우리얘기

산화신기전에서 2단 로켓격인 지화가 분리되는 순간(2009년 11월 발사시험에서)

이륙하는 대신기전의 발사모습. 길이 5.5m 무게 3kg의 초대형 로켓화기인 대신기전과 산화신기전(2010년 5월 21일 고흥 비행센터 활주로)

직접 메탄올 연료전지는 새로운 에너지 전환장치의 하나로 각광받고 있지만, 전기 생산과정에서 메탄올이 이산화탄소로 완전히 산화되지 않고, 수많은 반응 중간 생성물이 만들어져 효율이 떨어지는 단점이 있습니다.

직접 메탄올 연료전지와 같이 저온에서 작동하는 연료전지의 효율성을 높이려면 물의 양과 분포를 최적으로 유지하는 것이 중요하기 때문에 연료전지내 물의 분포도를 구하는 연구가 많이 수행되고 있습니다.

이에 각국의 연구팀은 연료전지의 화학반응 추적을 위해 작동 중이던 연료전지를 해체하고 시료를 채취하여 분석했기 때문에 정확한 측정이 어려했습니다.

□ 한국기초과학지원연구원 한옥희 박사팀이 작동중인 직접 메탄올 연료전지를 해체하지 않고도 전기 생산과정에서 발생하는 화학반응 추적에 성공해 연료전지의 상용화를 앞당기는 토대를 마련하게 됐다.

연구팀은 직접 메탄올 연료전지를 독창적인 'in situ 핵자기 공명 분광기법(in situ NMR spectroscopy)'을 이용해 직접 메탄올 연료전지의 화학반응 추적에 세계 최초로 성공했습니다.

여기에는 연구팀은 자체 개발한 '토로이드형 핵자기 공명용 탐침'이 이용됐습니다.

연구팀은 화합물의 규명과 정량 분석에 유리한 핵자기 공명 기법의 장점에 In Situ 기법을 추가하여, 운영하는 상태의 연료전지에서 일어나는 전기화학반응을 추적했습니다.

연구팀은 직접 메탄올 연료전지를 작동시킨 후, 중수소 핵자기 공명 분광 스펙트럼을 구하는 작업의 반복을 통해 전기 화학반응 추적이 이뤄졌으며, 이를 반응시간 동안 발생한 전하량 측정한 데이터와 비교 분석해  전기 생산과 관련된 메탄올 산화 반응과 전기 생산과 관련이 없는 메탄올의 산화반응 모두에서 PtRu/C 촉매가 Pt/C촉매보다 메탄올의 완전 산화율이 더 높은 촉매임을 처음으로 확인했습니다.

이처럼 서로 다른 재료의 연료극 촉매를 사용하는 직접 메탄올 연료전지의 내부 화학반응을 비교 분석함으로써, 보다 우수한 재료의 연료극 촉매를 개발 할 수 있는 토대가 마련됐습니다.

특히 핵자기 공명 영상(MRI) 없이도 개발된 토로이드형 핵자기 공명용 탐침을 사용하면 연료전지내 화합물들의 분포도를 구할 수 있음을 입증한 것으로 물을 포함한 연료전지의 전기화학반응 전후 화합물들의 이동 경로 추적 가능성을 보여주었습니다.

이번 연구결과는 응용화학 분야 세계 최고의 학술지인 '앙게반테 케미' (Angewandte Chemie International Edition)의 3월 인터넷판에 게재됐습니다.
(논문명 : Observation of Methanol Behavior in Fuel Cells In Situ NMR Spectroscopy, IF=12.730)

직접 메탄올 연료전지에서 반응이 진행함에 따라 메탄올 신호(3.3 ppm)의 크기는 감소하고 하이드록실 (4.8 ppm)신호의 크기는 증가함을 알 수 있다.
스펙트럼상의 숫자는 일정 전류하에서의 연료전지의 누적 반응 시간을 의미하며, 하단의 밑줄친 숫자는 전기적으로 circuit이 연결되지 않은 누적 시간을 의미한다.
동일한 시간 동안 진행된 반응에서 Pt/C에서의 메탄올의 감소가 상대적으로 빠른 것을 볼 수 있다.
이는 같은 전류 생산에 더 많은 메탄올을 사용 한 것을 의미하고 따라서 메탄올의 완전 산화율이  줄어든 것을 의미한다.
전기적 circuit이 연결되지 않은 상태에서의 메탄올 감소량을 비교했을 때 Pt/C 촉매에서 PtRu/C보다 시간당 메탄올 감소율이 작았다.
따라서 직접적인 전기 생산과 관련 없는 메탄올의 산화반응에서도 Pt/C에서 상대적으로 산화반응이 느림을 알 수 있다.

