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] 젬백스앤카엘은 진행성핵상마비PSP) 치료제 ‘GV1001’이 미국 식품의약국(FDA)으로부터 희귀의약품 지정(ODD)을 받았다고 2일 밝혔다. 이번 지정은 PSP 치료제로서 GV1001의 가능성을 대외적으로 인정받았다는 데 의미가 있다. 향후 FDA의 다양한 지원 제도를 통해 개발 효율성을 높일 수 있어 세계 최초 PSP 치료제 개발에 속도감이 더해질 것으로 기대된다. FDA의 희귀의약품 지정 제도는 미국 내 20만명 이하 환자에게 발생하는 희귀질환에 대한 치료제 개발을 장려하기 위한 제도다. 희귀의약품으로 지정되면 △임상 비용 최대 25% 세액 공제 △신약 허가 신청 수수료 면제 △시판 후 7년간 시장 독점권 부여 등 다양한 혜택이 주어진다. 젬백스는 PSP 치료제 GV1001의 글로벌 3상 임상시험을 계획 중에 희귀의약품으로 지정되면서 향후 임상 단계부터 다양한 혜택을 받을 수 있게 됐다. 이보다 앞서 지난해 식품의약품안전처로부터 ‘개발단계 희귀의약품’ 지정을 받은 바 있다. GV1001은 항노화, 항산화, 항염 등 텔로머라제의 다양한 효능이 동시다발적으로 발현되는 다중기전 약물이다. 특히 뇌의 면역 환경을 개선하고 염증 반응을 완화하는 기전을 통해 알츠하이머병, PSP 등 신경퇴행성질환에서의 치료 가능성이 기대되고 있다. 젬백스는 지난해 국내 최초 PSP 2상 임상시험을 완료했으며 임상시험 결과 내약성 및 질환의 진행을 늦추는 경향성을 확인했다. 앞서 진행된 전임상시험에서는 GV1001이 운동능력과 공간인지 능력 회복, 타우 단백질 손상 억제 등에서 통계적으로 의미 있는 효능을 보인 바 있다. 현재 국내에서 2상 임상시험(6개월 투약 완료)에 더해 12개월 연장 임상시험을 순조롭게 진행 중이다. 젬백스는 이를 통해 PSP 환자에서 18개월에 달하는 GV1001의 장기 투여 효과와 안전성 데이터를 확인할 예정이다. PSP는 비정형파킨슨증후군으로 눈의 움직임을 조절하는 핵과 관련된 신경세포가 퇴화하면서 발생하는 질환이다. 주요 증상으로는 균형 상실, 인지 기능 장애, 근육 경직 등이 있으며 현재까지 근본적인 치료제가 없어 신속한 치료제 개발이 요구되고 있다. 젬백스 관계자는 “GV1001은 국내에 이어 FDA에서도 희귀의약품으로 지정되면서 PSP 치료제로서의 가능성을 국내외에서 인정받았다”며 “세계 각국에서 희귀의약품 개발에 대한 적극적인 지원책을 펴고 있는 만큼 효율을 높인 글로벌 임상시험으로 세계 최초 PSP 치료제 개발에 성공할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다. vrdw88@fnnews.com 강중모 기자

최근 웰빙 열풍과 더불어 '고대 곡물'이 다시 주목받고 있다. 그 중 대표적인 예가 바로 호라산밀(사진), 상표명으로는 '카무트(Kamut)'로 알려진 고대 밀 품종이다. 호라산밀을 카무트라 부르는 이유는 호라산밀을 가장 많이 판매하는 업체의 상표명이 카무트이기 때문이다. 마치 굴착기를 포크레인이라고 불렀던 것과 같은 이유다. 호라산밀의 원산지는 중동 호라산 지역으로 일반 밀보다 크기가 두 배 이상 크고 단백질과 미네랄이 풍부한 것이 특징이다. 영양학적으로 호라산밀은 일반 밀보다 단백질 함량이 높고, 아연, 마그네슘, 셀레늄 등 항산화 작용을 하는 미량영양소가 풍부하다. 