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[과학에세이] 나노기술의 양면성 /성대동

쓰임새 많은만큼 독성도 만만찮아

안정성에 관한 규제·관리 필요

  • 국제신문
  • 디지털콘텐츠팀 inews@kookje.co.kr
  •  |  입력 : 2010-03-29 20:52:47
  •  |  본지 30면
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나노기술은 우리 생활 곳곳에 적용되고 있다. 휴대전화나 컴퓨터의 중요한 핵심 부품인 반도체는 나노구조로 되어 있다. 나노는 10억 분의 1만큼 작은 크기를 나타내는 접두어이다. 1m의 길이를 10억 개로 쪼개면 1나노미터(nm)가 된다. 원자나 분자를 규칙적으로 일정한 간격으로 배열하여 얻어진 화합물 중 약 50nm 전후의 크기로 된 것을 나노물질 혹은 나노화합물이라 부르고 이것을 만드는 기술과 그 응용을 나노기술이라 한다. 반도체에서 시작한 나노물질은 지금은 과학과 기술전반에 널리 쓰이고 있다.

탄소 나노구조물은 전 세계에서 매일 1건 이상씩 새로 개발되고 있다. 이렇게 개발된 나노물질은 반도체, 태양광 발전용 다이오드, 치료용 약물, 특수인쇄, 스포츠용품, 화장품, 전자부품 등에 쓰이고 있다. 나노물질은 편리성 못지않게 독성도 있다. 최근 옥스퍼드대학교 신문과 분자세포생물학회지가 나노물질의 독성과 그 폐해를 보고하였다. 기사에 따르면 의생명공학용으로 쓰이는 일명 PAMAMs라고 부르는 폴리아미도아민덴드리머라는 나노화합물은 폐 세포를 죽인다고 한다. 탄소원자가 60개 혹은 72개 또는 84개가 모여 나노구조를 이루는 풀러렌화합물의 독성을 알아보기 위해 쥐에게 실험한 결과 폐 세포를 파괴하는 것으로 나타났다. 살아있는 세포의 효소반응을 알아볼 때 쓰이는 MTT라고 불리는 테트라졸리움유도체는 나노구조로 되어 있다. 그런데 MTT라는 나노물질은 각막세포를 파괴하는 것으로 알려져 있다. 광소자와 화장품원료 및 광촉매로 쓰이는 이산화티타늄의 나노구조물은 세포염증을 일으킨다. 탄소나노튜브는 반도체, 전자회로도, 종이배터리, 태양광전자소자 및 고성능축전지 등에 쓰인다. 탄소나노튜브도 석면만큼이나 폐에 나쁜 영향을 준다는 것이 알려져 있다. 탄소나노튜브가 세포에 쌓이게 되면 세포를 괴사시킨다. 최근 가전제품과 주방용품에 널리 쓰이는 은나노 입자도 폐와 간에 나쁜 영향을 준다는 사실이 알려져 있다. 실리카젤이나 석면의 독성에 대해선 화학자, 환경공학자, 의학자들이 많은 연구를 발표하였고 일반 시민들도 그 폐해를 잘 인식하고 있다. 그러나 나노물질의 독성연구는 아직도 초기 단계에 있다.

화학자들이 보는 잡지로 격월 발간되는 C & EN 잡지의 지난 2월호에 의하면 나노물질의 연구에 몰두하고 있는 과학자들 중에서도 일부는 나노구조물의 독성과 처리요령을 잘 모르고 있다고 한다. 보통 과학자들은 위험한 화학물질은 강제공기배출구가 있는 곳에서 다루는 것이 상식인데도 불구하고 일부 나노과학자들은 공기배출구가 없는 실험 테이블에서 연구하고 있다는 보고도 있다. 최근 스페인 과학자들이 조사한 바에 따르면 나노구조물을 다루는 과학자의 절반은 나노구조물이 입안으로 들어오는 것을 방지하기 위하여 안전마스크를 사용하거나 특수 배기장치가 있는 실험공간을 사용해야 하는데 그렇지 않은 과학자가 의외로 많다고 하였다. 나노화합물은 가볍기 때문에 공기 중에 쉽게 노출되고 인체에 큰 피해를 줄 수 있다. 공기 중에 떠다니는 나노화합물의 폐해를 줄이기 위하여 미국국립직업안정성 및 건강연구소, NIOSH는 공기 중에 떠다니는 나노구조물의 크기와 나노입자 확인법을 제시하고 있다. NIOSH는 나노화합물을 다루기 위하여 나노화합물을 반응시키거나 무게를 달 때, 혹은 초음파분쇄 시 공기 중에 나노입자들이 떠다니지 않도록 반응용기의 청결성 유지를 강조하고 있다. 나노입자들은 공기 중에 배출될 때 덩어리로 분출되기도 하고 특수한 모양의 뭉치화합물로 분출되기도 한다.

우리나라도 많은 기업과 대학의 연구소에서 나노화합물을 다루고 있다. 그러나 아직 나노화합물을 다룰 때 부닥치는 위험성과 독성에 대한 처리 지침과 규제가 허술하다. 나노물질을 다루는 기업연구소, 생산현장, 대학연구소 등에 공기 중의 나노입자의 농도를 규제하고 안전성을 사전에 확보해야 한다. 우리도 미국의 NIOSH처럼 나노화합물의 독성과 안정성에 대하여 규제와 관리 및 홍보가 필요하다. 동아대 화학과 교수

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