안녕? 나는 무지개의 여신 ‘이리스’(Iris)야. 대지의 여신 ‘가이아’의 아들 ‘타우마스’가 아버지이고, 바다의 님프 ‘엘렉트라’가 어머니지. 난 서풍의 신 ‘제피로스’와 결혼해 아들 ‘에로스’를 낳았지.신의 뜻을 인간에게 전달하는 것이 내 일이야. 원래는 ‘제우스’의 사자(使者)였는데, ‘헤르메스’가 나타나면서 업무를 나눴어. 신화의 시대가 아닌 과학의 시대에 내가 논란의 중심에 서 있다는 재미있는 소식을 들었어. 미국 하버드대 의대 브루스 스피겔만 교수란 사람이 쥐에게 운동을 시키니까 근육에서 새로운 호르몬이 나와 지방을 연소시킨다는 연구를 2012년 과학저널 ‘네이처’에 발표했더군. 새로운 호르몬이 근육 신호를 지방조직에 전하는 역할을 한다고 해서 내 이름을 따 ‘이리신’이라고 지었다지 뭐야. 어쨌든 이리신은 혈액을 타고 흐르면서 비만을 유발시키는 백색지방을 칼로리를 소모하는 갈색지방으로 바꿔준대. 실제로 10주 동안 운동을 한 사람 몸의 혈중 이리신 농도가 운동을 하지 않는 사람에 비해 2배 이상 높다는 결과도 있더라고. 과학에서 연구는 다른 사람이 하더라도 똑같은 결과가 나와야 ‘재현 가능성’이 보장된다고 하잖아. 그런데 다른 연구팀들이 똑같은 실험을 했는데 결과가 들쭉날쭉이고, 심지어 이리신을 발견하지 못한 연구자들도 많았대. 그러다 보니 스피겔만 교수가 연구 성과를 조작했다는 소문까지 돌더군. 현대사회의 질병이라고까지 불리는 비만을 부작용 없이 해결할 수 있는 생체물질을 찾아냈다고 어린애처럼 좋아하다가 거짓말쟁이라는 비난까지 쏟아지니까 어찌나 좌절하던지. 그렇게 끝나나 싶었는데, 얼마 전 스피겔만 교수가 질량분석이라는 정밀한 분석법으로 사람에게서 이리신을 찾아냈대. 연구팀은 이번에 운동을 한 사람과 하지 않은 사람의 혈액 속 단백질 조각인 ‘펩타이드’를 대상으로 질량분석을 했는데 운동을 한 사람에게서 이리신이 발견됐대. 질량분석은 미량의 물질까지 찾아낼 수 있는 방법이기 때문에 이리신의 존재를 의심했던 연구자들도 이번 연구 결과를 환영하는 분위기야. 생물학 분야의 세계적인 저널인 ‘셀’ 13일자 온라인판 논문으로 실렸지. 동양을 여행하고 온 헤르메스한테 들었는데 그쪽에는 ‘와신상담’이란 말이 있다며. 스피겔만 교수의 경우가 딱 그게 아닌가 싶어. 하늘에서 보고 있노라면 요즘은 예전 사람들보다 뭐든지 쉽게 싫증 내고 포기하는 것 같아. 자기가 원하는 것이 있다면 포기하지 말고 스피겔만 교수처럼 끝까지 가보라고. 그럼 내가 신에게서 좋은 소식을 전해 줄지도 모르잖아. 호호호. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

제2차 세계대전이 끝나고 동독과 서독으로 갈라졌던 독일은 1990년 10월 3일 갑작스레 통일을 맞게 됐다. 통일 수도가 베를린으로 결정되면서 베를린시 당국은 예상치 못한 일로 골머리를 앓게 됐다. 동베를린과 서베를린으로 나뉘어 있다가 하나로 통합되면서 교통난이라는 복병을 만난 것이다. 만원 버스에, 버스 한 대를 보내고 나면 다음 버스가 언제 도착하는지 알지 못한 채 정류장에서 하염없이 차를 기다리는 긴 줄은 통독 직후의 혼란스러움을 대표하는 풍경으로 알려지기도 했다. 시 당국은 버스를 증차하고 버스노선을 늘리는 대책을 마련했지만 얼마 지나지 않아 원점으로 돌아가는 일이 반복되자 대중교통 문제 해결방안을 공모했다. 베를린공대에서 수학을 가르치던 마르틴 그뢰첼 교수는 ‘정수계획’이란 수학의 최적화 이론으로 이 문제를 간단하게 해결했다. 교통 현황을 반영해 버스노선을 변경하고 교통 상황에 따라 가변적으로 배차시간을 조정토록 한 것이다. 그 결과 1800대의 버스를 1300대로 줄이고도 버스 승차 대기시간은 물론 도로 혼잡 문제까지 해결했다. ●美, 선거예측·양극화 분석에도 수학 알고리즘 “기하학을 모르는 자, 들어오지 말라.” 고대 그리스 철학자 플라톤이 세운 학교 ‘아카데미아’의 입구에 적힌 문구다. 당대 최고의 철학자를 양성하기 위한 기관에서 집중적으로 가르친 과목은 기하학과 대수학이었다. 논리적 사고를 필요로 하는 철학자에게 수학만큼 적절한 도구는 없었다. 수학은 철학·천문학과 함께 인류 역사상 가장 오래된 학문임에도 불구하고 그리스 자연철학의 전통 때문에 일반인들에게 논리적 사고 배양에나 도움이 되거나 이미 정해져 있는 해답을 찾는 문제풀이 방식 정도로 알려져 왔다. 그러나 전문가들은 “수학이란 자연이나 우주의 법칙을 찾는 것뿐만 아니라 인간관계나 사회적 현상 등에서 나타나는 문제에 대한 해법을 알려주는 실질적 학문”이라고 설명한다. 실제로 최근 미국을 비롯한 기술 선진국들은 정보기술(IT)·생명공학(BT)·금융·우주항공·교통 등 기술 분야는 물론 선거예측·정책효과, 사회 양극화 문제 분석 등 사회과학 분야에서도 수학적 논리와 알고리즘이 쓰일 수 있다는 점에 주목하고 있다. ●인공신장 제작용 ‘신장 모델’ 생물학 난제 도전 최근 수학이 많이 활용되는 곳은 생명과학 분야다. 생명과학은 밝혀지지 않은 복잡한 생명 현상을 규명하는 학문 분야로, 물리학이나 화학 등 자연과학뿐만 아니라 유체역학, 컴퓨터과학 등 공학분야와도 밀접한 연관을 갖고 연구되고 있다. 