포항시가 ‘꿈의 신소재’로 불리는 ‘그래핀’ 산업 육성에 선도적으로 나서면서 철강에 이어 이차전지·바이오헬스 등과 함께 미래 먹거리 산업 생태계가 다양해지고 있다.

‘그래핀’이란 흑연에서 벗겨낸 한 겹의 탄소 원자막으로 강철의 200배에 이르는 강도와 높은 열전도성, 얇은 두께와 탄성 등이 뛰어나 4차 산업 혁명을 이끌 획기적인 신소재로 불린다.

포항시는 31일 시청 대회의실에서 그래핀스퀘어(주), 포스코, 포스텍, 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 꿈의 신소재 ‘그래핀'의 상용화 및 그래핀 산업 육성을 위한 전략 업무협약을 체결했다.

이 자리에는 이강덕 포항시장, 정해종 포항시의회 의장, 홍병희 그래핀스퀘어(주) 대표이사, 박성진 포스코 산학연협력실장, 박준원 포스텍 부총장, 유성 포항산업과학연구원장, 산학연 기관장 등이 참석해 포스트 철강을 잇는 미래선도 핵심전략산업 육성 및 지역경제 활성화에 대한 큰 기대감을 보여줬다.

이강덕 시장은 “포항그래핀밸리 조성을 위해 산·학·연·관 협력체계 구축을 시작으로 그래핀 글로벌 선도기업 육성, 그래핀 상용화 부문의 글로벌 스탠다드(국제표준규격, 기술 등) 마련, 그래핀산업 선순환적 밸류체인을 형성해 철강산업에 이어 포항의 차세대 먹거리산업을 육성할 계획이다”라고 강조했다.

이번 협약을 통해 그래핀스퀘어(주)는 RIST에 그래핀 생산라인 구축, 시제품 생산·테스트 후 내년 초부터 양산을 시작할 예정이다. 현재 전기차 앞유리에 장착해 김 서림과 성에 등을 방지하는 그래핀 히터를 최초로 개발했으며, 내년부터 전기차 3만대 분량의 그래핀을 글로벌 자동차업체에 납품할 계획이다. 이를 위해 오는 12월부터 100여 명의 인력을 신규 채용할 계획으로 양질의 새로운 일자리 창출이 기대된다.

또한, 나노융합기술원의 클린룸과 미세공정라인을 이용해 반도체용 극자외선(EUV) 팰리클(반도체 생산 공정 중 이물질로부터 보호해 주는 소재) 양산시스템 구축 및 첨단기술사업화센터에 연구소도 입주할 계획이며, 방사광가속기 EUV 광원을 활용해 팰리클의 신뢰성도 확보할 계획이다.

그래핀스퀘어(주)는 2012년에 설립돼 경기도 수원시에 본사를 두고 CVD그래핀 필름, 반도체 부품, 차세대 방탄복소재 등을 연구개발·생산하는 첨단나노소재 관련 업체이다. 홍병희 대표는 서울대 화학과 교수로 세계최초 대면적 그래핀 합성법 제시, 대면적 그래핀의 ‘Roll to Roll’ 연속합성법(신문을 찍어내듯 연속생산방식)을 최초 개발해 그동안 풀지 못한 양질의 그래핀 대량생산의 길을 열었다.

첨단 나노소재로 강도·탄성도·열전도성 등이 우수한 그래핀의 대량생산이 가능해지면 실리콘이 처음 나왔을 때 산업에 혁명을 일으킨 것처럼 다양한 생활 소재가 급변해 새로운 패러다임을 맞이하고, 포항을 중심으로 협약기관들이 그 흐름을 선도할 것으로 기대된다.

포항은 에코프로, 포스코케미칼, GS건설 등 이차전지 전후방 산업군이 형성돼 이차전지 산업생태계 주도권을 확보하고 있으며, 포항가속기연구소, 나노융합기술원, RIST, 포스텍 등 뛰어난 연구진을 갖춘 R&D기관이 밀집해 있어 미래전략산업에도 유리한 고지를 선점하고 있다. 또한, 바이오 오픈이노베이션센터, 세포막단백질연구소, 그린백신실증지원센터 등 바이오인프라의 집적화로 그래핀산업 최고의 입지이자 경쟁력을 갖춘 지역이다.

‘그래핀(Graphene)’이란 탄소(Carbon)원자들이 벌집모양으로 연결돼 단층의 평면을 이루고 있는 첨단 나노소재로 강철보다 200배 이상 강하고 실리콘, 구리보다 전자이동 속도가 100배 이상 빠르다. 또한 다이아몬드보다 열 전도성이 2배 이상 높고 두께는 0.2nm로 종이보다 100만배 얇으면서 탄성도가 뛰어나다.

그래핀 관련 연구가 2010년 노벨물리학상을 수상하면서 큰 주목을 받았으며, 탄소는 자연에 4번째로 많이 존재하는 비금속원소이자 연필심의 흑연 등에서 흔히 볼 수 있는 풍부한 원료로 경제성과 함께 강도, 열전도율 등 여러 특성이 현존 물질 중 가장 뛰어난 신물질이다. 그래핀은 기존의 전도성 소재와 필름재 등을 대체하고 가볍고 내구성이 강해 비행기나 자동차 등에 사용되며 특히 플렉서블 디스플레이, 이차전지, 반도체, 고효율 태양전지 등 다양한 산업에 응용돼 관련 산업 성장을 견인할 전략적 핵심소재로 각광받고 있다.

최근에는 나노구조체 등을 활용하는 약물전달기술이 날로 복잡하고 정교해지는 추세로 그래핀 양자점 등 새로운 기능성 나노소재를 이용한 난치병 치료제 개발 또한 활발히 이루어지고 있다.

이강덕 시장은 “더 나아가 나노구조체(그래핀양자점) 등을 활용한 약물전달기반 개량 신약 시제품 제조설비의 집적화와 나노 융복합을 통해 혁신이 가속화되고 있는 바이오산업도 선도해 나가겠다”며, “포항 신소재산업의 마중물 역할을 해주신 그래핀스퀘어에 감사드리며 포스코, 포스텍, RIST와 함께 성장 지원에 최선을 다하겠다”라고 말했다.