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나노기술 산업이 유행이다. 세계적으로 매년 수 천종의 나노입자가 만들어지고 있다. 그리고 조만간 나노입자의 특정 부분은 물이나 토양에서 마지막을 맞이하게 될 것이다. 하지만 전문가들조차도 물과 토양에서 나노입자가 어떻게 되는지 정확하게 말하기 어렵다고 말한다. 왜냐하면 사람이 만든 나노입자는 매우 종류가 많고, 다른 형태가 존재할 수 있으며, 환경에 따라 나노입자의 행동이 달라지기 때문이다. 스위스 과학자들은 만들어진 나노입자의 행동의 패턴을 찾기 위해서, 270편의 과학 연구와 논문에 기술되어 있는 1000여개의 실험을 조사했다. 연구 목적은 입자의 행동을 일반적으로 예측하기 위해서다. 연구팀이 자료를 조사하면서 발견한 것은 지금까지 보고된 자료를 바탕으로는 하나의 그림을 그릴 수 없을 만큼 매우 복잡하다고 밝혔다. 관련 논문은 PNAS에 보고되었다. 나노입자는 연구진이 발견할 수 있는 모든 것과 결합할 수 있으며, 응집체를 만들거나 환경에 존재하는 다른 분자와 결합되어 있다는 것을 발견했다고 말했다. 나노입자가 어떤 것과 정확하게 반응하고 얼마나 반응이 빠르게 일어나는지는, 물 또는 토양의 산성도와 물과 토양에 존재하는 광물, 그리고 염의 농도 및 유기 물질의 조성에 따라 달라진다. 나노입자가 표면 코팅제로 사용될 경우에는 더욱 복잡해진다. 환경 조건에 따라서 입자는 코팅을 유지하거나 잃어버리게 되며, 이것은 반응 행동에도 영향을 미치게 된다. 연구팀은 문헌의 자료를 평가하기 위해서 처음으로 네트워크 분석 방법을 사용했다고 밝혔다. 이 분석 방법은 사회 관계의 네트워크를 측정하는 사회 분야 연구에는 익숙하지만, 과학 분야에 사용된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 만들어진 나노입자에 대한 자료들이 일치하지 않고, 다양성도 충분하지 않다는 것을 발견했다고 말했다. 체계적인 연구의 부재와 더불어, 두 번째 문제는 사람이 만든 나노입자와 토양에 자연적으로 존재하는 화합물의 조성이 같다는 것이다. 따라서 자연적으로 만들어진 입자와 사람이 만든 입자를 구별해 내는 것은 매우 어렵다. 하지만 스위스 ETH Zurich 과학자들은 일상적인 조사로 이런 차이를 구별할 수 있는 효과적인 방법을 정립했다. 연구팀이 사용한 방법은 매우 민감한 질량 분광 기술을 이용함으로 시료 안에 있는 개별 나노입자의 화학 원소들이 무엇인지 구별할 수 있었다고 보고했다. 비엔나 대학 연구진과 협력으로 ETH 과학자들은 천연 세리윰이 포함된 입자와 만들어진 이산화 세리윰 나노입자를 섞어서 이를 분석했다. 기계학습 방법을 사용해서 연구진은 두 시료의 차이를 정확히 구별해 낼 수 있었다고 보고했다. 연구진은 만들어진 나노입자는 단일 화합물로 이루어져 있지만, 자연적으로 만들어진 나노입자는 여러 종류의 화학 원소들이 포함되어 있기 때문에 구별할 수 있다고 말했다. 새로운 측정 방법은 매우 민감해서 시료 내에 있는 가공 나노입자를 자연 입자보다 약 백 배까지 정밀하게 측정할 수 있다. |
