▲ 포스텍 김기문 교수팀이 개발한 강력한 분자 결합체 융합기술 현장 나노기술이란 전기적, 기계적, 생물학적, 화학적, 계산적 기능을 수행할 수 있는 나노스케일(10억분의 1m)의 소재, 소자, 시스템을 다루는 과학적, 공학적 기술을 말한다.
생체분자의 설계 및 합성, 바이오나노센서, 세포 및 생체분자의 나노 이미징 기술, 약물전달 및 치료용 재료 등 그 응용 분야가 계속 확장되고 있는데, 관계자들은 이 나노기술이 정보기술(IT), 바이오기술(BT), 에너지, 환경, 기계 등과의 융합을 통해 모든 산업 분야에 걸쳐 근본적인 변화를 이끌어낼 것이라고 전망하고 있다.
실제로 나노 융합기술을 활용한 획기적인 기술들이 잇따라 선보이고 있다. 생명정책연구센터에서 최근 발표한 기술동향 보고서에 따르면 스위스의 IBM취리히 연구소와 바젤대학에서 단백질 분자 판별이 가능한 생화학적 기계를 개발했다.
MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술로 제작된 이 기계는 머리카락 50분의 1 두께의 실리콘 손가락을 갖고 있다.
미국 뉴욕에 소재한 메모리얼 슬론-캐터링 암 센터의 데이비드 셰인버그 박사는 최근 항암 나노폭탄을 개발했다. 이 나노폭탄에는 암세포를 죽이는 항체를 부착할 수 있는 '방사능 링'이 들어 있는데, 방사성 동위원소인 '악티늄-225'의 원자 하나가 이 방사능 링을 움직인다.
암 센터 측은 이 나노폭탄을 암세포가 주입된 쥐에 투입한 결과 암 세포가 모두 죽고, 수명도 엄청나게 연장됐다고 밝혔다.
인간 뼈 재생용 분말소재 시판 중
독일의 일메나우 공대 연구팀은 초소형 카메라와 초미니 송곳 등의 의료장비를 부착한 나노 로봇을 개발했다. 이 로봇은 혈관 속을 들여다볼 수 있으며, 혈관 벽에 달라붙어 있는 지방분을 제거할 수 있다.
생체와 유사한 물질을 만들어내려는 노력은 이미 선진국에서 다양한 제품이 상용화됐거나, 추가 실험이 진행 중인 상태다. 미국의 오스터헬스 사는 소뼈를 소재로 인간 뼈 재생용으로 사용할 수 있는 분말소재를 개발해 'Bio-Oss'란 상품명으로 시판 중에 있다.
▲ 바이오나노 관련 해외특허 등고선
미국, 일본, 유럽 등에서는 인공혈관, 인공관절, 인공치아, 인공 골, 심장판막 등의 인공생체 재료 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이들 연구가 성공을 거둘 경우 각종 불치병 환자들은 생체 재생이라는 놀라운 방법을 통해 병을 치료할 수 있게 될 전망이다.
나노융합기술을 활용한 바이오센서 기술도 최근 큰 성과를 거두고 있다. 칼텍과 UCLA의 바이오 나노 관련 교수들의 연구모임인 NSBA는 실리콘 나노기술을 이용한 초고속, 초정밀 질병진단 기술을 개발 중에 있다.
새로운 영상기술과 관련해서는 기존의 형광 탐침의 문제점들을 보완할 수 있는 나노구조 재료 기반의 새로운 고감도 분자탐침체에 관한 연구가 중점적으로 이루어지고 있다.
국내에서도 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 화순전남대학교병원 영상의학과 정용연 교수 연구팀과 광주과학기술연 전상용 연구팀은 2mm 크기의 암 종양을 찾아낼 수 있는 금 소재 고성능 나노 CT조영제를 개발했는데, 몸속에 조영제가 머무는 시간이 요오드의 5분보다 70배나 긴 6시간에 달하며, 제조과정도 단순해 경제성 측면에서 우수하다는 평가를 받고 있다.
경북대학교 화학교육과 이광필 교수 연구팀은 혈당 측정에 사용하는 스트립 센서에 반드시 필요한 효소를 사용하지 않고, 전기방사법을 이용해 혈당을 측정할 수 있는 나노 바이오센서용 기능성 나노섬유 멤브레인을 세계 최초로 개발했다.
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