Transhuman Space 소개(25) - 핵심기술 : 나노기술(Nanotechnology)

나노기술은 구조가 1,000나노미터 이하의 제작물을 다루는 광범위한 과학기술과 제품이다.   간단히 말해, 나노기술은 개개의 분자와 원자에 대한 기술영역인 것이다.

나노는 얼마나 작은 것인가?

1μ(미크론) = 0.001mm
1nm(나노미터) = 1,000μ (10억분의 1m)

동전 하나의 두께는 1,000미크론이며, 인간 난세포의 크기는 100미크론,  적혈구는 5미크론, 신경돌기는 1미크론이며, 바이러스는 0.1미크론, 즉 100나노미터이다.  DNA 미립자는 직경 3나노미터 이하이다.   일반적인 단백질의 대부분의 크기는 몇 나노미터에 불과하고, 원자는 0.1나노미터 정도이다.

 

탄소 나노튜브 :


(탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재입니다.)

탄소 나노튜브는 보통 머리카락의 몇만 분의 1 굵기이지만, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 이 물질은 관 모양을 이루고 있기 때문에 원자나 분자를 옮기는 파이프로 활용할 수 있다.  탄소 나노튜브는 부도체-반도체-도체 상태가 모두 될 수 있기 때문에 분자 전선이나 회로로 사용되며, 원자현미경의 끝 부분으로 쓰거나 초소형 로봇이나 마이크로 전기 기계 장치(smart matter)의 분자 베어링과 스프링으로 쓰기도 한다.  탄소 나노튜브의 가는 굵기와 뛰어난 강도로 인해, 가벼우면서도 무척 강한 나노합성물과 나노섬유물질이 등장하게 되었다.  이것들은 차량이나 우주선의 선체, 방호복, 혹은 우주 엘리베이터 케이블에 사용된다.


나노 조립(Nanofabrication)

나노 조립은 3차원 프린터(소형공정 참조)의 궁극적인 형태이다.  조직 분자(탄소와 DNA 모두 포함)사이의 구멍에 원자현미경을 통해 미세한 탐침기를 떨어뜨리면, 탐침기는 몇 나노미터의 크기로 “기록하거나”“새기는”작업을 실시한다.

나노 조립은 로봇이 조종하는 수십, 수백만 개의 동일한 탐침기 묶음을 이용하여 더욱 큰 초소형 전자기기의 구성품을 제작하고, 다영한 종류의 분자로 구성된 복잡한 나노구조를 만든다.  여기에는 분자컴퓨터, 3차원 프린터에 사용되는 자가조립용 “스마트 잉크”, 그리고 다양한 종류의 나노 머신이 같이 포함된다.







나노머신(Nanomachine)

원자 구조를 재배열하여 모든 물체와 장비를 만들어낼 수 있는, 다이아몬드로 만들어진 제조 로봇은 여전히 꿈의 경지이다.  그러나 뛰어난 성능의 유사-생물학적 나노머신은 존재한다.  이 장비는 초소형전기기계와 생체기계의 결합품인데, 예를 들어 광합성작용을 통해 빛을 흡수하는 방식은 에너지대사에 필요한 ATP(아데노신 3인산)을 생성하여 스스로의 세포에 동력을 공급한다.   ATP는 다양한 종류의 나노머신이 각각 다른 활동에 최적화될 수 있도록 동력을 제공한다.  간단한 예로, ATP아제 단백질(ATP 기반의 나노머신을 제작하는데 쓰인 효소) 고리 안에 깊숙히 장착된, 단백질과 기계로 만들어진 로터를 들 수 있다.  이 작은 나노모터는 다양한 임무를 수행하는데, 약물을 제조하여 필요로 하는 조직으로 분출하는 초소형 조제기계의 전력을 공급하는 것이 그 임무 중 하나이다. 




소형의 이동 나노봇은 독성물질이나 질병, 기타 다른 환경에 대한 세포수술이나 신체보호를 수행한다.  나노봇들은 면역 체계와 같이 고유한 항원(抗原)을 통해 각 세포를 구분한다.  이들의 임무는 세포 복구, 노폐물 제거, 독성물질 중화, 화학성분 전달 등이다.  환자는 수백 개의 나노봇이 함유되어있는 몇 입방 센티미터의 액체를 주입받는다.  환자의 몸에 들어가 피 속에서 활동을 할 나노봇들은 매우 작지만(2~3 미크론), 조직이나 장(腸), 호흡기 등에서 활동을 할 나노봇들은 몇 배 더 크다.  일반적인 나노봇은 단백질 기반의 틀로 만들어졌으며, 박테리아와 같은 섬모와 편모로 움직인다.  나노봇에는 분자 정렬을 위한 소형의 로터가 달려 있고, 몇몇 경우에는 소량의 가스나 화학물질 운반용 용기가 갖춰져 있기도 하다.  제작 목적에 따라 나노봇들은 이러한 나노크기의 기구를 이용하여 동맥에 낀 플라크(plaque, 콜레스테롤 등으로 인해 생기는 지방덩어리)를 청소하고, 암을 제거하거나 즉석에서 세포의 손상을 복구하고, 화학신호를 전달한다.  몸 속에서 활동하도록 제작된 나노봇들은 일반적으로 신체의 면역 체계를 건드리지 않기 위해 환자 한명 한명에 맞춰 제작된다.   다른 모델들은 면역체계에서 신경쓰지 않을 만큼 작거나 빠르며, 혹은 겉표면을 재구성하여 신체에 원래 존재하는 세포처럼 위장하는 "스텔스" 도료를 입힌다.   나노봇들은 대부분 신체 내 산소와 포도당을 이용한 ATP 물질대사를 통해 동력을 얻으며, 자가복제하지 않는다. 


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이전에 번역했던 탄소 나노튜브는 나노 기술 쪽 관련 자료라고 생각되어 여기에 붙였습니다.

by Wishsong | 2008/01/30 10:55 | Transhuman Space | 트랙백 | 덧글(4)
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Commented by MrGloom at 2008/01/30 12:11
simmin89@hotmail.com msn으로 연락해서 같이 트랜스휴먼스페이스와 기타 사이버펑크에 대해 이야기를 나눠보고 싶은데 연락부탁드려요♥
Commented by 아브공군 at 2008/01/30 14:39
......저 그림....... CyberShell이 아니라 나노머신이었냐!!!!

P.S. 위의 댓글...... 뭔가 수상해.....
Commented by Realkai at 2008/01/30 18:07
탄소나노튜브는 실존하는 물건입니다. :)
Commented by Wishsong at 2008/01/30 23:24
MrGloom / 추가시켰습니다^^

아브공군 / 나노머신 옆에 있는 일러스트더군요.

Realkai / 각광받는 신소재더군요 :)

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