지난 2011년, 미국 뉴올리언스에서 열린 IFT 국제 식품 과학기술 박람회에서는 70년 만에 최초로 한국의 한 기업이 기술혁신 대상을 수상했습니다. 이 박람회는 1939년에 시작되어 70년의 전통을 가진 세계 최대 식품 박람회로 알려져 있는데, 한국 기업으로는 70년 만에 최초로 기술혁신 대상을 수상하면서 극찬받았죠.
포항 소재 ‘에이펙셀(apexel)’이라는 중소기업은 이 박람회에 골다공증 관련 제품을 출품했는데, “그간 불치병으로 알려진 골다공증에 전기를 마련한 획기적인 칼슘 제품”이라며 극찬받았습니다.
미국 병원에서 사용하던 기존의 골다공증 제품 및 세계적인 칼슘 제품과 비교한 임상시험에서도 그 효과가 입증되면서 기술혁신 대상을 수상했는데요. 그렇게 잊혀지는 것 같던 이 기업이 다시 언론에 등장한 것은 그로부터 8년 뒤 2019년입니다.
아마 여러분도 ‘워렌 버핏’, ‘조지 소로스’, ‘짐 로저스’라는 이름으로 대표되는 세계 3대 투자자의 이름은 들어보셨을 것으로 생각됩니다. 그중 ‘짐 로저스’라는 인물은 특히 많이 언급되는 인물로 미래를 내다보는 혜안이 대단한 것으로 알려져 있죠.
그런데 2019년 11월, 그가 비밀리에 ‘에이펙셀’을 찾습니다. 왜냐하면 그가 부을 지배하기 위한 세 가지 키워드로 북한, 희귀 광물, 나노 산업을 꼽았는데, 그중 나노 기술을 직접 살펴보기 위한 방문이었습니다. 그는 그 자리에서 “전 세계 현존하는 모든 기술과 신제품들을 모두 합친 것보다 10배 이상의 가치가 있는 신기술”이라면서 “인류가 전기를 발명했던 것과 맞먹는 발명”이라는 극찬을 아끼지 않았죠.
2019년에만 한 달 간격으로 두 번이나 에이펙셀을 방문해서는 영원히 함께하고 싶다는 개인적인 소망을 표하기도 했는데요. 도대체 이 ‘나노’라는 것이 무엇이기에 펀드 수익률 4,200%에 이르는 세계 3대 투자자가 ‘무제한 투자’를 약속하며 극찬을 마다하지 않은 것일까요?
안녕하세요, 디씨멘터리입니다. 흔히 20세기를 ‘마이크로의 시대’라고 부른다면 21세기는 ‘나노’의 시대라고 부릅니다. 최근 언론 미디어를 통해 ‘나노’라는 단어가 자주 등장해 조금 익숙한 분들도 계시겠지만, ‘나노’는 ’21세기의 연금술’이라고 불립니다.
나노라는 단어의 어원은 그리스어 ‘나노스’에서 유래한 것으로, 이는 눈에 보이지 않는 수준의 기술을 말합니다. 그만큼 작다는 의미인데, 1 나노미터는 10억 분의 1미터로 머리카락 굵기에 8만 분의 1 크기에 해당합니다. 지구가 1미터라면 축구공이 1 나노미터 정도 된다고 보면 됩니다.
나노 기술이란 10억 분의 1미터인 나노미터에 근접한 원자, 분자 및 초분자 단위에서 물질을 합성하고 조립 또는 제어하는 기술입니다. 즉, 물체를 원자 또는 분자 수준에서 새로운 물질을 창조하는 기술을 말하죠.
나노 기술이 발전하면 연필심으로 다이아몬드를 만들 수 있습니다. 연필심이나 다이아몬드는 둘 다 탄소 원소로 구성됐지만, 원자의 배열만 다를 뿐입니다. 만약 탄소 원자를 마음대로 움직여 재배열시킨다면 연필심으로 다이아몬드를 만드는 것도 불가능한 꿈은 아닌 것이죠.
그러니까 이 나노 기술을 이용하면 연필심으로 다이아몬드를 만들듯 원자와 분자의 배열을 다르게 하여 특별한 기능을 가진 신물질과 첨단 제품 생산이 가능하기 때문에 현존하는 모든 제조 방법이 역사의 뒤안길로 사라지게 됩니다. 최소의 원료로 최고 성능을 지닌 제품을 생산하게 되니까요.
정부 차원에서 가장 먼저 나노 분야 연구를 시작한 곳은 미국입니다. 지난 2000년 1월 어느 날, 미국의 빌 클린턴 대통령은 무려 5억 달러가 투입되는 ‘국가 나노 발전 계획’을 예고 없이 발표합니다.
그는 “미국 정부가 나노 기술 연구 개발을 위해 장기적으로 막대한 예산을 투입할 것”이라면서 “나노 기술은 미국 의회 도서관에 소장된 정보를 각설탕 크기의 장치에 집어넣는 기술이다. 나노 기술은 트랜지스터와 인터넷이 정보 시대를 개막한 것과 같은 방식으로 21세기에 혁명을 일으킬 것”이라고 말했죠.
그런데 같은 해 12월, 한국에서도 비슷한 계획이 제시됩니다. 당시 김대중 전 대통령은 제6차 국가 과학기술 위원회를 주재하며 “정보 기술, 생명공학 기술, 전통 산업을 연결하여 우리 경제를 세계의 선두로 이끌어가는 개혁에 대해 좀 더 연구해 주기 바란다. 나노 기술을 잘 활용해야 정보기술 등의 효율을 높이는 데 도움이 될 것”이라고 강조했죠.
그런데 이 나노 분야에서 한국이 이미 세계 최고 수준의 기술을 보유하고 있다는 사실을 아시나요? 무려 미국보다 30년 앞선 기술력을 가졌다는 것이 전문가들의 평가인데요.
위에서 잠시 언급한 ‘에이펙셀’이 보유한 ‘나노 분쇄 기술’ 덕분입니다. 이 기술을 개발한 강대일 박사는 클린턴 대통령이 국가 나노 발전 계획을 발표한 2000년도에 이미 ‘고미 분말 분쇄기 Mill’이라는 명칭으로 특허 출원을 신청했고, 2002년에 ‘마이크로 초미립 분쇄기’, 2006년에 ‘극미세 분말 분쇄 처리 방법’으로 특허를 출원했습니다.
사실 나노 기술은 그 범위를 한정하기 어렵습니다. 전자, 반도체, 의약품, 식품, 철강, 건설, 화장품 등 현존하는 모든 산업 분야에 적용되지 않는 곳이 없기 때문에 최근엔 오히려 나노 기술을 별도의 과학기술 분야로 육성할 필요가 있느냐는 의견도 대두되고 있지만, 이는 이를 잘 몰라서 하는 이야기입니다.
왜냐하면 나노기술이 적용되는 순간 물질은 완벽히 새로운 기능을 갖기 때문입니다. 강대일 박사가 집중하는 분야는 의약품과 식품 분야인데, 그가 가진 ‘건식 나노 분쇄기’는 정부의 자금 지원 없이 100% 독자 기술로 개발했는데, 선진국보다 무려 30년 이상 앞선 것으로 평가됩니다. 미국과 중국, 한국에서 전부 특허받은 획기적인 장비죠.
비금속 광물, 의약품, 화장품 소재, 인삼, 녹차, 구리 등등 지구상에 존재하는 대부분의 유기물질 또는 무기물질의 특성이나 효능, 색상, 맛, 향 등을 손상시키지 않고 나노 입자로 분쇄하는 장비인데, 특히 이것이 의약품 분야로 적용되었을 때는 놀라운 현상이 발견됩니다.
그간 분자 크기가 커 제대로 흡수되지 못했던 약품들을 나노 입자로 만들면 체내 흡수율이 획기적으로 달라집니다. 가령, 보통 피부미용을 위해 콜라겐을 섭취한다고 돼지 껍데기나 닭발을 드시는 분들이 많은데, 이는 콜라겐 섭취율이 고작 2%에 불과합니다.
왜냐하면 분자가 너무 크기 때문에 체내로 흡수되는 양이 그렇게 많지 않고, 오히려 지방만 몸에 쌓아두는 결과를 낳습니다. 그런데 만약 이 분자를 나노 입자로 잘게 분쇄한다면 어떨까요? 대부분 흡수될 수 있을 겁니다.
그래서 ‘에이펙셀’이 집중한 분야는 바로, 우리 몸에서 가장 중요한 역할을 하는 칼슘입니다. 아래에서 인터뷰 내용을 통해 보시겠지만, 에이펙셀이 나노 칼슘으로 세 차례나 노벨상에 추천된 것도 이 덕분입니다.
우리는 칼슘에 대해서 그렇게 중요하게 생각하지는 못하지만, 골다공증으로 고생하시는 분들을 보면 그 사실을 알 수 있습니다. 칼슘은 인체에서 가장 많은 무기질이며 체중의 대략 1.5%가량에 불과하지만, 칼슘의 99%는 치아와 뼈를 구성하고 있습니다. 나머지 1%는 세포와 혈액에 포함되어 있죠.
그런데 우리의 신체가 신기한 것은 세포와 혈액에 칼슘이 부족해지며 이를 다른 곳에서 가져와 채운다는 점입니다. 즉, 우리 신체는 세포와 혈액에 칼슘이 부족해지면 뼈에서 칼슘을 가져와 혈중 칼슘 농도를 일정하게 유지하죠. 그래서 충분한 칼슘을 섭취하지 않으면 너무 많은 칼슘을 뼈로부터 가져오기 때문에 골다공증이 발생하게 되는 것이죠.
골다공증은 무서운 병입니다. 칼슘이 부족하면 신체가 뼈로부터 칼슘을 빼앗아 오기 때문에 골밀도가 감소하게 되는데, 그러면 뼈가 약해져 골절에 취약해집니다. 살짝 넘어져도 골절상을 입게 되고, 이 골절의 합병증으로 발전해 사망에 이르기도 하는데요.
그런데 충격적인 사실은 보통 우리 한국인의 사망 원인을 암과 당뇨로 알고 계시지만, 이를 65세 이상으로 좁히면 외상이 약 40%를 차지합니다.
노화 과정에서 근골격계의 변화로 몸이 둔해지고 넘어지는 경우가 많아지기 시작하는데, 골다공증을 동반하는 경우가 많죠. 골밀도가 낮다 보니 회복이 늦고, 회복이 늦다 보니 누워 지내는 시간이 많아지면 욕창이나 폐렴, 근육 위축과 같은 합병증이 생기는 겁니다.
그래서 인간은 뼈가 약화되지 않고 혈중 칼슘의 정상 수치를 유지할 수 있도록 하루 1,000~1,500mg 이상의 칼슘을 섭취해야 하는데요. 참고로 우리 몸은 칼슘을 직접 생산하지 않기 때문에 직접 섭취해 주어야 합니다.
하지만 문제는 우리가 칼슘 섭취를 위해 먹는 식품의 경우, 흡수력이 상당히 떨어집니다. 분자가 크기 때문이죠.
이에 이번 콘텐츠의 주인공, ‘강대일’ 박사는 세계 최초로 건식 나노 분쇄기를 개발해 한국은 물론 중국, 미국에서도 특허를 취득했는데, 이 분쇄기를 이용해 칼슘 입자를 나노 크기로 만든 나노 칼슘을 개발했습니다.
참고로 이 건식 나노 분쇄기는 1 나노부터 1,000 나노까지 분쇄하는 세계에서 유일한 분쇄기입니다. 이 제품은 식약처에서도 건강기능식품으로 인정받았지만, 무엇보다 제품 표면에 ‘모방 불가능’, ‘세계 최초’라는 문구를 사용하도록 허용했습니다. 왜냐하면 이 제품은 실제로 세계 최초이며, 건식 나노 분쇄기는 모방할 수 없는 기술이기 때문입니다.
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