힘들거나 즐거울 때나 자기도 모르게 음악을 흥얼거릴 때가 있다. 알고 있는 음악 뿐만 아니라 자신이 즉흥적으로 만든 음을 허밍하는 경우도 많다. 영화나 드라마에서도 음악이 빠진 상태를 생각하면 우리가 받는 감동이나 재미를 느끼지 못할 것이다. 24시간 우리 주변 언제 어디서나 듣게 되는 음악이 인간의 자연스러운 본능이라는 사실이 실험적으로 확인됐다. 캐나다 몬트리올대 심리학과, 몬트리올대 국제 뇌·음악·음향연구실(BRAMS) 연구팀은 음악 교육을 제대로 받지 않은 사람들도 자연스럽게 음악 이론이나 규칙에 맞춰 음악을 자연스럽게 만든다는 것을 확인했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 리포츠’에 실렸다. 학교에서 배우는 음악 이론은 복잡하다. 그렇지만 음악은 음성이나 악기가 만들어 낼 수 있는 모든 음높이의 집합이라는 기본 원칙을 바탕으로 한다. 특히 곡 전반에서 각 음들의 구조와 상관관계를 말하는 조성은 뒤이어 나올 음을 예상할 수 있게 해준다. 전 세계 전통음악을 보면 음계는 서로 다르지만 조성은 다양한 장르와 문화에서 공통적으로 나타나는 특징이다. 이 때문에 일부 학자들은 ‘조성은 인간의 진화된 특성이며 뇌가 음악을 인지하고 기억하고 만들어 내는데 도움을 준다’고 주장하고 있다. 그렇지만 전문가 이외에 일반인들이 조성 규칙을 어떻게 알고 있는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 퀘벡에 사는 음악 교육을 받지 않고, 심지어 음치까지 포함된 성인 남녀 33명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 헤드폰과 마이크가 설치된 방음실에서 ‘다’라는 소리만으로 자장가, 춤곡, 슬픈 노래 등을 불러보라고 지시했다. 음치는 일종의 선천적 음악장애로 음높이를 인지하고 만들어 내는데 어려움을 겪는 증상이다. 그 결과, 연구 참가자들은 924곡의 음을 만들어 냈는데 악보로 만들면 30개 음표로 구성된 20초~1분 정도의 음악이었다. 이들이 만들어 낸 음악은, 심지어 음치가 만든 음까지도 음조로 들리는 멜로디를 만들어 낸 것이 확인됐다. 연구팀은 이들이 만든 음악을 컴퓨터로 분석한 결과, 무작위적이고 불규칙한 음으로 즉흥음악을 만들어 냈을 것이라고 생각하기 쉽지만 실제로는 서양 음악 이론에 따른 조성으로 구성된 음을 만들어 냈다는 것이 관찰됐다. 심지어, 음치 한 명과 일부 일반인들은 정식 음악 교육을 11년 이상 받은 전문 음악가(바리톤)가 만든 즉흥음보다 높은 점수를 받았다. 연구를 이끈 이사벨 페레츠 교수(음악신경인지학)는 “이번 연구는 뇌가 음악을 만드는 방식에 대한 그간의 연구를 뒷받침해주고 있다”며 “음치까지 포함해 사람들은 음악 규칙에 대한 암묵적 지식을 타고난다는 것을 의미하는 이번 연구 결과는 음악이 인간의 천성이라는 것을 보여준다”고 설명했다.

인간 의사처럼 스스로 공부해 질병 발생 여부를 진단할 수 있는 인공지능 X선 판독 기술이 나왔다. 카이스트 김재철AI대학원, 서울대병원, 서울 아산병원, 충남대병원, 영남대병원, 경북대병원 공동 연구팀은 흉부 X선 영상을 이용해 폐 질환의 자동 판독 능력을 스스로 향상시킬 수 있는 자기 진화형 AI 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 현재 쓰이는 대부분 의료 AI 기술은 전문가들이 축적한 빅데이터가 필요하고, 빅데이터 내에서도 전문가들이 중요하게 생각하는 부분들에 대한 라벨 표시를 해야 한다. 임상 현장에서 쓸 수 있는 인공지능이 되기 위해서는 전문가가 개입해 만든 라벨링된 대규모 데이터를 지속적으로 입력해야 한다는 것이다. 문제는 이런 과정은 비용과 시간이 많이 든다는 점이다. 이에 연구팀은 병원 현장에서 영상의학과 전문의들이 영상 판독을 학습하는 과정과 유사하게 자기 학습과 교사-학생 간 지식전달 기법을 활용한 ‘자기 지도학습 및 자기 훈련 방식’(DISTL) AI 알고리즘을 개발했다. 자기 지도학습은 질병에 대한 특이 정보를 일일이 학습시키는 것이 아니라 의료 영상을 크게 잘라낸 부분과 작게 잘라낸 부분이 서로 같은 영상이라는 것을 인식할 수 있도록 하면 AI가 스스로 학습해 다른 영상에서도 같은 방법으로 질병을 파악하고 인식할 수 있게 하는 것이다. 실제로 이번에 개발한 인공지능은 적은 수의 데이터로 초기에 학습시켜놓으면 시간이 지남에 따라 해당 모델이 스스로 성능을 향상해 나갈 수 있다. 실제로 이렇게 학습한 AI가 결핵, 기흉, 코로나19 환자의 X선 영상을 정확히 판정하는 것을 확인했다. 연구를 이끈 예종철 카이스트 교수는 “이번에 개발한 AI는 전문가들이 데이터를 만들어 내고 입력하는 수고를 덜면서도 다양한 영상을 빠르게 인식하고 진단할 수 있다는 점에 의미가 크다”고 설명했다.

