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작은 고추가 더 맵다? NANO의 세계 목록

조회 : 6649 | 2005-10-13

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나노(NANO)는 난쟁이를 뜻하는 고대 그리스어 나노스(nanos)에서 유래된 말입니다. 그리스 로마 신화에서 나오는 거인 기간테스에서 -기가-라는 컴퓨터의 용어가 유래되었듯이 아주 미세한 단위인 나노 또한 그리스 신화 속의 난쟁이에서 유래된 10억분의 1을 나타내는 말입니다. 미터의 1000분의 1이 밀리미터(mm), 1,000,000분의 1이 마이크로미터(μm), 그리고 1,000,000,000분의 1이 나노 미터(nm)가 되므로, 나노 미터라는 것이 얼마나 작은 단위인지 알 수 있겠죠? 1 나노미터(nm)는 우리 머리카락 굵기의 10만분의 1의 크기이고, 가장 작은 원소인 수소를 10개정도 나란히 늘어놓았을 때의 크기와 같은 초미세 단위를 말하는 것입니다.

 

 

 


그림



이렇듯 나노미터가 너무 작은 크기이다보니 20년 전 까지만 해도 나노미터 단위의 물질은 만들거나 관찰할 수 조차 없었습니다. 하지만 인간의 과학기술 개발에 대한 욕구와 가능성은 무궁무진하다는 사실..모두 알고 있죠?..^.- 그런 끊임없는 연구와 노력이 초미세 단위를 활용하는 물질을 만들고, 방법을 연구, 관찰할 수 있는 많은 기기들을 개발하게 되는 원동력이 되었고 나노기술을 21세기 과학의 화두로 등장시키게 된것입니다.





우리가 눈으로 볼 수 있는 밀리미터 단위 혹은 눈으로는 볼 수 없지만 현미경으로 관찰이 가능한 마이크로미터 단위와는 달리 나노미터 단위의 물질들은 전혀 예상하지 못한 특이한 성질을 가지고 있습니다. 우리가 흔히 보는 금과 같은 물질도 나노미터 단위의 입자가 되면, 전기를 통하는 정도, 자석에 붙는 정도, 그리고 빛을 통과시키는 정도등 본래의 성질들이 달라지게 되는 겁니다. 같은 금인데도 나노 입자의 크기가 되면 고유의 성질이 달라진다는 점을 과학자들은 놓치지 않았고 매우 새롭고 흥미로운 탐구라고 여겼으며 이 신기한 나노물질에 대한 연구에 빠져들게 된 것입니다. 이처럼 과학은 아주 작은 발견과 호기심에서 시작하며, 그 연구의 힘은 나를 포함한 우리의 삶을 유익하게 하는 동력이 되었습니다.

 

 

 


카드뮴 세레나이드 나노입자의 다양한색



나노입자가 되면 달라지는 성질...어떤 것들이 있는지 한번 알아볼까요? 예를들어 카드뮴 세레나이드(CdSe)라는 물질은 나노 입자의 크기에 따라서 다양한 색상을 나타냅니다. 입자의 크기가 2nm 정도면 푸른색의 빛을 내고 6nm정도면 붉은색 빛을 냅니다. 같은 물질인데도 나노사이즈에서는 크기가 달라지면 색이 달라진다니 참 신기한 일이죠? 축구공 모양을 가진 플러렌(fullerene)이나 고기망 모양을 가진 탄소나노튜브와 같은 물질은 초전도성과 같은 물리적으로 중요한 성질을 가지고 있고, 다른 물질에 섞었을 때, 그 물질의 강도를 높이는 특징을 가지고 있습니다. 고무타이어에 플러렌을 섞어주면 훨씬 오래동안 타이어를 사용할 수 있겠죠. 또, 방탄복에 플러렌을 넣어주면 강한 총알도 훨씬 잘 막을 수 있답니다. 실제로 플러렌을 섞은 볼링공으로 볼링을 쳤더니, 훨씬 스트라이크를 많이 칠 수 있었다는 재미있는 결과도 있답니다. ^^

 

 

 


