부산대학교 연구진이 미래 소재 혁신을 가져올 '꿈의 물질'로 각광받고 있는 맥신(MXene) 나노입자의 근육 재생효과를 검증하는 데 성공했다. 부산대는 광메카트로닉스공학과 한동욱·홍석원 교수 연구팀이 융합의과학과 김윤학 교수팀과 공동으로 '체적 근육 손실(volumetric muscle loss·VML)' 치료를 위한 맥신 이식재 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 맥신의 근분화(筋分化) 촉진 기전을 밝힌 이번 연구는 나노 및 마이크로 스케일의 연구와 응용 분야에서 세계적으로 인정받는 국제학술지 '나노-마이크로 레터스' 1월 4일자에 게재됐다. VML은 대규모 외상에 따른 골격근의 20% 이상 손실을 의미한다. 이로 인한 근육 기능 상실과 같은 후유증이 있으며 의학계에서 조직공학 기반의 VML 치료 연구가 활발히 진행 중이다. 이번 연구에 활용된 맥신은 이차원 나노입자로 구성된 물질로, 금속 카바이드나 탄화물을 에칭(etching·표면을 부식시켜 제거·변형)해 얻어진다. 높은 전기전도성, 높은 열전도성, 우수한 기계적 강도 등의 물성을 갖고 있어 2011년 처음 발견된 이후 다양한 산업 분야에 활용돼 왔다. 최근에는 맥신의 여러 생물학적 특성이 알려지면서 생물·의학 분야에서 효능 연구가 이어지고 있다. 부산대 연구팀은 맥신 나노입자와 콜라겐을 생분해성 의료용 고분자에 혼합해 정렬된 나노섬유 지지체를 제작했으며, 동물실험을 통해 이 지지체가 손상된 근육 조직의 빠른 재생을 촉진한다는 것을 확인했다. 마우스 모델을 이용한 동물실험 결과 비처치 대조군과 비교해 230% 빠른 근육 재생과 122% 많은 근섬유 재생이 확인됐다. 또 조직학적 분석을 통해 나노섬유 지지체 이식 일주일 후 대부분의 손상된 근육이 재생됐음이 관찰됐다. 결과적으로 맥신 나노입자는 평소보다 빠른 속도로 많은 양의 근육을 재생시켜 체적 근육 손실을 빠르게 회복할 수 있었다는 게 연구진의 분석이다. 한 교수는 "근육 회복 과정에서 발현된 전체 유전자가 차세대 염기서열분석법을 통해 분석됐다"며 "이번 연구는 맥신 나노입자가 근분화를 촉진하는 분자생물학적 기전을 최초로 밝혔다는 데 의의가 있다"고 설명했다. 권병석 기자

[파이낸셜뉴스] 부산대학교 연구진이 미래 소재 혁신을 가져올 꿈의 물질로 각광 받고 있는 맥신(MXene) 나노입자의 근육 재생 효과를 검증하는 데 성공했다. 부산대는 광메카트로닉스공학과 한동욱·홍석원 교수 연구팀이 융합의과학과 김윤학 교수팀과 공동으로 ‘체적 근육 손실(volumetric muscle loss, VML)’ 치료를 위한 맥신 이식재 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 맥신의 근분화(筋分化) 촉진 기전을 밝힌 이번 연구는 나노 및 마이크로 스케일의 연구와 응용 분야에서 세계적으로 인정받는 국제학술지 '나노-마이크로 레터스' 1월 4일자에 게재됐다. VML은 대규모 외상에 따른 골격근의 20% 이상 손실을 의미한다. 이로 인한 근육 기능 상실과 같은 후유증이 있으며 의학계에서 조직공학 기반의 VML 치료 연구가 활발히 진행 중이다. 이번 연구에 활용된 맥신은 이차원 나노입자로 구성된 물질로, 금속 카바이드나 탄화물을 에칭(etching, 표면을 부식시켜 제거·변형)해 얻어진다. 높은 전기전도성, 높은 열전도성, 우수한 기계적 강도 등의 물성을 갖고 있어 2011년 처음 발견된 이후 다양한 산업 분야에 활용돼 왔다. 최근에는 맥신의 여러 생물학적 특성이 알려지면서 생물·의학 분야에서 효능 연구가 이어지고 있다. 부산대 연구팀은 맥신 나노입자와 콜라겐을 생분해성 의료용 고분자에 혼합해 정렬된 나노섬유 지지체를 제작했으며, 동물실험을 통해 이 지지체가 손상된 근육 조직의 빠른 재생을 촉진한다는 것을 확인했다. 마우스 모델을 이용한 동물실험 결과, 비처치 대조군과 비교해 230% 빠른 근육 재생과 122% 많은 근섬유 재생이 확인됐다. 또 조직학적 분석을 통해 나노섬유 지지체 이식 일주일 후 대부분의 손상된 근육이 재생됐음이 관찰됐다. 이런 결과는 맥신 나노입자에 의해 축적된 칼슘 이온이 근원세포의 생존, 증식, 근관 분화, 그리고 근단백질 합성을 유도하는 신호전달 경로를 촉진시켰기 때문임이 밝혀졌다. 결과적으로 맥신 나노입자는 평소보다 빠른 속도로 많은 양의 근육을 재생시켜 체적 근육 손실을 빠르게 회복할 수 있었다는 게 연구진의 분석이다.  한 교수는 “근육 회복 과정에서 발현된 전체 유전자가 차세대 염기서열분석법을 통해 분석됐다”며 “이번 연구는 맥신 나노입자가 근분화를 촉진하는 분자생물학적 기전을 최초로 밝혔다는 데 의의가 있다”고 설명했다. 이어 “맥신 나노입자가 근육 재생에 대한 유망한 치료법으로 활용될 수 있다는 가능성을 보였으며, 추가 실험 과 공정 최적화를 통해 실제 임상에서도 활용될 수 있는 조직공학 기반 의료기기로 개발할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. bsk730@fnnews.com 권병석 기자

[파이낸셜뉴스] 그래핀 및 맥신 기술력을 입증해가고 있는 아이텍 주가가 강세를 보이고 있다. 30일 10시 44분 기준 아이텍 주가는 전 거래일 대비 470원(4.59%) 오른 1만700원에 거래되고 있다. 아이텍이 보유하고 있는 2차전지와 맥신, 로봇 모멘텀 등이 부각된 영향으로 풀이된다. 아이텍은 기존 주요 사업 부문 외 다양한 신사업에 도전하고 있다. 이달 사용 후 배터리 보관 및 처리를 위한 제품을 공급하는 비에이에너지를 인수했고, 추가적인 캐파 증설을 위해 2025년 기업공개(IPO)를 목표로 하고 있다. 특히 아이텍은 자회사를 통해 세계 최초로 그래핀 섬유를 상용화한 바 있다. 또 맥신 양산화에 성공한 영국 소재업체와 기술 협력을 통해 역시 세계 최초로 맥신 원사 샘플 제작을 완료한 것으로 파악됐다. 현재 자동차용 소재 그래핀도 국내외 글로벌 업체와 협력해 개발 중이다. taeil0808@fnnews.com 김태일 기자

[파이낸셜뉴스] 코닉오토메이션이 장중 오름세를 보이고 있다. 김세호 고려대 신소재공학부 교수 연구팀과 막스플랑크 연구소팀이 최초로 2차원 물질 '맥신'을 원자단위에서 관찰하는 기술 개발에 성공했다는 소식에 영향을 받은 것으로 풀이된다. 29일 오후 1시 7분 현재 코닉오토메이션은 전일 대비 4.57% 오른 4805원에 거래되고 있다. 이날 관련 업계에 따르면 김 교수 연구팀 등은 맥신을 원자단위에서 관찰하는 기술을 포함해 맥신 구조 내·외부에도 상당한 불순물 함량이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 온라인 게재됐다. 맥신은 앞서 차세대 물질로 불리며 증시 테마를 주도한 바 있다. 배터리, 반도체, 전자기기 등 다양한 분야에서 활용할 수 있어 '꿈의 신소재'라 불렸다. 이번 연구결과는 맥신 구조 내부 구조에 대해 진일보한 연구로 각광받고 있다. 특히 맥신의 생산, 구조의 안정화 문제점들을 해결했음에도 불순물 존재와 표면의 불순물의 역할과 정확한 함량을 알아내는 데에 있어 분석 기술적 한계를 극복할 수 있다는 가능성을 제시한다. 코닉오토메이션은 맥신 나노 기술로 세탁할 수 있는 투명 플렉시블 유기발광다이오드(OLED)를 개발한 최경철 카이스트 전자공학부 교수가 사외이사로 등재돼 있어 관련주로 분류돼 왔다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

#OBJECT0# [파이낸셜뉴스] 하루가 멀다하고 강력한 테마 장세가 펼쳐지면서 주가 급등락이 이어지고 있다. 대다수 업종들이 초전도체, 맥신 등 단기간 검증이 어렵다는 점에서 투기 세력의 놀이터로 전락하고 있다는 볼멘 소리도 나온다.  24일 한국거래소에 따르면 이날 우리로는 전날보다 24.04% 오른 2265원에 장을 마감했다. 장중 한 때 주가는 가격제한폭(29.79%)까지 올라 상한가에 거래되기도 했다.  우리로의 주가는 전날에도 29.96% 오른 1826원에 거래된 바 있다. 최근 2거래일간 상한가를 쓴 것이다.  이 외에도 엑스게이트(12.99%), 텔레필드(4.92%), 케이씨에스(2.21%) 등이 동반 오름세를 기록했다.  이들 기업은 모두 '양자컴퓨터' 테마 현상에 편승해 전일 상한가를 기록한 바 있다. 국내 한 연구진이 상온에서 대규모 '양자 얽힘' 현상을 구현할 수 있는 양자 소재 후보물질을 확인했다고 밝히면서 투자심리가 몰렸다.  문제는 이 같은 테마 장세가 이번이 처음이 아닌 것으로 경계감이 커진다. 앞서 초전도체, 맥신 관련주가 단기 급등 후 급락하는 등 롤러코스터 장세를 연출하고 있기 때문이다.  실제 전일 상한가를 보였던 피피아이, 코위버 등은 이날 일제히 하락 전환했다. 장 마감 기준으로 각각 -6.24%, -3.51% 하락한 것이다. 앞서 테마 장세를 이끈 초전도체, 맥신 관련주는 주가 하락에 더해 각 기업별 해명 공시마저 이어지고 있어 투자자 혼란이 가중되고 있다.  전일 양자컴퓨터 외에도 일본 오염수 방류에 따른 유계, 소재식품 관련주의 동반 급등세가 나타났고 원격진료, 원전, 철도, 토목 등에서도 소형주를 중심으로 개인 투자자들의 단기 매수세가 몰리기도 했다.  최유준 신한투자증권 수석연구원은 "주가지수 상단이 막혀있고 주도주의 힘이 약해지면서 테마주 장세가 이어지고 있다"며 "지수가 정체되는 구간에서 개인의 소형주 거래가 늘어 테마주가 확산될 가능성이 있다"고 판단했다.  주도주였던 2차전지가 지지부진한 흐름을 이어가고 있는 점도 자금의 이동을 이끌고 있다. 에코프로는 지난달 26일 장중 153만9000원에 거래된 이후 고점을 회복하지 못하고 있고 에코프로비엠, 엘앤에프 등도 뚜렷한 반등을 이루지 못하고 있다.   고평가, 과잉투자로 부풀려진 전기차 산업의 거품이 꺼지기 시작했다는 점에서 이전과 같은 공격적 매수가 이어지지 않고 있다는 평가가 나온다.  조준기 SK증권 연구원은 "(2차전지는) 나름 낙폭과대 매수 타겟 중 하나로 최근 몇일 주가가 나쁘지 않았다"면서도 "다만 정부의 투자 확대가 고밸류를 정당화하는 근간 중 하나였던 만큼 정부 지출에 태클이 걸린 지금 강한 주도 업종으로 복귀하기가 만만치 않아 보이는 것은 사실이다"라고 말했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

