나노 기술 은 유익 하 기 만 한걸까 ? ⊙ 논쟁 중 인 나노 기술 의 잠재 적 유익 성 오늘 날 나노 기술 은 고성능 초 경량 배터리 , 태양 에 너 지 , 액정 화면 등 의 효율 적 인 에너지 개발 과 약물 분자 의 특정 부위 전달 같 은 생명 공학 적 과제 와 밀접 한 관계 에 있 다 . 그리스어 로 ‘ 난장이 ’ 를 뜻 하 는 ‘ 나노 ’ 는 10 억 분 의 1 미터 를 의미 하 며 , 이 는 현재 의 마이크 로 시스템 보다 도 1000 분 의 1 로 축소 된 것 이 다 . 따라서 합성어 인 ‘ 나노 기술 ’ 은 기능 성 입자 인 나노 입자 나 장치 를 이용 한 시스템 의 개발 과 사용 에 관련 된 기술 을 말 한다 . 나노 기술 이 과거 몇 년 동안 여러 분야 에 걸쳐 달성 한 업적 은 놀라운 것 으로 , 현재 나노 기술 은 정치 적 , 사회 적 , 그리고 윤리 적 측면 에서 주목 을 받 고 있 다 . 1 ) . 에너지 오 늘 날 의 태양 전지 는 태양 에너지 의 20 ~ 30 % 만 을 활용 하 고 있 고 , 연소 엔진 도 효율 이 15 ~ 20 % 에 불과 하 지만 , 나노 기술 을 이용 하 므로써 티 타 니 움 다 이옥 사이드 같 은 나노 입자 에 의해 빛 의 전환 효율 성 을 높이 며 , 극대 화 된 표면적 을 가진 특수 한 촉매 를 개발 함 으로써 연소 효율 을 개선 할 수 있 다 . 유럽 연합 은 2010 년 까지 수소 연료 전지 를 사용 하 여 재생 가능 한 에너지 자원 을 현재 의 6 % 에서 12 % 로 높이 려고 한다 . 나노 입자 를 이용 하 여 에너지 함량 이 높 은 재충전 가능 한 전지 를 개발 할 수 있 다 . 2 ) . 생명 공학 과 의료 미래 의 질병 진단 은 ‘ 진단 칩 ( Lab on a Chip ) ’ 이 라 불리 는 소형 분석 시스템 을 이용 하 여 빠르 고 정확 하 고 저렴 하 게 이루어질 전망 이 다 . 환자 는 보다 부작용 이 적 은 최적 화 된 진단 과 치료 의 혜택 을 받 을 수 있 으며 , 표적 화 된 약물 치료 는 약물 소비량 과 치료비 를 감소 시켜 의료비 를 절감 시켜 줄 것 이 다 . 또 유전 적 인 질병 을 미리 알아내 는 것 도 가능 하 다 . 병 소 에 직접 필요 한 양만 의 활성 물질 을 투여 함 으로써 전반 적 인 약물 소비 와 죽 작용 은 상당히 줄어들 것 이 며 , 고도 로 선택 적 인 치료법 은 의료비 를 절감 하 고 인간 의 고통 을 줄일 수 있 을 것 이 다 . 이러 한 예 는 dendrimer 와 나노 다공성 물질 에서 발견 할 수 있 다 . 또한 나노 물질 은 손상 된 조직 을 재생 하 거나 치료 할 수 있 다 . ‘ 조직 엔지니어링 ’ 이 라 불리 는 이 기술 은 적정 한 유인 책 과 성장 인자 를 이용 하 여 인공 적 으로 자극 하 는 세포 의 분화 를 이용 한다 . 3 ) . 자동차 공업 현재 사용 되 고 있 는 금속 을 알루미늄 이나 마그네슘 등 경금속 에 나노 입자 를 첨가 하 여 물질 의 강도 를 보완 한다 . 나노 기술 은 자동차 의 위험 성 을 개선 시킬 수 있 으며 , 폐기물 을 줄이 고 에너지 를 절약 하 는 데 큰 도움 이 된다 . 졸 이나 겔 의 전환 같 은 새로운 방법 을 통하 여 경제 적 으로 자동차 앞 유리 등 에 반사 방지 나노 입자 나 규소 층 을 처리 하 거나 , 초 박 층 코팅 으로 자동차 앞 유리 를 가열 가능 하 게 함 으로써 안개 나 얼음 에 대비 할 수 있 다 . 연소 효율 은 연료 를 미세 하 고 균질 하 고 넓 게 분사 하 는 나노 젝 트 에 의해 개선 할 수 있 다 . 타이어 의 경우 나노 단위 의 탄소 를 사용 하 면 회전마찰 은 줄이 고 내구 성 은 높 아 진다 . 예 를 들 어 , 타이어 의 충전물 인 나노 입자 는 노면 이 젖 었 을 때 정지 거리 를 감소 시키 는 마찰력 을 증가 시킬 수 있 다 . 엔진 은 실린더 의 내부 표면 에 마이크 로 입자 나 나노 입자 를 통하 여 또는 나노 입자 로 만든 윤활유 를 통하 여 최적 화 할 수 있 다 . 