미국의 유럽 임상영양학 저널에 실린 연구에 따르면 호라산밀을 섭취한 그룹은 일반 밀을 섭취한 그룹보다 총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 혈당 수치가 더 크게 감소한 것으로 나타났다. 심혈관계 질환 예방 및 대사 건강에 긍정적인 영향을 준다는 의미다. 한의학적으로도 호라산밀은 비위(脾胃)를 튼튼하게 하고 기혈(氣血)을 보하는 곡식으로 해석할 수 있다. 전통적으로 곡물은 인체의 중심인 비장 기능을 강화하고 소화를 도우며 면역력을 높이는 데 기여한다. 호라산밀은 성질이 따뜻하며 맛은 감(甘)해 체질적으로 허약하거나 만성 피로를 겪는 이들에게 추천할 만하다. 또한 글루텐 함량이 낮아 소화가 상대적으로 잘 되고 알레르기 반응을 일으킬 가능성도 낮아 현대인의 만성 염증과 장 건강 문제에도 도움을 줄 수 있다. 물론 셀리악병과 같이 글루텐에 극도로 민감한 경우에는 섭취를 피해야 한다. 현대의학과 전통의학 모두에서 긍정적인 평가를 받고 있는 호라산밀은 단순한 유행 식품을 넘어, 식이요법의 한 방편이자 건강 관리의 도구로서 가치가 크다. 식탁에 작은 변화 하나가 건강한 삶으로 이어질 수 있음을 고대 곡물의 지혜가 다시 한번 일깨워 주고 있다. 한진우 인산한의원 원장

[파이낸셜뉴스] 지구 온난화의 주요 원인으로 지목되는 강력한 온실가스인 메탄을 고부가가치 산업 원료인 에탄올로 만드는 기술이 개발됐다. 특히 이 기술은 기존 석유기반의 에탄올 생산공정보다 탄소배출을 최대 90% 줄일 수 있다. 또한 공정 장비와 전력비용을 25% 줄여 경제성도 탁월하다. 고려대 화공생명공학과 문준혁 교수팀은 국립타이완대 보이 유 교수팀과 국제 공동 연구를 통해, 상온에서 메탄으로 에탄올을 만드는 고성능 전기화학 촉매 시스템 개발했다고 24일 밝혔다. 이 시스템을 테스트한 결과, 촉매 1g으로 한시간만에 26 밀리몰(mmol)을 만들어냈다. 즉 에탄올 26mmol은 무게로 환산하면 약 1.2g 정도로 아주 적은 양이지만 여기에 사용한 촉매 또한 1g으로 아주 적다. 또한 이 촉매는 100시간 이상 오랫동안 사용해도 그 성능이 유지됐다. 이와함께 공정 모의실험을 통해 기술의 실현 가능성도 검토했다. 그 결과, 기술경제성 분석(TEA)에서 전해조 단가와 전력 비용이 약 25% 절감될 경우, 생산 단가를 낮출 수 있음을 확인했다. 특히 생애주기환경평가(LCA)에서는 기존 바이오 및 석유 기반 에탄올 생산 공정보다 탄소 배출량이 최대 90%까지 줄었다. 연구진이 이번에 개발한 핵심 기술은 여러 종류의 금속 원소가 섞인 '고엔트로피 산화물'이라는 특별한 물질을 이용한 새로운 촉매 설계다. 고엔트로피 산화물은 다섯 가지 넘는 여러 금속 원자가 아무렇게나 섞여 있는 독특한 구조를 가지고 있어서, 각 원자끼리 영향을 주고받아 기존 촉매에서는 볼 수 없었던 새로운 성질을 보여준다. 연구진은 이 고엔트로피 산화물 구조 안에 메탄 반응에 가장 중요한 역할을 하는 코발트 원자를 아주 작게, 딱 한 개씩 떨어뜨려 놓는 특별한 설계를 했다. 마치 넓은 운동장에 똑똑하게 배치된 전봇대처럼, 촉매 표면에 혼자 떨어져 있는 코발트 원자들은 메탄 분자와의 반응을 최고로 끌어올리는 역할을 한다. 