특히 21세기 생물학의 바탕에는 수학이 자리잡고 있다. 의생명공학 분야는 인체에 거부반응을 일으키지 않고 정상적으로 작동할 수 있는 인공 장기를 만드는 데 관심이 많다. 체내 노폐물을 제거하는 신장을 대체할 수 있는 인공신장을 만들기 위한 ‘신장 모델’은 수학을 이용해 생물학적 문제를 해결하려는 대표적인 시도 중 하나다. 건국대 수학과 정은옥 교수는 “수학은 전염병 확산 과정 예측뿐만 아니라 인공장기 개발 등 바이오 산업계에서 고민하고 있는 문제들을 해결해 줄 수 있는 대표적인 수단 중 하나”라고 설명했다. 빅데이터를 활용한 무인(無人) 진단도 수학을 이용해 의료 문제를 해결하려는 시도 중 하나다. 애플 워치와 같은 개인용 웨어러블 디바이스로 생체 데이터를 받아 이전 환자들에게 수집한 생체 데이터와 비교해 상호 유사성이 높을 경우에만 병원을 방문해 정밀검사를 받도록 유도하는 기술이다. 무분별한 정밀검진이나 병원 방문을 줄여 의료비로 들어가는 개인적·사회적 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대되는 이 기술은 환자와 기존에 수집된 생체 데이터값을 비교하는 과정에서 개인의 신상정보가 노출되지 않도록 하기 위해 고도의 통계 및 정보처리 수학기법이 적용된다. ●유체역학 적용한 ‘캐리비안의 해적’ 특수효과상 최근 개봉되는 애니메이션이나 판타지·SF영화 등에서 특수 시각효과는 빠질 수 없는 요소다. 미국 스탠퍼드대 응용수학자 론 페드키우 교수는 유체역학 방정식을 이용해 ‘해리 포터’, ‘스타워즈’, ‘터미네이터’, ‘캐리비안의 해적’ 등 영화에 나오는 특수효과를 실감나게 만들었다. 특히 조니 뎁이 주연한 ‘캐리비안의 해적’에서 나온 거센 폭풍우와 파도는 실제보다 더 실감난다는 평가를 받으며 2007년 아카데미상 특수효과상을 수상하기도 했다. 2013년 겨울 개봉해 선풍적인 인기를 끌었던 애니메이션 ‘겨울왕국’에서도 수학이 상당한 역할을 했다. 영화 상영 내내 스크린을 채웠던 눈은 미국 UCLA 수학과 조지프 테란 교수의 컨설팅으로 탄생했다. 눈은 물 같은 유체와 달리 고체와 유체 상태가 섞여 있기 때문에 좀더 복잡한 수학적 기법이 필요했다. 테란 교수는 유체역학과 고체역학을 결합시켜 실감나는 눈 장면을 만드는 데 성공했다. 정보통신 분야에서도 수학은 필수적이다. 미국 알카텔 루슨트사의 벨연구소 수학자들은 역행렬 알고리즘을 이용해 구리선으로도 광섬유에 버금가는 데이터 통신이 가능하다는 연구 결과를 발표해 구리선을 광섬유로 한꺼번에 바꿀 때 발생할 수 있는 수조원 이상의 교체 비용을 줄이는 데 한몫을 하기도 했다. 포스텍 수학과 박형주 교수는 “최근 수학은 학문이 아닌 대중들의 삶과 직접 관계된, 사회적 혹은 산업적 문제를 해결하기 위한 수단 중 하나로 받아들여지고 있다”며 “실제로 미국과 유럽은 물론 이웃 일본과 중국도 21세기 산업 경쟁력이 수학 수준과 밀접한 관련이 있다고 생각하고 산업계 문제를 해결하기 위한 산업수학 연구소 설립에 관심을 기울이고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

17일 오후 서울과 경기 광명, 과천, 부천, 수원, 성남, 안양, 군포, 의왕, 하남 등 9개 시에 폭염주의보가 발령됐다. 지난 10일 전국적으로 내려진 폭염특보가 해제된 지 일주일 만이다. 이날 낮 최고기온은 광명 33.4도, 성남·군포 33.3도, 과천 33.2도, 서울 32.9도를 기록했다. 이날 서울 아침 최저기온과 낮 최고기온의 차이가 13도나 되는 등 일교차가 큰 폭으로 나타났다. 기상청은 “햇빛 때문에 낮 동안 뜨거워진 땅이 갑작스러운 비로 식고 새벽에도 냉각되면서 아침 기온이 예년보다 2.9도나 더 떨어진 19.8도를 기록했다”고 말했다. 우리나라에서 일교차 10도 이상의 큰 차이는 주로 봄가을 환절기에 나타나는 만큼 이번 현상은 일시적이라는 설명이다. 18일에는 동해상에 있는 고기압 가장자리에 들어 강원 영동지방은 새벽부터 낮 사이에 지역별로 비 내리는 곳이 있을 것으로 예상된다. 19일에는 남서쪽에서 다가오는 기압골의 영향으로 오후 늦게 제주도와 전남 남해안 지방에서부터 비가 내릴 것으로 전망된다. 기상청 관계자는 “고기압의 가장자리에 들면서 동해안을 제외한 전국 대부분의 지역 기온이 30도 안팎이 되겠지만 20일 오전 남부지방을 시작으로 금요일인 21일 전국에 비가 내리면서 늦더위는 한풀 꺾일 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자들이 유전자 조작 실험을 통해 생쥐의 뇌에 있는 효소 중 하나를 억제했더니 천재적인 두뇌를 가진 생쥐가 나왔다. 이 연구가 잘 발전되면 치매 같은 인지 기능 장애뿐만 아니라 외상후스트레스장애(PTSD), 조현병(정신분열증) 같은 정신질환 치료제 개발에 청신호가 켜질 것으로 기대된다. ●기억력 뛰어나 치매 등 치료에 도움 기대 캐나다 브리티시컬럼비아대·토론토대, 영국 리즈대·글래스고대 공동 연구팀은 ‘PDE4B’라는 효소를 억제함으로써 일반 생쥐보다 더 오래 기억하고 학습 능력이 뛰어나 복잡한 문제도 쉽게 푸는 똑똑한 생쥐를 만드는 데 성공했다. 