한국과학기술연구원(KIST) 이승철 박사 연구팀이 꿈의 신소재로 불리는 맥신의 자기수송(Magnetoresistance) 특성을 이용해 표면의 분자 분포를 예측하는 방법을 개발, 대량생산 가능성이 열렸다는 소식에 한국앤컴퍼니(000240) 주가가 강세다. 티타늄과 탄소로 이뤄진 맥신(MXene)은 금속층과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노물질로, 높은 전기전도성 갖추고 여러 금속화합물과 조합할 수 있어 반도체, 전자기기, 센서 등 다양한 산업에서 활용할 수 있는 소재다. 맥신을 제대로 활용하기 위해선 표면에 덮인 분자의 종류와 양을 아는 것이 중요한데, 표면에 덮인 분자가 불소일 경우 맥신의 전기전도성이 낮아져 전자파 차폐 효율 전자기기나 장치들이 전자파를 효과적으로 차단하거나 감쇄시키는 능력이 떨어진다. 하지만 두께가 1nm(나노미터·10억분의 1m)에 불과해 표면에 붙은 분자를 분석하기 위해서는 고성능 전자현미경으로도 수일이 소요돼 지금까지 대량생산이 불가능했다. 이승철 박사 연구팀은 맥신의 자기수송 특성을 이용해 표면의 분자 분포를 예측하는 방법을 개발했다고 밝혔다. 이 방법을 활용하면 간단한 측정으로도 맥신의 분자 분포를 분석할 수 있게 되어 생산과정에서 품질관리가 가능해지고, 이를 통해 지금까지 불가능했던 대량생산의 길이 열릴 것으로 기대된다. 한편 한국앤컴퍼니는 맥신 분말을 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 관한 특허를 보유하고 있어 맥신 관련주로 알려져있다. 디지털뉴스룸 onnews@fnnews.com

[파이낸셜뉴스] 나노종합기술원은 '맥신(MXene)'으로 8인치 웨이퍼 위에 100여개의 마이크로 배터리를 만드는데 성공했다. 맥신으로 만든 마이크로 슈퍼 커패시터는 2020년에 만든 것보다 5배 이상 저장용량이 향상됐으며, 잘 휘어지게 만들었다. 이용희 선임연구원은 14일 "양산이 가능한 반도체 공정기술을 활용해 8인치 웨이퍼상에 만들어냈다"고 말했다. 또한 "마이크로 슈퍼 커패시터는 잘 휘어지게 만들어 향후 사물인터넷(IoT) 센서, 피부 부착형 메디컬 소자 등의 에너지 동력원으로사용할 수 있다"고 설명했다. 맥신은 전기전도성이 우수한 2차원 판상 나노소재로 배터리, 슈퍼 커패시터, 센서, 전자파 차폐 등의 전극으로 사용할 수 있는 차세대 신물질이다. 연구진은 우선 나노팹공정을 활용해 8인치 웨이퍼 위에 맥신 기반의 에너지 저장 소자를 만들었다. 이후 최종적으로 잘 휘어지는 기판에 옮기는 공정으로 잘 휘어지게 만들었다. 실제로 마이크로 슈퍼 커패시터를 전자온도계에 연결해 작동시켰다. 이 마이크로 슈퍼 커패시터는 저장용량이 1730 F/㎤에 달했다. 또한 1만번을 사용해도 성능이 초기 값과 비슷한 수준으로 유지됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]이오플로우의 자회사인 인공신장 개발 전문기업 네프리아 바이오가 미국 드렉셀대학교와 나노 신소재 맥신 기술이전 계약을 체결했다고 29일 밝혔다. 이번 라이선스 계약을 통해 네프리아 바이오는 미국 드렉셀대학교가 보유한 나노 신소재 맥신(MXene)을 인공신장 분야에서 독점적으로 활용할 권리를 확보했다. 네프리아는 금번 기술이전을 시작으로 본격적인 웨어러블 인공신장 개발에 나설 방침이다. 맥신은 투석의 최대 난제로 꼽히는 노폐물인 요소를 거르는데 현존하는 소재 중 가장 성능이 뛰어난 것으로 평가받는다. 맥신은 티타늄과 탄소 원자로 이뤄진 얇은 판 모양의 2차원(2D) 물질이다. 2011년 드렉셀대 유리 고고치 교수와 미첼 바섬 교수에 의해 개발된 이후 그래핀과 함께 대표적인 꿈의 2차원 신소재로 주목받고 있다. 맥신은 그동안 전자파 차단 및 배터리 분야 등에서 상용화 연구가 활발히 진행돼 왔지만 의료기기 분야에 적용되기는 이번이 처음이다. 글로벌 시장조사기관인 포춘 비즈니스 인사이트에 따르면, 전세계 투석시장의 규모는 2019년 기준 903억달러에 달하고 2027년에는 1776억달러까지 이를 것으로 전망된다. 고혈압, 당뇨 등 만성질환이 늘어남에 따라 투석을 필요로 하는 신장질환자의 수도 급증하고 있기 때문이다. 이오플로우 김재진 대표이사는 “기존의 투석은 막대한 비용이 지출되면서도 삶의 질을 크게 저하시키는 치료 방식으로, 웨어러블 인공신장에 대한 요구가 매우 높다"면서 "이를 위해서는 저전력형 경량 구동부 기술과 우수한 필터 기술이 필요한데, 네프리아는 핵심 구동부 기술을 모회사인 이오플로우로부터 이전 받고, 이번 라이선스 계약으로 고효율 필터개발에 필요한 소재 기술 또한 취득함으로써 양대 핵심 기술을 모두 확보하게 됐다"고 말했다. kmk@fnnews.com 김민기 기자

[파이낸셜뉴스] 국제 공동 연구진이 전자파를 흡수하고 차단하는 신개념 나노소재를 개발했다. 이 소재는 전자 부품간 전자파 간섭을 차단할 수 있어 전자통신 제품에 활용할 수 있다. 또 연구진은 이 소재가 전자파를 흡수해 전자기펄스(EMP) 폭탄을 대비한 방어벽이나 레이더망에 잡히지 않는 스텔스 등 국방기술에도 적용이 가능하다고 설명했다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어센터 구종민 센터장은 새로운 전자파 흡수 소재 'Ti₃CN 맥신'을 24일(한국시간) 세계 최고 권위의 학술지 '사이언스'에 공개했다. 이 소재는 티타늄과 탄소, 질소의 화합물로 1㎚(나노미터=10억 분의 1ｍ) 두께의 평면구조를 가진 나노 소재다. 구종민 센터장은 이미 2016년 전자파를 차단하는 맥신 소재를 개발했다. 맥신은 금속에 비해 가볍고, 저비용이며, 유연인쇄 공정이 가능한 2D 나노 소재로서 기존 금속을 능가하는 전자파 차단과 흡수 성능을 가졌다. 이후 지난해 12월에는 맥신을 이용한 유성잉크, 올 3월에는 필름으로 만드는 기술을 공개했다. 과거 발표했던 맥신 소재는 티타늄과 탄소로만 이뤄진 화합물로 전자파 차단 성능은 뛰어났지만 흡수가 안되고 반사돼 2차 피해가 있었다. 연구진은 이를 극복하기 위해 기존 맥신에 질소를 추가했다. 연구진에 따르면 Ti₃CN 맥신 필름은 열처리하면 매우 작은 구멍이 뚫린 구조의 메타구조를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 메타구조는 유효 유전율, 투자율이 크게 변화해 매우 높은 전자파 흡수 특성을 보인다. 또 향상된 흡수 특성으로 인해 매우 높은 전자파 차단 성능 값을 얻게 된다. 실험결과 머리카락 굵기와 비슷한 약 40마이크로미터로 만든 맥신이 116dB 이상의 높은 전자파를 차단했다. 구종민 센터장은 "자연계에 존재하지 않는 인간에 의해 창조된 신규 나노소재로, 향후 실용화를 위해 소재-부품-장비를 연결하는 공급망 확보가 매우 중요할 것"이라고 강조했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 금속이 아니면서 전기가 잘 통하는 나노물질 '맥신(MXene)'을 이용해 다양한 물질에 바로 코팅해 사용할 수 있도록 맥신 유성 잉크로 만드는 기술을 개발했다. 이 기술을 이용해 전자파를 차단하는 소재를 만들수 있으며, 이차전지나 축전지, 가스센서, 바이오센서 등 다양한 분야에 응용 가능한 소재를 만들수 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀은 전기전도성이 우수한 맥신의 상용화를 앞당길 유성 잉크 제조기술을 개발했다고 22일 밝혔다. KIST 구종민 센터장은 "세계 최초로 맥신 유기분산 잉크를 만들어 산화 안정성을 확보함으로써 맥신의 상용화 가능성을 높였다"고 말했다. 구종민 센터장은 2016년 나노신소재인 맥신을 개발한 뒤 후속연구를 계속 해왔다. 맥신은 금속에 준하는 전기전도도를 가지고 있어 활용 분야가 다양하지만 수용성이라는 물질 특성때문에 제품을 만드는 재료에 덮어 씌울때 어려움이 있었다. 또한 맥신은 물이나 산소와 쉽게 반응해 본래 갖고 있던 전기전도도를 잃어버려 안정성 문제가 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 매니큐어 제거액, 페인트 시너 등에 사용되는 솔벤트를 맥신이 분산돼 있는 물과 섞었다. 물과 기름은 원래 서로 섞이지 않고 층을 이루는 경계면에서 반응이 일어난다. 물속 맥신이 솔벤트로 넘어오면서 맥신 유기 잉크가 만들어진다. 이처럼 별도의 정제과정도 필요없이 간단한 공정을 통해서 해결한 것이다. 이렇게 제조된 맥신 유기 잉크는 내부에 물 분자 및 산소가 적어 맥신이 쉽게 산화되지 않을 수 있었다. 개발된 맥신 유기 잉크를 활용하면 산화 불안전성을 극복해 기존 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 프린트 등의 액상 공정이 가능하다. 또한, 장기간 보관할 수 있도록 안정성이 보장된 맥신은 전자파 차폐, 전극 소재 등 다양한 분야에 적용할 수 있다. 드론, 자율주행차, 스마트폰 등 최신 IT 기기들에 점점 더 많은 반도체 칩과 전자 부품들이 사용되고 있다. 그만큼 전자파가 서로 뒤엉켜 생길 수 있는 기기 오작동의 우려도 커지고 있다. 그동안은 전자파 간섭을 막기 위해 금속필름으로 기판을 덮었지만, 이는 비싸고 무거우며 가공하기 어려운 단점이 있었다. 이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업과 KIST 영 펠로우 사업, 한국연구재단 도약과제, 중견연구자사업, 건설기술연구사업으로 수행됐다. 이 연구 결과는 과학전문지인 'ACS 나노' 최신호에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자