포항테크노파크 입주기업 탐방<12> (주)어플라이드 카본나노

탄소나노 소재·복합재로 세계 제패 꿈꾼다

나노(Nano). 전자현미경으로 겨우 보이는 세계. `나노`는 10억분의 1을 뜻한다. 물질의 가장 작은 단위 원자(100억분의 1)의 10배 크기인 셈. 이 작은 물질로 세계 제패를 꿈꾸는 회사가 바로 ㈜어플라이드카본나노(Applied Carbon Nano Technology·ACN)다. 이 회사 이대열 사장은 국내 굴지의 연구소에서 안정된 연구원 생활을 포기하고 작고 작은 나노의 세계에 뛰어들었다.

2005년 RIST 출신 박사들로 창업

`금속 세라믹계…` 제조 첫 상용화

세계 최고 기술 보유· 최저가 실현

△설립배경

㈜어플라이드카본나노는 탄소나노 소재와 탄소나노복합재 전문제조기업으로서 탄소나노복합재 분야에 있어 세계 최고의 기술을 보유하고 있다. 특히 금속 및 세라믹계 탄소나노복합재 제조에 있어 세계 최초로 상용 판매를 시작했을 정도로 기술력이 뛰어난 회사다. 금속계 탄소나노복합재는 전세계적으로도 독일의 Bayer과 ACN에서만 제품을 선보일 정도로 상용화 기술개발이 어렵고 힘들다.

ACN의 이대열 대표이사(49·공학박사)를 비롯해 핵심연구인력들은 국내의 상용화 전문연구기관인 포항산업과학연구원(RIST)의 연구원 출신 박사들로 꿈의 소재인 탄소나노복합재의 상용화를 위해 지난 2005년 12월에 회사를 창업했다.

ACN을 창업하게 된 동기는 두 가지로 요약된다. 첫째는 국내 개발기술에 대한 신뢰도 문제. 우리나라는 국내에서 개발된 기술이 아무리 우수하더라도 저평가되는 경향이 많다. 그러다가 국내 기술이 외국으로 건너가 평가를 받고 들어오면 우수하다고 재평가 받거나, 국내의 훌륭한 기술들이 국내에서 인정받지 못하다보니 외국에 헐값으로 판매되는 사례가 비일비재하고 일단 외국으로 판매된 기술이 국내에 유턴될 때는 고가의 가격으로 인해 국내의 산업의 경쟁력을 악화시키는 악순환이 초래되곤 했다. 이러한 불신을 씻기 위해서는 개발자 스스로 사업화를 증명해 보일 수밖에 없다는 생각에 창업을 결심했다.

둘째는 탄소나노튜브, 그래핀, 탄소나노섬유와 같은 탄소나노소재의 가치다. 수많은 소재 중에서 철(Fe)이 오늘날 가장 경쟁력 있는 소재로 사용되고 있는 이유는 값 싸고 주변에서 쉽게 구할 수 있기 때문. 탄소나노소재는 철을 대체할 수 있는 거의 유일한 소재이며 향후 21C는 탄소의 시대가 될 것으로 예상하고 있다. 현재 ACN에서 생산하는 탄소나노소재와 탄소나노복합재는 세계 최고의 품질이면서 최저가를 실현하고 있다.

△ 성장과정

차세대 핵심소재로 각광받고 있는 탄소나노소재는 우수한 물리화학적 특성을 가졌음에도 불구하고 상용화가 활발하게 진행되지 못하는 가장 큰 이유는 솜털처럼 뭉쳐져 있는 탄소나노소재들을 풀어주는 분산기술의 개발이 지체되고 있기 때문이다. 아직 국내·외에서 해결하지 못한 탄소나노소재의 분산기술에 대해서 ACN에서는 금속, 고분자, 세라믹, 용액 등에 탄소나노소재를 획기적으로 분산시킬 수 있는 기술을 독자적으로 개발했으며 이 기술을 제품화하기 위해 연구중심 회사인 ACN이 설립됐다.

탄소나노복합재 전문기업을 표방하면서 2005년 법인이 설립된 이후 금속계 탄소나노복합재를 세계 최초로 상용화 규모로 판매 시작했다. 이후 고분자계 탄소나노복합재, 세라믹계 탄소나노복합재, 탄소나노잉크, 탄소나노소재를 이용한 엔진성능개선제 등을 4년에 걸쳐서 지속적으로 개발해 제품화했다. 이 과정에서 확보한 핵심기술의 보호를 위해 국내·외에 13건의 특허(등록 6건·출원 7건)를 출원했다. 특히 ACN의 특허기술에 대해서는 기술보증기금 중앙평가원을 통한 기술가치 평가에서 국내·외 관련 시장을 주도할 수 있는 기술로 평가받았으며, 탄소나노소재 시장에 본격적으로 진출하고 있는 글로벌기업인 독일의 Bayer로부터 기술라이센싱을 요청받을 정도로 기술력이 우수하다.

△ 제품기술소개

산업의 고도화와 과학기술의 발전에 따라 특수목적용 산업소재의 제반 특성에 대한 한계조건은 점차 복잡해지고 그 성능에 대한 수요도 증가되고 있다. 따라서 이에 상응한 소재의 개발을 위해 세계적으로 치열한 개발경쟁이 진행되고 있다.

최근 전 세계적으로 주목받고 있는 나노기술(Nano Technology)은 10억분의 1미터(머리카락의 5만분의 1 굵기) 수준에서 물질을 생성하고 제어하는 기술이다. 물질의 크기가 나노 수준으로 초미세화되면 기존에 나타나지 않던 새로운 물질 특성이 나타난다. 이러한 특성을 이용하면 기존의 제품과는 차별화된 고기능, 고부가가치 제품을 만들 수 있다. 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있는 탄소나노튜브를 이용해 기능성 소재를 개발하려는 연구가 국내·외에서 치열하게 진행되고 있는 가운데 ACN에서는 순수한 자체 기술로 탄소나노복합재를 양산할 수 있는 공정을 개발해 국내·외에 13건의 특허를 출원했으며 이를 토대로 세계 최초로 상용화 판매를 시작했다. ACN의 제품은 금속입자와 탄소나노튜브를 단순히 혼합하는 방법으로 분산시키는 기존의 탄소나노복합재 제조방법과 비교해 탄소나노튜브를 금속입자내에 삽입하는 방법을 통해 복합소재에서 목표로 하는 고강도 및 고인성을 동시에 구현함은 물론 전기전도성, 열전도성을 향상시킬 수 있어서 다양한 산업분야에 폭넓게 적용될 수 있다.

주요 제품으로는 기계적 특성(고강도-고인성)과 전도성(열 및 전기)이 우수한 다양한 종류의 금속계/고분자계/세라믹계 탄소나노복합재, 열 및 전기전도성이 우수한 탄소나노잉크, 분산성이 우수한 다양한 종류의 탄소나노소재 등이 있으며 적용분야에 있어서는 자동차, 이륜차, 우주항공, 정밀기계산업, 가전 등 거의 전산업 분야에 적용이 가능하다는 측면에서 민수뿐만 아니라 국방산업 등에서 응용 분야를 획기적으로 넓힐 수 있다.

이와 같이 탄소나노복합재가 다양한 특성과 응용 범위를 갖고 있기 때문에 관련 시장의 잠재적인 수요 또한 엄청나다고 할 수 있다. 탄소나노복합재의 세계 시장규모는 오는 2015년에는 23억 달러, 2020년에는 76억달러 대로 크게 확대될 것으로 전망된다.

/황태진기자 [e-mail]