실생활의 많은 부분 기여한 21세기의 기술, '나노기술'

세상에는 다양한 학문이 존재한다. 인문학, 사회과학, 순수과학, 기술과학, 예술, 문학 등 다양한 분야가 존재하고 각각의 분야들은 많은 과정을 거치며 지금까지 발전해왔다. 다양한 학문들은 철학에서 쪼개져 각각 분야별로 발전하였지만, 근대에서 현대로 넘어오면서 과학은 서서히 융합되기 시작하였다. 20세기 말에서 21세기에는 본격적으로 학문 간의 통합의 개념이 시작되었다. 그로써 다양한 학문들이 새로 생겨났고 그중 하나가 바로 융합과학이다. 융합과학은 나뉘어 있던 자연의 지식들을 경계에 따라 개별적으로 연구하지 않는다. 자연이라는 하나의 대상을 각 학문이 개별적인 특성은 유지하되 각각의 요소를 모두 고려하여 통합적인 탐구를 이루어낸다. 이로 인해 많은 과학적 발전을 이룰 수 있었고, 정보통신기술(IT), 나노과학기술(NT), 생명공학기술(BT) 등이 발전하게 되었다. 이러한 많은 융합과학의 발전 중에 현대 과학기술의 총체적인 산물이라고 불릴만한 나노과학기술(NT)이란 무엇일까?

일단 나노과학기술(NT)에 대해 알기 위해서는 ‘나노’에 대해 알아야 한다. ‘나노’는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 ‘나노스(Νάνος)’에서 유래되었다. 나노는 사람의 머리카락 두께의 10만 분의 1 정도 크기인 10억분의 1m의 크기를 뜻하는 말이다. 나노는 물질의 기본단위인 원자가 3~4개 붙어있는 크기로 이러한 나노미터 단위에 근접한 원자, 분자 및 초분자 정도의 작은 크기 단위에서 물질을 합성하고, 조립, 제어하며 혹은 그 성질을 측정, 규명하는 기술을 나노과학기술(NT)이라고 한다. 나노기술은 전자, 통신 분야에서 낮은 전력 소모, 적은 생산 비용으로 백만 배 이상의 성능을 가진다. 따라서 이러한 나노과학기술(NT)은 다양한 분야에서 포괄적으로 사용되고 있으며 우리의 실생활과 매우 밀접하게 연관되어있다.

[이미지 제작=대한민국청소년기자단 8기 송지윤기자]

나노기술은 매우 다양한 분야에서 사용되고 있다. 재료 분야에서는 기계 가공을 하지 않고 정확한 모양을 갖는 나노구조 금속 및 세라믹 제작에 사용되고, 의료 분야에서는 진단학과 치료학의 혁명을 가능하게 하는 빠르고 효과적인 염기서열 분석이 나노기술을 통해 가능해진다. 생명공학 분야에서는 하이브리드 시스템의 합성 피부, 유전자 분석 및 조작에 나노기술이 사용되고 환경 분야에서는 새로운 배터리, 청정연료의 광합성, 양자 태양전지, 염료 감응 태양 전지 등을 만드는데 나노기술이 사용된다.

이 외에도 나노기술은 지름이 머리카락 굵기의 10만분의 1에 불과하지만 전기 전도율은 은과 비슷하고 강도는 철강보다 100배 높아 미래의 신소재로 주목을 받는 탄소나노튜브, 바이러스나 세균보다 작은 5~20nm 크기의 입자로 만들어 특정 세균이나 바이러스를 걸러내는 나노섬유 등에도 활용된다. 탄소나노튜브는 반도체, 모니터, 텔레비전, 라켓, 골프채, 탱크, 전투기, 연료전지 등 다양한 제품에 사용되고 있고, 나노섬유 또한 생화학 방어 의복 제조 분야, 붕대나 인조 피부, 인조 혈관, 그리고 현대사회에서 많은 문제가 되고 있는 ‘미세먼지’를 거르는 대기 정화 필터나 미세먼지 차단용 방진 마스크를 만드는 데도 활용될 수 있다. 나노기술은 경제성이 뛰어날 뿐만 아니라 활용 범위도 매우 넓어 많은 연구가 계속되고 있고, 많은 기대를 받고 있다.

이렇게 우리의 생활을 혁신적으로 바꿀 수 있는 나노기술, 과연 항상 우리에게 이롭기만 할까? 답은 ‘확신할 수 없다’이다. 이 기술은 매우 혁신적이면서 우리 생활의 많은 부분을 더 좋은 방향으로 이끌어 나아갈 수 있다. 하지만 이러한 나노기술을 사용할 때 우리는 많은 부분에 주의를 기울여야만 한다. 나노기술은 모든 물질계에 접목, 활용이 가능하기 때문에 어떤 형태의 돌발적 문제가 야기될지 예측 불가능하기 때문이다. 일단 나노기술의 독성에 대해서는 아직 제대로 검증된 바가 없다. 독성이 있다는 실험 결과나 추측은 계속해서 제시되지만 완전한 답은 나오지 않은 실상이다. 또한 나노물질이 ‘나노로봇’ 등의 형태로 체내에 들어오게 되면 축적될 가능성, 부작용을 일으킬 가능성 또한 우리가 항상 주의 깊게 살펴보아야 할 부분이다. 마지막으로 나노입자가 환경오염을 일으킬지 환경에 전혀 무해할지 또한 현재 우리로서는 제대로 알 수 없다.

실생활의 많은 부분에 접목할 수 있는 기술인 만큼 우리가 이 기술을 이롭게 사용할 수 있도록 계속해서 많은 주의가 필요하다. 그렇게 하기 위해서는 나노기술에 대한 지속적인 연구뿐만 아니라 우리 모두가 이 연구에 관심을 가지고 나노기술에 대해 생각해 보아야 한다. 나노기술에 대해 관심을 가지고 지혜롭게 사용할 수 있도록 함께 논의한다면 나노기술을 우리에게 더욱더 이로운 방향으로 이끌어 나아갈 수 있을 것이다.

[대한민국청소년기자단 사회부=8기 송지윤기자]