DGIST는 신물질과학전공 조재흥 교수팀이 생체모방 망간 효소와 인공산화제를 이용한 고효율 산화반응에서 새로운 활성중간체종 발견했다고 24일 밝혔다. DGIST 신물질과학전공 조재흥 교수는 "이번 연구는 이제껏 발견된 적이 없던 3가의 망간-요오드실벤젠종을 발견하고 그 형성과정을 규명했다"고 말했다. 그는 "실용화까지는 아직까지 넘어야 할 산이 많지만 연구를 지속적으로 진행한다면 앞으로 효소 반응연구 분야 발전에 많은 기여를 할 수 있을 것"이라고 전망했다. 생물의 체내 반응들은 대부분 인간의 몸속에 있는 여러 효소들이 작용하며 일어난다. 효소들 중에서도 특정 금속원자를 구성성분으로 갖는 '금속효소'는 체내 산화반응을 일으키기 위해서 산소와 결합해 '금속-활성산소종'을 형성해야 한다. 이 때, 관련분야에서는 보다 효율적인 산화반응을 위해 산소와 효소의 결합을 도와줄 인공산화제인 '요오드실벤젠'을 사용한다. 하지만 산소가 금속효소에 전달되기도 전에 인공산화제가 금속효소의 금속원자와 먼저 결합해 금속-요오드실벤젠종을 형성해버리는 현상이 지속적으로 관찰됐다. 따라서 학자들 사이에선 금속-요오드실벤젠종이 효소와 산소의 산화반응에 미치는 영향이 어디까지인가를 놓고 많은 논의가 있었다. 조재흥 교수팀은 이를 규명해보고자 체내 금속효소 중 망간 중심을 모방한 생체모사 망간착물과 인공산화제인 요오드실벤젠의 합성연구를 시작했다. 연구과정에서 조재흥 교수팀은 3가의 망간-요오드실벤젠종’이 결합된 중간체를 발견하게 되는데, 이는 해당 분야에서 발견된 전례가 없었다. 또 단결정을 분석해 그 구조를 밝혔고 산화반응이 일어나는 메커니즘도 함께 증명했다. 연구 결과는 화학 분야 최고학술지 '미국화학회지(JACS)'에 지난해 11월 28일자 게재됐으며, DGIST 신물질과학전공 정동현 석박통합과정 학생이 제1저자로 참여했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

KCI는 2일 에테르화 반응용 금속산화물 촉매와 촉매 제조방법 및 촉매를 이용한 선형 폴리글리세롤의 제조방법에 대한 특허권을 취득했다고 공시했다. /mountjo@fnnews.com 조상희기자

【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 경기도보건환경연구원은 4월부터 10월까지 오존경보제를 운영한 결과, 총 44일의 오존주의보가 발령돼 1997년 오존경보제 시행 이후 역대 최대 발령 일수를 기록했다고 27일 밝혔다. 최근 5년간 오존주의보 발령 일수를 살펴보면 2020년 27일, 2021년 30일, 2022년 24일, 2023년 37일로 매년 증가하는 것을 확인할 수 있다. 올해는 4월 14일 첫 번째 오존주의보 발령 이후 9월 10일 마지막 발령까지 총 44일로, 전년 대비 19%가 증가했다. 오존은 대기 중 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물(VOCs)이 강한 자외선에 의해 광화학반응을 일으켜 생성되는 2차 오염물질이다. 풍속이 낮은 조건에서 많이 발생하는 만큼 기상 상태와 밀접한 관계가 있다. 연구원은 올해 오존주의보 최대 발령 일수 기록의 원인을 이상고온 현상에 따른 기상 조건으로 추정하고 있다. 평균 기온이 오르고, 폭염일수가 전년 13일에서 올해 22일로 69% 늘어나는 등 고농도 오존이 발생하기 쉬운 기상 조건이 지속됐기 때문이다. 경기도는 오존 농도가 상승하는 4월부터 10월까지를 오존주의보 집중관리 기간으로 정해 오존 농도를 상시 모니터링하고 있다. 경기도 31개 시·군에서 운영하는 122개의 대기 측정망을 통해 대기 중 오존의 농도를 측정하며, 북부·동부·중부·남부 총 4개 권역으로 나눠 오존경보제를 시행하고 있다. 오존경보제는 시간당 오존 농도에 따라 0.12ppm 이상 주의보, 0.3ppm 이상 경보, 0.5ppm 이상 중대경보로 구분된다. 