기존의 금속 알갱이 촉매와는 달리, 낱개의 원자로 된 촉매는 금속 원자를 100% 가까이 활용할 수 있고, 주변 환경과 섬세하게 반응을 조절해 원하는 반응만 잘 일어나도록 만들 수 있다. 특히 이번 연구에서는 코발트 낱개 원자가 고엔트로피 산화물 지지대와 딱 맞는 전자적 관계를 맺으면서 메탄 분자의 끈을 쉽게 끊고 에탄올로 바꾸는 중요한 역할을 한다는 것을 알아냈다. 문준혁 교수는 "이번 연구결과는 메탄 전환 뿐만아니라 다양한 연료 전환 및 산화 반응에도 확대 적용될 수 있을 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 고성능 전기화학 촉매 시스템을 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난 23일 발표했으며, 학술지에서는 표지(Inside Front Cover) 논문으로 선정했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스 홍성=김원준 기자] 기후변화 등으로 '더 독해진' 오존이 일찍 찾아와 오랫동안 머물다 늦게 사라지는 것으로 나타났다.  충남도 보건환경연구원이 그동안 충남지역에서 발령한 오존주의보를 분석한 결과에 따르면, 2015년 이전에는 발령 내용이 없거나 5∼6월 처음 발령했다. 이후에는 2016년 5월 18일, 2021년 4월 20일, 2023년 3월 22일, 지난해 4월 7일 등으로 발령 시기가 점차 빨라졌다.  올해에는 지난 11일 오후 5시 오존 농도가 0.1286ppm으로 높아진 당진 지역을 대상으로 처음 오존주의보를 발령, 두 시간 동안 주의보를 유지했다.  매년 마지막 발령일은 2016년 8월20일, 2017년 9월 14일, 2020년 9월 28일, 2022년 10월 1일, 지난해 9월 11일 등이다.  오존주의보 발령일수는 2016년 20일, 2021년 24일, 2023년 25일, 지난해 31일 등으로 집계됐다. 횟수는 2016년 32회, 2018년 57회, 2021년 67회, 지난해 76회 등으로 나타났다.  오존 최고 농도는 2016년 0.173ppm, 2020년 0.207ppm, 지난해 0.212ppm 등으로 점차 높아지고 있다.  정금희 충남도 보건환경연구원장은 “기후변화에 따른 높은 온도와 습도, 공기 흐름 정체 등 오존 생성 최적의 환경이 주의보 발령을 늘린 것으로 판단된다”고 설명했다.  정 원장은 또 “올 여름 기온이 평년(23.4∼24.0℃)보다 높을 확률이 60%로 예상돼 올해도 고농도 오존 발생 가능성이 높다”며 각별한 주의를 당부했다.  오존은 질소산화물(NOx)과 휘발성유기화합물(VOCs)이 자외선과 광화학반응을 일으키며 생성되고, 일조 시간이 길고 기온이 높으면서 풍속이 약할 때 고농도로 나타난다. 오존이 대기 중 높은 농도로 존재할 경우, 암모니아나 질소산화물 등 다른 오염물질과 반응해 미세먼지를 생성한다.  오존은 특히 자극성 및 산화력이 강해 두통과 기침, 눈이 따끔거리는 현상을 유발하며, 심할 경우 폐기종 및 천식을 악화시키는 등 인체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 오존은 마스크로 차단할 수 없기 때문에 주의보 또는 경보 발령 시 실외 활동을 자제하는 것이 현재로선 가장 큰 대책이다.  오존경보는 대기 중 농도에 따라 0.12ppm 이상이면 ‘주의보’, 0.3ppm 이상이면 ‘경보’, 0.5ppm 이상이면 ‘중대경보’를 발령한다. 주의보를 발령하면 호흡기 환자나 노약자, 어린이 등은 실외활동을 자제하고, 경보 때에는 노약자와 어린이를 포함한 모든 주민들은 실외활동이나 과격한 운동을 피해야 한다. 또 오존 중대경보 발령으로 대기오염을 긴급하게 줄일 필요가 있는 경우, 자동차 운행 제한이나 사업장 조업 단축 등 도지사의 조치를 따라야 한다.  충남도 보건환경연구원은 도내 15개 시·군에서 40개 도시대기측정소를 설치·운영하고 있으며, 오존경보제 상황 근무자를 배치해 오존 농도를 실시간 모니터링 중이다.도 보건환경연구원은 오존주의보 발령 상황 문자 알림 서비스를 시행 중으로, 신청은 연구원 홈페이지를 통해 하면 된다. 오존 농도 및 주의보 발령 상황은 전국 실시간 대기오염 공개 사이트인 에어코리아를 통해서도 확인할 수 있다. kwj5797@fnnews.com 김원준 기자

[파이낸셜뉴스] 삼성스팩9호와 합병을 추진 중인 케이지에이(KGA)가 한국세라믹기술원으로부터 ‘우주항공방산용 에너지 세라믹 소재 개발 지원 사업’에 선정돼 전고체 배터리용 산화물계 핵심 소재 개발을 본격적으로 추진한다고 24일 밝혔다. 케이지에이가 개발하는 ‘고안전성 산화물 전고체 세라믹 소재’는 전고체 배터리의 핵심 원료인 ‘고체 전해질’ 제조에 필수적으로 사용되는 차세대 소재다. 기존 액체 전해질 기반의 이차전지가 갖고 있던 발화 및 누액 문제를 근본적으로 해결할 수 있어, 높은 안정성을 요구하는 차세대 배터리 시장에서 주목받고 있다. 해당 소재는 △비가연성 △이온 전도성 △기계적 강도 △보관성 등에서 우수한 특성을 지닌다. 특히 전기차(EV), 에너지저장장치(ESS), 항공우주 및 방산 등 첨단 미래 산업에 폭넓게 적용할 수 있으며, 휴머노이드 로봇 등 소형 배터리가 많이 사용되는 분야에서도 뛰어난 성능을 발휘할 것으로 기대된다. 전고체 배터리는 극한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다. 우주는 극심한 온도 변화, 진공 상태, 방사선, 미세 중력 등 혹독한 환경을 지니고 있어, 기존 액체 전해질 배터리는 저온에서 동결되거나 고온에서 폭발할 위험이 크다. 또한, 방사선에 노출될 경우 전해질 분해 및 전극 열화가 발생할 가능성이 있다. 같은 전고체 배터리라도 산화물계 고체 전해질은 황화물계 전해질과 달리 공기 중 수분과 반응하지 않아 독성 부산물인 ‘황화수소’의 발생 위험이 없으며, 이로 인해 우주선·잠수함 등 밀폐된 환경에서도 더욱 안정적으로 사용할 수 있다. 케이지에이는 이번 소재 개발과 함께 양산을 위한 전용 장비 개발에도 나설 계획이다. 장비 개발이 완료되면 케이지에이의 전고체 배터리 공정 장비 포트폴리오는 한층 확대되며, 이를 통해 시장 경쟁력이 한층 강화될 것으로 회사 측은 전망하고 있다. 케이지에이는 내년까지 프로토타입 제작 및 성능 인증을 완료하고, 파일럿 생산 라인 가동 및 초기 고객사 확보에 나설 계획이다. 케이지에이 관계자는 “당사는 소재 사업에 직접 진출하기보다는 소재 개발에 먼저 성공한 뒤, 이를 대량 생산할 수 있는 전용 장비를 개발하기 위해 이번 사업을 추진하게 됐다”며 “어느정도 성과가 확인되면 이를 바탕으로 글로벌 셀메이커 및 완성차 업체들을 대상으로 영업활동을 적극 전개할 것”이라고 설명했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스] 호르몬은 생명의 진화와 함께 종에서 종으로 전달되고 발전했다. 