황혼의 90대 노부부가 200억원 상당의 부동산을 과학기술인재 양성에 써 달라고 카이스트에 기부해 화제가 되고 있다. 카이스트는 14일 경기 용인에 거주하는 장성환(92)·안하옥(90) 부부가 서울 강남구 논현동 소재의 부동산을 기부했다고 밝혔다. 화장품 용기 제조 회사인 삼성브러쉬를 운영하는 장성환 회장이 이번에 기부한 부동산은 서울 강남구 논현동 소재 580㎡(약 175평)에 지어진 지상 6층, 지하 2층 규모의 건물이다. 황해도 남촌에서 7남매 중 셋째로 태어난 장 회장은 18살에 월남해 연세대 대학원까지 졸업했다. 이후 무역업에 투신해 화장용 붓 등 각종 용품을 명품 화장업체에 납품하는 제조회사를 만들었다. 사업이 성공해 중국에도 공장 2곳을 세우며 부를 축적했다. 고학생으로 어렵게 공부했던 장 회장은 평소 인재 양성을 위한 장학 사업에 관심을 갖고 있다가 2009년과 2011년 두 차례에 걸쳐 카이스트에 350억원을 기부한 이웃사촌 김병호 서존농원 회장의 사연과 취지에 공감해 기부를 하게 된 것으로 알려졌다. 김 회장은 장 회장이 현재 거주 중인 경기 용인의 한 실버타운의 이웃이다. 이곳 실버타운의 주민이 카이스트에 고액 기부한 것은 벌써 네 번째, 전체 기부액은 761억원에 달한다. 2010·2012년 160억원을 기부한 고 조천식 한국정보통신 회장, 지난해 추사 김정희의 수묵화 ‘세한도’를 기부해 화제가 됐던 손창근 선생도 김 회장의 권유로 2017년 부동산 50억원과 현금 1억원을 카이스트에 기부한 것으로 알려졌다. 장 회장은 “국가 미래를 위한 투자가 가장 보람될 곳을 찾다가 카이스트로 결정하게 됐다”고 밝혔다. 부인 안씨 역시 “우리 부부의 기부가 대한민국 과학기술 발전에 보탬이 돼 국가 발전에 도움이 된다면 바랄 것이 없다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한 주가 시작되는 월요일인 15일은 4월 중하순에 해당하는 포근한 날씨를 보이겠지만 연무현상과 함께 미세먼지 ‘나쁨’ 단계를 보이겠다. 기상청에 따르면 “14일 밤부터 시작돼 15일 오전까지 서해안 지역과 중부내륙은 큰 일교차로 인해 가시거리 1㎞ 미만의 안개가 끼고, 서해상에는 바다안개까지 겹치면서 200m 내외의 짙은 안개가 끼는 곳이 많을 것”이라고 14일 예보했다. 일교차가 크고 습도가 낮아지면서 연기와 먼지 등 미세입자들이 공기 중에 떠다녀 부옇게 보이는 연무현상은 낮에도 계속 이어질 것으로 기상청은 내다봤다. 특히 서해대교, 영종대교, 인천대교 등은 시간대에 따라 50m 앞도 분간할 수 없을 정도의 안개가 낄 것으로 전망돼 교통안전에 각별히 유의해야 하겠다. 또 인천공항 지역도 짙은 안개로 인해 항공 운항에 차질을 빚을 수 있을 것으로 보인다. 국립환경과학원에 따르면 고기압의 영향으로 중국을 비롯한 국외 미세먼지가 유입되고 대기정체 현상으로 인해 미세먼지가 빠져나가지 못한 채 축적되면서 15일 월요일에도 미세먼지 농도는 경남과 제주지역을 제외한 전국이 ‘나쁨’ 수준을 보이겠다. 중부지역의 경우 이 같은 미세먼지 ‘나쁨’ 단계는 지난 일요일 오후부터 시작돼 일주일째 지속되고 있다. 한편 기상청은 15일은 전국에 가끔 구름이 많고 흐린 날씨를 보이겠지만 따뜻한 남서풍이 유입되면서 아침 기온은 1~7도, 낮 기온은 13~18도 분포를 보이며 포근할 것으로 전망했다. 15일 밤부터 16일 화요일 새벽 사이에 수도권과 강원 영서지역에는 5㎜ 미만의 비가 내릴 것으로 예상됐지만 미세먼지 농도에는 영향을 미치지 못할 것으로 예상됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

브랜드에 신선함과 색다른 재미를 선사하는 굿즈 마케팅의 인기가 여전히 뜨거운 가운데, 유통업계가 신학기를 앞두고 눈높이 굿즈 마케팅을 전개하며 어린이 고객 마음 사로잡기에 나섰다. 특히, 키즈 브랜드에게 있어 캐릭터와 스토리텔링이 입혀진 굿즈는 친근한 매력으로 브랜드와의 장벽을 쉽게 허물어주고, 실용성을 더한 아이디어 굿즈는 일상 속에서 자연스러운 브랜드 이미지 형성에 기여할 수 있기 때문이다. 2021년 신학기를 맞아 깜찍한 디자인부터 실용성과 내구성을 갖춘 굿즈 등 어린이 고객의 새 출발을 응원하는 유통업계의 한정판 키즈 굿즈를 소개한다.●TV 속 키즈 히어로가 내 책가방에 쏙…세노비스 키즈, 굿즈 2종 개학을 앞두고 가장 먼저 챙겨야 할 필수품은 가방 등 단연 신학기 용품이다. 어린이 건강기능식품 1위 브랜드 세노비스 키즈는 신학기를 맞은 어린이들을 위해 브랜드 캐릭터 ‘코비’를 활용한 깜찍한 디자인으로 친근함은 더하고 학교, 집 등 일상에서 유용하게 사용 할 수 있도록 실용성까지 두루 갖춘 ‘필통’과 ‘부클백’ 굿즈 2종을 선보였다. ‘코비’는 호주에서 온 브랜드 특성을 살려 호주 대표 동물 코알라를 모티브로 개발된 브랜드 캐릭터다. 멀티비타민미네랄, 어린이 수퍼바이오틱스, 츄어블 오메가-3 등 세노비스 키즈의 대표 제품에 맞춘 3가지 캐릭터로 분한 ‘히어로 삼총사’로 어린이 고객과 소통 하고 있으며, 이번 신학기 굿즈에도 코비의 활약이 이어졌다. 오는 21일 까지 세노비스 공식몰에서 새학기 특별 구성 ‘히어로 삼총사’ 구매 시, 오메가-3(EPA 및 DHA 함유 유지) 빔이 나오는 삼지창으로 필수 영양 DHA와 눈 건강을 지켜주는 츄오코비의 귀여운 얼굴이 담긴 ‘츄오코비 백’과 15가지 멀티비타민미네랄 빔이 나오는 방패로 성장기 아이들의 기초 영양을 돕는 비타코비 캐릭터로 만든 ‘비타코비 필통’을 선착순 한정 수량으로 증정한다. ‘슬기로운 새학기 디지털 캠페인’ 이벤트 경품으로도 만나볼 수 있다. 세노비스 키즈 브랜드 매니저는 “우리 아이들이 여느 때보다 더 즐겁고 활기찬 신학기를 맞이 할 수 있도록 응원의 마음을 담아 히어로 삼총사를 활용한 신학기 한정판 굿즈 2종을 기획하게 됐다”며, “향후에도 어린이 고객과 지속적으로 소통할 수 있는 다양한 마케팅 활동을 전개할 것” 이라고 말했다.●아이의 안전한 일상을 위해…휠라 키즈, 한정판 ‘흔한남매 안전우산’ 실용성과 아이의 안전한 일상을 위해 마련된 굿즈도 있다. 휠라 키즈(FILA KIDS)는 신학기를 맞아 브랜드 팬들을 위해 ‘휠라 키즈 흔한남매 안전우산’을 준비했다. 이번 굿즈는 우리 아이들을 위한 안전하고 행복한 환경 조성에 일조하고자 10년 넘게 이어온 ‘휠라 키즈 세이프가드 캠페인’을 필두로 한다. 앞 부분에 투명 소재를 사용하고 손잡이에 호루라기를 부착해 아이들의 시야 확보는 물론 만일의 경우를 대비한 신변안전까지 고려했다. 2021 신학기 가방과 신발주머니 세트를 구매하는 전 고객에게 특별 사은품으로 제공(선착순 한정수량)된다. ●든든한 식사에 귀여운 캐릭터 노트까지…농심켈로그 ‘신학기 기획팩’ 건강하고 맛있는 한끼에 캐릭터 노트를 굿즈로 어린이들의 신학기 응원에 나선 브랜드도 있다. 농심켈로그가 선보인 ‘신학기 기획팩’은 어린이들의 꾸준한 사랑을 받고 있는 켈로그 대표 시리얼 콘푸로스트(600g), 첵스초코 오리지널(570g)와 함께 첵스초코 마스코트 ‘체키’의 각양각색 매력을 디자인한 체키 노트로 구성됐다. 역시 한정 수량으로 만나 볼 수 있어 어린이들에게 든든한 한끼와 함께 캐릭터 굿즈로 신학기 준비의 즐거움을 더했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 구리가 녹스는 것을 미세하게 조절해 수 백 가지의 천연색을 구현하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 성균관대 물리학과, 부산대 광메카트로닉스공학과 공동연구팀은 구리 표면 산화층을 1~2㎚(나노미터) 수준으로 조절해 360가지 이상의 천연색을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 9일자에 실렸다. 구리는 붉은 빛을 띄는 갈색이었다가 산화, 흔히 말하는 녹이 슬면서 청록색으로 바뀐다. 미국 뉴욕의 자유의 여신상처럼 구리 합금으로 만든 동상들이 청록색으로 띄는 이유기도 하다. 과학기술이 발달한 요즘도 금속 산화는 정복하지 못한 과제 중 하나이며 특히 구리의 산화는 규칙성이 없기 때문에 제어는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이에 연구팀은 자체 개발한 ‘원자 스퍼터링 에피택시’라는 장치를 이용해 원자 단위로 구리를 쌓아올리는 방식으로 0.2㎚ 두께의 평평한 단결정 구리박막을 만들었다. 이렇게 만든 구리 박막으로 구리 산화 방향을 제어하고 산화층 두께를 원자층 수준으로 조절하는데도 성공했다. 구리와 산화층 사이 경계에서 반사되는 빛이 산화층 두께에 따라 다른 파장을 갖기 때문에 산화층 두께를 달리해 360가지가 넘는 천연색을 구현할 수 있었다. 이 과정에서 연구팀은 레이저를 이용해 표면을 부분적으로 산화시킬수 있는 ‘산화 식각 리소그래피’ 기술도 개발했다. 산화를 식각기술에 처음으로 적용한 것이다. 연구진의 이번 기술을 활용하면 여러 이미지를 금속 표면에 새길 수 있기 때문에 복제 불가능한 암호식각, 반도체 소자 제작 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 IBS 단장(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구결과는 그동안 불가능했던 것으로 알려진 구리의 산화를 완벽하게 제어할 수 있게 돼 학문적으로나 산업적으로 중요한 의미를 갖는다”라며 “구리를 산화시켜 투명한 p형 산화물 반도체로 활용하는 것과 산화 식각으로 새로운 반도체 공정을 개발하는 연구를 수행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2001년 영화 ‘뷰티플 마인드’는 1994년 노벨경제학상을 수상한 미국 수학자 존 내쉬의 이야기를 다루고 있다. 내쉬는 게임이론에서 가장 많이 쓰이는 균형이론을 만든 천재 수학자로 오랜 동안 조현병에 시달려왔다. 조현병은 망상과 환각, 비정상적 사고 등 감정, 지각, 인지, 행동 등 다양한 측면에서 이상 증상을 보이는 정신질환이다. 이 때문에 많은 사람들이 조현병은 흔하지 않은 질병으로 생각하지만 사실 전 세계, 모든 민족에서 100명 중 1명꼴로 발병하고 있다. 문제는 이렇듯 흔한 정신질환의 근본 원인이 제대로 밝혀지지 않고 있어 치료가 쉽지 않다는 것이다. 국내 연구진이 조현병 발병의 주요 요인 중 하나를 새로 밝혀냈다. 카이스트 의과학대학원 연구팀은 후천적으로 뇌 특이적 체성 유전변이가 조현병을 발병시킨다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 정신과학 분야 국제학술지 ‘생물 정신과학’ 9일자에 실렸다. 조현병은 다양한 원인으로 발병하는 것으로 알려져 있는데 특히 유전적 원인을 밝혀내기 위해 그동안은 환자의 혈액이나 타액을 분석해 돌연변이를 찾으려 시도했으나 모두 실패했다. 이에 연구팀은 조현병을 앓다가 사망한 27명의 뇌 조직을 이용해 ‘전장 엑솜 유전체 서열 기법’으로 분석한 결과 뇌에만 존재하는 특이 체성 유전변이를 발견했다. 연구팀은 조현병을 유발시키는 뇌 특이적 체성 유전변이들이 뇌신경 정보 교환과 신경발달에 중요한 역할을 하는 유전자에 주로 분포하는 것도 찾아냈다. 결국 뇌 체성 유전변이가 뇌신경회로를 파괴하거나 교란시켜 조현병 원인이 될 수 있다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 뇌 체성 돌연변이 연관 조현병 환자 진단과 치료법 개발에 나설 계획이다. 이정호 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 조현병 발병에 체성 유전변이가 중요한 역할을 하고 있음을 밝혀냄으로써 조현병의 새로운 치료법 개발은 물론 다른 신경정신질환 연구에도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

흔히 건강검진 결과를 보면 혈액검사로 나온 콜레스테롤 수치가 있다. 그 중 HDL은 좋은 콜레스테롤로 알려져 있어 이 수치가 높으면 심혈관 건강이 괜찮은 것으로 알고 있다. 그런데 국내 연구진에 의해 HDL 수치가 높아야할 이유가 또 하나 밝혀졌다. 연세대 의대 심장내과 연구진은 HDL 기능이 우수한 사람은 심장으로 가는 혈관인 관상동맥이 막히더라도 새로운 혈관이 만들어지는 것이 확인됐다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국심장학회에서 발행하는 국제학술지 ‘미국심장학회지’에 실렸다. HDL 수치는 심근경색이나 심장마비 등 심혈관질환 발병 가능성이나 위험도를 결정하는 것으로 알려졌다. 최근에는 HDL 수치보다는 혈관세포에 쌓인 콜레스테롤을 유출하고(유출능) 유출된 콜레스테롤이 몸 밖으로 배출되는 기능(역수송능)이 활발하면 심혈관질환 위험도가 낮다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 이에 연구팀은 심혈관질환 환자 중 HDL 기능과 새로운 혈관 발달 정도의 관계 파악에 나섰다. 연구팀은 관상동맥이 만성적으로 막힌 환자 226명을 새로운 혈관이 잘 생성된 환자군, 새로운 혈관 생성이 없거나 빈약한 환자군으로 나눠 HDL의 콜레스테롤 유출능을 측정했다. 그 결과 새로운 혈관 생성이 잘되는 환자들은 HDL의 콜레스테롤 유출능이 22%로 그렇지 않은 환자(20.2%)보다 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 기타 변수들을 보정한 결과 나이가 젊고 HDL 기능이 좋을수록 새로운 혈관 생성이 잘되는 것으로 확인됐다. 연구를 주도한 이상학 연세대 의대 교수는 “HDL 기능이 활발한 환자에서 새 혈관 상태가 좋다는 것은 HDL이 새 혈관 형성을 촉진하며 심혈관을 보호하는데 도움이 된다는 것을 보여준다”라며 “특히 동물이나 세포실험이 아니라 실제 사람의 임상을 통해 HDL의 특정 기능이 체내 작용을 통해 건강상태에 영향을 줄 수 있음을 확인했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 확산 2년째로 접어들었습니다. 지난해처럼 학생들의 개학이 미뤄지지 않고 초등학교 1, 2학년과 고등학교 3학년은 매일 등교를 하고, 나머지 학년들은 일주일에 2~3일씩 학교에 가고 있습니다. 전면 온라인 수업을 할 때보다는 나아졌다고 하지만 학생들이나 학부모들은 학력 저하를 걱정합니다. 이 때문에 이런저런 사교육에 눈을 돌리는 부모들은 늘어난 분위기입니다. 실제로 미국에서는 코로나19 이후 사교육 시장이 커졌다고 합니다. 국내에서도 사교육 양극화가 더 심해졌다는 분석이 나오기도 했습니다. 사실 사교육은 자녀가 집에 그냥 머무르는 대신 학원에 가는 것을 보면서 ‘그래도 공부를 하는구나’라는 부모의 안도감과 자기만족감을 충족시키는 것이 대부분입니다. 실제로 이런 시기에 가장 중요한 것은 자기주도학습이라고 교육 전문가들은 강조하고 있습니다. 자기주도학습의 핵심은 글을 읽고 이해할 수 있는 ‘문해력’입니다. 그렇지만 최근 한 방송에서 초등학생은 물론 중고등학생들도 10명 중 1명 정도만 교과서를 제대로 이해하고 스스로 공부할 수 있는 수준이라는 조사 결과를 보게 됐습니다. 글자는 읽을 수 있지만 글을 이해하는 데 어려움을 겪는다는 말이지요. 결국 독서가 중요하다는 말입니다. 부모들은 자녀들에게 독서습관을 갖게 하고 책과 친해지게 만들기 위해 많은 노력을 합니다. 전자책이나 학습만화를 고르는 것도 그 때문이겠지요. 학습만화가 문해력을 높이는 데는 도움이 되지 않는다는 연구 결과들은 많습니다. 그렇다면 전자책을 보여 주는 것은 독서습관 형성과 문해력 향상에 도움이 될까요. 노르웨이 스타방에르대 심리학과, 영국 개방대 유아교육·발달학과 공동연구팀은 독서습관을 기르고 문해력을 높이는 데는 전자책보다 종이책이 훨씬 도움이 된다고 10일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 교육학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘교육연구 리뷰’ 3월 9일자에 실렸습니다. 연구팀은 1~8세의 남녀 아동 1812명을 대상으로 한 종이책과 전자책 사용에 따른 이해력과 어휘력, 독서습관 변화와 관련한 연구 30개를 메타분석했습니다. 분석 결과 아이들은 전자책을 접하면 새로운 장난감을 얻었다고 여기는 것으로 나타났습니다. 전자책은 스마트폰이나 컴퓨터, 태블릿PC와 사용법이 유사하기 때문입니다. 또 아동 대상 전자책들은 아이들의 주목도를 높이기 위해 다양한 시각효과를 사용하는데, 이는 이야기에 대한 집중도를 떨어뜨릴 수 있고 책의 완성도도 낮추게 된다고 합니다. 아이들이 책에 대해 관심을 갖는 것은 촉감 같은 감각에도 의존합니다. 전자책은 원하는 페이지로 곧바로 넘어가거나 여기저기 펼쳐 볼 수 없다는 단점이 있어 책에 대한 흥미를 유도하기 힘들다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구를 이끈 나탈리아 쿠르키코바 영국 개방대 교수는 “이번 연구 결과들은 아동뿐만 아니라 청소년의 경우에도 해당된다”며 “아이들에게 전자책을 권할 때는 부모들이나 교사들이 종이책을 고를 때보다 더 신중하게 접근해야 할 것”이라고 조언했습니다. 책과 친해진다는 것은 좋은 친구를 사귄다는 의미입니다. 부모들이 자녀가 어떤 친구들과 사귀는지에 대해 관심을 기울이는 만큼 아이들이 어떤 책을 읽는지, 좋은 책과 친해지기 위해서는 무엇이 필요한지 함께 고민하는 것이 필요할 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

2011년 3월 11일 금요일 오후 2시 46분. 일본 미야기현 오시카 반도에서 동쪽으로 70㎞ 떨어진 해저 29㎞에서 거대한 재앙의 서막이 열렸다. 1900년 이후 전 세계 네 번째로 강한 지진인 규모 9.0 동일본대지진이 발생한 것이다. 최대 높이 40.5m의 초대형 지진해일(쓰나미)은 해안 도시와 바닷가와 인접한 후쿠시마 원전을 덮쳤다. 쓰나미가 밀어닥치자 원전 전원 공급이 차단되면서 원자로가 녹아내리는 노심용융과 수소폭발로 엄청난 방사능이 누출됐고, 인류 최악의 원전 사고로 기록됐다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와 ‘네이처’는 10년이 지난 아직까지도 수습되지 않은 후쿠시마 원전 사고를 되돌아봤다. 사이언스에 따르면 후쿠시마 원전을 운영하는 도쿄전력은 앞으로 30년간 추가 작업을 통해 손상되지 않은 핵연료를 회수하는 한편 녹아내린 핵연료의 파편을 제거하고 원자로를 분해해 오염된 냉각수를 폐기할 계획이다. 일본 정부는 파괴된 4기의 원자로 폐로 비용을 8조엔(약 84조원)으로 추산하고 있지만 실제 비용은 더 늘어날 것으로 전망된다. 