커지는 나노물질 불안감, '표준'으로 해소
한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민)이 일상생활에 밀접한 나노물질들의 안전측정기술을 제안, 국제표준으로 승인되었다.
KRISS 나노안전성 기술지원센터*가 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 공동 제안한 ‘나노물질의 광촉매활성** 측정법’이 나노기술 국제표준(ISO/TC 229)에 채택되었다. 정확한 사용법을 알아야 안전성이 보장되는 나노물질의 잠재적 불안요소가 크게 해소될 것으로 전망된다.
* 나노안전성 기술지원센터 : 과학기술정보통신부(장관 최기영)는 나노물질과 제품의 안전성을 과학적 사실에 근거하여 보장하고 국제 인증체계를 확립하자는 취지로 2014년부터 KRISS에 ‘나노안전성 기술지원센터’를 운영하고 있다.
** 광촉매활성 : 물질 사이에 전자를 주고받는 산화-환원반응의 일종. 촉매로 사용되는 물질이 빛에 의해 여기(excitation)되어 생성되는 정공-전자 쌍의 전하가 분리되고, 그 표면에서 이들이 각각 산화-환원된다.
산화아연, 이산화티타늄, 탄소나노튜브 등 광촉매활성을 가지는 나노물질은 자외선과 반응하면 활성산소(ROS, Reactive Oxygen Species)를 형성한다. 활성산소는 산소원자를 포함하고 화학적 반응성을 띠는데, 사람을 비롯한 생물체 내에 생성되어 강한 산화력으로 생체조직을 공격하고 세포를 손상시킨다.
산화아연, 이산화티타늄 등은 산업현장은 물론 자외선차단제 등 화장품의 필수 원료로도 널리 사용되는 나노물질이다.
범용성이 점점 커지는 나노물질을 안심하고 사용하려면 믿을만한 측정을 바탕으로 품질 관리가 이루어져야 한다. 하지만 광촉매활성과 관련된 기존의 표준문서(ISO 10676, 10678)의 경우, 코팅 표면에서의 광촉매활성을 측정할 뿐 나노물질에는 직접적인 적용이 불가능하다는 명확한 한계점이 존재했다.
KRISS와 NIST 공동연구팀이 제안하여 국제표준으로 승인된 ISO 20814 문서는 나노물질이 물에 분산된 상태에서 광촉매활성 정도를 측정할 수 있도록 표준화된 분석 방법을 제공한다. 이번 기술은 사람의 체내에도 존재하는 NADH*가 산화되는 정도를 통해 광촉매활성을 확인한다.
NADH는 생체적합성이 높아 활용범위가 다양하며, 기존의 시험법과 달리 적은 양의 표본으로 짧은 시간 내에 시험이 가능하다.
* NADH(Nicotinamide adenine dinucleotide) : 모든 살아있는 세포 내에서 발견되는 보조 인자. 신호를 전달하거나 에너지를 만드는 기본물질이다.
나노물질 또는 제품에 대한 불안은 눈에 보이지 않는 나노입자들이 정말 안전한지 평가할 수 있는 표준이 없다는 점에서 기인한다. 이러한 표준은 국제적으로 합의를 이룬 기술이 담보될 때만 가능하다. 이번 기술을 통해 새롭게 제정된 국제표준안은 KRISS의 기술을 중심으로 나노안전성의 표준을 선도했다는 것에 큰 의미가 있다.
나노안전성 기술지원센터에서는 이번 성과에 이어 나노물질의 광촉매활성으로 인한 세포 내 독성 측정법, 액체 내 나노입자 크기와 측정기술 표준화 등 생활과 더욱 밀접한 후속 연구를 수행함으로써 나노안전성 분야의 글로벌 표준 연구를 본격 주도할 계획이다.
KRISS 이태걸 부원장(現 과기정통부 산하 나노안전성 기술지원센터장)은 “나노안전성 평가에 필요한 표준측정기술과 광범위한 국제협력을 통해 얻은 뜻깊은 결과”라며 “나노물질은 각종 산업과 사회 곳곳에 필요하지만 안전성에 대한 불안감이 있는 만큼, 모두가 안심할 수 있도록 범국가적인 나노 안전망을 구축할 계획”이라고 말했다.
연구성과 추가 설명
▷ 나노안전성 기술지원센터
‧ 과학기술정보통신부(장관 최기영)는 나노물질과 제품의 안전성을 보장하고 국제 인증체계를 확립하기 위해 2014년 KRISS에 ‘나노안전성 기술지원센터’를 개소했다.
‧ 나노안전성 기술지원센터는 인증표준물질과 표준측정기술을 개발하고 보급하여 국제적으로 공인된 신뢰성 있는 나노안전성 평가기준을 마련하고 있다.
‧ KRISS는 현재 EU Horizon2020 사업참여(PATROLS, ACEnano), OECD 제조나노물질 작업반(WPMN)에서 시험가이드 제정을 위한 공동연구를 수행하고 있으며, ISO 산하의 나노기술 표준화 기술위원회 (ISO/TC 229)활동 등을 통해 나노안전성 분야의 국제협력 연구체계를 지속적으로 확대하고 있다.
