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  • [달콤한 사이언스] 인간 골격줄기세포 발견…골다공증 근본 치료 가능해지나

    [달콤한 사이언스] 인간 골격줄기세포 발견…골다공증 근본 치료 가능해지나

    사람의 뼈와 연골 같은 골격을 형성하는 줄기세포가 발견됐다. 그동안 생쥐 실험에서는 발견됐던 골격 줄기세포가 사람에게서 처음 발견됨에 따라 골절이나 관절손상, 골다공증 같은 뼈 관련 질환의 새로운 치료방법을 개발할 수 있을 것으로 기대되고 있다.미국 스탠포드대 의대 줄기세포생물학 및 재생의학연구소, 캘리포니아 샌디에고대 소아과 및 컴퓨터과학과, 오스트리아 그라츠의대, 일본 이화학연구소(리켄) 의과학혁신허브센터 공동연구팀은 뼈와 연골 등으로만 성장하는 골격 줄기세포를 발견하는데 성공했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 이번에 발견한 인간 골격줄기세포는 지방흡입 후 폐기되는 지방에서도 추출해 만들 수 있다는 것이 특이하다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 최신호(20일자)에 실렸다. 많은 과학자들이 그동안 인간 골격줄기세포를 찾아왔지만 지금까지는 중간엽줄기세포 밖에 발견하지 못했다. 중간엽줄기세포는 뼈와 연골 뿐만 아니라 지방, 근육, 혈관 등 인체의 다양한 조직으로 분화할 수 있기 때문에 진정한 골격줄기세포라고 볼 수 없다. 연구팀은 우선 유전자 편집을 통해 줄기세포의 종류에 따라 각기 다른 색깔을 갖도록 하는 ‘레인보우 생쥐’를 만들어 골격줄기세포 형성 과정을 추적했다. 그 다음 연구팀은 태어나는 과정에서 사망한 태아의 뼈를 이용해 레인보우 생쥐의 골격줄기세포와 유사한 유전자 발현 패턴을 가진 세포를 찾는데 성공했다. 이 같은 연구결과를 바탕으로 연구팀은 고관절이나 무릎관절 치환술 같은 정형외과 수술 과정에서 나온 성인의 뼛조각을 배양접시에서 배양한 결과 지방이나 근육, 혈관 등 다른 조직으로 분화하지 않고 오로지 새로운 뼈와 연골을 만들어 내는 줄기세포를 발견해 냈다. 연구팀은 골격줄기세포를 대량으로 생산하기 위해 성인 세포로 만든 유도만능줄기세포(iPSC)를 뼈성장촉진 화합물과 비타민을 넣고 배양접시에서 배양하는데도 성공했다. 이들은 지방흡입 후 버려진 지방에서 기질세포를 분리한 뒤 뼈성장인자단백질과 함께 배양한 결과 골격줄기세포를 만드는데 성공하기도 했다. 찰스 찬 스탠포드대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 인간에게도 골격줄기세포가 있다는 사실을 확인했을 뿐만 아니라 지방흡입을 통해 버려지는 일종의 의료폐기물인 지방으로 골격줄기세포를 손쉽게 만들 수 있다는 것을 보여줘 골다공증 같은 뼈 관련 질환의 획기적 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 그러나 찬 교수는 “실제 실용화되기까지는 임상시험 등을 거쳐야 하기 때문에 시간이 좀 더 걸릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 장 질환 연구 위해 ‘자신의 피’ 300㎖ 마신 사람들

    [와우! 과학] 장 질환 연구 위해 ‘자신의 피’ 300㎖ 마신 사람들

    스위스에서 보기 드문 실험이 실시됐다. 언뜻 들으면 섬뜩하지만 장 질환을 앓는 환자들을 위한 치료법을 찾기 위한 실험이다. 최근 스위스 취리히에 있는 트리에믈리병원 연구진은 염증성 장 질환(IBD)의 정확한 원인과 치료법을 찾기 위해 실험참가자 16명을 모집했다. 실험참가자 16명이 연구진으로부터 요구받은 것은 바로 ‘흡혈’, 정확히는 자신의 몸에서 빼 낸 혈액을 직접 마시는 일이다. 연구진은 실험참가자들의 위장에 고의로 출혈을 내지 않는 대신 외부에서 혈액을 마시게 함으로서, 마치 체내에 장출혈이 발생한 것과 같은 현상을 만들기 위해 이 같은 방법을 고안했다. 일명 ‘뱀파이어 스터디’라고도 불린 이번 실험의 참가자들은 자신의 혈액 100~300㎖를 마시고 몸의 변화를 살피는 정밀 검사를 받았다. 참가자들은 마치 음료를 마시듯 주사기로 뽑아낸 자신의 혈액을 마셨고, 일부 참가자들은 코에 연결한 튜브를 통해 혈액을 주입받았다. 이후 연구진은 실험참가자의 대변 샘플에서 칼프로텍틴(calprotectin)으로 불리는 특정 단백질의 수치를 조사했다. 칼프로텍틴은 대장내시경 검사를 하지 않고도 심각한 크론병 등 염증성 장 질환을 구분할 수 있는 단백질로, 수치가 높을수록 염증성 장 질환 위험이 높은 것으로 간주한다. 그 결과 자신의 혈액 300㎖를 마신 바로 다음 날, 16명 중 절반에 해당하는 8명의 실험참가자 대변 1g에서 칼프로텍틴이 50㎍ 이상 검출되는 등 수치가 급증하는 것을 확인했다. 이는 실험참가자들이 직접 마신 혈액이 장으로 들어가 일종의 장출혈 현상을 만들었고, 장출혈이 발생했다고 인지한 몸에서 칼프로텍틴 수치가 급증했다는 것을 의미한다. 연구진은 “염증성 장 질환과 연관이 있는 칼프로텍틴 수치가 장출혈과도 매우 밀접한 관계에 있다는 사실을 확인했다”면서 “다만 칼프로텍틴 수치는 장출혈뿐만 아니라 바이러스 감염에 의해서도 상승할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘통합 유럽 위장병학저널’(United European Gastroenterology Journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 유전자 가위로 ‘말라리아 모기’ 절멸…英 연구진 실험 성공

    유전자 가위로 ‘말라리아 모기’ 절멸…英 연구진 실험 성공

    영국의 과학자들이 유전자 편집 기술로 말라리아를 옮기는 모기를 완전히 없애는 실험에 성공했다. 영국 임페리얼칼리지런던 연구진은 ‘크리스퍼 캐스9’(CRISPR-Cas9)으로 불리는 유전자 가위 기술로 만든 ‘불임 모기’를 이용한 실내 실험에서 말라리아 모기를 절멸하는 데 성공했다고 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 발표했다. 연구진은 이번 연구에서 말라리아 매개 모기인 아노펠리스 감비아의 오랫동안 이어져온 초유전자(supergene)를 조작해 세대를 거듭할수록 흡혈과 번식이 불가능한 암모기 수를 급격히 늘리고자 했다. 즉 흡혈과 번식을 불가능하게 하는 특정 형질을 다음 세대에 빠르게 전달하는 것이다. 이른바 ‘유전자 드라이브’로도 불리는 이 기술은 특정한 유전 형질이 후세에 선택적으로 빠르게 퍼질 수 있도록 생물 종 염색체(DNA) 내에 유전자 가위를 심어 지구 전체의 유전자 구성을 바꿀 수 있는 핵심 생명공학 기술이다. 연구진에 따르면, 이번 실험에서는 불과 8세대 만에 말라리아 암모기가 완전히 사라졌다. 이에 따라 자손을 남길 수 없게 돼 개체군은 완전히 붕괴하고 말았다. 연구를 이끈 안드레아 크리산티 생명과학부 교수는 “유전자 드라이브가 우리 목적대로 기능해 지난 몇 세기 동안 인류를 괴롭해온 질병과의 싸움에서 희망을 찾을 수 있었다”고 말했다. 말라리아 감염자 수는 지난 2016년 기준으로 전 세계 2억 명 이상으로, 사망자는 45만 명에 달한다. 지구상에서 사망률이 가장 높은 감염 질환 중 하나로 꼽힌다. 물론 유전자 드라이브 기술을 이용한 실내 실험은 이번 연구진 외에도 다른 연구진들 역시 진행해 왔지만, 저항성 돌연변이의 출현으로 지금까지 실험에 성공한 적은 없었다. 이에 대해 크리산티 교수는 “이제 우리는 다음 단계로 열대 환경을 재현한 폐쇠적인 실험실 환경에서 유전자 드라이브 기술을 시험할 계획”이라면서도 “자연 환경에서의 실험을 검토하려면 적어도 5~10년이 지나야 할 것”이라고 지적했다. 사진=네이처 바이오테크놀로지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 간암 세포 성장과 전이 알고보니 인슐린 때문

    간암 세포 성장과 전이 알고보니 인슐린 때문

    지난해 기준 한국인 암 사망률 2위는 간암으로 전년과 비교해 8% 가량 줄기는 했지만 여전히 사망률이 높은 암이다. 간암세포가 커지고 다른 조직으로 전이되는 원인이 알고보니 인슐린 때문이라는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 박재봉 한림대 의대 연구팀은 정상 간세포와 간암세포를 비교해 본 결과 인슐린의 작용 기전이 서로 다르고 인슐린 농도가 높은 당뇨환자에게서 간암 세포가 더 빨리 커진다는 사실을 규명했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘파셉’ 최신호에 실렸다. 인슐린은 혈액 중 포도당을 글리코겐 형태로 바꿔 간이나 근육에 저장하는 호르몬이다. 인슐린이 정상 세포에서 작동하는 메커니즘은 활발히 연구돼 왔지만 암세포에서 포도당 대사나 암에 미치는 영향은 거의 연구되지 않은 상태다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 인슐린과 정상 세포와 간암 세포의 변화를 비교분석했다. 연구팀은 일반 생쥐에게 인슐린을 주사한 다음 혈중 포도당 농도를 측정한 결과 3시간 이후 최저치로 감소하고 간 조직 내 피루브산 탈수소효소(PDH)로 인해 포도당 분해가 촉진되는 것을 확인했다. 그러나 간암세포에서는 PDH 활성이 떨어져 피루브산을 제대로 분해하지 못하고 젖산으로 변화시키는 것이 확인됐다. 연구팀은 이를 통해 정상 간세포와 간암세포간 인슐린 처리 과정이 전혀 다르다는 사실을 확인했다. 이 때문에 인슐린 농도가 높은 당뇨환자가 간암에 걸릴 경우 간암세포가 더 빠르게 증식하고 다른 조직으로 쉽게 전이된다는 사실을 확인했다. 또 PDH를 활성화시켜 신호전달 경로를 차단하면 암세포 성장을 억제할 수 있다는 것이다. 박재봉 교수는 “이번 연구로 똑같이 간암이 발병했더라도 일반 환자와 당뇨에 걸려 있는 환자에게 다른 항암처방이 필요하다는 것을 보여줬다”라며 “환자 맞춤형 간암 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 이성이 많은 직장에 다니는 배우자를 의심하라?

    [달콤한 사이언스] 이성이 많은 직장에 다니는 배우자를 의심하라?

    “행복한 가정은 서로 닮아있지만 불행한 가정은 저마다 이유가 다르다”라는 러시아 대문호 레프 톨스토이의 ‘안나 카레니나’의 도입부를 굳이 언급할 필요는 없을 듯 싶다. 가정법원 이혼소송 내용들을 살펴보지 않더라도 드라마 ‘사랑과 전쟁’만 보더라도 헤어지는 이유들은 가지각색이다. 한국의 이혼율은 OECD 30여개 국가 중 9위 수준이며 아시아에서는 1위라는 우울한 통계도 있다. 복지 천국이라는 북유럽 국가 연구진이 이혼 이유에 대한 재미있고 독특한 연구결과를 내놨다. 이들은 이성이 많은 직장에서 일하는 기혼자들이 이혼할 가능성이 높고 고학력 남성일수록 그 같은 경향이 심하게 나타난다는 것이다. 스웨덴 스톡홀름대 사회학과 인구학연구소 연구팀은 덴마크에서 1981~2002년에 결혼한 사람들과 이혼한 사람들의 비율과 직업 관련 데이터를 분석한 결과 여성이 많은 곳에 근무하는 남성 기혼자나 남성이 많은 곳에 근무하는 여성 기혼자는 그렇지 않은 사람들에 비해 이혼확률이 그렇지 않은 사람들보다 각각 15%, 10% 가량 높은 것으로 나타났다고 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 26일자에 실렸다. 연구팀이 덴마크를 시험 대상으로 삼은 것은 결혼생활에 대해서 ‘살아있는 실험실’이라고 할 수 있기 때문이다. 이혼에 대해 부정적인 생각을 갖지 않고 있으며 업종별로 성비가 다양하고 출산 직후 일자리에 복귀하는 여성들의 비율이 세계적으로 가장 높은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 1981~2002년 사이에 결혼한 남녀를 대상으로 업종과 이혼율을 분석했는데 전체 결혼 커플 중 10만쌍이 이혼한 것으로 나타났다. 그 결과 이성 직장동료의 비율이 높을수록 이혼 가능성이 늘어나는 것으로 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 하루 종일 여성과 근무하는 남성의 경우 남성이 많은 환경이나 남성만 있는 곳에서 일하는 남성보다 이혼율이 15% 높은 것으로 나타났다.또 남성과 하루 종일 근무하는 여성은 여성이 많거나 여성만 있는 일자리에서 근무하는 여성보다 이혼율이 10% 높은 것으로 조사됐다. 이런 성향은 고학력 남성들에게서 특히 강하게 나타나 저학력 남성의 두 배 이상의 비율을 보였다. 직종별로 보면 젊은 이성동료들이 많은 호텔업이나 식음료관련 업종에서 이혼율이 높고 나이든 동성 동료들이 많은 농업분야나 도서관 사서직종에서 이혼율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 캐롤린 우글라 박사는 “덴마크의 이혼율은 다른 유럽국가들과 비슷한 수준”이라면서 “이번 연구에서는 직장에서 이성과 만나는 기회가 많을 수록 결혼의 안정성이 감소한다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 이번 연구결과를 전한 ‘사이언스’의 저자는 “본인은 재택근무를 하고 있으며 아내와 행복한 결혼기념일을 맞을 수 있길 희망한다”고 너스레를 떨기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 당신의 힐링을 위한 음식은 ‘지중해식 식단’

    [핵잼 사이언스] 당신의 힐링을 위한 음식은 ‘지중해식 식단’

    각종 스트레스로 인해 몸과 마음이 지친 사람이라면 당분간 지중해식 식단으로 끼니를 챙기는 것이 좋겠다. 영국 유니버시티 칼리지 런던 연구진이 식습관과 우울증 위험을 다룬 연구 41건을 재분석한 결과, 지중해식 식단이 우울증을 예방하는 데 탁월한 효과가 있다는 사실을 찾아냈다고 밝혔다. 지중해식 식단은 지중해 연안 지역의 식단을 일컫는 것으로 신선한 채소와 과일, 저지방 유제품, 생선 등이 주로 포함된 식단을 말한다. 비만을 억제하고 심장과 혈관 질병의 위험을 낮추는 것으로 알려져 있다. 연구진은 41건의 기존 연구에서 성인 3만 6556명의 식습관과 정신건강 간의 상관관계를 분석한 결과, 지중해식 식단을 고수하는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 우울증 위험이 최대 33%까지 감소한다는 사실을 알게 됐다. 또 연구진은 기존에 발표된 연구 중 프랑스와 호주, 스페인, 미국, 영국 등지의 성인 3만 2908명을 대상으로 한 연구를 살핀 결과, 포화지방과 설탕 등이 많이 든 음식을 먹는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 우울증 위험이 증가한다는 사실도 확인했다. 이 같은 결과를 통해 연구진은 우울증을 앓는 사람들이 항우울제를 처방받기 전에 식습관부터 바꾸는 것이 우울증 치료에도 도움이 될 수 있다고 권고했다. 연구진은 “이번 연구는 식습관이 정신건강에도 영향을 미친다는 것을 입증했다”면서 “의사들은 우울증 때문에 병원을 찾는 환자들에게 식습관과 관련한 상담도 함께 진행해야 할 것”이라고 설명했다. 지중해식 식단이 정신건강뿐만 아니라 다양한 질병의 원인으로 꼽히는 비만을 예방·치료하는 데도 도움이 된다는 사실은 이미 연구를 통해 여러 차례 입증됐다. 스웨덴 연구에 따르면 지중해식 식단은 어린이의 비만을 15%까지 줄여주며, 이탈리아에서는 지중해식 식생활과 멀어지면서 비만이 급증했다는 연구결과가 나오기도 했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘분자정신의학저널‘(Journal Molecular Psychiatry)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 학업성취도 높이려면 나무를 심어라

    [달콤한 사이언스] 학업성취도 높이려면 나무를 심어라

    학업 성취도가 높은 학교와 낮은 학교의 차이는 교정의 나무 숫자와 관련있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 미국 일리노이 어바나샴페인대 환경보건연구실, 가상현실연구실, 정보학연구실과 미국 산림청 공동연구팀은 나무를 비롯한 각종 식물로 녹화가 잘돼 있는 학교 학생들의 성적이 그렇지 않은 학교 학생들보다 우수하다는 사실을 규명했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘심리학의 최전선’ 26일자에 실렸다. 이번 연구에는 한국인 과학자 이강재 정보학연구실 연구원이 참여해 지리정보 분석을 도왔다. 연구팀은 시카고 내 공립초등학교 318개를 대상으로 교정 녹화정도와 학업 성취도 사이의 연관성을 조사했다. 연구팀이 대상으로 삼은 학교들은 저소득층 아이들이 주로 다니는 학교로 인종 구성은 백인은 8.7%에 불과하고 45%가 흑인, 43%가 히스패닉, 3%가 아시아계 등으로 이뤄져 있다. 연구팀은 고해상도 항공 사진을 이용해 학교 운동장과 학교 주변 지역의 녹화 상태를 정량화한 다음 일리노이주에서 실시하고 있는 학업성취도 평가 ISAT의 읽기와 수학 성적을 비교 분석했다. 그 결과 나무가 많이 심어져 있는 학교 학생들의 성적이 그렇지 않은 학교 학생들보다 높다는 것이 밝혀졌다. 특히 교정 내 나무 비율에 따라 수학성적에서 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 나무가 많이 심어져 있는 학교에 다니는 학생들이 그렇지 않은 학교의 학생들보다 평균 수학점수가 18점 이상 높게 나온 것이다. 연구팀은 읽기와 수학 성적은 학생 개인의 잠재력을 발휘하는데 중요한 요소일 뿐만 아니라 고등학교까지 정규 학교과정을 이수하는데 중요한 역할을 한다며 학교에 나무를 심는 비교적 간단한 방법만으로도 학생들의 잠재력을 이끌어 낼 수 있다고 강조했다. 밍 쿠 일리노이대 환경자연과학과 교수는 “이번 연구는 아이들이 많은 시간을 보내는 학교의 조경상태가 학업성적에 어떤 영향을 미치는지를 분석한 첫 번째 사례”라며 “자연이 사람의 육체적 건강 뿐만 아니라 정서적 건강에도 영향을 미침으로써 학생들의 지적 능력 발달에 도움을 준다고 해석할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 장 질환 연구 위해 ‘자신의 혈액’ 마시다…뱀파이어 치료법

    장 질환 연구 위해 ‘자신의 혈액’ 마시다…뱀파이어 치료법

    스위스에서 보기 드문 실험이 실시됐다. 언뜻 들으면 섬뜩하지만 장 질환을 앓는 환자들을 위한 치료법을 찾기 위한 실험이다. 최근 스위스 취리히에 있는 트리에믈리병원 연구진은 염증성 장 질환(IBD)의 정확한 원인과 치료법을 찾기 위해 실험참가자 16명을 모집했다. 실험참가자 16명이 연구진으로부터 요구받은 것은 바로 ‘흡혈’, 정확히는 자신의 몸에서 빼 낸 혈액을 직접 마시는 일이다. 연구진은 실험참가자들의 위장에 고의로 출혈을 내지 않는 대신 외부에서 혈액을 마시게 함으로서, 마치 체내에 장출혈이 발생한 것과 같은 현상을 만들기 위해 이 같은 방법을 고안했다. 일명 ‘뱀파이어 스터디’라고도 불린 이번 실험의 참가자들은 자신의 혈액 100~300㎖를 마시고 몸의 변화를 살피는 정밀 검사를 받았다. 참가자들은 마치 음료를 마시듯 주사기로 뽑아낸 자신의 혈액을 마셨고, 일부 참가자들은 코에 연결한 튜브를 통해 혈액을 주입받았다. 이후 연구진은 실험참가자의 대변 샘플에서 칼프로텍틴(calprotectin)으로 불리는 특정 단백질의 수치를 조사했다. 칼프로텍틴은 대장내시경 검사를 하지 않고도 심각한 크론병 등 염증성 장 질환을 구분할 수 있는 단백질로, 수치가 높을수록 염증성 장 질환 위험이 높은 것으로 간주한다. 그 결과 자신의 혈액 300㎖를 마신 바로 다음 날, 16명 중 절반에 해당하는 8명의 실험참가자 대변 1g에서 칼프로텍틴이 50㎍ 이상 검출되는 등 수치가 급증하는 것을 확인했다. 이는 실험참가자들이 직접 마신 혈액이 장으로 들어가 일종의 장출혈 현상을 만들었고, 장출혈이 발생했다고 인지한 몸에서 칼프로텍틴 수치가 급증했다는 것을 의미한다. 연구진은 “염증성 장 질환과 연관이 있는 칼프로텍틴 수치가 장출혈과도 매우 밀접한 관계에 있다는 사실을 확인했다”면서 “다만 칼프로텍틴 수치는 장출혈뿐만 아니라 바이러스 감염에 의해서도 상승할 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘통합 유럽 위장병학저널’(United European Gastroenterology Journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • DGIST 태양광을 이용한 수소 대량 생산의 길을 열었다

    DGIST 에너지공학전공 유종성 교수팀이 태양광을 이용해 물을 산소와 수소로 효율적으로 분해할 수 있는 신개념 촉매를 합성하는데 성공했다 DGIST는 이 광촉매는 기존 광촉매 보다 효율성이 높아져 수소 대량 생산에 도움이 될 것으로 기대된다고 27일 밝혔다. 유 교수팀은 미국 캘리포니아주립대 버클리캠퍼스 사무엘 마오 교수팀과 함께 마그네슘 하이드리드를 이용해 이산화티타늄으로 된 광촉매 표면에 산소를 제거하고 그 자리에 다시 수소를 채워 넣음으로써 수소 원자가 도핑된 새로운 광촉매를 개발했다. 연구팀이 개발한 광촉매는 수소 생성을 위해 사용하던 기존의 이산화티타늄 광촉매보다도 밴드갭을 줄여 4배 정도 더 높은 활성도를 70일 이상 안정적으로 유지할 수 있는 점이 특징이다. 밴드갭은 물질의 전자가 가질 수 있는 에너지의 허용된 대역 사이의 에너지 차이를 말하는데 밴드 갭의 대소로 그 물질의 전기 전도성 정도가 결정된다. 또 기존의 광촉매와 달리 가시광선에도 감응할 수 있어 수소 생산의 한계점을 극복했다. 이처럼 새로운 광촉매 개발을 통해 수소 생산의 효율성과 안정성을 모두 혁신적으로 개선함으로써 향후 수소 에너지 대중화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 유종성 교수는 “이번에 개발한 광촉매는 기존 수소 생산에 쓰인 광촉매에 비해 그 성능이 수 배 향상된 광촉매로 합성방법 또한 매우 간단해 앞으로 수소 에너지 상용화에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”며 “광촉매의 효율과 경제성을 개선하는 후속 연구를 통해 화석에너지를 대체할 수 있는 안정적인 수소 에너지 생산 환경을 조성하는데 앞장서겠다”고 말했다. 이번 연구 결과는 화공촉매 분야 상위 1% 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B : 인바이러멘탈’ 8월 10일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • [건강을 부탁해] 지중해식 식단, 우울증 예방에 효과 (연구)

    [건강을 부탁해] 지중해식 식단, 우울증 예방에 효과 (연구)

    명절 내내 이어진 기름진 음식과 스트레스로 심신이 지친 사람이라면 당분간 지중해식 식단으로 끼니를 챙기는 것이 좋겠다. 영국 유니버시티 칼리지 런던 연구진이 식습관과 우울증 위험을 다룬 연구 41건을 재분석한 결과, 지중해식 식단이 우울증을 예방하는데 탁월한 효과가 있다는 사실을 찾아냈다고 밝혔다. 지중해식 식단은 지중해 연안 지역의 식단을 일컫는 것으로 신선한 채소와 과일, 저지방 유제품, 생선 등이 주로 포함된 식단을 말한다. 비만을 억제하고 심장과 혈관 질병의 위험을 낮추는 것으로 알려져 있다. 연구진은 41건의 기존 연구에서 성인 3만 6556명의 식습관과 정신건강 간의 상관관계를 분석한 결과, 지중해식 식단을 고수하는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 우울증 위험이 최대 33%까지 감소한다는 사실을 알게 됐다. 또 연구진은 기존에 발표된 연구 중 프랑스와 호주, 스페인, 미국, 영국 등지의 성인 3만 2908명을 대상으로 한 연구를 살핀 결과, 포화지방과 설탕 등이 많이 든 음식을 먹는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 우울증 위험이 증가한다는 사실도 확인했다. 이 같은 결과를 통해 연구진은 우울증을 앓는 사람들도 항우울제를 처방받기 전에 식습관부터 바꾸는 것이 우울증 치료에도 도움이 될 수 있다는 것을 확인했다고 주장했다. 연구진은 “이번 연구는 식습관이 정신건강에도 영향을 미친다는 것을 입증했다”면서 “의사들은 우울증 때문에 병원을 찾는 환자들에게 식습관과 관련한 상담도 함께 진행해야 할 것”이라고 설명했다. 지중해식 식단이 정신건강뿐만 아니라 다양한 질병의 원인으로 꼽히는 비만을 예방·치료하는데도 도움이 된다는 사실은 이미 연구를 통해 여러 차례 입증됐다. 스웨덴 연구에 따르면 지중해식 식단은 어린이들의 비만을 15%까지 줄여주며, 이탈리아에서는 지중해식 식생활과 멀어지면서 비만이 급증했다는 연구결과가 나오기도 했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘분자정신의학저널(journal Molecular Psychiatry)’에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 100년 전 화학식으로 원유 없이 최고급 휘발유 만든다

    [달콤한 사이언스] 100년 전 화학식으로 원유 없이 최고급 휘발유 만든다

    제2차 세계대전은 독일, 이탈리아, 일본 제국주의 국가들이 세계 제패라는 야욕에 사로잡혀 일으킨 전쟁이다. 특히 영국이나 프랑스처럼 아프리카나 중동에 식민지를 갖고 있지 않아 원유 확보를 제대로 할 수 없었던 독일이 유럽 정복을 위해 세계대전을 일으킨 것은 풍부한 석탄을 석유화할 수 있는 화학기술을 갖고 있었기 때문이라는 지적도 있다. 실제로 공군기 연료의 90% 이상, 그리고 국가 전체 석유 수요의 절반 이상을 이 같은 석탄화 석유로 충당한 것으로 알려져 있기도 하다. 바로 석탄을 석유로 만든 이 마법 같은 기술은 1920년대 독일 화학자 프란츠 피셔와 한스 트롭슈가 개발한 ‘피셔-트롭슈 공정’ 덕분이다. 석탄의 탄소와 공기 속 산소를 결합해 일산화탄소를 만든 뒤 여기에 수소를 넣어 반응시키면 탄화수소(석유)가 만들어지는 것이다. 중동의 석유가 전 세계에서 널리 쓰이면서 이 공법은 많이 쓰이지 않고 있었는데 일본과 중국 화학자들이 이 반응을 개선해 바이오매스에서 가솔린과 항공기 연료를 직접 만들어 내는데 성공했다. 일본 토야마대 응용화학과, 국립재료과학연구소, 중국 과학원, 샤먼대 화학공학부 공동연구진은 100여년 전 독일 화학자들이 석탄에서 합성석유를 만들어 낸 피셔-트롭슈 화학공정을 개선해 석탄 뿐만 아니라 다양한 바이오원료에서 액체 연료를 만들어 내는데 성공했다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매’ 18일자에 실렸다. 석탄이나 잘게 분쇄된 땅콩껍질 같은 바이오매스를 천연가스와 비슷한 성분으로 전환시키는데 피셔-트롭슈 공정은 매우 유용하지만 실제로 가솔린이나 디젤, 항공유처럼 직접 사용되기 위해서는 분리 정제 과정이 필요하다. 이 때문에 피셔-트롭슈 공정으로 연료를 만들기 위해서는 비용과 시간이 많이 든다는 단점이 있다. 이 때문에 이 같은 공정으로 인공석유를 만드는 나라들은 석탄 같은 원료가 지나치게 저렴하거나 원유 수입이 어렵다는 등의 상황이 아닌 이상 사용하는 곳은 많지 않았다. 연구팀은 기존 피셔-트롭슈 공정에서 철이나 코발트를 이용한 촉매 대신 다공성 물질인 제올라이트와 코발트 나노입자를 혼합시킨 촉매를 사용했다. 이렇게 되면 비교적 간단한 방법으로 실제 사용이 가능하고 순도가 높은 액체 연료를 다량 생산이 가능해진다. 실제로 연구팀은 바이오매스를 이용해 순도 74%의 가솔린과 순도 72%의 항공유를 만드는데 성공했다. 기존의 방식으로는 순도 50%가 넘기가 어려웠다. 츠바키 노리타츠 토야마대 교수는 “이번 연구는 가솔린과 항공유처럼 석유를 기반으로 나올 수 있는 액체연료를 다른 방식으로 원스톱으로 생산할 수 있다는 것을 보여준 것”이라면서 “아직 촉매 문제나 합성연료의 수요 등 해결해야 할 문제가 많기는 하지만 석유라는 화석연료를 대체할 수 있는 기술을 확보했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 미세한 맥박에도 반응하는 터치센서 나왔다

    미세한 맥박에도 반응하는 터치센서 나왔다

    국내 연구진이 플렉서블 기기나 웨어러블 기기에도 사용할 수 있는 정밀한 터치센서를 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부 윤준보 교수, 서민호 박사팀이 고민감도 투명 유연 포스터치(force touch) 센서를 개발하고 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑서녈 머티리얼즈’ 최신호에 발표했다. 특히 이번 연구결과는 다양한 형태와 곡률에서 적용될 수 있는 플렉서블 기기, 헬스케어 웨어러블 기기에 적용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 때문에 오프라인 저널 뒷면 표지논문으로 실릴 정도로 독창성을 평가받았다. 포스터치 센서는 터치의 위치 정보와 누르는 압력도 인식할 수 있는 기술로 실제 일부 스마트폰에 장착돼 한 번의 터치만으로 다양한 기능을 수행할 수 있음을 보여주고 있다. 기존의 포스터치 센서는 특정 성능에만 집중하기 때문에 민감도, 유연성, 투명도 등 다양한 환경에서 사용할 수 있는 동작 신뢰성을 만족하지 못해 폭넓게 상용화하지 못하는 단점이 있다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 공기를 포함한 간격을 줄이기 위해 속이 가득 찬 센서를 개발했다. 이를 위해 센서 내부에 금속 나노입자가 포함된 투명 나노 복합 절연층과 나노층을 개발해 민감하게 반응할 수 있는 투명 유연 포스터치 센서를 제작했다. 이를 통해 볼펜의 터치 정도의약한 힘에도 반응할 수 있는 포스터치를 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 센서를 맥박 모니터링이 가능한 헬스케어 웨어러블 기기에 장착해 실시간으로 맥박을 감지하는데 성공했다. 상용화를 위해 국내 관련 벤처기업과 함께 상용화를 추진할 계획으로 알려졌다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 기존의 기술과 달리 간단한 구조, 공정을 이용해 상용화가 가능한 기술을 개발했으며 실제 사용환경에서도 높은 신뢰 수준으로 작동될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 먼지 하나 없이 깨끗한 집 만드려다 비만아 만든다

    [달콤한 사이언스] 먼지 하나 없이 깨끗한 집 만드려다 비만아 만든다

    19세기 생물학자와 의학자들에 의해 미생물을 비롯한 각종 병원균이 질병을 유발시킨다는 사실이 밝혀졌다. 지금까지 알려지지 않은 각종 질병과 전염병들도 등장하면서 현대인에게 ‘청결’은 미덕처럼 받아들여지고 있다. 그렇지만 지나치게 청결을 강조해 ‘무균’ ‘멸균’ 상태에 대한 강박 때문에 오히려 새로운 질환이 발생하는 ‘청결의 역설’ 상태가 나타나고 있기도 하다. 북미 연구진이 청결을 유지하기 위해 사용하는 각종 가정용 세제들이 영유아의 건강을 해칠 수 있다는 연구결과를 발표했다. 미국 존스홉킨스대 공중보건대, 캐나다 앨버타대, 토론토대, 매니토바대, 브리티시 컬럼비아대, 사이먼 프레이저대, 맥매스터대 공동연구팀은 깨끗한 주변 환경을 만들기 위한 스프레이 형태의 세정제를 비롯한 각종 생활용 세제가 소아 비만을 유발시킬 수 있음을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 캐나다 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘캐나다의학회지’ 17일자(현지시간)에 2편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 캐나다 영유아 건강장기발달 추적조사 데이터베이스인 ‘차일드’(CHILD)에서 무작위로 3~4개월 된 영유아 757명를 선택해 체중과 장내 미생물 종류와 형태를 분석했다. 그 다음 이들이 1살과 3살이 됐을 때 체중과 장내 미생물 종류와 형태를 분석함과 동시에 집안의 청결도, 특히 청결을 유지하기 위해 어떤 제품을 쓰는지 비교했다. 그 결과 스프레이나 분무 형태로 사용하는 가정용 소독제를 많이 사용하는 경우 장내 미생물의 숫자는 물론 종류도 줄어든다는 사실을 연구진은 확인했다. 특히 가정용 소독제와 청결제를 자주 사용할 경우 3세 때는 또래 아이들의 평균 체중보다 많이 나가는 과체중 상태가 된다는 설명이다. 또 소독제 사용으로 장내 미생물의 변화가 나타나 비만이나 과체중이 된 아이들은 이후 소독제 사용을 중단하더라도 그 영향은 오래 지속되는 것으로 나타났다. 그렇지만 화학성분이 적게 들어간 친환경 제품을 사용한 경우는 그 영향이 크지 않다는 사실도 확인했다. 캐나다 앨버타대 의대 소아과 아니타 코지스키 교수는 “이번 연구는 영유아의 주변 환경을 청결하게 유지하기 위해 소독제를 지나치게 많이 사용할 경우 문제가 될 수 있다는 것을 보여줬다”라며 “생활 청결제 사용과 장내 미생물에 대한 영향, 이것이 다시 소아비만으로 연결되는 메커니즘을 명확히 규명하기 위한 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 그러나 다른 환경보건학자들은 “화학제품을 지나치게 사용할 경우 장내 미생물에 영향을 미칠 수 있다는 사실은 명백하지만 친환경 제품이라는 기준과 영유아가 가정용 세정제에 얼마나 노출되야 이번 연구와 같은 영향이 나타나는지에 대한 것이 좀 더 명확해야 할 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 타미플루도 안 듣는 내성 독감바이러스 빠르게 검출한다

    타미플루도 안 듣는 내성 독감바이러스 빠르게 검출한다

    찬 바람이 불기 시작하면 많은 사람들이 병원들에서 독감 예방주사를 맞는다. 독감 예방주사를 맞더라도 독감에 걸리는 경우가 있는데 이 때는 항바이러스제인 타미플루를 복용한다. 문제는 최근 타미플루 처방을 받는 사람이 많아지면서 내성 바이러스도 점점 늘고 있는 상황이다. 국내 연구진이 타미플루도 듣지 않는 내성 독감바이러스를 빠르게 검출하는 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 위해요소감지BNT연구단은 타미플루 내성 바이러스 표면에만 선택적으로 달라붙는 유기물질을 찾아내 이를 바탕으로 한 종이기반 바이오검출장치를 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 게재됐다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 최근 전 세계적으로 항바이러스제인 타미플루의 사용이 늘어나면서 이에 내성을 보이는 바이러스가 늘어나고 있다. 내성 바이러스는 독감 바이러스인 H275Y형의 표면 단백질에 있는 아미노산 하나가 변이된 돌연변이를 갖고 있다. 타미플루는 바이러스를 확산시키는 역할을 하는 뉴라미니데이즈라는 단백질 기능을 차단해 증식을 억제한다. 문제는 돌연변이가 발생하면 타미플루가 뉴라미니데이즈 확산을 막는 기능이 현저하게 떨어진다. 약효가 떨어진다는 말이다. 그렇기 때문에 독감이 유행하는 시기에는 타미플루 내성 보균자를 신속하게 분류해 내 격리시키는 것이 중요하다. 기존에도 타미플루 내성 바이러스를 구분하는 기술이 있기는 하지만 검체를 확보해 진단을 내리기까지 오랜 시간이 걸린다는 문제가 있다.연구팀은 이런 문제점을 해결하기 위해 우선 타미플루 내성 바이러스 표면에서 변형된 뉴라미니데이즈에만 강하게 결합하는 유기분자를 찾아냈다. 연구팀이 찾아낸 유기분자를 금나노입자와 섞어 놓으면 타미플루 내성 바이러스 표면의 뉴라미니데이즈 돌연변이 단백질과 만났을 때 금나노입자 색이 변하게 된다. 연구팀은 이 유기분자를 종이 형태의 바이오 검출장치에 결합시켜 임상 현장에서도 별도의 분석 없이 콧물 한 방울만으로도 10분 이내에 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 확인할 수 있게 했다. 이 기술을 이용하면 타미플루가 듣는 바이러스와 내성 바이러스의 농도도 알 수 있게 된다는 장점이 있다. 임은경 생명연 박사는 “이번 연구는 기존 유전자 검사를 통한 내성 바이러스 검사법보다 빠르고 간단하게 진단할 수 있어 다양한 현장에서 활용할 수 있을 뿐만 아니라 타미플루 내성 바이러스 치료제 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 아스피린 복용이 건강에 도움된다고? 美연구진 “효과 없다”

    [달콤한 사이언스] 아스피린 복용이 건강에 도움된다고? 美연구진 “효과 없다”

    나이든 사람들 중에서는 심혈관질환을 예방하기 위해 저용량의 아스피린을 꾸준히 복용하는 경우가 많다. 혈전이 생기는 것을 막아 심혈관질환 발병률을 낮추기 때문이다. 또 대장암을 비롯한 각종 암 예방에도 도움이 된다는 연구결과가 나오면서 아스피린을 복용하는 사람들이 늘기도 했다. 그렇지만 미국과 호주 공동연구팀은 건강에 문제가 없는 성인이나 심혈관 질환 위험이 낮은 건강한 노인의 경우 저용량 아스피린을 꾸준히 복용하더라도 별 다른 건강상 효과를 누릴 수는 없을 것이라는 연구결과를 17일 발표했다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 16일자(현지시간)에 ?심혈관질환 ?무병장수 ?노년을 괴롭히는 질병과 아스피린 복용과 관련한 세 편의 논문으로 실렸다. ‘아스피린 복용을 통한 노년층의 수명연장 효과’ 전반을 검토하는 대형 국제 임상시험인 ‘아스프리’(ASPREE)는 호주에 거주하는 1만 6703명, 미국인 2411명 총 1만 9114명의 70세 이상 노인을 대상으로 2010년 시작됐다. 임상시험 대상으로는 치매나 심혈관질환을 이미 앓고 있는 사람은 물론 아스피린 복용이 필요한 사람은 제외한 건강한 노년층을 대상으로 했다. 연구팀은 이들을 평균 4.7년 정도 장기 추적조사했다. 연구팀은 이들을 무작위로 두 그룹으로 나눠 한 그룹에게는 100㎎ 저용량 아스피린을 지속적으로 복용하도록 했고, 다른 그룹에게는 위약(僞藥)인 영양제를 먹도록 했다. 그 결과 아스피린을 복용한 사람 중 연구기간 동안 심혈관질환과 같은 질병이나 치매를 앓지 않은 사람은 90.3%, 위약 복용그룹은 90.5%로 나타났다. 반대로 심혈관 질환이나 치매 발병률도 두 그룹 모두 비슷한 것으로 나타났다.특히 연구팀은 아스피린 복용과 심혈관계 질환 발병률을 비교했는데 아스피린 복용 그룹에서는 448명, 위약 그룹에서는 474명이 관상동맥 질환, 치명적이지 않은 심장발작, 허혈성 뇌졸중 등이 발병한 것으로 나타났다. 연구팀은 건강한 노년층에서는 아스피린 복용이 심혈관 질환 발병률에 크게 영향을 미치지 않는 것을 보여준다고 설명했다. 오히려 연구팀은 아스피린의 정기적인 복용이 위장관 출혈을 불러일으킬 수 있다고 지적하기도 했다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립암연구소 레슬리 포드 박사는 “지금까지 아스피린 복용의 이점과 관련한 연구들과 임상결과들은 혈관질환 조짐이 있는 환자들에게나 적용될 수 있는 것”이라며 “아스피린의 이점과 단점을 좀 더 정확하게 파악할 필요가 있다”고 강조했다. 호주 모나쉬대 역학 및 예방의학과 존 맥닐 교수는 “고령자를 위한 아스피린의 역할을 명확히 이해하기 위해서는 아스프리팀의 연구가 좀 더 장기적으로 진행되야 할 것”라면서 “뇌졸중, 심장발작을 비롯한 기타 심혈관 질환자들에 대한 아스피린의 입증된 연구들에 대해서는 이번 연구결과를 적용할 수 없다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 뇌전증 동반하는 소아 뇌종양 원인 규명

    뇌전증 동반하는 소아 뇌종양 원인 규명

    사람의 두개골 속에 생기는 모든 종류의 종양을 뇌종양이라고 하는데 자라는 아이들에게서 나타나는 소아 뇌종양은 아이들의 성장 속도만큼이나 빠르게 자라 악성인 경우가 대부분이다. 더군다나 소아에게서 나타나는 뇌종양에는 난치성 뇌전증(간질)이 뒤따른다는 특징이 있는데 아직까지 정확히 그 원인이 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 난치성 뇌전증을 일으키는 소아 뇌종양의 근본 원인과 뇌전증 발생 원리를 밝혀내고 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 17일자(현지시간)에 실렸다. 이번 연구를 통해 외과 수술로도 쉽게 치료되지 않는 소아 뇌종양 환자의 난치성 뇌전증을 근본적으로 치유할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대되고 있다. 소아 뇌종양 환자에게서 나타나는 뇌전증은 일반 뇌전증 환자에게 사용되는 항뇌전증 약물에 반응하지 않기 때문에 난치성으로 분류되고 현재로서는 별다른 치유법이 없는 상황이다.연구팀은 소아 뇌종양 환자의 뇌 조직과 뇌종양을 유발시킨 동물을 이용해 분자 유전학적 분석을 실시했다. 우선 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양 중 일종인 신경절 교세포종 환자의 종양조직을 분석한 결과 신경줄기세포에 ‘비라프’(BRAF V600E)라는 유전변이가 발생했다는 것을 확인했다. 또 동물에게서도 똑같은 신경절 교세포종을 유발시킨 뒤 관찰한 결과 소야 뇌종양 환자와 똑같은 증상을 보인다는 것을 알아 냈다. 즉 태아의 뇌 발달 과정 중에 신경줄기세포에 ‘비라프’ 돌연변이가 나타나면 난치성 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양이 발생한다는 설명이다. 또 연구팀은 현재 피부암과 갑상선암 표적 항암제로 사용되는 비라프 저해제를 동물에게 주입한 결과 난치성 뇌전증이 치료되는 것도 확인했다.연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 카이스트 교원창업기업 ‘소바젠’을 통해 소아 뇌종양 난치성 뇌전증 치료약 개발에 나설 계획이다. 이번 연구를 이끈 1저자 고현용 카이스트 연구원은 “소아 뇌종양 환자의 신경줄기세포에서 발생한 돌연변이가 난치성 뇌전증 발생의 핵심역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “난치성 뇌전증을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 비나 눈에 강한 태양전지 기술 나왔다

    비나 눈에 강한 태양전지 기술 나왔다

    신재생 에너지 기술 중 가장 널리 알려지고 쓰이고 있는 것이 태양전지이다. 많은 연구자들이 태양전지 발전효율을 높이기 위한 연구를 하고 있는데 이 중 페로브스카이트라는 물질을 이용한 태양전지 개발이 특히 주목받고 있다. 기존 실리콘 재질의 태양전지보다 발전효율을 높일 수 있기 때문이다. 문제는 페로브스카이트라는 물질이 수분에 약해 약간의 습기만 있어도 에너지 효율이 떨어진다. 국내 연구진이 이처럼 물에 취약한 페로브스카이트 단점을 보완할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 김광훈 특훈교수팀은 페로브스카이트 표면에 간단한 방수막을 만드는 합성법을 개발하는데 성공했으며 이런 식으로 만든 페로브스카이트는 6개월 이상 물 속에 담가도 에너지 효율이 떨어지지 않고 고유의 특성을 유지하는 것을 확인했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터’ 최신호에 발표했다. 이 논문은 특히 8월호 중에서 가장 많이 읽힌 논문으로 선정되기도 했다. 연구팀은 염기성 증기확산법이라는 기술을 활용해 페로브스카이트 표면에 수산화납 보호막이라는 방수막을 입히는 방법을 찾아냈다. 수산화납 방수막을 입힌 페로브스카이트는 습기에 강할 뿐만 아니라 사용수명도 긴 것으로 확인됐다. 연구팀은 수산화납 보호막 페로브스카이트를 물 속에 담가놓고 6개월 이상을 관찰한 결과 자외선을 받아 빛을 내는 페로브스카이트 본연의 특성은 6개월이 지나도 여전히 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 김광수 교수는 “이번에 개발한 방수 페로브스카이트는 합성법도 간단하기 때문에 대규모 합성이 가능할 뿐만 아니라 물의 산도 여부에도 영향을 받지 않는다”라며 “이번 기술을 활용하면 습한 환경에서 사용될 수 있게 되는 만큼 다양한 분야에서 페로브스카이트를 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 앉아서 대장내시경 검사? 롤러코스터 타면 신장결석 제거된다고?

    [달콤한 사이언스] 앉아서 대장내시경 검사? 롤러코스터 타면 신장결석 제거된다고?

    신장결석 환자가 롤러코스터를 타면 결석이 제거될까, 앉아서 대장내시경을 받는 것이 더 편할까. 싫어하는 상사가 있다면 ‘부두’(voodoo) 인형을 만들어 바늘로 찌르면 기분이 좋아질까. 누구나 한 번쯤 생각해봤을 법한 궁금증들이지만 답을 찾기란 쉽지 않다. 13일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서는 이런 황당하지만 기발한 질문들에 대해 놀랍고 신기한 연구업적을 내놓은 사람들에게 시상하는 ‘제28회 이그노벨상 시상식’이 열렸다. 올해 행사 주제는 ‘마음’이었지만 실제 수상자들은 마음과는 상관없는 부분에 대한 분야의 연구들에서 쏟아져 나왔다.전 세계 대부분 직장인들의 가장 큰 스트레스는 상사와의 갈등이다. 많은 사람들이 어떻게 스트레스를 풀어야 할지 몰라 끙끙거려 속앓이를 하거나 심할 경우 직장을 그만두기까지 한다. 그런데 캐나다 윌프리드 로리어대 심리학자 린디 량 박사팀은 자기가 싫어하는 상사의 부두인형을 만들어 괴롭히거나 바늘로 찌르는 등의 방식으로 스트레스를 푸는 사람은 그렇지 않은 사람보다 스트레스 지수가 낮아질 뿐만 아니라 건강한 직장생활을 이어갈 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이 같은 연구결과를 지난 8월 경제학 분야 국제학술지 ‘리더십 쿼터리’에 발표한 ‘악의적 상사를 상징하는 부두교 인형에 대한 보복으로 정의감 회복’이라는 제목의 논문으로 발표했다. 그 덕분에 량 박사팀은 올해 이그노벨 경제학상을 수상했다. 롤러코스터를 타면 신장결석을 쉽게 치료할 수 있다는 연구결과를 발표한 마크 미첼 박사와 데이빗 워팅거 박사는 이그노벨 의학상을 수상했다. 이들은 3D 프린팅한 신장에 결석을 넣은 뒤 플로리다주 올랜도에 있는 디즈니월드에 있는 ‘빅 썬더 마운틴 레일’이라는 롤러코스터를 타면서 결석 제거 효과를 측정했다. 이들은 롤러코스터의 위치를 바꿔가면서 타고 결석 제거 효과를 분석했는데 롤러코스터 뒷부분에 앉으면 결석 제거율이 64%에 이르렀는데 앞부분에 앉으면 17%로 낮아졌다는 사실을 밝혀내고 2016년 미국 정형외과학회지에 발표했다. 호주 퀸즐랜드공과대 디자인학부 알레테아 블래커 박사는 많은 사람들이 복잡한 제품을 새로 구입했을 때 사용 매뉴얼을 읽지 않는다는 사실을 밝혀내고 새로운 기계 장치에는 자체 내장된 매뉴얼을 만들어야 한다는 연구결과를 2016년 ‘인터렉팅 위드 컴퓨터’라는 학술지에 발표했다. 그 덕분에 이번에 이그노벨 문학상을 수상하게 됐다. 일본의 위장병 학자인 아키라 호리우치는 앉은 자세에서 대장 내시경 검사를 받을 때 편안함과 효율성을 검토한 실험 결과 누워서 대장 내시경 검사를 받을 때와 큰 차이가 없이 ‘가벼운 불편함’만 느꼈다는 사실을 밝혀내 이그노벨 의학교육상을 수상했다. 이그노벨 평화상은 운전자의 25% 이상이 운전 중에 소리를 지르거나 욕설을 퍼붓는다는 사실을 확인하고 그 중 2%의 운전자만이 자신의 그런 태도에 대해 인정한다는 사실을 밝혀낸 스페인 발렌시아가대학 연구팀에게 돌아갔다. 또 성인 남성의 발기기능을 검사하기 위해서 가장 좋은 방법은 성기 주변에 우표로 감싸서 측정하는 것이라는 사실을 재확인한 미국 오리건대 의대 비뇨기과 의사들에게는 이그노벨 생식의학상이 수여됐다. 이 밖에도 사람의 침이 알코올이나 다른 세정제보다 세정능력이 뛰어나다는 사실을 밝혀낸 포르투갈 연구팀에게 이그노벨 화학상이, 짝짓기를 못한 암컷 초파리가 포도주 잔에 앉아 내뿜는 페로몬이 와인을 상하게 한다는 것을 밝혀낸 스웨덴 과학자들에게는 이그노벨 생물학상이 돌아갔다. 영국 브라이튼대 고고학자 제임스 콜은 구석기인들이 사람을 잡아 먹었을 때 섭취한 칼로리가 다른 고기를 먹었을 때보다 낮다는 사실을 밝혀내 이그노벨 영양학상을 받았다. 또 스웨덴 룬드대 연구진은 지역 동물원에서 침팬지가 사람을 흉내내는 것만큼이나 사람도 침팬지를 흉내낸다는 사실을 확인해 이그노벨 인류학상을 수상했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 지름신이 잘 내리는 사람 알고보니...

