세계 최고 연구기관과 원-팀 구축…공동 연구분야 선도 모델 될 것

과기정통부 국내 4개 주관 연구기관 선정, 미국 MIT 등 세계 최고 연구기관과 톱-티어 협력 사업 본격 착수

과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)는 세계 최고 수준의 연구기관 간 포괄적이고 지속적인 협력체계 구축을 위한 ‘Top-Tier 연구기관 간 협력플랫폼 구축 및 공동연구지원(이하, 톱-티어)’ 사업의 4개 연구과제를 선정하고 본격적인 지원을 시작한다고 밝혀 글로벌 시대에 적합한 공동 연구를 진행할 것으로 예상된다.

톱-티어 사업은 그동안 공동연구, 인력교류 등 유형별로 분리되어 있던 국제공동연구 지원 체계를 과감히 벗어나 세계 최고 수준의 연구기관과 최고‧최초 연구개발 수행, 인력 및 정보 교류를 통한 국내 연구역량 강화를 지향하고 지속적인 협력체계(이하, 플랫폼)를 구축하는 것을 목표로 하는 사업이다.

과기정통부는 이 사업이 국제공동연구 분야의 선도적인 협력모델이 될 것으로 기대하고 있다.

이번 톱-티어 선정된 4개 연구과제는 기초과학연구원(IBS)-일본 이화학연구소(RIKEN), 서울대학교-미국 스탠포드대학교(Stanford University), 한국과학기술원(KAIST)-미국 매사추세츠공과대학(MIT), 한국화학연구원-벨기에 레가(Rega)의학연구소가 주관기관으로 참여해한다(가나다순).

이에 따라 기초과학연구원과 일본 이화학연구소(RIKEN)이 주관하는 연구과제에는 우리나라에서 서울대, 고려대, 원자력연이, 일본에서는 도쿄대와 고에너지가속기연구소가 공동으로 참여해 거대 희귀동위원소 과학 연구시설((한)RAON-(일)RIBF)의 독창적인 생성 방식과 핵심 연구 노하우를 연계하여 중이온가속기 RAON의 극한 희귀동위원소 탐색과 발견에 관한 연구를 진행하게 된다.

또한 서울대와 미국 스탠포드대가 주관하는 연구과제에는 우리나라의 POSTEC과 고려대, 미국의 MIT, 노스웨스턴대(Northwestern) , 시카고대(Chicago) 등이 공동으로 참여해 전기화학 기반의 CO2 포집, H(수소) 전환 전주기 연계 및 다원계 기반 수전해 신규 촉매 기술개발 등 탄소저감 분야 최고 기술 가치 창출에 관한 연구를 진행한다.

KAIST와 미국 MIT가 주관하는 연구에는 우리나라에서 서울대와 UNIST가 공동으로 참여해 AI-robotics 기반 그린에너지 생산/저장/변환 공정 자동화 시스템 개발 및 글로벌 인재 양성 플랫폼 구축에 관한 연구를 진행할 예정이다.

화학연과 벨기에 REGA가 공동 주관하는 연구에는 우리나라의 서울대와 생명연이 공동으로 참여해 세계 유일 BSL-3 All-in-One 자동화 플랫폼을 가진 REGA 연구소 협력으로 신변종 바이러스 대응 후보물질 발굴 및 대응 체계 구축 및 역량강화에 관한 연구를 진행한다.

극한 희귀동위원소 국제협력 플랫폼 구축 컨소시엄

희귀동위원소 연구는 빅뱅 이후 우주 원소의 기원과 희귀 핵의 기본 성질을 이해하고, 재료 및 물성과학, 신에너지 개발, 의생명과학 등 여러 분야에도 응용될 수 있어 기초과학 분야에서 필수적인 것으로 알려져 있다.

이런 가운데 일본의 RIKEN 중이온가속기 RIBF 시설은 다양한 중이온을 가속하여 1500여 개의 희귀동위원소 생성 및 활용, 새로운 원소(원자번호 113번 니호늄 Nh)와 희귀동위원소(171개)를 발견하는 등 세계 최고 수준의 성과를 내고 있다.

희귀동위원소 연구과제는 한국형 중이온 가속기 RAON을 통해 극한의 희귀동위원소를 생성하는 새로운 과학 기술을 개척하고 탐색하는 것을 목표로 세계 최고 수준의 연구기관인 RIKEN RIBF와 기초과학연구원 RAON의 국제 연구 협력을 통해 새로운 지식을 창출하며, RAON을 희귀동위원소를 발견하고 탐구하는 세계적 연구시설로 자리매김할 것으로 기대하고 있다.