플러렌과 탄소나노튜브




소제목



오래된 TV나 전자제품을 뜯어 본 적이 있나요? 전자제품하면 얽히고설킨 전선들을 생각하기 쉽지만, 나노물질을 이용하면 이런 전선이 필요 없어집니다. 실리콘이나 금속들로 만든 나노미터 크기의 나노와이어(nanowire)들은 전기를 통하는 성질이 있습니다. 머리카락보다도 몇 천배나 가는 나노와이어로 전자기판을 만들면, 전자기기의 크기를 매우 작게 할 수 있답니다. 혹시 손바닥만한 컴퓨터가 가지고 싶으세요? 하지만 그런 컴퓨터가 어디있냐구요? 걱정마세요. 나노과학을 이용하면 손톱만한 컴퓨터도 가질 수 있을테니까요.   과학자들은 더 많은 나노기술을 개발해서, 우리에게 더 유용한 재료를 만들어 줄 것입니다. 그러한 나노재료들을 이용한 제품들은 우리의 일상생활을 더욱 풍요롭게 해줄 것입니다. 우리 눈으로 관찰할 수도 현미경으로 볼 수도 없는 아주 작은 나노물질들이 우리 생활을 크게 변화시킬 수 있습니다.





그럼 나노 물질을 우리 생활에 이용하는 것이 먼 미래의 일일까요? 요즘 텔레비전을 켜면 화제가 되고 있는 시리즈 광고가 있죠. 너무 자주 반복되고, 마치 귀신 소리 같다고 싫어하는 사람이 많은 광고죠. “살균 세탁하셨~나요~~..." ^^* 그 세탁기가 바로 은나노 기술을 이용한 제품입니다. 나노입자가 되면 세균을 죽이는 성질을 가진 은 나노입자를 이용한 제품입니다. 세탁기, 정수기, 세제 등등 주방과 욕실에서 사용하는 많은 물품들에 몸에 해로운 세균으로부터 우리를 지켜주는 소중한 나노과학이 숨어있습니다. 엄마의 화장대를 한번 잘 살펴보세요. 화장대에도 나노과학을 이용한 제품이 많이 있답니다. 왜 화장품에 나노과학을 사용하냐구요? 엄마의 피부를 하얗게 탱탱하게 만드는 약물들은 피부 속으로 잘 들어가지 못한답니다. 마치 물과 기름이 잘 섞이지 못하는 것과 마찬가지죠. 이 약물을 나노물질로 한번 감싸주면, 피부를 쏙 통과해서 엄마 피부를 아기 피부처럼 만들어준답니다. 비눗물을 넣으면 물과 기름이 섞이는 것과 같은 원리죠~.





머리카락보다 더 가는 전선을 상상해 본적 있나요? 손톱만한 컴퓨터는요? 매일 주사를 맞아야 살 수 있는 당뇨병 환자에게 일 년에 한번만 주사를 맞게 하는 방법은 없을까요? 화장품을 바르는 것만으로 늙지 않는 방법은 없을까요? 있습니다. 마음껏 상상하셔도 됩니다. 나노과학은 미래의 일이 아니라 지금 여러분의 주방에서 화장대에서 사무실에서 실현되고 있으니까요. 하지만 이렇게 유용해 보이는 나노도 조심해야 될 필요가 있습니다. 프레온가스를 아시나요? 냉장고나 에어컨의 냉매로 사용되었고 너무 안정해서 아무런 해도 없을 것으로 생각되었던 꿈의 물질이었지만, 결국은 오존층의 파괴자로 뒤바뀌었죠. 우리 몸속에 있는 DNA와 효소들도 실제로는 모두 나노물질입니다. 인간이 만든 나노물질들이 우리 몸 속에 있는 천연 나노물질에 어떤 영향을 미칠지 아직은 아무도 알지 못합니다. 혹시 이 나노물질들이 먼 미래에 프레온가스와 같이 되지는 않을지 지금부터 깊이 염려해 보아야 합니다.

 


나노와이어

 

 

 

 
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그러나 나노의 힘으로 얻어질 미래의 공학적 발전과 과학의 혜택을 모두 알고 있기에 21세기 과학의 주인공으로 나노 기술을 꼽는데 주저하지 않으며, 선진국을 비롯한 많은 과학자들은 나노의 또 다른 잠재력을 연구하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 나노과학에 있어서는 우리나로도 외국에 뒤지지 않을 만큼 많은 연구를 하고 있습니다. 어느 순간 나노과학의 힘으로 우리나라가 가장 잘사는 나라가 될 수 있지 않을까요? 나노과학은 일류의 힘일 뿐만아니라, 우리나라의 힘입니다. 나노대한민국을 꿈꾸며...

 

 

★KAIST 화학과 양성호




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