, 3D프린팅 기술과 함께 바이오닉스 기술 분야 전시회가 추가되며 총 6개 분야 전시회가 합동 개최되어 산업기술 간 교류와 협력을 위한 기회를 확대했다. 

나노융합대전에는 15개국 339개 기업 및 기관이 총 538개 부스 규모로 참가해 나노제품 수요·공급 및 해외바이어 초청 비즈니스 상담회 등이 마련됐고, 올해 행사는 나노 분야를 포함한 6개의 신기술 전시회 ▲나노소재/소자/장비 등의 나노융합대전 ▲MICRO/MEMS의 마이크로테크월드 ▲레이저기술·시스템의 레이저코리아 ▲파인세라믹소재의 첨단세라믹전 ▲3D프린팅 기술/제품의 PROTOKOR ▲의공학분야 기술 및 연구 성과의 BionicTec가 합동 개최됐다. 

한편 개막식 이후에 열렸던 ‘나노코리아 어워드’에서는 산업기술분야에 ‘전기방사를 이용한 벤트용 나노 멤브레인’을 출품한 아모그린텍, 연구혁신분야에 김상욱 한국과학기술원 교수가 최우수상인 국무총리상을 수상하고, 미래부 장관상(5점), 산업부 장관상(5점) 등이 수여됐다.

비즈니스 교류의 장 된 ‘나노코리아 2014’

이번 전시에는 국내외 최신 나노융합 기술 및 제품의 홍보와 판매를 위한 실질적인 비즈니스가 성사될 수 있도록 나노제품 리서치 프런티어(신기술 연구 성과 발표 및 산·학·연 협력상담회), 투자유치(IR) 상담회, 출품기관 발표회, 제품거래상담회 등 다양한 비즈니스 프로그램이 마련되어 제품판매는 물론 해외 판로를 개척하고 투자유치까지 지원했다. 

또한 신기술 연구 성과 발표 및 산·학·연 협력상담회(Research Frontier)에서는 나노융합 및 신기술분야 15개 우수 대학 및 연구소의 연구역량 및 상용화 기술에 대한 발표회에 이어 기술이전, 공동연구개발 등을 위한 수요기업과의 1:1상담이 이뤄졌다. 

나노기업 투자유치(IR) 상담회에서는 투자유치를 희망하는 새론테크놀로지, 나노미래생활 등 총 2개의 기업과 3개의 투자기관이 6차례의 상담을 진행했다. 

더불어 전시회 출품기업의 우수 기술 및 제품 홍보를 위한 출품기관 발표회(Exhibitor Presentation)가 열렸으며 국내 12개 기업을 포함한 총 4개국의 국가관 및 주관기관이 참가했고, 제품거래상담회에서는 우수한 나노융합 제품 및 기술을 보유한 국내 공급기업과 나노기술 및 제품 도입을 희망하는 국내외 수요기업간의 1:1 상담회가 개최됐다.

성공적인 특별관 운영 ‘호평’

특별관인 ‘나노융합제품 T2B특별관’과 ‘Techno-Fair 대학공동관’도 많은 사람들의 관심을 받았다.

나노융합제품 T2B 특별관은 국내 우수 나노융합제품을 발굴·시연·홍보하고 수요기업을 발굴·연계하여 나노융합 제품의 사업화를 지원하는 나노융합기업 T2B(Tech to Biz) 촉진 사업의 일환으로 마련됐다. 

특별관에는 가전, 에너지, 건축 등 6개 분야별로 40개사 50여개의 나노융합제품이 전시됐다. 특히 금년에는 ‘생활 속 나노기술 찾기’ 프로그램을 통해 관람객들이 나노기술을 직접 체험할 수 있는 체험관도 운영되어 큰 호응을 얻었다.

