우리얘기

비소는 화학적으로는 금속과 비금속의 성질을 가지면서 준 중금속으로 분류되며, 다양한 화합물의 형태로 환경 중에 분포하는 주요 환경오염물질 중 하나입니다. 

비소는 맹독성 발암물질로 채광 및 제련, 화석연료 연소, 농약의 제조 및 사용, 목재 처리 등 다양한 경로를 통해 토양에 유입돼 인류와 생태계에 대한 직접적인 위해뿐만 아니라 2차적으로 지하수, 지표수, 농작물 오염을 유발하고 있습니다.

얼마전 나사는 독극물인 비소를 먹고 사는 슈퍼박테리아의 존재를 공개해 큰 반향을 불러일으키기도 했습니다.

비소의 유해성은 이온 상태나 화합물의 형태에 따라 다른데, 3가 비소 화합물이 5가 비소 화합물보다 더 유해하고, 무기비소 화합물이 유기비소 화합물보다 더 유해합니다.

무기비소 화합물은 비교적 이동이 자유롭기 때문에 식품이나 음용수에 오염되는 경우도 있습니다.

비소 및 비소화합물은 인간과 동물에서 발암성이 있는 것으로 알려지고 있어 국제암연구소(IARC)에서는 이를 인체 발암물질(group1)로 분류하고 있습니다. 

사람이 비소에 노출되는 주요 경로는 호흡기와 소화기계입니다.

일반적으로 금속 제련업, 살충제 제조업, 목재 운반 및 가공업 등 비소 화합물을 취급하는 사업장 근로자의 경우 호흡기를 통해 비소 화합물에 노출될 수 있습니다.

그러나 일반인들은 비소에 오염된 물이나토양에서 재배된 농작물 및 어패류 등의 섭취를 통해서 노출되고 있는데요.

연구 결과 무기비소에 노출된 사람들은 피부암 등 암 발생이 증가하는 것으로 나타나고 있습니다.

한국지질자원연구원 지구환경연구본부 김재곤 박사 연구팀은 비소오염 토양을 복원하는 기술인 ‘비소오염토양 세척복원기술’을 개발했습니다.

연구진은 오염된 토양을 환원제와 산을 함유한 세척액과 반응시키면 토양이 약산성을 띄면서 환원환경을 조성해 비소를 토양입자로부터 용출시키는 원리를 적용했습니다.

또 토양 세척 후 황산염과 비소를 함유한 세척액으로 인한 재오염을 막기 위해 산화제, 칼슘염, 응집제 등을 이용해 유해물질을 제거, 2차 오염을 방지하고 재활용 할 수 있도록 한 것도 특징입니다.

이 기술은 토양 1톤 당 처리비용이 15만 원 미만으로, 기존의 동전기추출, 열처리, 오염정화식재 등 기존의 복원법보다 경제적일 뿐 아니라 효율성도 훨씬 우수합니다.
 
지질연구원은 국내 현장에서 실증시험을 거친 후 기술 상용화 한다고 합니다.

슈퍼박테리아의 항생제 내성을 유발하는 세포막 단백질을 국내 연구진이 밝혀냈습니다.

이에 따라 슈퍼박테리아 ‘아시니토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii)’를 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기반이 확보됐습니다.

‘아시니토박터 바우마니’는 대표적인 병원성 감염균의 하나로, 면역체계가 약해진 환자나 중증 화상환자를 사망에 이르게 하는 주요 사망 원인균입니다.

아시니토박터 바우마니

한국기초과학지원연구원 생명과학연구부 김승일 박사팀과 경북대 의대 이제철 박사 연구팀은 새로운 슈퍼박테리아로 급부상중인 ‘아시니토박터 바우마니’의 항생제 내성을 일으키는 세포막 단백질을 발굴하고 그 기능을 규명했습니다.

한국기초과학지원연구원생명과학연구부 김승일 박사

경북대 의대 이제철 교수

이에 따라 현재 발표된 대부분의 항생제로도 치료가 불가능한 것으로 알려진 ‘아시니토박터 바우마니’의 치료제를 개발할 수 있는 토대를 마련했는데요.

연구팀은 국내 주요 병원 입원 환자로부터 항생제 내성이 있는 ‘아시니토박터 바우마니’를 추출 한 뒤, 이 균의 세포벽과 세포막에 존재하는 다양한 막단백질의 특성을 단백질체학 기법을 통해 분석했습니다.

단백질체 분석법을 통해 발굴된 세포막 단백질

이번 연구결과는 슈퍼박테리아의 항생제 내성기전의 규명과 슈퍼박테리아를 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

KINS(한국원자력안전기술원)이 12월 1일 창립 20주년을 맞았습니다.

