일본산업뉴스요약

소재개발, 정부의 산∙학∙관 연대 체제
부처의 횡적 관계 속에서 추진

-- 경쟁력 향상에 필수 --
일본의 제조업을 견인해온 소재 산업에서 정부가 주도하는 산(産)∙학(學)관(官)이 연대된 연구 프로그램을 바탕으로 혁신적 재료 개발이 가속화되고 있다. 강하고 가벼우며, 내열성이 있는 금속 및 CFRP(탄소섬유강화 플라스틱) 등, 부가가치가 높은 신소재를 지향, 일부 분야에서는 성과도 나타나고 있다. 항공기와 자동차, 철도 등의 경쟁력을 높이기 위한 정부의 도전이 이어지고 있다.

「산∙학∙관의 부처가 연대해 일본의 산업 경쟁력을 크게 향상시키려는 노력을 재료 측면에서 지원해나가고 싶다」. 내각부와 문부과학성, 경제산업성이 13일 개최한 구조재료(Structural material)에 관한 합동연구성과 보고회에서 2가지 프로그램을 총괄하는 키시(岸) 도쿄대학 명예교수는 이렇게 말했다.

정부는 3가지 프로그램을 추진하고 있다. 내각부의「전략적 이노베이션 창조 프로그램∙혁신적 구조재료(SIP-SM4I)」, 문부과학성의「원소전략 프로젝트∙연구거점형성 구조재료영역(ESISM)」, 경제산업성의「혁신적인 신 구조 재료 등의 연구개발」이 있다.

이 3가지의 프로그램이 공통적으로 지향하는 것은 항공기 및 자동차, 철도, 발전소 등의 새로운 구조재료이다. 특히 항공기는 산업적으로 유럽과 미국에 비해 크게 뒤쳐져 있지만, 2035년의 민간여객기 수요는 두 배 가까이 증가할 것으로 전망되고 있다. 만약 매력적인 소재가 투입된다면 상업적 기회가 확대될 것으로 기대를 모으고 있다.

내각부의 SIP-SM4I는 5년 계획을 통해 77개 기관이 참여, 2017년 예산은 40억엔에 달한다. 항공기 기체만이 아닌, 엔진 등의 부품에도 사용할 수 있는 CFRP 및 내열 합금 등의 개발을 목표로 하고 있다. 도쿄 대학의 다케다 교수는「앞으로의 수요는 월 생산 최대 10기(機)일 것이다. 금속과 경쟁할 수 있는 낮은 생산 비용의 CFRP기술이 없다면, 일본의 시장 점유는 어려울 것이다」라고 강조한다.

성과도 나타나고 있다. 도레이 등은 미국 보잉의 중형기「787」에 사용되는 것과 같은 수준의 강도를 가진 CFRP를 고온∙고압으로 구워 고체화하는 특수 화로를 대체할 수 있는 진공압을 이용한 방법 개발에 실마리를 찾았다. 또한, 부재(部材)의 성능을 이론과 경험, 계산과학 등을 융합해 예측하는 기술「Materials Integration」등의 연구도 추진하고 있는 등, 높은 성능과 낮은 비용의 재료를 단기간에 개발하려고 노력하고 있으며, 전문가들의 중간 평가는 높았다고 한다.

문부과학성의 ESISM은 교토 대학에 거점을 두고 있다. 구조재료는 일반적으로 부품의 소형∙경량화에 관련된 강도와, 부품의 신뢰성에 관련된 연성(延性) 및 인성(靭性)의 양립이 어렵다. 거점의 대표인 다나카(田中) 교수는「상식의 틀을 깨는 돌파구가 필요하다」라고 한다.

알루미늄을 사용해 결정의 입자가 1마이크로미터 이하의 금속을 시작(試作)하였더니 철 수준의 강도로 높아졌다. 이처럼 기존의 금속 재료학에서부터 벗어난 물체의 성질을 추구하는 것이다.

경제산업성의 프로그램을 담당하는「신 구조재료 기술연구조합(ISMA)」에는 도요타자동차와 신일철주금(新日鐵住金) 등 35개 기업과 산업기술 종합연구소와 나고야 대학이 참여. 2017년 예산은 37억엔에 달한다.

ISMA에서는 알루미늄 및 티탄, 마그네슘, 강판, CFRP 등의 개발을 통해 자동차와 철도, 항공기 등의 중량을 반으로 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 특히 복수의 소재를 조합해 접합하는 기술의 수요가 높아지고 있다고 전망, 접착 및 용접 등의 기술 개발에 주력하고 있다.

이러한 3가지 프로그램에 대해 경제산업성의 스에마쯔(末松) 산업기술 환경국장은「지금까지는 독립적이고 경쟁적 관계에 있었지만, 앞으로는 관계자가 모여 다른 나라가 쉽게 따라올 수 없는 어드벤티지를 함께 만들어나가야 한다」라고 말한다.

각 프로그램은 이미 중간 단계에서 마지막 단계에 돌입했다. 앞으로 어떠한 체제로 지속되어 관련 산업의 성장에 기여할 수 있는 출구 전략을 세울 수 있을지를 진지하게 생각해야 할 시기에 직면해있다.

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