아울러 친환경 공기청정기, 투명토스터기, 나노 항균섬유 의류, 탄소나노튜브(CNT) 적용 자전거 등 나노기술이 적용된 제품들이 다수 선보여 실생활 속에서 나노기술이 어디까지 왔는지 확인할 수 있었다,

특히 금년에는 압전에너지(압축과 팽창의 힘을 전기에너지로 변환)를 활용한 ‘쿵쾅쿵쾅에너지 배틀’이나 초발수(물을 흡수하지 않고 튕겨내는 성질) 방수스프레이를 이용한 ‘Never Wet’ 등 나노기술 체험 프로그램을 운영하는 등 이에 단순히 보는 전시회가 아닌 만지고 느낄 수 있는 체험전시회를 운영, 참관하는 관람객들에게 즐거움을 더했다.

뿐만 아니라 최근 사회적 이슈인 정보보안과 관련하여 ‘위조방지 4D 나노패턴’, ‘디스플레이 반사방지 나노패턴’ 등 나노기술적용 보안제품도 전시되어 사회문제 해결을 위한 나노기술 솔루션도 볼 수 있는 등 다양한 볼거리가 제공되기도 했다.

이처럼 다양한 나노제품이 선보여진 특별관에서는 전시뿐만 아니라 비즈니스 발표회 및 1:1 상담회도 동시 개최되어 실제 개발된 나노 제품들이 다양한 산업에 적용될 수 있도록 지원하는 자리가 펼쳐졌다. 특별관 참여 기업 중 제품화 가능성이 높은 10여 개의 기업을 사전 선정해 참관객을 대상으로 보유 나노기술 및 제품에 대해 발표회를 진행하는 이 행사는 발표 후 제품에 관심 있는 바이어와 제품 거래, 투자 유치, 공동 개발 등 협력사항을 협의할 수 있는 1:1 상담회까지 함께 마련되어 나노기업과 수요 기업간 다양한 비즈니스 교류의 장이 됐다. 

한편 ‘Techno-Fair 대학공동관’에서는 울산대, 고려대, 한양대, 경북대 등 주요 대학의 나노관련 연구소 20여 곳이 참가하여 1,023건의 미공개 특허기술을 선보여 대학과 기업/연구소가 협력할 수 있는 접점이 마련됐다.

한-중간 나노기술 교류 가교 구축

7월 3일에는 한국-중국 간 나노기업의 교류와 협력거점 마련 및 비즈니스 창출 지원을 위해 한국(나노융합산업연구조합)-중국(나노폴리스 쑤저우)간 MOU가 체결됐다. 나노융합산업연구조합은 한국의 나노기술 R&D 및 산업화 촉진을 위해 2001년 설립된 국내 나노분야 산·학·연 구심체로써 국가 나노기술 R&D 수행, 국내 나노기업 지원, 나노코리아 전시&심포지엄 개최, 나노융합산업의 국가 간 국제협력 등 다양한 활동을 수행 중이며, 삼성전자, LG전자, 한화케미칼 등 국내 대기업을 비롯해 우수한 기술력을 보유한 국내 중소·벤처기업, 출연연구 및 대학 90여 개사가 회원사로 가입해 활동하고 있다. 

중국의 나노폴리스 쑤저우(Nanopolis Suzhou)는 2010년 9월에 설립된 중국 정부소유의 국영기업으로 중국의 나노기술 연구개발과 상업화 역량을 촉진하기 위한 정부의 핵심적인 나노산업 프로젝트를 수행함으로써 중국 나노기술의 산업화를 이끄는 역할을 맡고 있다. 

특히 중국 과학기술부(MOST)가 CHInano(중국나노기술혁신클러스터)로 지정한 쑤저우 산업단지의 나노폴리스(나노기술특화단지)를 구축/관리/운영하는 역할을 수행하고 있으며 나노폴리스에 60억 RMB를 투입해 연구개발, 기술 인큐베이션, 시험생산, 대량생산, 본사, 컨퍼런스·전시회 시설 등을 갖추어 나가는 동시에 입주한 중국의 나노기업을 대상으로 정부의 다양한 지원 사업을 수행하고 있다. 양국의 나노기술 산업화를 주도하고 있는 두 핵심기관의 MOU체결을 통해 한국-중국 간 나노산업 현황 및 나노기술·제품 수출 사례, 수요-공급기업의 협력사례 등 나노기술 발전과 산업화 촉진을 위한 정보를 공유하고 상호 비즈니스를 창출을 위한 국제협력이 더욱 가속화 될 것으로 기대 된다.

