스크랩 나노기술이 한국농업을 바꾸고 있다(펌)

[花사랑]

작성자	윤종길

통상적으로 NT는 나노미터(nm=10-9m) 이하의 자연현상을 다루는 과학기술이다. 사실 NT는 갑자기 탄생한 기술이 아닌 오래된 기술이다. 오래전부터 물리학, 화학, 전자공학, 재료공학 등에서 독립적으로 연구돼왔다. 그러나 NT는 최근 들어 새로운 산업의 원천으로 국가의 미래 기술경쟁력을 좌우하는 핵심기술로 부상했다. 
앞으로 미래 원천기술의 상당부분은 나노기술에 근거할 것이 자명하며 모든 산업의 기반이 될 것이다. 따라서 기술혁신체계 구축과 하이테크로의 산업구조 개편을 위해서도 NT 육성은 이제 절대정명의 시대적 과제다. 그러나 ‘미래 원천기술의 1%만 산업기술로 성장할 수 있어도 성공적’이라는 이야기를 유념할 필요가 있다. 
미국은 클린턴 정부인 2000년 NNI(National Nanotechnology Initiative)라는 국가프로젝트를 발표하고 매년 10억달러 규모를 투자하며 기술을 선점하고 있어 관련 국제특허의 약 80%를 미국이 갖고 있다. 나머지는 일본, 유럽이 갖고 있으며 한국, 중국, 대만이 관심을 갖고 있다. 우리나라의 국제특허는 1% 미만 수준이다.       

2001년 7월, 과학기술부를 중심으로 8개 부처가 공동으로 참여하여 수립한 정부차원의 국가 [나노기술종합발전계획]은 2010년까지 1조 4,850억원을 투자를 계획하고 있다. 2002년 12월 ‘나노기술개발촉진법’을 제정함으로써 나노기술 촉진의 법적 근거를 마련하였고, 2003년 12월에 산·학·연 나노기술 전문가를 중심으로 ‘나노기술연구협의회’가 창립되면서 나노기술 연구를 위한 법·제도적 장치마련 및 인적 네트워크 구성 등 효율적인 연구개발 추진체제를 구축해 나아가고 있다. 또한 나노인프라 구축을 위한 연구기반사업으로 ‘나노Fab센터구축사업’이 2002년부터 본격적으로 전개되기 시작하였고 동시에 과학기술부에서는 본격적인 나노 연구의 서막을 ‘나노핵심기반기술개발사업’을 통해 드러내기 시작하였다. 
국내에서 추진 중인 세부기술 분야별로 보면 나노기반·공정(740억원)이 가장 많았으며, 나노소재, 나노소자 및 시스템, 나노 바이오보건 등의 순으로 나타났다. 나노기반·공정에서는 주로 나노 상태의 측정기술이나 나노 상태로의 구조화기술등과 관련된 기술에 대한 투자비중이 높았으며 나노소재 분야에서는 기능성 금속·세라믹 분말 및 청정화학과 관련된 기공 또는 촉매소재에 많은 투자가 이루어지고 있다. 나노소자 및 시스템분야에서 신개념의 전자소자를 중심으로 많은 연구가 이루어지고 있으며, 나노·바이오분야에서는 나노바이오물질 합성 및 분석기술과 의약 약물전달시스템에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 나노 바이오농업 분야는 이제 막 시작되는 매우 도전적인 과제이다. 

세계 최초의 광합성 촉진기술 

나노기술과 생명공학기술을 이용하여 신규 기능성 소재물질을 고안하고 합성하는 기술을 확보한 곳은 바로 국내의 벤처기업이다. 특히 식량문제를 해결할 수 있는 꿈의 광합성 촉진제를 세계 최초로 개발하여 사업화한 것으로 나타났다. 또한 빛 에너지를 이용하여 각종 환경오염물질을 2차 오염없이 분해할 수 있는 이산화티탄 광촉매 원료물질과 코팅제도 자체적으로 개발하여 공급 중인 것으로 알려졌다. 2000년 4월부터 우석대학교 최광수 교수 연구팀과 함께 이산화티탄의 인공 광합성에 주목하고 식물 적용시험에 착수하였고, 2002년 11월 ‘이산화티탄 미립자를 포함하는 식물 생장 촉진용 액상 조성물’로 국내특허를 출원하였다. 
광합성 촉진제를 고추 잎에 살포한 후 식물광합성측정기를 광합성량이 7~20% 증가된 것으로 나타났고 엽록소측정기로 측정해본 결과 엽록소가 5~10% 향상되었고 잎의 색이 진해질 정도였다. 광합성촉진제 이외에도 항균 금속인 실버(Ag)를 나노 콜로이드화하여 항균성을 극대화시킨 실버콜로이드 제품과, 다양한 종류의 절화에 처리하여 수명을 연장시키고 상품성을 개선할 수 있는 절화 수명연장제 제품군도 준비되어 있다. 
식물의 엽록체는 빛을 흡수해 물을 분해한다. 이 반응에서 수소이온과 전자가 만들어지고, 박테리아에 존재하는 수소발생효소는 이 수소이온과 전자를 이용해 수소를 만들 수 있다. 유사한 원리로 이산화티탄 표면에 광을 쪼이면 전자와 정공이 생성되고, 전자는 대극 쪽으로 이동해서 수소를, 정공은 이산화티탄 표면에 남아서 물을 산화해 산소를 발생시키게 된다. 우리 연구진은 식물의 광합성과 이산화티탄의 인공광합성이 유사하다는 점에 착안하여 이산화티탄을 식물에 살포하면 어떤 효과가 나타나는지에 주목하여 그 특징을 연구하였다. UV-C(280nm 이하)는 성층권에 있는 오존이 효과적으로 흡수하므로 지구 표면에 도달하는 햇빛에는 존재하지 않고 UV-B(280nm~320nm)는 오존 농도에 따라 표면에 도달하는 양이 변화하는 특성을 지닌다. 반면에 이산화티탄이 흡수하는 UV-A(320nm~400nm) 영역은 오존에 의해서 차단되지 않기 때문에 지구 표면에 도달하며 이산화티탄은 결정 구조에 따라 미세한 차이는 있으나 대략 380~385nm 파장 이하의 빛을 흡수하여 활성화된다. 

1992년부터 상주에서 배(신고)를 재배하고 있는 김광식 씨는 다음과 같이 말한다. “현재 우리 농업인들은 친환경, 고품질 농산물 생산이 무엇보다 중요한 과제다. 나는 저농약 인증을 받았고 올해 무농약 인증을 받으려 준비 중이다. 사실상 농업인들은 시중의 각종 농업용 영양제, 비료, 농약, 농자재에 대해 정확하고 상세한 정보를 얻기 힘들 정도로 너무 많은 제품에 노출되어 있어 좋은 농자재를 선택하는데 어려움을 겪고 있다. 대부분 만병통치 식의 과잉홍보로 피해도 보고 있다. 광합성 촉진제도 처음에 호기심 정도였지만 지난해 5월경 그 원리를 읽고 나서 보급하는 회사에 전화를 걸어 지역방문을 요청하였고 곧 전문가가 찾아왔다. 7월 10일경부터 살포하였고 9월 10일, 약 50박스 첫 수확을 하였는데 놀라운 결과가 나타났다. 인근 왜서농협에서 비파괴당도측정기로 당도를 공동선별하였는데 자그마치 12.5Bx가 나왔다. 그 곳에서 공동선별하는 배의 평균당도는 10.0~11.8Bx 수준이었으며 11.5Bx 이하면 1박스당 3만 5,0000원, 그 이상이면 6만원으로 거의 두 배 수준이었기 때문에 생산자들에게 당도는 매우 민감하다. 물론 내가 생산한 대부분의 배는 좋은 가격으로 출하할 수 있었고 대구백화점에서는 납품을 적극 요청하기도 했다. 당도 이외에도 과실 비대가 좋아져 대과가 많아졌고 평균과중도 무거워졌다. 다른 요인도 있었을까 하고 생각해 보았지만 비가 많았는데도 당도가 높았던 것은 달리 생각할 수 없었다. 결국 소득을 높일 수 있었고 지금도 이 제품의 놀라운 효과에 대해 의아스러울 정도다. 올해에는 5월에 SS기로 광합성 촉진제를 살포했고 지금 생육은 양호한 상태다. 다만 자재를 보급하는 기업체에서는 작물별로 보다 정확한 데이터를 갖고 나처럼 초기에 의심하는 농업인들에게 먼저 관련 지식을 알려주기 바란다.”        

다른 분야와 마찬가지고 이른바 [나노농업] 분야도 산·학·연이 연계, 개발하는 것이 필요하다. 대학은 기초연구를 맡고 연구소와 산업체는 상용화를 전제로 한 산업기술 개발에 매진해야 한다. 그렇다고 지나치게 산업화 만을 강조하는 것도 곤란하다. NT는 원천적으로 미래를 위한 과학기술 문화이며 미래원천기술이다. 산업화를 너무 강조하면 기초 핵심 인력 양성에 어려움이 따른다. 대표적인 예가 나노바이오(NBT) 분야다. NBT는 NT의 3분의 1을 차지하지만, 우리나라는 이 분야의 전문인력이 크게 부족하다. 
나노기술은 인류의 삶의 질은 물론 과학기술문화를 획기적으로 변하게 만들 것이다. 나노기술은 앞으로 우리 생활에 많은 변화를 가져올 것이 분명하다. 정부는 문화육성 차원에서도 나노기술을 육성해야 한다. 10억분의 1m에 초미세 나노기술에 의해 이제 세상은 산업혁명과 정보혁명에 버금가는 새로운 혁명의 기로에 서있다.

[출처] 나노기술이 한국농업을 바꾸고 있다(상주 김광식)|작성자 jingab61