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[나노기술 영향평가] (펌-한겨례)“나노 유해성 차단 ‘예방주사’ 필요”
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작성자 :
참터자원
Date : 2007-09-14 19:34 | Hit : 1,498
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1. “나노 유해성 차단 ‘예방주사’ 필요”
2. 한겨례, 2004.04.27
3. 오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr
4. 키워드
윤경병 서강대 교수,강세종 고려대 교수, 활성, 미국 라이스대학, 이영희 가톨릭대 교수, 축적 폐렴
5. 기사내용
득도 되고 약도 되는 나노입자
“매우 작은 나노입자는 세포 안까지 침투해 세포분열과 생리에 상당한 영향을 끼친다는 논문이 잇따르고 있습니다. 나노입자는 세포분열 때에 어미세포에서 딸세포로도 옮아간다는 보고도 있습니다.”
최근 미국 샌프란시스코에서 열린 한 국제학술회의에 참석했던 윤경병 서강대 교수(화학)는 나노입자의 불확실한 영향에 대한 우려가 과학계 안에서도 점차 커지고 있다고 전했다. 윤 교수는 “심지어 나노입자는 세포핵에서 유전물질인 디엔에이(DNA)와 아미노산, 단백질들과도 잘 뭉친다는 보고도 나왔다”고 말했다.
‘작을수록 아름답다’는 나노기술이 최근 점점 작아지는 나노입자들이 일으키는 문제들의 해법 찾기에 나서고 있다.
나노기술은 머리카락 굵기보다 수만배 작은 크기인 나노미터(㎚·10억분의 1m)의 수준에서 미세 물질을 조작하고 그 성질을 연구하는 과학이다. 2000년대 들어 발전을 거듭한 나노기술은 수백~수십나노미터 크기뿐 아니라 보통 원자 크기인 0.1~0.2나노미터보다 약간 큰 몇 나노미터 크기의 입자들까지도 쉽게 만들어내고 있다.
문제는 나노입자의 크기가 작아질수록 보통 세계에선 나타나지 않는 새로운 물질의 특성이 발현된다는 점이다.
탄소나노튜브 강도 철근의 50배
강세종 고려대 교수(물리학)는 “나노입자가 작아질수록 아직 완전히 규명되지 않은 새로운 특성을 나타내고 있다”고 말한다. 대표적 나노물질인 탄소나노튜브는 철근의 50배나 되는 강도를 지닌다. 같은 물질이 크기에 따라 다른 색을 띠기도 한다. 천진우 연세대 교수(화학)는 “반도체 물질은 크기에 따라 빨주노초파남보의 무지개 색으로 변한다”며 “작아질수록 물질 자체의 특성이 변하기 때문”이라고 말했다. 강세종 교수는 “금 나노입자는 빨강도 띠고 녹색을 띠기도 한다”며 “금 원자 하나 또는 수십개의 색은 금 덩어리의 색과 같지 않다”고 말한다.
그러나 나노과학자들을 더욱 당혹스럽게 하는 것은 나노입자들이 다른 물질과 너무 쉽게 뭉쳐 반응한다는 점이다. 반응도가 높은 ‘활성’을 띤다는 얘기다. 이조원 테라급나노소자개발사업단장은 “매우 안정돼 변하지 않는다는 금마저도 작은 나노입자로 쪼개지면 활성을 띠어 반응한다”며 “우리가 알고 있는 화학·물리 지식과는 다른 상황이 나타난다”고 말했다.
왜 물질은 나노 규모에 이르면 쉽게 반응하는 걸까.
나노과학자들은 무엇보다 물질이 작아질수록 총 표면적이 커져 그만큼 외부 물질과 접촉할 기회도 커지기 때문이라고 말한다. 예컨대 가로·세로·높이가 1인 육각형의 표면적은 6이지만, 이를 둘로 나누면 둘의 표면적 합은 8이 된다. 4개로 나누면 12, 64개로 나누면 24가 된다. 이처럼 물질이 작아지면 표면적의 합은 훨씬 더 크게 늘어난다.
강세종 교수는 ”큰 덩어리에서 표면에 놓인 원자들의 개수는 안쪽 원자들에 비해 워낙 적어 외부와 반응한다 해도 덩어리 전체에 끼치는 영향이 크지 않다”며 “하지만 나노입자에서 표면 원자들이 안쪽의 소수 원자들을 위해 참을 수 없는 상황이 되면 물질 전체가 변하는 활성을 일으킨다”고 설명했다.
물질이 작아지면 주변 물질과 빠르게 응집하려는 성질도 강하게 띤다. 예컨대 수소 원자는 언제나 홀로 있지 않고 쌍을 이뤄 수소 분자를 이루고 실리콘 원자는 늘 4개가 한데 뭉쳐 안정된 단위를 이룬다. 윤경병 교수는 “표면의 원자들은 늘 반응에 시달려 불안하지만 덩어리 안쪽의 원자들은 ‘자기 종족’에 둘러싸여 안정돼 있다”며 “물질은 표면의 불안정을 될수록 줄이기 위해 작은 것일수록 더 빠르게 뭉치려는 성질을 강하게 띤다”고 말했다. 작은 물방울이나 비눗방울이 하나로 뭉치려는 성질과도 비슷한 현상이다.
쉽게 반응하는 나노입자의 성질은 좋게 쓰이면 약이 된다. 철의 나노입자는 독성·유해물질과 쉽게 뭉쳐 오염된 토양을 정화하는 구실을 한다. 생체에서 쉽게 반응하는 나노물질은 효과가 빠른 약물로 쓰일 수도 있다. 하지만 언제 어떻게 반응할지 명확히 규명되지 않은 나노입자들은 때때로 새로운 공해물질을 만들거나 독성물질로 작용할 가능성도 높다.
지난해 미국 라이스대학의 연구팀이 생쥐의 코에 주입한 나노물질이 혈관을 돌아다니다 뇌에 축적되고 폐렴을 일으켰다는 연구결과를 발표해 논란을 일으켰다. 또 최근엔 나노입자들이 혈액 속 단백질에 달라붙어 생리 기본물질인 단백질의 모양과 기능을 바꿀 수 있다는 경고도 나왔다. 디엔에이와 아미노산과 나노물질의 응집 가능성도 제기되고 있으며 나노물질이 면역체계를 피해 침투해 면역기관을 파괴할 수 있다는 우려도 제기되고 있는 형편이다.
나노입자의 크기가 작아질수록 이런 우려는 커지고 있다.
전문가들은 수십 나노미터 이하의 나노입자들에서 활성의 증폭 현상이 심하게 나타난다고 지적했다. 과학자들은 “수백 나노미터에선 큰 문제가 없지만 나노입자가 20~30나노미터 이하로 작아지면 새로운 특성을 나타내기 시작한다”고 말하고 있으며, 윤경병 교수는 “특히 세포에 쉽게 침투하는 5나노미터 이하 입자에 대한 우려가 크다”고 말했다.
쥐 뇌에 축적 폐렴 일으키기도
이조원 단장은 “가장 큰 문제는 이런 우려가 어떤 경우에 어떻게 나타나는지 충분히 밝혀지지 않았으며, 그렇다고 우려가 말끔이 해소되지도 않고 있다는 점”이라며 “나노입자가 촉매·약물 등 좋은 구실로 쓰일 수도 있지만 악영향을 끼칠 수도 있다는 ‘불확실성’이 우려를 증폭하고 있다”고 말했다. 이에 대해 나노기술이 사회문화에 끼칠 영향을 조사하고 있는 이영희 가톨릭대 교수(사회학)는 “나노과학의 연구는 지속하되 안전성이 입증될 때까지 신기술을 실험실 밖에 적용하는 데엔 대단히 신중해야 한다는 ‘예방원리’가 정책에 도입될 필요하다”며 “투명하게 공개되는 과학자들의 안전성 평가 연구가 이뤄져야 한다”고 말했다.
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