4 ) . 정보 통신 정보 통신 분야 는 나노 기술 이 적용 되 고 있 는 가장 유망 한 분야 이 며 , 반도체 제품 시장 은 과거 부터 꾸준히 성장 하 여 2004 년 에 는 20 % 의 성장 인 200 억불 에 달하 였 다 . 현재 의 하이테크 산업 에서 는 소형 화 추세 와 맞물려 이미 나노 기술 이 적용 되 어 왔 다 . 특 히 , 성능 이 우수 한 휴대 용 컴퓨터 , 소형 기기 들 , 휴대폰 등 의 소형 화 된 사이즈 는 디지털 정보 처리 의 보급 에 중요 한 역할 을 하 였으며 , 현재 는 모든 정보 가 언제 어디 서 나 컴퓨터 로 이용 가능 하 다는 유비쿼터스 컴퓨팅 의 개념 이 여러 다른 분야 를 통합 하 고 있 다 . 5 ) . 화학 모든 화학 적 합성 은 특정 한 분자 를 만들 수 있 다는 점 에서 나노 기술 로 이해 할 수 있 다 . 합성 된 나노 물질 은 그 들 의 기계 적 , 광학 적 , 기능 적 성질 로 인해 생명 공학 분야 에서 약물 송달 , 화학 촉매 등 여러 분야 에 응용 되 어 왔 다 . 나노 화학 은 오 염수 처리 , 공기 정화 와 에너지 저장 장치 등 의 여과 기술 에 응용 가능 하 다 . 나노 크기 의 구멍 을 가진 여과 막 은 주로 이온 을 제거 하 거나 혼합 액 의 분류 에 사용 된다 . 6 ) . 소비재 2003 년 에 포브스 가 세계 10 대 나노 기술 제품 을 발표 하 였 듯이 나노 기술 은 이미 소비자 가 눈치채 기 전 에 식품 , 생활 용품 , 섬유 , 스포츠 용품 , 화장품 등 여러 분야 에서 우리 의 생활 에 영향 을 미치 고 있 다 . 나노 기술 은 식품 의 생산 , 가공 , 안전 , 포장 등 에 응용 할 수 있 으며 , 농작물 의 수확량 을 조절 하 고 높일 수 있 다 . 또 나노 기술 은 기능 성 , 비용 , 신선도 등 을 보완 한 식품 을 고안 하 기 위해 식품 분자 와 원자 를 조작 할 수 있 다 . 세라믹 이나 유리 표면 에 특수 코팅 을 함 으로써 자체 정화 혹은 청소 용이성 등 을 높일 수 있 다 . 나노 화합물 로 초 박 층 의 고분자 코팅 한 선글라스 는 투명 하 고 , 긁 힘 이 방지 되 며 , 청소 가 용이 하 며 , 내 구성 에 비해 가격 도 저렴 하 다 . 또한 섬유 분야 에서 는 나노 기술 을 이용 하 여 방수 방풍 기능 , 정전기 방지 기능 , 주름 방지 기능 , 전자 기능 을 덧붙인 “ 지능 옷 ” 또는 “ 입 는 전자 장치 ” 등 하이테크 나노 섬유 가 개발 되 었 다 . 스포트 분야 에서 는 초 박 층 의 코팅 을 한 고성능 의 스키 왁스 , 탄소 나노 튜브 를 이용 한 라켓 , 고분자 인 나노 합성물 을 이용 하 여 중심 을 코팅 함 으로써 얻 어 보통 의 공 보다 수명 이 2 배 정도 긴 테니스공 등 이 나노 기술 을 통해 개발 되 었 다 . 화장품 업계 에서 는 이산화 티탄 같 은 나노 입자 에 근거 한 자외선 차단제 를 개발 하 여 자외선 보호 기능 은 동등 하나 부 작용 과 안정 성 을 보완 하 였 다 . ⊙ 나노 기술 의 잠재 적 위험 성 오늘날 나노 기술 은 의학 , 화학 , 전자 , 재료 및 환경 등 여러 분야 에 걸쳐 서 다양 하 게 응용 되 고 있 지만 , 나노 입자 들 이 생체 내 로 흡수 될 경우 축적 성 및 독성 효과 와 같 은 잠재 적 위험 은 존재 한다 . 현실 적 으로 우리 는 배기가스 를 비롯 한 여러 종류 의 나노 입자 에 노출 되 어 있 으며 , 지금 까지 알려진 건강 상의 혹은 환경 상 의 위험 들 은 대부분 이 들 기존 의 나노 입자 에 의한 것 이 다 . 1 ) . 나노 기술 의 잠재 적 위험 성 평가 유럽연합 정보 는 최근 나노 기술 이 가지 는 건강 과 환경 에 대한 잠정 적 위험 을 조사 하 고 윤리 적 인 측면 을 고려 하 는 일 에 착수 하 였 다 . 2003 년 설립 된 독일 의 회의 기술 평가 실은 나노 기술 의 응용 과 위험 에 관한 연구 를 수행 한다 . 영국 정부 는 2003 년 영국 국립 과 학회 등 을 통하 여 나노 기술 의 잇 점 과 위험 성 을 밝히 고 나노 기술 이 현재 의 법령 으로 규제 할 수 없 는 윤리 적 인 문제 와 건강 및 안전 에 관련 된 문제 를 일으키 는 지 를 연구 하 고 있 다 . 2 ) . 건강 에 미치 는 나노 기술 의 잠정 적 영향 인간 은 흡입 , 주입 , 피부 를 통한 흡수 등 다양 한 경로 로 나노 입자 와 접촉 한다 . 나노 물질 과 나노 입자 를 포함 하 는 나노 기술 이 건강 에 미치 는 영향 에 관한 주요 한 연구 들 을 통하 여 , 나노 탄소 튜브 등 의 나노 물질 이 인체 에 독성 이 있 음 을 밝혀졌 다 . 나노 입자 의 코팅 의 유무 와 종류 가 서로 다른 폐 독성 양상 을 보일 수 있 다 . Donaldson 박사 는 이산화 티탄 과 탄소 입자 가 10 마이크로미터 크기 에서 는 실험 쥐 의 폐 에 대한 영향 이 없 었 으나 , 100 나노미터 이하 크기 로 잘 게 부순 뒤 에 는 염증 을 유발 하 였 고 , 초 세립 탄소 입자 는 흡입 된 후 뇌 까지 이동 함 을 밝혔 다 . 독성학 자 Chiu Wing Lam 은 고 용량 의 나노 튜브 를 흡입 한 생쥐 들 은 기관지 부위 에 염증 과 조직 괴사 , 폐종양 , 염증 , 사망 등 을 보였으며 , 탄소 나노 튜브 가 인간 에서 치명 적 이 라 알려진 수정 보다 더 위험 하 다고 결론지 었 다 . 그러나 현재 동물 실험 과 동일 한 결과 가 인간 에서 도 나타난다고 는 아무 도 예측 할 수 없 다 . 3 ) . 나노 기술 이 먹이 사슬 과 환경 에 미치 는 영향 나노 기술 과 관련 된 일차 적 위험 성 은 표면적 이 크 고 미세 한 결정 성 입자 인 나노 입자 가 다른 원소 들 과 의 반응 을 일으켜 환경 내 의 오염 물질 의 생 성과 수송 을 촉진 한다는 것 이 다 . 따라서 이 들 입자 들 이 먹이 사슬 에 들어간다면 , 결과 적 으로 동식물 또는 인간 에게 피해 를 입힐 수 있 다 . 나노 물질 은 강한 표면 전화 와 양전자 교환 능력 을 지님 으로써 환경 오염 물질 과 흡착 할 수 있 다 . Fullerenes 나 탄소 나노 튜브 는 납 , 아연 , 비소 같 은 금속 에 흡착 되 어 독성 을 지닌 유기 금속 Fullerenes 등 을 형성 한다 . 독성 물질 들 은 buckyballs 에 흡착 함 으로써 화학 적 으로 더 안 정한 구조 가 되 어 살 아 있 는 세포 에 축적 , 미생물 에서 고등 동물 로 이동 한다는 것 이 밝혀졌 다 . 응집 은 흡착 과 달리 생물체 나 물질 이 자체 적 으로 모이 는 현상 이 다 . Colvin 에 의하 면 , 실제로 복잡 한 수중 환경 에서 일어나 는 나노 물질 의 응집 은 환경 문제 의 원인 이 되 며 , 독성 을 일으킨다 . ⊙ 결론 이 미 1998 년 4 월 미국 국회 에서 Neal Lane 박사 는 나노 과학 및 공학 을 미래 의 기술 분야 에 대 변혁 을 가져올 분야 임 을 분명히 밝히 고 있 다 . 실제로 현재 , 나노 기술 은 지금 까지 상상 에 불과 하 였 던 많 은 것 을 가능 하 게 하 고 있 으며 , 우리 가 주변 에서 접하 는 모든 분야 에 이미 널리 응용 되 고 있 다 . 그러나 나노 기술 의 눈부신 업적 이면 에 필연 적 으로 발생 할 수 있 는 환경 적 측면 , 윤리 적 측면 , 그리고 사회 적 측면 에서 의 나노 기술 의 고려 할 점 이 있 는 것 이 다 . 나 노 기술 의 한계 성 과 함께 검증 되 지 않 은 위험 성 을 가질 수 도 있 다는 점 을 충분히 인식 하 고 , 국가 와 정부 에서 나노 기술 의 잠정 적 위험 에 대해 충분 한 대화 를 통해 대중 의 인식 을 공유 하 고 , 개연 성 있 는 문제 들 에 대한 주 의 깊 은 정책 을 지속 적 으로 수립 하 려는 노력 이 중요 하 다고 생각 한다 . ( 원문 출처 : Nanoforum . org , European Nanotechnology Gateway )