한·중 과학자들이 하천, 호수 같은 담수생태계 환경에 따라 수상 생물이 배출하는 탄소 배출량이 달라진다는 사실을 확인했다. 중국과학원 난징지질호소학 연구소, 한국기초과학지원연구원 공동 연구팀은 담수생태계에 존재하는 다양한 유기물이 환경에 따라 배출하는 온실가스 양을 분자 수준에서 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’ 표지논문과 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 담수생태계는 전체 지구표면의 약 2%에 불과하지만 여기서 배출되는 온실가스는 20% 정도이다. 매년 약 95억t의 이산화탄소가 지구상에 배출되는데 19억t이 하천, 호수 같은 담수생태계에서 자연적으로 방출된다는 것이다. 지금까지는 담수생태계의 온실가스 배출 메커니즘이 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 중위도 아열대 기후대인 중국 허난성 라오쥔산과 고위도 아한대 지역인 노르웨이 발게스바리산에서 온도 변화와 부영양화 상태에 따라 달라지는 호수 퇴적층을 모사해 미생물 군집과 용존 유기물 조성 변화를 비교했다. 이 분석에는 초고분해능 FT-ICR 질량분석 시스템을 이용했다. 분석 결과, 미생물 군집은 온도 변화보다는 영양 상태에 따라 달라진다는 사실을 확인했다. 물 속 영양농도가 높아지면 적조나 녹조가 발생할 수 있는 부영양화 상태가 되면 배출되는 이산화탄소 농도가 높아지는 것으로 파악됐다. 연구를 이끈 장경순 기초과학지원연구원 박사는 “하천, 호수에서 부영양화가 심해질수록 온실가스 배출이 많다는 보고는 있었지만 정확한 메커니즘에 대한 연구는 없었다”며 “이번 연구는 다양한 기후대에 존재하는 담수 환경을 고려해 온실가스 배출 정도를 분석한 것으로 탄소중립에 효과적으로 대응할 수 있는 담수생태계 관리 방안을 제시하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

지난 22일 일본 원자력규제위원회가 2011년 폭발사고가 발생한 후쿠시마 제1원자력발전소에 저장된 오염수의 해양 방류를 정식 인가하면서 한반도 앞바다 오염이 현실화되고 있다. 원전의 연료인 우라늄이 핵분열 할 때 삼중수소, 방사성 요오드 같은 다양한 방사성 물질이 만들어진다. 후쿠시마 원전 오염수에도 이런 방사성 물질이 다량 존재한다. 특히 원전에서 배출되는 방사성 요오드에 노출될 경우 갑상선암 발생 가능성이 크지만 원전 오염수에서 완전히 제거하기가 쉽지 않다. 이 같은 상황에서 한국원자력연구원 방사화학연구실과 연세대, 서울대, 기초과학연구원(IBS) 공동 연구팀은 바닷물이나 지하수에 녹아있는 방사성 요오드만 선택적으로 99.8% 이상 제거할 수 있으며 여러 번 사용이 가능한 흡착 물질을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 수(水)처리 분야 국제 학술지 ‘워터 리서치’에 실렸다. 또 국내 특허 2건, 국제 특허 8건이 출원돼 일본에서는 특허 등록이 됐다. 바닷물에는 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br) 같은 할로겐 음이온이 다량으로 녹아있기 때문에 같은 할로겐 계열 음이온인 요요드(I)만 선택적으로 제거하는 것은 쉽지 않다. 기존에는 은(Ag)을 흡착제로 사용해 할로겐 음이온을 침전시킨 뒤 제거하는 방식을 사용했다. 문제는 비용이 많이 들고 침전 폐기물도 많이 발생한다는 문제가 있다. 연구팀은 자성을 가진 철(Fe) 나노입자 표면에 백금을 코팅해 요오드만 선택적으로 제거할 수 있는 흡착제를 만들었다. 흡착제 표면에 코팅된 백금이 요오드와 화학결합을 해 요오드만 제거하고 자성을 가진 철이 침전물을 회수하는 방식이다. 흡착제 표면에 붙은 방사성 요오드는 전기화학적 방법으로 분리해 방사성 폐기물로 손쉽게 처리할 수 있다. 실제로 오염수에서 방사성 요오드를 99.8% 이상 제거할 수 있다는 것이 확인됐다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 흡착제를 사용하면 후쿠시마 원전 사고 현장에 쌓여있는 수 백만t의 원전 폐수에서 방사성 요오드만 선택적으로 제거할 수 있다. 또 바닷물에 녹아있는 자연 요오드도 이번 기술로 추출할 수 있어 의약품, 화학제품 등 실생활에 필요한 요오드 생산 기술에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 배상은 원자력연구원 박사는 “이번 흡착제는 물 속 방사성 요오드만 제거하고 흡착제도 재사용할 수 있어 방사성 폐기물 발생량이 적고 흡착제 추가구매 비용도 줄일 수 있어 경제적이라는 장점이 있다”며 “이번 기술을 바탕으로 방사성 요오드 이외에 더 많은 방사성 동위원소 처리 기술을 개발하겠다”고 말했다.

지난 19일 영국은 영국 기상 관측사상 최고치인 40.2도를 기록했다. 영국은 여름에도 서늘한 날씨로 유명하다. 이 때문에 에어컨을 설치한 가정이 거의 없어 이번 폭염으로 사상자가 속출했다. 프랑스 파리도 이날 오후 40.1도를 기록해 근대 기상관측 150년 동안 세 번째로 더운 날로 기록됐다. 온난화로 인한 기후변화 때문에 매년 여름, 전 세계는 가마솥 더위에 시달리고 있다. 이런 극한 폭염은 아직 비정상적으로 받아들여지고 있지만 10년 이내에 이상기후가 일상화된 기후재난이 시작될 것이라는 경고가 나왔다. 일본, 한국, 오스트리아, 미국, 독일, 네덜란드, 영국 7개국 국제 공동 연구팀은 수치모델로 과거 가뭄 데이터를 분석한 결과 이르면 2030년부터 전 세계적으로 기후변화로 인한 ‘재난의 일상화’가 시작된다고 21일 밝혔다. 이번 연구에는 일본 국립환경연구소, 도쿄대, 한국 카이스트 문술미래전략대학원, 오스트리아 응용시스템분석 국제연구소, 미국 미시건주립대, 네덜란드 위트레흐트대, 독일 프랑크푸르트 괴테대, 라이프니츠 생물다양성·기후연구센터, 포츠담 기후영향연구소, 베를린 훔볼트대, 영국 노팅엄대 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 지구 온난화에 대한 장기적 대책을 검토하기 위해서는 미래 기후가 어떻게 변할 것인지 예측하는 것이 중요하다. 특히 미래 기후의 변화가 언제부터 시작되는지까지 알 수 있다면 대응도 빨라질 수 있다. 연구팀은 수치모델을 이용해 전 지구 하천 유량 변화, 가뭄 발생 빈도를 조사해 역대 최악 수준의 가뭄이 발생할 가능성이 큰 시기를 추정했다. 연구팀은 수치모델에 ‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC)의 기후 평가보고서에서 활용되는 온실가스 배출의 여러 시나리오를 활용했다. 분석 결과, 지중해 연안이나 남미지역의 남부, 북미지역 등은 2030~2050년 경에 과거 최악이었던 가뭄을 가져왔던 수준의 날씨가 5년 이상 연속되는 시기가 나타날 것으로 예측됐다. 비정상적으로 보이는 날씨가 일상에서 빈번하게 나타나는 ‘재난의 일상화’가 곧 시작된다는 설명이다. 연구팀에 따르면 일부 지역의 경우 현재 상황은 기후위기를 막을 수 있는 수준을 넘어섰다. 그렇지만 온실가스 배출을 최대한 억제하는 기후변화 적극 대응 시나리오(RCP2.6)에 따라 실천을 할 경우 가뭄의 일상화 시점이 늦어지거나 가뭄 지속 기간을 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 수자원 분야나 농업 분야의 경우 기후변화에 대한 대책을 세우고 실천하는데 많은 시간이 요구되는 만큼 현재의 비정상성이 일상화되기 이전에 충분한 대비가 필요하다고 강조했다. 연구에 참여한 김형준 카이스트 문술미래전략대학원 교수는 “이번 연구 결과는 전 세계의 가뭄발생을 사전에 예측함으로써 탄소중립 실현의 중요성을 강조하고 기후변화 대응과 함께 기후적응 대책을 적극적으로 준비해야 한다는 점을 강력하게 주장하고 있다는데 의미가 크다”고 말했다.