나노폴리스 쑤저우 대표인 Dr. Xijun Zhang은 “이번 MOU체결을 계기로 국가 간 나노기업의 교류와 협력을 위한 다양한 기회를 창출할 것이며, 이러한 취지를 살리기 위해 나노코리아에서 중국의 나노기술산업을 알리고 협력하기 위한 다양한 활동을 전개할 예정”이라고 말했다. 

다양한 학술대회로 글로벌 나노기술의 트렌드 조명

금번 전시회 심포지엄에서는 ‘나노기술, 창조경제의 원동력’이라는 슬로건 하에 나노기술의 특징과 트렌드에 대한 주제로 26개국 126명의 초청연사 강연을 포함하여 총 964편의 연구 성과가 발표됐고 전시회에서는 한국을 포함한 중국, 이란, 일본, 사우디아라비아, 미국, 영국, 독일, 인도 등 총 15개국 339개 기업 및 기관이 538부스 규모로 참가했으며, 전시 3일 동안 전시장을 방문한 관람객은 총 40개국 약 10,760명이다. 

전시장 내에 마련된 오픈강연장에서는 ‘중국 소주, 나노폴리스 로드쇼’와 ‘중국 2014 북경투자프로젝트 발표회’가 진행됐으며, ‘IR(투자유치) 상담회’와 ‘제품거래 상담회’, ‘신기술연구성과 발표회(Research Frontier)’가 3일간의 일정으로 펼쳐졌다. 

나노코리아 조직위원장인 이희국 이사장은 “나노코리아는 국내외 대표 나노기업 및 최신 나노기술을 선보이고, 이를 도입하고자하는 바이어와 교류·협력할 수 있는 비즈니스 장이다”고 말하며 “올해는 규모와 내용이 더욱 충실해진 만큼 개막 첫날 역대 최다 관람객인 약 4,500명이 방문했다”고 말했다.

나노코리아 2014  www.nanokorea.or.kr

레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법

A Heavy electric equipment of 3-dimentional vibration sensing apparatus using laser and a method thereby

출원인: 한국전기안전공사 

등록번호/일자: 1012205890000 (2013.01.03) 

본 발명은 레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 중전기기의 진동으로 인한 수명단축 등을 개선하기 위해 진동을 측정하기 위하여, 레이저를 발광하는 송신부; 상기 송신부에서 발광된 레이저를 측정 대상에 부착된 반사거울로 유도하고, 상기 반사거울에 의해 반사된 레이저를 수신부로 유도하는 광학부; 상기 반사거울에서 반사된 레이저를 

수광하고, 상기 수광된 레이저의 수광 위치와 주파수 정보를 처리부로 전달하는 수신부; 상기 수신부로부터 전달된 수광 위치를 기반으로 상기 측정 대상의 상하좌우의 변위량을 계산하고 상기 상하좌우 방향의 변위량을 시간의 함수로 나누어 진동에 의한 상하좌우 방향의 진폭과 속도를 계산하고, 주파수 정보를 기반으로 상기 측정 대상의 전후의 변위량을 도플러 효과에 따라 계산하고 상기 전후 방향의 변위량을 시간의 함수로 나누어 진동에 의한 전후 방향의 진폭과 속도를 계산하여 출력부로 전달하는 처리부; 및 신호 처리된 데이터를 중전기기의 상태진단에 활용하기 위해 용이하게 분석하여 출력이 가능한 데이터로 변환하고 상기 처리부로부터 전달받은 상기 측정 대상의 3축 변위량을 저장하고 외부로 출력하는 출력부를 포함한다.