스마트시티는 첨단 재료산업이 지원해야 가능

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세계는 향후 수십 년 동안 빠르게 변화할 것이다. 상호 연결된 장치와 자율 이동성의 요구를 충족시켜야 하는 도시는 더 친환경적인 장소를 개발한다. 분석 기관의 낙관적인 전망에 따르면 세계 스마트시티 시장은 향후 5년 내 2조 5000억 달러(3100조 원)를 초과할 것으로 예상된다.

미래의 사회를 상상할 때 스마트시티가 정기적으로 뉴스의 헤드라인을 장식하는 것은 일종의 잠재력이다. 이를 현실로 만드는 것이 앞으로의 과제가 될 것이라고 온라인 매체 더 엔지니어가 보도했다.

◆ 현명한 스마트시티 엔지니어링

IoT를 사용한 환경 모니터링부터 이러한 장치를 연결하는 5G 인프라에 이르기까지 기술은 매우 중요하다. 그러나 이러한 기술 혁신을 가능하게 하는 기반기술은 재료 혁신에 크게 의존하고 있다. 이러한 혁신은 기술 회사들에 의해 추진되는 경우가 거의 없고 오히려 고성능 재료를 전문으로 하는 화학 회사들에 의해 추진된다.

◆ 미래의 도시

전 세계에 수 많은 스마트시티가 건설됨에 따라 도시는 더 많은 데이터와 통찰력을 수집해야 하는 새로운 도전에 직면했다. 자산, 자원 및 서비스를 관리하는 데 도움이 되는 다수의 센서와 스마트 기술은 새로운 환경과 생활 방식에 적응해야 한다.

기술은 유틸리티나 인프라 모니터링 등 응용 분야에 IoT 기기를 구축하는 방식과 에너지 소비를 줄이기 위한 항공우주용 경량 소재 개발 등 다른 분야에도 지속적으로 영향을 미치고 있다. 이 목표에 도달하기 위해서는 화학 물질과 재료의 혁신이 필요하다. 즉, 혼합성과 내구성, 부식을 방지하는 IoT 센서 또는 강력한 5G 반도체 등이 그것이다.

에너지는 지속가능성과 이동성을 지원하기 위한 개발이 필요하게 되면서 미래의 사회와 도시에서 가장 중요한 요소가 되고 있다. 예컨대 전자 이동성에서 이미 현재 배터리에 사용되고 있는 리튬의 부족을 목격하고 있다. 이는 전기 자동차의 생산을 위협할 수 있다.

마찬가지로 컴퓨터 칩과 태양 전지에 사용되는 인듐과 배터리 기술 개발에 사용되는 코발트도 부족하다. 에너지의 미래는 에너지원을 보다 효율적으로 공급해 소비를 줄이고 에너지 저장량을 개선함으로써 균형을 이루어야 한다.

화학 물질과 재료의 개발은 이러한 문제에 대한 실질적인 해결책 즉, 자원을 최선의 방법으로 활용하고 보다 효율적인 재활용 방법을 창출한다. 또한 널리 이용 가능한 요소에 대한 새로운 응용프로그램을 찾을 수 있는 실질적인 해결책을 제공할 수 있다. 최근의 예로는 수소 저장과 소형화 진전 가능성을 보이고 있는 초전도체 보로핀(borophene, 그라핀 대체 물질)과 자가 치유 재료에서 계속적인 돌파구를 보여주고 있다. 이러한 해결책이 없다면, 에너지 산업을 발전시키거나 진정한 스마트시티를 건설하는 것은 점점 더 어려워진다.

◆ 재료 혁신 및 R&D 데이터 인텔리전스 과제

지속 가능성에서 에너지 그리고 그 사이의 모든 것에 이르기까지, 화학과 재료 산업은 미래의 사회를 건설하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 숙련된 화학자와 기술자에 대한 의존은 커진다. 그 분야의 기업과 조직들은 혁신적인 프로젝트와 연구를 지원하기 위해 연구자들을 최고의 기술로 무장시킬 책임이 있다.

연구 데이터는 효율적이고 정확하게 포착되어야 한다. 연구자들이 이해 폭을 넓히고 기존의 지식을 재사용하고 노력의 중복을 피할 수 있도록 해야 한다. 이는 그들이 더 나은 결정을 할 수 있도록 돕고 기계 학습(ML)과 인공지능(AI) 애플리케이션을 포함한 데이터 과학 접근법을 위한 기반을 제공한다.

디지털화는 과학자들이 일하는 방식을 변화시킴으로써 엔지니어를 돕고 혁신을 가속화한다. 이는 기존의 연구 데이터, IP 및 지식을 활용함으로써 더욱 효율적으로 작용한다.

화학 및 재료 산업의 경우 실험실 디지털화 인프라 위에 데이터 인텔리전스 계층을 추가함으로써 데이터 중심의 플랫폼 IT 접근 방식을 취하는 것을 의미한다. 이러한 혁신은 일반적으로 서로 다른 IT 환경을 가지고 있을 가능성이 높은 합성 화학, 중합체 과학 및 프로세스 개발과 같은 서로 다른 과학 분야를 결합한다. 때문에 서로 다른 팀에서 데이터에 접근할 수 있고 상호 운용성을 보장하는 것이 특히 중요하다.

이러한 수준의 복잡성을 처리하고 데이터 탱크를 조화시키려면 종합적인 관점이 필요하다. 일단 이렇게 되면 연구원들은 관련 데이터를 포착하거나 찾는 데만 집중하지 않고 산업을 발전시키기 위한 협력적 분석에 시간을 할애할 수 있다.

스마트시티를 건설하고 에너지의 미래를 발전시키는 데 필요한 혁신을 위해서는 기초적인 프로세스와 산업이 뒷받침되어야 한다. 그렇지 않으면 혁신이 지연된다. 사회는 미래 수익을 기대하지 못한다. 궁극적으로 올바른 도구를 갖추기 위해 화학자와 기술자들이 필요한 돌파구를 더 빨리 만들도록 해야 한다.

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