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대기오염 물질과 병원균 등의 미생물이 제거된 쾌적한 청정 공간에 대한 수요는 날로 늘어날 전망이다. 특히 초고층 밀폐형 건물이 늘며 에너지절감 차원에서도 이산화탄소를 제어하는 것은 필수적인 상황. 건물이나 객차 등에 투입되는 국내 수요만도 이미 연간 6억달러 규모에 달하며 오는 2019년엔 세계시장 규모가 285억달러에 달할 것으로 예측되고 있다.이같은 수요에 대응하기 위해선 대기오염 물질을 처리하기 위한 소재 및 필터와 이산화탄소를 흡착하는 물질 및 센서 등이 개발돼야 한다. 또 실내공간의 용도별 조건을 고려한 공기정화 시스템을 위해 인지 기능도 장착돼야 한다. 융합분야 :NT(소재), BT(미생물 및 병원균 제어), IT(센서)
■질량분석기반 디지털 분자진단시스템
고령화사회로 접어들고 만성질환, 종양성 질환이 늘어남에 따라 단순 질병 유무 진단 수준에서 유전자와 단백질의 질병특성을 진단하는 ‘맞춤의학’ 수준으로 변화될 전망이다. 이를 위해선 기존 아날로그 방식이 아닌 초고속 디지털 분자진단 방식이 필요하다. 세계 의료진단 시장 규모는 지난 2007년 약 300억달러 수준이었고 이 중 분자진단시장은 100억달러 규모였다. 이 시장은 오는 2019년 1445억달러로 기하급수적으로 늘어날 전망이며 특히 고용도 10년간 100배 가량 늘릴 수 있을 것으로 추산된다. 시장 선점을 위한 필요 기술로는 유전자·단백질 질량 탐지 시스템 및 진단 소자, 레이저 초고속 분자진단기 등이 꼽힌다. 융합분야 : BT(바이오마커, 진단), IT(알고리즘 소프트웨어), NT(질량탐지소재)
■실시간 응답형 고해상도 의료영상기기
암치료의 핵심은 ‘조기진단’이다. 하지만 기존 진단장비는 전신과 국부 촬영용이 분리돼 있으며 결과를 실시간으로 확인할 수도 없는 상황. 실시간 영상처리 및 초음파 3차원 표준영상 구현으로 실시간 진단과 생체검사를 가능케 하는 기술이 나올 전망이다. 지난해 이같은 의료영상기기의 세계시장 규모는 211억달러 규모였다. 이 시장은 오는 2019년 467억달러로 늘어날 전망이며 우리나라의 고용창출 효과도 3만 656명에 달할 것으로 예상된다. 융합분야 : BT(생체검사, 진료), IT(반도체, 영상처리)
■비실리콘계 나노박막 태양전지 원천소재
태양전지가 차세대 성장동력으로 각광받는 것은 주지의 사실이다. 반도체와 디스플레이 다음으로 큰 시장이 형성될 것이라는 기대다. 하지만 실리콘 기반 태양전지는 소재 공급에 한계가 있어 차세대 박막형 태양전지의 소재 개발이 시급하다. 특히 우리나라는 대면적 디스플레이 기반기술을 보유하고있어 이를 접목하면 국제경쟁력에서 우위를 점할 수 있다는 평가다. 구체적으론 고품위 나노결정 실리콘계 박막소재 및 초고속 대면적 합성기술, 연료감응형 핵심소재기술 등이 필요 기술로 거론된다. 전세계 태양전지 시장은 매년 30%이상 급증하고 있으며 오는 2019년엔 1453억달러 규모가 될 것으로 예상된다. 융합분야 : NT(소재), IT(반도체 및 디스플레이), ET(태양에너지)
■플렉서블(휘어지는) 고체형 필름전지
플렉서블 디스플레이는 액정표시장치(LCD)나 플라즈마디스플레이패널(PDP), 유기발광다이오드(OLED) 등의 뒤를 이을 차세대 디스플레이로 각광받고 있다. 하지만 이같은 플렉서블 디스플레이가 구현돼도 배터리가 접히지 않으면 무용지물. 또 입는 컴퓨터나 생체 내장형 이차전지 등 플렉서블 전지의 수요처는 무궁무진하게 확대될 전망이다. 플렉서블 고체형 필름전지의 시장은 아직 없다. 하지만 오는 2019년엔 409억달러 규모의 큰 시장이 형성될 전망이다. 융합분야 : NT(소재), IT(반도체, 디스플레이), BT(생체정보), ET(에너지저장) 등
■분자제어 NIT(NT+IT) 융복합 소자
최근 각광받기 시작하는 미래 소자 중 하나는 나노기술과 정보기술의 결합체인 ‘NIT’ 소자다.
