화학뉴스

일본이 데이터 과학을 통해 소재 합성‧제조방법을 효율적으로 모색하고 최적화하는 PI(Process Informatics) 기술 확립에 나섰다.
일본 경제산업성은 최근 연구개발(R&D) 분야에서 계산과학을 이용해 효율적인 소재 조성‧구조를 탐색하는 MI(Materials Informatics) 관련 연구가 활발히 이루어지고 있으나 실제 MI에서 탐색한 소재를 조기에 실용화하기 위해서는 PI 기술의 확립이 필수적이라는 판단 아래 PI 기술 관련 프로젝트를 추진하고 있다.
PI 기술로 소재 개발을 본격화함으로써 소재산업의 경쟁력을 강화할 수 있다고 판단하고 있으며, 특히 국제적으로 경쟁이 치열한 유기계 기능성 화학제품과 6G(6세대 이동통신) 전자기기용 무기계 파인 세라믹 분야에 주목하고 있다.
2022년까지 2개 프로젝트 추진에 예산 31억7000만엔을 신규 계상하고 5년 동안 150억엔을 투자할 예정이다.
경제산업성이 추진하는 프로젝트 중 기능성 화학제품의 연속정밀생산 프로세스는 다품종 소량생산이 주류인 유기계 기능성 화학제품을 위해 기존 배치방식보다 고효율로 합성할 수 있는 플로우식 연속정밀생산 프로세스와 디지털 구동을 통해 합성경로를 모색하는 기술 등을 확립하는 내용이다.
디지털 구동으로 합성경로를 최적화하고 고속 프로세스 시뮬레이터를 개발하겠다는 목표를 세우고 있으며 기능성 화학제품의 약 80%에 사용되는 기본적인 5개 반응기 등을 연결한 생산 프로세스를 확립한 다음 실증‧평가작업을 거칠 계획이다.
PI 기술을 통해 유해한 부산물 발생을 줄일 합성경로를 탐색하고 플로우식 고효율 합성을 실시함으로써 코스트 경쟁력을 향상시키는 것은 물론 유해한 폐기물을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
현재 70-80% 정도를 해외에 의존하고 있는 의약품‧농약 중간체나 전자소재용 원료 생산을 국내로 회귀시키기 위해 소재 분야의 경제성 및 안전보장성 강화에 나선 것으로 분석되고 있다.
2번째 프로젝트인 파인세라믹 혁신 생산 프로세스는 6G 보급을 타고 요구될 것으로 예상되는 세라믹 콘덴서 등 전자부품의 초미세화와 고신뢰성 확보 니즈를 충족시킬 수 있도록 원료 분체부터 소결까지 제조 프로세스를 한꺼번에 해석할 수 있는 PI 기술을 확립하는 내용이다.
소결 현상을 가시화할 수 있는 첨단 계측과 조합해 원료 분체의 저온 합성, 성형체의 저온 소결 등 혁신적인 불연 세라믹을 제조하는 방법을 도출하는 것을 목표로 하고 있다.
일본은 글로벌 파인세라믹 시장의 40%를 점유하고 있으나 저가 원료와 우수한 코스트 경쟁력을 앞세운 중국이 급성장하고 있어 경쟁력을 유지해야 한다는 위기감을 느끼고 있다.
경제산업성은 2022년에 첨단계산과학 등을 활용한 신규 기능성 소재 합성‧제조 프로세스 개발 사업으로 31조7000만엔을 편성하고 2022년부터 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO) 위탁사업을 시작할 예정이다.
모든 프로젝트는 5년 동안 추진하지만 가능하다면 조기에 기술을 확립하는 것을 우선시하고 있다. (K)