나노에 도전한다(6)

정보출처 닛케이산업신문

출판날짜 2001년 08월 15일

미 항공우주국(NASA) 에임즈 연구센터(캘리포니아주)는 우주선의 경량화로 이어지는 신 재료개발 등을 지향해, 나노테크놀러지(초미세기술) 연구에 힘을 쏟는다. 가까운 미래에 화성탐사 우주선에 그 연구성과를 이용한다고 한다. 미국의 이 분야의 지침이 된 「국가 나노테크놀러지 전략(NNI)」책정에 관련하여, 이 센터의 연구를 지휘하는 메이어판 박사에게 NASA의 전략을 들었다.

▷ 재료연구에 실적

- NASA의 나노테크 연구의 경위는.

「5년 전, 센서와 엘렉트로닉스 기기의 소형화를 진행하기 위해, 나노테크의 전담 팀을 새롭게 발족시켰다. 컴퓨터를 포함한 나노 엘렉트로닉스, 센서, 나노재료의 3분야에서 2020-30년경까지 연구개발의 방향을 제시하는 로드맵도 만들었다. 연구포진도 정비해, 금년부터 연구를 본격화한다. 또한 30년 이상 전부터, 우주선을 덮는 타일의 개발 등 오늘날 나노테크로 불리우게 된 재료분야를 연구해 온 실적도 있다」

- 왜, 나노테크 분야를 중시하는가.

「나노테크 연구는 우주탐사와 혹성과학에 큰 복음을 가져오기 때문이다. 예를 들면, 현재 관측기기를 위성궤도에 띄우기 위해서는 1kg당 약 2만 5천 달러의 비용이 든다. 현재 기술의 연장선상에서 인류를 화성까지 보낼려고 하면 계산상으로 이 비용은 10배 이상으로 띈다. 나노테크로 가볍고 튼튼한 완전히 새로운 재료가 개발되면 발사 비용을 대폭적으로 줄일 수 있을 것이다」

▷ 고속 연산에도 기대

- 재료 이외에 기대가 큰 분야는 있는가.

「나노테크를 사용해 컴퓨터의 성능을 높이겠다는 목적도 있다. 현재의 수 십 배에서 수 백 배에 상당하는 1초간 1천 조 회의 연산이 가능한 “페타(페타는 100조) 플로프” 슈퍼 컴퓨터의 연구를 진행하고 있다. 통상의 탄소계 신소재인 카본 나노튜브 등을 이용해서, 실리콘 반도체제와 다른 완전히 새로운 개념의 컴퓨터를 개발하고 싶다고 생각하고 있다」

「우주선과 위성을 유도하는 지상관제용 컴퓨터의 고성능화가 목적이다. 관제용 컴퓨터는 궤도와 속도의 계산 외에 관측기기의 데이터 해석 등 일이 늘어나고 있다. 초고속 계산이 가능하게 되면, 우주선과 위성의 부담을 줄여주기 때문에 우주선을 보다 안전하며 효율적으로 운용할 수 있게 된다」

- 실용화가 가까운 용도는 무엇인가.

「측정기기에 사용하는 센서 관련 기술일 것이다. 예를 들면 전자현미경의 한 종류인 원자간현미경(AFM)으로 시료 표면을 조사하는 탐침부분에 카본 나노튜브를 사용하는 기술로, 당 센터는 전미에서 톱이라고 자부하고 있다. 카본 나노튜브를 사용하면, AFM을 관측위성에 축적할 수 있을 정도로 작게 가능하다. 가까운 장래에 발사되는 화성관측기에 탑재할 예정이다. 화성의 바위 표면 등을 정밀하게 관측할 수 있기 때문에, 화성에 과거 존재하고 있었다고 추측되는 생명체의 흔적 발견에 공헌할지도 모른다」

▷ 예산 4배로 확대

- 20년, 30년 앞을 내다본 연구테마는.

「재료가 스스로 자신을 고치는 자기수복 재료의 개발을 하나의 목표로 내걸고 있다. 운석에 의해 우주선이 상처를 입어도 혼자서 수복할 수 있으면, 우주선의 안전성을 높일 수 있다. 우주선의 제어를 보다 고도로 하기 위해, 뇌의 정보처리를 맡고 있는 바이오 컴퓨터도 장기적인 개발 테마로 하고 있다. 모두 다 많은 돌파구가 필요하지만, 원자 및 분자의 거동과 생명과학의 연구를 진행하면 실현할 수 있다고 낙관적으로 보고 있다」

- NNI는 연구활동에 어떻게 영향을 미치는가.

「역시 연구예산이 늘어난 것이 크다. 2001년도의 NNI와 관련된 예산은 전년도의 4배인 20억 달러로 늘었다. 이 예산 중에서 내년 2월에는 전미 대학에 연구위탁의 입찰을 행한다. 엘렉트로닉스, 생명과학, 나노재료의 3분야에서 위탁처를 모집해, 1개 대학에 년간 300만 달러의 예산을 조성할 계획이다」