△ 연구보

염료는 색을 물들이는 물질로 인류는 BC 2000년 경부터 이미 천연재료를 염료로 사용하기 시작하였다. 그러나 최초의 합성 염료는 1856년에 이르러서야 Sir William Henry Perkin의 모베인(mauvein)의 발견에 의하여 얻어지게 되었다. 합성 염료의 등장은 합성 화학 산업을 태동시켜 산업혁명에 공헌하였고 오늘날 유기화학의 발전에 이바지 하였다.
이후에도 다양한 형태의 염료가 비약적인 발전을 거듭하면서 응용 범위를 넓혀왔다. 하지만 일반적으로 섬유의 염색에 사용되는 염료는 환경오염의 원인물질 중 하나로 지목되면서 화학 산업에서의 위치는 쇠락해갔다.
진부한 분야로 여겨졌던 염료는 최근 편광 필름, 잉크젯, 광저장 매체, 컬러 필터와 같은 정보기술(Information Technology, IT) 산업의 핵심 소재로서 주목받고 있고, 또한 태양전지의 일종인 염료 감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)와 같은 녹색기술(Green Technology, GT) 산업에서 새로운 용도를 찾으면서 에너지 혁명의 총아로 떠오르고 있다.
특히 오염물질로 여겨지던 염료가 환경 친화적인 신재생 에너지 소재로 각광받는 태양광 전지에 사용되게 된 것은 아이러니하다.
특허청(청장 고정식)에 따르면, IT 산업 관련 고부가가치 염료 발명은 2003~2008년간 총116건이 국내에서 출원되었으며 꾸준히 증가하고 있는 것으로 나타났다. 잉크젯 프린터용 염료가 총66건으로 가장 많이 출원되었고 이어서 컬러 필터, 편광 필름, 광저장 매체 순이었다. 한편 GT 산업 관련 고부가가치 염료인 DSSC용 염료는 같은 기간 총54건이 국내에서 출원되었으며 2004년 3건에서 2008년 24건으로 급속히 증가하고 있는 것으로 나타났다.
외국인 출원이 90.5%(105건)를 차지하는 IT 산업 관련 고부가가치 염료와는 달리 GT 산업 관련 고부가가치 염료는 국내 출원인에 의한 출원이 대다수(72.2%, 39건)를 차지하고 있고 특히 동진 쎄미켐이 27.8%(15건)를 점하고 있으며, 고려대학교 산학 협력단(4건), LG 디스플레이, 삼성전자, 삼성SDI(3건) 등에서도 출원되고 있다.
이는 외국기업들이 주도하고 있는 성숙단계에 접어든 IT 산업에 비해서 아직 기술표준이 정해져 있지 않은 초기단계인 GT 산업에서 국내기업들이 기술적 주도권을 획득하기 위해 활발히 연구개발을 진행하고 있기 때문이라 분석된다.
DSSC용 염료는 크게 금속 착체 염료와 비금속 유기 염료로 나누어 지는데 각각의 단점을 보완하면서 에너지 전환 효율을 높이기 위한 연구가 전세계적으로 이루어지고 있다. 향후 DSSC용 염료는 흡수 파장대의 광범위화, 고안정성 및 고흡광계수의 확보 등과 같은 방향으로 연구가 진행될 것으로 보인다.
산업 혁명에 기여하였고 IT/GT 산업의 고부가가치 핵심소재로 각광받으며, 정보/에너지 혁명의 총아로 떠오른 고부가가치 염료의 성공적인 변신을 기대해본다.

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