미래소재연구단의 명칭에서 ‘하이브리드’는 서로 다른 물질이 만나 새로운 성능을 갖게 되는 소재를 뜻합니다. 단순하게 붙이는 것이 아니라 원자나 분자 단위로 혼합하기 때문에 분자 간의 상호작용에서 새 기능이 만들어집니다. 과거에 없던 새로운 성질과 성능의 소재가 탄생하는 것입니다. 이런 하이브리드 소재에서 가장 크게 영향을 미치는 것은 ‘인터페이스’입니다. 특히 원자와 분자 단위까지 파고드는 소재 연구에서 인터페이스의 중요성은 더욱 큽니다. 예를 들어 일반적인 소재에서의 계면이 차지하는 부분은 미미하지만 나노미터(㎚)의 미세 영역으로 가면 전체의 약 60%를 차지하는 가장 중요한 요소가 됩니다. 하물며, 다양한 이종물질의 결합으로 구성된 계면들은 우리가 알지 못했던 새로운 기능을 갖을 뿐만 아니라 그 기능이 극대화 된 재료로서, 미래에 신산업들을 창출할 수 있는 중요한 산업소재가 될 것입니다.

하지만 전인미답의 영역이었던 만큼 하이브리드 인터페이스기반 미래소재를 향한 연구개발이 처음부터 순탄했던 것은 아닙니다. 김광호 단장은 “총 사업규모 1조 2천억 원의 초대형 국책사업인 만큼 선정과 운영 모두 쉽지 않았다”고 토로합니다. 산학연의 이해가 부족한 까닭에 세부과제 수정 등 여러 난관도 많았습니다.

부산대를 중심으로 서울대, 연세대, 한양대, 카이스트, 지스트, 포스텍, 한국화학연구원, 재료연구소 등 전국 16개 대학 3개 정부출연연구소에 산재해 있는 핵심 연구자들간의 협력 역시 간단치 않은 일이었습니다. 하지만 한국에서는 이들 외에 더 이상 훌륭한 성과를 낳을 연구자들은 없다는 깊은 신뢰와 함께 공정개발-전산예측-분석이 효율적으로 어우러지는 융합연구 시스템 구축에 박차를 가했습니다.

기존의 소재 연구가 각자의 연구 영역에서만 집중됐던 것과는 달리 미래소재연구단은 인터페이스를 형성, 조절시키는 공정분야, 직접 관찰하고 분석하는 분야, 시뮬레이션에 의한 예측분야들을 결합해 신소재 연구개발 시간들을 크게 단축하는 데도 성공합니다. 인터페이스를 연구하기 위해 직접 보고, 시뮬레이션을 통해 구조를 예측하는 새로운 접근법을 시도한 것입니다. 투과전자현미경(TEM)을 통해 촬영한 원자구조의 이미지를 머신러닝 기법을 활용해 초고해상도 이미지와 데이터로 변경하는 이 새로운 해석기법은 저명 과학저널인 <사이언스>를 비롯해 <네이처> 자매지에 6차례나 소개될 정도로 국제학계의 인정을 받으며 전 세계 소재연구에 새로운 방향을 제시하고 있습니다.

이렇게 미래소재연구단이 지난 9년간의 글로벌프런티어 사업 중 거둔 성과는 기술이전 61건, 기술료 70여 억 원, 국내외 특허출원 350건, 국내외 특허등록 160여 건, 세계 최고 수준의 영향력지수를 자랑하는 980편의 논문 등 방대하기 이를 데가 없는데요. 이 같은 우수 성과들에 힘입어 미래소재연구단은 글로벌프런티어 사업 최종종합평가에서 전체 연구단 중 최상위의 평가를 받았습니다.

김광호 단장은 “소재 연구는 원천기술을 찾는 연구이기 때문에 기초과학처럼 시간이 많이 필요해 도중에 그만두지 않고 꾸준히 연구해야 예상치 않은 좋은 결과가 나온다”면서 “지금 당장 성과가 나오지 않아도 연구자들의 역량을 믿고 버팀목 역할에 주력했더니 역시나 성과가 나오더라”며 동료 연구자들에게 공을 돌립니다.

탁월한 성과로 글로벌프런티어 사업을 성공적으로 마무리하고 있는 미래소재연구단은 지금까지의 성과에 만족하지 않고 원천기술의 본격적인 산업화에 기여한다는 목표를 갖고 있습니다. 원천기술의 사업화 역시 소재 연구처럼 하루아침에 되는 것이 아닌 만큼 지난 9년간의 글로벌프런티어 사업처럼 충분한 시간과 투자를 통해 이 결과들이 국가 산업의 고도화에 적극 기여되기를 희망하고 이의 기반을 제공하겠다는 계획입니다.