나노로봇, 아이언맨 슈트를 가능하게 만들다

[객원 에디터 7기 / 이채은 기자] 대부분의 사람이 아마 아이언맨 영화를 봤을 것이다. 아이언맨을 슈퍼히어로로서 활약하게 만드는 것은 바로 그의 슈트이다. 이 슈트가 실현될 수 있을까? 슈트는 아이언맨이 날 수 있게 하고, 손에서는 에너지 빔이 나오고, 어깨에서는 미사일이 발사된다. 그중 가장 신기한 점은 바로 슈트가 자동으로 입혀진다는 사실이다. 실현할 수 없을 것만 같지만 슈트의 기능들은 대부분 현재 기술로 만들어질 수 있다. 대표적으로 영국 기업 그래비티 인더스트리의 플라잉 슈트이다. 

나노는 인간의 눈으로 관찰하기 힘든 10억 분의 1에 불과한 아주 작은 초미세의 영역이다. 1959년 물리학자 리처드 파인만이 미래에는 엄청난 양의 정보를 작은 공간에 축적하는 나노 로봇이 활발하게 적용될 것으로 예측했다. 실제 오늘날, 나노로봇은 다양한 분야에 적용되고 있다. 최근 개발되는 나노로봇은 사람 머리카락의 10만 분의 1밖에 안 되는 크기에 도달했다.

나노를 이용한 약물 전달 기술로 획기적인 기술 중 하나로 주목받고 있다. 단백질보다 작은 크기의 나노 입자에 약물을 담아 표적으로 삼는 곳으로 바로 전달할 수 있다. 2016년 MIT의 연구에서 24시간 이내로 2가지 이상의 암을 진단하는 나노 캡슐을 개발했고, 이어서 2019년에는 나노 입자를 이용해 암세포까지 약물을 전달하는 치료법을 개발했다. 의학 분야를 넘어 휴대전화 디스플레이에도 나노 기술이 적용되고 있다. 나노 결정은 나노입자를 조립해서 휴대전화와 전자 기기들의 액정을 얇게 만들어준다. 

나노 슈트는 앞서 이야기한 활용들과 같은 듯 다르게 나노 기술을 사용한다. 먼저 아이언맨의 슈트는 가만히 있으면 스스로 슈트가 입혀진다. 물리적인 시간을 최소화할 수 있다. 또한 우주 공간으로 넘어가더라도 슈트가 찌그러지는 것 없이 지구와 있을 때와 똑같이 작동한다. 아이언맨의 슈트에 사용됐을 것으로 적합해 보이는 것은 바로 탄소 나노 튜브이다. 실제 존재하는 신소재 중 하나로 원기둥 모양의 나노 구조를 가진다. 강도, 탄성, 열전도율, 전기전도율이 높아 배터리, 반도체, 자동차 등에 사용된다. 나노 튜브의 크기 역시 머리카락의 10만 분의 1 정도로 아주 작다.

2007년 호주 시드니대학교 연구팀은 나노 크기의 탄소 섬유를 이용하여 절대 뚫리지 않는 방탄복을 만들 수 있다는 결과를 발표했다. 탄소 나노 튜브 방탄복은 단단한 총알을 맞아도 총알의 운동에너지를 모두 흡수한 뒤 다시 튕겨낼 수 있다고 한다. 아이언맨의 슈트도 타격을 입은 순간 운동에너지를 흡수하고 바로 복원된다. 

아이언맨의 슈트에 적용될 수 있는 또 다른 기술은 바로 자가 치유 능력이다. 자가 치유 소재는 손상된 부분을 스스로 복구하는 나노 고분자 기술이다. 이미 이 기술은 자동차에 많이 사용되고 있다. 현대 자동차에서는 셀프 힐링 고분자 코팅을 사용해 나노 캡슐을 응용해 자동차 부품의 마모를 예방하고, 자동차가 흠집이 났을 때도 빠르게 고칠 수 있다. 회복을 위한 촉진제가 코팅 내부의 캡슐 형태로 존재하다가 파손되면 촉진제가 흘러나와 스크래치를 고칠 수 있다.

이처럼 나노 기술은 상상 속의 슈퍼히어로 슈트를 현실로 만들 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 아이언맨 슈트와 같은 완벽한 기술은 아직 상상에 불과하지만, 현재의 연구와 개발이 계속된다면 이러한 미래는 곧 다가올 것이다. 나노 기술의 발전은 우리의 일상뿐만 아니라, 의학, 에너지, 전자기기 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것이고 앞으로도 우리에게 무한한 가능성을 열어줄 것이다. 아이언맨 슈트가 상징하는 과학과 기술의 꿈이 언젠가는 현실로 다가올 날을 기대해 본다.