동아대, 발암가능물질 '탄소나노튜브' 연구결과 발표

동아대학교는 의약생명공학과 조완섭 교수 연구팀이 인하대 생명공학과 허윤석 교수 연구팀과 함께 수행한 연구결과가 나노과학 분야 세계적 학술지인 'ACS Nano(영향력지수(IF) 13.709)' 2018년 11월호에 게재됐다고 18일 밝혔다.

발암물질인 석면과 같은 위험을 띨 수 있는 탄소나노튜브의 위험성 결정 인자를 제시하고 안전성 확보방안 마련의 근거가 될 수 있는 연구결과가 국내 연구진에 의해 발표됐다.


탄소나노튜브(CNT, 탄소 6개로 이뤄진 육각형이 서로 연결돼 관 모양을 이루는 원통 형태의 신소재)는 현재 전 세계적으로 제품화가 활발한 대표적인 나노물질이지만 지난 2014년 국제암연구소가 이를 발암물질(Group 2B: 인간에 대한 발암성 가능 물질)로 규정했다.

조 교수 연구팀은 국제암연구소의 결정이 일본에서 개발한 탄소나노튜브 한 종류에 대한 결론이며 앞으로 5년 이내에 탄소나노튜브 전체의 발암성에 대한 재평가 결과를 공표할 것이란 점에 주목했다.

연구팀은 국내에서 활발히 개발·생산되는 탄소나노튜브에 대한 국제 규제 대응 방안을 찾기 위해 산업통상자원부 지원을 받아 '나노물질·제품의 안전성 평가 및 표준화 기술개발(연구책임: 한국건설생활환경시험연구원 송경석 박사)' 연구를 수행했다.


탄소나노튜브는 가로 대 세로 비율을 나타내는 종횡비와 직경, 길이, 모양 등 물리화학적 특성이 물질마다 다양한데, 이번 연구는 발암성 물질로 진행되는 탄소나노튜브의 물리화학적 특성 지표에 대한 정량적 데이터를 제공하고 일본 제품과의 차별성을 밝혀냈다.

조 교수 연구팀은 기존에 발암물질로 규정된 일본의 탄소나노튜브 및 석면 2종과 국내에서 생산된 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 5종을 이용해 연구했다.

그 결과 연구팀은 탄소나노튜브의 '강성(rigidity, 구부러짐의 정도를 나타냄)'이 석면과 같은 발암성을 지니는 물질로 진행되는 핵심 지표임을 발견했고 이를 정성·정량적으로 제시한 독성 연구 결과를 내놓았다.

조 교수는 "나노 독성학 분야의 기존 연구는 나노물질에 의해 나타나는 독성 반응을 확인하는 현상학적인 결과만을 보여주지만, 이번 연구는 발암성으로 진행되는 핵심 지표로 강성을 제시함과 동시에 정량적인 강성 지수(bending ratio: 0.97, static bending persistence length: 1.08)를 제시했다는 점이 기존 연구와 차별화 되는 점"이라고 말했다.

그는 이어 "이번 연구가 앞으로 나노물질의 규제와 위해관리뿐만 아니라 개발 단계에서부터 안전한 나노물질을 개발하는 데 중요한 자료가 될 것으로 보인다"고 덧붙였다.

탄소나노튜브의 강성과 염증 발생의 상관관계를 나타낸 모식도.