그러나 전문가들은 30년 뒤에도 후쿠시마는 ‘죽음의 땅’으로 남아 있을 것이라고 예상한다. 손상된 4개의 원자로는 노심용융과 수소폭발로 모두 다른 형태로 손상된 상태다. 이 때문에 처리 방식과 기간도 모두 달라질 것으로 보인다. 손상되지 않은 연료 회수 및 제거는 2031년까지 완료할 계획이지만 녹아내린 핵연료 파편을 제거하는 일정은 아직 확정되지 않았다. 핵연료가 어떻게 손상됐고 어디에 있는지 정확히 파악하지 못하고 있기 때문이다. 그나마 내년에 로봇을 이용해 2호기 바닥에 녹아내린 핵연료 일부를 처리하겠다는 계획이 세워져 있다.가장 큰 문제는 오염된 냉각수라고 사이언스는 밝혔다. 지난 10년 동안 124만t 이상의 방사능 오염수가 후쿠시마 제1원전 사이트를 거의 채우고 있어 보관 공간이 부족한 상태다. 오염수에는 삼중수소 이외에 류테늄, 코발트, 스트론튬, 플루토늄 등 각종 방사성 동위원소들이 포함돼 있을 수 있어 방류에 신중을 기해야 한다고 전문가들은 밝혔다. 한편 네이처는 후쿠시마 원전 사고 후 전 세계에서 원전 산업을 바라보는 시각이 어떻게 바뀌었는지 전했다. 사고 전에는 지구온난화를 막기 위해서는 원전 도입이 어쩔 수 없는 선택이라고 생각했던 이들이 많았지만 사고 이후 원전 도입 신중론이나 반대론이 주를 이루게 됐다. 실제로 ‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC)는 2018년 지구온난화에 관한 특별보고서에서 원전의 필요성과 역할을 인정했지만 그 전제로 철저한 안전성 확보와 대중 수용성을 제시했다. 네이처는 현재 16개국에서 50기의 원전이 건설 중이라고 소개했다. 국내에서는 탈원전에 대한 논란이 거세지만 한국은 중국과 인도에 이어 가장 많은 원전을 건설하는 국가로 꼽히고 있다. 네이처는 “원전 확대를 주장하는 이들은 기술적·경제적 측면에서만 초점을 맞추고 있을 뿐 이용자라고 할 수 있는 대중들을 논의에서 소외시키고 있다”며 “원전이 탄소제로 사회를 구현하는 데 의미 있는 역할을 하기 위해서는 설계, 개발, 정책 결정 등 전 과정에 실질적인 대중 참여를 확대할 필요가 있다”고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오스트리아 국립과학아카데미 양자광학·양자정보학연구소, 빈대학 물리학부, 양자중력간섭(TURIS) 연구 플랫폼 공동연구팀은 금으로 만든 직경 2㎜의 작은 구 2개(사진)로 역대 가장 작은 중력장을 측정하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3월 11일자에 실렸다. 연구팀은 질량 90㎎, 직경 2㎜의 금구와 진공상자 등을 이용해 정전기력, 공기 진동으로 인한 외부 간섭 등을 최소화한 뒤 순수한 중력 분리 실험을 했다. 그 결과 뉴턴의 고전물리학에서처럼 미세중력도 두 물체의 질량에 비례하고 물체 간 거리의 제곱에 반비례한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 실험 감도를 높이면 암흑물질의 중력 효과와 양자 세계에서의 중력결합 등의 문제를 해결할 수 있는 돌파구가 될 것이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 햄버거병을 일으키는 식중독균이나 결핵, 독감 등을 유발시키는 병원균을 5분 만에 검출해 감염 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 바이오나노헬스가드연구단 신용범 단장이 이끄는 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 연구진과 함께 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해 시료에 포함된 유전자가 담겨 있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 장비 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는 데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착해 검출할 수 있는 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있다. 연구팀은 나노갭 센서를 이용해 유전자 증폭 과정을 실시간으로 확인하고, 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 센서로 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는 데 성공했다. 신 단장은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 쉽게 만들어 줄 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 말부터 코로나19 백신 접종이 시작된 나라들이 늘고 있지만 동시에 코로나19 변이 바이러스들도 속속 등장하고 있다. 영국, 남아프리카공화국, 브라질 코로나19 변이바이러스를 포함해 최근에는 지금까지 발견된 변이 바이러스들 중 최악이라는 미국발 변이바이러스까지 나오고 있는 상황이다. 과학계에서 가장 주목하고 있는 부분은 이들 변이 바이러스가 현재 접종되고 있는 백신에 내성을 갖고 있는가라는 점이다. 백신 내성에 대한 직접적인 증거는 나오지 않고 있지만 실험실 수준의 연구를 통해 이들 변이 바이러스들이 백신을 완전히 무력화시킬 정도는 아니지면 백신의 효과를 크게 떨어뜨릴 가능성은 높다는 연구결과들이 나오고 있어 우려가 커지고 있다. 우선 미국 컬럼비아대 의대 일반의 및 외과의학부, 의대 미생물학·면역학부, 감염병연구부, 화학과, 마음·뇌·행동연구소, 국립보건원(NIH) 백신연구센터, 리제네론 제약사 공동연구팀은 ‘B.1.351’로 알려진 남아공 변이바이러스와 ‘B.1.1.7’로 이름붙여진 영국발 변이바이러스에 대한 항체중화능력을 평가한 결과 바이러스들의 저항성이 커졌다는 것을 확인했다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 8일자에 실렸다. 연구팀은 코로나19에서 회복한 환자 20명의 혈장과 백신접종을 받은 22명의 혈장, 30개의 단복사 항체로 남아공발, 영국발 코로나19 변이바이러스 중화능력을 측정했다. 