KINS는 지난 1982년 원자력연구원 부설기관인 원자력안전센터로 출범, 1990년 2월 독립하면서  국내 유일의 원자력안전규제 전문기관으로 발돋움했습니다.

KINS는 이번 20주년 기념식에서는 국제적인 원전의 수출 경쟁 구도 심화로 최근 부각되고 있는 ‘원자력 안전’의 중요성을 재인식하고, 이에 따른 KINS의 전략적 역할 강화를 위해 마련된 'KINS의 뉴비전 2020 글로벌 원자력안전의 중심’을 선포했습니다..

‘KINS 2020 NEW 비전’은 KINS가 지난 20년 동안의 경험과 성과를 토대로 오는 2020년에 우리나라를 '글로벌 원자력안전의 중심'으로 만들겠다는 다짐을 비전으로 나타낸 것입니다.

곡물과 이물질을 분리하는 곡물 선별기에 쓰일 수 있는 에너지 절약형 압전식 공압 밸브가 국내 최초로 개발됐습니다.

이번에 개발된 기술은 향후 대형 에너지 플랜트 분야의 파이로트 라인에도 적용될 전망입니다. 

한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부의 윤소남 박사팀이 경원훼라이트공업㈜와 한국과학기술연구원 등과 공동으로 곡물 선별기의 공기분출기(이젝터)에 쓰이는 압전밸브를 개발한 것인데요.

색채 선별기 구조 및 작동도. 이번에 개발된 밸브는 곡물 선별기의 공기총(이젝터)으로 사용된다.

공기 이젝터에 의해 이물질이 제거되는 모습

개발된 압전밸브

새로 개발된 곡물 선별기용 압전밸브의 내구성을 실험 중인 기계연구원 윤소남 박사

교육과학기술부와 한국연구재단은 2010년 ‘올해의 여성과학기술자상’에 한국표준과학연구원 신용현(49세) 책임연구원과 세종대 김성은(43세) 교수, 경희대학교 김지영(61) 교수 등 3명을 선정했습니다.

신용현 표준연 책임연구원

김성은 세종대 교수

김지영 경희대 교수

표준연 신 책임연구원은 진공기술 분야 국내 일인자로, 지난 25년 간 진공연구에 매진해 국내 진공연구 수준을 세계적 최고로 끌어 올렸고, 특히 반도체 제조와 나노기술, 우주항공 산업에 두루 활용되는 진공과 미세 누출 측정을 위한 표준 기술을 개발했습니다.

또 이에 대한 기술데이터를 산학연에 보급해 국내 생산 기술력 향상과 장비 부품 국산화에 크게 기여했습니다.

세종대 김 교수는 세계 최초로 우리 은하와 이웃하는 마젤란 은하 전체의 원자가스 분포를 고해상도로 관측하고, 성간물질의 특성과 별 생성 연구에 크게 이바지해 우리나라 과학기술의 위상을 높였습니다.

경희대 김 교수는 차세대 인재 교육과 우리나라 여성과학기술인의 위상을 제고하는데 중추적인 역할을 담당한 점을 인정받았습니다.

일반적으로 섬유는 의류 제조에만 사용된다고 생각하기 쉽습니다.

그러나 최근 첨단기능의 신섬유들이 수처리 분야나 공기정화 분야, 바이오 산업분야, 첨단 의료 분야 등에서 기존 소재의 대체품으로 각광을 받으면서  섬유산업이 소재산업의 중심으로 부상하고 있습니다.

신섬유 가운데 대표적인 것으로는 탄소섬유와 나노섬유 등이 있습니다.

○ 탄소섬유

탄소섬유의 예를 보면 최근 자동차의 연비향상이 세계적인 이슈로 부각되면서 도요타와 벤츠는 일본의 토레이와, BMW는 미쯔비시레이온과 함께 자동차의 차체를 강판에서 탄소섬유로 대체하기 위해 납품을 논의하고 있습니다.

만약, 차체 대부분을 탄소섬유로 대체할 경우 차체의 중량이 가벼워지기 때문에 차량의 연비가 현저하게 개선되기 때문입니다.

하지만 강판 대비 탄소섬유의 단가가 비싸기 때문에 일부 고급차종에서 부분적으로만 사용되고 있습니다.

기존 탄소섬유의 단가가 높은 이유는 제조공정이 복잡하고 열에너지 및 시간이 많이 소모되기 때문입니다.

그러나 기존 탄소섬유 단가는 철에 비해 20배 가까이 비쌉니다.

○ 나노섬유

나노 섬유도 그렇습니다.