‧ 공식 홈페이지 : http://safenano.re.kr/
▷ 활용 방안
- 나노물질의 광촉매활성 평가
‧ 다양한 나노물질의 광촉매 활성을 단순화된 분석과정을 통해 손쉽게 평가할 수 있다. 또한 NADH의 형광세기 변화율과 반응속도를 계산하여 광촉매활성을 정량화할 수 있기 때문에 객관적인 비교자료로 활용이 가능하다.
▷ 연구성과 에피소드
‧ KRISS와 미국 NIST가 공동으로 제안한 나노안전성분야 측정기술은 2014년 ‘한미 과학기술공동위원회’ 합의에 따라 추진되었으며, 지속적인 연구협력을 통해 이번에 ISO 국제표준으로 승인되는 결실을 거두게 되었다.
- 관련 기사 : https://www.etnews.com/20140611000107
(표준연, 미국 NIST와 나노안전성 측정표준 공동 연구_전자신문(‘14.6.11.))
▷ 국제표준문서 및 지원사업 관련 정보
1. 문서명 및 주소 :
‧ ISO 20814: Nanotechnologies - Testing the photocatalytic activity of nanoparticles for NADH oxidation - https://www.iso.org/standard/69298.html
※ ISO 국제표준문서는 유료로 제공
2. 지원사업:
‧ 과학기술정보통신부 국가나노안전 기준설정을 위한 측정표준 및 국제 인증체계 확립 연구사업
연구성과 사진
▲ KRISS 나노안전성 기술지원센터 연구팀
(왼쪽부터 김재석 선임연구원, 허민범 선임연구원, 곽민정 선임기술원, 이태걸 센터장)
▲ KRISS 나노안전성 기술지원센터 연구팀이 나노소재의 광촉매활성을 측정하고 있다.
▲ KRISS 나노안전성 기술지원센터 연구팀이 나노소재의 광촉매활성을 측정하고 있다.
연구팀 프로필
1. 인적사항
성 명 : 곽민정
소 속 : 한국표준과학연구원 산업응용측정본부
나노바이오측정센터
직 위 : 선임기술원
전 화 : 042-868-5582
e-mail : kwakmj@kriss.re.kr
2. 학력
경희대학교 식품공학과 학사 (2006～2011)
서울대학교 융합과학기술대학원 나노융합전공 공학석사 (2011～2013)
3. 경력사항
2013. 12. ~ 2014. 12. 한국표준과학연구원 인턴 연구원
2015. 01. ~ 현재 한국표준과학연구원 나노바이오측정센터 근무
4. 전문 분야 정보
나노물질 합성 및 물리화학적 특성 분석
나노물질 인증표준물질(CRM) 개발 및 평가
5. 발표논문 및 특허
“Facile synthesis of Au-graphene nanocomposite for the selective determination of dopamine”, J. Electroanal. Chem, 2016, 776, 66-73. (IF=3.012) 등 SCI급 8 여 편
1. 인적사항
성 명 : 이태걸
소 속 : 한국표준과학연구원 부원장실
직 위 : 부원장
전 화 : 042-868-5129
e-mail : tglee@kriss.re.kr
2. 학력
서울대학교 화학과 학사 (1985～1989)
서울대학교 화학과 이학석사 (1989～1991)
서울대학교 화학과 이학박사 (1991～1995)
3. 경력사항
1996. 10. ~ 2000. 09. 캐나다 토론토대학교 화학과 박사후연구원
2000. 10. ~ 2001. 10. 캐나다 노텔네트웍스 R&D 연구원
2006. 11. ~ 2015. 07. 과학기술부 차세대무표지생체신호분석사업단 단장
2015. 01. ~ 2020. 02. 한국표준과학연구원 나노바이오측정센터 센터장
2013. 03. ~ 현재 ISO/TC 229(나노기술) 전문가, Study Group
(나노바이오) 컨비너, Working Group 5(제품 및 응용) 컨비너
2017. 09. ~ 현재 과기정통부 나노안전성 기술지원센터 센터장
2020. 02. 26. ~ 현재 한국표준과학연구원 부원장
4. 전문 분야 정보
나노물질 물리화학적 특성분석 및 안전성 평가기술 개발, TOF-SIMS를 이용한 유기생체 표면분석기술 개발
5. 수상실적
2016.01.28. 미래창조과학부장관상
2016.04.21. 제49회 과학의 날 국무총리 표창
6. 발표논문 및 특허
“The inhibition of retinal neovascularization by gold nanoparticles via suppression of VEGFR-2 activation”, Biomaterials, 2011, 32, 1865-1871. (IF=10.273) 등 SCI급 130 여 편
"나노입자-유리체 기반 단백질 복합체를 유효성분으로 포함하는 혈관신생억제용 조성물 및 이의 용도" 등 국내외 특허 30 여건 및 기술이전 2건
