http://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/materials_genome_initiative-final.pdf       

  http://www.whitehouse.gov/blog/2011/06/24/materials-genome-initiative-renaissance-american-manufacturing

 “Materials GENOME”. 전 세계 materials research society를 뒤흔들고 있는 keyword이다. Materials Genome은, 2000년대 초반 완성되어 생명과학 분야에 혁신을 일으킨 human genome project에서 따온 말이다. Human Genome Project를 통해 DNA를 구성하는 염기쌍 서열을 밝혀 DB화하고 각 유전자의 작용을 알아냄으로써 다양한 생물공학적 응용이 가능해졌던 것처럼, 소재 분야에서도 소재의 기초 특성에 대한 이해와 DB화를 통해 소재와 공정개발에의 혁신을 일으키자는 취지이다. 연 1억 달러의 예산으로, 2011년 6월 미 대통령에 의해 직접 발표가 된 이 연구 사업은, “Computational Tools”, “Experimental Tools” 및 “Digital Data (DB)” 등 Materials 연구를 위한 infrastructure를 개발하는 데에 역점을 두고 있으며, 미국은 물론 유럽, 아시아 등 전세계 소재 연구 society에서 핵심 concept으로 자리를 잡아가고 있다.

소재 기초 특성에 대한 계산과 시뮬레이션을 통한 이해를 바탕으로 하는 전산소재설계 개념은 국내에서도 그 중요성이 인식되어 왔으며, 2000년도 중•후반 POSCO를 중심으로 multiscale computational materials design을 최종 목표로 하는 전국 규모의 협동 연구가 최초로 가동된 바 있다 (그림 참조). 이러한 새로운 연구 개념은 구조용 소재는 물론 기능소재 개발 분야로도 이어져, KIST 다원물질융합연구소를 중심으로 web 상에서 소재 샘플 준비, 가공, 분석 등을 computational approach를 통해 구현하려는 연구가 진행되고 있기도 하다.

multiscale computational materials and process design

정부 연구 사업에서, “10 대 소재”, “20 대 소재” 등 특정 소재를 지정해서 연구 개발을 추진하기보다, 특정 소재를 지정하지 않고 다양한 소재를 효율적으로 개발해 낼 수 있는 “infrastructure”를 개발하는 데에 더 큰 비중을 두었다는 것은 시사하는 바가 크다. 외국의 설계를 도입, 국산화에 치중하는 산업 단계에서는 필요성이 부각되지 않았었지만, 국내 소재 산업 수준이 외국으로부터의 기술 도입에 의존하지 않고 새로운 기능의 소재를 직접 설계, 생산해 내는 단계에 돌입한 만큼, Materials Genome의 concept를 바탕으로 보다 근원적인 물질 현상에 대한 규명으로부터 시작하는 연구 형태가 국내에서도 활성화될 것으로 예상한다.

포항공과대학교 신소재공학과

이병주 교수