토로이드형 In Situ 핵자기 공명 탐침을 이용한 화합물의 공간 분포 측정.

핵자기 공명 신호의 검출을 위해 토로이드의 outer conductor와 central conductor 사이의 공간에 발생하는 B1 자기장의 세기가 central conductor의 중심에서 r 방향으로 선형적으로 감소하는 성질을 이용하면 r 값에 따른 화합물의 분포를 측정할 수 있음을 보여준다.
(a) 세겹의 튜브중 제일 안쪽(파랑)에 D2O, 가운데(빨강)에 CD3OH, 제일 바깥(노랑)에 DCOOD/D2O를 넣고 측정한 2D 핵자기 공명 스펙트럼. 물질의 종류는 가로축을 따라 나타나는 chemical shift (ppm) 값으로 부터 공간적인 분포는 세로축에 나타나는 위치 (r-1)에 따라 구별할 수 있음을 동시에 보여준다.
(b) 동일한 방법으로 0.1 mm 두께의 분리막 내외에 분포한 CD3OH(빨강)와 D2O(파랑)를 관찰한 것이다. 일반적으로 연료극-전해질-공기극으로 구성된 메탄올 연료전지의 전극집합체 (metal-electrolyte assembly, MEA)의 두께가 약 0.5 ~ 1 mm이므로 메탄올 연료전지의 연료극-전해질-공기극에 존재하는 메탄올과 반응 생성물의 분포를 구분해 낼 수 있음을 보여준다.

<토로이드형 핵자기 공명용 탐침>   토로이드형 핵자기 공명 탐침은 일반적으로 액체시료에 사용하는 헬름헐츠코일이나 고체 시료에 사용하는 솔레노이드코일과 달리 솔레노이드코일의 양끝을 이어놓은 듯 생긴 토로이드 코일이나 이와 같은 원리를 이용하는 원통형 토로이드 캐버티 디텍터를 사용한다. 다른 코일들과는 달리 라디오파에 의해 생성되는 자장이 코일안에만 존재해서 오로지 토로이드 코일안에 있는 시료에서만 핵자기 공명 신호를 감지하는 특징이 있다. 또한 핵자기 공명 영상 장치가 없어도 각 화합물의 2차원 영상을 코일 내부의 반지름에 대해 구할 수 있어 화합물들의 공간적 분포도를 구할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 연료전지 관찰에 적합하게 내부 도체(central conductor)를 막대기 형태에서 원통형으로 변경하고 액체 연료와 배출액의 출입을 위한 튜빙들이 내부 도체의 원통을 거치게 함으로써 튜빙내에 있는 액체에서는 신호를 감지하지 못하게 하고 연료전지에 존재하는 화합물들만 관찰할 수 있게 개발하였다. 연료전지의 In Situ 핵자기 공명 연구를 위한 토로이드형 탐침 (a) 토로이드형 탐침의 전체구조. (b) 직접 메탄올 연료전지가 gasket에 둘러싸여 central conductor에 결합된 모습으로 T1과 T2는 메탄올의 공급과 배출, T3와 T4는 산소의 공급과 배출을 위한 튜브들이다. (c) 연료전지로 감싸인 central conductor를 outer conductor에 삽입해 탐침이 완전히 조립되었을 때의 모습.

사람의 몸을 매질로 삼아 주변의 전자기기와 통신이 가능하게 하는 ETRI(한국전자통신연구원)의 '인체통신기술'이 미국전기전자학회(IEEE) 기술표준위원회에서 세계 최초로 국제표준으로 채택됐습니다.

인체통신기술이란 사람의 몸을 전선과 같은 매개물질로 활용해 별도의 전력 소비 없이 인체에 통하는 전류를 이용하는 기술로, 사람의 팔, 다리 등 신체를 이용해 사진, 동영상, 음악파일 등의 데이터를 전송할 수 있습니다.
 
이번에 공표된 표준은 인체주변 영역에서의 전자기기나 바이오센서간의 통신을 위한 표준(IEEE 802.15.6)으로, 무선주파수를 사용하는 UWB, NB 기술과, 인체 매질을 이용하는 인체통신기술을 주요 내용으로 합니다.

특히 이 중 ETRI가 세계 최초로 개발하여 원천특허를 확보하고 있는 '주파수 선택형 디지털 전송' 방식은 RF 회로나 주파수 변조 과정 없이 디지털 신호만을 이용하여 채널특성이 우수한 주파수 대역을 선택할 수 있는 방식으로, 기존 통신방식에 비해 전력소모를 획기적으로 줄이면서 우수한 통신성능을 확보할 수 있는 신기술입니다.

