나노머신

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Nanomachine

1. 개요2. 나노기술
2.1. 카테네인2.2. 로탁세인
3. 나노머신 개념이 나오는 가상의 작품4. 관련 항목

1. 개요[편집]

SI 접두어나노(10^-9)를 따서 나노미터 단위, 즉 1 마이크로미터(100만 분의 1m. 즉 천 분의 1mm) 보다도 작은 초소형 기계를 지칭하는 개념. 맨해튼 계획자 중 한 명이자 저명한 물리학자였던 리처드 파인만이 1959년에 이렇게 말한 게 시초였다.

"아주 작고 서로의 모습을 본따며 동시에 작동하는 수많은 공장들을 제작하고 싶습니다. 물리학의 원리를 생각하면 분자 단위로 조작하는 것이 가능합니다. 이것은 자연을 거스르는 것이 아닙니다; 이건 가능한 일입니다; 그저 우리가 너무 커서 하지 못한 것이죠" (I want to build a billion tiny factories, models of each other, which are manufacturing simultaneously. . . The principles of physics, as far as I can see, do not speak against the possibility of maneuvering things atom by atom. It is not an attempt to violate any laws; it is something, in principle, that can be done; but in practice, it has not been done because we are too big.)

파일:external/gelookahead.economist.com/080813Slide21-581x435.jpg

관련 지식이 있는 사람들은 그림을 보면 알겠지만 기계 크기가 거의 분자 수준이다. 이 정도 스케일에서 기계가 작동하려면 물리학적 혹은 기계공학적 원리 말고도 화학적 원리의 영향도 아주 크게 받을 것이다. 실제로 겁스에서는 화학 스케일로 들어가야 나노머신이라고 부른다. 이런 스케일의 나노머신이 TL11에 출현하며, 물리 스케일에서 작동하는 나노머신은 "마이크로 머신"이라고 부르고 TL10에 출현한다.

실용화될 시 인류 문명에 혁신적인 변화를 가져다 줄 것으로 예상되는 만큼 수많은 가상의 세계를 다루는 매체에서 심심치 않게 등장하고 있으며, 대개 넘사벽 내지 통상의 기술과 격을 달리하는 개념으로 다뤄지곤 한다. 이것이 몸안에 들어가면 초인적으로 힘이 세지고, 재생력이 생기고, 모습까지 변하는 무안단물급의 모습을 보여준다.

정확하게 말하자면 단지 사람이 만들지 못했을 뿐, 생명은 이미 유사한 물건을 활용하고 있다. 근육의 액틴-미오신 체계나 세포 내 분자 수송이 대표적인 예. 실제로 세포의 호흡에 사용되는 효소들 중 하나인 ATP 합성 효소는 전기 자극을 가하면 로터가 돌아가는데, 이 조그마한 기계가 돌아가는 걸 확인할 수 있다

2016년 노벨 화학상 수상 대상자인 피에르 소바주(프랑스), 프레이저 스토더트(영국/미국), 베르나르트 페링하(네덜란드)가 분자 기계 개발을 한 공로로 수상을 받았는데 이들이 나노 머신의 미래를 연 셈.

아이팟 나노는 기계다

2. 나노기술[편집]

2.1. 카테네인[편집]

화학적으로 결합되지 않은 두 개의 분자를 기계적으로 결합해 하나의 분자를 만듬. 자유롭게 운동하는 부분이 있으면서 결합이 떨어지지 않는 분자 구조. 분자 체인. 이 구조를 만들 수 있다면 체인을 연쇄적으로 이어 가동 가능한 분자크기 단위의 구조물을 만들 수 있음.
파일:카테네인.png

장피에르 소바주 프랑스 스트라스부르대 교수가 1983년 제작.

2.2. 로탁세인[편집]

화학적으로 결합되지 않은 두 개의 분자를 기계적으로 결합해 하나의 분자를 만듬. 자유롭게 운동하는 부분이 있으면서 결합이 떨어지지 않는 분자 구조. 이 분자는 막대기에 고리 하나가 끼어있는 모양으로 막대기 끝이 막혀 있어 고리가 막대기 끝과 끝을 왔다 갔다 운동할 수 있음. 기하학적 구조의 분자는 다양한 분야에 활용될 수 있다. 예컨대 막대기 사이에 고리가 낀 모양의 '로탁세인' 분자를 사람이 제어해 한쪽 끝은 온(ON), 다른 한쪽 끝은 오프(OFF)로 명령하면 스위치로 쓰일 수 있다.
파일:로탁세인.png

프레이저 스토더트(74) 미국 노스웨스턴대 교수가 1991년 제작.

3. 나노머신 개념이 나오는 가상의 작품[편집]

4. 관련 항목[편집]

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