화장품 상식 : 나노 기술과 나노 물질

 

여러분은 나노 기술과 나노 물질에 대한 소문을 들어보았을 것입니다. 

 

나노 기술은 이미 내화성 플라스틱이나 섬유와 같은 신소재를 생산하는데 사용되어 왔으며 식품을 신선하고 오래 보관할 수 있는 인텔리전트 패키징(Intelligent Packaging)에 사용되고 있습니다. 

 

정보, 기술, 레저, 의약품 및 퍼스널케어 산업은 우리 모두에게 혜택을 주는 제품과 소재 및 치료법을 만들기 위해 나노 기술과 나노 물질을 사용합니다.

 

 

 

”나노”는 무엇을 의미합니까?

"나노"라는 단어는 난쟁이 또는 극히 작은 것을 뜻하는 그리스어 "나노스(nanos)"에서 유래하였습니다. 오늘날 과학에서 "나노"라는 용어는 매우 작은 측정단위를 나타내는데 사용되며, 나노미터는 1 미터보다 10 억배 정도 작습니다.

 

수학적 단위 계산

1 metre(m) ÷ 1000 = 1 millimetre(mm) ÷ 1000 = 1 micrometre(µm) ÷ 1000 = 1 nanometre(nm)

 

이를 문맥에 적용해보면 다음과 같습니다.

● 전형적인 박테리아 세포의 크기는 약 1,000 나노미터입니다

● 인간의 머리카락 직경은 약 80,000 나노미터입니다.

● 개미의 길이는 수백만 나노미터입니다.

 

나노 물질이란 무엇입니까?

나노 기술과 나노 물질을 서술할 때 나노 기술, 나노 과학, 나노 튜브, 나노에멀젼, 나노좀 등 다양한 용어가 논문 데이터베이스와 언론에서 사용됩니다.

 

일반적으로, 나노 물질이란 나노 크기의 개별 파트나 차원으로 이루어진 물질입니다.

 

나노라는 새로운 모든 단어와 그에 응하는 개념 정의에도 불구하고, 나노 크기의 재료 과학은 새로운 개념이 아닙니다. 그렇습니다! 원자와 분자의 조작을 통해 이러한 규모의 새로운 구조와 재료를 구축하는 흥미 진진한 연구가 이루어질 수도 있습니다. 이러한 예처럼 "나노 물질"라는 용어가 실제로 엄청나게 많은 물질에 적용될 수도 있습니다. 그러나, 이 중 상당 부분은 일반적으로 볼 때 우리가 특별히 혁명적이라고 간주하지 않았던 것들입니다.

 

나노 물질은 항상 존재 해왔습니다. 우유는 지방 입자의 작은 물방울이 물에 부유하는 나노에멀젼의 한 예이며, 리코타 치즈는 본질적으로 우유 단백질의 나노 입자로 이루어져 있습니다. 나노 입자는 실제로 모든 물질의 '구성 요소'인 분자보다 훨씬 큽니다.

 

자연은 나노 물질과 나노 구조물로 가득합니다. 수없이 다양한 금속의 나노 입자와 나노 구조는 주위 환경에서 자연적으로 발생합니다

 

자연계에 존재하는 나노에 대한 더 자세한 정보와 사례는 스티븐 프라이 (Stephen Fry)가 나레이션을 맡고 케임브리지 대학과 공동으로 제작한 비디오 "낯설고 새로운 나노 과학의 세계"를 참조하세요.

 

낯설고 새로운 나노 과학의 세계(The strange new world of Nanoscience)

https://youtu.be/70ba1DByUmM

 

화장품에 사용되는 나노 물질은 무엇입니까?

화장품에 사용되는 특정 성분을 이제는 나노 물질로 정의할 수 있습니다. 이 성분들은 수년 동안 안전하게 사용되어 왔지만 지금은 "나노 물질"로 간주됩니다.

 

가장 일반적으로 사용되는 나노 물질 중 하나는 티타늄다이옥사이드입니다. 티타늄다이옥사이드는 자연 환경에 존재하는 광물입니다. 티타늄다이옥사이드는 분쇄되거나 합성될 수 있어서, 마이크로 크기로 입자를 생성하거나, 보다 더 작은 나노 물질로 입자를 생성할 수 있습니다. 나노-티타늄다이옥사이드 또한 자연에 존재합니다.

 

티타늄다이옥사이드는 자외선을 반사시키거나 산란시키기 위해 자외선 차단제에 사용됩니다. 티타늄다이옥사이드는 자외선으로부터 피부를 보호할 뿐만 아니라, 나노 형태의 경우에는 발림성이 좋고 백탁 현상을 감소시켜 피부를 투명하게 만드는 제품 처방에 있어서 장점도 제공합니다. 제품을 피부에 발랐을 때의 모습과 느낌이 자외선 차단제 선택 시 소비자에게 결정적인 요인이 될 수 있기 때문에 제조사나 소비자 모두에게 중요한 마케팅 포인트가 될 수 있습니다.

 

화장품 착색제인 카본 블랙은 나노 형태로 사용될 수 있으며 안료 입자의 크기를 줄이는 것이 어떻게 색상의 강도와 불투명도를 바꿀 수 있는지 보여주는 좋은 예입니다.

 

기타 여러 미네랄 물질의 나노입자도 화장품에 사용할 수 있습니다.

 

이러한 미네랄 물질은 다양한 크기의 입자로 사용할 수 있다는 점을 명심해야 합니다. 1 ~ 100 nm 크기의 물질만 나노 물질입니다.

 

"나노 물질"의 실제 법적 정의는 수많은 논의 대상이었습니다. 화장품에 사용하려는 나노 물질은 유럽연합의 화장품 관련 법규에 따라 "1 ~ 100 nm 범위의 크기로 하나 이상의 외부 차원 또는 내부 구조를 갖는 불용성 또는 생난분해성 및 의도적으로 제조된 물질"로 정의됩니다.

 

나노에멀젼과 나노좀은?

나노에멀젼은 새로운 것이 아닙니다. 우유는 지방 입자의 작은 물방울이 물에 부유하는 나노에멀젼의 한 예시입니다. 화장품의 나노에멀젼은 보습제처럼 피부에 영양을 주는 오일 함량을 높일 수 있는 매우 작은 물방울과 기름 방울입니다. 이렇게 처방된 보습제는 너무 걸쭉하거나 끈적거리지 않는 산뜻한 느낌을 제공합니다. 기타 일부 제품, 예를 들어 일부 고성능 보습제는 손상되기 쉬운 성분이 분해되는 것을 막기 위해 나노좀 (때로는 리포좀이라고도 함)이라고 불리는 작은 포켓과 같은 구조를 사용합니다. 나노에멀젼과 나노좀은 피부에 도포 시 분해되어 내용물을 표피층으로 방출합니다. 나노에멀젼과 나노좀은 피부에 도포 시 용해되어 분해되므로 화장품에 사용하는 나노 물질의 법적 정의에는 포함되지 않습니다.

 

나노 물질은 안전한가?

나노 기술에 관한 공개 토론에서 환경과 인체 건강의 잠재적인 위험에 대해 의문이 제기되었습니다. 물질의 입자가 점점 더 작아짐에 따라 물질의 특성과 성질이 동일한 물질의 큰 입자와 달라질 수 있다는 주장이 제기되었습니다. 이 주장처럼 특성과 성질이 다른 물질이 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며, 다른 물질로 변한다고 해도 안전성에 영향을 미칠 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 따라서 각각의 물질을 사례별로 고려해야 되며 모든 나노 물질을 "안전하지 않은 잠재적인 물질”로 따로 치부해서도 안됩니다.

 

모든 화장품은 사용하기에 안전해야 합니다. 화장품을 제조하고 수입하는데 있어서 유럽의 엄격한 안전성 관련 법규가 있기 때문에 안전하다는 확신을 가질 수 있습니다. 화장품 관련 법규를 통해 시장에 출시되는 모든 제품은 반드시 안전성 평가를 거치도록 의무화하고 있습니다. 따라서 나노 물질이 화장품 성분으로 사용된다면 EU와 영국 시장에서 제품이 출시되기 전에 나노 물질의 존재와 안전성을 보장받아야 합니다. 이와 관련된 모든 정보는 국가 집행 기관에 제공되며, 영국의 경우 거래기준청에서 관련 정보를 제공합니다.

 

화장품에 사용되는 나노 물질과 관련하여 많은 물질이 알려져 있습니다. 그 중 티타늄다이옥사이드를 예로 들어보겠습니다. 이는 실제로 오랜 시간 동안 가장 널리 연구된 물질 중 하나입니다.

 

또한 나노 기술과 소비재에서 사용되는 나노 기술의 안전성은 유럽집행위원회 산하의 독립적 자문기구인 소비자안전 과학위원회 (SCCS, 이전의 SCCNFP)를 비롯하여 전 세계 규제 기관에 의해 지속적으로 검토되고 있습니다. 이 위원회는 2000년 10 월에 마이크로 결정 (나노 크기)의 티타늄다이옥사이드를 평가했고, 화장품에 사용되는 UV 필터로써 안전하다고 결론지었습니다. SCCS는 이후 안전성 평가에서 특정 측면을 더 자세히 살펴볼 수 있도록 더 많은 정보를 요청했으며 화장품 업계는 요청한 정보를 SCCS 제공했습니다. 이러한 피드백을 통해 소비자는 제품에 대한 안정성에 대해 확신을 갖게 되고 모든 우려를 해소합니다. 자외선 차단 효과의 특성을 가진 징크옥사이드에 대해서도 유사한 정보가 제공되었습니다. SCCS가 평가한 징크옥사이드 나노 입자에 대해서 안전하다는 결론이 포함된 의견을 2012 년 9월에 SCCS가 발표했습니다. 시민들(citizens)의 요약 평가도 제공하고 있습니다.

 

징크옥사이드 나노 입자에 대한 SCCS의 평가

https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/consumer_safety/docs/sccs_o_103.pdf

 

징크옥사이드 나노 입자에 대한 시민들(citizens)의 평가

https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/docs/citizens_zinc_oxide.pdf

 

나노 입자가 피부에 침투할 수 있습니까?

피부를 통한 나노 입자의 침투 가능성에 대한 우려가 가시화되고 있습니다. 실제로 화장품은 제품 성분이 피부 또는 모발의 적절한 부위에 전달되도록 신중하게 처방됩니다. 다행하게도 피부는 체(sieve)가 아니라 장벽과 같은 역할을 합니다. 따라서 오늘날까지도 대부분의 의약품은 입을 통해 삼키거나 주사로 주입해야 하며 심지어 국소 패치를 통해 흡수될 수 있는 약물도 거의 없습니다. 또한 나노 입자는 실제로 모든 물질의 개별 빌딩 블록과 같은 분자보다 훨씬 크다는 것을 명심해야 합니다. 실제로 많은 과학적 연구 결과에 따르면, 현재의 화장품 용도에 사용되는 나노 입자는 피부가 손상된 경우에도 사람의 피부를 통해 침투하지 않는다는 사실을 일관되게 보여주고 있습니다.

 

2011년 5월 나노피부학회(Nanodermatology Society)는 최신의 지식을 통해 나노 물질의 피부 침투에 대해 설명하면서 자외선 차단제에 대한 입장을 발표했습니다.

 

발표문은 여기에서 찾아볼 수 있습니다.

http://www.nanodermsociety.org/documents/press/NDS_Sunscreen_Guidelines.pdf

 

화장품에 나노 물질 성분이 포함되어 있는지 어떻게 알 수 있습니까?

새로운 표기 방법이 도입되어서 괄호 안에 "나노"라는 단어가 붙으면 성분명이 나노 물질로 분류됩니다. 즉, 이러한 표기 방법은 EU의 화장품 법규에서 제공되는 정의에 들어 맞습니다. 따라서 향후에는 성분 목록을 통해 화장품에 나노 물질 성분이 포함되어 있는지 확인할 수 있습니다.

 

다시 말하면, 소비자는 구매하려는 제품에 대한 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 화장품 업계는 제품이 시장에 출시되기 전에 완벽한 안전성 검토와 평가를 거쳤기 때문에 출시되는 모든 제품의 안전성에 대한 확신을 갖고 한 점의 우려 없이 이와 같은 추가 정보를 소비자에게 제공하기 위해 노력합니다.

 

성분 목록 중에서 들어본 적이 있는 성분 하나가 나노 물질이지만 "(나노)"라는 접미사로 표기되지 않을 수도 있습니다. 나노 형태로 사용되는 일부 성분 중에서 비 나노 형태로도 사용될 수 있다는 점을 명심해야 합니다. 예를 들어 "(나노)"라고 표기되지 않은 티타늄다이옥사이드(나노형태가 아닌) 또한 UV 필터 및 백색 착색제로 사용될 수 있습니다.

 

더 자세한 정보는 어디서 구할 수 있습니까?

● 유럽집행위원회 산하 소비자보호위원회의 웹사이트에서는 화장품에 사용되는 나노 물질에 관한 특정 페이지를 운영하고 있습니다.

https://ec.europa.eu/growth/sectors/cosmetics/

 

● 유럽집행위원회의 웹사이트에는 나노 기술과 관련하여 특정 섹션 또한 운영되고 있습니다.

https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/research-area/industrial-research-and-innovation_en

 

● 나노 기술뿐만 아니라 나노 기술의 일반적인 사용과 거대한 과학 분야에서 논의되는 많은 이슈에 관해서 더 많은 정보를 찾고 있다면, 웹사이트 www.guardian.co.uk 에 방문해서 나노 기술에 관한 전반적인 내용을 살펴보세요. https://www.theguardian.com/science/nanotechnology

 

● 자연계에 존재하는 나노에 대한 더 자세한 정보와 사례는 스티븐 프라이 (Stephen Fry)가 나레이션을 맡고 케임브리지 대학과 공동으로 제작한 비디오 "낯설고 새로운 나노 과학의 세계"를 참조하세요.

https://youtu.be/70ba1DByUmM