 용  어  설  명

IEEE 802.15 :
비교적 짧은 거리의 개인영역 (PAN : Personal Area Network) 무선통신을 위한 표준

UWB(Ultra Wide Band) :
초광대역의 주파수를 사용하는 고속/저전력 통신기술을 의미

NB(Narrow Band) :
협대역의 주파수를 사용하는 저속 통신기술을 의미

RF(Radio Frequency) :
무선통신에 사용되는 주파수를 통칭하여 RF라고 함

방사선 돌연변이 육종(radiation mutation breeding) 기술은 식물 종자나 묘목에 방사선을 조사해서 유전자나 염색체 돌연변이를 유발한 뒤 후대에서 우수한 형질을 갖는 돌연변이체를 선발, 유전적인 고정 과정을 거쳐 새로운 유전자원을 개발하는 기술입니다.

자연 상태에서도 낮은 빈도로 돌연변이가 발생하는데 방사선 자극을 통해 돌연변이 발생 빈도를 높여주는 육종 기술로, 인위적으로 외래 유전자를 집어넣는 유전자변형기술(GMO)과 달리 안전성이 입증돼 벼, 콩 등 식량작물 개량과 화훼류 및 과수류 신품종 개발에 활발하게 이용되고 있습니다.

한국원자력연구원 첨단방사선연구소가 방사선 돌연변이 육종 기술로 개발해 국가품종목록으로 등록한 신품종 벼 및 콩 종자를 전국 농가 및 기관에 무상 분양합니다.

품목은  벼 10종(원평, 원광, 원미, 원청, 원추, 원품, 원해, 원명, 흑선찰벼, 녹원찰벼) 1629㎏, 콩 1종(조생서리) 37㎏ 등 신품종 종자 11종 약 1.7t으로 전년 대비 60% 증가했습니다.

수혜 대상은 농가 170곳과 시군 농업기술센터 등 15개 기관입니다.

첨단방사선연구소는 육종시험장에서 자체 증식한 종자를 대상으로 지난해 12월부터 올 2월말까지 분양 신청을 접수 받았으며, 종자량의 제한 때문에 1개 농가 또는 기관 당 벼는 품종별 5㎏, 콩은 1㎏ 씩 분양합니다.

올해 분양 신청은 지역별로 보면 정읍, 김제 등 전북이 114건으로 절반 가량 차지했고, 다음으로 충남, 전남, 부산, 경기도 순이었습니다.

품종별로는 녹색 찹쌀인 녹원찰벼에 대한 신청이 가장 많았고, 흑갈색 찹쌀인 흑선찰벼와 내염성이 강한 원해벼가 그 뒤를 따르고 있습니다.

한국원자력연구원 첨단방사선연구소 방사선육종연구팀은 방사선 돌연변이 육종 기술을 이용해서 신품종 종자를 개발, 국가품종목록에 등재한 뒤 2006년부터 농가에 무상 보급하고 있습니다.

방사선육종연구팀은 벼, 콩 등 식량작물 이외에도 화훼류 및 신품종 자원식물을 비롯한 새로운 유전자원 보급도 진행 중입니다.

방사선 돌연변이 육종 기술로 개발한 분재용 무궁화 '꼬마'에 대한 품종실시권을 기업에 이전해 해당 업체에서 상업화를 추진하고 있으며, 신품종 국화(ARTI-queen, ARTI-purple 등)의 경우 올해 농가 실증 재배를 추진할 예정입니다.

최근 친환경 산업소재로 각광 받고 있는 케나프의 경우, 국내에서 채종 가능한 신품종 '장대' 개발이 완료돼 품종보호권 획득을 위한 품종심사가 진행 중으로, 품종 등록이 완료되면 종자 보급과 함께 대단위 재배단지 조성을 추진할 계획입니다.

<연도별 방사선육종 신품종 종자분양 현황(2006～2012)>

<2012년도 지역별 종자분양 현황>

방사선 돌연변이 육종 벼 신품종

KAIST 신소재공학과 백경욱 교수가 최근 미국에서 열린 ‘2012 범태평양 마이크로일렉트로닉 심포지움’에서 최우수논문상을 수상했습니다.

백 교수는 이번 심포지움에서 ‘이방성전도접착제 기술의 재료와 공정 측면에서의 발전(Recent Advances in Anisotropic Conductive Adhesives Technology : Materials and Processes)’ 논문을 발표했습니다.

