첨단 소재 중 최근에는 특히 순환형 사회를 실현할 수 있고 기후변화에 대한 영향을 최소화할 수 있는 것과 같이 사회 문제 해결에 부합하는 소재의 개발이 빠르게 진행되고 있다. 지속가능성을 중요시하는 트렌드가 소재 업계의 새로운 성장기회로 연결되고 있다는 견해도 있다.

소재는 제조를 지탱하는 근간 기술이고 부가가치 높은 소재 개발은 제조업의 경쟁력 강화로 이어지므로 각국 정부가 과학기술이나 산업정책에서 소재의 연구개발에 힘을 싣고 있다.

제조 분야의 첨단 소재 관련 10개 카테고리에서 각 카테고리당 주목 받고 있는 스타트업을 2개사씩 소개한다.

6 건설

생산시 배출되는 이산화탄소의 양을 줄인 건축자재 혹은 이산화탄소를 원료로 한 콘크리트 재료나 태양광 패널의 역할을 하는 창유리 등 건설 재료 분야에서도 지속가능성을 중요시하는 움직임을 볼 수 있다. 금속이나 세라믹 등 소재별로 자기복구 메커니즘을 조합하고 건축물의 수명 연장, 유지관리의 효율화를 꾀하는 기술 실용화도 빠르게 진행되고 있다.

건설 카테고리의 첫 번째 스타트업은 Green Basilisk(https://www.basiliskconcrete.com/en/)다. 이 스타트업은 2015년 설립되었고 네덜란드의 델프트라는 곳에 위치하며 SHIFT Invest에게 투자를 받았다.

이 회사는 산소와 물을 접하면 석회석을 생성하는 미생물의 힘으로 균열을 스스로 복구하는 콘크리트를 개발했다(특허취득 완료). 콘크리트는 시간이 지나면서 노후화되므로 상당한 유지비가 든다. 이 회사의 제품은 균열이 일어나면 콘크리트 소재에 섞인 박테리아의 포자가 물과 산소에 닿아 균열을 복구하며 방수성도 유지된다. 콘크리트의 내구성을 높이고 건설물의 수명을 연장시키며 유지관리비의 절감도 가능하게 된다.

두 번째 스타트업은 2016년 설립되었고 프랑스 파리에 위치하는 woodoo(https://www.woodoo.com/)이다. 520만 달러의 투자유치를 한 상태다. 이 회사는 독자적 기술로 내구성이 뛰어난 고성능 하이테크 목재를 만든다. 목재로부터서 그 주성분인 리그닌과 공기를 제거하고 바이오 유래의 폴리머를 주입한다. 부식되지 않으며 포름알데히드가 없다는 특징도 있기 때문에 목재의 특징은 그대로 유지하면서 내구성이나 강도, 유지보수비 등 목재의 단점을 줄일 수 있다. 건축업계뿐만 아니라 자동차의 차재 터치패널에도 이용되고 있다.

7 헬스케어 & 퍼스널케어

최근 들어 바이오기술이나 나노기술을 활용한 의약품이나 화장품의 개발도 활발하다. 또 세계적인 코로나19로 인하여 감염의 확대 저지에 기여하는 항균/항바이러스 재료, 병원체 검출을 가능하게 하는 나오스케일 재료 등의 개발도 최근 일년 동안 큰 진전을 이루고 있다.

이 카테고리의 첫 번째 스타트업은 Renmatix(https://renmatix.com/)다. 2003년 설립된 이 회사는 미국 펜실바니아에 위치하며 빌 게이츠를 비롯한 다수의 VC로부터 171백만 달러의 투자 유치를 했다. 초임계수(임계점을 넘은 온도 및 압력 상태에 있는 물) 처리 기술에 의해 비식품계 바이오매스로부터 셀룰로오스계 탄수화물을 생성시키는 기술을 갖고 있다. 자극이 강한 화학약품을 사용하지 않고 효율적이고 저렴한 프로세스를 실현한다. 식품, 화장품, 웰빙 용품 등의 용도 외에 바이오 연료로의 전환도 가능하다.

Sonovia(https://sonoviatech.com/)는 2013년 설립된 이스라엘 스타트업으로 플러그&플레이테크센터 등으로부터 270만 달러의 투자 유치를 했다. 이 회사는 내구성이 우수한 항균섬유 제조 기술을 갖고 있다. 살균 효과를 높이기 위해 항균화학물질을 금속나노입자로 하여 섬유에 부착시킨다. 초음파의 진동을 활용하여 입자를 터트려 제트스트림으로 섬유에 침투시킴으로써 화학물질을 과도하게 사용하지 않고도 내구성이 있으며 항균성이 높은 보호층을 섬유에 처리할 수 있다. 그 밖에도 난연, 발수, UV컷, 전기 전도 등의 효과를 섬유에 처리할 수 있다.

