4차 산업혁명의 고리 초임계에 주목

최근 4차 산업혁명에 대한 대중들의 관심이 매우 뜨거운 상황에서 4차 산업혁명의 선두를 이끌 4차 소재(원료)가 개발됐다.

최근 개발된 4차 소재는 2명의 노벨상 수상자를 배출한 도쿄이과대학(1877년 설립) 5명의 대표 교수진과 11년간 초임계유체추출법만 연구해온 화이자 수석연구원 출신의 화학자 요코스카의 공동 특허개발(제3923000호)인 초임계유체기술이다. 초임계란 고체, 액체, 기체로만 구분되던 일반적인 상태에서 임계압력 이상의 상태에 있는 액체 즉 액체와 기체의 중간 상태(4차 소재)를 말한다.

쉽게 표현하자면, 우리는 학교 교육과정에서 고체, 액체, 기체로만 물질의 상태를 배워왔다. 그런데 초임계라는 것은 액체도, 기체도 아닌 완전히 새로운 물질단계인 것이다. 초임계는 1822년에 최초 발견된 당시로는 신비한 물질의 상태로, 초임계 기술을 적용하여 만들어진 초임계추출물은 이미 우리 생활 속에서 접할 수 있는 디카페인이 대표적인 사례이다.

현재 초임계추출에 대한 SCI급 논문도 다수 나와 있는 초임계유체에 의한 추출법은 불활성, 무미, 무취 그리고 인체에 무해한 이산화탄소를 사용하여 필요한 성분만 추출하므로 자연친화적인 추출방법으로서 안전하고 더 많은 함량을 추출할 수 있으며 크기가 작으므로, 보다 안전하고 효율적으로 특정 성분을 인체에 침투시킬 수 있는 혁신적인 기술이라고 평가되고 있다. 이와 관련하여 의약품의 인체 침투율을 상승시킬 수도 있으며, 건강보조식품의 침투율을 높여 인체의 건강에도 도움이 될 것으로 판단된다. 무엇보다도 친환경적인 기술로서 결국 인체에 기여하는 신기술로 평가받고 있다. 관련하여 최근 유럽 및 미국 그리고 일본 등 첨단 기술분야 선진국에서는 앞다투어 초임계를 연구하고 있는 추세다.

대표적인 사례로는 초임계유체추출법은 2021년 초임계이산화탄소로 움직이는 차세대 에너지인 ‘하이퍼 터번’을 개발 중으로 탁상크기로 1만 세대 이상의 가정에 전력을 공급할 수 있으며, 미국에서도 수증기의 10배의 에너지로 발전용량을 극대화한 친환경 ‘초임계CO2터빈’기술이 연구 중이고, 초임계를 활용한 ‘지열발전’등에도 활용이 예상되고 있다.

아울러 화장품 산업에도 기여도가 클 것으로 예상된다. 초입계유체추출법으로 생산된 원료는 피부 모공 사이즈의 1/250,000로서 화장품이 진피까지 들어가지 못한다는 일반적인 통념도 무너트릴 것으로 판단된다. 세계적인 화장품 원료 기업인 프랑스 세더마사, 카오소피나, Shalom (화장품 및 OEM사) 등에서 경쟁적으로 초임계유체기술을 이용해 화장품을 개발을 추진하고 있는 상황에서, 화장품 산업에 세계적인 경쟁력을 확보하고 있는 우리나라가 얼마나 빨리 초임계유체추출 기술과 같은 신기술을 접목하여 화장품이 출시될 수 있을지 의문이다. 전 세계가 전기차 개발을 주도하는 상황에서 한국이 뒤쳐져 있는 자동차 업계와 같은 상황의 전철을 화장품 업계는 밟지 않아야 될 것이다.

디지털기획팀 이세연