백 교수가 발표한 이 논문에는 지난 15년 간 연구한 디스플레이, 반도체 전자 패키징 기술의 핵심재료인 이방성전도접착제(ACAs) 재료와 공정기술에 대한 연구결과가 집대성되어 있습니다.

이 같은 연구결과는 새로운 이방성전도접착제 재료와 초음파 접속장비 분야에서 매우 혁신적인 기술로 평가 받았습니다.

백 교수는 이번 심포지엄에서 새로운 이방성전도접착제의 재료분야에 대한 두 가지의 혁신적인 기술을 발표했습니다.

그중 하나는 나노파이버 기술을 이방성전도접착제에 접목한 것으로, 이 기술은 기존 디스플레이용 극미세피치 반도체 전기 접속의 한계를 극복하고, 나노기술을 성공적으로 전자패키징 재료에 적용한 것입니다.

현재 이 분야 원천특허를 바탕으로 상용화가 진행 중으로, 상용화에 성공하면 일본 제품이 주도하는 세계시장을 석권할 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

또 다른 하나는 솔더 입자를 사용해 기존 이방성전도접착제의 기술적 한계였던 전류 흐름성에 대한 한계와 신뢰성을 대폭 개선한 것으로 이 또한 휴대전자제품용으로 상용화를 추진 중입니다.

이와 함께 기존 열 압착 공정을 새로운 초음파공정으로 성공적으로 대체하는 공정 분야의 혁신적인 사례를 함께 보고해, 앞으로 모든 열 압착 장비를 대체할 수 있는 파급 효과가 매우 큰 연구 성과로 인정받았습니다.

초음파 공정개발 역시 곧 상용화 될 전망입니다.

백 교수는 지난 10여 년 동안 이방성전도접착제 분야에서 최다 논문을 게재하는 등 국내외적으로 전자패키징 재료 및 공정기술 개발에 핵심적 역할을 수행하고 있습니다.

<백경욱 교수> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 공과대학 신소재공학과 2. 학    력 ○ 서울대학교 금속공학과 학사 1979 ○ KAIST 재료공학과 석사 1981 ○ Cornell University 재료공학과 박사 1989 3. 경력사항 ○ 2011. 7.~현재 KAIST 연구 부총장 ○ 2008. 2.~2010. 7. KAIST 학생처장 ○ 2004. 9.~현재 KAIST 교수 ○ 1999. 3.~2004. 8. KAIST 부교수 ○ 1995. 3.~1998. 2. KAIST 조교수 ○ 1989. 7.~1995. 2. 미국 General Electric 연구센터 책임연구원 ○ 1985. 8.~1989. 6. 미국 Cornell University 연구조교 ○ 1982. 3.~1985. 7. 한국과학기술연구원 (현 KIST) 연구원 4. 주요연구실적 ○ 2002 ECTC Best Poster Award 수상 IEEE/CPMT ○ 2004 ECTC Outstanding Paper Award 수상 ○ 2009년 11월 13일, 특허청과 교과부 후원 "공공 R & D IP 협의회 창립총회" 전국 대학기술이전수입 상위 연구자 중 전국 5위 수상 ○ 2003.01.01-2003.12.31 Embedded Capacitor 재료 개발 및 특성평가, 유망 전자 부품 기술개발사업(산자부) ○ 2003.03.01-2006.02.28 내장형 커패시터 및 내장형 레지스터를 이용한 기판 제작 공정, 우수연구센터(한국과학재단) ○ 2003.09.01-2006.08.31 반도체 알루미늄 패드에 형성된 니켈 필름의 전자 패키징 활용에 대한 연구, 특정기초연구사업(한국과학재단) ○ 2004.08.01-2005.07.31 스크린 프린팅을 이용한 내장형 커패시터 제작용 polymer/ceramic 복합체 재료 기술 지원, 부품소재종합기술지원사업(부품소재통합연구단) ○ 2004.07.31-2006.07.30 유전체 세라믹/고분자 하이브리드 소재의 유전특성 및 시뮬레이션 기술개발, 핵심연구개발사업/한국과학기술연구원(KIST) ○ 2004.08.01-2007.07.31 무연솔더 볼 잉크분사 공정재료 개발, 청정생산기술개발사업(산자부) ○ 2005.07.01-2008.06.30 ACF/NCF 소재에 따른 CCM용 COF접합 공정의 품질평가와 최적화 기술 개발, 중기거점기술개발사업(산자부) ○ 2005.08.01-2006.07.31 폴리머/세라믹 복합체 내장형 커패시터 필름 개발 및 공정 개발, 부품소재기술개발사업(부품소재진흥원) ○ 2006.03.01-2009.02.28 3-D stack SIP용 decoupling/bypass용 내장형 커패시터 재료 및 공정 기술 개발, 우수연구센터(한국과학재단) ○ 2006.05.01-2007.04.30 Cu/SnAg 더블 범프 플립칩 개발을 통한 Cu/SnAg 범핑사업 지원, 부품소재종합기술지원사업(한국부품소재산업진흥원) ○ 2006.03.01-2009.02.28 ACF/ACP적용 웨이퍼 레벨 패키지 개발, 선도기반기술개발사업(정보통신부) ○ 2006.07.31-2007.07.30 유전체 세라믹/고분자 하이브리드 소재의 유전특성 및 시뮬레이션 기술개발, 핵심기술개발사업(산자부) ○ 2007.03.01-2009.02.28 Fabrication and characterization of embedded capacitor & resistor materials for system in package(SIP), 선도기반기술개발사업(정보통신연구진흥원) ○ 2007.06.01-2008.07.31 차세대 반도체 패키지용 Fine Pitch Au Bonding wire, 부품소재기술개발사업(부품소재진흥원) 5. 출판 ○ 약 130여편의 국제 학술 논문 및 수십 건의 국제 및 국내 특허 보유

