[테마기획]나노 화장품 - "작은 것이 강하다"

[ okGGM 일반기사 ] 
"작은 것이 강하다"
나노기술 21세기 미래 기술로 각광

 
현대 과학 기술 특징 중 하나가 바로 소형화다. '작은 것이 강하다'라는 말이 의미하듯 10억분의 1이라는 극미의 세계를 탐구하는 나노기술이 21세기의 화두로 떠오르고 있다. 화장품 산업뿐만 아니라, 여러 분야에서 응용이 가능하기 때문에 이 기술은 현재 미래의 기술로 각광받고 있다. 정부 또한 미래의 중심산업으로 육성키 위해 수백억원을 지원하는 등 각종 육성책을 내놓고 있다.

☞ 정부, 올 2031억원 NT 연구 개발비로

정부는 올해 나노소재와 분자논리소자 등 나노기술(NT) 분야 연구개발에 총 2031억원을 투입키로 했다. 또한 국가 전략기술 분야인 NT를 체계적으로 육성하기 위해 '나노기술 개발 촉진법'을 제정할 예정이다.

이러한 투자액은 지난해 1052억원보다 93%이상 늘어난 수치로 연구개발 부문에만 1601억원이 투입된다. 또한, 인력 양성을 위해서는 국제 공동연구와 국내 연구원의 해외 파견, 연수에 대한 지원이 확대되고 대학, 기업과 연계된 교육, 훈련 과정이 개설된다.

선진국을 비롯한 국내 업체들이 나노기술에 주목하는 이유는 나노기술이야말로 21세기 지속적인 성장을 가능케 할 획기적인 기술로 평가받기 때문이다. 전문가들은 나노기술이 바이오기술(BT), 정보기술(IT) 등과 함께 반도체, 전자소재, 가전 등 세계 산업의 판도를 10년내에 완전히 뒤바꿔놓을 것이라고 말하고 있다.

나노기술을 이용하면 철강보다 10배 강하고 무게는 5분의 1에 지나지 않는 고강도 소재를 만들 수 있을 뿐 아니라, 각설탕 정도 크기에 미국의회도서관에 소장돼 있는 자료를 저장할 수 있고, 현재보다 3배 강화된 태양에너지를 얻을 수도 있다.

실제 얼마전 나노기술을 이용해 당뇨병 환자가 인슐린 주사를 매일 맞는 대신 간편하게 먹을 수 있고 효과적으로 몸안에 흡수될 수 있게 하는 새로운 약물 전달체가 국내 연구진에 의해 개발돼 화제가 된 적이 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 의과학연구센터 정서영 박사팀이 지난 99년부터 3년여 동안 생명과학기술(BT)과 나노기술(NT)을 접목시켜 개발한 약물 전달체 '나노큐비클'이 그것이다.

이는 당뇨환자가 식사 전에 개발된 먹는 인슐린을 미리 복용하면 혈당증가의 위험 없이 안전하게 식사를 할 수 있고, 일반적으로 학계나 제약업계에서는 먹는 인슐린의 흡수효율이 10%이상이면 상품가치가 있는 것으로 평가받고 있다. 정 박사팀이 개발한 '먹는 인슐린' 전달체인 나노큐비클은 인슐린을 포함하는 300나노미터 크기의 작은 알갱이들로 이루어져 있다. 또 나노큐비클은 미국 식품의약청(FDA)에서 식품첨가물로 허가받은 원료로 만들어져 독성이 전혀 없고 먹을 수 있게 제조돼 그 동안 매일 인슐린 주사를 맞아야 하는 고통으로부터 당뇨병환자들을 해방시켜줄 수 있을 것으로 기대된다.

오는 2005년 이후 전세계 경구용 당뇨병 치료제 시장은 최소 10조원 이상이 될 전망이며, 먹는 인슐린 전달 기술의 세계적인 시장가치는 현재로도 연간 약 5000억원에 이르는 것으로 평가받고 있다.

이렇듯 나노기술은 그 응용분야게 무궁무진하다. 그러나, 국내의 나노기술 수준은 선진국에 비해 크게 떨어지는 것이 사실이다.