나노 섬유는 반도체, 광학, 디스플레이, 센서 등의 전기전자 분야 / 필터, 분리막, 촉매, 복합재, 단열재 등의 기계화학 분야 / 배터리, 축전기, 연료전지, 태양전지 등의 에너지 분야 / 인공피부, 혈관, 약물전달, 임플란트, 세균검출 등의 의약생명 분야 / 초경량 구조, 보강재 등의 자동차 분야 / 고급 의류, 흡착제, 친환경 섬유 등의 전통섬유 분야 및 국방, 항공우주 등에 사용됩니다.

현재 나노섬유는 라면처럼 구불구불한 단사(短絲)형태 또는 부직포처럼 조각난 웹(web) 형태로 제조됩니다.

이렇게 제조된 나노섬유는 제품에 따른 성형이 쉽지 않아 응용분야가 제한되는 단점이 있습니다.

○ 한국화학연구원, 섬유소재 신기술 개발

이런 가운데 한국화학연구원 이재락 박사 연구팀이 30년 동안 개발한 '나노 마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술'의 상용화가 곧 실현될 전망이어서 관심이 집중되고 있습니다.

화학(연) “나노/마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술”의 국제특허 PCT WO2005/123995 : Filament Bundle Type Nano-fiber and Manufacturing Method Thereof의 대표도면

제조된 탄소 나노섬유 FE-SEM 사진

간접 전기방사 장비 및 제조된 나노급 장섬유 SEM 사진

이번에 기업 이전을 추진하는 기술은 섬유방사 관련특허 12건, 탄소섬유 관련특허 10건, 리튬배터리분야 응용특허 6건 등 총 36건의 특허가 패키지 형태로 구성되어 있어 다양한 응용분야에 적용이 가능합니다.
이를 통해 원료중합 → 방사 → 제직/편직 → 염색/가공 → 응용제품 생산에 이르는 섬유소재 생산의 모든 단계를 커버할 수 있습니다.

세계 섬유시장은 올해에만 6500억 달러 규모를 가진 거대시장이며(한국은 120억 달러 규모의 세계 6위 섬유수출국), 이 중 탄소섬유는 43억 달러, 기능성 섬유는 84억 달러를 차지하고 있습니다.
 

고분자 나노섬유 응용분야

우리나라도 WPM(World Premier Materials) 프로그램을 통해 세계시장 선점 10대 소재 개발 사업을 추진하고 있으며, 탄소저감형 케톤계 프리미엄 섬유, 에너지 절감/변환용 다기능성 나노복합소재 등 첨단기능형 신소재 개발에 관심과 노력을 기울이고 있습니다.

이런 가운데 한국화학연구원 화학소재연구본부 이재락 박사 연구팀은 지난 30여년 간의 연구 끝에 완성한 '나노/마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술(섬유소재 신기술)'을 민간기업에 이전하기 위해 다음달 7일 기술설명회를 가질 예정입니다.

한국항공우주연구원이 내년 1월 11일부터 2박 3일간 전남 고흥 나로우주센터에서 학생들을 대상으로 '우주인과 떠나는 우주여행'을 개최합니다.

이번 캠프는 한국 최초 우주인 이소연 박사와 함께 우주과학을 놀이 체험할 수 있는 특별한 우주과학캠프로,  국립고흥청소년우주체험센터에서 다양한 우주과학 강연과 우주과학 체험을  이소연 박사를 통해 직접 들고, 또 나로우주주센터를 견학할 수 있는 기회가 마련됩니다.

참가 접수는 오는 12월 1일부터 오전 9시부터 홈페이지(www.karischool.re.kr) 를 통해 선착순 모집합니다.

아울러 항우연은 내년 1월 18일과 20일, 대전 본원에서도 '우주인과 함께하는 우주과학교실'을 개최할 예정입니다.

한국생명공학연구원 국가생명연구자원정보센터(KOBIC)는 차세대 염기서열분석(NGS) 기술로 생산되는 대용량 서열 데이터로부터 유전자 발현 양을 계산할 때 정확도를 획기적으로 개선한 ‘유일매핑지역의 기대치 정규화(뉴마, NEUMA)’ 라는 새로운 분석기술을 최근 개발했습니다.

이상혁 박사

뉴마(NEUMA)는 기존의 Cufflinks나 TopHat 방법들이 가지는 한계를 뛰어넘기 위해서 이미 알려진 RNA의 정보를 이용하여 유전자 발현 양을 측정합니다.

뉴마는 대용량으로 생산되는 NGS 데이터에서 유전자 발현 양 측정의 정확도를 획기적으로 향상시킨 최신 기술로서, 개인유전체 정보 기반의 미래의학 시대를 앞당길 핵심기술로 평가받고 있습니다.

이번 연구결과는 생명과학 분야의 저명 국제학술지인 ‘핵산리서치(Nucleic Acids Research)'의 지난 8일자 인터넷판에 게재됐습니다.

*용어설명*