[화학연]접착제·신약개발…생활밀착형 연구로 '삶의 질 UP'

IT기기용 필름기술 개발·난치병치료제 연구에도 매진 온실가스 감축 등 지구온난화 문제 대응에도 앞장

[국가 과학기술 50년, 미래 희망 100년]한국화학연구원

▲ 박막재료연구센터

국내 10대 주력산업 중 2위를 차지하는 화학산업은 국내 경제성장을 이끌어 온 핵심 기반이다. 불모지라 불리던 국내 화학산업이 수출 856억달러, 수입 598억 달러(2014년 기준)를 기록하며 국가 전체무역의 13%를 차지할 만큼 성장한 데에는 화학분야 유일 국책연구원인 한국화학연구원(이하 화학연)의 기여가 컸다.

화학연은 화학 및 융복합 기술을 개발하고 국가 화학산업의 경쟁력을 강화하고자 1976년 설립됐다. 올해로 창립 40주년이다. 지난 40년간 화학연은 화학공정·화학소재·의약 바이오 등의 분야에서 국민 삶의 질을 높이는 생활 밀착형 연구성과를 창출했으며, 국외 의존기술을 국산화해 국가 경제발전에 크게 이바지했다.<편집자 주>

▲일상에 녹아든 화학기술=가정에서 손쉽게 사용되는 옥시크린은 화학연 역대 주요 성과다. 국내에서 처음으로 산소계 표백제로 개발돼 기존 염소계 표백제의 단점인 악취와 기능 저하를 극복해 국민 생활에 편리함을 가져다줬다.

접착제, 윤활제, 코팅제 등에 쓰이는 주요 정밀화학제품 원료 폴리부텐 제조 기술도 화학연이 일궈낸 성과다. 전량 해외 수입에 의존해오던 폴리부텐을 국산화에 성공해 국가 화학산업의 경쟁력을 드높였다. 휴대폰 등 첨단 IT 기기에 사용되는 필수 화학소재 폴리이미드 필름 기술도 화학연에서 개발했다. 에이즈 바이러스 증식 억제 치료제 개발(상품명 아지도민), 박테리아성 질병 치료제 제조 기술 개발(상품명 이미페넴) 등 국민 건강에 이바지하는 신약 개발에 앞장서 왔다.

화학연은 이밖에 환경친화 제초제, LED 형광체, 나노세공체 등의 성과도 냈다.

▲최근 우수 원천기술 성과=화학연이 2015년 개발한 차세대 태양전지 페로브스카이트 태양전지는 효율이 20.1%까지 올라간다. 이 효율은 실리콘 태양전지와 비슷한 에너지 변환효율로 획기적인 공정기술이다.

최근 세계적 엔지니어링 기업 미국 KBR과 석유화학 촉매 공정 기술의 상용화 연구를 위해 공동연구 협약을 체결했다. 이 협약으로 그동안 수입에 의존해왔던 공정을 화학연 자체 기술력으로 개발할 수 있게 됐다.

기존에는 850℃ 이상의 고온에서 나프타를 분해해야 했지만 연구원이 개발한 촉매 공정으로는 150℃ 온도에서도 분해할 수 있다. 화학연은 태양광과 이산화탄소, 효소를 활용해 고부가 화합물을 제조하는 기술도 개발했다. 시스템 내에 원료물질인 이산화탄소와 특정 효소만 넣으면 원하는 화합물을 선택적으로 생산할 수 있다.

화학연은 최근 국내 최초로 이산화탄소로부터 메탄올을 하루 10t 규모로 생산할 수 있는 플랜트도 준공했다. 고품질 그래핀 복합소재 합성·응용 기술, 대장암 치료제 후보물질 개발 등이 최근 화학연이 개발한 우수 원천 기술이다.

▲기후변화 대응 앞장서는 화학연=화학연은 기후변화와 지구온난화 문제에도 앞장서고 있다. 작년 파리 기후변화협약과 신기후 체제 출범이 이러한 시대적 상황을 잘 나타낸다. 한국은 2030년 온실가스 배출량을 BAU(배출전망치) 대비 37% 줄이겠다는 목표를 세웠다.

이에 화학연은 단순 온실가스 줄이기가 아닌 온실가스를 활용하는 새로운 기술 개발에 주목하고 있다. 탄소자원화를 통해서다. 탄소자원화는 메탄ㆍ이산화탄소 등 버려지는 온실가스와 부생가스를 석유와 석탄 대체자원으로 활용해 화학제품ㆍ연료를 만드는 기술이다. 화학연은 최근 '탄소자원화연구소'를 신설해 임무수행형으로 조직개편을 단행했다.
탄소자원연구소는 온실가스지원화학연구, C1가스전환연구, 에너지벡터연구, 인공광합성연구, 온실가스분리화수연구 등의 연구를 수행한다. 연구소는 연간 온실가스 3000만t의 감축이 가능할 것으로 기대된다. 화학연은 작년 탄소자원화정책센터도 문을 열었다.

▲제4차 산업혁명을 이끌 화학산업='제4차 산업혁명'이 부상하고 있다. 제4차 산업혁명은 3차 산업혁명을 기반으로 디지털, 바이오, 물리학, 물질 등의 경계를 융합하는 기술혁명을 일컫는다. 인공지능, 3D프린팅, 로봇, 자율주행자동차, 빅데이터, IoE(만물인터넷), 신에너지 등이 그 예다. 화학산업도 제4차 산업혁명 시대에서 핵심적 구실을 할 것으로 보인다.

4차 산업혁명의 핵심제품과 미래기기의 핵심소재로써 활용될 수 있다. 3D 프린팅·로봇·자율자동차 등 모두 화학에 기반을 둔 핵심미래소재가 있을 때 가능하기 때문이다.

또 화학공장을 설계·운영 및 폐기물 관리에서 공정시뮬레이션과 공정효율화 분야에 인공지능과 빅데이터 등을 활용할 수 있을 전망이다. 그 예로 다양한 화학사고 예방과 사고 대응 분야에 특화된 화학소재와 인공지능 로봇 활용을 예로 들 수 있다. 이와 관련 화학연은 제4차 산업혁명을 선도할 수 있는 화학공정소재분야 과제, 타 분야와의 미래융합과제를 발굴 중이다.

▲헬스케어와 바이오 경제에 이바지하는 화학연=점차 사회가 고령화 사회로 접어들면서 사람들은 단순히 오래 사는 것이 아닌 질병 없는 삶이 목표다.

이에 헬스, 바이오 분야가 미래 유망 분야로 떠오르고 있다. 화학연에서 연구 중인 '의약바이오' 연구분야도 미래에 중요한 역할을 담당할 것으로 전망된다. 화학연은 암·에이즈·결핵 등 난치병 치료제를 개발을 위해 연구가 한창이다. 또 최근 신종 질병이나 바이러스를 예방·대응·치료·전염 방지하는 것에 대한 중요성이 높아지고 있다.

화학연은 2014년 정부출연연구기관 최초로 생물안전 3등급(BL3) 실험실 인증을 받아 현재 바이러스시험·연구센터에서 메르스 바이러스 연구를 진행하고 있다. 앞으로도 고병원성 조류인플루엔자(AI) 등 연구 범위를 확대할 계획이다. 화학연은 바이오화학기술, 융합 기술 연구에 주력하고 있다. 올해 바이오화학실용화센터가 개소했고 식물자원을 활용해 화학제품이나 연료를 만드는 바이오화학기술 연구를 더욱 활성화할 계획이다.

최소망 기자 somangchoi@