‘축소화’와 ‘집적화’를 추구하는 정보전자 소자 산업이 한계에 봉착하며 그동안 금과옥조로 여겨졌던 ‘무어의 법칙(마이크로칩의 밀도가 18개월마다 2배 늘어난다는 법칙)’도 깨지는 상황. 때문에 기존 기술의 패러다임을 확 바꿀 신기술이 필요하다. 특히 분자제어를 통한 목적지향형 초정밀 나노소재 원천기술은 미래 정보전자산업의 핵심 요소기술이다. 이 분야는 현재 시장이 형성단계에 있으며 오는 2019년엔 592억달러 규모로 급증할 전망이다. 활용 분야는 플렉서블 정보전자소자. 고효율 열제어소자, 그래핀 기반 투명전극 및 초고속 트랜지스터 등이다. 융합분야 : 나노기술(나노소재 및 소자), IT(반도체, 디스플레이)
■바이오 의약품을 위한 DDS(약물전달시스템)
저분자 합성화합물 위주였던 의약품 시장을 유전자치료제, 단백질지료제 등 바이오의약품이 빠르게 대체하고 있다. 화합물 신약 개발 효율은 점점 나빠지는 반면 바이오의약품 관련 기술은 발전을 거듭하고 있기 때문. 이에 발맞춰 급성장 할 것으로 예사아되는 분야가 바이오의약품용 DDS다. 질환 부위에 정확히, 그리고 효율적으로 약물을 전달하는 역할을 하는 DDS는 BT분야 핵심 원천기술이다. 시장 규모도 이미 1225억달러로 크게 형성돼 있는데다 오는 2019년엔 5700억달러의 막대한 규모로 성장할 전망이다.융합분야 : BT(치료제), NT(소재)
■신경모방 소자 및 인지시스템
전세계가 고령화사회로 급격히 접어들며 노령층이 ‘사회적 부담’이 아닌 ‘사회의 일꾼’으로 역할을 해야 하는 시대가 왔다. 인간기능 인지시스템이 개발되면 정상인의 업무능력을 높일 수 있음은 물론 노약자나 장애우들의 삶의 질도 높일 수 있다.출현이 예상되는 기술은 신경모방 계산모델 및 시·청·촉각 소자, 노약자 감각 보완을 위한 감각보조시스템 기술 등이 있다. 지난해 44억달러 규모였던 관련시장은 오는 2019년 2250억달러 규모로 늘어날 전망이다. 융합분야 : BT(뇌연구), IT(전자소자), 인지과학
■웅합기반 집적형 생물공정기술
미래 바이오산업을 선도하기 위해선 생물화학 및 생물의약 소재를 생산하기 위한 공정기술이 확보가 필수적이다.특히 석유화학산업 중 바이오기반 화학제품은 지난해 910억달러 에서 2019년엔 8139억달러로 9배가량 성장할 것으로 전망되는 상황. 전통적 배양 및 분리정제기술을 탈피한 융복합기술로 칩적형 생물공정을 확보한다면 생물의약소재 생산을 위한 글로벌 경쟁력도 강화될 것으로 예상된다. 고활성·고안정 나노단백질 기술, 신개념 바이오-광전기술, 집적형 생물공정 활용기술 등이 각광받는다. 융합분야 : NT(소재 및 소자), BT(효소, 화하공정), ET(대체에너지) |