대덕특구 벤처기업 ㈜비케이가 수돗물 정수과정에서 발생하는 슬러지을 이용해 악취 개선효과가 뛰어난 탈취제 개발에 성공했습니다.

이번에 개발된 기술은 폐 부산물에 포함된 실리카와 알루미나 성분이 흡착기능과 촉매기능을 활성화시켜 다양한 종류의 악취발생원을 효과적으로 제거하는 것이 특징입니다.

특히 이번에 개발한 탈취제는 새집증후군의 원인으로 지목되고 있는 VOC(휘발성유기화합물)의 제거도 가능한 것으로 공인시험 결과 확인됐습니다.

 이번 기술개발로 매립에 의존하던 정수시설 부산물을 친환경 녹색제품의 원료로 사용함에 따라 매립비용 및 공간문제 해소는 물론 제조원가의 절감효과와 수입대체효과도 기대되고 있습니다.

실제 대전시상수도본부의 정수 슬러지 처리비용은 연간 2억 원에 달합니다.

㈜비케이는 이번 기술개발에 대해 특허 취득하고 환경부 녹색기술인증도 받았습니다.

녹색기술 인증을 받으면 기술보증 확대, 우수제품 인증, 특허심사 우대 등의 정부지원이 강화됩니다.

㈜비케이는 또 탈취제로 악취를 제거한 가축분뇨를 고열량 난방연료로 만드는 기술을 개발하고 특허를 출원한 상태입니다.

㈜비케이는 현재 가정용 '오도-캅'과 산업용 '엑스-데오' 제품을 생산 중입니다.

유전자변형작물 GMO는 유전자재조합기술을 이용해 어떤 생물체의 유용한 유전자를 다른 생물체의 유전자와 결합시켜 특정한 목적에 맞도록 유전자 일부를 변형시킨 생물입니다.

GMO는 우리 생황과 이미 밀접한 식량작물 외에도 가축사료나 의약품, 에너지원 등을 만드는 데 광범위하게 사용되고 있습니다.

그러나 유전자변형식품에서 아직 발견하지 못한 독성이 가져 인체에 해를 끼칠 수 있다는 논란이 계속되고 있습니다.
 
□ 실제 지난 2002년 영국에서 GMO 사료를 실험하는 과정에서 T-25 유전자조작 옥수수 사료를 먹은 닭의 사망률이 일반 닭보다 2배나 높았다고 보고된 바 있습니다.

또 앞서 1998년 영국에서는 쥐에게 GMO 감자를 먹인 푸스타이 박사의 실험이 일반에 공개되면서 충격을 준 바 있습니다.
 
이 실험 결과, 태어나면서부터 110일간 GMO 감자를 먹은 쥐들에게서 면역기능 저하와 함께 뇌 수축과 주요 장기 손상이 나타났습니다.

그런데 더욱 놀라운 것은 발표 후 해당 연구소가 푸스타이 박사를 해고한 것입니다.

그리고 최고 권위의 영국왕립학회마저 실험 설계가 부적절하고 실험 대상이 불확실하다며 푸스타이 박사 실험 결과를 애써 외면하려 했습니다. 

바로 과학이 자본의 영향을 받았기 때문입니다.

