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나노기술과 미래 경영
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- 2. • 10n Prefix •1024 Yotta • 1021 Zetta • 1018 Exa • 1015 Peta • 1012 Tera • 109 Giga • 106 Mega • 103 Kilo • 102 Hector • 101 Deca, Deka • 100 (none) • 10−24 Yocto • 10−21 Zepto • 10−18 Atto • 10−15 Femto • 10−12 Pico • 10−9 Nano • 10−6 Micro • 10−3 Milli • 10−2 Centi • 10−1 Deci • 10−0 (none) 먼저, 2 10진법의 접두사들
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- 4. 만약 이 그림의 원자핵의지름이 10cm라면, 전체 원자의 크기는 10km 상호작용 매개체 상대적 크기 강한 핵력 글루온 1038 전자기력 광자 1036 약한 핵력 W와 Z Boson 1025 중력 중력자 100 How small, but How Big 원자와 원자핵 그렇다면 세상은 텅 비어 있는데 어떻게 우리가 實在할까요? 얼마나 큰 힘이 존재하면 이것들을 붙잡아 둘까요 4
- 5. 더군다나, 입자(Particle)? 파동(Wave)? 양자역학 우리가 가진거시적 관점의 한계 미시세계에 필요한 미시적 관점 필요 새로운 철학 패러다임 전환 5
- 6. Nano Technology(NT)의 도래 RichardFeynman, 24권 브리태니커 백과사전의 정보 수록 핀머리 지름 0.16mm 25,000배 확대 면적 약 12m2 NT, 자그마한 원자 하나 하나를 조작하는 원리로 물질의 구조물 분자 단위에서 조정하거나 분석하는 기술 NT(Nano Technology)의 도래 1959년, 미국 물리학회 연차총회 “There’s Plenty of Room at the Bottom” 6
- 7. 새로운 세상, 큰세상으로 갈릴레오가 사용한 망원경1609년 8월, 갈릴레오가 베네치아의 총 독인 도제에게 별을 보는 도구인 망원 경을 보여 주고 있다 7 목성의 위성 궤적 관찰
- 8. 새로운 세상, 작은세상으로 레벤후크가 사용한 단렌즈 현미경 레벤후크가 관찰한 정충 레벤후크 8
- 9. 현대인의 눈; 더멀리, 더 작게 투과전자현미경 STM 전파망원경 허블망원경 AFM SEM이미지 -실리콘확대- 9
- 10. • STM; ScanningTunneling Microscope, 주사터널링현미경 • AFM; Atomic Force Microscope, 원자간력 현미경 • 1981, IBM 취리히 연구소, Gerd K.Binnig, Heinrich Rohrer • 1986, AT&T 벨 연구소, STM을 이용한 원자의 분리 및 수정 실험 성공 • 1985, 스탠퍼드 대학 Calvin Quate 교수 연구실에서 Gerd Binnig, Christoff Gerber가 AFM 개발 • 1990년 AFM을 이용해 원자나 분자를 하나씩 옮길 수 있음을 보여줌 • 원자 수준의 정밀도를 가지고 물질 취급 • 분자 크기의 기계 제작, 제어 가능 STM, AFM 10
- 11. 10μm 기타도 연주도하고 11
- 12. 원자를 하나씩 집어서 AtomicManipulation by STM Circular corral radius= 71.3 Å 48 Fe atoms M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler. Science 262, 218-220 (1993). 12
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- 14. 측정수단과 패러다임의 변화 •갈릴레오가 목성을 봤을 때 종교관이 변했고 • 레벤후크가 작은 세상을 들여다 본 뒤 세계관이 바뀜 • 볼 수도 없었던 원자를 심지어 만지고 • 측정수단과 세상을 바라보는 패러다임이 바뀔 때마다 새로운 세상이 우리에게 다가왔음 • 패러데이의 역발상이 인류에게 에너지를 가져다 주었고 • 아인슈타인의 상대성이론이 시간과 공간에 새로운 시각을 14 현대 첨단기술과 문명이 이루어짐 14
- 15. 1985년, 크로토, 컬,스몰리 C60 탄소원자 60개, 축구공 모양을 가진 플러렌(fullerene) NT에 한 걸음 더 버크민스터 플러와 몬트리올 박람회 상징건물 Fullerene 1996년 노벨화학상 수상자들 15
- 16. • 새로운 구조의탄소를 합성하기 위한 연구 • 일본전기회사(NEC) 부설연구소의 이지마박사 • 1991년에 우연히 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소구조가 형성된 것을 전자현미경 을 통해 확인 • Nature지에 보고, 탄소 나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube)의 시작 NT에 한 걸음 더 16
- 17. 가공할 만한 CNT의특징 구리보다 천배 높은 저항성 다이아몬드보다 2배 높은 전도성 알루미늄보다 1/3 가볍고 고강도합금보다 20배 강하고 강철보다 5배 탄성 17
- 18. • 탄소 나노튜브를이용한 분자 전자공학(molecular electronics) • NT가 BT 및 IT와 결합해 DNA 집합체를 이용한 컴퓨터 논리 회로 www.physorg.com/news134742910.html Carbon nanotube in microchip CNT Application_반도체 18
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- 22. • 학문간 경계가없는 학제간(Interdisciplinary) 연구 필요 – 기존의 기술 분야(물리, 재료, 전자 등)들을 횡적으로 연결함으로써 새로운 기술 영역 구축 – 기존 인적 자원과 학문 분야간 시너지 효과 유도 • 분석, 제어, 합성의 전 과정이 극미세 수준(≤100㎚)에서 제어, 높은 기술집 약도 필요 • 크기, 소비 에너지 등을 최소화함과 동시에 최고 성능 구현 높은 경제성 실현 • 오염발생 방지, 효과적 오염 제거 등이 가능 높은 환경친화성 • 생체 나노 구조와 활동을 본떠 인공 구조물을 만드는 것이 나노기술의 요체 자연에 가장 근접한 기술 NT의 특징 22
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- 24. Future Applications ofGraphene 24 24
- 25. NT 시장 규모 -미국국립과학재단(NSF)은 2010~2015년 나노관련 산업규모 1조 달러 예상 보고서 -미국 나노비지니스 얼라이언스(Nano Business Alliance)는 반도체를 제외한 나노기술산업의 세계 시장 2010년 1조 달러로 추정 -아일랜드 Research and Markets 2010년 말에는 시장규모가 10조 달러를 넘을 것으로 예상 25
- 26. 새로운 위협, 특허괴물 Patent Troll or Non-Practicing Entity; 비제조 특허전문업체 생산·제조·판매 없이 특허소송을 통해 수익창출 2000년 이후 등장, 거대화 진행 중 현재 약 220여 개 기업(’09.1월)이 미국내 활동 중 Interdigital(’08.9월 기준) 보유특허(4,200여 건), 직원(380여 명), 총자산(5억불) 제조기반의 우리 기업 경영 Risk가중 NPE 관련 미국특허소송 누계(’04~’08) 삼성전자(38건, 1위), LG전자(29건, 7위) Intellectual Ventures 사는 특허를 매입하여 포트폴리오를 구축하는 신개념 NPE 국내 8개 대학에서 총 268건의 아이디어를 매입(’09.5월 기준) 서울대(114), 고려대(89), 시립대(31), 외국어대(14), 경희대(7), 순천향대(5), 카이스트(5), 연세대(3) NPE IV社 26
- 27. 위협과 대비 과제및 연구개발로 확보된 특허가 우리 기업 공격가능성 대두 서울대에서 매입한 114건의 아이디어를 바탕으로 137건(국내:51건, 국 외:81건)의 특허 출원 국내 최고의 대학이 매각한 연구개발 아이디어가 우리 기업을 공격하는 첨병이 된다는 국민의 부정적 인식 증가 2009년 7월 정부 주도 5,000억 규모 창의 자본 조성 계획 발표 2009년 12월 국내 첫 창의자본 1호 결성 모태펀드 90억원 + 민간자금 155억원, 총 245억원 산은캐피탈이 향후 10년간 운용 정부와 민간자본의 결합, 시장성과 공공성 동시 추구 가능 위협 대비 사익 추구라는 대외적 비판, 공기업적 운영의 한계 예상한계 27
- 28. 28 1파 2파 3파4파 5파 1814 증기기관 1873 전화/라디오 1920 TV 1973 Computer 2002 Digital Convergence Business Conversion 산업혁명 Digital, 정보혁명 Analog & Electronics Digital & Electronics Future Business Context 6파 2030 Autonomic Intelligence Molecular Economy 경제학자 콘트라 체프의 “50년 파동설” Nano,유비쿼터스혁명 Nano & Electronics 28
- 29. 변화의 시대 세상을 바라보는 시각의변화 자연에 가까워지는 기술들 짧아지는 경제위기 주기 경영환경의 급속한 변화 변화의 시대 29 Cutting Edge Technologies To Femto beyond Nano Unknown World Uncertainty Nano Economy Energy Crisis Economy Crisis Ethics Enron Corporation, SATYAM, AIG, Rehman Brothers Globalization Aging DNA Convergence with Asset and Energy Patent Troll Cooperative Phenomenon & Emerging Sustainability Intellectual Patent CO2 Life City Ubiquitous
- 30. Crowd Sourcing andMeshup 30 30 • Meshup 원래 서로 다른 곡을 조합하여 새로운 곡을 만들어 내는 것을 의미하는 음악 용어 http://www.youtube.com/watch?v=o C4FAyg64OI 웹상에서 웹서비스 업체들이 제공하 는 다양한 콘텐츠와 서비스를 혼합하 여 새로운 서비스를 개발하는 것을 의 미 • 수많은 개개인 • 지식과 재화, 그리고 노 하우 • Prosuming • Crowd Sourcing 매우 느슨하게 결합된 네 트워크 상에서 결합했다 가 끊어지는 동적 현상이 실시간으로 발생
- 31. Nano Economy 31 개개인의 필요에정확히 부응하는 서비스와 정보 등을 제공하면서 개인 및 소량 단위의 거래규모를 확대하는 것나노경제 핵심과 변화 • 웹 2.0, 웹 3.0 시대에는 개개인의 기여와 이들이 네트워크로 묶이면서 나타내는 효과가 시 장우위의 핵심요소 • 마케팅과 유통의 측면에서도 소셜/바이럴 마케팅 및 소셜쇼핑이 일반화될 것 새로운 경제이론 정립 필요 대량생산, 대량판매의 매스(Mass)경제 패러다임변화 31 나노(Nano: 미세)경제 • 아주 사소한 특정 소비자들이 주역 • 인터넷을 통한 개인이나 소규모 단위의 경 제시스템들의 실시간 네트워크화 • 바이럴(viral) 효과에 의해 빠른 속도로 대규 모의 유행 및 전파
- 32. 인류의 운명 과거의 지속적확장 35,000년 전: 크로마뇽 10만년 전: 네안데르탈 20만년 전: 아프리카 원인 2백만년 전 5백만년 전? 미래의 지속적 축소 1960년대: Statistical Quality Control 1970년대: Total Quality Control 1980년대: Total Quality Management 1990년대: 6 시그마 (모토로라, GE, 삼성전자) 21세기: Nano-level Product Development 21세기: NPD에 6시그마 적용Femco 32
- 33. 인류의 미래: 나노를통한 time machine개발 ? 33 양자역학에 따르면 모든 인류가 Time Machine이 가능하다 믿으면 Time Machine이 개발된다고 합니다
- 34. 인류의 미래: 나노를통한 time machine개발 34
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- 36. 수렵 사회 농경 사회 산업 사회 정보화 사회 Dream Society Hard ware Soft Ware Content ware Art ware 산업 정보 지식 감성 문화 생리적, 육체적욕구 사회, 경제적 욕구 문화, 예술, 오락, 복지적 욕구 도덕, 정신적 자아실현 욕구 기 술 발 달 중 심 가 치 욕 구 충 족 패 러 다 임 Man ware 삶 생리적, 육체적 욕구 패러다임의 변화 36
- 37. 산업별 관련 기술 •바이오, 의료, 의학(생명과학) – Nano Bio Material – Drug Targeting – Artificial Bones – Super Sensitive Sensor – Nano Bio Chip – Bio Magnet • 에너지 – 나노조직 수소저장재료 – Rechargeable Solar Battery • 자동차, 기계 – 폴리머계 나노복합체 – 나노공간에서의 조형예술 – 마이크로 작업용 초소형 로봇 – 마이크로 나노머신 – 마이크로 가공, 조립용 시험제작 시스템 • 전기전자분야 – Mask-less Nano Lithography – Nano Device – Quantum Dots – Quantum Computer – Quantum Teleportation – Next Generation(NE) Opto- Electronic Device – Near-Field Optical Microscope: Nano Slot – Perpendicular Recording – NE Display – Nano-wiring – Nano Transistor – Normal Temperature Joining – DNA Circuit 37
- 38. 산업별 관련 기술 •화학, 소재, 환경분야 –SoC –Chemical IC –Chromatography Chip –Laser Chemistry –취사선택형 유기합성 –Nano Filter Technology –초임계유체를 이용한 초미립자 제작 –Mechano-fusion으로 기능성 복합입자 –고기능성 나노코팅기술 –세라믹 코팅된 인공세포막 –광촉매 –높은 피부침투성을 갖는 캐리어 시스템 –여과필터 –나노알루미늄 및 이의 합금 –인텔리전트 조습재료 38