원적외선｜기술논단

원적외선과 음이온의 과학과 건강(1)

최태섭 사단법인 한국원적외선협회 전무이사

월간세라믹스에서는 2006년 4월호부터 최태섭 한국원적외선협회 전무이사의 원적외선 기술논단을 연재합니다.  -편집자주

1. 음이온이란
음이온이 전자와 물 5~6개의 분자 클러스터와 연결된 것이다.
공기 속에는 산소와 질소 등 여러 가지 물질이 있는데, 음이온발생기에 전압을 가해, 정전기로 튀어 나간 전자가 물에만 부딪혀서 음이온, 플러스 이온이 되는 이외에 산소나 질소와 결합된 음이온도 많을 것이다. 어쩌면 후자 쪽이 더 많을 것이라고 생각하는 사람도 있을 것이다.
공기는 대개 전자를 방해하기 때문에 보통은 전기가 통하지 않는 부도체(不導體)상태이다. 따라서 전자가 붙은 산소는 안정적이다. 그런데, 강한 전압을 가함으로써 전자를 기체분자로 하여금 세게 부딪히면 기체의 전자가 밖으로 튀어나오는 전리현상이 일어나고, 그 전리현상을 방전이라고 한다.
이러한 방전은 우리들의 몸 주변에서도 볼 수 있다. 예를 들면, 옷을 벗을때 파팍하고 소리가 나는 정전기나 번개가 방전이며, 방전을 인공적으로 연속 발생시켜 이용하는 것으로 형광등과 네온사인 등이 있다.
산소분자는 전자를 붙이거나 전자를 떼어 내거나 하지 않으므로, 산소에 전자가 붙은 음이온은 존재하진 않는다.
질소분자도 마찬가지로 안정되어 있으므로 전자에 구슬치기를 당해도 움직임 없이 전자가 붙거나 떨어지거나 하지 않는다.
음이온 발생장치는 장치속에 높은 고압을 가하고, 티탄 등으로 밖에 정전기를 빼앗겨 오존으로 바뀌어 있으므로 단순한 기계라면 발생기(發生期)부근으로 오존이 발생한다.
최근 일본의 발생기에서는 플러스 전기와 오존을 분해하거나 접지하거나 하여 밖으로 나가지 않도록 하는 연구가 이루어지고 있다. 그러나 발생기에서 튀어나간 전자는 그 이전의 파워가 없으므로, 공기 속의 산소에서 전자가 튀어나가게 하거나 다른 산소에 전자가 붙거나 하지 않는다. 공기속의 수분을 파괴하면서 음이온의 작은 이온수와 플러스이온의 물을 만들어 나가는 것이다. 플러스 물이온과 마이너스 물이온은 처음에는 같은 수가 나와 어떤 것은 서로 끌어 당겨 가일층 작은 이온으로 공기 속에 체재하기 쉽도록 방 전체에 음이온이 늘어나기 시작하면 음이온끼리는 서로 클론의 힘으로 서로 물러나는 성격이 있어 서로 등간격으로 실내에 존재하게 되어, 방 전체가 균질적으로 음이온화 되는 것이다. 따라서 플러스이온은 바닥과 벽을 중심으로 존재하게 된다.

2. 음이온 제품
음이온이라는 상품에 음이온이라는 이름을 단 물건이 상점에서 많이 나오게 되었다. 내의나 담요, 에어콘에서 가습기 등 여러 제품이 있다.
습도가 낮은(40% 이하) 실내에서 음이온을 사용하면 물의 클러스터는 붕괴되어 습도는 20% 정도까지 내려간다. 그러면 기계를 튀어나간 정전기 전자는 직접 바닥과 벽지에 붙어서 벽, 바닥을 마이너스 정전기로 대전시킨다. 거기에 방바닥의 먼지가 붙어서 방의 벽지는 순식간에 거무스름하게 더러워진다. 음이온의 개수에만 눈을 빼앗겨 개수경쟁을 위해 개발한 것일수록 방을 더럽힌다. 습도가 낮을 때는 바닥의 중앙부에 특히 음이온 전자가 산처럼 집적하여, 그곳을 걷는 사람도 정전기에 대전되어 버리므로, 체내는 플러스로 역전되어 버리게 된다.
이렇게 되면 인간의 체내에 전자를 저금하여 건강해지려고 한 목적의 반대 결과를 초래하게 되어 무엇을 하고 있는 것인지 알 수 없게 된다. 그러므로 방전식을 사용할 때는 반드시 습도계를 부착하여, 습도가 내려가면 얼른 가습기를 사용하는 것을 게을리 하지 않는 것이 중요하다.
음이온 담요를 문질렀을 때 전자가 튀어나오기 쉽고, 음이온 카운터의 수치가 점점 상승하는 이유는 담요 자체가 상당히 전자를 방출하기 쉽고, 스스로는 플러스로 대전해 나가려고 하기 때문이다. 인체 쪽은 정전기의 전자를 많이 받는 결과가 되는데, 이렇게 되면 건강을 만드는 것이 아니라 정전기 발생 담요, 내의가 된다. 그런데 인체 쪽은 피부에 항상 수분을 땀으로 증발시켜 수분조건이 언제나 만족해 있기 때문에 이때 인체에 붙은 전자가 땀의 물 클러스터와 붙어서 음이온으로서 체내에 받아들여지게 된다.
따라서 막 목욕을 한 몸에 담요를 씌우고 측정하면 보통 때는 500~1000개인 음이온이 5000개 가까이 까지 올라간다.
이것은 대전서열의 전자가 튀어나오기 쉬운 천의 특색을 살린 음이온 제품이다. 겨울철 스웨터 등이 따닥따닥 정전기 소리를 내며 벗을 때 방전현상을 일으킬 때는 어떻게 하면 좋을까. 인체의 몸은 식염이나 혈액 속에 헤모글로빈 등 철분이 있어 전기가 잘 통하는 성격을 가지고 있다.
정전기 전자가 튀어서 인간의 피부와 결합하거나 또 몸이 탈수하여 땀 성분이 없을 경우는 체내의 원자와 외부로부터의 전자가 격렬하게 부딪혀서 체내의 원자가 튀어나가게 되어 따닥따닥하고 방전된다. 그 결과, 체내의 전자가 없어진 만큼 몸은 전자 부족으로 산화방향으로 기운 것이 된다.
음이온 속옷도 따닥따닥 하고 방전을 일으키면 역효과이므로 반드시 늘 수분을 보충하고 몸을 땀이 잘 나는 좋은 컨디션으로 유지해 두는 것이 중요하다.

3. 6.27㎛의 파장과 음이온 
태양광선 가운데 적외선이 지구상의 대기를 통과하여 조사되는 적외선 파장은 0.26~2.53㎛, 3.0~5.0㎛, 7.0~14.0㎛이다. 이들의 파장은 ‘대기의 창’이라고 불리며, 대기를 통과하여 지구상의 생물에 조사되고 있다.
일반적으로 적외선 가운데 2.53~3.0㎛, 5.0~7.0㎛은 대기 속의 물분자에 흡수되어 지구상의 생물에 조사되는 양은 적어져 버린다. 따라서 ‘대기의 창’을 통과해 온 적외선 0.26~2.53㎛, 3.0~5.0㎛, 7.0~14.0㎛의 파장에 대해 인체는 흔히 온감을 느끼며 오늘은 날씨가 좋아 햇빛이 비쳐서 따뜻하고 기분 좋은 날씨라고 생각하게 된다.
인체의 피부는 6.0~10.0㎛의 적외선 영역에서 복사 에너지를 흡수한다. 5.0~15.0㎛ 적외선이 특정기기를 조사하면 공기 속과 체내의 물분자에 특정파장이 공진하여 ‘공명흡수’가 강도 높게 발생하게 된다.
특히 방사하는 근원적외선 가운데 6.27㎛은 물분자의 변동진동에 대응하는 파장에서 물분자와 공전하면서 물의 클러스터를 무너뜨려 음이온을 발생시키는 파장인 것이다.
대기 속에서의 6.26㎛파장은 공기 속의 물분자에 흡수되어 인간에게 도착하지 않지만 그만큼 대기속에서 음이온을 발생시켜 주고 있다. 그런데 이 물과 공진하는 6.27㎛파장은 보통 검은 숯에서도 방사되어 손을 가까이 대어도 큰 오감을 느끼지 못하지만 무슨 이유에서인지 숯을 방에 놓거나, 벽지로 발라두면 방 전체가 음이온화 되는 것은 이 6.27㎛의 파장을 내보내기 때문으로 방이나 더 넓은 농지에서도 물을 파괴하여 음이온을 늘려 준다. 숯이라고 하면 냄새를 흡착하는 것이라고 생각하기 쉬운데, 실제로는 6.27㎛의 파장이 물 클러스터를 보자 작은 이온의 음이온으로 바꿔, 음이온으로 플러스이온의 악취를 매스킹하여 이온을 분자로 바꿔서(중화) 냄새가 나지 않게 되는 것이다. 냄새는 이온화 하지 않으면 인간의 코에 있는 냄새 리셉터를 따라 대뇌에 냄새 신호를 전하지 않는다.
따라서 플러스이온을 가진 냄새도 음이온인 물과 만남을 중화하여 이온이 아닌 단순한 분자가 되면, 거기에 존재해도 냄새가 나지 않게 되는 것이다,
또 꽃이나 나무의 아로마라는 냄새는 음이온이므로 음이온 하에서는 그 냄새는 한층 강하고 오래 간다. 반대로 플러스이온이 많은 장소라면 음이온인 아로마는 플러스이온과 중화되어 냄새 분자가 되어 거기에 존재해도 인간의 코에는 맡아지지 않게 된다.

4. 인체와 음이온
비타민C, 비타민E, 베타카로틴, 폴리페놀류가 암에 유효한 항산화제라는 것은 이제는 너무나 잘 알려져 있다.
암은 세포의 산화가 일으키는 병이다. 산화의 원인은 엄습해오는 활성산소에 의해 세포내의 전자가 빠져, 세포 자체가 갖는 기능의 상실이 암으로의 길을 걷는 것이다.
그런데 거기에 위에 기술한 항산화제가 존재할 경우에는 세포로부터 전자가 빠지기 직전에 항산화 비타민군이 협력하여 각각이 가진 전자를 활성산소에  투여함으로써 세포의 DNA산화를 막아주는 것이다. 그러나 항산화의 ‘환원형’에서 ‘산화형’ 비타민으로 전락하여 버린다.
또 사람의 몸에는 밖으로부터 투여하는 항산화 비타민류와는 별도로 항상 체내에 있으면서 활성산소에 대한 호메오스터시스로서의 항산화 산소 ‘SOD효소’의 존재가 있다. 호메오스터시스란 액체를 항상 일정한 상태로 유지하고자 하는 기능, 그 항상성을 말한다. 활성산소의 맹공으로 초전박살된 항산화 비타민이 다음으로 의지하는 것이 항산화 효소인데, SOB효소의 방어능력도 항산화 비타민과 마찬가지로 때로는 힘이 미치지 못해 그 능력이 저하되어 항산화 효소는 커녕 단순한 ‘산화형 효소’로 추락해 버리는 일도 있다. 그런데 그럴 때, 거기에 풍부한 음이온을 일상적으로 흡입하고 있다면 체내에는 충분한 전자가 있으므로 SOD효소를 본래의 항산화 환원형으로 패자부활시킬 뿐 아니라, 힘이 약해진 위의 산화형 비타민들도 환원형 비타민으로 소생시킬 수 있다. 이것은 지금까지의 수많은 임상실험과 검사로 실증되었다.
몸 주변의 환경오염이 심각해지고 공기속의 먼지가 늘어나면 플러스 이온이 늘어나고 동시에 흡연 습관이나 운동부족으로 들여마시는 산소의 양이 줄어서 산소결핍 상태가 되면, 체내의 근육에 젖산이 다량으로 쌓여서 혈액 등이 산성화 된다. 담배 이외에도 농약이나 약물, 알콜 등도 산화를 촉진한다.
또 현대인들에게 자연식을 권해야하는 이유로서 엠프티루트라고 불리는 비타민과 미네랄을 포함하지 않는 흰빵이나 면, 스파게티, 인스턴트 식품, 케이크, 주스 등의 지나친 섭취가 있다. 칼로리를 지나치게 섭취하면 그것과 균형을 맞을 만큼의 비타민 B군과 미네랄, 효소 등을 충분히 섭취하지 않으면 에너지를 만들어내는 미트콘드라의 ATP(아데노신 3인산) 활성이 없어져 세포의 연소가 중지되어 버린다. 그렇게 되면 대량으로 나오게 되는 것이 젖산이다.
기준치 안에서 수치가 높으면 높을수록 NK세포의 활성이 강해진다는 것을 나타낸다. 피험자 2명에게 1개월 동안 음이온 치료를 한 결과 NK세포의 활성 강도가 상승했다는 것을 알 수 있다.
젖산에 의해 세포의 안쪽이 산성화되기 시작하면, 세포막은 H+이온으로 전자를 빼앗겨서 산화, 단단해져 이 젖산의 증가가 플러스이온의 환경 하에서 더 일상적으로 받아들여져서 몸의 산화 제 1단계로, 세포 밖에서 영양과 산소를 섭취할 수 없게 된다. 이 상태가 오래 계속되면 혈액의 정맥에 젖산이 넘쳐나서 혈액이 나빠져 몸이 냉하다, 어깨가 결린다, 요통이 일어난다 등과 같은 간단한 증상에서 충분한 전자로 젖산인 H+가 환원되지 못하면, 그 결과 암이나 류마티스 등과 같은 소위 무거운 병도 초래하게 된다. 또 젖산이 신경에 영향을 주게 되면 신경통이나 오십견 등의 증상도 나타난다.                              (다음호에 계속)

필자약력
국립공업시험원 화학시험부 유기화학과 연구원
중소기업청 요업기술원 제품과 공업연구사
한국건자재시험연구원  부설 원적외선응용평가센터  센터장
사단법인한국원적외선협회  전무이사
산업자원부 기술표준원 원적외선 전문위원회 전문위원

< 본 사이트에는 일부 표가 생략되었습니다. 월간세라믹스 2006년 2006년153페이지 참조>