Nanotechnology
1959년 12월 29일, 미국 캘리포니아 공과대학에서는 미국 물리학회의 초청으로 40대 초반의 대학 교수가 "바닥에는 풍부한 공간이 있다"라는 제목의 강연을 하고 있었다. 연사는 1965년 양자역학 연구로 노벨상을 받게 된 리처드 파인만(R. Feynman: 1918-1988). 그는 강연에서 분자의 세계가 특정한 임무를 수행하는 모든 종류의 매우 작은 구조물을 만들어 세울 수 있는 건물터가 될 것이며, 분자 크기의 기계가 출현할 것이라고 예측하였다. 즉 원자 하나 하나를 자유 자재로 배열하여 원자 10개 굵기의 도선이나 10여 개 원자로 구성된 소자가 개발되어 1 mm3 크기의 소자에 전 세계의 모든 정보를 저장할 수 있는 세대가 올 것이라는 것이다. 40여년전 극미한 분자 세계를 우주의 공간처럼 광대한 영역으로 상상한 실로 놀랍고 공상과학 소설처럼 여겼던 파인만의 예견은 지금 분자 기술 또는 나노 기술로 구체화 되면서 세계적으로 나노 기술이 차기 산업혁명을 선도하는 전략 기술로서 인식되고 있으며 국가적 차원의 관심사가 되고 있다.
나노 기술(NT; nano-technology)이란 원자나 분자의 수준에서 물질들을 조작하고 만들어서 전혀 새로운 성질과 기능을 가진 소자나 시스템을 구현하는 기술을 통칭한다. 나노는 본래 그리스어로 '난쟁이'를 의미하며, 나노미터 (nm; nano-meter)는 10-9미터, 즉 십억분의 1미터에 해당된다. 원자의 크기가 0.1 ~ 0.5 나노미터이므로 서너 개의 원자를 나열한 크기이며, 우리의 몸속에 있는 단백질의 크기(1 ~ 20 나노미터) 정도이다. 또한 현재의 반도체 공정의 마이크론 기술에서 사용되는 마이크로미터(μm; micro-meter)의 1000분의 1에 해당하는 크기가 바로 나노미터이다. 이와 같이 나노 세계는 원자나 분자의 세계이며, 그동안 성능이 좋은 현미경으로도 볼 수 없는 미지의 영역으로서 과학기술자들의 주목을 받지 못하였으나 1981년 IBM의 비니히(G. Binnig)와 로러(H. Rohrer)에 의해 발명된 주사전자현미경(STM; Scanning Tunneling Microscope)으로 원자나 분자를 눈으로 직접 볼 수 있고 조작도 가능해 짐에 따라 비로서 나노 기술의 시대가 열리고 있는 것이다.
나노 기술(NT)은 정보 기술(IT; Information Technology), 생명 기술(BT;
Bio-technology)과 더불어 21세기의 핵심 기술로서 나노 시대를 열고 있다. 20세기를 마이크로 시대라고 한다면 21세기는 나노
시대가 될 것이다.
1947년 트랜지스터의 발명이후 급속히 발전해온 과학기술이 우리의 삶의 방식을 완전히 바꾸었던 것처럼 나노 기술 또한
인류의 삶에 또 하나의 혁명적 변화를 초래할 것이다.
그러면 과연 나노 시대는 어떤 모양의 시대인가? 나노 기술이 인류의 삶에 어떻게 기여하고 삶의 방식을 어떻게 변화시킬수 있을지 예측할 수 있을까? 나노 기술에 관한 최초의 저술로 평가되는 에릭 드렉슬러(K. Eric Drexler)의 첫 번째 저서인 「창조의 엔진」(Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology) 에서 우리는 미래의 나노 시대의 세계를 옅볼 수 있다. 그는 이 책에서 분자를 원료로 사용하여 이들을 유용한 거시 물질의 구조로 조립해 내는 분자 크기의 장치로서 어셈블러(assembler)라고 명명한 분자 기계의 등장과 분자 제조(molecular manufactu ring) 기술을 접근 방법으로 제안한다. 한 예로서 분자 제조 기술이 산업에 활용된다면 우리가 상상할 수 없는 다양하고 새로운 제품이 등장할 것이다. 그것은 주위 환경을 감지하여 스스로 적절하게 대응하는 지능을 가진 스마트 물질로서 얇은 섬유 안에 빛이나 습기 등을 감지하는 센서, 센서의 자료를 처리하는 컴퓨터, 컴퓨터의 결정에 따라 작동하는 모터 등 나노 기계가 부착된 스마트 옷감을 만든다면 날씨나 습도 등 외부 환경의 변화에 따라 옷감 스스로 모양과 질감 등이 바꾸어 지도록 할 수 있을 것이다. 그리고 나노 컴퓨터와 다양한 센서를 부착한 나노 로봇은 인체의 혈관속을 돌아다니면서 질병을 진단하고 치료하며, 세포 안으로 들어가서 마치 자동차 정비공처럼 손상된 세포를 수리할 것이다. 이와 같이 나노 기술은 어쩌면 인간의 굴레인 노화와 사멸까지 미연에 방지할 수 있을는지 모를 일이다. ........... (나노기술 이란? : 한빛나노의료기)
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