아직 우리나라에서 경보나 중대경보가 발령된 예는 없으나, 최근 5년간 경기도 오존의 평균 농도가 2020년 0.028ppm, 2021년 0.029ppm, 2022년 0.029ppm, 2023년 0.0306ppm, 2024년 0.0339ppm으로 매년 지속적인 증가세를 보이고 있어 주의가 필요하다. 강한 자극성을 지닌 오존에 계속 노출되면 흉부 통증과 기침, 메스꺼움, 소화불량 등의 증상이 나타날 수 있다. 특히 기관지염, 심장질환, 천식 등의 질환자나 어린이, 노약자 등 취약 계층은 오존이 높은 날 가급적 실외 활동과 과격한 운동을 자제해야 한다. 경기도보건환경연구원은 도민 건강 보호를 위해 경기도 대기환경정보서비스누리집에서 오존 및 미세먼지 관련 실시간 수치를 제공하고 있으며, 알림톡 서비스를 희망하는 경우 누리집을 통해 무료로 신청할 수 있다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

[파이낸셜뉴스] 반려동물로 키우던 햄스터에게 물린 여성이 사망하는 사건이 발생했다. 29일 데일리메일 등 외신에 따르면 지난 11일 오후 스페인 비야레알에 사는 38세 여성이 응급실 앞에서 심정지로 쓰러진 채 발견됐다. 두 자녀와 함께 병원을 찾았던 A씨는 애완용 햄스터에게 물린 후 응급실을 찾았지만, 병원 입구 몇 발자국 앞에서 쓰러졌다. 의료진이 즉시 심폐소생술을 시도했지만 결국 사망했다. 현지 경찰은 부검 등을 통해 햄스터에게 물린 것이 A씨 사망에 직접적인 영향을 미쳤는지 등을 조사하고 있다. 과거에 알레르기가 있는 사람이 햄스터에게 물린 후 심각한 호흡 곤란으로 병원에 실려갔다는 보고가 있었다고 매체는 전했다. 2007년 5월 한 영국 남성은 햄스터에게 물린 후 아나필락시스 쇼크에 빠져 목숨을 잃을 뻔했다. 구급대원은 당시 상황을 전하며 "매우 이례적인 상황이었다. 처음에는 알레르기 반응이라는 호출을 받았지만, 현장에 도착해서야 햄스터가 원인임을 알았다"고 말했다. 이 일로 인해 당시 큰 파장이 일었는데 영국 햄스터협회 관계자는 "20년 동안 햄스터를 키워 왔지만 그런 상황은 처음"이라면서 "햄스터는 보통 인간에게 영향을 줄 수 있는 질병을 옮기지 않는다. 사람의 면역 체계가 심각하게 약화된 경우에만 이러한 극단적인 결과가 있을 수 있다"고 주장했다. 간혹 드문 경우지만 감염된 햄스터에게 물렸을 때 광견병과 세균 감염이 전염될 수 있다. 이미 햄스터가 세균에 감염된 경우, 박테리아가 상처를 통해 체내로 유입될 수 있다는 것이다. 다만 햄스터는 일반적으로 인간에게 영향을 미치는 질병을 옮기지 않는 동물로, 햄스터로부터 광견병이 전염되는 일은 매우 드물다. 다만 면역체계가 약화된 사람은 작은 감염에도 생명에 큰 위협을 받을 수 있다. 면역력이 크게 저하된 사람은 물림으로 인해 예기치 않은 감염이나 문제가 발생할 가능성이 있다는 것이다. 햄스터에게 물렸을 때는 상처에 박테리아가 남아있지 않도록 충분히 세척하는 것이 중요하다. 물린 부위를 깨끗한 물과 비누로 최소 5분 이상 철저히 씻어야 한다. 상처를 깨끗하게 씻은 후에는 알코올, 과산화수소 등 소독제를 사용해 상처 부위를 소독한다. 출혈이 있다면 깨끗한 천이나 붕대로 상처 부위를 압박해 지혈하고, 상처가 노출되지 않도록 멸균된 붕대나 거즈로 감싸 상처 부위를 보호한다. 햄스터가 광견병에 감염되었을 가능성이 있거나 햄스터의 건강 상태가 불확실할 경우, 물린 상처가 깊거나 크고 출혈이 멈추지 않을 때, 상처 부위에 부종, 발적, 통증, 열 등의 감염 증상이 나타나며 발열이나 오한이 나타날 때는 즉시 병원을 방문해야 한다. moon@fnnews.com 문영진 기자