한국을 방문 중인 재닛 옐런 미국 재무장관은 19일 탄력성 있는 공급망 구축을 위한 한국과의 긴밀한 협력 필요성을 강조했다. 옐런 장관은 이날 오전 서울 강서구 마곡동 LG사이언스파크를 찾아 신학철 LG화학 부회장과 간담회를 한 뒤 공개 발언을 통해 “여러분의 혁신 노력이 한국 경제의 활력을 의미한다”며 “여러분의 창의력과 기초과학에 대한 의지가 한국의 생산적 경제를 달성하는 동력”이라고 밝혔다. 그는 또 반도체와 배터리 등 한국의 미국 투자가 지속해서 늘고 있다는 사실을 언급하며 “이런 경제 관계가 더 돈독해지면서 세계 경제가 더 탄력받고 건강해진다”고 말했다. 옐런 장관은 이어 공급망 차질과 인플레이션(물가 상승)에 대한 우려를 표하면서 “글로벌 경제 문제를 해결하기 위해서는 공급망으로 인한 물가 인상으로 타격받는 것을 예방하기 위한 협력이 중요하다”고 강조했다. 그는 “한국은 반도체와 배터리 등 핵심 부품 생산하는 공급망의 주요 역할을 하고 있다”며 “양국이 협력을 통해 (공급망의) 병목 현상 해결하고 고통을 분담해야 한다”고 덧붙였다. 그는 러시아의 우크라이나 침공으로 인한 에너지 시장의 변동성을 거론하면서 러시아산 원유 가격상한제 도입 필요성도 제기했다. 옐런 장관은 아울러 “경제 회복력과 성장, 공급망 회복에 집중해야 한다”며 “파트너와 동맹국 간에 ‘프렌드쇼어링’(friendshoring)을 도입하고. 더 굳건한 경제 성장을 이루도록 해야 한다”고 역설했다. 그는 프렌드쇼어링에 대해 “관계를 강화하고 공급망을 다변화하는 것을 의미한다”며 “이를 통해 한국과 미국의 가정을 물가 인상으로부터 보호하고, 지정학적·경제학적 리스크를 관리하며, 제품 생산은 원활해질 것”이라고 설명했다. 옐런 장관은 “공급망을 더 강화하기 위해 주요 우방과 경제 협력을 굳건히 해야 하고, 여기에는 한국도 포함된다”며 “집중할 핵심 국가들에 더 집중해야 한다. 미국은 세계에서 뒤로 물러날 계획은 없다”고 단언했다. 그는 경제 안보와 관련해 중국의 자원 무기화를 견제하는 발언도 했다. 옐런 장관은 “독재 정치를 하는 국가들은 경제에 큰 타격과 압력을 주고 있다”며 “원자재·기술과 관련해 자신의 지정학적 힘을 활용해 경제적 압력을 주는 현상을 목격하고 있다”고 주장했다. 신학철 LG화학 부회장은 이날 환영사에서 “전기차 시장의 미래가 불투명할 때 LG화학이 도전을 이어나갈 수 있도록 열어준 곳이 북미 대륙이었다”며 “이번 옐런 장관의 방문으로 미국과의 더욱더 특별한 역사가 시작됐다”고 의미를 부여했다. 사진은 19일 재닛 옐런 미 재무장관이 강서구 마곡동 LG사이언스파크 방문 후 서울 종로구 한 사찰음식점에서 여성기업가들과 오찬을 하고 있다.

강원대는 지역 전통주 산업 진흥을 위해 그동안 우수 종균을 개발하는 데 애썼다. LG전자와 손잡고 맥주제조 기간을 단축하는 연구를 진행하고, 홍천메디컬허브연구소와 양조 성능이 우수한 홍천 토착 효모를 발굴했다. 양조 적성에 우수한 균주인 효모 2만 2000점, 곰팡이 900점 등을 개발했다. 목포대는 지역 장애인 단체·기관과 함께 교육 수요 조사를 거쳐 다양한 평생 교육 프로그램과 전문 자격증반을 운영한다. 충남대는 기초과학분야 학부생을 대상으로 대학원 과정 수준 연구 및 실험·실습 기기 사용 기회를 주고 참여한 학부생에게 연구 장학금을 지급한다. 지난 4년 동안 교육부의 국공립대 육성사업에서 추진한 우수 사례들이다. 이 사업은 국공립대가 지역 인재를 키우고 국가 균형발전의 중심이 될 수 있도록 2018년부터 시행했다. 올해는 38개 국립대가 자율적으로 기획한 기초학문 지원·지역사회 기여 등 다양한 과제를 수행할 수 있도록 1500억원을 지원한다. 교육부와 국립대 육성사업 발전협의회가 사업 추진 4년을 맞아 ‘2022 국립대 육성사업 성과 포럼’을 18·19일 대전 호텔ICC 컨벤션홀에서 연다. 그간 사업 성과를 공유하고 앞으로 사업이 나아갈 방향을 논의하고자 마련했다. 강원대와 한경대 등 5개 대학이 지역사회 기여, 기초보호학문 육성, 대학협력 연계 활성화 등 각 분야 우수 사례를 공유하고, 국립대 관계자와 전문가들이 사업의 발전 방향을 논의한다. 교육부는 포럼에서 사업 1주기 성과를 점검하고 새 정부 국정과제인 ‘지방대학시대’에 맞는 국립대학의 역할을 모색할 계획이다. ‘100만 디지털 인재 양성’, ‘이제는 지방시대’ 등 주요 국정과제와 연계해 내년 1월 개편안을 확정하고 새로운 사업을 시작한다. 박순애 사회부총리 겸 교육부장관은 “국립대는 새 정부의 국정과제를 안정적으로 추진하고, 국가 전략 분야 및 지역 우수 인재 양성을 하는 데에 그 책임이 막중하다”면서 “국립대가 지역 혁신의 구심점 역할을 할 수 있도록 지속적으로 지원하겠다”고 밝혔다.

전남도가 레이저의 기초·응용 연구와 첨단 연관산업을 선도할 ‘초강력 레이저 연구시설’ 유치와 함께, 이를 연계한 국내 유일의 첨단 레이저 산업 생태계 조성을 본격 추진하고 나섰다. 전남도는 13일 도청에서 ‘초강력 레이저 연구시설 전남 유치를 위한 관계전문가 전략회의’를 갖고 초격차 산업을 차세대 성장동력으로 육성하겠다는 새 정부의 정책 기조에 맞춰, 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치, 국내 유일의 레이저 산업 생태계를 조성해 반도체 등 새로운 미래 먹거리 산업을 선도하겠다고 밝혔다. 이날 회의에 참석한 이종민 명예연구위원 등 전문가들은 유치 방안으로 광주,전남의 레이저 산업 생태계 구축과 초강력 레이저 연구시설이 한전공대 설립 기본 계획으로 추진되는 점 등의 효과적인 유치 전략과 다양한 차별화 방안을 제시했다. 또 초강력 레이저 연구시설에서 이뤄질 다양한 기초과학 및 극한과학기술 개발과 국가전략산업의 기술적 한계 극복을 위한 첨단 핵심기술 개발 등을 통해 미래 국가과학기술 경쟁력 확보와 신지식 기반 지역경제 고도화를 달성하게 될 것이라고 밝혔다. 전남도는 초강력 레이저 연구시설 선점을 위해 지난해 12월 각계 인사 100명으로 구성한 ‘초강력 레이저 연구시설 추진위원회’를 공식 발족하는 등 전국 지자체 가운데 가장 발 빠른 준비에 들어갔다. 전남도는 나주가 후보지로 선정될 경우, 2024년까지 연구시설 유치를 확정하고, 2033년까지 빛가람혁신도시 인근 50만㎡ 부지에 세계 최대 규모 초고출력, 고에너지 기반 레이저 연구시설을 구축할 계획이다. 중장기적으로는 레이저 연구시설을 중심으로 테스트베드, 산학연 분원, 전후방 강소기업 등을 유치, 집적화해 국내 유일 ‘전주기 레이저 산업 클러스터’로 육성한다는 구상이다. 강상구 전남도 에너지산업국장은 “에너지, 반도체, 국방 등 첨단산업의 글로벌 경쟁력을 높이고 국가 핵심 원천기술을 선도하도록 초강력 레이저 연구시설을 반드시 전남에 유치, 세계 최고 수준의 클러스터로 키우겠다”고 말했다.

국민 10명 중 7명이 ‘기초연구는 국민의 삶의 질을 향상시키는데 필요하기 때문에 지원을 확대해야 한다’는 생각을 갖고 있는 것으로 나타났다. 과학기술정보통신부는 최근 실시한 ‘기초연구에 대한 국민인식조사 결과’가 이렇게 나왔다고 11일 밝혔다. 과기부는 문화체육관광부의 지원을 받아 지난달 2일부터 7일까지 닷새 동안 전국 18세 이상 남녀 1500명과 산·학·연 전문가 102명을 대상으로 인식조사를 실시했다. 조사 결과, 응답자의 70.9%는 기초연구가 국민의 삶에 필요하다고 답했으며, 장기적으로 국가경제 성장을 견인하고 국민의 삶의 질 향상에 기여한다고 응답한 사람도 75.4%에 달했다. 반면 64.4%는 한국 기초연구의 역량이 ‘선진국과 비교해 낮은 수준’으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 응답자의 64.3%는 연구자가 연구주제, 연구비, 연구기간을 자유럽게 제시해 원하는 연구를 마음껏 할 수 있도록 기초연구 정책이 바뀌어야 한다고 답했다. 76.9%의 응답자는 기초연구에 대한 투자를 확대하는 것이 필요하다고 생각하며 지원을 확대하고 특성화가 필요한 연구 분야는 에너지·환경융합·복합 분야, 바이오·의료융합, 기초생명과학 분야로 나타났다. 이창윤 과기부 기초원천연구정책관은 “기초연구는 장기적으로 국가경제를 성장하고 국민의 삶의 질 향상에 매우 중요한 역할을 하고 있다”며 “첨단 기술 확보와 우위를 유지하기 위한 국가간 기술패권 경쟁에 대비해 기초연구의 목표성과 전략성을 보완, 강화해나갈 것”이라고 말했다. 그러나, 이번 조사는 물리, 화학, 생물학, 지구과학, 수학 같은 기초과학에 대한 인식조사가 아니라 기초과학과 공학, 의학, 농학 같은 다른 분야와 융합을 통해 새로운 지식을 만들어 내는 기초연구에 대한 것이다. 이 때문에 서울 소재 대학에서 기초과학을 가르치는 교수는 “기초연구도 기초과학이 바탕이 돼야 하는데 정부는 항상 기초과학이 아닌 기초연구를 강조한다”며 “허준이 교수 필즈상 수상 같은 경우를 보더라도 기초연구만큼 기초과학 지원도 확대돼야 할 것”이라고 말했다.

습하고 더운 여름이 시작되면서 모기도 기승을 부린다. 사람 피를 빠는 모기는 암컷으로, 산란에 필요한 단백질을 얻기 위해 사람을 찾는다. 같은 장소에 있더라도 유독 모기에 잘 물리는 사람이 있다. 모기는 호흡량이 커 내뱉는 이산화탄소량이 많거나 체온이 높고 땀을 많이 흘리는 사람을 선호한다. 최근 미국 워싱턴대 연구팀은 빨간색도 모기를 유인하는 요인이라는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다. 여기에 또 하나의 요건이 추가됐다. 바이러스에 감염된 사람이 건강한 사람보다 모기에 더 많이 물린다는 것이다. 중국 칭화대 의대, 선전 감염병연구소, 루이리 중의학병원, 윈난 동물·수의학연구소, 중화질병통제예방센터, 미국 코네티컷대 의대 공동 연구팀은 뎅기열이나 지카바이러스에 감염된 숙주는 모기가 좋아하는 화학물질을 분비해 더 많이 물린다는 결과를 내놨다. 이 연구는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 7월 1일자에 실렸다. 연구팀은 뎅기열, 지카바이러스에 감염된 사람과 일반인의 체취를 추출해 분석했다. 그 결과 바이러스에 감염된 사람들은 그렇지 않은 이들보다 ‘아세토페논’이라는 물질이 비정상적으로 높은 것으로 나타났다. 아세토페논은 과일이나 치즈, 허브, 꿀 등에 포함된 향기 화합물로 향수를 만들 때도 사용된다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 모기가 비감염 생쥐보다 바이러스에 감염된 생쥐의 피를 더 많이 빠는 것을 관찰했다. 궁 청 칭화대 의대 교수(병리학·모기감염학)는 “모기는 후각이 발달한 곤충”이라며 “이소트레노인이라는 비타민A 유도체를 투여하면 모기가 좋아하는 냄새를 만들어 내는 피부 미생물 군집을 차단해 모기에 덜 물린다”고 말했다.

