인하대학교가 인천시의 ‘I-RISE 사업’을 통해 세계적인 기술 혁신을 이뤄내는 선두 주자로 자리잡고 있다. 앞서 인하대는 최근 연구·혁신 분야의 정보 분석 기업인 엘스비어 코리아와 협력, ‘I-RISE 어워드’를 열고 국제적으로 뛰어난 연구 성과를 거두고 있는 연구자 10명에게 ‘I-RISE Global Top10 연구상’을 수여했다. 대상은 기술·공학·자연과학·생활과학·의학 분야와 인문·예술·경영·사회과학 분야로 나뉘어 국제적으로 뛰어난 연구 성과를 거두고 있는 연구자 10명이다.
경기일보는 인하대와 공동으로 10명의 ‘I-RISE 어워드’ 수상자의 연구 성과를 살펴보고, 이 세계적 연구가 지역 산업 경쟁력으로 어떻게 이어질 수 있을지 그 가능성과 과제를 짚어본다. 편집자주
“인천지역 기업들이 탄소저감시대에 소재 원천기술을 개발하는 데 도움을 주고 싶습니다.”
인하대 I-RISE Global TOP 10 연구상을 받은 김재환 인하대 기계공학과 교수는 인천 지역사회 발전에 보탬이 되는 연구자가 되고 싶다며 이같이 말했다.
김 교수는 1996년부터 인하대 기계공학과에서 연구·교육을 펼치면서 나노셀룰로오스 미래복합재 창의연구단 단장을 맡고 있다. 창의연구단을 이끌며 많은 연구 업적을 쌓아 2007년 인천시 과학기술상을 수상했으며, 현재 한국과학기술한림원과 한국공학한림원 회원으로 활동 중이다.
김 교수의 주된 연구 분야는 나노 셀룰로오스다. 2000년 초 ‘종이에 전기를 가하면 어떤 현상이 벌어질까’라는 궁금증으로 시작해 종이의 주성분인 셀룰로오스가 기후변화 시대에 새로운 포스트 카본 소재가 될 수 있다는 생각으로 20년 넘게 연구를 이어오고 있다.
그는 “셀룰로오스는 가볍고 강도가 매우 높으며 투명성, 화학적 안정성 등이 있어 미래 소재로 활용될 수 있다”라며 “나노 셀룰로오스는 셀룰로오스를 자연에서 추출할 때 수십·수백 나노의 크기로 추출한 것인데, 지속가능한 친환경 소재라 탄소 저감에 효과적”이라고 설명했다.
나노 셀룰로오스는 전기차, 항공기, 드론, UAM 등 친환경 고강도 복합재, 내장재 등으로 쓰일 수 있고 지속가능한 바이오 소재, 코팅재, 스마트 의류 등에 사용될 수 있어 활용 분야가 매우 넓다고 한다.
실제로 김재환 교수는 셀룰로오스로 만든 종이가 전기장에 따라 움직이는 것을 발견하고 생체모방 종이작동기를 세계 최초로 개발했다. 이를 통해 종이스피커, 소프트 로봇, 종이 트랜지스터, 일회용 바이오센서 등을 만들었다.
나무에서 나노 셀룰로오스를 추출해 강한 장섬유를 만들고, 나무의 부산물인 리그닌으로 친환경 레진(수지)을 만든 뒤 두 물질을 다시 조합해 친환경 고강도 복합재를 개발하기도 했다. 이 역시도 세계 최초였다. 김 교수는 “개발 복합재는 가볍고 강하며, 친환경적이기 때문에 탄소 배출이 적어 경량 친환경의 미래 모빌리티에 유용할 것이라고 생각한다”고 말했다.
김재환 교수는 인천이 그동안 공항, 항만, 물류의 거점도시로 우리나라의 산업 발전에 크게 이바지해 왔다고 이야기했다. 앞으로 디지털·탄소중립 사회로의 전환으로 급변하는 산업 환경에 대응하고 발전하기 위해선 지역 대학의 역할이 중요하다고 했다. 그는 “대학에서 새로운 돌파형, 창조형 기술이 나올 때 지역 산업도 함께 발전할 수 있다”라며 “지역혁신중심 대학지원체계(RISE) 사업은 인천의 혁신적 기술 발전에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 했다.
김 교수는 소재 산업 육성의 중요성을 무엇보다 강조했다. 미래사회를 이끌어갈 고부가가치 기술을 만들기 위해선 소재부터 달라져야 하고, 소재의 원천기술이 반드시 필요하다는 것이다. 인천시도 미래차, 로봇, 바이오, 항공, 반도체, 디지털 데이터 등 6대 전략산업을 선정하고, 혁신성장을 주도할 산업을 키우고 있는 만큼 소재 산업에 대한 발전도 함께 이뤄나가야 한다고 했다.
김재환 교수는 앞으로 인천이 첨단산업의 밑거름이 될 소재산업에 더욱 투자해 미래 기술을 선도하는 원친기술의 거점지가 됐으면 한다는 바람을 나타냈다. 그는 “지금까지 인천이 다른 지자체에 비해 기술개발이 다소 미흡했던 것은 사실”이라며 “이를 극복하기 위해선 지역 대학이 뒤쳐진 원천기술 개발에 더욱 박차를 가하고, 지자체와 연구기관이 원천기술 개발을 위한 전략 수립·예산 확보·투자 유치를 위해 협력을 강화하면서 힘을 모았으면 한다”고 말했다.
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