[파이낸셜뉴스]   암 치료 과정에서의 부작용인 중증 구강점막염의 치료제가 없어 고통받고 있는 환자들에게 큰 도움이 될 연구가 진행되고 있어 화제다. 가톨릭대학교 의과대학 조석구 교수(가톨릭대학교 산학협력단장, 가톨릭대학교 서울성모병원 혈액내과 교수) 연구팀은 29일 조혈모세포이식을 받은 혈액암 환자를 대상으로 한 점막염 치료제의 국내 임상 2a상 임상시험에서 약물에 대한 안전성과 유효성을 확인한 탑라인 결과를 확인했다고 설명했다. 이번 임상 2a상 임상시험은 ‘조혈모세포이식 환자(HSCT) 대상 점막염 치료’를 위한 신약 후보 물질인 MIT-001(과거명, 네크록스)에 관한 연구로서, 임상시험 책임자인 조석구 교수의 주도로 서울성모병원을 포함한 다기관에서 임상시험을 진행했으며, 지난 2021년 3월 의뢰사인 ㈜미토이뮨테라퓨틱스가 식품의약품안전처로부터 임상 2상 계획을 승인받았다. 신약 후보 물질인 MIT-001은 미토콘드리아를 표적으로 하는 페롭토시스(과량의 산화 스트레스로 인한 세포 괴사) 저해 기능을 지닌 저분자 화합물이다. 방사선 및 항암 치료 시, 과량으로 생성되는 활성산소와 손상연관분자유형인 HMGB1 단백질의 생성을 억제하여 페롭토시스로 유도되는 과도한 염증 반응을 효과적으로 조절하여 구강 점막염을 예방·치료할 수 있는 탁월한 혁신 신약 (First-in-class)으로 평가받고 있다. 이번 임상시험은 연구자가 의뢰사와 함께 비임상 단계부터 참여하였고, 정부 R&D 과제를 통해 연구비를 지원받았으며, 임상시험까지 주도하며 세계적 혁신 신약 개발을 위한 과정에 중추적인 역할을 했다는 점에서 국가가 지향하는 산·학·연·병의 모범적인 사례로 꼽힌다. 가톨릭대학교 산학협력단은 지난 2020년 7월 본 치료제 개발에 기반이 되는 ‘네크록스를 유효성분으로 함유하는 점막염 예방 또는 치료용 조성물’ 기술에 대해 미토이뮨테라퓨틱스와 50억원 규모의 기술이전 양도 계약을 체결한 바 있다. 기술이전 후, 조석구 교수 연구팀과 미토이뮨테라퓨틱스는 임상 2상, 3상 시험 승인에 필요한 후속 연구를 진행하고 있으며 제품 상용화를 위해 긴밀한 협력을 이어나가고 있다. 이번 임상시험에서의 긍정적인 결과는 양 기관의 지원과 협력을 바탕으로 한 고무적인 성과라 할 수 있다. 조석구 교수 (사진)는 “치료 약제가 없어 조혈모세포이식 환자를 가장 괴롭히는 구강 점막염 치료의 신약으로서, 뚜렷한 효과를 보이면서도 부작용이 거의 없는 점에서 중요한 성과라 생각한다”며 “실제 의료 환경에 도입하여 환자의 회복 속도와 삶의 질 향상은 물론 생존율을 높이는 데 주도적인 기여를 할 것”이라 강조했다. 한편, 조석구 교수 연구팀은 서울성모병원 선도형 면역질환 융합연구 사업단에서 연구비를 지원받아 해당 기술을 개발했으며, 관련 연구는 지난 2019년 9월 미국 네이처사에서 발간하는 《점막 면역(Mucosal Immunology)》에 게재된 바 있다.  stand@fnnews.com 서지윤 기자

[파이낸셜뉴스] 세월이 흐를수록 다양한 신체 부위를 통해 나이가 들었다는 것을 실감하게 된다. 그중에서도 노화를 가장 먼저 체감하게 되는 곳은 늘 거울로 마주 보는 얼굴 피부다. 탱탱하던 탄력이 떨어지고, 눈가나 팔자와 같이 피부가 얇은 부위의 주름이 점점 깊어진다. 반재상 바노바기 웰니스 클리닉 대표원장은 “피부에 생긴 상처, 여드름 흉터가 오래 유지되거나 얼굴에 생긴 베개 자국이 돌아오는 데 시간이 오래 걸린다면 회복 능력이 떨어지고 있다는 신호"라며 "당장 눈에 띄는 주름이 많지 않다고 해서 피부가 보내는 적신호를 무시하면 노화 속도가 빨라질 수 있어 관리가 필요하다"라고 23일 조언했다. 피부 상태를 한 살이라도 젊게 만들고 싶다면 노화 원인을 제거해야 한다. 노화를 가속화하는 주된 요인 중 하나가 활성산소다. 활성산소는 신체 에너지 대사 과정에서 발생하는 산물로 피부 장벽을 훼손시켜 색소 침착, 거친 피부결, 주름을 유발한다. 동안으로 거듭나기 위해서는 활성산소 제거에 도움이 되는 항산화에 주력해야 한다. 항산화란 활성산소를 발생시켜 세포의 손상을 유발하는 산화 작용을 억제하는 것이다. 항산화 성분이 풍부한 음식을 많이 섭취하면 염증 유발 및 세포 훼손을 방지하는 데 도움이 된다. 키위, 시금치, 바나나, 딸기 등 색깔이 풍부한 과일과 채소에 항산화 물질이 많이 함유돼 있어 꾸준히 섭취하는 게 좋다. 활성산소 생성을 유발하는 음식을 줄이는 것도 중요하다. 트랜스지방이 다량 함유된 마가린이나 염분 함량이 높은 가공육도 조심해야 한다. 탄산음료와 에너지음료에도 설탕이 많이 함유돼 자주 섭취할수록 노화를 가속화한다. 건강한 생활 습관도 유지해야 한다. 적당한 유산소, 무산소 운동을 병행하면 피부 탄력을 지킬 수 있다. 무리한 운동은 과도한 활성산소를 발생시켜 산화 스트레스를 야기하기 때문에 적당한 강도로 꾸준히 하는 게 좋다. 술은 간에 부담을 주고 피부 손상을 막아주는 항산화제와 비타민C를 감소시키기 때문에 지양해야 한다. 수면 부족 또한 산화 스트레스를 증가시키기 때문에 충분한 숙면을 취해야 한다. 수면 중에 체내에서 콜라겐 생성이 촉진되고 새로운 세포가 활발하게 재생된다. 수면 시간이 부족할 경우 염증 수치가 높아지고 이는 기존 피부 질환을 악화할 수 있어 주의가 필요하다. 하루 평균 7~9시간 수면을 취하는 것이 권장되며 피부 재생이 활발한 밤 10시에서 새벽 2시 사이에 잠드는 것이 좋다. 피부 변화를 빠르게 느끼고 싶다면 비타민C의 항산화력을 극대화한 압타민C가 함유된 제품을 섭취하는 것도 방법이다. 압타민C는 비타민C에만 반응하는 DNA 압타머를 통해 비타민C의 산화를 지연 또는 억제시켜 항산화 물질의 효능을 극대화해 주는 물질을 뜻한다. 반 원장은 "항산화 성분은 피부를 보호하고 손상된 세포 회복을 도와 노화를 늦추는 데 중요한 역할을 한다”라며 “피부 관리에 관심이 큰 사람이라면 항산화력이 극대화된 압타민C 섭취를 통해 잃어버린 생기를 되찾는 데 도움을 받을 수 있다”라고 조언했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 중앙대학교 연구진이 인체피부를 모방해 자율구동 방식으로 자외선을 차단하는 반도체 시스템을 개발했다. 웨어러블 디바이스와 우주 탐사 등 다양한 응용 분야에 활용될 것으로 기대를 모은다. 중앙대는 전자전기공학부 겸 지능형반도체공학과 박성규 교수 연구팀이 인체 피부의 방사선 보호 메커니즘을 모방한 뉴로모픽 전자 피부를 개발하는 데 성공했다고 7일 밝혔다. 연구팀은 자연의 방어 메커니즘 중 하나인 멜라닌 생성 과정에 주목했다. 피부가 자외선에 노출됐을 때 자율적으로 감지하고 반응하는 시스템을 만들고자 했기 때문이다. 연구팀은 UVA(315~700nm) 영역의 자외선을 최대 97%까지 차단할 수 있는 투명하고 유연한 금속 산화물 기반 광전자 회로를 활용했다. 그 결과 축적된 자외선 노출 정보를 저장하고 자율적으로 방사선 차단을 조절하는 뉴로모픽 전자 피부를 개발하는 데 성공했다. 단순 자외선 차단을 넘어 자외선 노출의 강도와 시간에 따라 반응 속도를 조절할 수 있는 자율적 방어 시스템도 구현했다. 이번 연구의 특징은 생체 모방형 접근 방식을 통해 자율적으로 자외선을 감지하고 인식한 후 차단 가능한 뉴로모픽 광전자 시스템이 구현됐다는 데 있다. 특정 자극에 대한 데이터 감지와 저장에 초점을 맞춘 기존 연구들과 달리 외부의 유해한 환경 자극을 자율적으로 인식하고 즉각 반응·차단하는 새로운 지평을 연 것이다. 크고 단단한 칩 기반 소자가 활용된 기존 연구를 뛰어넘어 유연하고 일체형인 신경 형성 전자 피부를 제안함으로써 생체 모방형 신경 형성 센서 기술의 진일보를 이뤘다는 평도 뒤따른다. 이번 연구에는 연구 책임을 맡은 박성규 교수 연구팀과 성균관대·국립순천대 연구팀이 참여했다. 한층 상세한 연구 내용은 ‘일체형 뉴로모픽 전자 피부를 통한 생체모방 방사선 차폐’ 논문을 통해 확인 가능하다. 