물로 빚은 연금술, 초순수를 아시나요

우리가 매일 마시고 사용하는 물은 인간의 생존과 직결된 익숙하고 가까운 존재지만, 여기 우리가 몰랐던 또 다른 물의 세계가 있다. 모든 불순물이 제거되고 오로지 수소(H2)와 산소(O)만이 결합한 물, ‘초순수(Ultrapure Water)’다. 사람이 만들 수 있는 가장 맑고 깨끗한 물, 초순수를 소개한다.

▶ 일상에서 만나는 초순수

초순수라는 말은 낯설지만, 초순수는 의외로 일상에서 다양하게 사용되고 있다. 칼슘, 마그네슘 등 사람에게 필요한 미네랄 성분까지 제거돼 음용수로 이용할 순 없지만, 바로 그 특징 때문에 청결을 요하는 산업 분야에서 각광받는 물이다. 식판 세척업에서는 화학 세제를 사용하지 않아도 물 얼룩을 남기지 않고 깔끔하게 식기류의 이물질을 씻어낼 수 있다. 또한, 유해물질이 없고 미생물 번식이 적어, 피부가 예민한 사람과 어린이도 안전하게 사용할 수 있는 물티슈와 천연 비누의 원료가 된다. 때로는 위급 상황에서 사람을 살리는 물이 되기도 한다. 화재 때 사용하는 초순수 습식방연마스크는 유해가스의 흡착률을 높이고 연기의 온도를 낮춰, 화재 사망 원인의 68%를 차지하는 질식 및 연기 흡입으로 인한 화상 피해를 막아준다.

▶ 산업의 쌀 반도체, 반도체의 쌀 초순수

다른 물로 대체가 불가능해, 오직 초순수만 사용해야 하는 산업 분야도 있다. 우리나라 수출 품목 1위, 대한민국 경제를 선도하는 반도체 산업이다. 머리카락 굵기의 수천 분의 1에 해당하는 초미세 회로로 구성된 반도체에서는 미립자 하나도 불량을 일으킬 수 있어 극도로 정제된 초순수로만 세척이 가능하다. 때문에 초순수의 품질이 반도체의 품질을 결정한다는 말이 있을 정도다. 실제로 초순수와 일반 물에 전자 제품을 담갔다 뺀 후 작동 여부를 확인해 보는 실험 결과, 초순수에 담갔던 전자 제품만 고장 없이 작동되는 것을 확인할 수 있었다.

▶ 초순수 생산기술의 국산화를 향하여

그렇다면 초순수는 어떻게 만들어지는 걸까? 이를 위해서는 물속의 박테리아, 미생물, 이온, 용존가스 등의 이물질을 제거할 수 있는 20~30가지의 까다로운 공정을 거쳐야 한다. 초순수는 산업의 경쟁력을 좌우하는, 없어서는 안 될 중요한 존재지만 현재 우리나라 초순수 생산설비의 대부분은 외산 제품에 의존하고 있는 실정이다. 특히, 설계의 경우 일본 기업이 100%를 점유하고 있어 시장 진입조차 쉽지 않은 상황이다. 이에, 한국 정부는 2025년을 목표로 초순수 생산설비 설계 100%, 시공 60%를 국산화하겠다고 밝혔다. 실제 이번 국산화 사업에 참여하는 한 업체는 초순수 생산의 핵심기술인 탈기막(용존기체를 제거하는 막)을 연구개발해 외산제품 대비 성능을 90%까지 끌어올리는 쾌거를 이뤘다. 초순수 국산화의 꿈이 머지않은 것이다.

대한민국 산업의 미래를 여는 세상에서 가장 강한 물, 초순수. MBC다큐프라임에서 강력한 초순수의 세계가 펼쳐진다.