■이인식의 21세기 키워드/나노기술

혈관 누비는 '의사로봇' 나온다

1992년 6월 어느날. 미국 상원의 소위원회에서 30대 후반의 감정인이 분자기술에 대해 앨 고어 의원과 열띤 일문일답을 하고 있었다. 감정인은 에릭 드레그슬러(1955~). 그는 미국의 정책 입안자들이 분자기술에 관심을 가져 줄 것을 당부했다. 앨 고어는 그로부터 5개월 남짓 뒤에 부통령의 자리에 오른다.

분자기술은 분자 크기의 기계, 즉 분자기계의 개발을 겨냥한다. 다시 말해서 분자 하나하나 를 조종해 물질의 구조를 제어하는 기술이다. 분자는 나노(10억분의 1) 미터로 특정된다. 따라서 1986년 분자기술에 관한 최초의 저술로 평가되는 '창조의 기관'을 펴낸 드레그슬 러는 분자기술보다는 나노기술(nanotechnology)이라는 용어를 즐겨 사용한다.

사람세포는 직경이 20마이크로(100만분의 1)미터다. 세포 한 개에 100억개의 분자를 채워 넣을 수 있다. 사람의 세포는 한마디로 단백질 제조회사에 비유된다. 세포 안에 있는 리 보솜이 유전정보의 지시에 따라 아미노산(원료)으로 제품(단백질)을 만들기 때문이다. 단 백질은 20종류의 아미노산으로 구성된 분자기계이며, 단백질 생산공장인 리보솜 역시 고성 능의 분자기계다.

제조산업-의학분야에 혁명적 변화

나노기술의 궁극적인 목표는 리보솜처럼 자력으로 분자기계를 만들 수 있는 나노기계를 개 발하는 것이다. 드레그슬러는 '창조의 기관'에서 이러한 나노기계를 어셈블러(assembler) 라고 명명했다. 어셈블러는 분자를 원료로 사용해 이들을 유용한 물질의 구조로 조립해 내 는 분자 크기의 장치다.

전문가들은 2010년 경 최초의 어셈블러가 개발될 것으로 예측한다. 미국과 일본의 기술경 쟁 또한 볼 만하다. 1991년 미국은 유수 기업체들이 협력해 분자제조 연구소를 설립한 반 면 같은 해에 일본 통산성은 10년간 2억달러를 투입하는 나노기술 연구계획을 발표했다.

어셈블러의 등장으로 나노기술 시대가 열리면 제조산업과 의학분야에 혁명적 변화가 올 것 같다. 제조부문의 경우 나노기술로 물질의 구조를 완벽하게 제어할 수 있으므로 상상할 수 없을 정도로 다양한 신제품을 생산할 수 있다.

이를테면 주위환경을 감지해 스스로 적절하게 대응하는 지능을 가진 스마트 물질의 제조가 가능하다. 스마트 페인트, 스마트 가구, 스마트 옷감이 좋은 예다. 가령 스마트 옷감은 얇 은 섬유 안에 습기를 감지하는 센서, 센서의 자료를 처리하는 컴퓨터, 컴퓨터의 지시에 따 라 움직이는 모터 등 나노기계가 들어 있어 날씨나 습도의 변화에 따라 옷감 스스로 모양 과 질감을 바꿀 수 있다.

나노기술이 의학에 미칠 영향은 상상을 불허한다. 질병을 일으키는 바이러스는 나노기계 다. 이러한 자연의 나노기계를 인공의 나노기계로 물리치려는 발상이 나노의학의 출발점이 다. 나노로봇을 인체에 주입하면 잠수함처럼 혈류를 따라 항해하면서 바이러스를 박멸한 다. 세포수복 기계라 불리는 나노로봇은 세포 안으로 들어가서 자동차 정비공처럼 손상된 세포를 수리한다. 이론적으로는 나노의학으로 치료 불가능한 질병은 거의 없어 보인다.

이와 같이 나노기술은 단순히 물질을 다루는 방법을 바꾸는데 그치지 않고 사회의 모든 부 문에서 혁명적 변화를 초래할 것으로 전망된다. 낙관론자들은 나노기술을 인간의 굴레인 노화와 사멸까지 미연에 방지하는 만병통치약으로 여기고 있지만, 부정적인 측면을 간과할 수 없다. 혹시나 나노기술이 전쟁이나 테러에 쓰인다면 육안으로 식별이 불가능한 나노병기 의 파괴력은 틀림없이 핵무기 못지 않을 테니까.

이인식/과학문화연구소 소장
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