암은 조기에 발견할수록 치료 효과가 높다. 이 때문에 다양한 영상진단법이 등장하고 있는데 문제는 이런 진단기술들도 체내 염증과 종양을 정확히 구분해 내지 못한다는 것이다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 박지애 박사팀은 자체 운용 중인 의료용 사이클로트론인 ‘원형입자가속기’를 이용해 진단용 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 생산하고 이를 이용해 인체 내 염증세포만을 정확히 찾아낼 수 있는 방사성의약품인 ‘지르코늄 옥살레이트’를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 의료용 사이클로트론은 양성자와 중수소, 헬륨 같은 입자들을 가속해 충돌시켜 치료나 진단에 사용할 수 있는 방사성동위원소를 생산해 내는 장치다. 이번 연구 결과는 분자제약학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 파마슈티컬스’ 최신호에 실렸으며 국내 특허도 출원된 상태다. 영상진단을 할 때는 몸속을 좀 더 잘 볼 수 있도록 해 주는 조영제라는 물질을 넣는다. 현재 조영제로 가장 많이 쓰이는 것은 포도당과 비슷한 ‘불소 방사성동위원소’(F-18)로 문제는 종양과 염증을 구분하기 쉽지 않다는 것이다. 그렇지만 이번에 개발한 지르코늄 옥살레이트는 종양세포보다는 염증세포에 더 많이 흡수된다는 것을 밝혀냈다. 실제로 연구진은 실험용 쥐에게 지르코늄 옥살레이트를 주입해 양전자방출단층촬영(PET)을 한 결과 염증세포만을 골라 볼 수 있다는 것을 확인했다. 이 때문에 기존에 나와 있는 F-18과 지르코늄 옥살레이트를 함께 사용할 경우 암과 염증세포를 명확하게 구분해 파악할 수 있어 정확한 암 진단은 물론 염증질환의 조기 진단이 가능할 것으로 연구진은 기대하고 있다. 박 박사는 “이번에 개발한 Zr-89를 PET에 활용하면 종양과 염증에 대한 감별 진단은 물론 류머티스 관절염을 비롯한 다양한 염증성 질환 진단에도 활용이 가능하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수중 리튬·나트륨 등 이온 분리 성공 서울대 공대(학장 이건우) 전기정보공학부 김성재 교수팀은 나노유체역학 장치를 이용해 액체 속에 있는 이온들을 종류별로 분리할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 액체 속 이온을 분리하기 위해서는 고전압, 고온이란 조건이 필요한데 연구진은 나노유체역학 장치를 이용해 비교적 간단하게 물속에 녹아 있는 리튬과 나트륨 등 이온들을 분리해 내는 데 성공했다. 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호에 실린 이 연구는 바닷물 속에 녹아 있는 희귀 원소들을 분리하는 데 유용하게 쓰일 것으로 예상된다. 조류제거 효율 30% 높인 응집제 개발 미래창조과학부의 식수원 녹조연구단(단장 한국과학기술연구원 이상협 박사)은 녹조의 원인물질인 조류를 제거해 깨끗한 수돗물을 만들 수 있는 조류제거 응집제를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번에 개발한 응집제는 규소와 수산화알루미늄을 결합시킨 것으로 물속에서 알루미늄이 조류와 반응해 가라앉는 점에 착안했다. 기존 응집제에 비해 조류 제거효율이 30% 이상 향상됐다. 오늘 ‘에너지·물 자립공동체’ 준공식 한국건설기술연구원(원장 이태식)은 21일 인천 옹진군 덕적도 으름실마을에서 ‘에너지·물 자립형 마을공동체’ 준공식을 연다. 기존 도서벽지 지역은 디젤을 이용한 화력발전을 통해 전기공급이 이뤄지고 있어 발전단가가 육지보다 상대적으로 높고 환경오염 발생률도 높다는 지적을 받아 왔다. 이에 연구원 측은 으름실마을이 자체적으로 에너지 공급과 양수시설 운영을 할 수 있도록 풍력터빈 2대, 태양광발전기 5대, 수력터빈 1대 등 신재생 에너지 발전시설을 설치했다.

2012년 유럽핵입자물리연구소(CERN)가 신의 입자로 불린 ‘힉스 입자’를 발견하고 지난해 9월과 12월 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO) 연구단이 중력파를 관측하면서, 세계 과학계의 오랜 의문이 하나둘 풀렸다. 힉스 입자로써 우주 탄생의 기초입자를 확인하고 현대물리학의 표준모형을 완성했다. 중력파는 1915년 알베르트 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하면서 예측한 현상 가운데 마지막까지 남아 있던 숙제였다. 시공간의 에너지 파장인 중력파를 확인하면서 블랙홀이나 중성자의 생성 같은 우주의 관측에 한 걸음 다가섰다. 이제 과학계가 눈을 돌린 곳은 암흑물질과 암흑에너지다. CERN은 힉스 입자를 발견한 뒤 향후 연구 대상으로 암흑물질을 지목했고, 최근 한국을 찾은 세계적인 입자물리학자인 리사 랜들 미국 하버드대 교수는 6600만년 전 공룡 대멸종의 주요 원인을 암흑물질로 꼽았다. 밤하늘의 별처럼 우주에서 우리 눈에 보이는 ‘일반 물질’은 4~5%에 불과할 뿐 나머지는 미스터리 물질인 암흑물질과 암흑에너지로 채워졌다고 과학계는 보고 있다. 암흑물질의 존재 가능성은 1933년 프리츠 츠비키(1898~1974) 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 교수가 가장 먼저 제기했다. 츠비키의 주장은 20여년 동안 잠들어 있다가 1950년대 말 미국의 천문학자 베라 쿠퍼 루빈 박사가 애리조나 키트피크 천문대에서 은하 내 별의 회전 속도를 측정한 결과를 발표하면서 다시금 과학자들의 주목을 받았다. 루빈 박사는 은하 중심부 주변을 공전하는 별들의 속도가 모두 같다는 것을 발견했다. 기존 중력법칙에 따르면 중심에서 멀어질수록 느려져야 하는데, 이 법칙에서 벗어난 것이다. 일부 과학자들은 중력법칙을 수정해 이런 현상을 설명하려고 했지만 기존 중력법칙이 틀렸다는 증거를 찾지 못했다. 결국 새로운 물질의 존재를 가정할 수밖에 없었다. 그것이 바로 암흑물질이다. 암흑물질 연구 초창기에 연구자들은 블랙홀이나, 전기적으로 중성이며 질량이 거의 0에 가까운 소립자인 중성미자, 별과 별 사이에 존재하는 성간물질 등으로 암흑물질을 설명하려고 했지만 그런 ‘마초’(MACHO·무거운 우주질량체)들과는 성격이 다르다는 사실을 알게 됐다. 암흑물질은 전자기적 상호작용을 하지 않고 빛을 내는 물질과도 반응하지 않기 때문에 관측이 매우 어려운 ‘베일 속 물질’이라고 할 수 있다. 그렇지만 과학자들은 윔프(WIMPs)와 액시온으로 대표되는 위스프스(WISPs)를 대표적인 암흑물질 후보로 보고 검출을 위한 다양한 실험을 시도하고 있다. 국내 연구자들도 암흑물질 탐사를 위한 발걸음이 분주하다. 기초과학연구원(IBS)은 20일부터 24일까지 제주도에서 전 세계 21개국 60여개 기관의 연구자 120여명이 참여하는 ‘제12회 파트라스 국제학술대회’를 열고 있다. 이 대회는 전 세계 암흑물질 관련 연구자들이 한자리에 모여 최근 연구성과를 주고받는 자리로 암흑물질 분야 최대 규모의 학회로 평가받는다. 이와 함께 IBS 액시온 및 극한상호작용 연구단은 이달 초부터 CERN과 함께 위스프스 탐색을 위한 본격적인 공동연구에 나섰다. 지난해 공동연구를 위한 합의를 마치고 두 연구진은 이달 초 9테슬라(자기장 세기의 단위)급의 강력한 자석 개발에 착수했다. 액시온은 강한 자기장을 만나면 빛을 내는 광자로 바뀔 것으로 예측되는 만큼 9테슬라급 자석으로 태양에서 날아오는 암흑물질인 액시온을 검출하겠다는 계획이다. 이 실험은 향후 5년 동안 CERN에서 진행된다. ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’라는 뜻의 윔프 신호를 찾기 위한 지하 검출실험도 각국에서 진행되는 가운데 IBS 지하실험연구단은 강원도 양양 양수발전소 지하 700m에서 윔프 검출 실험을 하고 있다. 김두철 IBS 원장은 “CERN은 천체물리학과 입자물리학 분야에서 우수한 연구자들을 상당히 많이 보유하고 있다. IBS 액시온 연구단은 신호측정을 비롯해 암흑물질과 관련해 보유하고 있는 기술이 세계적이라는 평가를 받는 만큼 공동연구를 통해 물리학계 최대 미스터리인 ‘암흑물질’을 발견하고 물리학의 새로운 발전을 이끌어 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

안녕, 난 스누피야. 영국 잉글랜드 출신의 비글종으로 찰스 먼로 슐츠(1922~2000) 아저씨가 1950년부터 2000년까지 신문에 연재한 4칸짜리 만화 ‘피너츠’에 등장했어. 주인인 찰리 브라운과 함께한 내 이야기는 전 세계 75개국 2600종의 매체에 연재됐고 총발행부수가 3억부가 넘어 만화계의 전설로도 불리지. 실제로 나를 그린 슐츠 아저씨는 1992년에 조사한 미국 개인소득 직업별 상위순위에서 만화가 중 가장 많이 돈을 번 사람으로 꼽히기도 했어. 그때 영화계에서는 스티븐 스필버그, 방송계에서는 오프라 윈프리가 1위를 차지했다지. 내가 얼마나 유명했냐 하면 말야, 1969년 5월 18일 발사된 미국의 아폴로 10호 사령선 호출부호로 찰리 브라운, 달착륙선 호출부호에는 내 이름이 붙었어. 아폴로 10호는 두 달 뒤에 발사돼 인류 최초로 달에 착륙한 아폴로 11호를 위한 최종 리허설 임무를 맡았던 우주선이야. 요즘 많은 애완견들은 대부분 주인의 집에서 지내잖아. 만화를 본 사람들은 잘 알겠지만 나는 집 밖에 있는 개집에서 지냈어. 심지어 폐소공포증 때문에 잠도 내 집 지붕에서 잤지. 내가 처음 등장한 1950년대에는 아무리 애완동물이라고 하더라도 요즘처럼 주인의 침대를 같이 쓰기는커녕 집안에서 지내는 것은 꿈도 못 꿨었지. 어쨌든 요즘 애완동물들은 가족의 일원으로 간주돼 애완동물이 아닌 ‘반려동물’로 불리는 경우가 많잖아. 그러다 보니 요즘 생명공학 분야의 발전은 사람이 아닌 동물 덕분이라는 말까지 나오고 있는 것 같아. 세계적인 과학저널인 ‘네이처’도 이런 생명공학계 분위기를 반영하듯 15일자에 ‘스누피를 위한 줄기세포-애완동물 의학이 바이오 붐을 불붙인다’라는 제목으로 지난주 미국 콜로라도 덴버에서 열린 ‘전미 수의내과학회’ 소식을 전하기도 했어. 반려동물의 숫자가 늘어나는 동시에 수명도 증가하면서 이들이 앓는 암이나 관절염, 노인성 질병에 대한 관심이 커지고 있지. 이 때문에 미국의 많은 바이오벤처 기업들은 동물을 위한 골수이식 기술, 세포치료, 류머티즘 치료제 등의 개발에 나서고 있대. 지금까지 수의학 분야에서 표준 동물치료법은 사람의 몸집과 비교해서 적용하는 경우가 많았대. 특히 반려동물 같은 경우는 몸집이 작은 것을 감안해 사람이 쓰는 의약품을 적은 용량으로 투여하는 경우가 많았다지 뭐야. 그렇지만 동물과 인간의 세포나 항체 등은 다른 경우가 많아. 기존의 표준동물치료법으로는 예상하지 못한 면역반응을 보여 치료 도중 죽거나 증상을 더 악화시킬 위험이 크다더군. 실제로 사람이 쓰는 진통제들 상당수는 고양이에게는 독성을 보인다고 하더라구. 이 때문에 바이오 기업들은 생명공학 기법으로 인간용 의약품으로 승인받은 항체의 구조를 고양이나 개에게 적합하도록 바꾸는 연구들을 많이 하고 있대. ‘아라타나’라는 생명공학 기업은 항체를 이용해 악성세포를 제거하는 암 백신 기술을 개발해 미국식품의약국(FDA)에 신청해 놓기도 했대. 만약 이 기술이 통과되면 FDA로부터 줄기세포를 이용한 암 치료법을 승인받는 최초의 기업이 된다고 하더라구. 반려동물을 위한 치료기술 개발이 사람을 위한 생명공학 기술의 발달 속도보다 빠르다고 하니, 그동안 많은 실험실에서 사람들을 위한 치료법이나 연구를 위해 죽어 간 동물들을 생각하면 격세지감까지 느껴지네. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 배터리 수명을 그대로 유지하면서 충전 시간도 줄일 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 카이스트 EEWS대학원 강정구·김용훈 교수 공동 연구팀은 1만번 이상 사용해도 수명이 그대로인 리튬이온 배터리용 소재를 개발하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 최신호에 실렸다. 현재 리튬이온 배터리용 소재로는 흑연 표면 한 층을 얇게 떼어낸 탄소나노물질인 그래핀이 많이 쓰이고 있지만 분리 과정에서 그래핀이 깨지거나 불순물이 표면에 묻어 배터리 효율과 수명이 눈에 띄게 줄어드는 단점이 있다. 연구진은 그래핀을 기체 상태로 만들어 얇은 막을 형성하도록 하는 ‘화학기상증착법’을 이용해 불순물이 적고 물성이 우수한 그래핀 박막을 만들었다. 이렇게 만들어진 그래핀 박막을 이산화티타늄 나노입자와 결합시켜 리튬배터리 소재를 만들었다. 연구팀은 이번에 개발한 소재로 배터리를 만들어 실험한 결과 130㎃h(밀리암페어아워) 용량을 1분 내에 충전하는 데 성공했다. 이는 1715㎃h 용량의 아이폰6S는 13분, 3000㎃h의 갤럭시S7은 23분 정도면 완전 충전이 가능한 속도다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진화학자들은 음악을 언어와 함께 인류의 보편적 특성으로 보기도 한다. 이를 음악적 인간, 호모무지쿠스로 정의하기도 한다. 실제로 사람은 기쁠 때나 슬플 때 음악과 함께하며 기분 전환을 하는 경우가 많다. 그렇다면 물에 젖은 솜처럼 몸이 무겁고 기분이 처질 때 어떤 음악을 듣는 것이 좋을까. 슬프거나 우울할 때는 즐거운 음악보다는 슬픈 음악을 듣는 것이 즐거운 기억을 좀더 쉽게 떠오르게 해 우울한 상황에서 벗어나게 한다는 연구 결과가 나와 주목된다. 영국 더럼대, 핀란드 이위베스퀼레국립대의 음악학과 공동 연구진은 이런 연구 성과를 미국 공공과학도서관에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 6월 15일자에 발표했다. 연구진은 우선 슬픈 음악을 ‘단조로 구성되거나 느린 템포 또는 구슬픈 가사로 만들어진 곡’으로 정의했다. 영국과 핀란드에 거주하는 18세 이상 성인 2436명에게 슬픈 음악과 관련된 설문을 나눠 주고 뇌파 분석을 진행했다. 분석 결과 연구진은 슬픈 음악을 들으면 안 좋은 기억보다 오히려 즐거웠던 기억을 떠올린다는 사실을 발견했다. 슬픈 음악은 느린 단조로 구성된 것들이 많기 때문에 듣는 이가 멜로디나 가사에 빠져들 수 있어 뇌의 전두엽과 측두엽은 물론 언어중추로 알려진 브로카 영역을 더 자극한다. 이 자극은 즐거움을 느끼게 해 주는 신경전달물질인 도파민과 엔도르핀 분비를 촉진한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대전에서는 기술 중심의 공군력과 해군력이 승패를 좌우한다고 보는 전문가들이 많다. 이 때문에 공중으로 침투하는 적의 항공기에 대한 대응능력은 군(軍)전력 향상에도 상당한 영향을 미친다. 일반적으로 적 항공기 침투시 장갑차에 장착되거나 진지에 설치된 초고속 대공화기인 ‘발칸포’가 많이 활용된다. 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 박민철 박사팀은 발칸포 사격 훈련 효율화와 사격능력 향상을 위해 ‘발칸 추적훈련 분석기’를 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 기존 발칸포 사격훈련은 발칸포 사수가 이동하는 모의표적을 따라가며 발칸포를 겨냥하면 훈련교관이 육안으로 표적 겨냥 여부를 측정해 훈련합격 여부를 판정하는 방식이었다. 교관의 감각에 의존하기 때문에 판정 결과의 신뢰도가 떨어질 뿐만 아니라 실전과 같은 훈련이 이뤄지지 않는다는 단점이 있다. 연구진은 발칸포 조준기에 고성능 카메라를 설치해 사수의 추적훈련 결과를 정밀하게 실시간 촬영한 뒤 훈련교관의 컴퓨터로 전송할 수 있는 시스템을 개발했다. 시스템은 사수 4명의 추적훈련을 동시에 확인할 수 있다. 이와 함께 정밀한 영상추적이 가능하기 때문에 사수의 현재 수준을 평가할 수 있다. 간단한 시스템으로 보이지만 영상탐지 센서기술, 통신기술, 광학장비기술, 통합 운영소프트웨어 기술이 종합된 기술이다. 이번에 개발한 분석기는 지난해 여름 국방기술품질원에서 주관한 개발시험평가를 통과한 뒤 전·후방 6개 방공부대에서 실전 배치해 최근 운용시험평가에서도 최종 합격판정을 받았다. 이에 육군본부는 내년부터 발칸포를 갖춘 전 부대에 즉시 도입해 활용할 계획이다. 박 박사는 “이번 발칸 훈련분석기는 육안에 의지한 기존 훈련체계를 과학적으로 개선해 군전력 향상에 도움을 줄 수 있는 기술”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

14억년전 블랙홀 2개 충돌때 생성 “자주 관측땐 우주 비밀에 한걸음” 천재 과학자 아인슈타인이 100년 전 일반상대성이론을 바탕으로 예측했던 중력파(重力波)가 또다시 발견됐다. 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO·라이고) 연구단은 지난해 12월 26일 오후 12시 38분 53초(한국시간)에 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 위치한 쌍둥이 라이고 검출기에서 역사상 두 번째 중력파를 관측하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 15일자에 실렸다. 이번 연구에는 한국 과학자들을 포함해 전 세계 19개국 100여개 기관 1000여명이 저자로 이름을 올렸다. 저자의 이름과 소속을 기록하는 데만 논문의 5페이지를 할애했다. 라이고 연구단은 지난해 9월 두 개의 블랙홀이 충돌하면서 만들어진 중력파를 사상 최초로 검출하고 올해 2월 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 관련 논문을 발표해 ‘2016년 노벨 물리학상을 예약했다’는 찬사를 받기도 했다. 중력파는 호수에 돌을 던지면 생기는 물결처럼 블랙홀이나 중성자별처럼 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 우주 공간에 퍼져 나가는 일종의 에너지 파장이다. 이 때문에 중력파를 관측하면 블랙홀이나 중성자별의 생성과 진화는 물론 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 보고 있다. 이번에 찾아낸 중력파는 약 14억년 전 태양 질량의 14배와 8배에 해당하는 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 과정에서 만들어진 것으로 분석됐다. 한국중력파연구협력단(KGWG) 이형목(서울대 물리천문학부 교수) 단장은 “블랙홀의 충돌로 만들어지는 중력파가 예상보다 훨씬 많이 생겼을 것이라는 예측을 한 바 있는데 이번 두 번째 관측으로 일단 이 예측이 맞다는 것이 확인됐다”며 “검출기 감도를 높이면 중력파를 더 자주 검출할 수 있을 것”이라고 설명했다. 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “중력파가 일상적으로 검출될 날이 가까워졌으며 그렇게 될 경우 중력파는 우주를 읽는 중요한 관측 수단이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“소행성을 지구로 끌어당겨 충돌 공룡 등 지구생명체 멸종의 원인” “우리와 상관없는 은하계와 우주의 암흑물질을 왜 연구하냐고요? 6600만년 전 공룡을 멸종시킨 지구와 소행성 충돌을 야기한 게 암흑물질이기 때문입니다. 우리 은하를 둘러싼 암흑물질이 소행성을 지구로 끌어당겼다면, 인류 생존과의 밀접한 연관성을 설명할 수 있겠죠.” 지난 14일 오후 서울 성북구 고려대에서 기자들과 만난 리사 랜들(54) 미국 하버드대 물리학과 교수는 공룡의 갑작스러운 멸종을 설명하면서 암흑물질을 꺼내 들었다. 전체 우주의 26%를 채우고 있는 암흑물질은 전하도 없고 빛과도 상호작용하지 않는 미지의 물질이다. 이것은 우주의 69%를 차지하고 있는 암흑에너지와 상호작용을 통해 우주를 팽창시키고 있는 것으로 알려져 있다. 그는 최근 출간한 저서 ‘암흑물질과 공룡’의 한국어판에 이런 과감한 주장을 펼쳤다. 공룡의 멸종을 포함해 5차례나 있었던 지구 생명체의 대멸종이 모두 암흑물질 때문이라는 것이다. “암흑물질로 인한 공룡멸종 시나리오는 우주에서 암흑물질의 영향력을 설명하기 위한 사례입니다. 공룡 이야기를 앞세운 것은 우리와는 관련 없어 보이는 은하계나 우주의 구성물질들이 실제로는 인류와 연관돼 있다는 것을 강조하기 위해서죠.” ‘아직 발견되지도 않고 어떻게 활용될지도 모르는 연구를 왜 하느냐’는 다소 도발적인 질문에 랜들 교수는 유전자 검사나 불치병 치료에 이용하는 유전자 본체(DNA)를 들어 에둘러 답했다. 그는 “70여년 전 왓슨과 크릭은 순수한 자연에 대한 호기심과 궁금증으로 연구를 시작했을 뿐 그것을 갖고 어떻게 활용하겠다는 목적이 있었던 게 아니다”라면서 “당장 필요하지 않고 이익을 주지 않는다고 자연과학 연구를 멈춰야 하는 것이 옳은 일이냐”고 반문했다. 이어 그는 “우주의 거대한 수수께끼와 인류의 진화를 이해할 수 있도록 연구를 계속할 것”이라고 덧붙였다. ‘숨겨진 우주’, ‘천국의 문을 두드리며’ 같은 대중 과학서로도 익숙한 랜들 교수는 글쓰기에 대해 “여기저기 흩어진 아이디어를 일관된 구조로 꿰는 작업은 퍼즐을 풀어가는 느낌”이라면서 “대중이 재미있게 읽도록 하는 것은 또 다른 즐거움”이라고 말했다. 랜들 교수는 17일까지 고려대에서 열리는 ‘새로운 물리학 한국연구소’(NPKI) 주최 학술대회에 참석한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

14억년전 블랙홀 2개 충돌때 생성… “자주 관측땐 우주 비밀에 한걸음” 천재 과학자 아인슈타인이 100년 전 일반상대성이론을 바탕으로 예측했던 중력파(重力波)가 또다시 발견됐다. 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO·라이고) 연구단은 지난해 12월 26일 오후 12시 38분 53초(한국시간)에 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 위치한 쌍둥이 라이고 검출기에서 역사상 두 번째 중력파를 관측하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 15일자에 실렸다. 이번 연구에는 한국 과학자들을 포함해 전 세계 19개국 100여개 기관 1000여명이 저자로 이름을 올렸다. 저자의 이름과 소속을 기록하는 데만 논문의 5페이지를 할애했다. 라이고 연구단은 지난해 9월 두 개의 블랙홀이 충돌하면서 만들어진 중력파를 사상 최초로 검출하고 올해 2월 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 관련 논문을 발표해 ‘2016년 노벨 물리학상을 예약했다’는 찬사를 받기도 했다. 중력파는 호수에 돌을 던지면 생기는 물결처럼 블랙홀이나 중성자별처럼 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 우주 공간에 퍼져 나가는 일종의 에너지 파장이다. 이 때문에 중력파를 관측하면 블랙홀이나 중성자별의 생성과 진화는 물론 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 보고 있다. 이번에 찾아낸 중력파는 약 14억년 전 태양 질량의 14배와 8배에 해당하는 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 과정에서 만들어진 것으로 분석됐다. 한국중력파연구협력단(KGWG) 이형목(서울대 물리천문학부 교수) 단장은 “블랙홀의 충돌로 만들어지는 중력파가 예상보다 훨씬 많이 생겼을 것이라는 예측을 한 바 있는데 이번 두 번째 관측으로 일단 이 예측이 맞다는 것이 확인됐다”며 “검출기 감도를 높이면 중력파를 더 자주 검출할 수 있을 것”이라고 설명했다. 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “중력파가 일상적으로 검출될 날이 가까워졌으며 그렇게 될 경우 중력파는 우주를 읽는 중요한 관측 수단이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 장마는 일요일인 오는 19일 제주도와 남부지방부터 시작된다. 서울을 포함한 중부지방은 21~22일쯤 장마전선이 북상해 영향권에 들어갈 것으로 보인다. 기상청은 “동중국해상에서 일본 남쪽까지 동서로 길게 이어진 장마전선이 18일부터 북상해 19~20일 제주도와 남부지방, 21일에는 중부지방에 영향을 미치면서 본격적인 장마가 시작된다”고 14일 예보했다. 북상한 장마전선은 23일 다시 남쪽으로 내려갈 가능성이 높은 것으로 기상청은 내다봤다. 지역별 30년 평균 장마 기간에 비춰 제주지방은 예년과 비슷한 경향이지만, 중부지방은 사흘 정도 빨라졌다. 장마전선의 위치와 강도는 북태평양고기압의 발달 정도에 따라 유동적이나 장마 기간 강수량은 평년(356.1㎜)과 비슷한 수준으로 지난해와 같은 마른장마가 되지는 않을 것으로 전망된다. 장마는 한 달 정도 이어진 뒤 7월 하순쯤 끝날 것으로 보인다. 한편 중국 산둥반도 부근에서 다가오는 저기압의 영향으로 15일 새벽부터 서울과 경기, 강원, 충남 서해안부터 비가 내리고 오후에 전국으로 확대돼 16일 목요일 오후까지 이어질 것으로 보인다. 이 기간 예상 강수량은 강원 영동과 제주 지역은 10~40㎜, 그 밖의 지역은 20~60㎜로 예상된다. 특히 서울과 경기, 강원 영서, 충남 지역의 경우 곳에 따라 80㎜ 이상 내리는 곳도 있을 것으로 보인다. 기상청 관계자는 “15일 낮부터 16일 낮 사이에는 전국적으로 돌풍과 함께 천둥, 번개를 동반한 국지적 호우가 내릴 것으로 예상되는 만큼 시설물 관리와 안전사고에 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　매년 여름철 더위 기록이 전년도 기록을 경신한다. 지난해의 무더위는 역대 3번째로 독한 ‘엘니뇨’ 현상을 주요 원인으로 꼽았지만, 역시 가장 중요한 원인은 지구 온난화다. 매해 이런 지구 온난화가 이어진다면 40여년이 지나면 남극과 북극을 제외한 모든 지역에서 여름 폭염에 시달릴 것이라는 연구가 나왔다. 　미국 국립대기연구센터(NCAR) 기후 및 지구역학분과 연구진이 1920년부터 2014년까지 전 세계 여름철 더위 기록을 분석해 미래 기후를 예측한 결과가 지구과학 분야 국제학술지 ‘기후변화’ 최신호에 실렸다. 연구진은 이번 연구를 위해 와이오밍주립대 내에 설치된 슈퍼컴퓨터 센터의 대기변화 예측프로그램인 ‘옐로스톤’ 시스템을 활용했다. 　연구진은 적용한 ‘RCP 8.5 시나리오’를 따르면 2061~2081년에는 극지방을 제외한 북미와 남미, 중부유럽, 아시아, 아프리카 등 육지의 90% 가까이 여름철 폭염에 시달린다는 예상이 나왔다. 특히 80% 이상의 지역은 매년 폭염 기록을 갈아치우게 될 것이라고도 연구진은 내다봤다. 　RCP는 온실가스 농도값에 따른 기후변화 시나리오로 RCP 8.5는 온실가스 저감없이 현재 추세가 이어져 이산화탄소 농도가 940ppm일 경우를 말한다. RCP 6.0은 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현돼 670ppm 수준, RCP 4.5는 온실가스 저감정책이 상당히 실행돼 이산화탄소 농도가 540ppm 수준, RCP 2.6은 온실가스 배출이 사실상 제로(0)에 가까운 상태로 이산화탄소 농도가 현재의 420ppm에서 멈추는 경우다. RCP 2.6은 실현불가능한 상태나 마찬가지다. 연구진은 온실가스 저감정책이 상당히 실행되는 RCP 4.5 시나리오를 따라가더라도 전세계 41% 지역이 매년 폭염에 시달리게 될 것이라는 결론을 내렸다. 그렇지만 온실가스 저감정책을 강도높게 실행할 경우 폭염 위험에 노출되는 지역을 39% 가까이 줄일 수 있다고 봤다. 전 세계가 온실가스 저감에 협력을 해야하는 이유다. 　프레비오 레너 박사는 “지금 현재 온난화 대비 수준으로는 지구가 점점 더워지는 것을 막을 수 없다”이라면서 “극단적인 여름철 폭염이 늘어나면 건강에 대한 위협 뿐만 아니라 가뭄으로 인한 작물재배의 어려움 등 다양한 사회적 문제에 맞닥뜨리면서 엄청난 사회적 비용을 물게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　머리 한쪽이 지끈지끈 아픈 편두통은 심할 경우 구역질과 구토증상까지 동반해 일상생활에 지장을 주기도 한다. 국민건강보험공단의 최근 발표에 따르면 국내 편두통환자도 최근 5년간 5.3% 증가한 48만명에 이르는 것으로 나타났다. 　편두통의 원인으로 스트레스나 피로, 수면부족, 격렬한 운동은 물론 유전적 요인과 초콜릿, 튀긴 음식 등을 꼽는다. 이것이 뇌혈관 이상이나 신경전달물질의 일시적 변화를 일으키는 것으로 추정할 뿐 정확한 발병원인은 알려져 있지 않다. 최근 미국 연구진이 비타민D를 포함한 특정 비타민이 부족할 경우 편두통이 생길 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 　미국 신시내티 아동병원 신경과 수잔 헤이글 교수팀은 비타민D를 비롯해 비타민B2, 코엔자임Q10이 부족할 경우 편두통이 발생할 수 있다는 연구 결과를 지난 9~12일 미국 샌디에이고에서 열린 ‘제58회 미국 두통학회 연례회의’에서 발표했다. 　연구진은 병원의 두통센터를 찾은 10대와 젊은 편두통 환자들의 진료기록을 분석한 결과 환자들은 체내 비타민D, 리보플라빈, 코엔자임Q10 함량이 기준치 이하로 나타났다. 평소에도 이와 관련한 음식 섭취가 심각하게 부족한 것을 발견했다. 　비타민D는 음식으로 섭취하기 쉽지 않고 햇빛에 의해 체내에서 합성되는 영양소로 면역계 강화에 필수적이다. 또 리보플라빈이라고도 불리는 비타민B2는 체내 에너지 생성과 피부, 눈, 신경계를 보호하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 우유, 치즈, 계란, 육류, 쌀눈, 시금치 등에 포함돼 있으며 비타민B2가 부족할 경우 혓바늘, 지루성 피부염, 성장지연, 광선공포증 등이 나타날 수 있다. 코엔자임Q10은 세포 활성화에 필수적인 영양소로 쇠고기, 계란, 생선, 시금치, 현미, 식물성 기름 등에 많이 포함돼 있다. 피로회복, 심혈관 건강유지, 노화방지, 우울증 개선 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 　연구진에 따르면 편두통 환자들 대부분이 비타민D 결핍이라는 공통점을 갖고 있었는데 특히 남성환자들에게 비타민D가 부족한 것으로 나타났다. 여성환자들은 코엔자임Q10 결핍으로 인한 두통이 더 많았다. 이와 함께 만성적인 편두통 환자들은 비타민B2와 코엔자임Q10가 특히 부족했다. 　헤이글 교수는 “편두통과 특정 영양소와의 관계를 밝혀낸 것은 이번이 처음”이라며 “비타민D나 비타민B2, 코엔자임Q10을 장기복용할 경우 편두통의 개선효과가 있는지 그리고 중장년층에서 나타나는 편두통도 비타민과 상관관계가 있는지에 대해 추가 연구중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김기형 초대 과학기술처 장관이 13일 별세했다. 90세. 함경남도 원산 출신인 김 전 장관은 서울대 화학공학과를 졸업하고 미국 펜실베이니아 주립대에서 공학박사 학위를 받았다. 1954년 대구대(현 영남대) 응용화학과 교수를 시작으로 미국 뉴욕 에야리덕션 전자요업연구소 책임자를 거쳐 1966년 경제과학심의위원회의 상임위원이 됐다. 1967년부터 1971년까지 초대 과학기술처 장관을 지내며 국내 과학기술의 정책과 행정의 기틀을 마련했다. 특히 초대 장관으로 재임하면서 1968년 ‘과학기술개발 장기종합계획’을 수립하고, 한국과학기술연구소와 카이스트의 전신인 ‘한국과학원’(KAIS) 등 설립을 주관하면서 과학기술 육성에 힘썼다. 퇴임 이후에도 9대 국회의원, 경희대 공과대학 교수, 과학기술진흥재단 이사장, 한국과학기술원(KAIST) 이사장, 한국표준과학연구원 이사장 등을 역임하며 일생을 과학기술 발전에 이바지했다. 빈소는 서울아산병원 장례식장에 마련됐다. 발인은 15일 오전 11시. (02) 3010-2000. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 8일 국제순수·응용화학연합(IUPAC)은 원소 주기율표의 마지막 비어 있는 4개의 공간인 113, 115, 117, 118번 원소의 이름이 각각 니호늄(Nh), 모스코븀(Mc), 테네신(Ts), 오가네손(Og)으로 제안됐다고 발표했다. 이번에 제안된 원소의 이름은 5개월 동안 관련 연구자들의 의견을 들은 뒤 이견이 없으면 올해 11월 8일 공식 명칭으로 결정돼 전 세계 과학교과서에 실리게 된다. 미국과 러시아, 일본 연구진이 서로 자신들이 먼저 발견했다고 주장한 113번 원소 니호늄은 2004년 모리타 고스케 일본 이화학연구소(니켄) 그룹장 겸 규슈대 교수가 30번 원소 아연(Zn) 원자핵을 83번 원소인 비스무트(Bi)에 충돌시켜 만든 것으로 존재시간이 0.000344초에 불과하고 동위원소만도 6개나 돼 검증에 시간이 오래 걸렸다.　115번 원소는 러시아 핵연구공동연구소(JINR)의 중이온가속기가 설치된 러시아 수도 모스크바의 이름을 따서 모스코븀으로 명명됐고, 117번 원소는 연구에 참여한 미국 오크리지 국립연구소, 밴더빌트대, 테네시대가 위치한 테네시주에 착안해 테네신이라고 이름 붙였다. 테네신은 지금까지 알려진 118개의 원소 중 가장 질량이 큰 원소로 밝혀졌다. 미국 로런스리버모어 국립연구소와 러시아 JINR의 공동 연구로 만들어진 118번 원소는 연구진 리더인 유리 오가네시안 교수의 이름을 따 오가네손으로 불리게 됐다. 오가네손은 살아 있는 과학자의 이름을 따서 원소 이름이 지어진 두 번째 사례로, 첫 번째는 106번 원소 시보귬(Sg)으로 원소를 합성 및 발견한 미국 로런스버클리 국립연구소 글렌 시보그(1912~1999) 박사의 이름을 따서 지었다.　이번에 명명된 113번과 115번 사이에 있는 114번 원소인 플레로븀(Fl)은 1998년 러시아 JINR에서 처음 만들어진 인공원소로 94번 원소 플루토늄(Pu)과 20번 원소 칼슘(Ca)을 충돌해 생성됐다. 116번 원소인 리버므륨(Lv)도 2000년 러시아 JINR과 미국 로렌스리버모어 연구소에서 공동으로 만들어진 원소로 96번 원소 퀴륨(Cm)과 칼슘(Ca)을 충돌시켜 만들어졌다.　새로운 원소를 발견할 경우 발견한 국가나 발견자가 이름을 짓도록 돼 있다. 현재 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·프랑스의 옛 라틴어 이름인 갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국)이다. 주기율표에 이름을 올리는 것은 노벨과학상 수상에 버금가는 영광으로 받아들이고 있다.　과학자들 특히 현대 화학자들은 세상의 모든 물질은 원소로 이뤄져 있다고 본다. 화학책을 한 번이라도 본 사람은 누구나 알고 있는 주기율표는 이런 화학자들의 세계관을 바탕으로 원소들을 원자번호 순서와 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 표다. 현재까지 알려진 원소는 총 118개로 자연계에 존재하는 원소는 92종, 나머지 26종은 인공적으로 만든 것이다.　주기율표는 1869년 러시아의 화학자 멘델레예프(1834~1907)가 처음 만든 것으로 알려져 있지만 그 이전에도 원소들을 성질에 따라 배열한 ‘원시 주기율표’는 있었다. 멘델레예프의 주기율표가 중요한 것은 여러 원소들의 알려진 원자량을 원소 성질에 따라 제대로 배열했을 뿐만 아니라 당시 알려지지 않은 여러 원소들의 원자량과 성질까지 정확하게 예측했기 때문이다. 　이덕환 서강대 화학과 교수는 “화학은 물질의 물성과 변환, 분석, 합성을 다루는 학문인데 이는 주기율표를 바탕으로 하고 있다”며 “주기율표는 물질의 화학적 성질을 알려주는 ‘보물지도’로 우리나라 중고등학교에서는 아직도 원소 이름을 외우는 것에만 집중하고 있는데 그보다 주기율표를 통해 나타나는 자연의 오묘한 규칙성을 이해하는 것이 더 중요하다”고 설명했다.　현재도 많은 과학자가 주기율표를 채우기 위해 인공원소를 만드는 연구에 뛰어들고 있다. 미국 로런스버클리 연구소와 러시아 JINR, 독일 중이온연구회의 3파전이던 것이 20세기 말부터는 일본 리켄도 투자를 늘리면서 4파전으로 바뀌고 있다. 우리나라도 기초과학연구원(IBS)에서 중이온가속기 건설을 추진하고 있어 2022년 본가동이 시작되면 인공원소 연구에 본격적으로 뛰어들게 될 전망이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보청기를 착용해도 들리지 않는 고도 난청환자들은 인공와우(달팽이관)를 이식하는 수술을 받는다. 기존의 인공와우 장치는 귀 뒤쪽에 장착해야 하는 불편함과 잦은 배터리 충전, 비싼 유지비 등이 걸림돌이었다. 국내 연구진이 마찰전기를 이용한 인공 달팽이관의 핵심기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 최홍수 교수와 아주대병원 이비인후과 장정훈 교수 공동연구진은 마찰전기를 이용해 음성을 분리하고 배터리 충전이 필요 없는 ‘인공기저막’(TEABM)을 개발해 바이오 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 9일자에 발표했다. 이전에도 인공와우의 단점을 개선하기 위해 소리의 압력에 반응하는 압전물질을 이용한 인공기저막 개발이 시도됐지만 감도가 낮아 청력 향상에 도움이 되지 못했으며 압전물질 생산 공정도 복잡했다. 연구진은 플라스틱의 일종인 폴리이미드 필름과 알루미늄 필름을 붙이는 비교적 간단한 방법으로 이들 사이에서 발생하는 마찰전기가 특정 음성주파수에 반응하도록 한 TEABM을 만들었다. 이번에 개발된 TEABM은 낮은 목소리의 주파수에도 반응하는 등 감도가 기존의 것보다 7배 이상 우수하다는 평가를 받았을 뿐만 아니라 장치를 작동시키기 위한 전원도 필요 없다는 장점을 갖고 있다. 연구진은 실제로 생쥐의 청력을 손상시킨 뒤 이번 장치를 장착해 실험한 결과 청력 복원에 도움이 되는 것을 확인했다. 최 교수는 “이번 연구는 배터리와 복잡한 전기신호 처리회로가 필요 없는 인공달팽이관을 만들 수 있는 핵심기술로, 고도 난청 환자가 정상인과 같은 청력을 가질 수 있도록 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반가워. 난 빌보 배긴스야. 중간계의 평화를 위해 절대 반지를 파괴하러 떠나는 ‘반지 원정대’ 중 한 명인 프로도가 내 조카지. 나와 내 조카 얘기는 영국 옥스퍼드대 영문과 J R R 톨킨 교수의 소설과 피터 잭슨 감독의 영화들 덕분에 잘 알고 있을 거야. 어쨌든 우리는 중간계라는 땅에서 살고 있는 종족이야. 다른 종족들과는 달리 우리는 다 자란 성인의 키도 인간족의 5~6살 어린아이와 비슷한 정도인 1m에 불과해. 그래서 나이가 많이 들어도 어린아이의 모습과 비슷하지. 톨킨 교수가 쓴 소설 ‘호빗’의 첫 문장(‘땅속 어느 굴에 호빗이 살고 있었다’)처럼 우리는 동굴에서 살아.●호모에렉투스… 인도네시아서 발견된 70만년 전 이빨·턱뼈 화석 많은 사람이 우리는 소설 속에서나 등장하는 것으로 알고 있지만 우리는 실제로 과거에 지구상에 존재했던 종족이야. 물론 영화에서 나오는 외모와는 좀 많이 다르지만 말야. 원래 우리 종족 이름은 호빗이 아니라 ‘호모 플로레시엔시스’지. 2003년 우리 화석이 처음 발견된 곳이 인도네시아 플로레스섬 리앙부아 동굴이었기 때문에 ‘플로레스 섬에 살았던 사람’이란 뜻으로 지어진 이름이야. 어쨌든 우리의 존재는 호주의 고고학자 마이크 모우드(1950~2013) 교수에 의해 처음 알려졌어. 그때까지 인류의 진화 과정은 오스트랄로피테쿠스-호모하빌리스-호모에렉투스-호모사피엔스-호모사피엔스사피엔스로 이어져 왔다고 믿어졌는데 우리의 존재가 알려지면서 과연 인류의 진화 과정을 어떻게 봐야 하는가에 대한 논란이 최근까지 이어졌어. 그런데 호주 울런공대 고인류학센터, 그리피스대 고인류학과, 일본 국립자연사박물관, 인도네시아 지리국 공동 연구진이 2014년 10월 인도네시아 플로레스섬 마타멩게에서 발견한 턱과 이빨 화석을 분석해 이런 논란에 종지부를 찍을 만한 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 8일자에 2편의 논문으로 발표했더라구. 호주 울런공대의 고생물학자 게릿 반덴버그 교수가 주도한 연구였는데, 이번 논문에서는 그동안 고인류학계의 가장 큰 의문이자 논란이었던 ‘호빗은 어디서 왔고 왜 그렇게 작은가’에 대한 답을 내놨지. ●먹을 것 없는 플로레스섬… 수십만년 동안 진화하며 체격 줄어 길고 평평한 우리 발 때문에 많은 학자들은 우리가 오스트랄로피테쿠스나 호모하빌리스의 후손일 것이라고 추정했지만 이번 연구로 우리의 직접적인 조상은 호모에렉투스라는 사실이 밝혀졌어. 호모에렉투스가 플로레스섬에 도착한 것이 약 100만년 전이고 우리 이빨과 턱뼈는 70만년 전 것이란 점 때문에 내려진 결론이지. 호모에렉투스의 키는 150~160㎝이고 큰 것은 180㎝ 화석도 발견됐는데 우리의 키는 1m 정도에 불과했어. 왜냐고? 연구진도 얘기했지만 그건 플로레스섬에는 먹을 것을 비롯해 자원이 빈약했기 때문이야. 그래서 불과 수십만년 동안 진화하면서 체격이 왜소해지게 된 거야. 반덴버그 교수도 얘기했지만 우리뿐만 아니라 코끼리 같은 커다란 동물들도 먹이가 부족한 곳에 고립되면 시간이 지나면서 작아지게 돼. 어쨌든 이번 연구로 현생인류에게는 또 다른 친척이 있었다는 사실이 밝혀지게 됐어. 불과 10만년 전까지만 해도 지구에는 우리 말고도 최소 여섯 종의 인간이 살고 있었는데 지금은 호모사피엔스사피엔스라는 종 하나만 살고 있잖아. 다른 종들이 어떻게 사라졌는지는 아직도 미스터리야. 고고학적 발견들은 현재의 인간종이 언제든지 새로운 인간종에 의해 사라질지도 모른다는 사실을 암시하고 있다는 것을 항상 잊지 않았으면 해. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌 과학 연구에서 피할 수 없는 것이 바로 생쥐나 원숭이 같은 살아 있는 실험동물의 뇌 활동을 관찰하는 것이다. 잔인한 듯하지만 뇌에 약물을 주입하거나 전기 자극을 주면서 실시간으로 뇌의 움직임을 관찰하는 게 가능하다면 뇌과학의 발전 속도는 좀 더 빨라질 수 있을 것이다. 국내 연구진이 동물에게 부작용을 일으키지 않고 안정적인 상태에서 장기간 다양한 실험을 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 김성기 단장(성균관대 교수) 연구진은 살아 있는 동물의 뇌를 관찰하면서 약물 주입이나 전극 삽입 같은 실험을 동시에 할 수 있는 ‘두개골 소프트 윈도’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 기초과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 동물에게 뇌는 가장 중요한 기관이기 때문에 두껍고 단단한 뼈로 둘러싸여 있다. 뇌를 관찰하려면 수술로 두개골에 구멍을 만들어 뼈를 대신할 투명 창문으로 메우는데, 이를 ‘두개골 윈도’라고 한다. 기존의 윈도는 커버글라스라는 딱딱한 재질로 만들었기 때문에 관찰만 가능했다. 뇌 자극 같은 실험을 하려면 다시 수술을 거쳐야 한다. 재수술은 동물에게도 상당한 스트레스로 작용하기 때문에 연구 데이터에 영향을 미칠 가능성이 있다. 수술하다가 죽는 경우도 많은데, 이러면 다른 동물을 이용해 처음부터 다시 연구를 진행해야 하기 때문에 연구 결과 도출에 시간이 오래 걸린다. 소프트 윈도를 의미 있는 발전으로 여기는 까닭이다. ‘ 소프트 윈도’는 부드럽고 투명한 실리콘 물질인 ‘폴리디메틸실록산’(PDMS)을 이용했다. 소프트 윈도 수술을 한 생쥐는 깨어 있는 상태에서도 1시간 이상 혈류의 흐름을 볼 수 있다. 또 25주 이상 뇌를 관찰하고, 약물을 투입하거나 뇌파 및 신경전기신호 모니터링을 하는 것도 가능하다. 연구진은 이 기술을 현재 국내 특허로 등록했고 미국에도 특허 출원한 상태다. 김 단장은 “소프트 윈도는 실험 목적에 따라 다양한 크기로 2~3시간 만에 간단히 만들 수 있다”며 “윈도 어디에나 다양한 용도의 주사를 주입하고, 동물이 살아 있는 상태에서도 장기간 실험·관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)이 2009년 쏘아 올린 케플러 우주망원경은 지구와 비슷한 형태와 환경을 가진 생명체가 살고 있는 행성을 찾는 임무를 수행하고 있다. 생명체가 거주 가능한 행성을 ‘골디록스’라고 부르는데 지금까지 발견한 골디록스 행성은 대략 10여개로 지구와 비슷한 구성성분을 가진 암석형 행성들이다. 그런데 우주 최초의 생명체는 탄소형 행성에서 탄생했을 것이라는 새로운 주장이 나와 학계의 주목을 받고 있다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터 에이브러햄 룁 박사팀은 빅뱅 이후 우주 최초의 생명체는 암석형 행성이 아닌 탄소가 주성분인 탄소형 행성에서 만들어졌을 가능성이 높다는 연구 결과를 영국왕립학회에서 발행하는 천문학 분야 국제학술지 ‘영국 왕립학회 월보’ 최신호에 발표했다. 행성은 구성 성분에 따라 암석으로 이뤄진 암석형(지구형) 행성과 수소나 헬륨 같은 가스로 이뤄진 가스형(목성형) 행성으로 구분된다. 2005년 미국 천문학자 마크 쿠츠너는 암석형, 가스형 행성 이외에 흑연이나 다이아몬드 같은 탄소 성분이 주를 이루는 탄소형 행성의 존재 가능성을 주장했다. 연구진은 천체 관측 데이터를 이용해 탄소형 행성의 존재 가능성을 계산하던 중 암석형 행성보다는 탄소형 행성이 생명체가 나타나기 유리한 조건들을 갖추고 있다는 결론에 이르렀다. 암석형 행성인 지구 역시 생명체가 나타나기 전까지는 탄소가 풍부한 ‘부분적 탄소형 행성’이었을 가능성이 크다고 연구진은 주장했다. 룁 박사는 “생명 존재 가능성이 있는 행성을 찾을 때 암석형 행성뿐만 아니라 탄소형 행성에도 관심을 가질 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이들의 성장 발달 완구용품 업체 ㈜유비윈에서 지난 8일 ‘요미몬’을 출시했다. 이 제품은 0~3세 영유아에서 초등학교 저학년까지 아동을 대상으로 정서발달과 언어발달 그리고 숙면에 도움을 주는 발달 완구. 동화와 동요, 위인전, 자장가 등 총 400개 콘텐츠가 탑재된 해당 제품은 마치 직접 동화를 읽어주고 노래를 불러주는 느낌이 든다고 하여 ‘만능 스토리텔러’라는 부제가 붙었다. 제품 디자인은 귀여운 생김새에 말랑말랑한 느낌의 실리콘 소재가 남아나 여아 구분 없이 누구나 친숙하게 받아들일 수 있는 외관으로, 약 13cm 사이즈에 200g의 가벼운 몸체는 아이들이 장시간 가지고 놀기 부담스럽지 않은 크기다. ‘요미몬’은 완구로는 독특하게 공기정화기가 탑재된 제품으로 최근 공기질에 대한 우려가 커지면서 사회문제로 까지 대두되는 가운데 더욱 주목할 만한 기능이 아닐 수 없다. 제조사인 ㈜유비윈 측이 밝힌 공기정화 관련 전문기관 실험인증 결과에 따르면, 해당 제품은 공기 중 담배연기와 미세먼지제거 그리고 포름알데히트, 톨루엔 등의 유해물질을 정화시키는가 하면 백색 포도상구균 살균 및 탈취기능이 뛰어난 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 ‘공기 비타민’이라 불리는 음이온을 1cc당 약 211,000개 정도 배출한다고 한다. 깊은 산속이나 폭포수에서 발생하는 음이온이 평균 1,500개 정도라고 하니, 이와 비교했을 때 140배가 넘는 ‘음이온’을 배출하는 셈이다. 다량의 음이온이 발생하는 공기청정기에서 문제가 되고 있는 오존농도를 해당 제품에서 측정해 본 결과 약 0.005ppm이하의 오존이 나왔으며, 이는 국제 기준치인 0.05ppm에 1/10 정도되는 수치이다. 공기청정지역 ‘제주도’의 오존농도가 일평균 0.02ppm이라고 하니 면역력이 약한 아이들도 안심하고 사용할 수 있는 수준이다. 이 외에도 해당 제품은 눈에 피로감을 덜어주는 7가지 색의 LED조명으로 활용이 가능하며, 무선 리모콘 지원으로 콘텐츠 검색이나 기기 작동을 편리하게 할 수 있다. 특히 LED 조명은 숙면에 도움을 주는 자장가와 함께 이용하면 잠투정이 심한 아이를 재울 때 유용하다는 게 업체 측 설명이다. ㈜유비윈 측 관계자는 “개발 초기 ‘아이들 EQ개발 및 창의력 증진에 도움이 되는 교육용 완구로 가닥을 잡아가던 중 아이들이 하루 대부분의 시간을 함께 하는 장난감이 공기정화까지 해준다면 더욱 안심할 수 있지 않을까’하는 생각에서 만들었다. 내 아이가 사용해도 되는 가장 안전한 완구로 소재 역시 어린이 안전인증을 거친 인체에 무해한 실리콘 소재를 채택했다. 물건을 함부로 다루는 아이 손에서도 튼튼한 내구성을 갖춘 제품”며 새로 출시한 ‘요미몬’에 대한 자신감을 드러냈다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr