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 셀레늄(Se)는 예전엔 독성물릴로 많이 알려저있었습니다. 지금은 적정한 미량은 생물의 활동에 꼭 필요한 미량원소로 재정의 돼었습니다. 적량인 0.03~0.1mg의 셀레늄(Se)을 섭취해야 건강을 유지할 수 있고 부족하면 빈혈이나 고혈압, 암의 원인이 되기도 합니다. 하지만 과거엔 독성이 있다고 알려졌던 물질인 만큼 과다 섭취하면 중독 증상을 일으킬 수 있으니 주의해야 합니다. 적절히 셀레늄(Se)를 섭취하면 생활습관병인 성인병을 예방할 수 있으며, 인체에 유해한 금속물질을 차단하는 효과도 가지고 있습니다.

 셀레늄(Seleninum)은 여러 가지 동소체가 존재합니다. 다른 물질과의 화학 반응을 통해 생성되는 셀레늄(Seleninum)은 주로 붉은색 분말 형태의 비결정질 고체입니다. 이를 빠르게 용융시키면 검은색의 유리질 셀레늄(Seleninum)이 생성됩니다. 셀레늄(Seleninum) 동소체 중 가장 안전하고 밀도가 높은 것은 회색의 셀레늄(Seleninum)입니다. 회색 셀레늄(Seleninum)은 다른 셀레늄(Seleninum) 동소체를 천천히 가열하거나 용융된 셀레늄(Se)을 천천히 냉각시키거나 기체 상태의 셀레늄(Seleninum)을 녹는점보다 약간 낮은 온도에서 액화시켜서 얻을 수 있습니다. 

 셀레늄(Seleninum)은 주로 골격근과 같은 인간의 조직과 다양한 식품에서 발견되는 필수 미량 미네랄이며 신체에 많은 건강상의 이점을 제공합니다. 셀레늄(Seleninum) 보충제를 섭취하는 것 외에도 셀레늄 함량이 높은 식품을 섭취하면 셀레늄 결핍에서 오는 부정적인 영향을 퇴치 할 수 있습니다. 일부 식품의 셀레늄(Seleninum) 수치는 재배된 토양에 존재하는 이 미네랄의 양에 따라 다릅니다. 식품을 정제 또는 가공할 때 셀레늄(Seleninum)이 파괴될 수 있기 때문에 이상적으로는 아예 익히지 않거나 약간만 익힌 음식을 먹거나 추가 가공을 거치지 않은 유기농 제품을 찾는 것이 좋습니다.

 셀레늄(Seleninum)은 전자공업에서도 중요하게 사용되는데요 보통 용지 복사기와 레이저 프린터에서 감광막으로 사용됩니다. 빛을 전기로 변화시키는 광전지에도 사용되었으나, 에너지 효율이 적어 지금은 다른 것으로 대부분 대체되었습니다. 이외에 광 검출기와 광 스위치 등에도 사용됩니다. 셀레늄화 아연(ZnSe)은 푸른색과 흰색 발광 다이오드(LED)와 다이오드 레이저에 사용되며, 흑백 사진의 색조를 맞추는 토너(toner)로도 셀레늄 화합물이 사용되고 있습니다.

 원자번호 33번 비소(As)는 우리 몸에 잘 안좋은 것으로 알려져 있습니다. 예로부터 비소(As)는 독약으로 많이 사용되었습니다. 대표적인 예로 과거에 임금이 사약을 내릴 때 사용되는 독이 바로 비소(As)였고 다른 말로 비산이라고 불리었습니다. 비소는 비교적 구하기가 쉬운 독이었는데요 그래서 왕들이 음식을 먹기 전에 은수저를 사용하는 것도 은이 비소(As)와 만나면 은수저와 반응해 표면이 변화하는 이유 때문이었습니다. 현재는 살충제, 암 치료제, 반도체 분야 등 여러 방면에 사용되고 있습니다.

 비소(As)는 지구의 지각에 널리 분포하는 자연 발생 원소로 화학적으로 준금속(metalloid)로 분류되며 금속과 비금속 특성을 모두 갖고 있으나 흔히 금속으로 간주합니다. 식품의약품안전청에 따르면 비소(As)는 환경 중에서 산소(O), 염소(Cl), 황(S) 등과 화합물을 이룬 상태로 발견됩니다. 이같은 원소와 화합물을 이룬 비소(As)를 무기비소(inorganic arsenic)라 부르고 탄소(C) 및 수소(H)와 화합물을 이룬 경우엔 유기비소(organic arsenic)로 구분합니다. 대부분의 무기·유기비소 화합물은 흰색 또는 무색의 가루로서 증발성이 없습니다. 냄새나 맛도 없는 경우가 대부분이여서 음식이나 물, 대기 중에 비소(As)가 존재한다고 해도 일반적으로 알아채기 어렵습니다.

  급성 전골수구성 혹은 백혈병(APL : Acute Promyelocytic Leukemia)이라 불리는 병은 과거부터 비소를 통해 치료하는 연구가 많이 진행되었습니다. 비소(As)는 일종의 독성 물질로 인체에 암을 유발할 수도 있습니다. 그러나 비소(As)를 함유한 화합물은 그리스와 로마시대부터 2,000년 이상의 질병 치료 목적으로 사용되어 왔습니다. 과거부터 여러 나라들은 비소를 백혈병 치료제로 개발하려는 시도가 진행되고 있습니다. 대표적으로 '천지산'이 비소(As) 화합물로 알려져 있습니다. 비소(As)가 백혈병에 효과가 있지만 독성이 강한 만큼 부작용에 대한 우려도 큰 상황입니다. 때문에 비소(As)의 항암 기작을 밝혀낸다면 그 효과만을 얻어내고 부작용은 없는 새로운 물질 개발이 가능할 것으로 기대되고 있으며 이에 대한 연구가 이미 진행되고 있습니다.

 저마늄(게르마늄,Ge)이 전도성이 낮은 물질로 알려져 있어 중요한 금속으로 취급되지 않았습니다. 그러나 1945년 반도체로 유용하다는 사실이 알려졌고, 제2차 세계대전 동안 약간의 저마늄이 레이다 전파 탐지용 다이오드를 제조하는데 사용되었습니다. 1948년에는 저마늄(게르마늄,Ge) 트랜지스터가 발명되어 전자 기기에 많이 사용되었으나 1970년대 이후 규소 반도체가 등장하면서 그 자리를 대체하였습니다. 그러나 여전히 저마늄(게르마늄,Ge)은 광섬유를 이용한 통신, 야간 투시용 적외선 망원경, 중합 반응의 촉매 등으로 많이 사용됩니다.

 게르마늄(Ge)의 정확한 명칭은 ‘저마늄’입니다. 홑원소 물질의 저마늄은 광택을 띠는 회백색 반금속 원소입니다. 단단하고 규소와 비슷한 성질이 있으나 화학반응성과 전기 양성도가 규소보다 약간 작습니다. 또한 온도가 상승할수록 전기전도율이 높아지는 반도체의 성질을 보입니다. 자연계에는 순수한 상태로 존재하지 않고 지각 속에 넓고, 얇게 분포되어 있으며 섬아연석, 황화동석에 약간 함유되어 있습니다. 저마늄은 전이 금속처럼 광택이 나고 열을 잘 전달하지만, 전이 금속과는 달리 부서지거나 깨지기 쉽습니다. 이처럼 금속과 비금속의 중간 성질을 가지는 것을 준금속이라고 합니다.

 반도체의 종류는 단일원소 반도체와 화합물 반도체 크게 2가지로 나누어지는데, 실리콘(Si)과 저마늄(게르마늄,Ge)은 단일원소 반도체로 분류됩니다.  최근 저마늄(게르마늄,Ge)은 실리콘(Si)으로 이루어진 반도체 디바이스의 대체 물질로 생각되고 있습니다. 실리콘으로 이루어진 기존 반도체 디바이스는 크기를 작게 만드는 것에 한계에 부딪혔기 때문이다. 크기를 줄이는 이유는 속도를 빠르게 하고, 에너지 효율을 높이기 위해서입니다. 

 광학 렌즈를 만들기 위해서는 고급 품질 단일 결정 저마늄(게르마늄,Ge) 소재를 사용하는게 좋습니다. 개르마늄 소재의 저항률은 보통 5~40옴입니다. 최근 산업계에서 좁아지는 듯했던 저마늄(게르마늄,Ge)의 입지는 광학 분야에 유용하게 쓰이기 시작했습니다. 저마늄(게르마늄,Ge)은 적외선을 통과시키고 굴절률이 아주 높다는 광학적 특성이 있습니다. 이를 활용해 광섬유, 야간 투시경, 열 감지기 등 적외선 광학 장치에 이용되고 있습니다. 2000년대에 들어와 저마늄은 광케이블(광섬유)이나 야간 적외선 만원경 제조, 화학 촉매 등 용도가 다양해 지면서 석유화학공업에서 중요한 원소로 각광 받게 되었습니다. 

 갈륨(Ga)은 상온 20도에서는 고체로 존재하지만 녹는점이 약 28도를 못 넘기 때문에 사람이 만지면 융해가 됩니다. 기술이 발달하기 전 과거에 갈륨(Ga)은 황화물이나 석탄 등을 태우면서 발생했던 부산물로 채취했었는데, 현재 기술의 발전에 따라 이 금속은 주로 알루미늄 생산의 부산물의 형태로 생성됩니다. 생산량이 많은 금속은 아니지만 매년 가격이 급등, 급락을 반복하며 기술의 발달과 경제에 따라 가격에 큰 영향을 받는 원소 입니다.

 갈륨(Ga)은 매우 무른 자연상태에서 원소 자체로 존재하지 않고 화합물로만 존재합니다. 지각에서의 존재 비는 약 0.0017%이며, 녹는점이 매우 낮아 사람의 체온에서도 녹아 액체가 되어 취급이 어렵지만 심각한 독성이나 인체에 해를 끼치지 않기 때문에 위험하진 않습니다. 반응성이 매우 큰 금속은 아니며 상온에서는 산화물 보호막을 형성하여 공기 및 물에 반응하지 않고, 온도가 높아질 경우에는 산소와 반응하여 산화 갈륨(Ga)이 되는 특징이 있습니다. 전기전도도가 매우 낮고 반자기성을 가지고 있어 자석과 반응하지는 않습니다.

 3족 원소인 갈륨(Ga)은 5족 원소인 비소(As)와 혼합한 화합물로 반도체에 주로 사용됩니다. 갈륨비소(GaAs)의 반도체 특성은 정보통신 기술이 발전하면서 유선과 무선을 이용한 데이터, 음성, 멀티미디어 전송이 증가하면서 더욱 높은 동작주파수와 대역폭얻기에는 실리콘 기반 솔루션은 한계를 드러냈고 이에 대한 대안으로 떠오른 것이 갈륨비소 반도체 기술 입니다. 갈륨비소는 실리콘에 비해 전자의 이동 속도가 약 6배 가량 빠른 특성을 갖습니다. 다라서 연산속도도 6배 빠르다고 할 수 있습니다. 또 트랜지스터 구조가 간단하여 많은 트랜지스터를 수용할 수 있어 고주파 대역까지 처리할 수 있습니다. 

 인체 내에서 아연(Zn)은 세포를 구성하고 생리적인 기능을 다루는 대표적인 무기물 중 하나입니다. 임신한 여성에게 아연(Zn)이 부족하게 되면 기형아나 저체중아를 낳을 수 있습니다. 아연이 부족할 경우 성장발육에 문제가 있게 되며, 아연(Zn)을 과잉섭취하게 되어도 미네랄 불균형이 생기어 사망 확률도 있습니다. 생명과 건강 유지를 위해서는 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 요오드와 같은 미네랄이 꼭 필요합니다. 아연(zinc)은 아주 적은 양만 필요하여 철, 요오드 등과 함께 미량원소로 분류되는데, 약방의 감초처럼 많은 종류의 복합 영양제에 들어있습니다. 한국처럼 영양상태가 좋은 나라에서는 아연 결핍자가 드문데도 복합영양제에 아연이 대부분 들어가는 이유는, 아연의 역할이 다양하기 때문입니다.

 아연(Zn)은 주기율표 제2B족에 속하는 아연족 원소의 하나이며, 지각 중에 널리 분포되어 있으나 존재량은 많지 않습니다. 분말 아연(Zn)은 황(S)과 고온에서 직접 반응하여 황화물이 되며 또 건조한 플루오르 · 브롬(Br) 등의 할로겐과는 수분이 존재할 때 반응하여 할로겐화물이 되나 수소(H) · 질소(N) · 탄소(C)와는 고온에서도 반응하지 않습니다. 청백색의 금속으로, 실온에서는 단단하고 부서지기 쉬우며 전성과 연성이 거의 없으나, 100~150oC에서는 전성을 띠게 되어 가는 선이나 얇은 판으로 가공할 수 있습니다. 비교적 좋은 전기 전도체이며, 녹는점과 끓는점이 비교적 낮고, 쉽게 승화됩니다. 화학 반응성이 제법 크고 강한 환원제로 사용됩니다.

 아연(Zn)은 굴이나 육류 등의 동물성 식품에 많이 들어있는 미네랄입니다. 성인의 체내에는 약 2.5g 정도의 아연(Zn)이 모든 세포에 존재하고 있습니다. 뼈와 근육, 피부, 눈 등 신진 대사가 활발한 세포에 특히 많이 존재하고, 남성의 경우 전립선에 고농도로 포함되어 있습니다. 핵산과 단백질의 합성에 관여하고 새로운 세포를 만들기 위해 성장과 건강 유지에 필수적인 성분입니다. 아연(Zn)결핍시 증상으로는 세포의 분열과 증식에 필요한 성분이기 때문에 부족하면 피로, 탈모, 위장 장애, 빈혈, 상처의 치유가 느리고 피부의 염증, 면역력 저하 등의 증상이 현저하게 나타납니다. 또한 미각과 후각에도 장애가 생기며 남성의 경우 성기능 저하가 일어날 수 있습니다. 여성의 경우 임신 중에 아연(Zn)이 부족하면 태아 성장 불량이나 기형이 발생할 수 있습니다. 

 아연(Zn)도금을 하게되면 녹이 발생할 수 있는 환경에서, 아연(Zn)이 철 대신 산화를 하게됩니다. 철(Fe)의 부식을 1차 적으로 막아줘 내구성과 수명을 오래토록 해주는 역할을 하는데요, 아연(Zn)은 산화할 경우 일반저인 철(Fe)의 녹발생과 달리, 흰가루가 묻어나오고 백태현상이 보이는 수준에 그칩니다. 따라서 미관상으로도 보기 좋기때문에 많이 사용됩니다.