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고부가가치 ‘명품 농업시대’
농·식품 산업, 플라즈마에서 길을 찾다
플라즈마기술연구센터 유석재 센터장

고체, 액체, 기체에 이어 물질의 네 번째 상태라 불리는 플라즈마는 고온에서 이온과 전자가 분리되어 있는 이온화된 상태를 말한다. 번개나 오로라 현상, 그리고 주변에서 쉽게 관찰할 수 있는 형광등이나 네온사인 등도 모두 플라즈마를 이용한 것.  이와 같은 플라즈마를 사용하는 플라즈마 기술은 미래 에너지원인 핵융합 발전 분야뿐 아니라 국내 산업의 큰 축을 이루는 반도체 및 디스플레이 공정의 대부분에 적용되는 첨단 기술이다.

반도체 같은 첨단 산업 분야의 핵심기반 기술로 활용되던 플라즈마 기술, 이제는 환경, 에너지, 의료 분야 등으로 활용 범위를 확대해 가고 있다.  “첨단 산업의 발전과 더불어 에너지 및 환경 문제가 심각해지고 있는 시점에서 차세대 기술을 중심으로 국가 성장 동력에 필요한 새로운 개념의 혁신적인 플라즈마 융·복합 기술이 요구되고 있습니다”

+ 플라즈마 기술의 또 다른 혁신, 농·식품 산업

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최근 플라즈마 기술을 적용함으로써 또 다른 혁신이 기대되는 분야로 떠오르고 있는 농·식품 산업.  "저온 플라즈마는 전자 및 이온을 포함해 다양한 화학종을 동시에 갖고 있기 때문에 농산물에 대한 발아 제어 등 활성화를 할 수 있을 뿐 아니라 살균까지 가능합니다. 이러한 플라즈마 기술의 활용을 통해 우리는 제2의 농업 혁명을 기대할 수 있을 것입니다"

자유무역협정(FTA)과 같은 급격한 환경변화를 맞은 농·식품 산업은 그 어느 때보다 기술 혁신을 통한 경쟁력 확보를 요구받고 있다. 정부 역시 농업에 과학기술과 정보통신을 접목하고, 제조업과 서비스업을 융·복합하여 새로운 *6차 산업으로 만들어야 한다고 강조한바 있다.
(*6차 산업: 1·2·3차 산업을 복합하여 농가에 높은 부가가치를 발생시키는 산업)

“농업 분야에서 과학기술을 통한 연구개발의 역할이 점차 중요해지고 있습니다. 중요해지고 있는 만큼 가장 먼저 염두에 두어야 하는 점은 ‘해당 기술이 농업 현장에서 얼마나 폭넓게 적용될 수 있는지, 그리고 농업의 질적인 고부가가치를 이룰 수 있는가’ 하는 것입니다. 미래 핵심 먹을거리 산업의 기반인 농업에서도 기술 혁신을 위한 선제적 연구가 필요한 때입니다”

농업에 정보통신기술(ICT)을 접목한 스마트팜(Smart-Farm. 지능형 시설하우스 관리시스템)처럼 농업 혁신을 위한 과학기술융합이 활발해지고 있는 가운데 첨단융합기술 개발 촉매제로 여겨지는 ‘플라즈마 기술 역할’에 주목하고 있다.

+ ‘농·식품 융합선도기술’을 통해 ‘건강한 밥상’을 구현할 수 있다면?