생명이 존재하는 한 반드시 존재할 화학물질이 있다면 바로 '호르몬'이다. 이런 의미에서 호르몬은 불멸이다. 안철우 교수가 칼럼을 통해 몸속을 지배하는 화학물질인 호르몬에 대해 정확히 알려주고 삶을 좀더 건강하고 행복하게 보낼 방법을 제시하고자 한다. <편집자주> 대부분의 호르몬과 마찬가지로 멜라토닌도 나이에 따라 분비량이 달라진다. 태어나서 처음 몇 개월 동안은 멜라토닌 분비가 거의 없다. 그러다 3개월 즈음부터 서서히 분비가 시작되고 더불어 밤에 자고 아침에 깨는 서캐디언 리듬이 형성된다. 유아기인 1~3세에 분비량 피크가 가장 높고 이후로는 10년에 10~15%씩 감소한다. 60대에 이르면 멜라토닌 분비량은 최저 수준이 된다. 노화로 인한 자연스러운 감소일 수도 있지만 피로, 블루라이트, 질병 등으로 분비량이 더 낮아지는 것일 수도 있다. 멜라토닌은 강력한 활성산소 청소부이자 수면, 면역, 혈압, 체중 등에 관여하는 호르몬이므로 멜라토닌이 고갈되는 것은 노화를 부른다. 하지만 노화의 과정에는 워낙 다양한 요인들이 작용하므로 멜라토닌이 노화의 결정적 원인이라고 말할 수는 없다. 과학자들은 몇 가지 경로를 통해 멜라토닌이 노화에 간접적으로 관여할 것이라고 추측한다. 첫째는 송과선의 석회화calcification이다. 석회화란 혈액 중의 칼슘이 세포 사이에 침착하는 현상인데 관절, 심장판막, 동맥, 유방조직, 근육 등에 자주 발생한다. 특히 송과선은 이중에서도 석회화가 가장 공격적으로 일어나는 곳이다. 석회화가 꾸준히 진행되면 멜라토닌 분비량이 감소하면서 수면의 질이 나빠지고 면역, 혈압 등 신체 곳곳에서 노화가 진행된다. 송과선의 석회화가 치매와 관련이 있다는 연구도 다수 존재한다. 둘째는 수면과 만성염증의 상관 관계를 통해 노화에 관여할 수 있다. 염증은 외부 침입 물질에 저항하여 우리 몸이 일으키는 자연스러운 면역 반응이다. 면역력이 좋으면 세균, 바이러스, 독소 등에 잘 저항하는 튼튼한 몸이 된다. 문제는 면역력이 비이상적으로 높아져서 해가 없는 물질에까지 과민반응을 할 때이다. 과도한 면역 반응은 건강한 세포와 조직까지 공격한다. 이렇게 해서 염증성 손상이 누적되고 만성염증 상태가 되면 몸이 늘 전투 태세여서 피곤하고 열이 난다. 심장병, 당뇨병, 뇌졸중, 암 등 심각한 질병으로 발전할 수 있다. 만성염증을 일으키는 원인은 잘못된 식습관, 스트레스, 그리고 바로 질 나쁜 수면이다. 수면은 면역력에 결정적 역할을 한다. 또한 과도한 염증을 낮추는 데에도 수면이 결정적이다. 수면을 하는 동안 세포간 신호전달이 활발해져서 정확히 필요한 곳에 항체를 보내고 불필요한 염증 반응을 누그러뜨리기 때문이다. 그런데 노화와 더불어 멜라토닌이 최저 수준으로 떨어지면 수면의 질이 나빠져서 면역력 회복과 염증 억제가 더욱 어려워진다. 이렇게 염증으로 인해 노화가 더욱 가속화되는 것을 염증노화(inflammaging)라고 한다. 셋째는 멜라토닌이 감소하면 피부의 노화 속도가 빨라지기 때문이다. 멜라토닌은 피부 노화를 지연시키는 항산화제로 작용한다. 멜라토닌은 피부의 표피에서 자체적으로 합성되는데 이것이 기미를 만드는 티로시나아제(tyrosinase)를 억제해주는 역할을 한다. 또한 멜라토닌은 자외선 손상도 막아준다. 한 실험에서 멜라토닌과 그 대사물질을 충전한 각질세포는 아무 처리도 하지 않은 각질세포에 비해 자외선B를 조사했을 때 활성산소 생성을 50~60% 감소시켰고 질소와 과산화수소 수치를 낮추었다. 동시에 세포 내 글루타치온의 양은 더 많아졌고 DNA 손상은 줄어들었다.글루타치온은 피부세포의 산화 스트레스를 막아 주고 피부 톤을 하얗고 고르게 만드는 항산화 펩타이드이다. 멜라토닌이 줄어들면 글루타치온도 줄어들어 세포 자체의 항산화 능력이 더욱 줄어들게 된다. 이러한 다양한 방식으로 멜라토닌이 노화에 관여하기 때문에 나이가 들어 멜라토닌이 줄어들면 노화에 가속도가 붙을 수밖에 없다. 그래서 더욱 나이가 들면 어떻게든 멜라토닌 분비를 높이기 위해 최선을 다해야 한다. 규칙적이고 충분한 잠, 충분한 야외활동으로 멜라토닌 분비를 높이는 것이 어떤 영양제나 성형수술보다도 가장 확실한 안티에이징 방법이라는 점을 잊지 않기 바란다. /안철우 강남세브란스병원 내분비내과 교수 pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

봄이 다가오면서 미세먼지가 기승을 부리고 있다. 실제 3월은 연평균 초미세먼지 농도가 가장 높은 달로 꼽힌다. 미세먼지는 호흡기는 물론 눈과 피부, 정신건강에도 영향을 미쳐 각별한 주의가 필요하다. 외출 시 보건용 마스크 착용이 권장되며, 귀가 후에는 코 세척과 양치질로 미세먼지를 제거하는 것이 좋다. 눈 건강을 위해 인공눈물을 사용하는 것도 도움이 된다. 미세먼지로부터 몸을 지키는 구체적인 방법을 알아보자. ■ 미세먼지, 신체와 정신에 치명적 13일 질병관리청에 따르면 미세먼지에 대한 노출은 심장 및 폐 관련 질환 등을 발생시키거나 악화시킬 수 있으며, 결과적으로 사망 증가에 영향을 줄 수 있다. 단기적으로는 천식 발작, 급성 기관지염, 부정맥과 같은 증상을 악화시키고 미세먼지 농도가 높은 곳에서 오래 노출되는 경우 심혈관질환, 호흡기질환, 폐암 발생의 위험이 증가한다. 미세먼지는 체내에 들어오면 체내 여러 장기에 활성산소를 공급해 세포 노화를 촉진한다. 또 염증반응을 촉진해 조직 손상을 가져온다. 이러한 작용은 혈류를 따라 전신에서 작용하므로 미세먼지의 영향은 단지 호흡기에 그치지 않고 신체 다양한 장기에 영향을 미칠 수 있다. 최근에는 초미세먼지가 우울증과 관련이 있다는 연구도 나왔다. 이진희 연세대 원주의과대학 교수 연구팀은 최근 이같은 내용의 연구결과를 국제 SCIE 학술지에 발표했다. 초미세먼지 노출이 뇌의 시상하부에 산화 스트레스와 소포체스트레스를 유발해 우울증과 유사한 행동 변화를 일으킬 수 있음을 실험적으로 규명한 것이다. 실험동물(쥐)에 4주간 초미세먼지를 흡입시킨 후, 우울증과 연관된 행동 변화를 평가한 결과 무기력함과 동기 부족이 뚜렷하게 나타났다. 이는 우울증을 진단하는 대표적인 행동지표다. 특히 도파민 생합성의 핵심 효소인 티로신 수산화효소의 발현이 감소했다. 이는 도파민 신경회로 기능 저하로 이어질 가능성을 시사한다. 도파민은 행복과 동기부여에 중요한 역할을 하는 신경전달물질로, 이 감소가 우울증과의 연관성을 설명할 수 있다. 