▲ 나노 모형(출처: http://en.wikipedia.org/wiki/Nano)
'나노(Nano)'라는 명칭은 난쟁이를 뜻하는 고대 그리스어 '나노스'(nanos)에서 따왔습니다. 나노미터(nm)는 10억분의1m를 의미하는데요. 1nm는 머리카락 굵기의 10만분의 1 정도의 크기랍니다. 전자현미경을 통해서만 볼 수 있는 아주 작은 세계이죠.
현재 나노기술이 가장 발달된 나라는 미국입니다. 이어 한국, 일본, 독일 등 IT 강국들이 그 뒤를 따르고 있지요. 우리나라에서 나노 테크놀로지에 대한 투자와 연구는 무척 활발하게 진행되고 있습니다. 최근에는 텔레비전과 스마트폰 등 전자기기에서부터 생물학과 제약, 로봇 테크놀로지 등 다양한 분야에 나노기술이 접목되어 사용되고 있답니다.
나노 기술은 특히 의학에 큰 공헌할 것으로 기대되고 있는데요. 특히 나노단위로 만들어진 치료기기를 피부에 직접 부착하여 생체상태에 따라 진단과 치료가 이루어지는 웨어러블 기기는 나노기술의 가장 큰 성과라고 할 수 있습니다.
현재까지 개발되었던 웨어러블 기기들은 대부분 딱딱한 기판 위에 전자 소자를 만들고, 이 소자들을 액세서리 형태로 단순히 입거나 착용할 수 있는 형태로 제작한 것이 많았는데요. 이러한 기기들은 실제로 입고, 착용할 수는 있으나 그 부피가 크고 무게가 비교적 무거워서 일상 생활에 불편함을 느낀다는 단점이 있었답니다.
▲ 웨어러블 전자시스템(나노 치료 패치)(출처: 기초과학연구원(IBS))
최근 미래창조과학부와 국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 기초과학연구원(IBS)이 나노 물질을 사용하여 운동 장애 질환을 진단하고 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 개발했다고 밝혔습니다. 몸에 부착할 수 있게 고안된 이 나노 패치는 파킨슨병과 같은 운동 장애 질환의 발병 여부를 모니터링할 수 있고, 그 결과를 메모리에 저장하여 진단과 약물 투약까지 원스톱으로 가능한 엄청난 기술입니다.
파킨슨병은 행동장애를 유발하는 뇌질환의 일종으로서 이를 정량적으로 측정하여 그 결과를 저장하고 데이터 분석을 통하여 진단하고 실시간으로 치료하는 것이 매우 중요한데요. 정보를 수집하고 데이터를 분석하여 이에 맞는 치료를 하는 나노 패치라면, 파킨슨병과 같이 항상 의료진의 손길이 필요한 병을 관리하는데 매우 유용할 것입니다.
이번에 발명된 나노 패치는 보통의 전자소자에서 사용되는 딱딱한 기판 대신 나노박막과 나노입자를 사용하여 휘거나 늘일 수 있는 전자소자를 제작했다고 합니다. 피부와 비슷하게 25% 정도까지 늘어날 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 전자소자로 다양한 나노 입자를 주입하여 약물 전달 등의 치료까지 할 수 있는 시스템을 개발되었는데, 현재로서 가장 이상적인 웨어러블 의료용 전자패치 형태로 구현한 것이죠.
특히 '탄소나노튜브'는 특히 의료 분야에서 가장 주목 받고 있는데요.영화에서 작은 우주선이 혈관을 돌아다니며 암세포나 세균을 제거하는 장면도 머지않아 현실화 될 것 같습니다. 탄소나노튜브 표면에 고분자 막을 씌워 몸 안에서 약물을 운반하는 도구로 쓸 수 있는 기술이 발명됐기 때문이랍니다!
고분자 막을 표면에 씌운 탄소나노튜브는 혈관에 붙지 않고 낱낱이 떨어져 혈관을 떠다닙니다. 이는 코팅된 프라이팬에는 음식물이 잘 달라붙지 않는 것과 비슷한 원리입니다. 항암제를 코팅된 탄소나노튜브에 담아 이동시키면 암을 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 예상되고 있습니다.
▲ 나노 기술을 접목한 3D 프린팅 귀(출처: CNN)
또한 잃어버린 신체 일부분을 나노 기술로 복원하기도 합니다. 세포와 나노 입자를 배양한 뒤 3D 프린터로 뽑은 인공 귀의 시술이 현재 이뤄지고 있다고 하는데요. 나노 기술로 만들어진 인공 귀는 정상 청력을 가진 사람이 듣는 소리와 거의 차이가 없다니 정말 놀랍죠!
피부에 밴드처럼 붙이면 진단과 치료가 한 번에 되는 기술부터, 혈관을 돌아다니며 의약품을 운반하는 기술, 인공장기와 인공신체를 만드는 기술까지! 우리는 이미 나노의 시대에서 살고 있는데요. 의학뿐만 아니라 항공, IT 분야에서 나노 기술은 더욱 각광을 받고 있답니다.
▲ 탄소 나노튜브(출처: 한화케미칼)
한화케미칼은 꿈의 신소재로 불리는 '탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube)' 사업을 신성장동력으로 꼽고 있는데요. 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결돼 관 모양으로 철보다 1000배 강하고, 전도성이 구리보다 1,000배 높아 전지와 반도체 자동차, 항공기 등 다양한 산업에 응용할 수 있는 차세대 신소재로 주목받고 있습니다.
불과 10년 전까지 영화나 만화 속에서만 가능했던 기술들이 이제는 실현 가능한 기술이라는 사실이 신기하기만 한데요. 지금까지 보아온 기술도 놀랍지만, 앞으로 나노 기술이 우리의 실생활을 얼마만큼 바꾸어 놓을지 상상할 수조차 없네요.
