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철원플라즈마산업기술연구원(원장 : 황명근)은 지난 11월 11일과 12일 양일간에 걸쳐 철원 한탄리버스파호텔에서 ‘퀀텀닷(양자점) 나노소재산업 육성을 통한 지역경제 활성화 방안’을 주제로 ‘2021 플라즈마 산업포럼’을 개최했다. 특히 이날 포럼에서는 정호그룹 및 ㈜진우씨스템이 연구원과 투자기업 협약을 체결해 큰 관심을 받았다.

 

플라즈마연구원이 주최하고 산업통상자원부, 강원도, 철원군, 남북경제협력혁신포럼이 후원한 이날 포럼에는 지자체·지역사회단체 관계자, 철원 입주기업 및 협력기업 관계자, 공동연구 협력대학 및 연구기관 관계자 등 100여명이 참가해 발전 방안을 함께 모색했다. 포럼은 핵심 수요기업·기관인 ㈜디에스랩, 강원대학교, 철원샘통고추냉이㈜, 스크립스코리아항체연구원의 관련 주제발표를 통해 퀀텀닷을 활용한 다양한 응용산업의 발전 방향을 모색하는 계기가 됐다는 평을 받았다.

 

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철원플라즈마산업기술연구원은 지난 11월 11일과 12일 양일 간 한탄리버스파호텔에서 산업통상자원부, 강원도, 철원군, 남북경제협력혁신포럼 후원으로 ‘퀀텀닷(양자점) 나노소재산업 육성을 통한 지역경제 활성화 방안’을 주제로 하는 ‘2021 플라즈마 산업포럼’ 행사를 개최했다.

 

이번 행사는 지역 내 주요 인사와 지역사회단체 및 산업체 관계자 100여명이 참석한 가운데, 퀀텀닷 나노소재 원천기술을 보유하고 있는 철원을 기반으로 강원도 주력산업인 의료기기, 신소재, 바이오, 스마트팜 첨단농업기술 분야와 연계협력을 통한 지역경제 활성화 방안을 모색하기 위해 마련됐다.

특히 이날 포럼에서는 조명제어 기술과 배선회로 일체형 등기구(LITE-WAY) 대표기업으로 각각 평가 받는 정호그룹(회장 : 류재만) 및 ㈜진우씨스템(대표 : 고재완)이 연구원과 투자기업 협약을 체결해 큰 관심을 받았다.

황명근 원장은 “스마트특성화기반구축사업이 본격 추진됨에 따라 퀀텀닷 나노소재 원천기술을 보유하고 있는 철원을 기반으로 강원도 주력산업인 의료기기, 신소재, 바이오, 스마트팜 첨단농업기술 분야와 연계협력을 통한 지역경제 활성화 방안을 적극 모색하고자 한다”면서 “지난 10월 준공된 철원플라즈마산업단지와 강원도 내 기존 주력산업과 연계한 동반성장 신산업 벨류체인 구축을 통해 퀀텀닷 나노소재 기반의 기업제품 고부가가치화, 신시장 창출로 지역경제 활성화에 기여할 것”이라고 말했다.

 

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일반 LED조명에 퀀텀닷 적용 시 연색성 향상 효과

한편, 외부에서 에너지(빛·전기)를 받아 자체적으로 빛을 방출하는 반도체 결정체인 퀀텀닷(QD)은 조명의 연색성을 향상시키고 일반 LED 대비 10~30% 더 빠른 엽채류 생육 생장 효과가 있어 일반 조명뿐 아니라 식물조명 분야에서도 큰 장점이 있는 것으로 알려졌다.

연구원 김용득 본부장에 따르면, 일반 LED 조명제품에 QD 필름을 부착하면 연색지수와 광효율이 동시에 향상되는 것으로 나타났다. 연구원 분석 결과, 112.5lm/W, 83.1 Ra의 일반 10W 다운라이트 모듈 표면에 QD 필름을 부착하자, 광효율 119.6lm/W, CRI 91.2 Ra로 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

김 본부장은 “직하광의 일부가 확산커버에 의해 반사돼 QD 필름이 부착된 LED 보드로 재 반사되면서 QD 필름에 의해 광여기로 부족한 파장의 빛을 생산해 내는 구조”라고 설명했다.

한편, 일반 LED 조명제품에 QD 사출소재로 제작한 CAP을 사용해 연색지수를 향상시키는 방법도 소개됐다. CRI 83.8 Ra의 8W LED 전구와 81.7 Ra의 20W LED 전구에 QD 사출소재로 제작한 CAP을 사용한 결과, 각각 93.4 Ra와 90.0 Ra로 연색성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 반면, QD 필름을 부착했던 다운라이트 사례와 달리 LED 전구는 두 품목 모두 광효율이 감소하는 결과를 보였다. 따라서 QD 사출소재로 제작한 CAP은 연색성 향상에만 도움이 된다는 결론을 얻었다.

 

첨단 퀀텀닷조명으로 식물 광합성 속도 향상

외부에서 빛이나 전기 에너지를 받으면 크기에 따라 다른 파장의 빛을 내는 QD의 성질을 조명에 적용, 식물이 요구하는 최적의 빛을 구현해 광합성 속도를 향상시키는 기술도 개발됐다.

연구원 실증사업을 통해 철원읍 내포리에 50평 규모의 퀀텀닷조명 실증 스마트팜 농장을 공동 운영 중인 철원샘통고추냉이 박상운 대표는 “5개월 동안 퀀텀닷 조명으로 보광한 고추냉이와 11개월 동안 일반적으로 키운 고추냉이를 비교했을 때 생장 속도가 거의 비슷하다”며 “퀀텀닷조명을 이용한다면 16 내지 20개월이 소요되는 고추냉이의 한 작기를 2/3 수준으로 획기적으로 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

이같은 결과를 바탕으로 연구원은 철원샘통고추냉이와 시설하우스에 퀀텀닷조명을 확대 설치하기 위해 협의를 계속 진행하고 있으며, 고추냉이 분주묘 생산 및 육묘로 확대할 계획도 추진 중인 것으로 알려졌다.

 

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<하재찬 chany@lightingnews.kr>