이에 대해 지난 2006년 유럽 13개국의 저명 과학자 22명이 이 실험을 재연한 결과 푸스타이 박사의 연구 결과가 맞았음을 확인했습니다.

그러나 유전자조작을 경영 논리로 접근하는 기업이 있는 한 이 같은 문제는 더욱 심각해 질 것입니다.

□ 일례로 제초제를 개발하는 미국의 한 업체는 모든 녹색 식물을 죽이는 제초제를 개발한 뒤 다시 이에 견디는 GMO 콩을 개발했습니다.

그리고 시장에 이 제초제와 GMO 콩을 함께 판매하는 마케팅을 전개했습니다.

당시 사람들은 이 콩 말고도 다른 수 많은 종자들이 있기 때문에 이를 간과했습니다.

그러나 1996년 당시 이 콩의 미국 시장 내 점유율은 2%에 불과했지만, 2008년에는 점유율이 무려 90%까지 올랐습니다.

그러나 이 GMO 콩의 유해성은 지금까지 누구도 검증하지 않았고, 검증하기도 어려운 채 현재 가장 많이 팔리는 콩이 되었습니다.

자본이 자신들의 껄끄러운 사실을 숨기려하기 때문입니다.

국제 바이오안전성의정서에는 우리나라를 비롯하여 162개국이 가입했는데, 유전자변형작물 재배면적의 70% 이상을 점유하고 있는 미국, 아르헨티나, 캐나다, 우루과이, 호주, 칠레 등은 비당사국입니다.

이처럼 유전자변형작물(GMO)에 대한 유해성 논란이 갈수록 사회 이슈화되고 있는 가운데 우리나라 GMO개발과 재배, 인식 등을 망라하는 통계가 발표돼 주목받고 있습니다.

□ 한국생명공학연구원 바이오안전성정보센터(KBCH)는 웹사이트(www.biosafety.or.kr)를 통해 국내 유전자변형생물체의 연구개발, 위해성 심사, 수입 승인, 작물 재배, 공공인식 등 개발에서 소비에 이르는 주요 통계를 발표했습니다.
 
◆유전자변형생물에 대한 인식은

유전자변형생물체(LMO·GMO)는 유전자재조합기술 등 현대 생명공학기술을 이용해 새롭게 조합된 유전물질을 포함하고 있는 것은 제초제 내성 콩이나 해충저항 옥수수 등 식물, 형광물고기 등 동물, 효소생산 미생물 등 그 범위가 광범위합니다.

KBCH가 전국 성인남녀 1000명을 대상으로 지난해 말 실시한 인식조사를 보면, 우리나라 국민들의 유전자변형생물체(LMO)에 대한 인지도는 전년대비 4.6% 상승했습니다.

응답자의 대부분은 취급·보관·유통(88.1%), 표시제(88.1%), 수입(86.3%), 연구개발(77.8%) 등 유전자변형생물체에 관한 거의 모든 부분의 규제가 필요한 것으로 생각하고 있었습니다.

LMO의 필요성에 대한 인식도 의학 분야와 식료품 분야의 차이가 발생했습니다.

LMO 제품을 구입할 의사가 있는 제품으로는 산업바이오·바이오화학(57.6%), 의료·의약(57.4%), 바이오에너지(56.7%) 분야가 높았고 축산제품(17.5%), 식품·농산물(27%)의 구입의향은 매우 낮았습니다.

◆우리 주변의 유전자변형생물

생명연이 밝힌 유전자변형생물체 관련 연구시설은 지난해 말 현재 1936개소가 신고돼 그 중 1798개소가 운영 중입니다.

이 가운데 위해 등급이 높은 29개 연구시설은 엄격한 허가 절차를 받아 운영하고 있습니다.

지난해 시험·연구를 목적으로 국내에 수입된 유전자변형생물체는 쥐와 대두 등 총 239건으로 2008년 이후 매년 증가 추세에 있습니다.

또 지난해 GMO의 위해성 심사는 식품용으로 콩 3종, 옥수수 2종과 함께 미생물 1종이 처음으로 승인됐고, 사료용으로는 콩 3종, 옥수수 8종, 면실 2종이 심사 승인됐습니다.

이에 따라 2008년 이후 식품용으로는 7개 작물, 1개 미생물 등 총 76건에 대해 위해성심사 승인됐는데, 작물별로는 콩 8건, 옥수수 41건, 면실 14건, 감자 4건, 카놀라 6건, 사탕무 1건, 알팔파 1건 등입니다.