8 푸드 & 농업

지속가능을 중요시하는 흐름에 따라 식품 손실을 줄이는 데 도움이 되는 기술 개발이 빨라지고 있다. 또 최근에 식품의 추적이나 공급체인의 투명화를 위한 움직임도 활발하다. 이런 첨단 기술을 개발하는 스타트업을 소개한다.

Apeel Sciences(https://www.apeel.com/)은 2012년 설립되었고 미국 캘리포니아에 위치하는 스타트업으로 빌&멜린다재단이나 안데르센호로비츠 등의 VC로부터 390백만 달러의 투자유치를 했다. 야채와 과일을 오래 지속시키는 식물 유래의 보호막(코팅) 기술을 갖고 있다. 농작물 위에 보호막을 만들면 수분 감소나 부패의 원인이 되는 산화 속도를 늦출 수 있다. 이 제품은 농작물에 있는 성분을 원료로 하고 있어 그대로 먹을 수도 있다. 아보카도에 이 제품을 스프레이하면 지속 가능 시간이 2배로 길어진다고 한다.

TruTag Technologies(https://trutags.com/)는 2011년 설립되었고 미국 캘리포니아에 위치한다. 7,170만 달러를 투자유치했다. 미세 바코드를 제품 표면에 인쇄하여 인증 식별 및 추적을 할 수 있는 솔루션을 개발했다. 식용 가능한 실리카에 특수 가공을 하여 머리카락 폭 정도의 미세한 바코드를 만든다, 의약품/식품/전기제품 등의 표면에 코팅이 가능하다. 이것을 스마트폰 카메라 또는 전용 기기로 스캔하면 인증이나 제품의 상세 정보를 확인할 수 있다.

9 머티리얼 인포매틱스

머티리얼 인포매틱스와 관련된 첫 번째 스타트업은 Citrine Informatics다. 2013년 설립되었으며 미국 캘리포니아에 위치하고 Next47, Tencent Holdings, Innovation Endeavors 등으로부터 4,800만 달러를 투자유치했다. 이 회사는 머티리얼에 특화한 AI 데이터 플랫폼을 제공한다. 기술 데이터, 참고문헌, 과거의 연구 리소스를 포함하며 재료에 관한 대량의 데이터를 통합하고 AI를 이용한 독자적 인사이트를 제공한다. 제품개발자의 가설검증 프로세스나 의사결정을 지원하고 새로운 재료의 개발 사이클의 효율화에 도움이 된다.

그 다음은 Hafnium Labs(https://www.hafniumlabs.com/)다. 2018년 설립되었고 덴마크에 위치한다. European Innovation Council, IBM, Innovation Fund Denmark 등이 이 스타트업에 190만 달러를 투자했다.

화합물의 발견부터 합성법의 확립, 제조 프로세스의 최적화까지의 의사결정을 지원하는 툴을 제공한다. 대규모의 화학 합성/제조 실험 데이터와 시뮬레이션 데이터의 데이터베이스를 갖고 있으며 화합물이나 혼합물의 물리적 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 예측한다. 예측시 그 신뢰성도 제시한다.

10 3D 프린팅

제조업에서 3D 프린팅 기술 활용이 진행되는 가운데 적층조형에 적합한 소재의 개발도 병행하여 진행되고 있다. 동시에 경량이면서도 강도가 높은 탄소섬유 기반 복합재료를 이용한 부자재를 생산할 수 있는 3D 프린팅 기술에 대한 수요도 높아지고 있다.

Arevo Labs(https://arevo.com/)는 2013년 설립되었고 GGV Capital, Khosla Ventures, Sumitomo Corporation, Asahi Glass 등으로부터 4,450만 달러의 투자유치를 했다. 탄소 섬유와 수지의 복합 재료를 이용한 3D 프린팅 기술을 개발했다. 독특한 소프트웨어 알고리즘과 특수 로봇 팔로 구성되어 있는데, 로봇 암의 선단에는 6축으로 이루어진 헤드가 붙어 있어 다방향에서 유연한 적층을 가능하게 한다. 탄소 섬유를 포함하는 복합 재료에 의한 제품은 강도나 강성, 내구성, 내마모성, 열안정성이 높고, 또한 경량이라는 특성을 가진다.

Equispheres(https://equispheres.com/)는 3D 프린팅에 특화한 금속분말을 개발했다. 이 회사는 2015년 설립되었고 캐나다 오타와에 있다. HG Ventures, Sustainable Development Technology Canada로부터 2,310만 달러를 투자유치했다.

이 회사는 3D 프린팅에 최적인 기계적 특성이 뛰어난 금속 분말을 개발했는데, 입자는 거의 완전 균일한 크기의 구형이며 유동성이 높다. 균일한 크기의 입자에 의해 부품의 표면 마무리의 정밀도를 높일 수 있고 간극이 적어지기 때문에 탭 밀도가 향상된다. 강하고 가벼운 부품을 제조할 수 있어 항공우주 산업이나 자동차 분야 등 경량이면서 고도의 품질과 기능이 요구되는 성형 부품의 제조에 적합하다.