이 논문은 세계적인 저명 학술지 사이언스의 자매지로 2023년 피인용도 11.7을 기록한 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’에 4일자로 게재됐다. 박성규 교수는 “이번 연구는 기존 뉴로모픽 전자소자와 차별화된 새로운 기술을 제시했다는 점에서 큰 의미를 지닌다. 뉴로모픽 회로를 통한 자율적인 자외선 차단 기능을 모노리식 설계를 통해 실현했다. 웨어러블 디바이스, 의료용 헬스케어 장치, 우주 탐사 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 기술로 활약할 것”이라고 말했다.   banaffle@fnnews.com 윤홍집 기자

자동차가 달리려면 가솔린이 타거나 전기로 충전되어 에너지를 발생해야 한다. 사람을 포함한 모든 생명체도 움직이려면 힘이 있어야 한다. 그 힘, 즉 에너지의 원천이 바로 ATP(아데노신삼인산)다. 관련하여 동물학백과는 "생명체는 글리코젠, 지질 등의 저장 분자를 이용해 에너지를 축적하며 저장된 에너지를 사용하기 위해선 수송 분자인 ATP로 재가공 되어야 한다. 때문에 ATP의 합성반응은 생명체의 유지에 있어 매우 중요한 반응이며 아데노신 2인산(ADP)의 인산화를 통해 만들어진다. 생명체 내에서는 일반적으로 기질수준 인산화와 산화적 인산화를 통해 ATP가 합성된다"고 기술하고 있다. 영국의 과학 영상 제작사인 트위그 에듀케이션(Twig Education)도 "ATP란 아데노신삼인산(adenosine triphosphate)의 약자로 모든 살아있는 세포에서 에너지 저장소 역할을 하는 분자인 아데노신삼인산을 이른다. ATP는 호흡으로 생성되며 대부분의 세포호흡과정에서 에너지원으로 사용된다. 인체는 보통 250g의 ATP를 함유하고 있으며 이는 한 개의 AA건전지에 해당하는 에너지다. 그러나 ATP가 끊임없이 만들어지고 파괴되기 때문에 일반적으로 인간은 24시간 동안 자신의 몸무게 만큼의 ATP를 만든다"고 말하고 있다. 한편 서울대 생물학부 이일하 교수는 그의 저서 '생물학 산책'에서 "ATP를 생성하는 세포소기구는 미토콘드리아다. 세상의 모든 진핵세포는 미토콘드리아를 가지고 있다. 따라서 모든 세포에 에너지를 공급하는 생명의 배터리가 미토콘드리아인 셈이다. 미토콘드리아는 ATP를 생성하는 데 필요한 에너지를 우리가 섭취하는 음식에서 얻는다"고 설명하고 있다. 또한, 식물학 백과사전의 정의를 보면 "미토콘드리아는 모든 진핵세포에 존재하는 세포소기관으로 세포 내 에너지를 ATP 형태로 공급하는 기능을 하며, 세포 내 에너지 생성 반응인 세포호흡의 중추적 역할을 한다"며 "그 세포호흡은 통상 먼저 세포질에서 일어나는 해당과정(glycolysis)에서부터 시작하는데 이후 여러 복잡한 과정을 거쳐 구연산회로를 통해서 아세틸조효소의 탄소결합이 분해되면서 얻어지는 NADH와 FADH2가 미토콘드리아 내막에 존재하는 전자전달계에서 전자를 넘겨준다. 이 전자들은 전자전달계를 지나서 최종적으로 산소에 전달되어 물을 생성한다. 이때, 내막 내외에 수소이온 농도 차이가 발생하고 이 농도 차이를 이용하여 내막에 존재하는 ATP 합성효소가 ATP를 기질 쪽으로 만들어낸다"고 정의하고 있다. 여기서 우리는 세포호흡 과정의 ATP 생성의 핵심 요소가 바로 "전자전달계를 통해 넘겨지는 전자"임을 알 수 있다. 따라서 ATP의 생성을 촉진하기 위해서는 전자가 얼마나 원활하게 미토콘드리아의 전자전달계로 공급되느냐에 달려 있다. 관련하여 평소 우리는 일상에서 섭취하는 신선한 야채와 과일 등 음식에서 전자를 얻는다. 야채나 과일이 땅에서 자라는 동안 땅속 자유전자가 식물이나 채소의 줄기와 잎, 열매 등에 농축되게 되고, 그 식물이나 채소, 열매 등을 섭취할 때 그 농축된 전자가 우리 몸 속으로 들어오게 되고, 그렇게 들어온 자유전자를 받아 우리 몸의 에너지대사의 핵심 물질인 ATP를 생성하게 되는 이치이다. 하지만 일상생활에서 우리가 신선한 음식을 하루 종일 먹을 수는 없고, 따라서 그로부터 공급되는 자유전자 역시 지극히 제한적이기 때문에 ATP의 생성 역시 제한적일 수밖에 없다. 그렇다면, 에너지대사의 핵심 물질인 ATP의 활발한 생성에 필요한 자유전자를 어디에서 충분히 공급해주느냐가 ATP의 끊임없는 생성에 결정적으로 중요한 요인일 것임을 미루어 짐작할 수 있다. 여기서 우리는 발 밑 땅속에 있는 무궁무진한 자유전자의 중요성에 다시 도달하게 된다. 신발을 신고 등산을 하면 피곤해서 귀가 후 2~3시간을 쉬어야 하는 반면, 맨발로 등산을 한 후에는 조금도 피로하지 않고 오히려 힘이 넘치는 일이 일어나는 이유가 바로 그 맨발 산행 시 땅속으로부터 우리 몸으로 올라오는 무궁무진한 자유전자의 공급과 그로 인한 ATP의 생성 촉진 덕분이다. 실제 신발을 신고 걸으면 에너지가 방전되지만, 맨발로 걸으면 에너지가 충전되는 것을 이름이다. 다시 말해 우리가 맨발로 걸으며 땅과 접지할 때 땅속으로부터 자유전자를 제공받아 각종 몸의 생리적인 기능을 활성화시킬 뿐만 아니라 우리의 몸에, 실제는 위에서 이야기하는 세포발전소인 미토콘드리아에, 자유전자를 공급하여 우리 몸의 에너지대사의 핵심 물질인 ATP의 생성을 촉진시킴으로써 몸의 에너지대사가 활발해지며 우리의 몸이 에너지로 충전되면서 활기가 넘치게 되는 것이다. 이로 인해 우리의 몸과 피부도 젊어지며 항노화(antiaging) 효과를 가져오게 되고, 맨발로 걸을 경우 모든 사람들의 얼굴이 전보다 훨씬 맑아지고 피부가 고와지는 이치이다. 미국의 심장의학자 스티븐 시나트라 박사도 그의 저서 '시나트라 해법: 대사의 심장의학(The Sinatra Solution: Metabolic Cardiology)'에서 근육세포의 재생을 돕는 궁극적인 ATP 재충전 장치로 땅속의 무궁무진한 자유전자를 꼽으면서, 접지야말로 지난 30년 그의 의사 생활 중 그가 발견한 가장 중요한 건강 증진책이라고 밝히고 있다. 맨발로 걸을 경우 땅속 자유전자가 몸 안으로 들어와 ATP의 생성이 촉진된다는 사실을 스티븐 시나트라 박사가 그렇게 밝힌 것이다. 박동창 맨발걷기국민운동본부 회장 jsm64@fnnews.com 정순민 기자

[파이낸셜뉴스] "고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것입니다." LG화학은 1일 최고기술책임자(CTO) 산하 기반기술연구소 연구팀이 열폭주를 억제하는 온도 반응성 ‘안전성 강화 기능층이하 열폭주 억제 소재)’을 개발했다고 밝혔다. 포항공과대학교(POSTECH) 배터리공학과 이민아 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 소재 해석을 진행했고, 안전성 검증은 LG에너지솔루션이 함께 참여했다. LG화학은 이번 연구 성과를 세계 최상위 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 9월호에 온라인 게재됐다. LG화학이 개발한 열폭주 억제 소재는 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 물질로, 온도가 오르는 초기 단계에서 전기 흐름을 차단하는 ‘퓨즈’ 역할을 한다. 연구팀은 열폭주 억제 소재를 배터리의 양극층과 집전체(전자의 통로 역할을 하는 알루미늄 포일) 사이에 머리카락 100분의 1 수준인 1마이크로미터(um) 두께의 얇은 층 형태로 만들었다. 전지에 이상이 발생해 온도가 90~130도 수준으로 정상 범위를 벗어나면, 소재가 온도에 반응해 결합 구조가 바뀌며 전류의 흐름을 억제하는 구조다. 열폭주 억제 소재는 온도가 1도 올라갈 때마다 전기 저항이 5000옴(Ω)씩 상승해 온도에 대한 반응속도가 빠르다. 최대 저항은 정상 온도일 때보다 무려 1,000배 이상 높고, 온도가 내려가면 다시 저항이 낮아져 원래의 전기가 통하는 상태로 돌아오는 가역성까지 갖췄다. 전기차 배터리 화재의 주요 원인인 열폭주는 전지 내부의 양극과 음극이 의도치 않게 직접 접촉해 단락과 발열이 발생하며 시작되는 것으로 알려져 있다. 수 초 만에 온도가 1000도 가까이 치솟으며 화재가 이어지는 만큼, 발열 초기에 빠르게 반응 경로를 차단하는 열폭주 억제 소재가 화재 방지에 효과적일 것으로 기대된다. 실제로 배터리 충격 실험과 관통 실험 모두에서, 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 불이 붙지 않거나, 불꽃이 발생한 뒤 곧바로 꺼져 열폭주 현상이 발생하지 않았다. 모바일용 리튬·코발트·산화물(LCO) 배터리에 못으로 구멍을 뚫는 관통 실험에서, 일반 배터리는 전체 중 16% 만이 화재가 발생하지 않았지만 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 단 한 건의 화재도 발생하지 않은 것으로 나타났다. 전기차용 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리에 약 10kg의 무게추를 떨어뜨리는 충격 실험에서는 일반 배터리의 경우 모두 화재가 발생했다. 반면, 열폭주 억제소재를 적용한 배터리는 70% 비율로 화재가 발생하지 않았고, 30%는 불꽃이 발생했지만 수 초 내로 꺼지는데 그쳤다. 기존에도 셀 내부에 온도 변화에 반응하는 소재를 넣는 방식은 있었지만, 반응 속도가 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 문제가 있었다. LG화학은 소재 설계에 대한 기술력과 특허를 보유하고 있어 기존 문제를 해결하면서도 빠르게 양산 공정에 적용할 수 있는 수준의 소재 개발에 성공했다. LG화학은 모바일용 배터리에 열폭주 억제 소재 안전성 검증 테스트를 마치고, 내년까지 대용량 전기차용 배터리에도 안전성 테스트를 이어갈 계획이다. LG화학 이종구 CTO는 “양산 공정까지 빠른 시일 내 제품에 적용할 수 있는 가시적인 연구 성과”라며 “고객이 안심하고 전기차를 이용할 수 있도록 안전성 강화 기술을 고도화하고, 배터리 시장 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.  yon@fnnews.com 홍요은 기자

자동차가 달리려면 가솔린이 타거나 전기로 충전되어 에너지를 발생해야 한다. 사람을 포함한 모든 생명체도 움직이려면 힘이 있어야 한다. 그 힘, 즉 에너지의 원천이 바로 ATP(아데노신삼인산)다. 관련하여 동물학백과는 “생명체는 글리코젠, 지질 등의 저장 분자를 이용해 에너지를 축적하며 저장된 에너지를 사용하기 위해선 수송 분자인 ATP로 재가공 되어야 한다. 때문에 ATP의 합성반응은 생명체의 유지에 있어 매우 중요한 반응이며 아데노신 2인산(ADP)의 인산화를 통해 만들어진다. 생명체 내에서는 일반적으로 기질수준 인산화와 산화적 인산화를 통해 ATP가 합성된다”고 기술하고 있다. 영국의 과학 영상 제작사인 트위그 에듀케이션(Twig Education)도 “ATP란 아데노신삼인산(adenosine triphosphate)의 약자로 모든 살아있는 세포에서 에너지 저장소 역할을 하는 분자인 아데노신삼인산을 이른다. ATP는 호흡으로 생성되며 대부분의 세포호흡과정에서 에너지원으로 사용된다. 인체는 보통 250g의 ATP를 함유하고 있으며 이는 한 개의 AA건전지에 해당하는 에너지다. 그러나 ATP가 끊임없이 만들어지고 파괴되기 때문에 일반적으로 인간은 24시간 동안 자신의 몸무게 만큼의 ATP를 만든다”고 말하고 있다. 한편 서울대 생물학부 이일하 교수는 그의 저서 '생물학 산책'에서 “ATP를 생성하는 세포소기구는 미토콘드리아다. 세상의 모든 진핵세포는 미토콘드리아를 가지고 있다. 따라서 모든 세포에 에너지를 공급하는 생명의 배터리가 미토콘드리아인 셈이다. 미토콘드리아는 ATP를 생성하는 데 필요한 에너지를 우리가 섭취하는 음식에서 얻는다”고 설명하고 있다. 또한, 식물학 백과사전의 정의를 보면 “미토콘드리아는 모든 진핵세포에 존재하는 세포소기관으로 세포 내 에너지를 ATP 형태로 공급하는 기능을 하며, 세포 내 에너지 생성 반응인 세포호흡의 중추적 역할을 한다”며 “그 세포호흡은 통상 먼저 세포질에서 일어나는 해당과정(glycolysis)에서부터 시작하는데 이후 여러 복잡한 과정을 거쳐 구연산회로를 통해서 아세틸조효소의 탄소결합이 분해되면서 얻어지는 NADH와 FADH2가 미토콘드리아 내막에 존재하는 전자전달계에서 전자를 넘겨준다. 이 전자들은 전자전달계를 지나서 최종적으로 산소에 전달되어 물을 생성한다. 이때, 내막 내외에 수소이온 농도 차이가 발생하고 이 농도 차이를 이용하여 내막에 존재하는 ATP 합성효소가 ATP를 기질 쪽으로 만들어낸다”고 정의하고 있다. 여기서 우리는 세포호흡 과정의 ATP 생성의 핵심 요소가 바로 “전자전달계를 통해 넘겨지는 전자”임을 알 수 있다. 따라서 ATP의 생성을 촉진하기 위해서는 전자가 얼마나 원활하게 미토콘드리아의 전자전달계로 공급되느냐에 달려 있다. 관련하여 평소 우리는 일상에서 섭취하는 신선한 야채와 과일 등 음식에서 전자를 얻는다. 야채나 과일이 땅에서 자라는 동안 땅속 자유전자가 식물이나 채소의 줄기와 잎, 열매 등에 농축되게 되고, 그 식물이나 채소, 열매 등을 섭취할 때 그 농축된 전자가 우리 몸 속으로 들어오게 되고, 그렇게 들어온 자유전자를 받아 우리 몸의 에너지대사의 핵심 물질인 ATP를 생성하게 되는 이치이다. 하지만 일상생활에서 우리가 신선한 음식을 하루 종일 먹을 수는 없고, 따라서 그로부터 공급되는 자유전자 역시 지극히 제한적이기 때문에 ATP의 생성 역시 제한적일 수밖에 없다. 그렇다면, 에너지대사의 핵심 물질인 ATP의 활발한 생성에 필요한 자유전자를 어디에서 충분히 공급해주느냐가 ATP의 끊임없는 생성에 결정적으로 중요한 요인일 것임을 미루어 짐작할 수 있다. 여기서 우리는 발 밑 땅속에 있는 무궁무진한 자유전자의 중요성에 다시 도달하게 된다. 신발을 신고 등산을 하면 피곤해서 귀가 후 2~3시간을 쉬어야 하는 반면, 맨발로 등산을 한 후에는 조금도 피로하지 않고 오히려 힘이 넘치는 일이 일어나는 이유가 바로 그 맨발 산행 시 땅속으로부터 우리 몸으로 올라오는 무궁무진한 자유전자의 공급과 그로 인한 ATP의 생성 촉진 덕분이다. 실제 신발을 신고 걸으면 에너지가 방전되지만, 맨발로 걸으면 에너지가 충전되는 것을 이름이다. 다시 말해 우리가 맨발로 걸으며 땅과 접지할 때 땅속으로부터 자유전자를 제공받아 각종 몸의 생리적인 기능을 활성화시킬 뿐만 아니라 우리의 몸에, 실제는 위에서 이야기하는 세포발전소인 미토콘드리아에, 자유전자를 공급하여 우리 몸의 에너지대사의 핵심 물질인 ATP의 생성을 촉진시킴으로써 몸의 에너지대사가 활발해지며 우리의 몸이 에너지로 충전되면서 활기가 넘치게 되는 것이다. 이로 인해 우리의 몸과 피부도 젊어지며 항노화(antiaging) 효과를 가져오게 되고, 맨발로 걸을 경우 모든 사람들의 얼굴이 전보다 훨씬 맑아지고 피부가 고와지는 이치이다. 미국의 심장의학자 스티븐 시나트라 박사도 그의 저서 '시나트라 해법: 대사의 심장의학(The Sinatra Solution: Metabolic Cardiology)'에서 근육세포의 재생을 돕는 궁극적인 ATP 재충전 장치로 땅속의 무궁무진한 자유전자를 꼽으면서, 접지야말로 지난 30년 그의 의사 생활 중 그가 발견한 가장 중요한 건강 증진책이라고 밝히고 있다. 맨발로 걸을 경우 땅속 자유전자가 몸 안으로 들어와 ATP의 생성이 촉진된다는 사실을 스티븐 시나트라 박사가 그렇게 밝힌 것이다. 박동창 맨발걷기국민운동본부 회장 jsm64@fnnews.com 정순민 기자