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  나노뉴스
  • 21세기 과학혁명, 나노기술은 어디까지 가나?

  • ▲ 과학기술분야에서 20세기와 21세기를 가르는 가장 뚜렷한 특징

    
    과학기술분야에서 20세기와 21세기를 가르는 가장 뚜렷한 특징 가운데 하나는 ‘나노기술\'이라 할 수 있습니다. 20세기가 ‘마이크로기술’의 시대였다면 21세기는 ‘나노과학기술’이 지배할 것이라는 말도 있습니다. 마이크로기술은 트랜지스터에서 반도체에 이르기까지 주로 정보통신산업을 발달시켰습니다.
    
    
    나노기술은 훨씬 넓고 깊게 과학기술의 혁명을 예고합니다. 전자 및 정보통신은 물론 기계, 에너지, 환경, 우주항공, 식량, 건강, 기후변화 등 물질현상의 거의 모든 분야에서 인류가 지금까지 경험하지 못했던 엄청난 변화가 예상되기 때문입니다.
    
    
    ‘은나노 세탁기’ ‘은나노 양말’ ‘나노화장품’ 등 이미 우리 생활 속에서 ‘나노’라는 단어는 익숙하다. 길거리 간판에서도 ‘나노’라는 단어가 심심치 않게 눈에 띕니다. 과학은 자연현상을 관찰하여 원리를 밝히고, 기술은 과학이 밝혀낸 원리를 이용하여 인간에게 유용한 물질과 시스템을 만듭니다. 나노기술이 오늘날 산업화로 이어지기에 앞서 나노과학은 훨씬 오래 전부터 연구돼 왔습니다.
    
    
    나노과학의 시조로 일컬어지는 사람은 1965년 노벨물리학상을 수상한 미국 캘리포니아 공과대학 교수 리처드 파인만(Richard P. Feynman)입니다. 1959년 파인만은 ‘바닥에는 풍부한 공간이 있다’는 제목의 연설을 했습니다. 파인만은 나노기술이 발달하면 브리태니커 백과사전에 들어있는 모든 내용을 머리 핀 하나의 작은 크기에다 기록할 수 있다고 말했습니다.
    
    
    최초의 나노물질은 1985년에 발견된 풀러렌입니다. 탄소원자 60개가 축구공 모양으로 결합된 형태였습니다. 이를 발견한 해럴드 크로토, 리처드 스몰리, 로버트 컬 등은 1996년 노벨화학상을 받았습니다. 뒤이어 산업적으로 활용도가 높은 물질로 주목받고 있는 탄소나노튜브(CNT)가 1991년 일본의 이지마 스미오 교수에 의해 만들어졌습니다.
    
    
    탄소는 석탄이나 연필심, 다이아몬드를 이루는 원소다. 나노기술로 탄소의 배열을 다르게 하니까 성질이 전혀 다른 물질로 변했습니다. 다이아몬드나 흑연은 전기가 통하지 않는 절연체입니다. 하지만 나노구조를 바꾸니 철강보다 몇 배나 강도와 탄성이 강하고, 전기도 잘 통하는 새로운 물질로 변했습니다. 여태껏 지구상에는 존재하지 않았던 전혀 새로운 물질이 만들어진 것입니다.
    
    
    에너지 분야에서도 나노기술은 기존 기술의 한계에 도전한다. 석유에너지의 고갈 우려가 커지고 있는 가운데 태양광은 신재생에너지로 큰 관심을 끌고 있습니다. 태양전지의 단점은 빛을 전기에너지로 전환시킬 때 에너지전환효율이 낮다는 점입니다. 전문가들은 태양전지 표면을 나노입자로 만들어 태양광이 쏟아지는 표면적을 획기적으로 넓힘으로써 효율을 높이려는 기술을 연구합니다.
    
    
    반도체 분야에서 나노기술은 ‘낸드플래시’라는 고집적 고용량 메모리를 만들어 냄으로써 오늘날 스마트폰 혁명을 가능하게 합니다. 나노기술은 물리, 화학, 소재, 농업, 생명공학, 우주항공, 전자 등 거의 모든 분야에서 필수적인 요소기술로 자리잡아가면서 21세기를 과거와는 전혀 다른 세계로 이끌고 있는 것입니다.

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