이번 연구는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘신경정신약리학’ 14일자에 게재됐다. 유전자 변형 생쥐들은 일반 쥐들과 비교해 며칠 전 처음 본 쥐들을 금세 알아보고 ‘모리스 수중미로’ 테스트도 더 빨리 통과했다. 모리스 수중미로 테스트는 물속에 쥐를 놓아주고 눈에 보이지 않는 디딤대까지 얼마나 빨리 찾아가는지를 알아보는 공간 능력 측정법이다. 디딤대가 눈에 보이지 않는 물속에 있기 때문에 공간 인지 능력과 기억력이 좋은 쥐는 어떤 장소에 풀어놓더라도 디딤대가 있는 곳을 빨리 찾아가는 경향이 있다. ●고양이 공포심 적고 밝은 곳에서도 ‘활발’ 유전자 변형 생쥐들은 일반 생쥐들보다 불안감을 덜 느끼고 두려웠던 기억도 쉽게 잊는 것으로 나타났다. 쥐들은 대체로 어둡고 폐쇄적인 공간을 좋아하지만 유전자 조작 생쥐들은 밝고 열린 공간에서도 활발히 활동하는 것이 관찰됐다. 고양이에 대한 공포감도 덜한 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기존 항암제보다 치료 효과가 높으면서도 부작용은 거의 없는 ‘면역 항암제’의 작용 메커니즘을 국내 연구진이 밝혀냈다. 이에 따라 고효율 항암제 개발이 한층 앞당겨질 수 있을지 주목된다. 서울대 약대 강창율 교수팀은 면역 항암제로 주목받고 있는 ‘GITR’이라는 물질의 작용 메커니즘을 밝혀내고 의약학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메디신’ 17일자 온라인판에 발표했다. 면역 항암제는 암세포를 직접 공격하는 ‘화학 항암제’나 암 관련 유전자를 공격하는 ‘표적 항암제’와 달리 암세포에 맞서 싸울 수 있도록 환자의 면역 반응을 강화시키는 약물이다. 화학 항암제는 암세포의 성장 속도가 빠르다는 데 초점을 맞춰 치료하기 때문에 증식 속도가 빠른 혈액세포 등 정상세포까지 공격해 탈모나 면역력 감소 등 부작용을 일으킨다. 면역 항암제는 기존 항암제보다 부작용이 적고 치료 효과도 월등한 것으로 알려져 있지만 정확한 작동 메커니즘이 밝혀지지 않아 상용화가 어렵다는 문제가 있었다. 연구진은 인위적으로 흑색종(피부암의 일종), 폐암, 대장암을 발생시킨 생쥐에게 GITR 항체를 투입했다. 그러자 면역체계를 자극해 암세포가 더이상 성장하지 않고 치료되는 것을 발견했다. 연구팀은 GITR 항체가 면역체계에서 중요한 역할을 하는 ‘인터루킨9’라는 물질을 생성함으로써 효과가 나타난다는 것을 밝혀냈다. 강 교수는 “이번 연구는 그동안 부분적으로만 알려져 있던 GITR 항체의 항암 원리 전체를 확실히 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “GITR 항체를 활성화하는 물질의 개발을 통해 생체 친화적 항암제 연구에 큰 진전을 이룰 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

당뇨병은 체내 인슐린 분비의 이상으로 혈중 포도당 농도가 높아져 생기는 대사질환이다. 전 세계적으로 환자가 3억명에 이르고 국내에서도 350만명 정도가 앓고 있다. 당뇨 환자들의 혈당 조절을 위해 가장 많이 사용되는 것이 인슐린이다. 문제는 인슐린이 세포 증식을 촉진시켜 동맥경화 같은 심혈관계 질환이나 각종 암의 발병 위험을 높인다는 것이다. 포스텍 생명과학과 류성호 교수와 스웨덴 카롤린스카연구소 당뇨센터 퍼올로프 베르그렌 센터장 공동연구팀은 인슐린처럼 혈당을 낮추면서도 당뇨 치료 부작용은 줄일 수 있는 새로운 핵산물질을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 성과는 핵산 분야 국제학술지 ‘핵산연구’ 최신호 온라인판에 게재됐다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 ‘IR-A48’이란 핵산물질이 인슐린처럼 체내 혈당은 낮추지만 세포는 증식시키지는 않는다는 점을 발견했다. 당뇨 환자 사망 원인의 70%에 이르는 동맥경화 같은 심혈관 질환은 인슐린에 의한 혈관 근육의 세포분열 때문으로 알려져 있다. 이번에 발견한 물질은 세포분열 없이 포도당 흡수만 증가시키기 때문에 인슐린 대체재가 될 수 있을 것으로 기대된다. 류 교수는 “국내 바이오벤처 기업에 관련 기술을 이전해 임상시험을 진행하는 한편 신약 개발을 앞당기기 위해 글로벌 제약사와의 제휴도 추진할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대부분의 동물들은 어두운 밤이 되면 잠이 들고, 아침 해가 뜨면 눈을 떠 활동을 시작한다. 사람들도 마찬가지다. 간혹 이유 없이 밤에 잠을 이루지 못하고, 낮에 꾸벅꾸벅 조는 사람들도 있다. 이렇게 밤낮이 바뀐 사람들은 뇌 신경전달물질의 이상을 의심 해봐야 할 것 같다. 미국 노스웨스턴대 신경생물학과 라비 알라다 교수, 한태희 박사와 미 시카고·펜실베이니아·아이오와·뉴저지공대 공동연구팀은 인간의 생체시계가 뇌 속 나트륨과 칼륨 농도에 따라 좌우된다는 사실을 밝혀냈다. 공동연구팀은 이를 ‘바이시클(자전거) 메커니즘’으로 명명했다. 나트륨과 칼륨의 농도가 자전거 페달처럼 한쪽이 올라가면 다른 쪽이 내려가는 것처럼 정상적인 신체 기능이 유지되기 위해서는 자율 조절되며 균형을 이룬다는 설명이다. 이 연구는 세계적인 생물학 권위지 ‘셀’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 야행성 동물인 생쥐와 주행성 동물인 초파리의 낮과 밤에 나타나는 신경세포 내 이온 변화를 관찰했다. 정도의 차이가 있기는 하지만 밤이 되면 칼륨 조절 통로가 활성화되고 낮이 되면 나트륨 조절 통로가 활성화되는 것을 발견했다. 알라다 교수는 “그동안 포유류와 곤충의 생체리듬 조절 메커니즘이 다를 것으로 추정됐지만 이번 연구를 통해 동물들의 생체리듬 조절 메커니즘이 모두 같다는 점이 드러났다”며 “신경세포의 신호전달체계를 조절한다면 부작용 없는 수면제나 각성제를 만들 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

병원에서 검사를 해봐도 이상이 없다는데 온몸에 극심한 통증을 느끼는 사람들이 있다. 근육이나 관절, 인대 등 전신의 근골격계에서 통증을 느끼는 섬유근육통 때문이다. 섬유근육통은 심할 경우 만성피로, 수면장애, 두통, 불안감, 우울증을 유발한다. 남성보다는 여성들에게 많이 나타나는 증상으로 지금까지 정확한 원인이 밝혀지지 않았다. 한국한의학연구원 임상연구부 김지은 박사와 미국 하버드대 의대 마르티노스 바이오메디컬 이미징센터 공동연구팀은 “정상인과 섬유근육통 환자 사이에는 뇌 신경망의 연결 상태에 차이가 있는 것으로 나타났다”고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 류머티즘학회에서 발간하는 통증 분야 국제학술지 ‘관절염·류머티즘’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 정상인 14명과 섬유근육통 환자 35명을 대상으로 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 한 결과, 통증 자극을 줬을 때 인체의 감각 자극을 처리하는 대뇌의 일차체성감각피질과 전전두엽 피질의 연결 상태가 다른 것을 발견했다. 섬유근육통 환자들은 정상인들과 달리 외부에서 통증 자극이 없는 상태에서도 일차체성감각피질과 전전두엽 피질에서 신호전달이 과다하게 발생했다. 김 박사는 “섬유근육통은 우리나라 인구의 1~4%가 앓고 있는 질환으로 말할 수 없는 고통을 동반한다”면서 “변화된 신경 연결상태를 정상으로 돌리는 방법을 찾는다면 섬유근육통을 근본적으로 치료할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 반도체의 소재인 실리콘보다 전자 이동이 100배나 빠르고 강철보다 200배 강해 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 뛰어넘는 특성의 물질을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 원자제어 저차원전자계 연구단 김근수(포스텍 물리학과) 교수와 연세대 물리학과 공동연구팀은 ‘포스포린’이 그래핀보다 우수한 성질을 가진 반도체 물질이라는 것을 규명하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 14일자에 발표했다. 머리카락 굵기 10만분의1 수준인 0.5㎚ 두께의 포스포린은 인(燐·P) 원자로 된 흑린 표면 몇 개 층을 떼어내 만든 것이다. 그래핀은 철보다 강하고 구리보다 전류가 잘 흐르지만 ‘밴드갭’이 없다. 밴드갭은 전자의 이동을 통제하는 일종의 장벽으로 밴드갭이 0에 가까울수록 전류가 쉽게 흘러 반도체가 아닌 도체가 된다. 밴드갭이 없기 때문에 그래핀은 필요할 때 전류를 완전히 차단하기 어려워 반도체 소자로 사용하기 쉽지 않다. 연구진은 포스포린 표면에 칼륨 원자를 흡착시키는 방법으로 밴드갭을 0~0.6까지 조절할 수 있게 했다. 이에 따라 포스포린은 반도체에서 도체까지 필요에 따라 성질을 바꿀 수 있게 됐다. 연구팀은 포스포린 트랜지스터 개발과 포스포린의 공기 중 산화를 막는 기술을 추가로 연구 중이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국항공우주연구원은 광복 70주년을 맞아 다목적실용위성(아리랑) 3A호가 우주에서 찍은 항일 독립 역사 유적지 영상 10여점을 13일 공개했다. 공개된 영상에는 1909년 10월 26일 안중근 의사가 이토 히로부미를 저격한 중국 헤이룽장성 하얼빈역(오른쪽), 윤봉길 의사가 폭탄을 투척했던 중국 상하이 훙커우공원, 상하이와 항저우 대한민국 임시정부, 수많은 독립투사가 투옥돼 고초를 겪였던 서울 서대문형무소(왼쪽) 등이 포함됐다. 지난 3월 26일 러시아 야스니 발사장에서 발사된 아리랑 3A호는 55㎝급 초고해상도 광학카메라와 5.5m급 적외선 센서를 탑재해 야간이나 악천후에도 관계없이 24시간 정밀하게 지구를 관측하며 국토·환경 감시 임무를 수행한다. 아리랑 3A호는 오는 9월까지 위성 초기 운영 및 위성영상의 검정·보정을 완료하고 본격적인 임무에 착수한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

12일 오전부터 남부지방을 중심으로 비가 내린다. 비가 오고 나면 한낮 35도를 넘나드는 불볕더위는 올해 더이상 없을 것으로 보인다. 기상청은 “지난 10일 전국에 내려졌던 폭염특보가 해제되고, 12일 남부지방을 중심으로 비가 내리면서 지난달 말 시작된 35도 안팎의 폭염은 사실상 끝나게 된다”고 11일 밝혔다. 일시적인 더위는 나타날 수 있겠지만 폭염특보의 기준인 33도 이상의 날씨는 별로 없을 것이라는 얘기다. 기상청 관계자는 “일반적으로 8월 중순부터 더위가 한풀 꺾이는데 올해도 크게 다르지 않을 것”이라며 “여름 날씨는 9월 중순까지 계속되겠지만 평년 수준으로, 30도를 넘는 날씨는 자주 있지 않을 것으로 예상된다”고 말했다. 11일 오후부터 내리기 시작한 비는 꽤 큰 비다. 기상청은 전남·경남·제주 등 남부지방을 중심으로 호우주의보를 발령했다. 11일 오후 6시를 기준으로 전남 흑산도·홍도 지역에는 호우경보가, 전남 진도·완도·해남 지역에는 호우주의보가 내려졌다. 12일에는 제주 산간과 전남 여수·고흥, 경남 남해·거제·통영 지역으로까지 확대된다. 강수량은 13일 오전까지 전남·경남·제주 30~80㎜, 그 밖의 지역 5~30㎜로 예상된다. 서울·경기 등 중부지방은 소나기 수준에 그칠 것으로 전망된다. 곳에 따라 시간당 30㎜의 폭우도 예상된다. 기상청은 “이번 비는 지난 9일 중국 내륙에서 소멸된 제13호 태풍 ‘사우델로르’가 열대성저기압으로 바뀌어 이동해 온 데 따른 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일반 비행기의 항로보다 높은 하늘에서 오랫동안 날 수 있는 무인 항공기가 순수 국내 기술로 개발됐다. 한국항공우주연구원은 태양광 에너지로 하늘을 나는 고(高)고도 무인기 ‘EAV3’를 개발해 9시간 성층권 비행 실험에 성공했다고 11일 밝혔다. 항우연은 “EAV3가 지난 5일 오전 8시 30분 전남 고흥 항공센터에서 이륙해 최고 고도 14.12㎞까지 도달했다가 오후 5시 30분 안전하게 귀환했다”고 말했다. 현재까지 성층권 최장 시간 비행 기록을 갖고 있는 무인기는 영국 퀴네틱사의 ‘제퍼’로 2주 이상을 비행했다. 미국항공우주국(NASA)과 에어로바이론먼트사도 ‘헬리오스’를 개발해 성층권에서의 단기 비행에 성공했지만 2003년 추락했다. EAV3가 비행한 고도 14.12㎞는 지구의 대기 구조에서 성층권에 해당한다. 성층권은 대류권과 비교해 공기의 밀도가 53%에 불과하고 온도도 영하 60도에 이른다. 공기가 희박하기 때문에 항공기가 뜨기 위해 필요한 힘인 양력을 얻기가 어려워 일반 항공기는 대류권 끝인 고도 10㎞ 이하에서 비행한다. EAV3는 동체 길이는 9m, 날개 길이는 20m에 달하지만 무게는 53㎏에 불과하다. 가벼운 탄소섬유 복합재로 만들었기 때문이다. 프로펠러의 동력은 날개 윗면에 부착된 태양전지를 통해 얻는다. 성층권 장기 비행 무인기를 개발하는 것은 발사에 많은 비용이 들어가는 인공위성을 대체할 수 있기 때문이다. 성층권은 날씨의 영향을 거의 받지 않기 때문에 수주일에서 수개월간 비행할 수 있는 기술만 확보되면 환경·교통·국경 감시나 기상관측, 통신 중계 등이 가능할 것으로 기대된다. 항우연 관계자는 “EAV3의 최고 비행 고도를 20㎞까지 끌어올리고 배터리의 성능과 동체 디자인을 개선하는 연구를 진행 중”이라며 “3~4일간 하늘에 머무는 기술만 확보하면 사실상 무착륙 항공기 개발이 가능해진다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일반 비행기의 항로보다 높은 하늘에서 오랫동안 날 수 있는 무인 항공기가 순수 국내 기술로 개발됐다. 한국항공우주연구원은 태양광 에너지로 하늘을 나는 고(高)고도 무인기 ‘EAV3’를 개발해 9시간 성층권 비행 실험에 성공했다고 11일 밝혔다. 항우연은 “EAV3가 지난 5일 오전 8시 30분 전남 고흥 항공센터에서 이륙해 최고 고도 14.12㎞까지 도달했다가 오후 5시 30분 안전하게 귀환했다”고 말했다. 현재까지 성층권 최장 시간 비행 기록을 갖고 있는 무인기는 영국 퀴네틱사의 ‘제퍼’로 2주 이상을 비행했다. 미국항공우주국(NASA)과 에어로바이론먼트사도 ‘헬리오스’를 개발해 성층권에서의 단기 비행에 성공했지만 2003년 추락했다. EAV3가 비행한 고도 14.12㎞는 지구의 대기 구조에서 성층권에 해당한다. 성층권은 대류권과 비교해 공기의 밀도가 53%에 불과하고 온도도 영하 60도에 이른다. 공기가 희박하기 때문에 항공기가 뜨기 위해 필요한 힘인 양력을 얻기가 어려워 일반 항공기는 대류권 끝인 고도 10㎞ 이하에서 비행한다. EAV3는 동체 길이는 9m, 날개 길이는 20m에 달하지만 무게는 53㎏에 불과하다. 가벼운 탄소섬유 복합재로 만들었기 때문이다. 프로펠러의 동력은 날개 윗면에 부착된 태양전지를 통해 얻는다. 성층권 장기 비행 무인기를 개발하는 것은 발사에 많은 비용이 들어가는 인공위성을 대체할 수 있기 때문이다. 성층권은 날씨의 영향을 거의 받지 않기 때문에 수주일에서 수개월간 비행할 수 있는 기술만 확보되면 환경·교통·국경 감시나 기상관측, 통신 중계 등이 가능할 것으로 기대된다. 항우연 관계자는 “EAV3의 최고 비행 고도를 20㎞까지 끌어올리고 배터리의 성능과 동체 디자인을 개선하는 연구를 진행 중”이라며 “3~4일간 하늘에 머무는 기술만 확보하면 사실상 무착륙 항공기 개발이 가능해진다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이별은 쉽지 않은 일이다. 연인이 남남으로 돌아설 때 남성과 여성 중 어느 쪽이 더 큰 마음의 상처를 받게 될까. 미국 뉴욕 빙햄턴대와 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 남녀가 이별할 때 받는 감정적, 신체적 고통의 느낌을 10점 척도(점수가 높을수록 고통이 큼)로 조사한 결과 헤어질 당시의 괴로움은 여성들이 남성들보다 더 크다는 것을 밝혀냈다. 96개국 남녀 5705명을 대상으로 한 이 연구 결과는 진화심리학 분야 국제학술지 ‘진화행동과학’ 최신호에 실렸다. 조사 결과, 이별을 했을 때 여성이 느끼는 감정적 고통은 6.84점, 남성은 6.58점으로 여성들의 고통이 더 큰 것으로 조사됐다. 신체적 괴로움도 여성은 4.21점인 반면 남성은 3.75점으로 여성 쪽이 더 높았다. 그러나 일정 시간이 흘러 이별의 고통을 잊고 정상으로 회복되는 능력은 여성 쪽이 더 우세했다. 남성은 헤어질 당시의 고통은 여성보다 평균적으로 덜해도 옛 연인에 대한 미련은 더 강한 것으로 나타났다. 연구진은 남녀 간의 이런 차이를 진화론적 관점에서 분석했다. 연구팀은 “남녀 관계에서 남성에 비해 여성은 임신과 출산, 양육 등 생물학적 투자 비용이 크기 때문에 리스크를 최소화할 수 있는 상대를 선택하도록 진화돼 왔다”며 “신중하게 선택했다고 생각하는 상대와 이별하면 그 충격은 클 수밖에 없을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이별은 쉽지 않은 일이다. 연인이 남남으로 돌아설 때 남성과 여성 중 어느 쪽이 더 큰 마음의 상처를 받게 될까. 미국 뉴욕 빙햄턴대와 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 남녀가 이별할 때 받는 감정적, 신체적 고통의 느낌을 10점 척도(점수가 높을수록 고통이 큼)로 조사한 결과 헤어질 당시의 괴로움은 여성들이 남성들보다 더 크다는 것을 밝혀냈다. 96개국 남녀 5705명을 대상으로 한 이 연구 결과는 진화심리학 분야 국제학술지 ‘진화행동과학’ 최신호에 실렸다. 조사 결과, 이별을 했을 때 여성이 느끼는 감정적 고통은 6.84점, 남성은 6.58점으로 여성들의 고통이 더 큰 것으로 조사됐다. 신체적 괴로움도 여성은 4.21점인 반면 남성은 3.75점으로 여성 쪽이 더 높았다. 그러나 일정 시간이 흘러 이별의 고통을 잊고 정상으로 회복되는 능력은 여성 쪽이 더 우세했다. 남성은 헤어질 당시의 고통은 여성보다 평균적으로 덜해도 옛 연인에 대한 미련은 더 강한 것으로 나타났다. 연구진은 남녀 간의 이런 차이를 진화론적 관점에서 분석했다. 연구팀은 “남녀 관계에서 남성에 비해 여성은 임신과 출산, 양육 등 생물학적 투자 비용이 크기 때문에 리스크를 최소화할 수 있는 상대를 선택하도록 진화돼 왔다”며 “신중하게 선택했다고 생각하는 상대와 이별하면 그 충격은 클 수밖에 없을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

입는 컴퓨터, 휘어지는 화면, 두루마리 전자책 등 미래형 전자기기를 만들기 위해서는 다양한 모양으로 변형할 수 있는 ‘플렉서블 전지’가 필수적이다. 그러나 현재 쓰이고 있는 리튬이차전지는 양극, 음극, 분리막과 액체 전해질을 딱딱한 케이스에 넣는 방식으로 만들어지기 때문에 자유로운 변형에 한계가 있다. 국내 연구진이 원하는 사물의 겉면에 배터리를 얇게 입혀 사용할 수 있는 기술을 개발해 화제다. 울산과학기술대(UNIST) 에너지 및 화학공학부 이상영 교수팀은 전자기기 표면에 원하는 모양으로 얇게 입힐 수 있는 리튬이온전지 제조 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이 기술을 이용하면 전자기기 내에 별도로 전지를 넣는 공간이 필요 없어져 제품들이 더 얇고 가벼워질 전망이다. 연구진은 전지를 구성하는 양극과 음극, 전해질 물질을 조청처럼 끈적끈적한 액체로 만든 뒤 원하는 사물 위에 음극-전해질-양극 순으로 덧입히는 프린팅 기법으로 신개념 리튬이온전지를 만들었다. 각각의 물질을 사물에 입힐 때 1분 이내에 자외선에 노출시켜 굳히기만 하면 되기 때문에 유리컵이나 안경 등 원하는 곳 어디에나 글자나 하트 모양 등 다양한 형태로 전지를 만들 수 있다. 이 교수는 “웨어러블 기기 상용화에서 가장 큰 문제 중 하나인 전원 공간 문제를 해결함으로써 전자기기의 디자인이 다양해질 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전국에 내려졌던 폭염특보가 10일 모두 해제됐다. 불볕더위가 한풀 꺾이면서 아침저녁으로 점차 시원해질 것으로 보인다. 기상청은 10일 남부 지방과 중부 일부 내륙에 내려졌던 폭염경보와 폭염주의보가 이날 오후 6시를 기해 모두 해제됐다고 밝혔다. 11일에는 낮 기온이 30도를 웃돌며 무덥겠지만 오후부터 제주도와 전남 남서 지역을 시작으로 비가 내릴 것으로 예보됐다. 비는 12일에도 충청 이남과 강원 영동, 강원 영서 남부에서 이어질 것으로 전망된다. 폭염주의보는 낮 최고기온이 33도 이상인 상태가, 경보는 낮 최고기온이 35도 이상인 상태가 각각 2일 이상 지속할 것으로 예상될 때 내려진다. 기상청은 “11일부터 전국에 구름이 많이 끼면서 비가 오고 기온도 낮아지겠다”며 “폭염이 심했던 남부 지방에서 더위가 물러갈 전망”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1945년 8월 6일 오전 8시 14분 조종사 폴 티벳 중령의 어머니 이름을 딴 B29 폭격기 ‘에놀라 게이’가 우라늄 폭탄 ‘리틀 보이’를 히로시마 상공 9750m에서 투하했다. 자동 폭발 고도인 580m에 도달하기까지는 57초 걸렸다. 8시 15분, 핵폭발로 인해 발생한 버섯구름은 18㎞ 상공까지 치솟았고 폭발 중심 지점에서 반경 1.6㎞ 이내 모든 것이 파괴됐다. 폭발 당시 25만5000여 명이 거주하던 히로시마에서는 초기 폭발로 7만 명이 사망했고, 1945년 말까지 방사능 피폭으로 비슷한 숫자의 사람들이 사망했다. 어마어마한 파괴력에 전 세계는 경악했다. 이에 세계 최초이자 마지막으로 핵폭탄을 실전에 사용한 미국은 2차 대전 이후 핵 에너지를 무기가 아닌 전기 생산에 이용하기 위한 ‘원자력의 평화적 이용’ 계획을 발표했다. 그렇게 60년 넘게 ‘싸고 안전한’ 에너지라는 명성을 이어오던 원자력 발전은 2011년 일본 후쿠시마 원전사고 이후로 미운 오리 신세가 됐다. ●우라늄 1g은 석유 1800ℓ의 에너지 엄청난 살상력을 가진 핵폭탄과 전기를 만들어 내는 원자력 발전의 원리는 비슷하다. 물질의 최소단위인 원자는 원자핵과 그 주위를 도는 전자로 구성돼 있고 원자핵은 양성자와 중성자로 이뤄져 있다. 안정적인 원자핵에 중성자를 쏘아 넣으면 원자핵은 불안정한 상태가 된다. 정원이 10명인 엘리베이터에 덩치가 있는 1명이 추가로 타서 11명이 되면 숨쉬기 힘들어지고 심장박동이 빨라지는 등 불안정한 상황이 되는 것과 비슷하다. 불안정한 원자핵은 급기야 두 개로 쪼개지는 붕괴현상을 일으킨다. 방사성 동위원소인 우라늄 235에 중성자를 쏘면 바륨(Ba) 142과 크립톤(Kr) 91로 분열하고 엄청난 열에너지와 함께 중성자 2~3개를 빠른 속도로 내뱉는다. 이렇게 튀어나온 중성자들은 주위에 있는 또 다른 우라늄 235의 원자핵을 연쇄적으로 분열시킨다. 1g의 우라늄에는 1조의 25억배에 해당하는 우라늄 원자가 있는데 이것들이 연쇄반응을 일으켜 모두 분열하는데는 1백만분의1초밖에 걸리지 않는다. 이때 발생하는 에너지는 석유 1800ℓ, 석탄 3t이 완전 연소할 때 생기는 에너지와 비슷한 수준이다. 같은 양이라고 할 때 우라늄은 석탄보다 300만 배 이상의 에너지를 발산한다. 연쇄반응을 한번에 일으켜 에너지가 단숨에 분출되도록 하는 것이 핵폭탄이고, 연쇄반응 속도를 조절해 핵분열 에너지를 평화적으로 사용할 수 있도록 한 것이 원자력 발전이다. ●경수로는 ‘물’ 중수로는 ‘중수’로 속도조절 원자력 발전소의 발전 방식은 화력 발전의 원리와 비슷하다. 핵분열 에너지로 물을 끓여 나온 증기로 터빈을 돌리면 터빈에 연결된 발전기가 돌아가면서 전기를 만들어 내는 것이다. 원자력 발전의 핵심은 핵분열 속도의 통제에 있다. 핵분열 속도를 통제하지 못하는 순간 원자로는 거대한 핵폭탄이 된다. 분열 속도를 조절하기 위해 사용하는 것이 바로 감속재다. 감속재는 핵분열 시 나오는 고속중성자의 속도를 늦출 수 있으면서 중성자를 흡수하지는 않아야 한다. 이런 조건에 맞는 물질은 물과 흑연, 베릴륨, 산화베릴륨인데, 안전성과 경제성을 모두 갖춘 것이 물과 흑연이다. 원자력발전소의 핵심 설비인 원자로는 크게 경수로와 중수로로 나뉘고, 감속재에 따라 가압경수로, 가압중수로, 흑연로, 비등경수로, 고속증식로 등으로 구분된다. 경수로는 일반적으로 볼 수 있는 물인 ‘경수’가 감속재로 쓰이며 농축 우라늄 235를 연료로 사용한다. 중수로는 중성자를 하나 더 갖고 있는 중수소가 물 분자를 구성하는 ‘중수’를 감속재로 사용한다. 중수는 보통의 물 1ℓ 중에도 0.16~0.17% 포함돼 있어 추출 비용이 비싸다. 흑연로는 감속재로 흑연이 사용된다. ●한국 가압형 경수로 5중 방호장치 갖춰 1940년대 말 원자력 발전계획이 처음 발표됐을 때만 해도 많은 사람들은 에너지를 값싸게 무한정 공급받을 수 있어 인류의 에너지 문제를 완전히 해결할 수 있을 것으로 기대했다. 그렇지만 1979년 미국 스리마일 원전 핵누출 사고, 1986년 구 소련 체르노빌 원전 폭발사고, 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 등으로 원전 안전에 대한 불신은 극에 달하고 있다. 이 때문에 원전 연구자들은 안전성 확보를 최우선적으로 고려하고 있다. 세계 원전의 60% 정도를 차지하고 있고, 우리나라에서 가동 중인 원자로 대부분을 차지하고 있는 가압형 경수로의 경우 핵연료 펠릿-연료 피복관-원자로 압력 용기-4㎝ 두께의 철판 격납용기-120㎝ 두께의 콘크리트 원자로 건물 등 5중 방호장치를 갖추고 있다. 이 같은 방호장치에도 불구하고 갖가지 원전관련 비리 및 사고가 잇따라 발생하면서 안전에 대한 불신은 높아지고 있다. 여기에 방사성 폐기물 처분, 사용후핵연료 처리, 폐로 처리 등 비용을 포함하면 원자력 발전이 여타 발전방식에 비해 경제적이지 않다는 목소리도 높아지고 있는 추세다. 반면 우리나라 전력사용량의 증가와 전기생산 비용을 따지면 원전이 아직까지는 다른 발전방식보다 싸기 때문에 원자력 에너지를 확대해야 한다는 목소리가 첨예하게 대립하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반갑네, 나는 영국의 물리학자이자 소설가인 찰스 퍼시 스노 남작일세. 1980년 75세의 나이로 세상을 뜬 지 35년 정도가 흘렀군. 내 이름이 익숙한 사람도 있을 거야. 1959년 케임브리지대학 리드 강좌에서 말했던 과학과 인문학 사이의 의사소통 단절에 관한 ‘두 문화’ 이론을 기억한다면 말야. 내 자랑을 하는 건 아니지만, 과학과 관련된 소통 문제에 있어 나만한 전문가는 없다네.난 요즘 발표되고 있는 과학분야 성과를 볼 때마다 20세기가 물리학의 시대였다면 21세기는 생물학의 시대가 아닌가 하는 생각이 들어. 그렇지만 줄기세포나 유전자 치료 등 생명과학 기술은 인간의 건강한 삶을 보장하기도 하지만 그로 인한 유전적 차별이나 생태계 변화 같은 부정적 면도 무시할 수는 없다네. 유전자 조작이 일상화된 미래사회를 그린 ‘가타카’ 같은 류의 영화들이 끊임없이 나오는 것을 보면 대중도 생명과학의 양면성에 주목하고 있다는 것은 분명한 듯해. 생명윤리가 주목받는 것도 바로 그런 이유지. 지난달 30일 미국국립과학원(NAS)이 ‘유전자 드라이브’ 기술에 관해 토론회를 개최한 것도 같은 맥락이라고 할까. 유전자 드라이브를 쉽게 설명하자면 모기 한 마리에 말라리아를 일으킬 수 있는 유전자를 제거한 뒤 야생에 풀어놓아 말라리아를 퇴치하거나, 생태계를 교란시키는 동식물에 불임 유전자를 이식해 사라지게 하는 등의 기술을 말하지. 생명윤리에 대해서는 일반 대중이나 인문학자 이외에 과학자들 내부에서도 논란이 있는 것 같더군. ‘우리 안의 선한 천사’, ‘빈 서판’의 저자로 유명한 진화심리학자인 하버드대 스티븐 핑커 교수가 “과학에 대한 지나친 윤리적 간섭은 혁신을 지연시키기 때문에 득 될 것이 없다”는 주장을 했다더군. 부정확한 미래 예측을 기반으로 지나치게 윤리기준을 높이면 과학의 앞길을 막을 수 있다는 거겠지. 반면 영국의 생명윤리학자인 대니얼 소콜은 “생명윤리는 연구를 못하게 하자는 것이 아니라 연구의 위험성에 대한 판단을 과학자들에게만 맡겨서는 안 된다는 것”이라고 반박했다더군. 많은 연구자들은 자신의 연구방향이 옳다고 생각하기 때문에 한순간의 오판은 엄청난 사회적 비용을 부담시킬 수 있으니 어느 정도의 간섭은 필요하다는 말 아니겠어. 양쪽 모두 일리는 있어. 그런데 이런 문제에 있어서 내 생각은 이거야. 과학자들이 폐쇄적인 전문가주의를 버리고 실험실 밖으로 나와 대중이 충분히 이해할 수 있도록 설명하는 기회를 자주 만들어야 한다는 거지. 그래야만 서로 이해관계의 상충 없이 멋진 신세계를 열 수 있지 않겠냐 말일세. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화질이 훨씬 좋은 데도 전력 사용량은 기존의 10분의1밖에 안되는 차세대 고화질 3차원(3D) TV 생산 기술이 개발됐다. 성균관대 전자전기공학부 송장근 교수와 삼성디스플레이 김수동 연구원, 전북대 BIN융합공학과 강신웅 교수 공동 연구진은 머리카락 굵기보다도 가는 마이크로미터(㎛) 단위 액정방울의 모양과 크기, 위치, 배열 상태 등을 자유자재로 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이 기술은 광학소자와 다양한 기능성 고분자 필름 제작에 활용될 수 있어 3D TV를 비롯해 종이처럼 접었다 펼쳤다 할 수 있는 전자종이 등 다양한 차세대 디스플레이 제작에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구성과는 자연과학 분야 권위지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자 온라인판에 실렸다. 연구진은 전압을 제거하면 액정방울이 기판에 넓게 퍼지면서 빨강, 녹색, 파랑의 빛을 내고 전압을 가하면 액정방울이 움츠러들면서 화면에 하얗게 표시되도록 만들었다. 현재까지 개발된 액정 디스플레이 기술은 픽셀 하나의 크기가 100~200㎛였다. 이번에 개발된 기술로는 4㎛ 폭의 길다란 액정선을 만드는 게 가능해 한층 선명한 화면을 구현할 수 있게 됐다. 이번 기술은 삼성디스플레이를 비롯해 여러 회사가 개발 중인 차세대 디스플레이 기술 중 하나인 전기습윤디스플레이(EWD)의 단점을 극복하는 데 활용될 수 있을 것으로도 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr