국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월 10일자에 실렸다. 꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 물질이며 다이아몬드는 지구상 가장 단단한 물질이지만 이들은 모두 탄소 원자로만 이뤄져 있다는 공통점이 있다. 대신 그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양을 이룬 평면 형태이고 다이아몬드는 탄소 원자가 정사면체 형태로 이뤄져 있다는 차이점이 있다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만들려는 시도를 해 왔다. 문제는 얇은 평면 구조의 다이아몬드(다이아메인)를 제조하려면 고압 환경을 만들어야 하기 때문에 제조 비용이 많이 들고 수율도 높지 않다는 것이다. 연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소 기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름 형태의 초박형 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. ‘F다이아메인’으로 이름 붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 또 기존 공정과 달리 고압 환경이 필요치 않아 제조 비용도 대폭 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 로드니 루오프(UNIST 자연과학부 특훈교수) IBS 단장은 “이번 연구 결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업 분야에서 활용할 길을 열었다는 데 의미가 크다”며 “다음 단계 연구는 다이아몬드 박막의 전기적, 기계적 특성까지 조절 가능한 대면적 다이아몬드 필름을 만드는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는데 성공했다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 10일자에 실렸다.꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 한 층을 얇게 벗겨낸 물질이며 다이아몬드는 지구상 가장 단단한 물질이지만 이들은 모두 탄소 원자로만 이뤄져 있다는 공통점이 있다. 대신 그래핀은 탄소원자가 육각형 벌집모양을 이룬 평면형태이고 다이아몬드는 탄소원자가 정사면체 형태로 이뤄져 있다는 차이점이 있다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만드려는 시도를 해왔다. 문제는 얇은 평면구조의 다이아몬드(다이아메인)를 만들기 위해서는 고압 환경을 만들어야 하기 때문에 제조비용이 많이 들뿐만 아니라 다이아메인으로 전환율이 높지 않다는 것이다.연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름형태의 초박형 다이아몬드를 만드는데 성공했다. ‘F-다이아메인’으로 이름붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 또 기존 공정과는 달리 고압 환경이 필요치 않아 제조비용도 대폭 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 로드니 루오프 IBS 단장(UNIST 자연과학부 특훈교수)은 “이번 연구결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업분야에서 활용할 수 있는 길을 열었다는데 의미가 크다”라며 “다음 단계 연구는 다이아몬드 박막의 전기적, 기계적 특성까지 조절가능한 대면적 다이아몬드 필름을 만드는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기도 과천시가 서울대와 손잡고 스마트도시 구현에 나선다. 시는 서울대 공과대학과 스마트시티 조성을 위한 업무협약을 맺었다고 9일 밝혔다. 지난 6일 서울대에서 열린 협약식에는 김종천 시장, 차국헌 공과대학장 등 관계자 10여명이 참석했다. 두 기관은 협약에 따라 스마트도시 서비스 개발과 공동연구, 도시재생에 협력키로 했다. 내년에는 스마트도시 계획 수립에 착수한다. 시는 갈현,문원동 지식정보타운과 과천동 3기 신도시에 스마트도시 서비스를 적용할 계획이다. 원도심 도시재생에도 이를 적용해 도심 전역을 스마트화할 방침이다. 시는 의료·바이오헬스 클러스터 등 첨단산업의 생태계 조성에도 나선다. 이를 위해 ‘서울대 인공지능(AI)밸리’ 유치에 총력을 기울이고 있다. AI밸리 3단계 사업 후보지로 과천동 공공주택지구를 후보지로 제안했다. 서울대는 1단계로 올해 안에 AI연구원 설립하고 2단계로 2020년까지 낙성대지역에 AI연구·산업 생태계인 AI 집적단지를 조성한다. 이후 3단계 사업으로 낙성대 지역 공간과 시설이 부족할 때를 대비해 AI밸리를 확장할 계획이다. 과천지역은 서울, 수도권과 가까워 인재 확보에 유리하고, 서울대학교, 낙성대 지역과 인접해 AI밸리 연계, 확장에 큰 이점이 있는 것으로 분석됐다. 시는 과천동 공공주택지구, 과천지식정보타운에 의료·바이오, 헬스케어, AI 등 첨단 산업 연구시설과 기업을 전략적으로 유치해 바이오헬스산업 거점도시로 조성할 계획이다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

우리가 생각보다 훨씬 더 많은 환경 호르몬에 노출되고 있다는 것을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 미국 워싱턴주립대(WSU)는 5일(현지시간) 본교와 캘리포니아대(UCSF) 그리고 미주리대(UMKC) 공동연구진이 환경 호르몬인 비스페놀A(BPA)에 관한 인체 노출 측정을 기존 방식보다 정확하게 하는 방법을 개발해 적용한 결과 인간의 BPA 수치가 과소 평가돼 있다는 것을 발견했다고 밝혔다. 이는 미국식품의약국(FDA) 등 규제 당국이 의존한 측정치에 결함이 있다는 증거를 처음으로 제시한 것이다. 이에 대해 WSU 연구진은 인간에 관한 BPA 노출 수준이 무려 44배까지 과소 평가돼 있었다고 설명했다.공동저자인 퍼트리샤 헌트 WSU 교수는 “본 연구는 우리가 안전하다고 생각해온 BPA 수치가 사실 그렇지 않다는 심각한 우려를 제기한다”면서 “결론적으로 FDA가 BPA를 규제하는 방식에 내린 결론은 부정확한 측정에 기반을 뒀을 수도 있는 것”이라고 지적했다. 헌트 교수는 환경 호르몬 연구 분야의 권위자로 BPA의 영향을 세계 최초로 확인한 연구자로도 알려졌다. BPA는 식품이나 음료수 용기 등 다양한 플라스틱에서 나올 수 있다. 지금까지 여러 동물 연구에서는 이 화학물질이 체내 호르몬을 교란할 수 있다는 것을 보여줬다. 특히 BPA에 관한 태아 노출은 성장과 신진대사, 행동, 생식능력 심지어 암 위험과도 관계가 있다. 하지만 FDA는 이런 실험적인 증거가 나오고 있음에도 인간의 소변으로 BPA 수치를 측정한 연구 자료를 평가해 인간에 관한 BPA 노출이 매우 낮아서 안전하다고 본다. 이번 연구 논문은 그런 가정에 도전하고 더 나아가 BPA 대체물질 등 다른 화학물질들을 간전적인 방법으로 측정하는 현재 방식에 의문을 제기한다. 새로운 측정 법은 헌트 교수의 동료로 연구 주저자인 로이 제로나 UCSF 조교수가 개발했는데 BPA의 인체 통과 시 생성되는 화합물인 BPA 대사물을 더욱더 정확하게 설명할 수 있다. 이전에는 대부분 연구에서 BPA 대사물을 측정하기 위해 간접적인 방법에 의존했다. 이는 달팽이로 만든 효소 용액을 사용해 BPA 대사물을 다시 전체 BPA로 변환해 측정하는 것이었다. 반면 연구진은 다음 두 방법을 비교했는데 처음에는 BPA를 첨가한 합성 소변으로, 그다음에는 39개의 인체 표본을 가지고 측정했다. 이들은 이 직접적인 방법을 사용해 기존 방식보다 훨씬 높은 수준의 BPA를 발견했다. 이는 미국 국민건강영양조사(NHANES)가 보고한 평균의 최대 44배였다는 것이다. 특히 새로운 방법과 기존 방법 사이의 차이는 BPA의 노출이 증가함에 따라 커졌다. 즉 BPA에 관한 노출이 클수록 기존 방법에는 오류가 있다는 것이다. 이에 대해 제로나 조교수는 물론 지금보다 더 많은 반복 연구가 필요하다고 인정하면서도 “이 연구로 BPA 측정법에 관심을 갖고 다른 연구소나 전문가들이 독자적으로 면밀히 살피고 평가하길 바란다”고 말했다. 현재 연구진은 BPA뿐만 아니라 일부 화장품과 비누에서 발견되는 파라벤과 벤조페논 그리고 트리클로산, 완구와 식품 포장재 등 많은 소비재에서 발견되는 프탈레이트 등 여러 화학물질에 관해서도 추가 연구를 하고 있다. 자세한 연구 결과는 세계적인 의학 전문지 ‘랜싯 당뇨병 & 내분비학’(Lancet Diabetes & Endocrinology) 최신호(12월5일자)에 실렸다. 사진=미국 워싱턴주립대 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한국 연구진이 주도하는 국제 컨소시엄이 아시아인 최다지역 유전체 정보를 세계 최초로 공개했다. 아시아인에게 발생하는 질병 관련 원인을 규명하고 맞춤형 진단과 치료가 가능해지는 계기를 마련한 것으로 그 의미가 크다. 분당서울대학교병원과 정밀의학 생명공학기업 마크로젠 공동 연구팀은 국제 컨소시엄인 ‘게놈아시아 100K 이니셔티브를 통해 진행한 아시아인 유전체 분석 연구 성과가 세계 최고 권위의 국제 과학 학술지 ‘네이처(Nature)’ 최신호의 표지논문으로 게재됐다고 6일 밝혔다. (논문명: The GenomeAsia 100K Project enables genetic discoveries across Asia) 게놈아시아 100K 이니셔티브는 비영리 국제 컨소시엄으로 지난 2016년 아시아인 10만 명에 대한 유전체 정보를 분석하는 대규모 연구 프로젝트를 출범했다. 컨소시엄은 분당서울대학교병원 정밀의료센터와 한국 마크로젠, 싱가포르 난양기술대학교, 인도 유전체 분석기업 메드지놈, 미국 로슈그룹 자회사 제넨테크 등 각국을 대표하는 연구기관 및 기업으로 구성되어 있다. 분당서울대학교병원 정밀의료센터 석좌교수인 서정선 교수는 난양기술대학교 스테판 슈스터교수와 함께 공동 연구책임자로 활동하며 해당 연구를 주도해왔다. 아시아를 포함한 총 64개국 219개 종족(아시아 142개 종족)으로 구성된 이번 연구는 세계적으로 공개된 아시아인 유전체 데이터 중에서 가장 많은 아시아 지역과 인종을 포함한다는 데 그 의의가 있다. 이는 아시아인 질병 연구에 있어 기존의 유럽인 유전체 DB가 아닌 아시아인 유전체 DB를 새롭게 구축.활용할 수 있게 되었음을 뜻하며 이를 통해 아시아인 관련 정밀의학을 실현하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 연구진은 인도 598명, 말레이시아 156명, 한국 152명, 파키스탄 113명, 몽골 100명, 중국 70명, 파푸아뉴기니 70명, 인도네시아 68명, 필리핀 52명, 일본 35명, 러시아 32명 등 총 1739명에 대한 전장 유전체를 분석하고 이를 공개했다. 또한 아시아에 거주하는 142개 종족에게는 이전 연구들에서 밝혀진 것보다 훨씬 더 다양한 유전적 특성이 존재한다는 사실을 밝히며, 이를 기반으로 아시아 민족별 주요 약물에 대한 반응이 다름을 규명해냈다. 예를 들어, 심혈관 질환 환자에게 주로 처방되는 항응고제 ‘와파린은 어떤 환자에게는 잘 반응해 치료에 효과적이지만, 특정 유전 변이를 가진 환자에게는 알레르기 등 약물 부작용을 일으킬 수 있다. 연구진은 와파린의 경우, 한국인, 중국인, 일본인 또는 몽골인과 같은 북아시아 조상을 가진 사람들이 예민하게 반응할 가능성이 클 것으로 예측했다. 아시아인은 전 세계 인구 77억 명 중 58%에 해당하는 45억 명이다. 그러나 지금까지 아시아인에 대한 게놈 데이터 연구가 많지 않았고 공개된 데이터 또한 부족해 아시아인 대상의 맞춤형 진단과 치료에는 어려움이 많았다. 게놈아시아 100K 컨소시엄은 이번 연구를 통해 북방계 몽골 부족부터 남방계 인도네시아 작은 섬의 고립 부족에 이르기까지 각 종족별로 25명 내외의 유전체 데이터를 확보해 아시아 인종의 기원적 특성을 분석하고 유전체 데이터를 구축하는 데 성공했다. 이는 아시아인은 물론, 아시아인의 유전적 특성을 이어받은 전 세계 모든 인종을 대상으로 맞춤형 진단과 치료가 가능해지는 계기를 마련한 것으로 그 의미가 매우 크다. 이번 컨소시엄의 공동 연구책임자이자인 서정선 분당서울대학교병원 석좌교수는 “아시아인에 대한 유전체 정보가 많으면 많을수록 아시아인이 특정 질병에 걸릴 위험이 더 높은지, 특정 약물에 더 잘 반응하는지 분석해낼 수 있다”며 “앞으로 10만명 아시아인 유전체 빅데이터를 성공적으로 완성해, 국내외 아시아인 관련 질병 및 약물 유전체 연구를 활성화하고 아시아인 맞춤 정밀의학 실현을 위한 기반을 마련하는 데 앞장설 계획”이라고 밝혔다. 백롱민 분당서울대학교병원 원장은 “앞으로 분당서울대학교병원은 아시아인의 질병 예측에 이와 같은 아시아인 빅데이터를 이용할 계획”이라고 말했다. 또 한 명의 공동연구책임자인 스테판 슈스터 난양기술대학교 교수는 “아시아인에게는 우리의 예상보다 훨씬 더 다양한 유전적 특성이 존재한다”며 “게놈아시아 100K 프로젝트가 전 세계 아시아인들이 건강한 삶을 영위하는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다. ‘게놈아시아 100K 이니셔티브’ 컨소시엄은 이번 1차 연구 결과 발표 이후에도 지속적으로 연구를 이어갈 예정이며, 앞으로 아시아 전 지역에서 최대 10만 명의 유전체 분석을 완료하여 그 성과를 전 세계 정밀의학 연구진 및 의료진을 위해 공개할 계획이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

네안데르탈인, 데니소바인과 현생인류, 외형변화 보이는 유전자 숫자나 특성 달라 “무언가를 길들이지 않고서는 그것을 잘 알 수 없지…친구를 가지고 싶다면 나를 길들여줘…길들인다는 게 뭐지?…네가 나에게 이 세상에서 단 하나뿐인 존재가 되는거지. 나도 너에게 세상에 하나뿐인 유일한 존재가 되는거야.” 프랑스의 작가 생텍쥐페리의 대표작 ‘어린왕자’에서 나오는 여우의 유명한 대사 중 하나이다. 길들인다거나 익숙해진다는 단어와 가장 가까운 생물학적 용어를 찾는다면 ‘가축화’(domesticated)라고 할 수 있을 것이다. 인간이 나무 위에서 내려와 걷기 시작하고 사회를 이루면서 개, 고양이, 양, 소, 말 등 다양한 야생 동물들을 길들여 가축화시켜왔다. 그런데 그런 길들이기, 가축화의 가장 오래된 대상은 다름 아닌 ‘인간’이었다는 것을 증명하는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 밀라노대 종양학·혈액종양학과, 유럽종양연구소 줄기세포 후성유전학연구소, 임상보건의료과학연구재단(IRCCS) 산하 고통완화요양병원, 스페인 바르셀로나대, 바르셀로나 복잡계연구소, 칸타브리아대 의생명과학기술연구소, 카탈로니아고등과학연구소(ICREA), 신경유전학센터, 독일 쾰른대 분자의학센터(CMMC), 쾰른대병원 인간유전학연구소, 하이델베르크대병원 인간유전학연구소, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 신경과학연구소 공동연구팀은 현생인류인 호모사피엔스가 네안데르탈인이나 데니소바인 같은 친척들과 유전학적으로 갈라진 뒤 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 가축화시켰다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 5일자에 실렸다. ‘현생인류가 이전 영장류 조상과 완전히 다른 것은 자기 길들이기(self-domestication) 때문’이라는 주장이 생물학계에서는 끊임없이 나왔었다. 자기길들이기, 또는 자기사육화는 인간이 스스로 동물적 본능을 억제하고 사회에 맞춰 가는 과정을 이야기한다. 현생인류가 인류의 조상들보다 덜 공격적이고 더 협동적이며 사회적이라는 것이 자기길들이기의 대표적 증거라는 설명이다. 가축화는 생물학적으로 나타나기도 하는데 반려견이나 고양이, 길들여진 여우 같은 경우는 이빨과 두개골이 작아지고 짧아진 꼬리, 접힌 귀 등의 신체적 변화와 함께 야생상태에 있는 것들보다 신경능줄기세포(neural crest stem cell)가 적다는 점이다. 사람도 진화과정을 거치면서 두개골이 작아지고 눈두덩이가 덜 튀어나오도록 변화됐다. 연구팀은 ‘BAZ1B’라는 유전자가 신경능줄기세포를 조절하는데 중요한 역할을 한다는 점에 착안해 연구를 실시했다. 여러 종류의 유전자가 자기길들이기에 관여했겠지만 외모 변화를 가져오는 대표적인 유전자 하나를 집중 분석한 것이다.일반적으로 사람들은 BAZ1B 유전자를 2개 갖고 있지만 윌리엄스-보이렌 증후군(WBS)을 갖고 있는 사람은 BAZ1B 유전가가 1개 밖에 없다. WBS를 앓는 사람들은 지적능력은 일반인과 큰 차이가 없지만 두개골이 작고, 얼굴도 작고 어리고 약해보이는 특징이 있으며 처음 보는 사람과도 오랫동안 눈을 마주치는 것을 피하지 않고 낯을 별로 가리지 않는 등 매우 사교적이고 상냥하다. 약간 지적 능력이 떨어지더라도 가벼운 학습장애나 불안증상만 보이는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 BAZ1B 유전자가 자기길들이기의 대표적인 특징인 외모 변화에 영향을 미치는지 확인하기 위해 11개의 신경능줄기세포를 배양했다. 4개는 일반인, 4개는 WBS 환자, 3개는 WBS와는 다르지만 다른 유전적 장애를 갖고 있는 환자의 것이었다. 이렇게 배양된 세포를 이용해 BAZ1B 활성도를 변화시킨 뒤 관찰했다. 그 결과 BAZ1B 활성 변화가 안면이나 두개골 발달에 관여하는 것으로 알려진 다른 수 백개의 유전자에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 연구팀은 또 현생인류와 2명의 네인데르탈인 유전자, 1명의 데니소바인 유전자를 이용해 BAZ1B 유전자 여부를 분석했다. 그 결과 현생인류는 네인데르탈인이나 데니소바인에 비해 BAZ1B 유전자나 이에 영향을 받는 유전자들이 적은 것으로 확인됐다. 이번 연구를 주도한 주세페 테스타 이탈리아 밀라노대 교수(분자생물학)는 “동물의 가축화와 인간의 자기가축화는 비슷해보이지만 전혀 다른 개념”이라며 “인류가 협동사회를 유지하면서 외부에 대응하기 위해서 사회를 와해시키는 공격성을 없애려는 방향으로 진화를 해왔지만 동물의 가축화에서 볼 수 있듯이 인간의 공격성을 완전히 없애지는 못한 것 같다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 힘으로는 절대로 떼어낼 수 없는 접착제를 과학자들이 만들어냈다. 캐나다 빅토리아대(Uvic)·브리티시컬럼비아대(UBC) 공동연구진은 비스디아지린(bis-diazirine)에 속하는 새로운 분자의 교차결합(가교) 특성을 이용해 어떤 상업용 접착제보다 플라스틱을 강하게 붙일 수 있는 극초강력 접착제를 개발했다고 밝혔다.실제로 이 접착제를 시연하는 과정에서도 이를 발라 붙인 두 플라스틱 조각을 사람들이 저마다 힘을 줘 아무리 떼어내려고 해도 뗄 수 없는 것처럼 보인다. 이에 대해 연구 교신저자인 제러미 울프 Uvic 교수(유기화학과·화학부)는 “우리는 이 가교 특성 덕분에 서로 다른 유형의 직물들을 강하게 결합함으로써 극한 환경에서도 활용할 수 있는 차세대 의류를 만들 수 있게 됐다”면서 “동시에 이 접착제는 직물 자체에 추가적인 강도까지 더한다”고 설명했다. 가교는 열이나 자외선(UV) 빛에 노출됐을 때 발생하는 새롭고 강력한 형태의 화학 반응으로 이뤄진다. 연구진은 비스디아지린 분자들을 열이나 빛으로 활성화해 카벤(carbene)을 형성하도록 가교제로 사용했다. 카벤은 반응성이 높은 분자로, 폴리머에서 탄소(C)와 수소(H)의 결합에도 쉽게 삽입돼 두 소재 사이에서 매우 강력한 결합을 형성한다.이른바 ‘하이퍼 글루’로 불리는 이 극초강력 접착제는 시중에서 파는 상업용 접착제로 완벽하게 붙일 수 없는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등 다양한 소재에 대해 충격에도 떨어지지 않는 내충격성(충격저항)과 부식하지 않는 내부식성(부식저항)을 모두 갖는다. 이에 대해 공동저자인 아바스 밀라니 UBC 교수(기계공학과) 겸 UBC 산하 재료·제조연구소 소장은 “사실 상업용 접착제는 이런 소재를 제대로 붙힐 수 없으므로, 이번 성과는 다양하고 중요한 분야에서 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 하이퍼 글루는 의류는 물론 의료용 임플란트와 내부식성 주택용 배관 등에 활용할 수 있으며 플라스틱 직물 같이 일반적으로 잘 붙지 않을 수 있는 소재들 사이에서도 떨어지지 않는 것처럼 보이는 강력한 결합을 형성할 수 있다. 이런 이유로 연구진은 이 접착제를 캐나다 군용 방탄복 등 스마트 직물 솔루션을 개발하는 데도 활용하고 있다. 이는 캐나다 정부로부터 150만 캐나다달러(약 13억5500만원)를 투자받은 컴포츠(COMFORTS·Comfort-Optimized Materials for Operational Resilience, Thermal-transport and Survivability)라는 이름의 프로젝트 일부분이다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 사이언스(Science) 최신호(11월15일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

1707년 잉글랜드의 스코틀랜드 합병 근본원인은 화산폭발로 인한 기후변화 우리가 알고 있는 영국의 공식명칭은 ‘그레이트 브리튼과 북아일랜드 연합왕국’으로 잉글랜드, 스코틀랜드, 웨일스, 북아일랜드 4곳이 연합해 형성된 단일 국가이다. 올림픽에서는 영국이라는 이름으로 참가하고 있지만 FIFA 월드컵에서는 각각의 이름을 달고 참가하고 있다. 특히 독립왕국이었던 스코틀랜드는 1707년 연합법에 의해 잉글랜드 왕국과 합병되면서 그레이트브리튼 왕국이 만들어졌다. 합병 이후에도 꾸준히 다시 분리독립하려던 스코틀랜드는 2014년 분리독립을 위한 주민투표를 실시했지만 부결됐다. 이후 외교, 국방분야를 제외한 모든 분야에서 자치권을 행사하고 있는 상황이다. 2016년 브랙시트 국민투표로 영국이 유럽연합(EU)에서 탈퇴하면서 다시 분리독립이 요구되고 있는 상황이다. 그런데 스코틀랜드의 현재와 같은 상황을 만들게 된 것은 다름아닌 17~18세기 기후변화와 지구환경 때문이라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 컬럼비아대 라몬트-도허티 지구관측소(LDEO), 캔사스대 역사학과, 조지타운대 역사및생물학과, 체코 프라하생명과학대 산림목재과학부, 영국 세인트앤드류스대 지구환경과학부 공동연구팀은 고(古)기후 분석을 통해 17세기 말 있었던 두 차례의 화산폭발이 스코틀랜드의 운명을 바꾸는데 결정적인 역할을 했다고 6일 밝혔다. 이 같은 내용의 연구결과는 지구과학분야 국제학술지 ‘화산학, 지열연구’(Journal of Volcanology and Geothermal Research) 최신호에 실렸다. 스코틀랜드는 1690년대에 경제불황, 흉작, 기근으로 인해 스코틀랜드 전체 인구의 15%가 사망하는 등 ‘불운한 7년’ 또는 ‘스코틀랜드 병’(Scottish ills)으로 경제가 완전히 무너졌다. 독립왕국을 유지하던 스코틀랜드는 잉글랜드와 합병할 수 밖에 없는 상황이 됐던 것이다. 과학자들은 수 천㎞ 떨어진 곳에서 발생한 화산 폭발이 스코틀랜드의 이런 상황을 만들었다고 주장했다.실제로 화산 폭발이 지구 전체 또는 일부의 기후를 변화시킬 수 있다는 사실은 잘 알려져 있다. 화산이 폭발하면 화산재가 햇빛을 차단해 기온을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 폭발시 분출되는 이산화황이 성층권에 도달하면 산화돼 황산 에어로졸이 돼 전 세계로 확산될 가능성이 있다. 황산 에어로졸은 화산재와 함께 태양광을 차단해 지구를 냉각시키게 되는 것이다. 이런 상태는 짧게는 며칠에서 길게는 몇 달, 몇 년까지 지속될 수 있다. 산업화가 이뤄지기 이전에 이런 상황은 가뭄과 흉작으로 인해 국가경제를 완전히 파탄에 이를 수 있게 만든다. 나이테는 온도와 강수량의 변화를 그대로 반영하고 있기 때문에 많은 연구자들이 기후환경을 연구할 때 활용한다. 그런데 최근까지는 최악의 기근이 발생했던 당시 스코틀랜드 북부 나무를 확보하지 못했었는데 최근 호수 밑바닥과 늪지 속에서 수 세기 동안 보존돼 있던 통나무를 발견해 이를 분석했다. 이와 함께 1200년부터 2010년까지 스코틀랜드 기후 데이터를 확보해 비교했다. 분석 결과 800여년 동안 1695년부터 1704년까지 10년 동안은 스코틀랜드 기후사상 두 번째로 추웠던 시기인 것으로 확인됐다. 연구팀은 1961~1990년까지 스코틀랜드 여름 평균기온보다 당시에는 1.56도나 낮았던 것으로 확인했다. 이는 1693년과 1695년에 발생한 화산폭발로 인해 대규모 농작물 피해와 기근이 이어졌다고 주장했다. 이와 함께 척박한 스코틀랜드 자연환경, 발달하지 못한 농업기술, 기근에도 불구하고 곡물 수출을 장려한 정책, 1698년 남북아메리카 대륙을 잇는 파나마 지역에 스코틀랜드 식민지를 세우려는 시도 등이 같은 시기에 겹치게 됐다는 것이다. 이런 것들이 장기적 경제불황을 가져와 결국 스코틀랜드가 1707년 잉글랜드와 합병을 해 지금에 이르게 됐다는 설명이다. 로잔느 다리고 컬럼비아대 교수(생물학·고환경학)는 “이번 연구는 1690년대 중반에 일어난 화산폭발로 인한 중단기적 기후변화가 이후 10년 동안 일어난 정치적 사건들을 가장 잘 설명해주고 있다”라며 “기후는 한 나라의 정치 사회적 변화를 가져오는 중요한 동력”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘미션임파서블’을 보면 콘택트렌즈를 착용하면 각종 정보가 실시간으로 눈 앞에 제공돼 적진에 들어가 임무를 수행하는 장면이 등장한다. 올 초 방영했던 드라마 ‘알함브라 궁전의 추억’에도 남자주인공이 콘택트렌즈를 끼면 눈 앞에 게임에 직접 들어온 것 같은 착각이 들 정도의 증강현실(AR) 세계가 펼쳐지는 모습이 나온다. 눈에 착용하는 소프트 콘택트렌즈에 전자장치를 결합한 ‘스마트 콘택트렌즈’는 눈물 속 성분을 분석해 건강상태나 질병여부를 밝혀내는데 주로 활용돼 왔다. 그런데 국내 연구진이 이처럼 SF나 첩보영화에서나 등장하는 것처럼 콘택트렌즈를 착용하고 증강현실을 볼 수 있는 새로운 형태의 스마트 콘택트렌즈 기술을 개발해 화제다.연세대 신소재공학과, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 카이스트 신소재공학과 공동연구팀은 시선을 방해하지 않고 무선충전용 전자회로와 급속 충방전이 가능한 전원을 소프트 콘택트렌즈에 새겨넣을 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 8일자에 실렸다. 웨어러블 기기를 지속적으로 사용하기 위해서는 전력공급이 무엇보다 중요하다. 더군다나 스마트 콘택트렌즈는 눈에 착용하는 웨어러블 기기이기 때문에 사용이 편해야 하고 눈에 넣었을 때 이물감이 느껴지지 않는 착용감도 중요하다. 그러나 콘택트렌즈 크기의 제한 때문에 신축성을 유지하면서 전원을 지속적으로 공급할 수 있는 무선충전 전원을 결합하는 것이 쉽지 않다는 점이다. 연구팀은 신축성 소재와 인쇄공정을 이용해 소프트 콘택트렌즈를 기판으로 해서 안테나-정류회로-슈퍼캐패시터로 이뤄진 무선충전 전원과 LED디스플레이를 결합하는데 성공했다. 특히 렌즈의 구부러질 때도 소자가 부서지는 것을 막고 충전용 단자가 노출되지 않도록 해 착용시 감전 위험도 없앴다.연구팀은 무선충전회로가 콘택트렌즈에 제작될 정도로 초소형이지만 LED 디스플레이를 구동시켜 빛을 내는데 충분하다는 것을 확인했다. 또 실제로 사람이 증강현실용 스마트 콘택트렌즈를 착용한 상태에서 무선충전이 되고 스마트 콘택트렌즈 내 LED 디스플레이를 작동할 수 있도록 전력을 공급하는 것을 확인했다. 또 렌즈 작동과정에서 발열현상이 나타나지 않았으며 렌즈 모양이 변하거나 눈물이나 보관액에 담겨져 있을 때도 기능을 유지했다. 연구팀은 실제 사용되는 소프트 콘택트렌즈 물질을 기판으로 렌즈 크기에 맞춰 무선충전에 필요한 슈퍼커패시티, LED 같은 전자소자를 초정밀 인쇄공정으로 그러 넣었다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 신축성 있는 실제 소프트 콘택트렌즈 소재에 무선충전 전원을 초소형으로 구현할 수 있는 인쇄기술을 개발한 것으로 다양한 웨어러블 기기의 무선전원 공급에 실마리를 제공할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

발사 1년 만에 태양 2400만㎞ 앞에 근접 태양서 나오는 초속 200~900㎞ ‘태양풍’ 자기장 변화가 가속 만든단 사실 밝혀내 초속 450㎞ 미만 바람 코로나 구멍서 비롯 그리스 신화에서 크레타섬에 갇힌 천재 발명가 다이달로스는 아들 이카로스와 함께 새의 깃털을 밀랍으로 붙여 만든 날개를 달고 탈출을 시도한다. 다이달로스는 탈출 직전 이카로스에게 “태양을 똑바로 쳐다보고 날지 마라. 그러면 추락하게 될 테니까”라고 충고를 했다. 그러나 하늘을 나는 것에 신이 난 이카로스는 태양을 향해 너무 높이 날았다가 날개를 잃고 바다에 떨어져 죽었다.태양은 지구에 사는 모든 생물에게 생명의 원천이다. 과학기술이 눈부시게 발달했지만 얼마 전까지만 해도 태양은 멀리서 바라볼 수밖에 없는 천체였다. 태양 표면의 온도는 5778K(절대온도 켈빈·섭씨 약 5504도)이고 태양 대기 가장 바깥쪽인 코로나의 온도는 100만K(약 섭씨 99만 9727도)에 이르기 때문에 ‘태양 탐사는 불가능한 임무’였다. 그러나 지난해 8월 12일 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 인류 최초로 태양 탐사를 목적으로 만들어진 ‘파커 태양 탐사선’이 발사됐다. 파커 태양 탐사선은 1958년 태양에서 입자와 자기장의 지속적 방출이 있다는 태양풍 가설을 세운 과학자 유진 파커 박사의 이름을 딴 것으로 생존 과학자의 이름을 우주선에 명명한 것은 처음이었다. 파커 태양 탐사선은 발사 1년 만에 태양과 가장 가까운 행성인 수성까지 거리인 5800만㎞보다 더 가깝게 태양에 다가가 관찰했다. 그렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 태양풍의 기원과 고에너지 입자물리학에 대한 통찰력을 보여 준 연구 결과들이 한꺼번에 발표됐다. 미국 프린스턴대, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 캘리포니아공과대(칼텍), 존스홉킨스대 응용물리학연구소 등 15개 연구기관과 그리스, 영국, 프랑스 공동연구팀을 비롯한 세 개의 연구팀은 파커 탐사선이 태양에서 2400만㎞ 떨어진 곳까지 근접해 코로나를 정밀 관찰해 얻은 데이터들을 분석해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5일자에 세 편의 논문과 한 편의 분석논문으로 발표했다. 태양에서 불어오는 바람이라고 할 수 있는 태양풍은 양전자, 전자 같은 미립자와 고에너지 입자 등 물질을 초당 약 100만t 가까이 방출하고 있다. 태양풍의 속도는 초속 200~900㎞인데 초속 750~900㎞는 빠른 태양풍, 초속 450㎞ 이하는 느린 태양풍으로 분류된다. 태양풍은 보통 코로나를 떠나면서 속도가 빨라지고 지구 가까이 오면서 속도나 특성이 변화되는데 이전까지는 이 같은 현상에 대해 정확한 설명을 내놓지 못했었다. 저스틴 캐스퍼 미시간앤아버대 기후우주과학과 교수가 주도한 연구팀은 파커 태양 탐사선이 보내온 자료를 분석한 결과 자기장의 변화가 태양풍의 속도를 증가시킨다는 사실을 발견했으며 이런 속도의 증가는 이론적으로 예측한 것보다 더 빠르다는 것을 확인했다. 또 러셀 하워드 미해군연구소 박사가 주도한 연구팀은 초속 450㎞ 미만의 느린 태양풍에 초점을 맞춰 분석을 했는데 느린 태양풍은 태양의 적도 부근에서 발견된 코로나 구멍에서 비롯된다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 종합한 데이비드 맥코머스 프린스턴대 우주물리학과 교수(플라스마물리학)는 “태양에 가깝게 다가가는 것 자체가 매우 위험한 모험이지만 파커 태양 탐사선은 앞으로도 5년 동안 태양에 근접하면서 지금까지 알지 못했던 태양의 구조와 태양풍에 대한 상세한 정보를 얻게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미래 신시장 개척에 나서고 있는 포스코건설이 ‘제10회 대한민국 그린건설대상’에서 스마트컨스트럭션대상을 받는다. 포스코건설은 건물 내부 공기와 외부 공기의 상태(온·습도, 공기밀도) 차이로 인해 실내외 공기 간의 압력차 발생으로 나타나는 연돌효과를 사전 예방하는 SMART 기술을 보유했다. 이 연돌효과는 저층부 실내의 온도저하 및 실내 벽체의 결로 발생, 동절기 건물 난방 에너지 손실(최대 31% 증가), 엘리베이터 오작동 및 소음 발생, 냄새 확산 및 실내 기류 발생 등의 거주성능 문제를 야기한다. 이런 연돌효과 등의 문제를 사전에 막고자 포스코건설은 설계단계에서 BIM(Building Information Modeling) 기반 연돌 해석 시물레이션 시스템을 국내 최초로 개발했다. BIM 기술은 기존 2D 설계도면을 3D 도면으로 변환하는 기술이다. 공사계획과 물량 정보를 모두 담아 주는 디지털 플랫폼이지만 아직까지 최적화되지 않아 산업 전반에서 BIM을 활용하는 곳은 많지 않다. 포스코건설은 대부분의 신규 현장에 BIM을 적용하고 있다.또 시공 단계에서는 초고층 기밀화구획라인(Airtightness Line) 기밀 시공기술도 개발해 적용하고 있다. 관련 특허로는 제10-1766826호(2019년), 제10-1964183호(2017년)가 있다. 준공·진단 단계에서는 IoT 기반 건물 내 연돌압력 분포 실시간 모니터링 시스템을 세계 최초로 개발해 활용 중이다. 포스코건설은 현재 국토교통부 첨단도시개발사업 초고층빌딩 글로벌 R&BD 센터에 공동연구기관으로 참여해 초고층 연돌 모니터링 시스템 고도화 기술개발 관련 초고층 건물 대상 실증 연구도 진행하고 있다. 개발기술 적용 사례로는 설계, 시공, 진단 기술 등을 적용한 부산 LCT PJT(주거동 85F, 비주거동 101F) 등이 있다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

상류서 낮았던 농도 도심 통과 후 높아져 리튬전지 수요 증가… 재활용·처리 안 돼 폭넓은 조사로 폐기 방식·규제 고민해야 스마트폰 등 소형 전자기기와 전기차에 쓰이는 리튬이온배터리가 무단 폐기되면서 강물은 물론 수돗물까지 오염시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 한국기초과학지원연구원 환경분석연구부, 이화여대 과학교육학과, 부경대 지구환경과학과, 프랑스 소르본대 해양학실험실(LOV) 공동연구팀은 각종 전자제품과 배터리에 포함된 리튬이 강으로 유입돼 수돗물을 오염시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 4일자에 발표했다. 원자번호 3번의 리튬(Li)은 현대사회에서 다양하게 활용되고 있다. 대표적인 것이 리튬이온전지이다. 리튬이온전지는 1985년 처음 상용화돼 휴대용 전자기기와 전기차에 필수적으로 쓰이고 있다. 올해 노벨화학상도 리튬이온배터리를 개발하고 상용화한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 리튬은 양극성 장애(조울증), 알코올 중독, 갑상선항진증, 천식 등을 치료하는 데도 사용된다. 연구팀은 리튬전지의 수요는 급격히 증가하고 있지만 회수와 재활용, 처리 등에 대한 시스템이 구축되지 않은 데다 폐기물관리법상에도 폐기물로 명시돼 있지 않아 잠재적 환경오염원이 될 수 있다는 데 착안했다. 지난달 초 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 ‘리튬이온배터리가 심각한 환경오염을 유발할 수 있어 재활용 연구와 폐배터리 처리방안을 고민해야 한다’는 논문이 실리기도 했다. 연구팀은 2015년 7월 남한강과 북한강 상류부터 한강 하류까지 22곳에서 강물, 수돗물, 수처리장 유입수와 배출수 등을 포함해 27개의 시료를 채취해 리튬 농도를 분석했다. 분석 결과 한강 상류에서는 리튬 농도가 매우 낮게 나왔다. 그러나 서울과 인천 등 수도권에 수돗물을 공급하는 상수원인 팔당댐 지역부터 리튬 농도가 높아지기 시작해 인구밀도가 높은 도심을 통과하는 곳에서는 리튬 농도가 상류보다 최대 600% 높은 것으로 조사됐다. 현재 수처리 방식으로는 물속에 녹아 있는 리튬을 제거할 수 없어 수돗물에서도 리튬 농도가 높은 것으로 확인됐다. 연구팀은 물속에 녹아 있는 리튬이 인위적 요인 때문인지를 밝혀내기 위해 동위원소 분석을 실시했다. 그 결과 한강에 유입된 리튬은 리튬이온전지, 각종 치료제, 음식물처리장 부산물, 세제 등에서 기인한 것으로 나타났다. 류종식 부경대 지구환경과학과 교수는 “이번 연구는 리튬이 물속에 녹아 들어가 환경이나 인체에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시했다”면서 “리튬이 생태계와 건강에 어떤 영향을 미치는지 폭넓은 조사가 필요하고 리튬 관련 폐기물 처리 및 규제 방안도 고민해야 할 시점”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상류서 낮았던 농도 도심 통과 후 높아져 리튬전지 수요 증가… 재활용·처리 안 돼 폭넓은 조사로 폐기 방식·규제 고민해야 스마트폰 등 소형 전자기기와 전기차에 쓰이는 리튬이온배터리가 무단 폐기되면서 강물은 물론 수돗물까지 오염시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 한국기초과학지원연구원 환경분석연구부, 이화여대 과학교육학과, 부경대 지구환경과학과, 프랑스 소르본대 해양학실험실(LOV) 공동연구팀은 각종 전자제품과 배터리에 포함된 리튬이 강으로 유입돼 수돗물을 오염시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 4일자에 발표했다. 원자번호 3번의 리튬(Li)은 현대사회에서 다양하게 활용되고 있다. 대표적인 것이 리튬이온전지이다. 리튬이온전지는 1985년 처음 상용화돼 휴대용 전자기기와 전기차에 필수적으로 쓰이고 있다. 올해 노벨화학상도 리튬이온배터리를 개발하고 상용화한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 리튬은 양극성 장애(조울증), 알코올 중독, 갑상선항진증, 천식 등을 치료하는 데도 사용된다. 연구팀은 리튬전지의 수요는 급격히 증가하고 있지만 회수와 재활용, 처리 등에 대한 시스템이 구축되지 않은 데다 폐기물관리법상에도 폐기물로 명시돼 있지 않아 잠재적 환경오염원이 될 수 있다는 데 착안했다. 지난달 초 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 ‘리튬이온배터리가 심각한 환경오염을 유발할 수 있어 재활용 연구와 폐배터리 처리방안을 고민해야 한다’는 논문이 실리기도 했다. 연구팀은 2015년 7월 남한강과 북한강 상류부터 한강 하류까지 22곳에서 강물, 수돗물, 수처리장 유입수와 배출수 등을 포함해 27개의 시료를 채취해 리튬 농도를 분석했다. 분석 결과 한강 상류에서는 리튬 농도가 매우 낮게 나왔다. 그러나 서울과 인천 등 수도권에 수돗물을 공급하는 상수원인 팔당댐 지역부터 리튬 농도가 높아지기 시작해 인구밀도가 높은 도심을 통과하는 곳에서는 리튬 농도가 상류보다 최대 600% 높은 것으로 조사됐다. 현재 수처리 방식으로는 물속에 녹아 있는 리튬을 제거할 수 없어 수돗물에서도 리튬 농도가 높은 것으로 확인됐다. 연구팀은 물속에 녹아 있는 리튬이 인위적 요인 때문인지를 밝혀내기 위해 동위원소 분석을 실시했다. 그 결과 한강에 유입된 리튬은 리튬이온전지, 각종 치료제, 음식물처리장 부산물, 세제 등에서 기인한 것으로 나타났다. 류종식 부경대 지구환경과학과 교수는 “이번 연구는 리튬이 물속에 녹아 들어가 환경이나 인체에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시했다”면서 “리튬이 생태계와 건강에 어떤 영향을 미치는지 폭넓은 조사가 필요하고 리튬 관련 폐기물 처리 및 규제 방안도 고민해야 할 시점”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반기문 등 국가기후환경회의 위원들 오찬文 “3국, 미세먼지 국가간 영향 최초 확인…미세먼지 문제, 공동 책임 대응길 열려”11월 ‘韓미세먼지 30% 중국발’ 3국 인정“韓국민 환경 시민의식 세계 최고수준”한국 내 초미세먼지의 30%(연평균 기준)가 중국발이라는 한·중·일 3국의 공동연구 결과가 최근 공개된 가운데 문재인 대통령이 3일 “미세먼지 문제에 대해 3국간의 공동 노력을 끌어내기 위해 매진하겠다”면서 ‘미세먼지 특별법’ 개정에 힘을 모아줄 것을 당부했다. 문 대통령은 이날 청와대에서 반기문 위원장을 비롯한 국가기후환경회의 위원들, 국민정책참여단 단원 등을 초청해 오찬하며 이렇게 밝혔다. 문 대통령은 이 자리에서 “국민들은 (미세먼지 해결을 위한) 인접국가와의 협력에도 관심이 많다”면서 “한국 정부는 2017년 중국과의 정상회담에서 이 문제에 공동협력하기로 합의한 뒤 정보공유·기술협력·정책교류를 비롯한 협력을 확대해 왔다”고 전했다. 그러면서 “지난달 한·중·일 3국은 미세먼지 영향 공동 연구보고서를 통해 국가 간 영향이 (있다는 것을) 최초로 공식 확인했다”면서 “이웃 국가들 사이에서 서로 미세먼지 문제의 책임을 부분적으로나마 인정하면서 공동대응의 길이 열리게 된 것”이라고 평가했다.문 대통령은 “정부는 3국의 환경장관들이 논의한 협력 과제들을 시행하면서, 이웃국가와의 공동 노력을 끌어내기 위해 매진하겠다”고 강조했다. 문 대통령은 또 국가적 과제 해결을 위해 정치권까지 하나가 됐다며 국회의원들에게 감사를 표한 뒤 “고농도기술관리제 시행을 위한 법적 기반을 마련하는 일, 미세먼지특별법을 개정하는 일에도 우선적으로 힘을 모아달라”라고 당부했다. 지난달 20일 장윤석 국립환경과학원장은 한·중·일 3국 공동연구 보고서인 ‘동북아 장거리 이동 대기오염 물질 국제공동연구(LTP) 요약 보고서’에서 발간을 알리며 “국내 초미세먼지 발생의 30% 정도가 중국발이라는 점을 3국 공동연구에서 인정했다”고 밝혔다. 이 보고서는 한·중·일이 2000년부터 추진한 연구를 3국 정부가 함께 검토해 발간한 최초 보고서다. 보고서에 따르면 2017년 연평균 국내 초미세먼지(PM-2.5)의 32%는 중국발로 분석됐다. 국내 요인은 51%, 일본발은 2%로 나타났다.다만 2~3월 미세먼지 고농도 시기에 국외 요인이 어느 정도나 되는지에 대한 연구 결과는 빠졌다. 과학원 측은 이 시기 중국의 기여율이 70% 이상이라고 밝혔었다. 문 대통령은 “정부는 국가기후환경회의가 제안한 대책들도 적극적으로 수용하고 있다”면서 “특히 국민정책 제안의 핵심인 11∼3월 미세먼지 계절 관리제도 수용해 이달 1일부터 시행됐다. 미세먼지 고통이 컸던 이 기간의 먼지 농도가 대폭 저감되기를 기대한다”고 전했다. 문 대통령은 또 “국가기후환경회의가 아이디어를 낸 ‘세계 푸른 하늘의 날’은 제가 유엔 기후행동 정상회의에서 공식 제안을 했고 지난달 채택이 됐다”면서 “반 위원장과 국가기후환경회의 여러분의 노력의 결과”라고 격려했다. 이어 “내년 6월 서울에서 개최되는 ‘녹색성장 및 글로벌 목표 2030을 위한 연대’(P4G) 정상회의에서 미세먼지 문제를 포함해 기후변화에 국제협력이 강화될 수 있도록 더 적극적 활동으로 뒷받침해 달라”고 말했다.문 대통령은 한국 국민들의 환경에 대한 시민의식이 높은 수준이라고 강조했다. 문 대통령은 “우리 국민의 높은 시민의식은 환경분야에서도 세계 최고라고 자부할 만 하다”라면서 “지난해 ‘일회용품 사용하지 않기’를 시작할 때 과연 제대로 실행될 것인지 회의적 시각이 많았었는데, 불과 1년 만에 커피점 일회용품 수거량은 72% 줄어들고, 제과점 비닐봉투는 79% 줄어들었다”고 설명했다. 그러면서 “환경 문제 해결을 위해 기꺼이 불편을 감수하며 실천에 동참하는 우리 국민들이 대단하다”고 밝혔다. 반 위원장은 이날 문 대통령이 국가기후환경회의를 적극 지지해준 것에 대해 감사를 표했다고 고민정 청와대 대변인이 브리핑을 통해 전했다. 기후환경회의 위원인 김종민·강병원 더불어민주당 의원, 성일종 자유한국당 의원, 신용현 바른미래당 의원, 조배숙 민주평화당 의원, 이정미 정의당 의원 등도 오찬에 참석해 “미세먼지 특별법 개정은 여야의 문제가 아닌 모두의 문제라며 통과에 힘을 모으겠다”고 밝혔다고 고 대변인은 전했다. 국민참여단 자격으로 참석한 11세 김세아양은 “예전에는 꽃도 먹고, 비도 먹었다는데 부럽다. 어른들이 환경을 옛날로 되돌려 달라”고 말했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

바람이 스쳐지나가기만 해도 자지러질 듯이 아프다는 통풍, 날씨가 흐리기만 해도 온 몸이 욱신거리게 하는 관절염, 이전의 기억을 서서히 잃어 존엄한 삶을 망가뜨리는 치매. 이들의 공통점은 바로 ‘염증’이다. 실제로 체내 염증 반응 조절이 제대로 되지 않아 발생하는 질병은 전 세계 사망률 1위인 암을 비롯해 알츠하이머, 세균감염으로 인한 패혈증까지 다양하다. 이 때문에 많은 의료현장에서 염증 반응을 추적해 진단하는데 활용하고 있다. 그러나 현재 사용되는 위상차 영상 정보로는 염증성 질환 조기 진단에 한계가 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 체내 염증 반응을 실시간으로 빠르게 확인할 수 있는 새로운 영상화 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단, 서울대 의대 공동연구팀은 각종 질병의 원인인 체내 염증현상을 영상으로 관찰하고 추적할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’에 실렸다. 각종 염증성 질환은 인플라마좀이라는 특정 단백질이 활성화되면서 나타나는 것으로 알려져 있다. 기존에는 체내에서 인플라마좀 활성화를 시공간적으로 분석할 뿐 실시간 변화를 측정하기 어려웠고 일부에서는 유전자 조작을 통해 실시간 관찰을 가능케 했지만 환자를 대상으로 적용하기 어려운 연구목적에만 쓰여왔다. 연구팀은 염증 단백질이 아닌 염증 발생 초기에 중요한 역할을 하는 효소인 ‘캐스페이즈-1’이라는 물질에 주목했다. 연구팀은 이 물질에 닿으면 빛을 낼 수 있는 형광물질을 개발해 형광 신호의 강도 변화를 실시간으로 관찰할 수 있도록 했다. 이 형광물질은 독성이 없고 체내에서 빠르게 분해돼 생체 적합성이 뛰어나다나는 장점이 있다. 실제로 알츠하이머, 대장염, 암 등 다양한 염증성 질환을 앓도록 만든 생쥐에게 이번에 개발한 형광물질을 투여하는 실험을 실시한 결과 질병의 실시간 변화를 관찰할 수 있었다. 또 염증성 질환의 증상이 외부로 나타나기 전에 조기에 진단하는데도 성공했다. 권익찬 KIST 박사는 “이번 연구를 활용하면 체내 염증효소의 변화를 실시간으로 관찰하고 염증성 질환의 조기 진단과 치료제 개발, 효능 평가에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

햇빛을 전기로 바꿔주는 태양광 에너지는 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 대표적인 신재생에너지 중 하나로 꼽히고 있다. 그러나 광자 한 개를 하나의 전하입자로만 변환시킬 수 있다는 제한 때문에 태양전지의 효율을 높이는데 한계가 있다. 국내 연구진이 광자 한 개를 더 많은 전하입자로 변환시킬 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 네덜란드 암스테르담대 공동연구팀은 빛 에너지(광자)에 비례해 전하 캐리어 수가 늘어나는 캐리어 증폭현상을 2차원 물질에서 처음 관찰하는데 성공해 태양전지 효율을 획기적으로 늘릴 수 있는 단초를 마련했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2일자에 실렸다. 일반적으로 에너지가 아무리 커도 광자 한 개는 전하 운반입자(캐리어) 한 쌍만 만들어 낼 수 있다. 그렇지만 특정 조건에서는 캐리어 증폭현상이 일어나 광자가 두쌍 이상의 전하입자를 만들 수 있는 것으로 알려져 있었다. 이런 물질은 나노미터 크기의 양자선(線)이나 양자점(點), 2차원 물질이 있다. 2차원 물질은 그래핀처럼 두께가 원자층 수준의 얇은 물질로 기존 물질과는 전혀 다른 물리현상이 나타나 차세대 반도체로 주목받고 있다. 특히 2차원 물질에서는 여분의 빛 에너지가 캐리어로 모두 전환될 수 있다고 이론상 알려져 있지만 관측된 적은 없었다. 연구팀은 캐리어 증폭현상을 발생시킬 수 있는 가능성 높은 후보물질을 합성했다. 그 결과 서로 다른 화합물을 기체로 만든 다음 진공 상태에서 반응을 일으켜 얇은 막을 형성시키는 기상화학증착 방식으로 광변환 효율이 좋은 것으로 알려진 몰리브덴디텔루라이드와 텅스텐디셀레나이드를 대면적으로 합성시키는데 성공했다.이렇게 만들어진 전이금속 칼코젠 화합물을 초고속 분광법으로 분석한 결과 캐리어 증폭현상이 관찰됐다. 관찰 결과 여분의 에너지가 추가 캐리어를 만들어 냄으로써 기존 실리콘 태양전지의 빛-전기 전환효율의 한계인 33.7%를 넘어서는 것이 확인됐다. 이 때문에 연구팀은 이번 합성물질을 태양전지로 활용하면 전지효율을 46% 가까이 끌어올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 나노구조물리연구단 단장(성균관대 교수)는 “이번 연구결과를 활용하면 태양전지는 물론 광검출기 등 다양한 광전자 분야 기기를 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “특히 이번에 찾아낸 2차원 전이금속 칼코젠 소재는 가볍고 우수한 빛흡수력, 뛰어난 내구성, 유연성 때문에 플렉서블 태양전지 상용화까지 기대할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“영국에 윌리엄 셰익스피어가 있다면 프랑스에는 몰리에르가 있다.” 프랑스 극작가 몰리에르(1622~1673)는 ‘동쥐앙’ ‘타르튀프’ ‘인간혐오자’ 등 성격희극으로 유명하다. 물론 셰익스피어가 누리는 대중성에서는 다소 뒤떨어지지만 셰익스피어가 영문학에서 차지하는 위치만큼 몰리에르가 불문학에서 차지하는 위치는 확고하다. 그런데 100년 전인 1919년 프랑스 시인 피에르 루이(Pierre Louys)는 몰리에르가 인생 대부분을 배우로 지냈으며 40세를 전후해 갑자기 걸작을 내놓기 시작했다고 지적했다. 루이는 몰리에르와 같은 시기에 살았던 또 다른 유명 극작가이자 교육수준이 훨씬 뛰어난 피에르 코르네유(1602~1684)가 대필한 것으로 볼 수 밖에 없다는 의심을 제기했다. 더구나 몰리에르가 서명한 원고가 아직까지 한 번도 발견되지 않았기 때문에 이런 의심은 점점 커질 수 밖에 없었다. 마치 셰익스피어의 작품이 실제로는 케임브리지대 장학생 출신의 크리스토퍼 말로에 의해 쓰여졌다는 주장과 비슷한 의심이다. 이에 프랑스 컴퓨터과학자들과 전산언어학자들이 몰리에르의 작품 대필에 대한 의혹의 진실을 찾기 위해 나섰다. 프랑스 파리-디드로대, 파리과학인문대학, 국립고문서학교(Ecole nationale des chartes) 공동연구팀은 전산 언어학적 분석을 통해 피에르 코르네유와 몰리에르의 작품을 정밀분석한 결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 11월 28일자에 발표했다. 결론부터 말하자면 “몰리에르 작품은 전부 몰리에르 스스로 쓴 것”이다. 1919년 몰리에르의 대필 의혹이 처음 제기된 뒤 2001년 프랑스 그르노블 알프스대학 언어학자들이 몰리에르와 코르네유 작품들을 분석한 결과 두 작가의 단어 선택이 상당부분 겹친다는 연구결과를 ‘계량언어학 저널’에 발표하면서 이 같은 대필의혹은 사실에 가까워지는 분위기였다.이번에 연구팀은 2001년 분석과 달리 몰리에르와 코르네유 뿐만 아니라 동시대에 활동했던 다른 10명의 극작가들의 작품을 단어와 문장별로 분절해 컴퓨터를 이용해 언어적 특징을 분석비교했다. 이전 연구와 달리 단순히 어휘의 일치 뿐만 아니라 단어들을 연결해주고 관계를 설정하는 접속사나 관사 같은 기능적 단어들의 빈도까지 분석했다. 또 작가별 선호하는 문법 구조, 사람들이 글을 쓸 때 무의식적으로 활용하는 언어적 패턴도 살펴봤다. 그 결과 몰리에르와 코르네유 뿐만 아니라 동시대 극작가들 모두 비슷한 단어들을 사용하기는 했지만 즐겨쓰는 문법구조, 접속사, 단어의 위치가 전혀 다른 것으로 나타났다. 이번에 활용한 분석 프로그램은 언어적 특성이 비슷한 작품들끼리 함께 분류시키는 기능을 갖고 있는데 몰리에르의 작품을 코르네유가 대필했다면 몰리에르와 코르네유가 한 범주로 묶여야 하는데 전산언어학적 분석 결과 전혀 다른 범주에 포함되는 것으로 나타났다는 설명이다. 플로리안 샤피로 파리-디드로대 교수(응용수학·계량언어학)는 “이번 연구는 몰리에르는 그 만의 독특하고 식별 가능한 언어를 구사한다는 언어학자들의 의견에 대한 과학적 근거를 제시한 것”이라며 “몰리에르가 프랑스를 대표하는 극작가로 일부에서 주장하는 대필 의혹을 완전히 벗어버렸다고 본다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지진은 자주 발생하지는 않지만 한 번 발생하면 엄청난 인적·물적 피해를 가져오는 자연재해다. 큰 지진이 발생한 뒤에는 항상 지진 며칠 전부터 개미나 새들이 떼지어 다른 곳으로 이동했다든가, 물고기들이 떼지어 죽었다든지, 원인 불명의 가스 냄새가 났다든지 하는 전조 현상이 있었다는 이야기가 나온다. 그러나 과학자들은 지진을 예측하는 것은 현재 기술로는 사실상 불가능하고 흔히 얘기되는 전조 현상들은 지진과 관련 없으며 사후 해석에 불과하다는 입장이다. 그렇다고 과학자들이 지진 예측에 손을 놓고 있는 것은 아니다. 인명·재산 피해를 최소화하기 위해 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 다양한 과학적 방법들을 찾고 있다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 지구·행성과학과, 로렌스버클리 국립연구소 에너지 지구과학연구부, 몬터레이베이해양연구소(MBARI), 라이스대 지구·환경·행성과학과 공동연구팀은 해저 광섬유 케이블을 이용해 지진해일(쓰나미)이나 바닷가 지진의 원인인 해저지진을 감지할 수 있는 기술을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11월 29일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아주 서쪽 연안도시인 몬터레이 앞바다에 설치된 22㎞ 길이의 통신용 광섬유 케이블과 분산음향감지시스템(DAS)을 이용해 6개월 동안 해저 지각활동을 관찰했다. DAS는 케이블에서 나오는 파장과 신호의 미세한 변화를 감지해 주변 환경의 변화를 감지해 내는 기술이다. 그 결과 그동안 발견되지 않았던 몬터레이 해안 주변의 새로운 해저 단층을 발견하고 미세한 규모의 해저지진을 사전에 예측해 내는 한편 해안에서 45㎞ 떨어진 내륙에서 발생한 규모 3.4의 지진이 바다에 미치는 영향을 관찰하기도 했다. 조너선 아조프랭클린 로렌스버클리연구소 교수(지구물리학)는 “이번 연구 결과는 현재 전 세계 바다에 깔려 있는 약 1000만㎞ 이상의 광섬유 케이블 네트워크를 이용해 지진 사전 예측은 물론 지진관측소가 설치되지 않은 지역까지 지진 감시를 가능하게 만들어 줄 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

공포영화나 스릴러영화를 보면 예상치 못한 상황에 맞닥뜨렸을 때 등장인물들이 순간적으로 ‘얼어붙는’ 장면들이 나오곤 한다. 일상생활에서도 갑자기 놀라운 상황에 접하면 자신도 모르게 몸이 움츠러들고 움직일 수 없게 된다. 미국 컬럼비아대 분자생물물리학과, 생화학과, 신경과학과, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 뇌연구소, 생체공학연구소 공동연구팀은 위험 상황에 놓였을 때 순간적으로 몸을 얼어붙게 만드는 신체 반사작용이 다름 아닌 행복 호르몬 ‘세로토닌’ 때문이라는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 28일자에 발표했다. ‘놀라 얼어붙는 반응’은 사람을 포함한 포유류는 물론 파리, 물고기까지 거의 모든 동물에게서 관찰되지만 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 생물학계의 수수께끼 중 하나로 남아 있었다. 연구팀은 초파리들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 세로토닌이 분비되지 않도록 만들었다. 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 있는 신경전달물질로 ‘행복 호르몬’으로 잘 알려져 있다. 연구팀은 초파리들이 날지 않고 걷도록 한 다음 걸음걸이를 분석할 수 있는 실험 장치인 ‘플라이워커’에 넣어 실내를 갑자기 어둡게 만들거나 소형 모터로 심한 흔들림을 느끼도록 한 다음 반응을 관찰했다. 그 결과 세로토닌이 분비되지 않는 초파리들에게서는 갑작스러운 상황이 발생해도 멈추지 않고 계속 움직이는 것이 관찰됐다. 그러나 일반 초파리들에게서는 깜짝 놀라서 잠깐 멈춘 다음 정전 상황일 때는 조심해서 천천히 걷고 지진 상황에서는 이전보다 더 빨리 움직이는 것이 확인됐다. 연구팀은 세로토닌이 일종의 비상 브레이크처럼 작동해 갑작스러운 변화에 대한 정보를 수집하고 어떻게 대응해야 할지 결정할 수 있게 해주는 역할을 한다고 설명했다. 리처드 만 컬럼비아대 교수(시스템 생물학)는 “이번 연구는 기억과 정서, 기분 조절에 주로 관여하는 것으로 알려진 신경전달물질인 세로토닌이 감각 정보를 처리해 운동반응을 유도하는 데도 중요한 역할을 한다는 것을 처음 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계절이 바뀌는 환절기나 낮과 밤의 기온차가 클 때는 건강관리가 쉽지 않다. 이럴 때 사람들은 평소 먹지 못했던 음식을 먹는다든지 건강보조식품이나 영양제를 챙겨먹는 경우도 많다. 이런 노력과 건강상 별다른 이유가 없음에도 쉬이 피곤해지거나 기운을 차리기 쉽지 않을 경우가 있다. 원인이 뭘까. 이럴 때는 인체 내 대사조절 스위치를 의심해봐야 할 것 같다.서울대 약대 의약바이오컨버전스연구단, 한국기초과학지원연구원, 연세대 약대, 융합오믹스·의생명과학과, 카이스트 화학과, 고려대 생명공학부 공동연구팀은 LARS1이라는 효소가 체내 단백질 합성과 에너지 생성의 균형을 이루는 핵심 스위치 역할을 한다는 사실을 처음으로 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 29일자에 발표했다.아미노산은 단백질을 구성하고 인체 구성 중요성분으로 몸의 에너지 수준이 낮아지면 에너지를 발생시키는 연료로도 쓰이는 것으로 알려져 있다. 아미노산이 몸의 에너지 수준을 어떻게 감지하는지는 생물학 분야 수수께끼 중 하나로 남아있었다. 연구팀은 2012년 LARS1이 세포내 아미노산 중 하나인 ‘류신’을 감지해 단백질 합성과정을 활성화시키는 스위치 역할을 한다는 사실을 밝혀내 주목받은 바 있다. 연구팀은 류신이 LARS1 스위치를 켠다는 것을 밝혀낸데 이어 이번에는 LARS1 스위치가 꺼지는 이유를 규명했다.연구팀은 세포와 동물실험을 통해 LARS1가 세포 에너지원인 ATP 수준을 감지해 류신의 대사 방향을 조절하는 기능을 수행한다는 사실을 새롭게 규명해 냈다. 우리 몸의 에너지 상태에 따라 LARS1 스위치가 꺼지거나 켜질 수 있다는 설명이다. LARS1 스위치가 정상 작동하게 되면 에너지 생성과 단백질 합성 등이 정상적으로 돼 건강한 생활을 할 수 있지만 LARS1 스위치에 이상이 발생하면 대사작용에 불균형이 발생해 각종 질병에 시달리게 된다. LARS1를 타겟으로 한 암, 근무력증, 뇌전증 치료제 개발이 진행되고 있는 만큼 이번 연구결과에 따라 당뇨, 비만 같은 대사질환 치료제 개발에도 속도를 낼 수 있을 것으로 기대되고 있다.김성훈 서울대 약대 교수(의약바이오컨버전스연구단 단장)는 “이번 연구는 LARS1효소가 우리 몸에서 에너지와 아미노산 대사를 통합적으로 조절하는 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “LARS1효소로 당뇨, 비만 같은 대사관련 질환은 물론 암, 신경, 근육관련 질환 치료제 개발을 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr