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[케뉴-원소 이야기] 게르마늄(Ge), '동백이'의 팔찌는 아무 소용없었다
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[케뉴-원소 이야기] 게르마늄(Ge), '동백이'의 팔찌는 아무 소용없었다
  • 유민정 기자
  • 승인 2021.01.04 11:27
  • 댓글 0
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기호 Ge와 원자 번호 32번인 화학원소
게르마늄은 알려진 생물학적 역할이 없어
반도체 소자에 많이 사용...광학기기·적외선 감지기에 사용
일부 사람들은 유기 게르마늄이 질환 치료에 도움이 된다고 믿어
수많은 연구보고, "게르마늄 보충제가 인간에 잠재적인 위험 초래"

화학의 가장 기본적인 원소와 우리 생활과의 연관된 이야기들로 독자 여러분들을 찾아가려고 합니다. 원소의 개수가 118개라고 하니  다양한 이야기들을 기대해주세요. [편집자주]

KBS 드라마 '동백꽃 필 무렵' ⓒKBS

재작년에 인기리에 방송됐던 KBS 드라마 '동백꽃 필 무렵'에서 주인공 동백이의 게르마늄 팔찌는 극적인 복선으로 드라마를 보는 내내 긴장감을 주는 소재였다. 

음이온이 방출되어 건강에 좋다고 인식되면서 꽤 오랜 인기를 끌었던 게르마늄 관련 제품의 효능에 대해 논란이 되기도 했는데, 요즘도 온라인 쇼핑몰에서 쉽게 게르마늄 관련 제품들을 볼 수 있다. 게르마늄 건강 보조제부터 게르마늄 쌀, 게르마늄 찜질기, 게르마늄 팔찌, 게르마늄 베개 등 다양하다.

게르마늄은 어떤 원소이며, 어떤 물질인지 정확한 내용을 알아본다.

게르마늄(Germanium)은 기호 Ge와 원자 번호 32번인 화학원소다. 이름은 독일의 라틴어 게르마니아(Germania)에서 유래됐다. 영어 발음은 게르마늄이 아니라 '저메니움'에 가깝다. 1886년 독일의 화학자 글레멘스-알렉산더 윈클러가 광물 아르기로 다이트에서 발견하고 분리했다. 

회백색 준 금속이며 순수한 상태에서 원소는 결정질이고 부서지기 쉽고, 실온에서 공기 중에 광택을 유지한다. 

주기율표에서 '게르마늄(Ge)' /PubChem 갈무리

오늘날 게르마늄은 주로 아연 광석의 제련이나 특정 유형의 석탄을 태울 때 발생하는 부산물로도 나온다. 

미 국립생명공학정보센터에 따르면 게르마늄은 반도체 산업에서 가장 많이 사용되며, 소량의 비소, 갈륨, 인듐, 안티몬, 인으로 도핑되면 전자장치에 사용되는 트랜지스터를 만드는 데 사용된다고 한다. 

합금을 생성하고 형광등의 형광체로도 사용된다. 게르마늄과 산화 게르마늄(GeO)은 모두 적외선에 투영해 적외선 광학기기나 적외선 감지기에 사용되기도 한다. 또 일부 게르마늄 화합물은 일부 유형의 박테리아를 죽이는 데 효과적인 것으로 보이며, 현재 화학요법에 사용하기 위해 연구되고 있다. 

게르마늄은 알려진 생물학적 역할이 없다. 그래서 동백이가 차고 다니던 게르마늄 팔찌도 효과가 검증된 적이 없다고 할 수 있다. 

50년 동안 게르마늄은 주기율표 안의 원소일 뿐 쓰임새가 없었는데 전자 공학의 발달과 함께 매우 효과적인 반도체로서의 게르마늄의 가치가 밝혀지게 됐다. 대규모로 처음 사용한 것은 가장 기본적인 전자부품인 다이오드(반도체 소자)를 대체하는 것이었다. 

특별히 설계된 전면 구조가 있는 4인치 게르마늄 기판의 사진 / 종합재생에너지 2012 서적, 사이언스다이렉트 갈무리

반도체로서 게르마늄은 다이오드에 해당하는 고체 상태를 생산할 수 있었고, 전자 공여체 또는 전자 수용체로 만들기 위해 불순물을 추가할 수 있었다. 이런 게르마늄 스트립을 결합함으로써 소자는 동일한 다이오드 효과를 제공했다. 

게르마늄은 작은 전류를 사용해 더 큰 전류를 제어하거나 신호를 증폭하는 스위치 역할을 할 수 있어 게르마늄 트랜지스터가 매우 일반적이 되었으며, 이제는 실리콘으로 대체되었다. 많은 기본 원소와 달리 쓰임새를 찾은 게르마늄 화합물은 많지 않다. 이산화 게르마늄은 PET 플라스틱 생산에 촉매로 사용할 수 있지만 유럽과 미국에서는 거의 사용되지 않는다고 한다. 

게르마늄의 인체 영향 보고

해외 환경건강 관련 저서에 따르면 고농도의 게르마늄을 함유한 게르마늄의 생리적 기능이나 결핍 증후군이 문서화되진 않았지만 인간에 주로 적혈구 생성, 항균, 항 바이러스, 항 돌연변이, 항 종양 및 면역 조절 효과를 유도하는 생물학적 역할을 하는 것으로 보고된 바 있다고 언급되어 있다.

그래서 건강 증진이나 1970년대에 암이나 에이즈의 진행을 억제하기 위해 무기 또는 유기 게르마늄을 함유한 식품의 보조제 사용이 대중화되기도 했다. 오늘날 게르마늄 함유 식이 보충제는 유기농 형태와 정제로 제공되며 여전히 건강식품의 상점과 인터넷으로 통해 구매가 가능하다. 

온라인에서 판매 중인 게르마늄 관련 제품들 /구글 쇼핑 갈무리

그러나 그 후 수많은 보고서에 따르면 그러한 보충제가 인간에 잠재적인 위험을 초래한다는 사실이 밝혀졌다.

장기간 무기 게르마늄 제제 섭취는 신장 기능에 부정적인 영향을 미치고 구토, 식욕 부진, 체중 감소와 같은 위장 증상을 유발하는 것으로 나타났다고 보고되었다. 또 신부전으로 인한 사망에도 이를 수 있으며, 과다 복용으로 인한 빈혈, 근육 약화, 말초 신경 병증 및 근육 병증을 유발할 수 있다는 보고도 있다. 

인체에 잠재적인 위험을 가진 게르마늄 식이 제품을 돈 주고 살 이유는 없어 보인다. 식품의약품안전처는 게르마늄이 의학적 효과와 효능이 있다고 판매하는 제품들은 모두 불법이라고 밝힌 바 있으며 게르마늄 자체의 효능을 인정한 적이 없다. 

2019년 미국 식품의약국(FDA)은 약물 또는 식이 보충제로 홍보되는 모든 게르마늄 함유 제품의 수입을 금지 조치한 바 있다. 

일부 사람들은 유기 게르마늄이 다양한 질환 치료에 도움이 된다고 믿고 그렇게 홍보하기도 한다. 연구자들이 게르마늄의 이점을 조사하고 있다는 이야기도 있지만 2019년 FDA에 제출된 임상시험 신약 신청이 없고 복용하기에 안전한 것으로 입증된 게르마늄의 형태를 개발할 때까지 위험은 이점보다 크다고 전문가들은 입을 모은다. 

드라마 속의 동백이는 과거 사랑이었던 종렬이가 준 게르마늄 팔찌를 8년간 차고 있었지만 용식이를 마음 속에 들인 시점부터 꽃 팔찌로 바꿔 찼다. 어쩌면 게르마늄 팔찌가 소용없다는 소식을 들었던 걸지도 모른다.

케미컬뉴스 유민정 기자


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