우리나라에서는 이 연구과제에 기초과학연구원(신택수 박사)이 주관하고 서울대(최선호), 고려대(안정근), 한국원자력연구원(김도헌)등이 공동으로 참여하며 일본에서는 RIKEN(히로요시 사쿠라이)가 주관하고 도쿄대 춘, 고에너지가속기연구소 WNSC 등이 공동으로 참여한다.

글로벌 C2H 연구센터

서울대학교-Stanford University 간 협력과제는 기존에 개별적으로 연구되어온 수소 활용 및 CCUS 기술을 연계해 이산화탄소 포집/전환으로 생성한 합성 연료를 수소 저장 물질로 활용하는 것이다.

미국의 공동연구기관은 해당 연구 분야에서 사이언스지(Science)에 20여 편, 네이쳐(Nature) 본지에 30여 편의 논문을 게재하는 등 우수한 연구역량을 보유하고 있다.

특히 캘리포니아에 위치한 스탠포드대는 재생에너지 연계 연구에 최적의 조건을 갖추고 있으며 MIT의 Alan Hatton 교수는 빌 게이츠 재단으로부터 8000만 달러 투자를 유치한 탄소 포집 기술 기반 스타트업 Verdox사를 설립하는 등 원천기술부터 사업화까지 다양한 역량을 갖춘 팀을 구성, 이번 연구 과제의 연구성과를 활용한 파생산업 창출과 탄소중립에 기여할 것으로 기대되고 있다.

미래 에너지 선도연구센터(AI-로보틱스 기반 에너지 소재 혁신

현재 탄소 중립 목표 달성은 전 지구적 문제로 인식되고 있으나 이를 해결하기 위한 기술개발은 기존의 시행착오와 반복 실험에 의존하는 전통적인 방법론으로 막대한 시간과 자원을 요구하기에 탄소 중립 목표를 달성하기 위한 거대한 기술 간극(gap)이 존재한다.

KAIST-MIT 연구팀은 포괄적인 전기화학 분야(차세대 무음극 전고체 배터리, CO2 전환, 그린 수소 생산)에서 AI를 적용한 소재 설계 기반을 구축하고, 신에너지 소재 합성, 셀 조립, 평가 공정 자동화를 통해 사람에 의한 실수(human error)가 배제된 자율주행 실험실을 구축해 혁신적인 기술개발에 나설 예정이다.

또한 자율주행 실험실 구축 및 운영 경험을 축적할 경우 연구인력 부족 문제 해결과 소재 및 공정 비용의 저감에도 기여할 수 있는 선도적인 연구실 문화를 견인할 것으로 기대하고 있다.

미래 감염병 대응 플랫폼 고도화를 통한 치료제.백신 후보물질 개발

코로나19 팬데믹 이후 미래 감염병 대응을 위한 공공분야 투자 확대 필요성이 어느 때보다 강조되고 있는 가운데 한국화학연구원은 국내‧외 공동연구기관의 협력을 통해 팬데믹 잠재력을 가진 바이러스 6종(SARS-CoV-2, Influenza, Dengue, RSV, Nipah, Rhinovirus)을 선정해 치료제 및 백신 후보물질을 개발한다는 계획이다.

해외 공동연구기관인 Rega 연구소는 세계 유일의 BSL-3 Caps-It(대규모 무인 자동화 항바이러스제 스크리닝 시스템)을 구축했으며 연구책임자인 Johan Neyts 교수는 바이러스학 분야에서 세계적으로 인정받는 연구자로서 다수의 항바이러스제 개발 및 임상시험을 진행한 경험이 있어 국내 감염병 연구 기반 확산과 고도화에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

한편, 톱-티어 ‘플랫폼’은 협력방식에 따라 혁신적 연구개발, 글로벌 혁신역량, 지속적 협력체계 등 3개 유형(Pillar)으로 구성되며 각 연구과제는 이를 기반으로 효율적인 협력 활동을 수행하게 된다. 과기정통부는 글로벌 연구환경 변화에 따라 유연하고 전략적으로 톱-티어 협력 플랫폼을 운영해 간다는 방침이다.

이창윤 과기정통부 제1차관은 “이번 톱-티어 사업 신규과제 공모를 위해 많은 준비를 하고 과제 신청을 해 주신 국내‧외 연구기관과 연구자 모두에 기회를 드리지 못해 아쉬움이 크다”며 “우리나라 연구자가 주도할 수 있는 톱-티어 협력 플랫폼을 확대하고 전략적인 운영체계를 갖춰 대한민국을 세계 최고의 R&D 허브로 조성할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

[김규철 기자(pressianjungbu@pressian.com)]