중앙대학교 대학원신문
인터뷰, 임근준
최종편집 : 2020.3.25 수 18:01
기획과학
나노기술의 축제는 언제까지 계속되나이재웅 / <동아사이언스> 기자
박신영 편집위원  |  coooo0@cauon.net
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[260호]
승인 2009.05.10  18:08:50
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 “얼씨구 절씨구 니나노” 한때 주식 시장에서 나노(nano)주가 주목받자 나노의 애칭처럼 불리던 말이다. 요즘 젖병에서 세탁기까지 생활 곳곳에서 나노라는 말이 콧노래처럼 흔하게 들려온다. 나노는 난장이를 뜻하는 그리스어 ‘나노스’에서 유래했다. ‘아주 작은’이란 의미를 가진 나노는 세포나 바이러스보다 작다. 1나노미터(nm)는 10억 분의 1m로 원자 몇 개 크기에 불과하다. 금나노, 은나노, 탄소나노튜브 등 나노기술이 우리 귀에 익숙해진 것은 그리 오랜 일이 아니다. 2000년 1월, 빌 클린턴 미국 대통령이 “미국 의회 도서관에 소장된 모든 정보를 각설탕 크기의 장치에 넣을 수 있는 기술”이라면서 나노기술에 집중투자를 선언한 것을 시작으로 나노연구가 봇물 터지듯 쏟아져 나왔다.
우리나라도 2001년부터 나노기술종합발전계획을 세워 나노연구에 투자하고 있다. 2015년까지 세계 3대 나노기술 강국에 진입하겠다는 목표 아래 올해만 2천458억 원을 지원할 예정이다.나노기술학과도 2001년 3개에 불과하던 것이 지난해 59개로 늘었다. 나노연구에 세계가 주목하는 이유는 지금까지 보지 못했던 새로운 물질을 만들 수 있다는 데 있다. 탄소원자로 이뤄진 석탄과 다이아몬드가 원자배열에 따라 전혀 다른 가치를 가지듯이 말이다. 원자배열을 바꿔 원하는 물질을 만들 수 있다는 사실은 과학자들에게 상당한 매력으로 다가온다.

                                                  그래핀과 나노상품의 개발

   
                            그래핀 소재-플렉서블 디스플레이의 상용화 모습
     

나노물질 중 가장 잘 알려진 것은 탄소나노튜브이다. 1991년 일본 연구진은 전자현미경으로 탄소덩어리를 분석하다가 탄소원자 6개가 관 모양을 이루고 있는 탄소나노튜브를 발견했다. 지름이 수십 nm에 불과하지만 다발로 묶으면 강철보다 백배나 강하다. 이것은 지구와 달을 잇는 우주 엘리베이터의 가능성을 열기도 했다. 기존 반도체보다 백 배나 빠르게 전기를 전달하는 나노물질도 있다. ‘그래핀’이라 불리는 이 물질은 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 이룬다. 두께는 원자 하나 크기로 1nm도 되지 않지만 접거나 휘어도 끄떡없다. 올해 초 국내 연구진은 그래핀을 크게 만드는 기술을 세계 최초로 개발해 국제학술지 <네이처>에 발표했다. 지금까지 개발된 그래핀은 크기가 1mm도 되지 않아 실제 산업에 활용하기 힘들었지만 이번에 지름 10cm 크기의 그래핀을 만드는 기술을 개발한 것이다. 그래핀은 앞으로 콘택트렌즈만큼 얇고 유연한 TV나 손목에 감고 다니는 전화기 등에 쓰일 수 있을 것이다.
항균력이 탁월하다고 알려진 은나노 역시 나노기술을 알리는 데 중요한 역할을 했다. 은나노 칫솔, 은나노 양말 등 은나노가 쓰이는 곳은 무척 다양하다. 이처럼 나노가 우리 생활 속에 깊숙이 자리 잡으면서 자연스레 나노물질에 대한 안전성 문제가 등장하기 시작한다. 2003년 3월 미국화학회에서는 탄소나노튜브가 독성을 지닌다는 사실이 보고됐다. 쥐의 폐 조직에 탄소나노튜브를 주입했더니 질식사했다는 것이다. 몸속에 들어간 탄소나노튜브가 폐를 통해 이동할 수 있다는 사실도 밝혀졌다. 덩어리 상태로 있을 때는 아무 문제 없던 물질이 나노 크기의 입자가 되면서 예상치 못한 독성이 나타날 수 있다는 것이다. 그해 8월 미국은 나노기술환경보건영향워킹그룹을 설립해 나노기술의 위험성을 연구하기에 나섰다. 최근에는 탄소나노튜브가 석면과 유사한 폐 손상을 입힐 수 있다는 연구결과도 나왔다.
선크림에 쓰이는 이산화티타늄 나노입자에 장기간 노출될 경우 뇌세포를 손상시킬 수 있다는 연구도 발표됐다. 미국 환경보호국은 생쥐의 세포에 이산화티타늄 나노입자를 1시간 이상 노출시켰더니 활성산소가 과다분비돼 신경세포가 손상됐다고 2007년 <네이처>에 발표했다. 화장품업계는 실험에 사용된 나노입자가 실제로 쓰이는 것보다 작으며 인체의 피부를 투과할 수 없다는 연구결과를 제시하며 반박에 나섰다. 

                                   나노기술의 안전문제에 대한 대응전략

나노물질 중 가장 잘 알려진 것은 탄소나노튜브이다. 1991년 일본 연구진은 전자현미경으로 탄소덩어리를 분석하다가 탄소원자 6개가 관 모양을 이루고 있는 탄소나노튜브를 발견했다. 지름이 수십 nm에 불과하지만 다발로 묶으면 강철보다 백배나 강하다. 이것은 지구와 달을 잇는 우주 엘리베이터의 가능성을 열기도 했다. 기존 반도체보다 백 배나 빠르게 전기를 전달하는 나노물질도 있다. ‘그래핀’이라 불리는 이 물질은 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 이룬다. 두께는 원자 하나 크기로 1nm도 되지 않지만 접거나 휘어도 끄떡없다. 올해 초 국내 연구진은 그래핀을 크게 만드는 기술을 세계 최초로 개발해 국제학술지 <네이처>에 발표했다. 지금까지 개발된 그래핀은 크기가 1mm도 되지 않아 실제 산업에 활용하기 힘들었지만 이번에 지름 10cm 크기의 그래핀을 만드는 기술을 개발한 것이다. 그래핀은 앞으로 콘택트렌즈만큼 얇고 유연한 TV나 손목에 감고 다니는 전화기 등에 쓰일 수 있을 것이다.항균력이 탁월하다고 알려진 은나노 역시 나노기술을 알리는 데 중요한 역할을 했다. 은나노 칫솔, 은나노 양말 등 은나노가 쓰이는 곳은 무척 다양하다. 이처럼 나노가 우리 생활 속에 깊숙이 자리 잡으면서 자연스레 나노물질에 대한 안전성 문제가 등장하기 시작한다. 2003년 3월 미국화학회에서는 탄소나노튜브가 독성을 지닌다는 사실이 보고됐다. 쥐의 폐 조직에 탄소나노튜브를 주입했더니 질식사했다는 것이다. 몸속에 들어간 탄소나노튜브가 폐를 통해 이동할 수 있다는 사실도 밝혀졌다. 덩어리 상태로 있을 때는 아무 문제 없던 물질이 나노 크기의 입자가 되면서 예상치 못한 독성이 나타날 수 있다는 것이다. 그해 8월 미국은 나노기술환경보건영향워킹그룹을 설립해 나노기술의 위험성을 연구하기에 나섰다. 최근에는 탄소나노튜브가 석면과 유사한 폐 손상을 입힐 수 있다는 연구결과도 나왔다.선크림에 쓰이는 이산화티타늄 나노입자에 장기간 노출될 경우 뇌세포를 손상시킬 수 있다는 연구도 발표됐다. 미국 환경보호국은 생쥐의 세포에 이산화티타늄 나노입자를 1시간 이상 노출시켰더니 활성산소가 과다분비돼 신경세포가 손상됐다고 2007년 <네이처>에 발표했다. 화장품업계는 실험에 사용된 나노입자가 실제로 쓰이는 것보다 작으며 인체의 피부를 투과할 수 없다는 연구결과를 제시하며 반박에 나섰다. 


미국에서는 국내 업체의 ‘은나노 세탁기’에 대한 안전성 논란이 진행 중이다. 이 세탁기는 물을 채우는 동안 미리 설치된 은판에 전기를 가해주면 은나노입자가 나와 세탁물의 미생물을 없앤다고 알려져 있다. 미국 시민단체는 은나노입자가 사람이나 환경에 유해할 수 있다고 주장했다. 업체 측은 환경무해성 검사 결과를 제출하는 등 정면 대응을 준비하고 있다. 아직 실험실 바깥에서 나노물질에 의한 실제 피해를 입증한 사례는 없지만, 만일의 경우를 대비해 각국 정부는 나노기술의 안전성 연구를 병행하고 있다. 미국은 올해도 천억 원 규모의 예산을 책정해 나노기술의 환경·보건·안전 문제에 대한 대응전략 개발에 나섰다. 그러나 나노물질에 대한 막연한 두려움 때문에 나노기술 전체가 위협받아선 안 된다는 주장도 제기되고 있다.
얼마 전 국내에서 문제가 된 석면은 나노기술에 시사하는 바가 크다. 석면 역시 처음에는 강도가 세고 사용하기도 편해 꿈의 신소재로 각광받았다. 100여 년이 지난 지금 석면은 폐질환을 일으킨다는 사실이 밝혀져 세계적으로 사용이 금지된 상태다. 나노기술의 장밋빛 미래를 꿈꾸기에 앞서 안전성에 대한 사회적 합의를 이루는 대책이 필요한 이유다.

 

미국에서는 국내 업체의 ‘은나노 세탁기’에 대한 안전성 논란이 진행 중이다. 이 세탁기는 물을 채우는 동안 미리 설치된 은판에 전기를 가해주면 은나노입자가 나와 세탁물의 미생물을 없앤다고 알려져 있다. 미국 시민단체는 은나노입자가 사람이나 환경에 유해할 수 있다고 주장했다. 업체 측은 환경무해성 검사 결과를 제출하는 등 정면 대응을 준비하고 있다. 아직 실험실 바깥에서 나노물질에 의한 실제 피해를 입증한 사례는 없지만, 만일의 경우를 대비해 각국 정부는 나노기술의 안전성 연구를 병행하고 있다. 미국은 올해도 천억 원 규모의 예산을 책정해 나노기술의 환경·보건·안전 문제에 대한 대응전략 개발에 나섰다. 그러나 나노물질에 대한 막연한 두려움 때문에 나노기술 전체가 위협받아선 안 된다는 주장도 제기되고 있다. 얼마 전 국내에서 문제가 된 석면은 나노기술에 시사하는 바가 크다. 석면 역시 처음에는 강도가 세고 사용하기도 편해 꿈의 신소재로 각광받았다. 100여 년이 지난 지금 석면은 폐질환을 일으킨다는 사실이 밝혀져 세계적으로 사용이 금지된 상태다. 나노기술의 장밋빛 미래를 꿈꾸기에 앞서 안전성에 대한 사회적 합의를 이루는 대책이 필요한 이유다.

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