국내 연구진이 사람을 비롯한 고등 동물의 세포 속에서 지질을 운반하는 단백질을 새로 발견했다. 세포 내 지질 운반에 이상이 생기면 비만, 지방간 등 각종 질병이 발생하는 만큼 이들 질환 치료에도 도움이 될 것으로 보인다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 ‘MIGA2’라는 단백질이 세포 공장이라고 불리는 미토콘드리아와 또 다른 세포 소기관인 소포체 사이에서 인지질을 운반한다는 사실을 처음으로 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 미토콘드리아를 비롯한 세포 소기관들은 지질과 단백질 같은 물질을 상호 교환해 세포 생존을 유지한다. 지금까지는 소낭이라는 주머니에 물질을 싸서 주고 받는 것으로 알려졌는데 최근 소기관들끼리 직접 접촉해 통로를 만들고 물질을 교환한다는 연구 결과들이 속속 나오고 있다. 그렇지만 이렇게 직접 물질 교환을 가능하게 하는 원리는 정확히 규명되지 못했다. 연구팀은 단백질 결정을 관찰하는 ‘X선 분석법’을 이용해 관찰한 결과 MIGA2라는 단백질이 물질 교환을 가능하게 하는 접촉 통로를 만든다는 사실을 새로 확인했다. 원통 모양인 MIGA2 단백질은 물질 이동이 필요한 두 부분을 연결시켜 이동이 가능하게 한다는 것이 관찰됐다. 연구팀은 또 MIGA2의 결합을 방해하는 돌연변이를 만들어 실험한 결과 세포 내 인지질 운반 능력이 떨어지는 것도 확인했다. MIGA2가 인지질 이동의 핵심이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구를 이끈 이창욱 UNIST 교수는 “지금까지 효모 같은 단세포 동물에서는 관찰됐지만 고등생명체에서 인지질 수송을 담당하는 단백질이 발견된 것은 이번이 처음”이라며 “비알코올성 지방간이나 비만 등은 지질 대사 이상 때문에 발생하는 만큼 이번 연구는 관련 질병 연구와 새로운 치료법을 찾는데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

필즈상(Fields Medal)은 수학자 존 찰스 필즈의 유산을 기초로 1936년부터 4년에 한 번 수상자를 선정하는데, 노벨상에 수학 부문이 없는 탓에 ‘수학계의 노벨상’으로 인식된다. 이 상은 4년에 한 번 발표되는 데다, 40세부터 수상 자격이 제한돼 노벨상보다 더 까다롭고 영예로운 상이다. 지금까지 수상자가 68명에 불과하고, ‘페르마의 마지막 정리’를 해결한 앤드루 와일스가 41세에 특별상을 받았다. 　이 ‘필즈상‘’을 한국계 미국인 허준이(39) 프린스턴대 수학과 교수가 그제 받았다. 허 교수는 아버지 허명회 고려대 통계학과 명예교수와 어머니 이인영 서울대 노어노문학과 명예교수가 미국에서 유학 중일 때 캘리포니아에서 태어났다. 2살 때 귀국해 석사까지 한국에서 공부했다. ‘사실상 한국인’으로서 첫 필즈상 수상이라는 표현이 나오는 이유이다. 　보통 수학은 어린 시절부터 천재성이 드러난다지만, 허 교수는 신통치 않았던 모양이다. 중3 때 수학경시대회에 나가려다가 담당교사가 “너무 늦었다”고 만류해 포기도 했다고. 야간자습이 싫어 고교를 중퇴하고 검정고시로 서울대 물리천문학과에 진학했으나 학점이 낙제 수준이었단다. 인생의 전기는 1970년 필즈상 수상자인 히로나카 헤이스케 교토대 명예교수의 서울대 초빙교수 시절 강의를 들으면서였다. 대수기하학에 빠져들면서 같은 대 수학과학부 대학원에 진학했다. 히로나카 교수가 추천했지만 11개 대학에서는 입학을 거절당한 끝에 일리노이대 박사 과정에 가까스로 들어갔으니 늦깎이 수학자다. 　어렵게 박사 과정에 들어간 그는 2010년 50년간 수학계의 난제였던 ‘리드의 추측’을 해결했고, 2018년에는 ‘로타 추측‘’도 해결했다. 허 교수의 필즈상 수상은 한국인으로는 첫 번째다. 일본인은 히로나카를 포함해 3명, 그 밖의 아시안계는 허준이까지 6명째다. 기초과학 분야가 척박한 한국에서 ‘허준이 키즈’도 나올 듯하다. 그러려면 뒤늦게 발동이 걸리는 슬로 스타터들에게 기회를 주는 시스템이 마련돼야 한다. “시작하기에 늦은 건 없다”는 허 교수의 수상 소감이 큰 울림으로 남는다. 국화빵 찍어 내는 듯한 현행 교육시스템을 개편하고 기초학문에 투자하는 계기가 되길 바란다.

한국 과학자들이 포함된 국제 연구팀이 중성자로만 만들어진 핵을 발견해 ‘원자번호 0번’의 가능성을 확인했다. 양성자 수가 원자번호와 성질을 결정하고 양성자 수와 중성자 수의 합이 원소 질량을 결정한다. 양성자가 없으면 사실상 원자번호가 0이 된다는 것이다. 독일 다름슈타트 공과대, 일본 이화학연구소(리켄), 기초과학연구원(IBS)을 중심으로 전 세계 25개 연구기관, 92명의 과학자들이 참여한 국제 공동 연구팀이 중성자 4개로만 이뤄진 ‘테트라 중성자’ 핵을 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 물질을 구성하는 최소 단위인 원자는 중성자와 양성자로 이뤄진 원자핵과 전자로 이뤄져 있는데 현재까지는 중성자만으로 이뤄진 원자핵은 관찰되지 않았다. 중성자로만 결합된 자연현상은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 중심부가 중성자로만 이뤄져 있는 중성자별이 유일했다. 이 때문에 양성자가 없는 원자핵의 존재는 이론적으로는 가능하지만 실험적으로는 명확히 관측된 적이 없어 60년 동안 핵물리 연구 분야의 난제로 남아있었다. 연구팀은 일본 리켄에 있는 중이온 가속기(RIBF)의 다중입자측정 실험장치인 ‘사무라이 스펙트로미터’를 이용해 4개 중성자만으로 만들어진 원자핵을 관측에 성공해 테트라 중성자 핵이 존재할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 연구팀은 가속기로 만든 무거운 빔을 상대적으로 가벼운 표적에 충돌시켜 원자핵에서 일부를 제거하는 방식으로 중성자 핵을 만들었다. 우선 산소-18로 만든 ‘1차 빔’을 가속시켜 금속인 베릴륨에 충돌시켜 양성자 2개, 중성자 6개를 가진 무거운 빔인 헬륨-8을 만들었다. 그 다음 초전도 희귀동위원소 빔 생성 분리 장치로 양성자 1개를 가진 액체 수소표적에 조사하면 양성자 2개, 중성자 2개를 가진 헬륨-4가 튀어나오고 중성자 4개 짜리 핵이 남는 것이 관찰됐다. 이번 연구는 양성자를 1개도 포함하지 않는 ‘원자번호 0’ 상태의 기묘한 원자핵을 관측한 것이다. 한인식 IBS 희귀핵연구단 단장(이화여대 초빙석좌교수)은 “이번 연구 결과는 지난 60년 동안 확인하지 못했던 테트라 중성자 상태를 알려주는 공명구조를 실험으로 정확히 관측한 것에 의미가 크다”며 “중성자 사이 상호작용과 핵력 이해에 중요한 열쇠가 될 뿐만 아니라 중성자별 같은 미지 영역 탐구가 활발해질 것으로 기대한다”고 말했다.

전라남도가 지역 과학계와 손잡고 기초과학연구와 첨단산업의 총아로 평가받는 ‘초강력 레이저 연구시설’ 유치를 본격 추진하고 나섰다. 전남도는 5일 제주국제컨벤션센터에서 한국광학회, 한국과학기술단체총연합회 광주전남지역연합회 등 지역 과학계와 함께 ‘초강력 레이저 연구시설 구축 심포지엄’을 갖고 2023년 유치를 목표로 추진 중인 초강력 레이저 연구시설의 조속한 구축과 국가적 지원을 요청했다. 이날 행사에서 좌장을 맡은 석희용 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수 등 참석자들은 “우리나라가 국제적으로 기초과학 연구를 선도하고 레이저 원천기술을 선점하기 위해선 초강력 레이저 연구시설에 대한 국가 차원의 전폭적 지원이 필요하다”며 “초강력 레이저 연구시설을 중심으로 기초연구와 전문인력 양성, 레이저 연구기관 유치, 레이저산업 클러스터 조성 등의 지원이 이뤄져야 한다”고 말했다. 이들은 또 광주·전남의 경우 광주에 광산업단지와 레이저 관련 기업이 있고 광산업 진흥원과 광기술원, 광주과학기술원의 고등광기술연구소를 비롯해 전남테크노파크의 레이저센터 등 레이저 관련 자원들이 집적돼 있어 초강력 레이저 연구시설의 효율성을 높일 수 있다고 주장했다. 특히 광주·전남은 과학기술 인프라가 다른 지역에 비해 부족하다며 균형발전 차원에서도 초강력 레이저 연구시설을 유치해야 한다고 강조했다. 초강력 레이저 연구시설은 초고출력 및 고에너지 레이저를 기반으로 기초과학뿐만 아니라 반도체, 광학소자, 나노부품 초미세 가공, 우주?항공용 금속 개발, 레이저 무기, 의료장비 개발 등 다양한 분야에 응용이 가능한 첨단시설로 최근 미국, 중국, 등 세계 각국이 경쟁적으로 건립에 나서고 있다. 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치하면, 에너지 신산업뿐만 아니라 반도체, 우주항공, 신소재 등 레이저 관련 국가 첨단산업의 선점은 물론 90% 이상 해외수입에 의존하는 레이저 핵심부품의 국산화를 통해 관련 기업을 유치하고 양질의 일자리를 창출할 수 있게 된다. 전남도는 초강력 레이저 연구시설 유치 공감대 확산을 위해 지난해부터 대학과 연구기관, 학회 등과 협약을 체결하고 전문가 포럼을 개최하는 한편 앞으로 초강력 레이저 연구시설의 국가 중장기계획 반영을 건의할 방침이다. 박창환 전남도 정무부지사는 “GIST, 전남테크노파크 레이저센터, 광주 광산업 단지가 연계된 전남은 레이저 연구와 신산업 육성 최적지”라며 “에너지, 반도체, 국방 등 첨단산업의 글로벌 경쟁력을 높이고 국가 핵심 원천기술을 선도하도록 초강력 레이저 연구시설을 반드시 전남에 유치해 세계 최고 수준의 연구시설로 키우겠다”고 말했다.

7월에 접어들면 많은 학생들이 여름방학을 손꼽아 기다린다. 방학은 학교생활을 벗어나 부족한 공부를 보충할 수 있고, 다양한 경험도 쌓을 수 있는 좋은 기회이다. 과학관이 방학을 맞아 학교에서는 많이 하지 못했던 실험, 관찰을 마음껏 할 수 있는 기회를 제공할 예정이다. 대전 국립중앙과학관은 온·오프라인을 통해 청소년들의 과학적 호기심 충족과 창의적 탐구활동 기회를 제공하기 위한 ‘2022 여름방학 과학교실·과학캠프’를 운영한다고 4일 밝혔다. 특히 이번 방학에는 초·중·고교 교사 36명을 대상으로 한 과학교실도 열린다. 여름방학 과학교실은 오는 26일부터 8월 12일까지 3주 동안 운영된다. 미취학 아동인 7세부터 중학생까지를 대상으로 39개 주제의 다채로운 과학실험 과정이 개설된다. 학교에서 배우는 과학 기초과정은 물론 인공지능, 반도체, 우주항공 등 첨단과학 과정까지 실험을 통해 과학 원리에 대한 이해와 관심을 높일 수 있게 짜여졌다. 과학캠프는 지난 6월 ‘누리호’ 2차 발사 성공과 오는 8월 달 궤도선 ‘다누리’ 발사를 앞두고 최근 우주에 대한 관심이 높다는 점을 반영해 ‘우주를 향한 발사 그리고 탐사’라는 주제로 진행된다. 과학캠프는 초등학교 4~6학년생을 대상으로 초급, 중급 과정이 온라인 과정과 1박 2일 숙박형 과정으로 나뉘어 운영될 예정이다. 올해 과학캠프는 카이스트 대학생들로 구성된 멘토들이 참가해 학생들과 함께 메타버스에서 우주체험과 탐사로봇 블록코딩, 탐사 미션 등 다양한 프로그램을 학생 맞춤형으로 진행한다. 과학교실은 오는 6일 오전 10시, 과학캠프는 오는 12일 오후 10시부터 선착순으로 참가 접수를 받는다. 자세한 내용은 국립중앙과학관 누리집(www.science.go.kr)에서 확인할 수 있다.

국내 연구진이 냄새 분자를 이용해 와인까지 정확하게 감별해 낼 수 있는 인공지능 전자코를 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부, 기계공학과 공동 연구팀은 사람의 후각 신경세포를 모방한 뉴로모픽 반도체 모듈을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 뒷면 표지 논문으로 실렸다. 인공지능(AI)를 이용한 후각 인식 시스템은 높은 정확도로 기체 분자를 인식할 수 있는 수준까지 올라갔다. 그렇지만, 많은 장치들이 중앙처리장치(CPU)와 메모리가 분리된 컴퓨터 장치와 소프트웨어를 기반으로 하기 때문에 전력 소모량이 높다. 이 때문에 모바일 형태나 사물인터넷(IoT)에는 사용할 수 없다. 사람이나 동물의 생물학적 후각 시스템은 감각 세포 자체에서 스파이크 형태로 감각 신호를 전달하고 뇌에서 병렬적으로 처리한다. 특히 병렬 방식으로 처리하기 때문에 전력 소비가 적다. 연구팀은 금속산화물 기반 가스 센서와 뉴런 소자를 이용해 기체를 인식해 전기적 신호로 만들어 정보를 처리할 수 있는 뉴로모픽 반도체 모듈을 개발했다. 뉴로모픽 컴퓨터 칩은 사람의 뇌 신경세포(뉴런)와 연결부위(시냅스)를 모방해 저전력으로 빠르게 정보를 처리할 수 있는 장치이다.이번 뉴로모픽 반도체 모듈을 이용해 유해가스를 구분할 수 있을 뿐만 아니라 와인을 구분할 수 있는 소믈리에 전자 코를 만들었다. 특히 여러 가지 기체 분자가 섞여 독특한 향을 만들어 내는 와인은 구분하는 것이 어렵지만 이번에 개발된 소믈리에 전자 코는 와인을 정확하게 분류해 내는 것을 확인했다. 이번 연구를 주도한 한준규 카이스트 전기및전자공학부 연구원은 “뉴로모픽 반도체 모듈이 적용된 전자코는 환경 모니터링, 음식 모니터링은 물론 헬스케어 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

빅뱅 이후 지구가 우주에 등장하고 생명체가 살기 시작한 이후 지금까지 5번의 대멸종이 있었다. 1차 대멸종은 4억 4500만년 전 고생대 오르도비스기 후기에 발생해 생물체 50%가 사라졌다. 2차 대멸종은 3억 7000만년 전 고생대 데본기 말 전체 생물종의 70%가 사라졌다. 3차 대멸종도 2악 5100만년 전인 고생대 페름기 말에 발생한 지구 역사상 최대 멸종 사건이다. 지구 생물종의 95%가 순식간에 사라져 버렸다. 4차 대멸종은 2억 500만년 전 중생대 트라이아스기 말에 발생했다. 육지 생물체 80%, 해양 생물 20%가 멸종하고 공룡의 시대를 열었다. 사람들에게 가장 익숙한 대멸종 사건은 5차 대멸종이다. 6600만년 전 중생대 백악기 말 발생한 것으로 공룡을 비롯한 지구상 생물체 75%가 소멸됐다. 많은 연구자들은 대기 중 이산화탄소 급증으로 인한 지구온난화 때문에 생물종들이 사라진 4차 대멸종 이후 공룡이 번성하게 된 이유에 대해 의문을 품어왔다. 이 같은 상황에서 미국, 중국, 영국, 스웨덴 4개국 국제 공동연구팀은 일부 공룡종들이 추운 겨울 날씨를 견디고 살아남아 쥐라기와 백악기로 이어지는 중생대 공룡 전성시대를 만들었다고 밝혔다. 이번 연구에는 미국 콜럼비아대 라몬트-도허티 지구관측소, 워싱턴 국립자연사박물관 고생물학연구부, 럿거스대 지구행성과학과, 런셀러공과대 지구환경과학과, 중국 난징 지질학·고생물학연구소, 영국 사우샘프턴대 해양지구과학부, 스웨덴 스웨디시자연사박물관 고생물학연구부 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 7월 2일자에 실렸다. 연구팀은 중국 북서부에 위치한 중가분지(Junggar Basin)에서 발굴된 암석과 화석 샘플을 분석했다. 트라이아스기 말 중앙 대서양 마그마 분포영역(Central Atlantic Magmatic Province·CAMP)에서 대규모 화산폭발이 일어나면서 대기 중 이산화탄소가 급증했다. 이 때문에 지구온난화와 함께 극지방에서는 기온이 급격하게 떨어지는 기온의 양극화 현상이 발생했다. 연구팀의 분석에 따르면 지구온난화로 기온이 급격하게 상승하고 바다는 산성화가 심해져 생명체들 대부분이 멸종했다. 극지방으로 이동해 추위에 적응한 생물체들은 살아남을 수 있었다는 것이다. 당시에는 극지방이라고 하더라도 지금과 달리 빙하나 빙상처럼 두꺼운 얼음은 없었고 온대 활엽수가 자랐다. 또 중생대 쥐라기나 백악기에 살았던 공룡들 피부에 원시적인 깃털이 있었다는 증거들이 최근 속속 발견되고 있는 것도 이번 연구를 뒷받침해준다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 폴 올슨 콜럼비아대 교수(고생물학)는 “이번 연구를 통해 파악한 공룡의 궁극적 지배의 열쇠는 비교적 간단했다”며 “사방이 추워졌을 때 다른 동물들과 달리 추위에 적응한 동물만 살아남아 후손을 퍼뜨릴 수 있었다”고 설명했다. 올슨 교수는 “추운 날씨에 적응한 공룡종 일부가 이후 1억 3500만년 동안 지구를 지배할 수 있도록 확장됐고 오늘날까지 포유류보다 2~3배 많은 조류로 진화할 수 있도록 했다”고 덧붙였다.

코로나19는 물론 최근 원숭이두창을 비롯한 신·변종 감염병이 일상을 위협하고 있다. 이 때문에 병원균으로부터 자신을 보호할 수 있는 항균 기술에 관한 관심이 높아지고 있다. 한국과 일본 공동 연구진이 피부 감각을 그대로 유지하면서 감염을 예방할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 감염병연구센터, 한국전자통신연구원(ETRI), 일본 도쿄대 전자공학과 공동 연구팀은 피부 일체형 항균 나노메시 패치를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 지금까지 병원균을 막기 위해서는 알코올류를 이용한 소독과 위생장갑 같은 보호 제품을 활용했다. 알코올 소독은 사용 후 감염원에 다시 노출될 경우 재오염될 수 있고 자주 사용하면 수분 증발로 인해 피부를 건조하게 만든다. 위생장갑은 오염원에서 보호받을 수는 있지만, 표면 오염으로 교차감염원이 되기도 한다. 또 오래 사용할 때 안쪽에 땀이 차고 피부 감각을 떨어뜨릴 수 있다. 연구팀은 항균 효과가 입증된 구리를 신축성 고분자 메시 나노섬유에 코팅할 수 있는 기술을 개발했다. 장갑처럼 만들어 피부에 밀착시킬 수 있으며 스프레이처럼 뿌려서 피부에 얇은 막을 만들어 사용할 수도 있다. 피부에 일체화된 상태에서도 구리 나노 메시의 다공성 구조로 인해 피부 고유의 습도와 열적 감각을 유지할 수 있는 것이 확인됐다. 항균성이 높아 구리 나노메시에 노출된 대장균 박테리아는 1분 뒤 99.999%가 소멸됐고, 인플루엔자A 바이러스는 10분 뒤 같은 수준으로 사라지는 것이 관찰됐다. 특히 반복된 사용에도 유사한 효과를 보였다. 연구팀은 이번에 개발한 항균 나노메시 패치 기술은 마스크나 장갑뿐만 아니라 의류 등 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대했다. 연구를 이끈 권오석 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 항균성이 뛰어난 구리 나노구조와 피부 일체화를 가능하게 만드는 나노메시 기술을 더한 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 피부를 감염성 병원균들로부터 장기간 보호할 수 있어 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

국내 연구진이 사람의 뇌처럼 학습하고 인지할 수 있는 메모리를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 100㎚(나노미터) 두께의 단일 소자에서 사람 뇌의 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 메모리를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 뉴런은 뇌 신경계를 이루는 기본적 단위세포이며 시냅스는 뉴런들끼리 신호를 전달할 수 있도록 하는 다리 역할을 하는 접합 부위이다. 사람의 뇌는 뉴런 1000억 개, 시냅스 100조 개가 복잡한 네트워크로 이뤄져 있다. 사람의 뇌는 이들 둘의 상호관계를 통해 기능과 구조가 외부 환경에 따라 유연하게 변한다. 많은 컴퓨터 과학자나 인공지능 연구자들은 사람의 뇌를 흉내 내려고 하지만 아직 성공하지 못하고 있다. 뉴로모픽 소자는 기존 컴퓨터로는 구현할 수 없는 사람처럼 고도의 뇌 인지 기능을 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 CMOS 집적회로와 비휘발성 메모리를 이용하고 있지만 뉴런과 시냅스 기능을 분리해 모사하기 때문에 사람의 뇌처럼 작동하기 힘들다.이에 연구팀은 휘발성 소자로 뉴런을, 비휘발성 상변화 메모리 소자로 시냅스를 모사해 단기 및 장기기억이 공존하는 단일 뉴로모픽 소자를 만드는데 성공했다. 특히 이번에 개발한 소자는 외부 신호 변화에 따라 유연하게 적응하는 가소성도 구현할 수 있는 것으로 확인됐다. 이건재 카이스트 교수는 “사람은 뉴런과 시냅스 상호작용으로 기억, 학습, 인지 기능을 발현하는 만큼 인공지능 개발에서도 사람처럼 이 둘을 통합해 모사하는 것이 필요하다”며 “이번 연구는 인공지능뿐만 아니라 뇌를 역설계하는 연구에도 도움이 될 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 뇌 속에 있는 별세포 내 물질 때문에 알츠하이머 치매의 주요 증상이 나타난다는 사실을 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동 연구팀은 뇌 속 반응성 별세포의 요소회로가 활성화되면서 치매를 진행시키고 기억력 감퇴를 일으킨다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 6월 23일자에 실렸다. 별세포(astrocyte·성상교세포)는 뇌 세포 절반 이상을 구성하는 별 모양의 비신경세포이다. 아밀로이드 베타, 염증 같은 독성물질이 뇌에 생기면 이를 분해하는데 그 과정에서 별세포의 크기와 기능이 변한다. 이렇게 외부 자극으로 변하는 별세포를 ‘반응성 별세포’라고 한다. 반응성 별세포는 주변 정상 신경세포에 악영향을 미친다. 지금까지 알츠하이머 치매는 아밀로이드 베타 단백질이 뇌에 쌓이기 때문으로 알려졌다. 그렇지만 많은 임상실험에서 아밀로이드 베타를 제거해도 중증 치매가 지속되는 것이 관찰됐다. 이 때문에 아밀로이드 베타 단백질 제거만으로는 치매를 치료할 수 없다고 밝혀졌다. 이에 연구팀은 알츠하이머 치매의 다른 원인을 찾아 나섰다. 연구팀은 반응성 별세포가 세포 내 미토콘드리아에 존재하는 특정 단백질을 발현시키고, 억제성 신경전달물질 가바를 만들어 기억력을 감퇴시킨다는 것을 알아냈다. 간에는 암모니아를 비롯해 신체에 유해한 물질을 걸러내고 찌꺼기를 만들어 내는 요소회로가 존재한다. 연구팀은 소변의 주성분인 요소를 만들어 내는 이 요소회로가 별세포에도 존재한다는 것을 밝혀냈다.연구팀은 뇌의 별세포가 독성물질인 아밀로이드 베타를 처리하면서 요소 양이 늘어난다는 것을 확인했다. 실제 알츠하이머 환자에게서도 별세포의 요소회로가 활성화되는 것이 관찰됐다. 또 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용한 실험을 통해 요소회로가 작동할 때 ODC1이라는 물질이 나타나는 것을 억제하면 생쥐의 기억력이 회복되는 것을 확인했다. 이창준 IBS 인지 및 사회성연구단장은 “이번 연구는 반응성 별세포 요소회로와 알츠하이머 치매의 관계를 새로 밝혀냈다는데 의미가 있다”며 “반응성 별세포의 요소회로를 이루는 ODC1 효능과 독성에 대한 추가 연구를 거쳐 새로운 알츠하이머 치료제를 개발할 계획”이라고 말했다.