    [달콤한 사이언스] 지름신이 잘 내리는 사람 알고보니...

    ‘누가 스크루지일까.’ 셰익스피어와 함께 영국의 문호로 불리는 찰스 디킨스의 작품 ‘크리스마스 캐럴’의 주인공 스크루지는 크리스마스의 유령들을 만나기 전까지는 런던 시내에서 둘도 없는 구두쇠이다. 과연 스크루지의 성격은 어땠을까, 스크루지 같은 성격을 가진 사람은 돈 쓰는 것에 인색한 것일까. 그렇다면 ‘지름신’은 어떤 사람들에게 쉽게 내리는 것일까. 영국과 미국 연구자들이 크리스마스 시즌이나 추수감사절 시즌처럼 연휴기간을 앞두고 지갑을 쉽게 여는 사람들의 성격을 분석한 결과 흔히 생각하는 것과는 정반대의 결론이 나와 주목받고 있다. 미국 노스웨스턴대 의대 의료사회학과, 심리학과, 영국 런던대(UCL) 경영대학원 공동연구팀은 크리스마스 시즌에 지갑을 더 자주 여는 사람은 정서적으로 안정돼 있으며 신경질적이며 스트레스 대응력이 낮은 사람은 그 반대라는 연구결과를 심리학 분야 국제학술지 ‘사회 심리와 성격과학’ 13일자(현지시간)에 발표했다. 서구에서 크리스마스 연휴는 가족이 함께 모이는 시간일 뿐만 아니라 소매업 분야에서 볼 때는 연간 매출의 20% 이상을 차지하는 중요한 시기이다. 이 때문에 소비자들의 성향을 명확하게 파악하는 것은 더 많은 물건을 팔고 싶어하는 상인들은 물론 절제 있는 소비를 원하는 개인에게도 중요하다. 연구팀은 영국과 미국에 거주하는 2133명의 실험자원자를 대상으로 이들이 1년 동안 거래한 200만건의 거래 중 크리스마스 연휴 기간을 전후한 지출 내역과 ?개방성 ?양심 ?외향성 ?친화성 ?신경증 5가지 성격적 특성을 비교 분석했다. 그 결과 감정적으로 안정된 사람은 휴일 동안 더 많은 돈을 쓰는 반면 신경질적인 사람들은 지출이 적은 것으로 나타났다. 또 개방성이 낮은 사람이 그렇지 않은 사람보다 돈을 더 많이 사용하는 것으로 조사됐다. 또 양심적인 사람이 비양심적인 사람들보다 더 많은 돈을 쓰는 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 연구를 통해 개별 소비자의 성격적 특성이 쇼핑에 어떤 영향을 미치는지 상관관계만 보여줄 뿐 정확한 원인은 분석하지 못했다. 새러 왓슨 미국 오리건대 교수는 “개인의 쇼핑에는 가구 규모, 수입, 기타 여러 요인이 개입하며 개성은 개별 소비자 행동의 매우 작은 부분 중 하나에 불과하다”라면서도 “이번 연구는 소비자 습관에 대한 큰 그림을 제공할 수 있는 방법에 대한 로드맵을 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 알루미늄 교체만으로 7000km 달리는 전기차 배터리 나왔다

    알루미늄 교체만으로 7000km 달리는 전기차 배터리 나왔다

    많은 자동차 업체들은 지구온난화를 유발시키는 각종 오염물질의 배출원이자 미세먼지 유발 원인으로 지적받고 있는 내연기관 자동차 대신 배터리로 움직이는 전기차 개발에 관심을 기울이고 있다. 현재 상용화된 전기차들은 배터리 충전시간이 길고 연료 효율이 내연기관차보다 떨어진다는 단점이 있다. 국내 연구진이 가솔린 엔진보다 효율이 우수한 전기자동차 배터리를 개발해 주목받고 있다. 현재와 같은 충전식이 아니라 교환방식이라 배터리 무게를 줄이면서 에너지는 더 많이 담고 지금보다 연비도 높일 수 있어 상용화 가능성도 높을 것으로 예상된다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 조재필 교수팀은 현재 전기자동차에 널리 사용되는 리튬이온배터리보다 오래 쓰면서도 효율이 높고 폭발되지 않는 알루미늄-공기 흐름 전지 기술을 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 13일자에 발표했다. 이번에 개발된 알루미늄-공기 흐름 전지는 금속을 공기와 반응시켜 전기를 얻는 원리로 현재 사용되는 리튬이온 배터리처럼 충전해 사용하는 2차 전지가 아니라 건전지처럼 방전만 되는 1차 전지이다. 전기차에 적용할 경우 알루미늄 금속만 교체해 전기를 공급 받을 수 있게된다. 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 커서 차세대 배터리로 주목받고 있으며 알루미늄 자체는 구하기 쉽고 가볍고 가격도 저렴하다는 장점을 갖고 있다. 같은 부피라고 할 경우 알루미늄이 리튬보다 4배 이상의 용량을 갖고 있기 때문에 전기차 배터리로 사용하기 적절하다. 또 연구팀에 따르면 가솔린의 이론적 에너지 밀도는 1㎏당 1만 3000Wh(와트시)이지만 엔진을 작동시키는 과정에서 발생하는 여러가지 에너지 손실 때문에 실제 에너지 밀도는 1700Wh로 줄어든다.반면 알루미늄-공기 흐름 전지는 알루미늄 1㎏당 2541Wh의 에너지 밀도를 보인다. 이정도의 에너지 밀도는 한 번 교체로 700㎞를 움직일 수 있는 전기차 배터리를 만들 수 있다고 연구진은 소개했다. 알루미늄-공기 전지는 작동 과정에서 알루미늄 부산물이 쌓여 성능이 떨어지는 문제가 발생하는데 연구팀은 전해액을 흐르도록 해 알루미늄 부산물이 쌓이는 것을 막아 효율을 일정하게 유지하도록 하는데도 성공했다. 조재필 교수는 “알루미늄은 산업적으로도 가장 널리 사용되는 금속이기 때문에 소재 수급에 따른 전지 가격 문제에서 자유로울 수 있고 전기차에서 가벼운 알루미늄 금속을 교체하는 방식으로 에너지를 얻을 수 있기 때문에 긴 충전시간이라는 기존 전기차의 단점도 보완할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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