이 교수는 "이 연구는 초미세먼지가 뇌의 특정 부위인 시상하부에서 도파민 신경회로에 영향을 미쳐 정신 건강에도 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여준다"며 "대기오염 노출을 최소화하고 실내 공기 질의 적극적 관리와 미세먼지 노출 시 마스크 착용 등 보호조치를 강화하는 것이 중요하다"고 강조했다. ■ 마스크 착용 시 확인해야 할 것들 식품의약품안전처에 따르면 황사가 미세먼지가 많은 날에는 의약외품 KF(Korea Filter) 보건용 마스크를 사용하는 것이 좋다. 식약처는 보건용 마스크의 입자 차단 성능을 확인하기 위해 분진포집효율 등 마스크에 대한 성능 평가 자료를 검토해 허가하고 있다. 입자 차단 성능에 따라 △KF80 △KF94 △KF99로 구분된다. KF80은 평균 0.6μm 크기의 미세입자를 80 % 이상 걸러낼 수 있고 KF94, KF99는 평균 0.4μm 크기의 미세입자를 각각 94 %, 99 % 이상 걸러낼 수 있다. KF 뒤에 있는 숫자가 클수록 미세입자 차단 효과가 크지만, 숨쉬기가 어렵거나 불편할 수도 있어 입자성 유해물질의 발생 수준과 개인별 호흡량 등을 고려하여 적절한 제품을 선택하도록 한다. 마스크에도 사용 기한이 있다. 마스크 입자 차단 성능 등은 식약처에 허가(신고)된 사용 기한 내에서 유효하므로 사용 기한이 지난 마스크는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 마스크를 착용할 때는 코와 입을 완전히 가리도록 착용하고 틈이 없는지 확인해 안면에 완전히 밀착되도록 바르게 착용해야 한다. 수건이나 휴지 등을 덧댄 후 사용하면 밀착력이 감소해 미세입자 차단 효과가 떨어질 수 있으므로 주의한다. 마스크는 세탁하면 미세입자 차단 등 성능을 유지할 수 없으므로 세탁 후 사용하지 않도록 한다. 사용한 제품은 먼지나 세균에 오염되어 있을 수 있으므로 재사용하지 않는 것이 바람직하다. 의약외품 보건용 마스크로 허가받지 않은 제품을 황사·미세먼지 등을 방지할 수 있는 것으로 광고·판매하는 사례가 있어, 보건용 마스크를 구매할 때 제품 용기나 포장에 있는 '의약외품', 'KF' 표시와 식약처에 허가(신고)된 제품인지 확인 후 구입해야 한다. ■ 눈코입 지키는 생활 습관 외출 후에는 양치질을 하고, 목이 칼칼한 증상이 있는 경우 가글을 하는 것도 도움이 된다. 무엇보다 목 안 점막이 건조해지면 미세먼지가 더 쉽게 달라붙기 때문에 하루 8잔(1.5L)이상의 물을 마시는 것이 좋다. 미세먼지는 우리 몸의 산화스트레스와 염증을 증가시키므로 다양한 색을 가진 과일과 채소 섭취를 통해 수분과 비타민을 보충해야 한다. 평소 알레르기비염이나 부비동염이 있는 경우 미세먼지가 코 점막을 자극해 점액을 증가시키고, 각종 알레르기 물질 때문에 평소보다 더 불편함이 있을 수 있다. 이 경우 집에서 생리식염수를 이용해 코를 세척해 코 안에 남아있는 미세먼지를 씻어내는 걸 권장한다. 미세먼지로 인해 증가한 비강 내 알레르기 물질 등이 씻겨 나가면서 비염증상을 완화시키는 효과가 있다. 미세먼지는 눈 건강에도 치명적이다. 실제 미세먼지 지수가 높을 때 알레르기결막염과 안구건조증을 호소하는 사람들도 많아진다. 눈 조직 중 결막과 각막이 공기 중에 직접적으로 노출되기 때문인데, 미세먼지 자체가 직접적인 감염을 초래하는 건 아니지만 결막과 각막에 닿으면서 알레르기성 염증이 유발될 수 있다. 또한 이물감 때문에 심하게 비빌 경우 각막이 손상돼 2차적 질환인 각막염으로 번질 수 있으니 주의해야한다. 외출 후 눈이 따갑거나 이물감이 느껴지면 눈을 비비지 않고, 인공눈물을 사용해 눈을 깨끗이 하는 것이 바람직하다. 눈 세척 시에는 손을 깨끗이 씻고 1회용 인공눈물을 사용하는 것이 도움 될 수 있다. 약 점안 시에는 눈꺼풀이나 속눈썹에 닿지 않도록 주의해야 한다. 또 렌즈보다는 보호안경을 착용하고, 부득이하게 콘택트렌즈를 사용하는 경우에는 소독 및 세정 관리를 철저히 하고, 8시간 이상의 장시간 착용은 피해야 한다. 아이의 경우 외출 후에 코나 목이 불편하다면 콧볼을 주위로 위쪽과 옆쪽의 영향혈 혈자리를 마사지하는 것이 도움이 될 수 있다. 이때 건조함이 많이 동반된 상황이라면 스팀타월을 사용하면서 마사지를 하면 더 효과가 있다. 유아나 아이들은 코막힘이 심하면 코안에 가피 등이 생겨 파거나 긁는 경우가 있는데 이런 경우 염증이 더 심해져 더 막힐 수 있으므로 콧속을 맨손으로 건드리지 않도록 주의한다. 노원을지대학교병원 의료진들은 "외출했을 경우에는 귀가 후 샤워, 세수, 양치질을 통해 몸에 남아 있는 미세먼지를 깨끗하게 씻어내는 것이 중요하다"며 "특히 눈과 코, 입은 직접적으로 노출되는 부위이므로 세정에 더욱 신경 써야 한다"고 조언했다. stand@fnnews.com 서지윤 기자 stand@fnnews.com 서지윤 기자

과산화수소를 친환경적이면서도 낮은 에너지로 생산할 수 있는 촉매를 국내 연구진이 개발했다. 과산화수소는 에너비 소비가 많고, 환경오염도 많은데, 이를 해결할 기술이 생긴 셈이다. 한국과학기술연구원(KIST)은 KIST 극한물성소재연구센터 김종민 박사, 계산과학연구센터 한상수 박사, 한국과학기술원(KAIST) 이재우 교수, 한국기초과학지원연구원(KBSI, 원장 양성광) 문준희 박사 공동연구팀이 과산화수소 생산용 '메조 다공성 촉매'를 개발했다고 9일 밝혔다. 김종민 박사는 "이번에 개발한 촉매는 우리가 호흡하는 공기 중의 산소를 활용해 중성 전해질에서 과산화수소를 생산한다"며, 기존 촉매보다 실용성이 높아 산업화에 속도를 더할 것"이라고 말했다. 과산화수소는 화학, 의료, 반도체 산업 등에서 폭넓게 활용되는 세계 100대 산업용 화학 물질 중 하나다. 현재 사용되고 있는 과산화수소 생산법은 높은 에너지 소비, 고가의 팔라듐 촉매 사용, 부산물 발생으로 인한 환경 오염 등 여러 문제점을 가지고 있다. 연구진이 개발한 새로운 촉매를 전극에 코팅해 황산나트륨이 녹아 있는 액체에 넣고 전기를 흐르게 하면, 공기 중의 산소와 반응하면서 과산화수소가 만들어진다. 성능을 테스트한 결과, 상용화에 가까운 환경인 중성 전해질과 공기 공급 및 산업 규모의 전류밀도(200㎃/㎠) 조건에서 80% 이상의 세계 최고 수준 과산화수소 생산 효율을 기록했다. 또 1㎠ 면적을 가진 촉매로 한시간 동안 최대 175.54㎎의 과산화수소를 생산했다. 연구진은 온실가스인 이산화탄소, 강력한 환원제인 수소화붕소나트륨, 그리고 작은 크기의 탄산칼슘 입자를 반응시킨 후, 탄산칼슘 입자를 선택적으로 제거하는 방식으로 약 20나노미터(nm) 크기의 구멍이 뚫린 붕소 도핑 탄소를 합성해 새로운 촉매를 완성했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자