전문가들은 '우리나라의 나노기술이 선진국에 비해 5∼6년 뒤떨어져 있다'고 분석하고 있다. 실제 지난해 한국의 나노기술 투자액은 589억원(4500만달러)으로 미국의 연구개발 예산 4억2300만달러의 10% 수준에 불과한 것으로 나타나고 있다. 더구나 창의적 연구와 기초 연구가 부족한 형편에 전문연구인력이나 핵심 연구장비 또한 절대적으로 부족한 실정이다.

화장품 산업도 예외가 아니어서 수십억원에 달하는 연구장비는 메이저 업체 몇 개를 제외하면 나머지 업체는 나노기술과 관련된 기술 및 신소재 개발은 모두 아웃소싱을 하고 있는 형편이다.

☞ 국내 기술력, 선진국 비해 10% 수준에 불과

미국 로욜대 세계 기술 평가 센터(WTEC)가 분류한 종합 평가 기준에 따르면 우리나라 나노기술 수준은 5개 항목에서 총 42점에 그친 것으로 조사됐다. 분야별로 살펴보면 나노구조체 합성, 나노소자, 벌크 나노소재에거 각각 10점, 바이오나노와 대표면적 소재는 각각 6점으로 미국의 164점에 비해 4분의 1 정도에 머문 것으로 나타났다. 이는 일본 151점, 유럽의 149점에 비해 현격히 떨어지는 수준이다.

국내에서 나노기술을 제대로 연구하는 곳이 드문 것은 사실이다. 대기업의 경우 반도체 관련 기업인 삼성전자와 하이닉스반도체, 섬유 및 화학업체 정도며, 다수의 벤처기업이 설립돼 연구 중이지만 아직까지 개발실적이 미미한 실정이다.

그러나 세계적으로도 나노기술은 아직 걸음마 단계이기 때문에 지금부터 박차를 가한다면 10년 후쯤 응용기술을 통한 본격적인 산업화가 가능하다는 낙관론이 지배적이다. 물론, 한국이 탄탄한 재정지원과 연구인력을 확보한 선진국들과 단순 경쟁을 하는 것은 무리라는 지적도 나오고는 있으나, 지난달 초 과학기술부에서 나노기술에 연구 개발 예산비용으로 2006년까지 8300억원을 지원키로 하는 등 청사진도 속속 등장하고 있다.

또한, 최근 국내 대학을 중심으로 나노기술이 성공을 거듭하고 있다. 경상대 재료공학과 신동우 교수팀이 실험실 창업을 통해 설립한 (주)나노에서 나노분말 개발 성공 및 자체 공장을 통한 생산을 하고 있으며, 포항공대 화학과 김광수 교수팀은 전세계적으로 가장 가늘고 집적도가 높은 나노線 배열에 성공했다. 또 전북대 섬유공학과 김학용 교수팀은 100나노미터 굵기 수준의 섬유로 구성된 부직포 양산화 원천기술 개발에 성공했다.

이렇듯 나노기술은 전 산업에 걸쳐 응용되고 있으며, 미래의 전략 기술로 평가받고 있다. 화장품 산업이 기술 흐름도 최근들어 우수한 효능을 나타내는 기능성화장품으로 집중되고 있어 나노기술의 적용 범위가 크게 늘어나고 있다. 나노기술을 기능성 화장품 제형에 적용해 물리화학적으로 불안정한 생리활성물질을 안정화하며, 피부에 흡수시킴으로써 원하는 효능을 극대화한다는 데 그 의미가 있을 것이다.

특히, 미백 등 불안정한 원료들을 나노기술을 이용해 외부환경으로부터 안정화하고, 생리활성 물질을 나노입자에 담아 안정하게 피부 속으로 흡수시켜 피부 자극을 최소화하고 미용효과를 높이는 기술로도 발전할 수 있을 것이다.

☞ 나노(Nano)란?

나노란 그리스어로 '난쟁이'를 뜻하는 '나노스(Nanos)'에서 유래했다. 10억분의 1m를 뜻하며, 1nm은 머리카락 굵기의 5만분의 1에 해당한다. 나노상태의 세계에서 일어나는 전자의 파동 성질과 원자 상호간 반응을 활용해 새로운 물질을 합성하는 것이 바로 나노기술이다.

애초 현 반도체 미세기술을 극복하는 대안으로 연구가 시작됐으며, 국내에 나노기술이 소개된 것은 1980년대초 미국유학파들에 의해서다.

주간 코스메틱 게재(2002년 4월)
[테마기획] - 나노 화장품

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