테크노피아 열린다…뼈 잘붙는 나노코팅 임플란트

테크노피아 열린다…뼈 잘붙는 나노코팅 임플란트 도마뱀 발바닥 같은 접착소재 학문간 장벽없는 연구소가 융합기술 견인차
기사입력 2010.09.27 17:00:47 | 최종수정 2010.09.29 18:44:36

◆ 세상을 바꾸는 융합기술 ① 독일 ◆

독일 프랑크푸르트에서 고속도로를 타고 남쪽으로 두 시간쯤 달려 도착한 자르브뤼켄시.

이 도시에 위치한 라이프니츠 신소재연구소(INM)에서는 바이오기술(BT)과 나노기술(NT)의 창의적 융합연구가 활발하다. 이 연구소는 최근 나노코팅 기술을 이용해 엘리베이터 문에 지문이 남지 않는 신소재를 개발했다. 빛이 반사되지 않는 플라스틱, 특정 색깔만 반사하는 플라스틱 등 기능성 플라스틱 생산기술도 자랑거리다.

이 연구소 에두아르트 아르츠트 소장은 "도마뱀 발바닥을 모사한 신소재 개발에도 힘쓰고 있다. 미끄러운 유리벽과도 강력하게 접착해 떨어지지 않는 도마뱀 발바닥과 같이 접착력이 좋은 신소재를 바이오ㆍ나노 융합연구를 통해 개발하는 게 목표"라고 말했다.

나노코팅 기술은 의학 분야에서 인공관절, 임플란트, 신경재생 등 활용 분야가 무궁무진하다. 신소재연구소 임플란트 재료 연구팀은 현재 임플란트 신소재 개발 분야에서 세계적으로 인정받고 있는 스위스 AO 파운데이션과 함께 공동연구를 진행하고 있다. 개발 중인 임플란트 신소재는 윗부분은 뼈와만, 아랫부분은 상피세포와만 붙게 처리했다. 그 결과 임플란트 시술을 할 때 손상시켰던 뼈는 잘 차오르고 상피세포 상처는 쉽게 아물 수 있도록 만들 수 있게 됐다.

나노코팅을 한 인공관절은 윤활성이 좋고 뼈에 붙지 않으며 체내에서 부식되지도 않는다. 이 밖에 연구팀은 샤넬과 손잡고 향수병 색상 코팅 방식을 개발하고 있다. 미래 청정에너지 수소를 저장할 수 있는 나노와이어 개발 연구도 한창이다.

연구소 내 바이오서피시즈(Biosurfaces)팀은 BTㆍNT 융합연구에서 가장 활발한 조직이다. 팀장은 파키스탄 출신인 아크타스 박사. 10여 명의 팀원은 재료공학, 의학, 생물학, 화학, 바이오 등 전공 분야가 모두 다르다. 상당수 팀원은 자기 전공 외에도 다른 분야 전공을 대학원에서 공부한다. 더욱이 이들 석ㆍ박사과정 학생은 독일은 물론 인도, 터키, 러시아, 한국 등 8개국 출신 다국적 인재들이다.

프라운호퍼 바이오의학기술연구소에서 바이오 연구 장비를 개발하는 오영주 박사는 "연구소에서 자기 전공만 하는 사람은 하나도 없다. 물리, 전자, 기계, 건축 등 전공은 다르지만 모두 바이오 융합연구를 하고 있다"고 설명했다. 그는 "융합이 아니면 견딜 수 없다. 다른 분야 공부를 안 하면 설 땅이 좁아진다"고 덧붙였다.

이처럼 독일의 과학기술 융합연구는 연구소 중심으로 활발하다. 특히 4개 핵심 민간 연구회 소속 연구소들이 융합연구를 주도한다. 독일 대학은 여전히 학과 간 장벽이 높은 편이다. 하지만 민간 연구회에 많은 투자를 해 온 독일 정부의 노력은 최근 융합연구 분야에서 빛을 보고 있다. 기업들도 IT, BT, NT 융합연구 성과들에 높은 관심을 보이고 있어 융합연구에 촉매제가 된다.

막스플랑크, 프라운호퍼, 라이프니츠, 헬름홀츠 등 독일의 연구소는 융합연구의 `핵심 축`이다. 융합연구의 성공 요인으론 △대학과 연구소 간 활발한 협력 △철저한 프로젝트 중심의 연구소 운영 △정부의 적극적인 지원 등을 들 수 있다.

우선 연구소 소장과 주요 보직자들이 인근 대학 교수를 겸임하는 경우가 많다. 신소재연구소의 아르츠트 소장만 해도 인근 잘란트대학의 재료공학과 교수를 겸임하고 있다.

연구소에서 교수와 학생들은 학과가 아닌 프로젝트 단위로 연구를 진행하고 있다. 롤랜드 롤레스 신소재연구소 경영담당소장은 "독일 연구소는 학과 장벽 없이 프로젝트별로 연구를 진행하기 때문에 대학보다 융합연구에서 더 강점을 보이고 있다"고 설명했다.

대학 석ㆍ박사과정 학생들은 연구소에서 프로젝트를 주도하는 역할을 맡으며 창의적인 융합연구 아이디어를 제시한다. 젊은 연구원들이 융합연구 아이디어를 제안하면 이를 수용해 발전시키는 경우가 많다.

프로젝트 중심의 융합연구 성과는 다양한 산업 발전에 큰 영향을 미친다. 현재 많은 사람이 사용하고 있는 MP3플레이어의 경우도 1987년 독일 프라운호퍼 집적회로 연구소가 AT&T 벨연구소, 톰슨사와 함께 처음 개발에 성공한 제품이다.

프라운호퍼의 경우 최근 이동식 에이즈 실험실을 남아프리카공화국에 팔았다. 지난 8월 남아공 보건부 장관이 직접 바퀴가 달린 실험실 내부로 들어가 진공룸, 압력조절장치, 밀폐형 조사장비들을 살펴본 후 내린 결정이다. 에이즈가 많이 발생하고 있는 태국 중국 아프리카 여러 국가들이 실험실에 관심을 보이고 있다.

[자르브뤼켄(독일) = 김제관 기자]

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