기존보다 무게를 90% 가까이 줄이면서도 방사선 차폐 성능은 동일하게 유지하는 신소재가 개발돼, 의료진이 사용하는 무거운 납 방호복을 대체할 것으로 기대된다.
캐나다 워털루대 연구팀은 8일(현지시간) 텅스텐 나노입자를 고분자 중합체(폴리머)에 혼합해 가볍고 유연한 방사선 차폐 소재를 개발했다고 국제 학술지 '머티리얼즈 투데이 피직스'(Materials Today Physics)에 발표했다.
X선 촬영 시 의료진이 착용하는 납 방호복은 무게가 매우 무거워 목과 허리에 만성적인 통증을 유발하는 원인으로 지목돼왔다. 일부 의료진은 이로 인해 조기 퇴직을 선택하기도 한다.
또한 방호복이 마모되면서 발생하는 납 먼지는 호흡기나 소화기관을 통해 체내에 흡수될 수 있다. 세계보건기구(WHO)는 어떤 수준의 납 노출도 안전하지 않다고 경고한다.
연구를 이끈 티자주 메코넨 워털루대 화학공학과 교수는 "매일 방호복을 입는 기술자들은 종종 허리 통증을 겪는다"며 "새로운 소재는 의료진을 위한 더 안전하고 편안한 차폐복의 길을 열었다"고 설명했다.
연구팀은 비스무트, 바륨 등 여러 중금속을 시험한 끝에 원자 수준에서 밀도가 높아 X선 차단에 가장 적합한 텅스텐을 최종 선택했다.
연구팀은 텅스텐을 미세한 나노입자로 가공한 뒤 부드러운 실리콘 기반 플라스틱에 섞어 나노복합체 시트를 만들었다. 막대 모양의 나노입자를 여러 층으로 배열해 유연성을 유지하면서도 차폐 효과를 극대화했다.
연구팀은 이 기술을 핵에너지 분야의 감마선이나 휴대전화, 와이파이 등에서 나오는 전자기파를 차단하는 데도 활용할 수 있을 것으로 보고 후속 연구를 진행 중이다.