최근 생명의 근원인 '물’에 대한 연구가 활발할 가운데, 물 분자를 작게 응집하는 원리가 한 연구자에 의해 밝혀졌다. 그동안 물 분자를 잘게 쪼개는 기술은 발전되어 왔지만, 일정 시간이 지나면 다시 원상태로 돌아가는 한계가 있었다. 하지만 이 연구자가 풀어낸 ‘초미세응집물방울(UFCD)’원리는 쪼개지 않고 응집하는 기술로 일정 기간이 지나도 되돌아가지 않아, 산업 전반에 다양하게 응용 될 수 있다. 이 원리를 풀어낸 ㈜테슬라나인 김종원 대표를 서울 양재동 연구실에서 만나 연구 동기와 산업분야에 미치는 파급효과 등을 들어봤다.

 

 

 

 

 

 

 

 

인터뷰 = 김재홍 편집국장 / 사진-정리 = 이승훈 기자

 

 

-. 인류 미래를 송두리째 바꿀 ‘마법의 물’로 불리는 ‘초미세응집물방울’이 최근 핫 이슈로 떠올랐다.

 

“그렇다. 지금은 시작단계지만 최근 '초미세응집물방울'이 산업전반에서 큰 관심을 끌고 있는 게 사실이다. 그동안 물 입자를 잘 게 쪼개는 기술은 많이 발전되어 왔지만, 물 분자를 작게 응집하는 기술은 찾아 볼 수 없었다. 예를 들어 ‘초미세응집물받울’ 원리를 적용할 경우 비타민C 등 의약품은 물론 화장품 등도 체내에 흡수율을 크게 높일 수 있다. 실제로 화장품의 경우 표피층뿐만아니라 진피층까지 흡수되어 효율을 높일 수 있다. 특히 건설현장에 필수 재료인 시멘트 등도 강도를 크게 높일 수 있다. 이른바 수퍼콘크리트 대량 생산도 가능하다. 이런 점에서 (초미세응집물방을은) 산업 전반에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다.”

 

 

 

 

 

 

-. 기존 ‘물’ 분자를 쪼개는 방식과 구체적으로 어떤 차이가 있나.

 

“초미세한 물 클러스터가 다방면에서 좋다는 점을 이미 알고 있는 사실이다. 그동안 시도했던 기존의 방식은 자석, 초음파진동, 고주파 또는 수증기를 수 십번 응결시키는 방법이다. 하지만 3시간이 지나면 원래 크기로 되돌아간다. 물론 수증기 응결 방식은 길게는 1개월 내외에 복원된다. 하지만 ‘초미세응집물방울(UFCD)’ 은 마이크로 c d 노즐 장치를 수 천 번 통과하면서 계속 초미세 한 크기로 응집된다. 이후 수천번 통과하는 동안 수소 결합력이 점점 강화되어 수년이 지나도 그 초미세하게 응집된 크기가 유지된다. 이는 끓인 뒤 식힌 응집된 UFCD 방식의 물을 기존 생수와의 증발 비교 시험을 통해 확인했다.”

 

 

 

 

 

 

 

-. 원리가 궁금하다.

 

“초미세응집물방울(1.2나노)은 물의 4차 산업 혁명이라고 해도 과언이 아니다. 세계 최초로 비압축 유체를 압축시킴으로써 물리 - 화학의 난제를 해결한 셈이다. 응집된 ’초미세물방울‘은 Chat GPT4와 google의 Bard도 세계 최초라고 확인해 주었다. 원리는 간단하다. 근거리에서 구면파가 핀 홀을 통과할 때 그 구면파가 중심부로 회절 되어 모이는 현상과 C D Nozzle에서의 전단응력을 원리를 응용하고 이를 마이크로 모래시계를 이용해 세계 최초로 비압축 유체를 압축가능 한 유체로 구현했다."

 

 

 

 

 

 

 

 

-. 초미세응집물방울 원리를 어떻게 풀게 됐나.

 

“‘물의 사기꾼들’이라는 책을 우연히 접하고 ‘문제가 무었일까’를 고민하다가 작게 쪼개진 물이 수시간 내 다시 복원된 이유가 수소결합력이 변화가 없다는 것 때문이라는 것을 알게 됐다. 대학에서 물리학과 전자공학을 공부한 덕분에  원리를 풀어낼 수 있었다. 이같은 원리를 더 파고 들어갔다. 결국, 구면파의 회절 및 c d 노즐로 수소 결합력을 강화하는 방법에서 해결책을 찾아 완성하게 되었다.”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-. 공인된 국가기관에서 실시한 실험결과가 있나.

 

”생명이 초미세 물방울에서 탄생 되었다는 연구 결과들이 속속 발표 되었다.  초미세물방울로 생명 탄생의 인산화 반응을 서울대 기초과학공동기기원에 시험 의뢰한 결과 RNA 염기를 확인했고, 이론을 객관화 하기 위한 논문을 준비중이다. 서울대 기초과학공동기기원의 시험분석결과서를 2023년 9월 8일 받았으며 클러스터의 크기를 아인슈타인-스토크스 방정식에서 나오는 확산계수를 통해서 재는 방법으로 무려 2.7e-9라는 놀라운 수치를 확인했다. 유체에서 이런 수치(초미세한)를 측정해 본적이 없다는 기관의 반응이다.”

 

 

 

 

 

 

 

-. 초미세응집물방울이 의약 및 화장품 등 다양한 산업에 적용될 수 있을 것 같은데.

 

“물론이다. 가장 흔하게 쓰는 화장품에도 적용할 수 있다. 초미세물방울은 세포내 최고의 전달 물질이어서 기능성 화장품 성분을 진피층까지 잘 전달한다. 또 건강식품에도 적용할 수 있다. 기능성 건강 보조 성분들을 세포내에 아주 잘 전달한다.  초미세물방울은 생물학적인 연구와 응용분야에서 많은 관심을 받고 있는 게 사실이다. 다양한 연구를 통해 그 효과가 밝혀냈다. 세포내 물질전달 즉, 초미세물방울은 세포내 물질전달에 사용된다. 예를 들어, 초미세물방울을 이용해 세포간 신호전달을 조절하는 연구가 이루어졌다. 또한, 유전자 전달에도 사용된다. 초미세물방울을 이용해 유전자를 세포내에 전달하면 세포내의 대사작용이 개선되고, 항암효과를 높일 수 있다는 연구 결과도 있다. 특히 약물전달, 쉽게 설명해 초미세물방울은 약물전달에도 사용된다. 초미세물방울을 이용해 약물을 운반하면서, 약물의 효과를 증가시키고 부작용을 감소시킬 수 있다는 연구 결과를 얻었다. ”

 

 

-. 그렇다면 의약품 외에 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것 같다.

 

“흥미로운 사실은 주류 등에도 적용할 수 있다는 점이다. 술의 맛과 향은 분자구조에 의해 결정된다. 일반적으로 알콜 분자와 물 분자 사이의 상호작용이 술의 맛을 좌우하는 중요한 역할을 한다. 즉, 알코올 분자와 물분자 사이의 상호작용이 강할수록 술의 맛이 좋아질 가능성이 높아진다. 술 맛도 좋게 하고 술이 덜 취할수 있다는 원리다. 밀가루 반죽 적용시 쫄깃한 탄성이 두배가 됨을 확인했다. 제면시 쫄깃함이 요구되는 분야에 탁월하다.”

 

 

 

 

 

 

-. 시멘트에 적용하면 큰 효과를 볼 것 같다. 특히 건설산업에 미치는 영향이 클 것 같은데.

 

“시멘트 적용시 분말이 단단하게 뭉쳐져서 수퍼콘크리트도 만들 수 있다. 수퍼콘크리트의 시장 규모는 2023년 기준으로 140억 달러 규모에 달한다. 초미세 물방울로만 수퍼콘크리트를 제조해 가격을 낮추면, 수퍼콘크리트의 시장 규모는 약 700억 달러로 확대될 것으로 예상된다. 초미세물방울은 일반 물보다 표면적이 훨씬 넓기때문에 시멘트와의 접촉 면적이 넓어지고, 그 결과 시멘트 입자가 서로 더 잘 결합하여 찰지게 된다. 초미세물방울로 시멘트를 반죽하면 시멘트 입자가 서로 더 잘 결합하여 강도가 높아진 수퍼 콘크리트가 된다. 실제로 초미세물방울을 사용한 콘크리트는 일반 콘크리트보다 강도가 2배 이상 높고, 균열이 생길 가능성이 훨씬 낮다. 또한, 초미세물방울을 사용한 콘크리트는 일반 콘크리트보다 내구성이 뛰어나고, 오염에 강하다. 초미세물방울은 콘크리트뿐만 아니라 다른 건축 자재에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 초미세물방울을 사용한 벽돌은 일반 벽돌보다 강도가 높고, 균열이 생길 가능성이 훨씬 낮다. 또한, 초미세물방울을 사용한 벽돌은 일반 벽돌보다 내구성이 뛰어나고, 오염에 강하다. 초미세물방울은 건축 자재의 품질을 향상시키는 데 매우 유용한 재료다. 앞으로 초미세물방울은 건축 분야에서 더욱 널리 사용될 것으로 예상된다.”

 

 

 

 

 

 

-. 아무리 효능과 적용범위가 넓지만 안전성도 중요하다.

 

“물론이다. 비록 합쳐지기는 하나 복원되전에 쪼개어 작게 만든 초미세물방울로도 이미 검증이 끝났다고 본다.”

 

 

-. 국내뿐만 아니란 해외에서도 큰 관심을 가질 것 같다.

“이제 알려지는 단계이기는 하지만 각국에서 경이롭다는 반응이다.”

 

 

-. 기업이 성장하려면 자본력도 중요하다. 자본확충계획은 있나.

“현재 전환사채 발행 중이다. 올해 말 회사 가치를 신뢰할수 있는 평가기관에 맡겨 그때 나오는 회사의 주식가치에서 90% 할인해 주식으로 전환하는 방식을 택했다.”

 

 

-. 새해에 계획이 궁금하다.

“물을 사용하는 모든 분야가 업그레이드 되기 때문에 저는 감히 AI, 상온 초전도와 더불어 4차 산업 혁명이라고 자신 있게 말씀 드릴 수 있다. '신이 숨겨 놓았던 비밀을 풀었다'고 생각한다. 이 초미세물방울이 초전도체 이상의 또 다른 산업혁명을 가져올 것으로 기대한다. 자본이 확충되는 대로 본사를 미국 시애틀로 옮겨서 세계적인 기업으로 성장시킬 생각이다.”