수입 농·식품이 증가하고 외식 소비가 확대되면서 식품 안전에 대한 불확실성이 커지고, 축산물 소비량 및 사육두수 증가에 따른 환경오염, 식품 안전성 문제가 대두되고 있다.  “기존 화학비료나 농약을 이용한 화학농법은 건강한 삶의 질을 추구하는 시대적 요구에 대응하는데 한계가 있을 수 있고, 이를 보완한 유기농법 역시 유해세균 및 박테리아의 위험성이 있을 수 있습니다. 반면 플라즈마 기술은 안전하고 건강한 식탁을 원하는 국민들의 수요를 충족시킬 수 있다는 장점이 있습니다”

2014년, 정부의 지원을 받아 시작한 ‘미래선도 플라즈마 농·식품 융합기술 개발사업’

이 사업은 '농장에서 식탁까지' 농·식품의 전주기를 통합적으로 다루는 혁신기술이라는 점에서 차별성을 지닌 새로운 연구 분야로 연구 시작 1년여 만에 이미 2건의 기술 이전도 이루어졌다.  예를 들어 과채류와 같은 농작물 재배의 경우, 씨앗부터 발아→생장→포장→유통→저장→식탁에 이르는 전 과정에 플라즈마 기술이 적용될 수 있다는 것이다.

농장에서 식탁까지 (Farm-to-Table)
STEP1. 플라즈마 융합기술을 통한 고생산성·고기능성 농식물 생산
STEP2. 식품 공정 장비 및 작업 환경의 위생화, 가공 살균, 품질 유지, 기능성 향상을 위한 플라즈마 융합 고부가가치 식품 및 제조 기술을 통해 농식물 가공
STEP3. 다기능성 포장제, 지능형 포장제, 포장 전후 살균, 보관 분위기 조절을 통한 플라즈마 융합 지능성 포장 및 저장 진행
STEP4. 안전하고 건강한 식단 구현

농산품의 질과 생산성 향상, 그리고 안전성의 확보를 통해 생산에서 소비에 이르는 농·식품 생태계의 균형을 이루는 것. 이것이 바로 ‘플라즈마 농·식품 융합기술’이다.  농업의 생산성 향상을 위한 종자 발아 및 생장 촉진, 식물 병균 저항성 향상, 농산물 신선도 유지 및 출하 시기 조절과 살균 가공 등 농작물 수확에서부터 식품 폐기물 처리에 이르기까지 플라즈마 기술이 활용될 수 있는 분야는 매우 다양하다.

"‘플라즈마-농·식품 융합기술’은 저희 플라즈마기술연구센터가 전 세계적으로 가장 앞서서 시작한 연구 분야입니다. 아직은 기초적인 연구를 하고 있는 단계이지만 플라즈마-농·식품 장비 산업 등, 일단 시장이 형성되면 급격히 팽창될 것으로 예상됩니다“

전 세계 ‘명품 농산물’이 ‘군산’에서 시작된 기술로 만들어 지다!

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‘’군산‘이라는 지역이 가진 특징은 무엇일까, 어떻게 하면 이 지역이 가진 특징을 잘 활용하여 연구개발을 활성화하고 기여할 수 있을까?’라는 고민에서 시작된 이 연구는 전 세계에서 가장 앞선 시작을 이룬 중요한 연구 과제가 되었다.  전북도에 수요가 많은 농업 분야에 플라즈마 기술을 연계하려는 노력이 ‘미래 선도 플라즈마 농·식품 융합기술 개발’이라는 과제로 연계된 것.  이는 6차 산업에 있어 군산의 경쟁력을 키우고, FTA 등으로 인한 농산물 위기를 이겨내는데 큰 역할을 할 것으로 보인다.

우리의 생활과 가장 밀접하게 연관된 먹을거리를 ‘안전하게 먹을 수 있는 명품 먹을거리’로 만들고, 농업에 최적화된 과학기술의 접목을 통해 농업의 위기를 기회로 만들고 싶다고 말하는 유석재 센터장.  “플라즈마-농·식품 융합기술과 더불어 농촌의 일손을 덜고 농작물 관리를 도울 수 있는 스마트팜, 그리고 농촌에서 발생할 수 있는 자연재해를 사전에 예측하고 대응기술과 같은 정보통신기술이 접목된다면, 농업은 우리나라의 진정한 미래 성장 산업으로 성장할 수 있을 것입니다”

플라즈마기술연구센터
전북 군산시 동장산로 37
(063)440-3900   www.plasma.re.kr​