사료용으로는 5개 작물, 총 71건에 대해 위해성심사가 승인됐고, 작물별로는 콩 9건, 옥수수 40건, 면실 15건, 카놀라 6건, 알팔파 1건 등입니다.

전체 수입 규모는 지난해 콩, 옥수수, 면실 등 농산물 27억 달러(785만 t) 규모에 달합니다.

이 가운데 콩은 4.7억 달러(85만 t) 규모가 수입 승인돼 주로 식용유 제조에 이용됐고, 옥수수는 22억 달러(687만 t) 규모가 수입승인 돼 사료, 전분, 전분당 제조용으로 이용됐습니다.

우리나라는 지식경제부를 포함한 6개 중앙행정기관에서는 LMO법에 따라 용도별로 유전자변형생물체를 관리 중입니다.

이들 기관은 현재 제도의 운영상 나타난 일부 미비점 개선·보완 중이며, LMO법의 일부 개정안은 현재 국회에 제출된 상태입니다.

'2012년도 특구육성사업 시행계획'이 확정됐습니다.

올해 연구개발특구 육성사업에는 대덕 347억 원, 광주와 대구 각 70억 원 등 전년보다 13% 증가한 487억 원이 투입됩니다.

연구개발특구지원본부는 이를 통해 기술이전 100건, 향후 5년동안 매출액 2330억 원, 연구소기업 9개 설립 등 기술사업화 성과를 목표로 제시했습니다.

사업별로는 ▲연구소기업 육성, 특구간 공동기술사업화 등 특구기술사업화 부문 354억 원 ▲기술사업화 3-up교육 등 창업 성장지원 60억 원 ▲기술탐색이전, 기술사업화기획, 특구기술오픈마켓 등 우수기술 이전공급 부문 53억 원 ▲STP글로벌화, 네트워크 등 커뮤니티 및 글로벌 사업부문 20억 원 등입니다.

올해는 전년까지 5~6월경 시행되었던 사업공고 시점을 3월로 대폭 앞당겨 사업의 연내 수행 등 조기집행 여건을 조성하고, 적기에 차년도 사업을 기획하는 사업의 선순환 시스템을 구축한 것이 특징입니다.

우선 특구본부는 올해 성과중심의 사업추진을 위해 신규과제 평가에 있어 사업성을 대폭 중시할 방침입니다.

이를 위해 종전 R&D중심의 사업계획서 양식을 마케팅 로드맵 제시의무화 등 R&BD과제에 걸맞도록 보완하고, 과제선정 시 사업성 평가기준을 대폭 강화키로 했습니다.

또 각 특구별 특화분야를 중점 지원하고, 3개 특구를 연계하는 특구간 공동기술사업화 등 사업을 확대해 나갈 계획이다.

특히 올해에는 '이노폴리스캠퍼스 육성'과 융합기술연구생산센터 인프라를 활용한 '시작품 제작' 지원사업을 추진하고, '아이디어창업지원사업'을 확대하기로 했습니다.

이노폴리스캠퍼스 육성은 상대적으로 참여가 낮은 대학의 산학협력 역량을 활용해 기술애로지원 바우처사업과 창업아이템 검증사업 등 기업에 도움을 줄 수 있도록 하는 사업으로, 올해에는 2개 사업에 4개 대학을 선정할 예정입니다.

아이디어 기술창업지원 사업은 혁신적인 아이디어를 가진 예비창업자가 테크비즈센터(TBC)의 인프라와 각종 유무형 자원을 활용해 기술창업 성공률을 높이도록 지원하는 총체적 자원 제공 창업지원 프로그램입니다.

이 밖에도 금년 500억 원 등 3년간 총 1250억 원 규모의 특구펀드 조성을 통해 특구 기업이 겪는 기술금융애로를 해결하고, 특구육성사업과 연계지원을 통해 성과 극대화에 나선다는 방침입니.

상세한 내용은 지식경제부(www.mke.go.kr), 연구개발특구지원본부(www.innopolis.or.kr), 대덕테크인사이트(www.dit.or.kr) 홈페이지를 통해 확인할 수 있습니다.

현재 전기침은 치료 등 의료분야 뿐만 아니라 지방분해 등 비의료 분야에도 널리 사용되고 있는 추세입니다.

기존 전기침 치료기는 전선이 연결된 커다란 집게를 침에 연결해 전기 자극을 주는 방식으로, 환자가 움직이거나 선에 힘이 실리게 되면 침이 구부러지거나 뽑히는 등 불안정한 요소가 있습니다.

또한 기존 전기침 자극은 환자의 상태 및 치료 효과를 판단하는 데 있어 육안 혹은 환자의 느낌 등의 주관적인 요소가 컸습니다.

□ KAIST 전기및전자공학과 유회준 교수와 송기석 박사과정이 우리나라 전통 의학인 침을 응용한 '초소형 스마트 전기침 시스템'을 개발했습니다.

유 교수팀이 개발한 스마트 전기침은 크기가 동전만하고 성능은 뛰어나면서도 가격은 기존 전기침의 1/100 수준으로 저렴합니다.

윤 교수팀은 자체 개발한 직물형 인쇄회로 기판(Planar Fashionable Circuit Board, P-FCB)을 이용해 전기침을 몸에 직접 붙이는 패치형으로 만들어 초소형화를 실현했습니다.

여기에 지능형IC를 갖춰 치료 중 생체 신호를 감지해 환자의 상태를 모니터링 할 수 있습니다.

그러나 이 시스템은 전기침 치료를 하면서 사용자의 근전도 및 체온 등을 감지해 환자의 상태를 파악하면서 다중 생체 신호도 감지해 치료 효과를 보다 객관적으로 검증할 수 있습니다.

또 안정적인 자극을 위해 초저전력으로 제작, 코인 배터리만으로 연속 1시간 이상 동작이 가능해 충분한 치료시간을 확보했습니다.

송기석 박사과정이 개발한 '초소형 스마트 침 시스템'은 최근 세계적인 반도체학술대회인 국제고체회로설계학회에서 발표돼 국내외 관련분야 학자들로부터 많은 관심을 받고 있습니다.

<스마트 전기침 시스템>
『스마트 전기침 시스템』은 전기침 패치, 침, 그리고 전도성 실로 구성된다. 전기침 패치는 동전 500원 정도의 크기로 패치 안에 코인 배터리와 지능형 IC를 탑재하고 있다.
지능형 전기 자극 IC는 0.13㎛ 공정으로 설계가 되어 있으며 12.5㎟의 아주 작은 면적을 갖기 때문에 작은 패치 위에 쉽게 구현될 수 있다. 또한 전력 소모 역시 최대 6.8mW로 매우 낮기 때문에 탑재된 코인 배터리로 1시간 이상의 치료 시간을 보장할 수 있다.

<스마트 전기침 패치 구조>
『스마트 전기침 시스템』의 패치는 크게 3개의 계층으로 구성이 된다. 1) 표면 전극층, 2) 전원층, 3) 회로층이다. 3) 회로층에는 전기 자극 IC와 코인 배터리가 탑재되고 전기 자극 IC와 침은 전도성 부직포와 전도성 실을 통해서 편리하고 안정적으로 연결이 될 수 있다.

<스마트 전기침 패치 구조>
『스마트 전기침 시스템』을 사용하여 전기 자극을 하는 방식을 사용하는 침의 개수에 따라 2가지로 나눌 수 있다. 1) 단일 지점 전기 자극 방식 : 하나의 침과 전기침 패치의 표면 전극 사이에 전류 자극을 하는 방식, 2) 양 지점 전기 자극 방식 : 두 개의 침 사이에 전류 자극을 하는 방식이다.

<기존 전기침과 스마트 전기침 시스템의 비교>
『스마트 전기침 시스템』은 500원짜리 동전 정도의 크기로 매우 작으며 직물위에 회로를 직접 인쇄하는 P-FCB 기술을 이용하여 이물감이 거의 느껴지지 않을 정도로 가볍게 제작되었다.
그리고 기존의 전기침과는 달리 복잡한 전선의 연결이 필요 없어 환자가 움직이는데 제약이 없다. 스마트 전기침 시스템은 전기 자극을 하면서 전기침 패치의 표면 전극을 통해 환자의 근전도 및 체온 정보를 수집/전송하여 환자의 상태에 따라 전기 자극 강도를 자동으로 조절할 수 있다.

<스마트 전기침 시스템 구성도>

스마트 전기침 시스템의 IC는 크게 4부분으로 구성된다.
1) 전기 자극부는 1~500Hz의 40uA~1mA의 자극 전류 펄스를 만들어 낸다.
2) 다중 모드 센서부는 전기 자극 중 근전도와 온도를 매우 낮은 소모 전력으로 감지한다.
3) 감지된 근전도와 온도 정보는 SoC 제어부의 on-chip 메모리에 저장이 된다.
4) 이후 저장된 근전도와 온도 정보는 인체 매질 통신부를 통해서 외부로 전송이 되어 시술자 및 사용자에게 나타나게 된다.