그 결과 이들 변이 바이러스들이 항체중화에 대한 내성이 있는 것으로 확인됐지만 영국발 코로나19 변이 바이러스는 현재 백신으로도 충분히 대응이 가능한 것으로 조사됐다. 반면 남아공발 변이 바이러스는 혈장 치료를 통한 항체 중화 효과가 9분의 1 수준으로 떨어졌고 백신을 통한 항체 중화효과도 10~12분의 1 수준으로 감소한 것이 확인됐다. 또 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대, 병리학·면역학과, 분자미생물학과, 텍사스대 의대 생화학·분자생물학과, 인간감염 및 면역학연구소, 텍사스대 부설 사우스웨스턴메디컬센터, 백신과학연구센터, 벤더빌트대 의대 백신연구센터, 비르 바이오테크놀로지사, 스위스 후맘스 바이오메드사 공동연구팀도 남아공발, 영국발 코로나19 변이바이러스를 대상으로 화이자 백신의 항체 중화효과를 실험했다. 그 결과 컬럼비아대 연구팀과 비슷한 결과를 얻었다. 영국발 변이 바이러스에 대해서는 기존 코로나19 바이러스와 항체 중화효과에 큰 차이가 보이질 않았지만 남아공발 코로나19 변이바이러스는 백신의 항체 중화효과가 눈에 띄게 줄어드는 것이 관찰됐다. 연구팀은 바이러스의 스파이크단백질 484번과 501번 위치에 변이가 발생한 다른 바이러스들에 대해서도 백신의 효과가 떨어질 수 있다고 밝혔다. 마이클 다이아몬드 워싱턴대 의대 교수(면역학)는 “이번 발견은 실험실 수준의 연구결과이기는 하지만 백신이 코로나19 변이바이러스에 효과가 떨어질 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “이 같은 상황에서는 빠른 접종으로 변이를 최소화하는 것이 필요하며 변이 바이러스에 감염된 환자의 치료법도 일부 조정이 필요할 것”라고 말했다.오스트리아 과학아카데미 분자의학연구센터와 빈대학 바이러스학연구센터를 중심으로 스위스, 러시아 과학자들이 참여한 공동연구팀은 코로나19 바이러스 분리주 747개로 심층 염기서열 분석한 결과 바이러스에 감염된 세포를 처리하는 역할을 하는 면역T세포의 활성화를 억제하는 변이 펩타이드가 발견됐다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘사이언스 면역학’ 4일자에 발표하기도 했다. 바이러스에 감염된 세포 표면 단백질과 결합하는 펩타이드는 감염 세포를 파괴하는 면역세포 활성화에 중요한 역할을 한다. 이번 연구에 따르면 변이 바이러스에는 펩타이드가 결합하기 어려워져 바이러스의 활동을 억제하기 쉽지 않다는 것이다. 이는 면역기능을 활성화시켜 코로나19 바이러스를 막는 백신의 효과가 떨어질 가능성이 크다는 것을 의미하기도 한다. 앞서 연구를 주도한 세계적인 바이러스 학자 데이비드 호 컬럼비아대 교수는 “바이러스의 특성상 시간이 지날수록 변이는 계속 나타날 수 있는 만큼 현재 개발된 백신의 접종속도를 높여 집단면역을 형성해 바이러스 전파와 변이 가능성을 최대한 억제하는 것이 무엇보다 중요하다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

육류를 갈아 만든 패티가 완전히 조리되지 않거나 살균되지 않은 우유나 상한 채소 등을 섭취하면 신장에서 불순물을 제대로 걸러주지 못해 체내에 독소가 쌓이면서 심각한 질병이 발생한다. 용혈성요독증후군, 일명 ‘햄버거병’이다. 햄버거병의 원인은 병원성 대장균 ‘O157’ 때문으로 알려졌다. 햄버거병은 물론 식중독, 결핵, 독감 같은 질병을 유발시킬 수 있는 병원균에 빠르게 대응하기 위해서는 신속한 병원체 검출이 필수적이다. 국내 연구진이 이 같은 병원균을 5분 만에 검출해 감염여부를 확인할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 바이오나노헬스가드연구단, 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 공동연구팀은 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해서 시료에 포함된 유전자가 담겨있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용돼 왔다. 그렇지만 장비를 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착하는 임피던스 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있는 상황이다. 그렇지만 이 역시 센서의 감도를 높여 병원균에서 나타나는 신호변화만을 제대로 포착해 내는 것이 필요하다.이에 연구팀은 나노갭 센서로 전기적 임피던스 센서의 감도를 개선해 유전자 증폭과정을 실시간으로 확인하고 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 임피던스 센서를 이용해 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는데 성공했다. 이현정 바이오나노헬스가드연구단 책임연구원은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 용이하게 만들어 줄 수 있다”라며 “상용화를 위해 감도 안정화를 위한 최적 측정조건을 찾고 현장진단을 위한 소형화 모듈 등에 대한 연구를 추가진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침은 여전히 쌀쌀하지만 낮에는 4월 중·하순에 가까운 포근한 날씨를 보이면서 20도 가까운 일교차를 보이고 있다. 날씨가 포근해지면서 미세먼지도 나쁨 단계를 보이는 곳이 많아 공기질도 좋지 않은 상태가 지속되고 있다. 기상청은 “10일 수요일 낮 기온은 강원 영동과 경상권 동해안에서는 10도 내외, 그 밖의 대부분 지역에서는 15도 이상으로 오르겠고 11일 목요일은 기온이 더 올라 전국 대부분 지역에서 낮 기온이 15도 이상 분포를 보이면서 따뜻할 것”이라고 9일 예보했다. 10일 수요일 전국 대부분 지역의 아침 기온은 전날과 비슷하거나 조금 올라 0도 내외에 머물고 경기 북동부와 강원영서, 충청권 내륙, 전북 동부, 경북 북부내륙에서는 0도 이하의 분포를 보여 여전히 추운 날씨를 보이겠다. 이처럼 아침과 낮의 기온이 전혀 다른 계절을 보여 내륙지역을 중심으로 낮과 밤의 기온차가 20도 가까이 나는 곳도 많을 것으로 전망됐다. 10일 전국의 아침 최저기온은 영하 3도~영상 5도, 낮 최고기온은 10~19도 분포를 보이겠으며, 특히 서울의 경우 아침 최저기온은 0도, 낮 최고기온은 17도까지 올라 일교차가 17도나 될 것으로 예상된다. 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 오는 19일까지 아침 기온은 1~10도, 낮 기온은 11~19도 분포로 평년보다 다소 높은 편으로 포근한 날씨가 될 것으로 전망됐다. 한편 포근한 날씨가 이어지면서 공기질은 나쁜 상태가 이어지겠다. 국립환경과학원에 따르면 10일 수요일은 전날 발생한 미세먼지가 잔류하고 대기정체로 국내 발생 미세먼지가 축적되면서 수도권, 강원영서, 충청권, 광주, 전북 등 서쪽 지역과 중부내륙 지역에서 농도가 높아져 미세먼지 ‘나쁨’ 수준을 보이겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“섬기는 리더십으로 카이스트에 새롭고 따뜻한 변화를 일으키겠다. ‘교육, 연구, 국제화, 기술사업화, 신뢰’(QAIST)라는 5마리 토끼를 모두 잡을 수 있도록 노력하겠다.” 지난달 23일부터 업무를 시작한 이광형(67) 카이스트 제17대 총장이 8일 카이스트 대전 본원 대강당에서 취임식을 갖고 이같이 밝혔다. 코로나19 상황으로 참석자를 최소화하고 유튜브 채널을 통해 온라인 실시간 중계된 이날 취임식에서 이 총장은 “카이스트는 앞으로 인류가 당면한 문제를 찾아 정의하고 해결하는 것에 중점을 두고 인류의 지속 가능한 발전과 대한민국 번영을 위한 글로벌 가치 창출에 집중해야 한다”고 강조했다. 이 총장은 ‘미래 50년을 위한 카이스트 신문화 전략’으로 ‘QAIST’를 제시했다. 교육(Question), 연구(Advanced research), 국제화(Internationalization), 기술사업화(Start-up), 신뢰(Trust)라는 다섯 가지 혁신전략을 통해 글로벌 선도대학으로 발돋움하겠다는 것이다. 교육혁신은 인문학을 포함해 학과 간 경계 없는 융합교육으로 글로벌 창의인재를 양성하기 위한 ‘1랩 1독서 운동’, 연구혁신은 무엇을 연구할지 스스로 정의하기 위해 연구실마다 세계 최초의 것을 시도하자는 ‘1랩 1최초 운동’을 제안했다. 이날 취임식에는 2000년 초 SBS 드라마 ‘카이스트’를 쓴 송지나 작가, 이 총장의 제자로 알려진 김정주 NXC 대표가 직접 참여해 눈길을 끌었다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌졸중은 뇌의 일부분에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터짐으로써 해당 부분의 뇌가 손상되는 질환이다. 뇌졸중은 물론 심근경색 같은 뇌심혈관질환은 돌연사의 주요 원인이면서 최근 30년 동안 전 세계 사망원인 1위로 꼽히고 있다. 뇌심혈관질환의 원인을 찾기 위해서는 영상의학장치가 많이 사용되는데 특히 자기공명영상(MRI)이 널리 쓰이고 있다. 많은 의과학자들이 뇌졸중을 조기에, 정확하게 진단하기 위해서 더 정밀한 영상진단기술을 개발하기 위한 연구를 하고 있다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 화학과, 연세대 의대 영상의학과 공동연구팀은 현재보다 10배 더 정밀하게 혈관 곳곳을 관찰할 수 있는 고성능 자기공명영상(MRI) 조영제를 개발하고 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 9일자에 발표했다. ‘사이오’(SAIO)라고 이름 붙여진 이번에 새로 개발된 조영제는 미세혈관 직경인 0.2~0.8㎜보다 1500배 정도 작은 5㎚(나노미터) 수준이다. 이 때문에 몸 속 모든 혈관 구석구석으로 침투해 혈관을 10배 더 자세히 관찰할 수 있다. 또 현재 MRI 촬영에는 가돌리늄 조영제가 사용되는데 만성신장질환을 앓고 있는 환자에게는 소변으로 배출되지 않아 ‘신원성전신섬유증’이라는 부작용을 일으킬 수 있다. 그런데 사이오 조영제는 가돌리늄 대신 철분을 사용해 이 같은 문제를 근본적으로 없앨 수 있다고 밝혔다.연구팀은 사이오를 이용해 생쥐의 뇌를 촬영한 결과 머리카락 굵기인 100㎛(마이크로미터)의 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있는 3차원 정밀 MRI 뇌혈관 지도를 만드는데 성공했다. 또 MRI 촬영후 사이오는 생쥐의 방광으로 모두 모여 소변으로 배출되는 것이 확인됐다. 신장에 문제가 있는 생쥐에게서도 부작용 없이 모두 몸 밖으로 배출되는 것도 관찰했다. 천진우 IBS 나노의학연구단 단장(연세대 화학과 교수)는 “지금까지 MRI 기술이 큰 고속도로만 보여주는 수준이라면 이번에 개발한 조영제를 이용하면 좁은 동네 골목길까지 자세하게 볼 수 있는 정도”라며 “이번에 개발한 조영제는 영상의학기기의 해상도를 높이는 동시에 신체 안전성을 동시에 만족시킨다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 형광등, 백열등 같은 실내조명에서 나오는 가시광선으로 공기 중 바이러스와 박테리아 같은 병원균을 박멸할 수 있는 항균필터 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 바이오메디칼생산기술센터, 세종대 기계공학과, 한국과학기술연구원(KIST), 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 햇빛이나 실내조명의 가사시광선을 이용해 공기 중에 떠다니는 미생물을 살균할 수 있는 필터기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 실내 공기 중에는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 같은 각종 미생물들이 먼지와 함께 떠다닌다. 인체에 무해한 것들도 있겠지만 질병을 일으킬 수 있는 것들도 있기 때문에 기존에는 은, 산화구리, 산화아연 같은 무기물질이나 키토산 같은 천연 유기물질로 만든 항균필터로 이들을 제거했다. 문제는 항균처리된 필터 표면에 직접 접촉돼야 제거할 수 있으며 시간이 지날수록 먼지가 쌓이면서 병원균 정화기능이 떨어지게 된다는 점이다. 이산화티탄은 대표적인 광촉매로 자외선을 흡수하면 주위 산소, 물과 반응해 미생물을 살균할 수 있는 활성산소를 만들어 낸다. 일상적인 실내 공간에서는 자외선을 활용하기 어렵고 가시광선을 이용하기 위해서는 추가적인 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 만나면 활성산소를 만드는 이산화티탄과 가시광선에 반응할 수 있는 유기염료를 결합시킨 복합나노입자를 만들고 수분 저항성, 광화학적 살균성능을 갖도록 표면처리를 했다. 이번에 개발한 항균필터는 필터 표면에 병원균들이 접촉하지 않더라도 가시광선으로 만들어진 활성산소가 필터 주변의 병원균까지 제거할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 필터로 표피포도상구균에 대한 항균성을 실험한 결과 실내조명(2.9㎽/㎠)에서는 4시간 뒤에 99.9%, 태양광(18~21㎽/㎠)에서는 1시간 뒤 99.98%가 사라진 것을 관찰했다. 표피포도상구균은 피부에 있는 일상적인 균으로 병원성을 드러내지는 않지만 간혹 식중독이나 패혈증, 요로감염 등을 일으키기도 한다. 연구팀은 실용화를 위해 나노입자가 필터에 안정적으로 부착되는지와 활성산소 농도에 따른 인체 안전성 평가를 추가로 진행하고 있다. 최동윤 생산기술연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용한다면 미생물 살균 뿐만 아니라 탈취, 유기물 분해 같은 다양한 오염물질 제어에 활용될 수 있을 것이며 추가 연구를 거친다면 공기청정기 필터, 보호복, 커튼 등 다양한 제품의 항균기능 나노소재에 적용할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인해 자동차 배기가스나 공장 오염물질 배출이 예년보다 줄었다는 연구들이 나오고 있다. 그렇지만 지구온난화는 가속화되고 있어서 건조한 날씨가 잦아지고 길어지면서 산불 가능성이 커지고 있다. 2019년 하반기에 시작해 지난해 초까지 이어졌던 호주 대형산불도 그렇고 연례행사처럼 벌어지고 있는 미국 캘리포니아주 산불도 지구 온난화로 인한 기후변화가 원인으로 꼽히고 있다. 국내에서도 여름을 제외한 계절에는 건조한 날씨들이 잦아지고 있어 산불에 대한 우려가 커지고 있는 상황이다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아 샌디에고(UCSD) 스크립스해양연구소, 공중보건·인간장수과학부, 해양대기관리청(NOAA) 공동연구팀은 산불 연기가 만들어 내는 초미세먼지를 포함한 각종 분진들이 자동차 배기가스와 공장에서 배출되는 미세먼지보다 사람의 호흡기에 더 치명적이라고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자에 실렸다. 산불 연기에는 PM2.5, 흔히 초미세먼지라고 불리는 입자들이 주를 이루고 있다. 초미세먼지는 폐에서 걸러지지 않고 호흡기를 관통해 혈류로 흘러들어가 혈관은 물론 주요 장기를 손상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 산불로 인해 만들어지는 PM2.5와 다른 배출원에서 나오는 PM2.5를 분리하기 위해 NOAA의 배출가스 위험지도시스템의 자료와 최근 14년 동안 캘리포니아 지역에서 호흡기 질환으로 입원한 환자들의 의료 기록을 분석했다. 분석 결과 자동차 배기가스를 포함해 산불 이외의 원인으로 만들어지는 PM2.5가 대기 중 10㎍/㎥ 증가할 경우는 호흡기 질환으로 인한 병원 입원자를 1%포인트 증가시키는 것으로 확인됐지만 똑같은 양의 PM2.5가 산불로 인해 만들어지는 경우는 입원 환자가 1.3~10%포인트 증가하는 것으로 조사됐다. 연구팀은 특정 오염물질 입자의 크기가 똑같다고 해서 독성도 같다고 가정하는 것은 문제가 있으며 산불의 영향은 산불이 발생한 지역에서 멀리 떨어져 있는 사람들의 건강에까지 심각한 영향을 미칠 수 있음을 이번 연구가 보여주고 있다고 지적했다. 연구를 주도한 로산나 아길레라 UCSD 스크립스해양연구소 박사는 “이번 연구결과는 기존 실험실 실험 수준으로 확인됐던 것을 실제 모집단 수준에서 확인한 것”이라고 강조했다. 아길레라 박사는 또 “매년 캘리포니아 남부에서 발생하는 대규모 산불은 시간이 갈수록 더 잦아지고 길어질 가능성이 크다”라며 “미국 뿐만 아니라 전 세계 곳곳에서 건조한 날씨가 잦아지고 있는 만큼 산불 조기감지시스템 구축과 함께 기후변화 완화에 대한 노력을 기울여야 할 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘일리아드’와 ‘오딧세이아’의 작가로 알려진 호메로스는 “잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것”이라고 말했다. ‘돈키호테’의 작가 세르반테스도 “잠은 피로한 마음의 가장 좋은 약”이라고 했다. 과학이 발달하기 전에도 사람들은 수면의 효과에 대해 어렴풋이 이해하고 있었던 것이다. 뇌과학에 따르면 잠은 깨어있는 동안 쌓인 뇌 속 노폐물을 정리해주는 역할을 한다. 뇌 속 노폐물이 제대로 제거되지 못하게 되면 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환을 앓기 십상이다. 밤잠을 못 이루고 뒤척이게 되면 기억력이나 판단력이 흐려지게 된다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 토론토대 의대 연구팀은 잠을 제대로 못 자는 사람, 특히 수면 무호흡증을 가진 사람은 기억력과 판단력, 사고력이 떨어지는 인지장애나 알츠하이머를 앓게도리 가능성이 최대 2배 가까이 높다고 5일 밝혔다. 오는 4월 17~22일까지 온라인으로 열리는 ‘미국 신경학회 제73차 연례 컨퍼런스’에서 발표될 예정인 이번 연구결과는 지난 3일 사전 공개됐다. 인지장애는 뇌 손상이나 뇌 기능 이상으로 인해 기억력, 판단력, 언어능력, 시공간 파악능력 등 인지기능에 결함이 생기는 질환이다. 보통 나이가 들수록 증가하는 경향을 보이며 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌질환을 앓게 되면 나타나는 대표적인 증상이다. 연구팀은 인지장애를 겪고 있는 평균 73세의 남녀 67명을 대상으로 관찰 및 설문조사를 실시했다. 연구팀은 이들에게 현재 날짜와 도시, 간단한 기억력과 판단력을 측정하는 30점 만점의 인지검사를 실시했다. 26점 이상은 정상, 18~25점은 가벼운 인지장애, 17점 이하는 심각한 인지장애 상태이다. 연구팀은 이들을 대상으로 수면무호흡증 및 수면장애 검사를 실시했다. 수면무호흡증은 말 그대로 자는 동안 숨을 쉬지 않는 증상으로 코골이와 같이 수면 중 상기도의 반복적 폐쇄로 인해 호흡이 멈추거나 호흡이 줄어 잠을 깨거나 잠을 이루지 못하게 된다. 조사 결과 실험대상자의 52%가 수면무호흡장애를 포함한 수면장애를 겪는 것으로 확인됐다. 이들은 수면장애를 갖고 있지 않는 사람들보다 인지측정에서 60% 가까이 점수가 낮게 나왔다. 수면장애를 갖고 있는 사람들의 평균 점수는 20.5점, 수면장애가 없는 사람은 평균 23.6점 정도로 측정됐다. 또 인지장애를 겪지 않는 같은 나이대의 사람들은 대부분 26점 이상 점수가 나오는 것으로 확인됐다. 수면장애를 겪는 사람들은 신경질적인 성격으로 변해 짜증, 불안감이 증가하고 타인에 대한 공격성도 높아지는 경향을 보인다고 연구팀은 덧붙였다. 연구팀은 특히 수면무호흡증이나 수면장애 상태를 치료해 증상을 개선하면 인지기능이 다소 회복되는 것도 확인했다. 연구를 이끈 마크 보울러스 토론토대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구는 수면이 단순히 주간에 쌓인 피로를 푼다는 것을 떠나 뇌신경학적으로도 중요한 기능을 한다는 것을 다시 한 번 확인시켜주고 있다”라며 “수면장애가 오래 지속될 경우 인지장애로 이어지기 쉽기 때문에 치료를 받는 것이 필요하다”라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

완벽한 암흑은 문학적 표현은 가능하지만 과학적으로 구현해 내기는 쉽지 않다. 양자역학에서도 입사되는 모든 파장대의 복사에너지를 완전히 흡수하는 실제로는 존재하지 않는 이상적인 물체를 가정하고 ‘흑체’라고 부르고 있다. 국내 연구진이 흑체는 아니지만 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 서울대 물리천문학부, 성균관대, 포스텍 공동연구팀이 빛을 빠르게 방출하는 초방사 현상을 거꾸로 돌려 모든 빛을 빠르게 흡수해버리는 초흡수 현상을 실험적으로 구현하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 2일자에 실렸다. 빛을 빠르고 완벽하게 흡수하는 초흡수 현상이 가능하다면 식물의 광합성을 좀 더 잘 이해할 수 있으며 태양전지에서 빛에너지 수확효율을 높일 수 있고 광자를 이용한 양자정보처리 효율향상이나 천체관측을 위한 미세한 광신호 감지 등이 가능하다. 그렇지만 초흡수 현상은 빛이 빠르게 방출되는 초방사 현상에 가려져 지금까지는 관측 자체가 어려웠다. 또 특정 상태의 원자들이 강한 빛을 내는 초방사현상은 이미 실험적으로 구현되기도 했다. 이에 연구팀은 초방사와 초흡수 현상이 동일한 상태 원자들에서 나타날 수 있으며 시간역행적 과정이라는 점에 착안했다. 초방사 상태의 원자들을 제어해 시간을 되돌리듯 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 실험적으로 유도한 것이다. 시간역행을 위해서는 원자상태의 위상을 제어하는 기술이 이용됐다. 체스판 모양의 나노구멍 격자를 통과한 일부 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자역학적 중첩상태로 만든 뒤 원자상태의 위상을 주변 빛의 위상과 반대되도록 조절해 초방사를 되돌려 초흡수현상을 유도한 것이다. 연구팀은 실제로 10개 정도의 원자로 초흡수 현상을 구현해 일반 흡수보다 10배 정도 빠르게 빛을 100% 흡수하는 것을 관측했다. 특히 빛의 세기가 약할수록 흡수속도가 빨라지는 것이 관측됐다. 안경원 서울대 교수는 “이번 기술은 에너지 하베스팅이나 양자정보처리의 효율향상, 섬세한 광신호 감지를 통한 천체관측을 위한 기초자료가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 태양광 소자나 첨단 신약 개발에 도움을 줄 수 있는 세계 최고 수준의 전자카메라 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국원자력연구원 초고속방사선연구실, 카이스트 기계공학과 공동연구팀은 극초단파 전자펄스의 타이밍을 100조분의 1초(10펨토초) 수준으로 측정하고 제어하는 기술을 개발하고 이를 초고속 전자카메라에 접목시켜 성능을 향상시키는데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘레이저 앤드 포토닉스 리뷰스’에 실렸다. 극초단 전자펄스를 이용한 회절분석기법은 전자펄스의 짧은 펄스폭과 광속의 99.2%에 도달하는 속도를 활용해 차세대 전기, 전자소재 개발 등 다양한 첨단 산업연구에 활용되고 있다. 그렇지만 이같은 특성을 장시간 안정화하지 못하는 한계점이 있다. 연구팀은 이 같은 한계점을 극복하기 위해 ‘테라헤르츠파 스트리킹 기술’을 활용해 전자 펄스의 타이밍을 측정하고 제어하는 시스템을 구현했다. 테라헤르츠파 스트리킹 기술은 테라헤르츠파의 전기장에 전자 펄스를 가해서 진행방향을 바꾸는 것이다. 테라헤르츠파 스트리킹 기술 선결조건으로는 먼저 전자 펄스를 발생시키는데 필요한 레이저와 마이크로파 신호들의 정밀한 측정과 제어가 이뤄져야 한다. 연구팀은 이를 위해 레이저와 마이크로파간 정밀 동기화 시스템, 광펄스의 모니터링 시스템, 자석 기반 전자펄스 압축 시스템 등 레이저와 마이크로파, 전자빔 안정화 장치들을 구현하고 최적화했다. 그 결과 세계 처음으로 전자 펄스의 타이밍을 5.5펨토초를 4600초 동안 안정화하는데 성공했다. 기존 세계 최고 성능보다 4배나 향상된 시간 안정도 수준이다. 김정원 카이스트 교수는 “이번 기술을 활용하면 그래핀을 포함한 2차원 물질과 같은 첨단 물질들의 새로운 성질을 손쉽게 규명할 수 있어 다양한 태양광 소재개발은 물론 전자구름 관측, 신약 개발 등 기초과학과 산업연구에 모두 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr