나노테크(Nanotechnology)

나노테크(Nanotechnology)

나노테크놀로지(또는 나노테크)는 원자, 분자, 초분자 눈금으로 물질을 조작하는 것이다. 나노기술에 대한 가장 초기, 널리 설명된 것은 매크로스케일 제품의 제작을 위해 원자와 분자를 정밀하게 조작한다는 특정한 기술적 목표를 언급하였고, 현재는 분자 나노테크놀로지로도 언급하였다. 나노기술에 대한 보다 일반화된 설명은 이후 국가 나노기술 이니셔티브에 의해 확립되었는데, 이 이니셔티브는 나노기술을 적어도 1-100나노미터 크기의 물질을 조작하는 것으로 정의하고 있다. 이 정의는 이 양자-현실 척도에서 양자역학적 영향이 중요하다는 사실을 반영하고, 따라서 정의는 특정 기술목표에서 주어진 크기 한계 이하로 발생하는 물질의 특수한 성질을 다루는 모든 유형의 연구와 기술을 포함하는 연구 범주로 이동했다. 따라서 "나노테크놀로지"와 "나노스케일 기술"의 복수형 형태는 공통 특성이 크기인 광범위한 연구와 응용 분야를 가리키는 것이 일반적이다.

규모에 따라 정의되는 나노기술은 표면과학, 유기화학, 분자생물학, 반도체물리학, 에너지저장, 미세조립, 분자공학 등과 같이 다양한 과학 분야를 포함하여 자연적으로 매우 광범위하다. 관련 연구와 응용은 콘벤티의 확장에 따라 다양하다.분자 자기계산에 기초한 완전히 새로운 접근방식에 대한 온 디바이스 물리학, 나노스케일에 치수를 가진 새로운 물질을 개발하는 것부터 원자 스케일에 대한 물질의 직접 제어에 이르기까지.

과학자들은 현재 나노기술의 미래 영향에 대해 토론하고 있다. 나노테크놀로지는 나노의학, 나노전자공학, 바이오소재 에너지 생산, 소비자 제품과 같은 광범위한 응용으로 많은 새로운 재료와 장치를 만들 수 있을 것이다. 반면에 나노기술은 나노물질의 독성과 환경적 영향, 그리고 나노물질의 잠재적 영향에 대한 우려와 다양한 최후의 날 시나리오에 대한 추측을 포함하여 모든 신기술과 동일한 많은 문제를 제기한다. 이러한 우려는 옹호 단체들과 정부들 사이에서 나노기술의 특별한 규제가 정당한지 여부에 대한 논쟁으로 이어졌다.

2000년대 초반, 이 분야는 과학, 정치, 상업적 관심을 증가시켜 논란과 발전을 가져왔다. 왕립학회의 나노테크놀로지 보고서로 대표되는 나노테크놀로지의 정의와 잠재적 시사점에 대한 논란이 불거졌다. 2001년과 2003년 드렉슬러와 스말리의 공개 토론에서 절정을 이룬 분자 나노테크놀로지 옹호자들이 구상하는 응용 프로그램의 실현 가능성에 대한 난제가 제기되었다.

한편, 나노스케일 기술의 진보를 바탕으로 한 제품의 상용화가 대두되기 시작했다. 이 제품들은 나노 물질의 대량 적용에 제한되어 있으며 물질의 원자 제어를 포함하지 않는다. 은 나노입자를 항균제로 사용하기 위한 실버 나노 플랫폼, 나노입자 기반의 투명한 자외선 차단제, 실리카 나노입자를 이용한 탄소섬유 강화, 얼룩에 강한 직물용 탄소 나노튜브 등이 대표적이다.

정부는 나노기술의 규모에 기반한 정의를 공식화하고 나노 규모에 대한 연구 기금을 수립한 국가 나노기술 이니셔티브와 유럽 연구 및 기술개발 기본 프로그램을 통해 유럽에서와 같은 나노기술에 대한 연구를 촉진하고 자금을 조달하기 위해 움직였다.

2000년대 중반에 이르러 새롭고 진지한 과학적 관심이 번성하기 시작했다. 원자적으로 정확한 물질 조작에 초점을 맞추고 기존 및 예상 능력, 목표 및 응용에 대해 논의하는 나노기술 로드맵을 만드는 프로젝트가 등장했다.

2006년 한국과학기술원(KAIST)과 국립나노팹센터의 국내 연구진이 세계에서 가장 작은 나노전자 소자인 3nm MOSFET를 개발했다. 게이트 만능(GAA) 핀펫 기술을 기반으로 했다.

60여 개국이 2001년과 2004년 사이에 나노기술 연구개발(R&D) 정부 프로그램을 만들었다. 정부 자금은 나노기술 연구개발에 대한 기업의 지출로 초과되었고, 자금의 대부분은 미국, 일본, 독일에 본사를 둔 기업에서 조달되었다. 1970~2011년 나노기술 연구개발(R&D) 관련 지적 특허를 가장 많이 출원한 기관은 삼성전자(2578건), 신일본제철(1490건), IBM(1366건), 도시바(1298건), 캐논(1162건) 등이었다. 1970년과 2012년 사이에 나노기술 연구에 관한 가장 과학적인 논문을 발표한 상위 5개 기관은 중국과학아카데미, 러시아과학아카데미, 국립과학원, 도쿄대학, 오사카대학이었다.