국내 연구진이 원자력 산업 등 다양한 분야에서 첨단 소재로 활용될 수 있는 나노실리카(nano-silica)의 새로운 합성법을 개발하는데 성공해 산업용 및 의료용 소재로 활용 폭이 넓어지게 됐다.

한국원자력연구원(원장 박창규) 원자력화학연구센터 김종윤 박사와 한남대 유종성 교수·윤석본 박사, LG생활건강 박승규 박사 등 산·학·연 공동연구팀은 표면에서 중심 쪽으로 수직 방향의 구멍이 규칙적으로 배열돼 있는 새로운 형태의 나노실리카를 합성하는데 성공했다고 지난달 26일 밝혔다.

코어·셸 형태의 새로운 나노실리카는 내부 중심부분까지 활성물질이 효과적으로 전달될 수 있어 고품위 촉매, 폐기물 처리제, 약물전달체 등 첨단소재로 활용될 수 있다. 이 연구성과는 이 분야 권위지인 영국왕립학회 발간 ‘Journal of Material Chemistry’ 최근호의 표지 논문에 선정됐다.

나노실리카는 나노미터 크기의 입자와 구조를 가지도록 합성된 이산화규소(SiO2) 입자로, 기존의 구형 나노실리카는 미세한 기공이 입자 표면과 평행하게 나있거나 기공의 방향이 불규칙해 외부 물질이 내부로 쉽게 접근하기 힘든 단점이 있었다. 공동연구팀은 주형합성법이라는 최신 나노기법을 적용, 실리카 입자가 균일한 크기의 구형 형태를 유지하면서도 표면에 2~50 나노미터(nm) 크기의 기공이 실리카 표면에서 중심으로 수직으로 위치하도록 함으로써 이 같은 단점을 극복해냈다.

공동연구팀이 개발한 규칙적 수직기공 구조의 나노실리카는 고품위 타이어와 종이 충진제, 약물 저장 및 전달체 등 의료용 재료와 연마제, 센서 등 전자재료, 유해물질 제거 및 에너지 변환 촉매담체 등 환경소재로 활용할 수 있고 다양한 재질의 나노구조체 합성을 위한 모체로도 이용이 가능한 매력적인 첨단소재다.

원자력연구원은 이 기술을 핵사찰 분석용 표준입자 제조, 방사선 기술 융합형 공정 기술에 필요한 표준입자 제조, 방사성 폐기물 제거용 담체 제조 등 원자력 분야에 다양하게 활용하기 위한 연구를 수행하고 있다.

나노실리카의 시장규모는 산업용 소재의 경우 2005년 세계시장 규모는 약 6000억원, 국내시장 규모는 600억원에 이른다. 의약품 소재의 경우 2005년 세계시장 규모가 54조원이 이르렀고, 국내시장도 2001년 2000억원에서 2005년 1조원으로 가파르게 증가하고 있다.