나노기술

나노기술은 1나노미터에서 100나노미터 크기의 물질을 다루는 과학기술이다. 1나노미터는 10억분의 1미터이며, 머리카락 굵기의 약 10만분의 1에 해당한다. 대한민국 '나노기술개발촉진법' 제2조1항은 나노기술을 '물질을 나노미터 크기의 범주에서 조작·분석하고 이를 제어함으로써 새롭거나 개선된 물리적·화학적·생물학적 특성을 나타내는 소재·소자 또는 시스템을 만들어내는 과학기술 및 소재 등을 나노미터 크기의 범주에서 미세하게 가공하는 과학기술'로 정의한다. 나노물질은 수 나노미터에서 100나노미터 사이의 물질을 말하며, 이 크기에서는 물질이 전혀 다른 새로운 특성을 나타낸다.

나노기술의 개념은 1959년 미국 물리학자 리처드 파인만이 미국 물리학회 강연에서 '나노세계의 가능성'을 제시하면서 시작되었다. 이후 1982년 단일 분자의 이미지를 얻을 수 있는 주사형탐침현미경(STM)이 개발되었고, 1985년에는 약 1nm 크기의 풀러렌이 발견되었다. 1991년에는 탄소나노튜브가 발견되면서 나노기술 연구가 본격화되었다. 현재 나노기술은 미래 산업을 주도할 첨단기술로 자리 잡고 있다.

나노크기에서 물질은 독특한 물리적·화학적·생물학적 특성을 나타낸다. 광학적으로는 금(Au)이 10~200nm 크기에서 구형일 때 적색 계열을 띠며, 모양과 구조에 따라 청색이나 녹색 등 다양한 색을 보인다. 화학적으로는 물질이 작아질수록 표면적이 급격히 커져 촉매 활성이 향상된다. 또한 양자 효과로 인해 전기적·자기적 성질이 변화한다. 이러한 특성은 최소의 원료로 최고 성능의 제품을 생산할 수 있게 한다.

나노기술은 의학, 전자공학, 에너지, 생체재료, 환경 등 다양한 분야에 응용된다. 의학에서는 약물 전달 시스템, 진단 센서, 조직 공학에 활용된다. 전자공학에서는 반도체 소자, 디스플레이, 메모리 소자의 미세화에 기여한다. 에너지 분야에서는 태양전지 효율 향상, 연료전지 촉매, 배터리 성능 개선에 사용된다. 나노융합기술은 나노기술을 기존 기술에 접목하여 제품 성능을 혁신하거나 새로운 기능을 창출한다.

나노기술은 연구 대상과 방법에 따라 여러 분야로 분류된다. 주요 분류로는 나노소재, 나노소자, 나노바이오, 나노에너지·환경 등이 있다. 나노소재는 나노입자, 나노튜브, 나노와이어 등 새로운 물질을 합성하고 특성을 연구한다. 나노소자는 나노크기의 전자·광학 소자를 개발한다. 나노바이오는 생체 분자와 나노구조를 결합하여 의료·생명공학에 응용한다. 나노에너지·환경은 에너지 효율 향상과 환경 정화 기술을 다룬다.

대한민국은 '나노기술개발촉진법'을 제정하여 나노기술을 체계적으로 육성하고 있다. 국가나노기술정책센터(NNPC)를 통해 나노기술 정보를 제공하고, 나노기술연감, 나노융합 산업조사 등을 수행한다. 밀양시에는 나노피아 홈페이지를 통해 나노기술 소개와 교육 자료를 제공한다. 정부는 나노기술을 신성장동력 창출의 원천기반기술로 간주하며, 나노융합기술을 통해 기존 산업의 혁신을 추진한다.