미국 카네기멜론대 건축학부, 기계공학과, 재료과학과, 시러큐스대 기계항공공학과, 조지아공과대 컴퓨터과학부, 중국 저장시립대 디자인학부, 저장대 컴퓨터과학부 공동연구팀은 2차원 평면 형태의 파스타를 다양한 3차원 입체 모양의 파스타로 변형시킬 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5월 6일자에 발표했다. 연구팀은 평평한 파스타 반죽에 특수한 무늬의 작은 홈을 새긴 뒤 요리를 하면 파스타가 튜브, 나선형, 물결형, 꼬인 형태 등 다양한 모습으로 변하는 기술을 만들었다. 이 원리는 플라스틱, 직물 등 다양한 재료에 응용할 수 있다. 해당 기술은 반대로 3차원 입체 모양을 2차원 평면 형태로 바꾸는 데도 쓰일 수 있다. 이동 시 물체의 부피를 획기적으로 줄이거나 폐기물의 부피를 줄이는 데도 유용할 수 있다는 이야기다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 인체 면역기능을 강화시켜 암을 치료하는 면역항암제의 효과를 극대화시킬 수 있는 물질을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과, 한양대 생명공학과 공동연구팀은 면역항암제인 면역관문억제제 효과를 높일 수 있는 펩타이드 기반의 세포사멸 유도물질을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 암세포는 면역세포의 활성을 억제하는 면역관문을 만드는데 면역항암제로 알려진 면역관문억제제는 이 면역관문을 차단해 면역세포를 활성화시키는 작용을 하는 치료제이다. 2011년 미국 식품의약국(FDA)에서 처음 승인한 뒤 다양한 면역관문억제제가 개발돼 쓰이고 있다. 그렇지만 면역항암제의 효과는 모든 암이나 환자에게 나타나지 않는다. 실제로 10~40% 환자에게만 효과가 있으며 항암능력을 갖춘 T면역세포가 어느 정도 존재해야 한다는 문제가 있다. 연구팀은 암세포의 미토콘드리아 외막을 파괴해 세포 내 활성산소 농도를 높이고 이를 통해 만들어진 산화 스트레스가 소포체를 자극해 암세포를 사멸하도록 하는 펩타이드 물질을 만들었다. 펩타이드는 아미노산 2~50개 정도가 결합된 물질이고 아미노산이 50개 이상 결합될 경우 단백질이 된다. 연구팀은 이번에 개발한 면역원성 세포사멸 유도체와 면역관문억제제(면역항암제)를 함께 사용할 경우 항암 효과가 높아진다는 사실을 확인했다. 연구팀은 대장암과 폐암을 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 펩타이드와 면역항암제를 함께 사용하면 면역항암제만 사용했을 때보다 종양 억제능력이 향상되고 활성화된 면역반응이 암세포의 전이까지 차단한다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 김유천 카이스트 교수는 “면역항암제의 효과가 점점 높아지고 있지만 암의 종류나 환자에 따라 면역항암제의 효과가 떨어지는 경도 적지 않다”라며 “이번에 개발한 물질은 낮은 반응률을 보이는 암에서도 치료효과를 높일 수 있는 방법을 제시했다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■ 신한금융투자 [신임] ◇ 부서장 △ 포트폴리오전략부 김범준 ■ 한국기초과학지원연구원 △ 국가연구시설장비진흥센터장 박정한 ■ 한국전력 ◇본사 본부장 △상생발전본부장 이경숙 ■ 중소벤처기업부 ◇ 부이사관 승진 △ 기획재정담당관 김봉덕

■헌법재판소 ◇임용△양소연 헌법연구관 ■국방부 ◇과장급△기획관리관실 혁신행정담당관 김현옥△보건복지관실 군인재해보상과장 차용국△대북정책관실 군비통제정책과장 김경림△대한무역투자진흥공사 방산물자교역지원센터(파견) 최정희△정책기획관실 기본정책과장 최혁재△진실·화해를위한과거사정리위원회(파견) 최창덕 ■환경부 ◇승진△중앙환경분쟁조정위원회 위원장 신진수 ◇국장급 전보△물통합정책국장 김동구 ■중소벤처기업부 ◇부이사관 승진△기획재정담당관 김봉덕 ■한국전력 △상생발전본부장 이경숙 ■한국기초과학지원연구원 △국가연구시설장비진흥센터장 박정한 ■한국수목관리원 △이사장 류광수 ■신한금융투자 ◇부서장 선임△포트폴리오전략부 김범준 ■에너지경제신문 △편집국 건설부동산부장 직무대리 김지형

국내 연구진이 홍합의 접착물질을 흉내낸 지혈제를 개발해 혈우병 같은 혈액응고장애 환자를 지혈하는데 성공했다. 카이스트 화학과, 바이오벤처 이노테라피 공동 연구팀은 홍합 모사 접착물질을 의료용 지혈물질로 개발해 임상연구를 거친 결과 홍합모사 접착성 지혈제의 지혈성능을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 홍합은 거센 파도에도 바위에 단단히 붙어있어 많은 과학자들이 그 비밀에 대해 연구한 결과 접착 단백질이 홍합을 물 속에서도 끄떡없이 붙어있게한다는 사실을 확인했다. 이 때문에 홍합의 접착단백질을 흉내낸 접착 고분자가 연구됐지만 사람을 대상으로 한 임상시험에까지 이르지는 못했다. 혈우병이나 만성간질환을 앓거나 항혈액응고제 복용하는 사람들은 혈액이 잘 응고되지 않아 수술을 받는 경우 지혈이 쉽지 않다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 접착성 지혈물질인 카테콜아민 고분자가 혈액응고장애 환자나 일반인의 혈액에 공통적으로 존재하는 알부민 같은 혈장단백질과 빠르게 결합해 접착막을 형성한다는 사실을 확인했다.연구팀은 카테콜아민 고분자를 이용해 혈액응고장애를 유발시킨 돼지를 이용해 실험한 결과 우수한 지혈효과가 있다는 것을 확인했다. 또 간암으로 인해 간 절제 수술을 받는 환자들이 수술을 받을 때 1차 지혈에도 불구하고 발생하는 출혈에 대해 이번에 개발한 지혈제를 뿌리면 효과적으로 지혈이 된다는 것을 확인할 수 있었다. 또 수술 후에도 지혈제로 인하나 합병증이 관찰되지 않아 임상적으로도 안전하다는 것이 증명되었다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 융복합대학장 겸 뉴바이올로지전공 곽준명 교수와 신물질과학전공 조창희 교수가 삼성전자가 지원하는 ‘삼성미래기술육성사업’의 2021년도 상반기 기초과학분야 및 소재분야 연구과제에 각각 선정됐다. □ 기초과학분야 연구과제에 선정된 곽 교수는 ‘식물 표피세포의 신규 형성 원인과 기전 연구’를 주제로 이번 사업을 진행한다. 연구의 내용은 식물의 탈리지역에 존재하는 잔존세포와 이탈세포가 표피세포 등으로 신규 형성되는 메커니즘을 규명하여 세포에 내재된 발달 프로그램의 작동원리 및 비활성화된 발달프로그램을 활성화시키는 생명현상에 대한 해답을 찾고자 한다. 곽 교수는 “이번 연구과제는 생명체 내재 발달 프로그램과 이를 조절하는 위치 정보의 원리와 이유를 연구해 식물 발달과 번식에 관한 자연의 비밀을 밝히는 것이 목표”라며, “이번 과제를 통해 식물 번식 메커니즘을 이용한 미래 식량 안보에 기여할 것이라 기대된다”고 소감을 전했다. 소재분야 연구에 선정된 조창희 교수는 ‘페로브스카이트의 라쉬바 엑시톤-폴라리톤 상태를 이용한 가변 양자 광원 연구’를 연구주제로 이번 사업을 진행한다. 연구의 내용은 페로브스카이트 소재의 결정 구조를 조절해 극저온에서만 구동하는 양자통신용 광원을 상온에서 구현하고자 한다. 조 교수는 “양자 정보 기술은 향후 통신, 컴퓨팅, 센서 등의 기술 분야에서 혁신적인 발전을 가져올 수 있는 기술이며, 여기서 양자 광원 기술이 핵심적인 기술 중 하나”라며, “이번 과제를 통해 양자 정보 기술의 상용화에 기여할 수 있는 연구를 수행하겠다”고 소감을 전했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

삼성전자는 ‘삼성미래기술육성사업’을 통해 올해 상반기부터 지원할 과학기술 분야 27개 연구 과제를 선정했다고 5일 밝혔다. 기초과학 분야 13개, 소재 분야 7개, 정보통신기술(ICT) 분야 7개 등이며 총 464억원의 연구비가 지원된다. 우선 기초과학 분야에서는 13개가 선정됐으며, 과제 성공시 세계 최초이거나 파급 효과가 클 것으로 기대되는 과제들이 포함됐다. 서울대 수리과학부 류경석 교수는 머신러닝에 사용되고 있는 다양한 학습 모델의 공통점을 세계 최초로 수학적으로 규명하는 연구에 도전한다. 이를 활용하면 인공지능이 다양한 학습 모델을 습득할 수 있는 능력을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 포스텍 화학과 황승준 교수는 왕관 모양과 같이 생긴 ‘크라운 에테르’라고 불리는 분자를 화학 촉매에 사용해 물질 변환 효율을 획기적으로 향상시키는 연구를 진행 중이다. 이 연구는 지구온난화 원인인 이산화탄소 분해 등을 해결하는데 기여할 것으로 전망된다.소재 분야에서는 DNA 염기서열 해독, 양자 광원 등의 분야에서 7개 과제를 지원한다. 서강대 화학과 조규봉 교수는 인간 게놈 프로젝트를 통해서도 여전히 밝혀지지 않은 Y염색체 DNA 서열을 완전히 해독하는 연구를 수행한다. 이번 과제는 남성 불임 등 Y염색체 관련 난임 질환 연구와 유전자 맞춤형 의료 분야에 기여할 전망이다. 양자통신용 광원 기술을 개발하는 디지스트(DGIST) 신물질과학전공 조창희 교수도 이번 육성사업의 지원을 받는다. 현재 극저온에서만 구동하는 양자통신용 광원을 상온에서 구현하기 위해 진행중인 연구다. ICT 분야에서는 미래 산업 경쟁력 강화를 위한 핵심 기술 연구 분야에서 7개 과제가 선정됐다.서울대 컴퓨터공학부 김건희 교수는 인공지능(AI) 기술 발전에 따라 발생할 수 있는 개인정보 침해와 성별 등에 대한 편향, 사실관계 오류 등의 문제를 해결하는 연구를 한다. 이 연구를 통해 사회규범을 준수하고 신뢰할 수 있는 AI의 개발이 기대된다. 충북대 전산학부 김기웅 교수는 심전도, 뇌전도 등 생체에서 발생하는 전기 신호를 비접촉 방식으로 측정할 수 있는 기술을 개발할 예정이다. 이 기술은 환자 상태 관찰 등 의료 분야에 유용하게 활용될 것으로 예상된다. 한편 삼성전자는 1조 5000억원을 출연한 ‘삼성미래기술육성사업’을 통해 2013년부터 이번 선정 과제까지 667개 연구를 지원해왔다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

국내 연구진이 미세먼지의 원인물질인 질소화합물을 이용해 수소에너지를 저장할 수 있는 화합물을 만드는데 성공했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부, 카이스트 EEWS대학원, 숙명여대 화공생명공학부 공동연구팀은 미세먼지 주요 원인인 일산화질소(NO)를 고부가치 화합물인 하이드록실아민으로 전환하는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 하이드록시아민은 합성섬유 나일론의 원료인 카프로락탐의 주원료이며 최근에는 수소에너지를 효과적으로 저장보관할 수 있는 물질로 알려져 주목받고 있는 화합물이다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 25일자에 실렸다. 질소는 지구 대기의 약 78%를 차지하고 있는 원소이다. 그렇지만 축산업, 운송업, 에너지 분야 등에서 배출되는 일산화질소, 이산화질소, 질산염, 아질산염, 아산화질소 같은 질소산화물들은 질소 순환계에 불균형을 일으켜 토양산성화, 수질오염 뿐만 아니라 미세먼지의 원인 물질이 되고 있다. 특히 아산화질소는 이산화탄소보다 대기질과 오존층에 미치는 영향이 300배 이상으로 알려져 있다. 연구팀은 분광학과 계산화학 연구를 통해 산화된 단원자 철(Fe) 이온이 일산화질소 환원을 촉진시킨다는 사실을 확인했다. 또 전해질의 산성도를 조절함으로써 친환경 물질인 하이드록실아민을 선택적으로 생산하는 한편 생산량 제어에도 성공했다. 단원자 철 이온에 붙은 일산화질소 주변 전기장의 세기에 따라 반응경로가 변화한다는 사실을 계산화학적으로 확인했다. 이를 통해 연구팀은 추가적인 에너지 공급 없이 일산화질소를 하이드록실아민으로 전환하는데 성공했다. 최창혁 GIST 신소재공학부 교수는 “이번 연구는 미세먼지 주요 원인인 질소산화물을 줄이는 동시에 섬유 생산의 원재료와 수소에너지 저장물질을 확보할 수 있게 해준다는데 의미가 크다”라며 “추가로 질소산화물 이외 대기오염물질을 유용한 물질로 전환하는 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 수소에너지 생산과 발전 모두 가능한 일체형 재생연료전지의 효율을 획기적으로 높이는데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단, 물질구조제어연구센터, 서울대 화학생물공학부 공동연구팀은 ‘청정에너지’로 불리는 수소를 생산하고 전력까지 만들어 낼 수 있는 일체형 재생 연료전지의 효율을 높이는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실렸다. 일체형 재생연료전지는 수소생산과 연료전지 운전이 모두 가능해 친환경 에너지 저장 및 전력생산 장치로 주목받고 있다. 태양광이나 풍력 등 신재생에너지원에서 전기생산이 수요보다 많을 경우는 수소를 생산해 에너지를 저장하고 있다가 전력수요가 증가하면 연료전지 운전으로 전력공급에 사용하는 방식이다. 문제는 기존의 일체형 재생연료전지는 수소 생산-이용 순환운전장치에서 물과 가스가 섞여 빠르게 이동하지 못하면서 효율이 떨어진다는 것이었다. 이에 연구팀은 물과 가스가 섞이지 않고 빠르게 이동할 수 있도록 마이크로 패턴을 가진 플라스틱을 전극에 코팅한 새로운 개념의 부품을 만들어 기체가 최대 18배까지 빠르게 방출될 수 있도록 했다. 이렇게 만들어진 일체형 재생연료전지는 기존의 것보다 연료전지 운전에서는 4.3배, 수소생산에서는 1.9배의 성능향상을 관찰할 수 있었다. 또 수소생산과 전력생산이 160시간 이상 장기운전하는 동안 안정성을 보이는 것도 확인됐다. 박현서 KIST 박사는 “추가 연구를 통해 일체형 재생연료전지의 안정적 작동시간을 수 천시간 이상으로 늘려 상용화를 앞당길 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정부 고위공직자 1885명 중 가장 재산이 많은 사람은 김종갑 한국전력 사장(165억원)이었다. 지난 1년간 재산이 45억원이나 늘어난 김종한 부산시의원이 재산 증가율 1위를 차지한 반면 주진숙 한국영상자료원장은 71억원이나 줄어들어 감소율 1위를 기록했다. 인사혁신처 정부공직자윤리위원회가 25일 공개한 ‘2021년 정기재산변동사항’에 따르면 김 사장은 서울 강남구 아파트(26억원)와 송파구 아파트(10억원), 경기 파주시 일대 땅(14억원)에 더해 예금재산만 63억원이나 됐다. 박영서 경북도의원(148억원), 노도영 기초과학연구원장(140억원), 김수문 경북도의원(135억원), 김창용 정보통신산업진흥원장(133억원) 등이 재산 상위 5명에 이름을 올렸다. ●‘부동산 부처’ 26명 집 처분… 다주택 면해 중앙부처 고위공직자 중에서는 최기영 과학기술정보통신부 장관(119억원), 김경선 여성가족부 차관(117억원), 이강섭 법제처장(116억원), 한광협 한국보건의료연구원장(115억원) 등 순이었다. 국무위원 중 최 장관 외에는 정세균 총리(44억원)와 전해철 행정안전부 장관(39억원) 외 대부분 재산이 10억원대나 그 이하였다. 유은혜 부총리 겸 교육부 장관은 1억원으로 국무위원 중 가장 재산이 적었다. 중앙정부 공무원 759명 중 토지를 신고한 388명(51.1%)의 토지 재산 총액은 1007억 7844만 7000원으로 집계됐다. 수도권 토지 보유자는 95명(12.5%)으로 총 433억 1164만 3000원이며 3기 신도시가 포함된 지역의 토지 보유자는 17명(2.2%)으로 파악됐다. 서호 통일부 차관, 김경선 차관, 박화진 고용노동부 차관은 장·차관급 중 토지가 가장 많았다. 이들이 신고한 토지 재산은 각각 17억원, 15억원, 9억원이었다. 공직자를 통틀어 가장 땅이 많은 임준택 수산업협동조합중앙회장은 부산 서구와 사하구 일대에 공시지가만 74억원이나 되는 땅을 신고했다. 최희락 부경대 산학부총장은 서울 영등포구와 경기 용인시 등에 49억원 상당 토지를 보유했다. 부동산 대책을 주도하는 청와대, 국토교통부, 기획재정부, 금융위원회, 금융감독원, 국세청 등 경제부처 고위공직자 152명 중 다주택자 26명은 지난해 모두 집을 처분해 1주택자나 무주택자가 됐다. 국토부에서는 8명이, 기재부에서는 2명이 1주택자가 됐다.●공직자윤리위 “토지 등 재산 형성 과정 심사” 정부공직자윤리위는 중앙정부 공무원의 절반이 토지를 신고한 것과 관련, 관계부처 합동으로 ‘공직자 재산 집중심사단’을 운영하기로 했다. 심사단은 6월까지 부동산 관련 재산을 대상으로 도시개발 지역에 있는 토지나 건물 소유자, 토지 신규 거래자 중 이상거래 의심자 등을 선정한 뒤 재산 형성 과정을 집중 분석할 예정이다. 이후 부동산 이외의 재산을 집중 심사한다. 황서종 인사처장은 이날 브리핑에서 “최근 일부 공직자의 부동산 투기 의혹으로 국민들께서 상실감이 크실 것으로 생각한다. 송구하다”고 말했다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

코로나19로 쓰고 버려지는 마스크가 늘면서 심각한 환경오염 문제로 떠오르고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨쉬기 편하고 여러 번 사용 가능한 고성능 마스크 필터를 개발했다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 황성연 바이오화학소재연구단장팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러 번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱으로 나노섬유와 마이크로섬유를 뽑아 부직포로 만들었다. 부직포에 ‘키토산 나노위스커’라는 키토산 나노입자로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 걸러내는 방식 모두를 적용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 마스크와 같은 필터성능이다. 실험결과 해당 마스크는 사용 후 폐기했을 때 흙 속에서 28일 이내에 100% 분해되는 것으로도 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인해 마스크 사용이 늘어나면서 사용 후 버려지는 마스크도 증가하면서 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨 쉬기 편하고 여러 번 사용가능한 고성능 마스크 필터를 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 연구팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 코로나19로 생활필수품이 된 마스크는 분해와 재활용이 되지 않아 심각한 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 특히 폴리프로필렌이라는 플라스틱으로 만들어지는 필터는 썩지도 않는다. 현재 사용되고 있는 마스크 필터는 플라스틱 섬유 가닥을 교차시켜 만들어진 공간에 정전기를 발생시켜 바이러스나 미세먼지를 달라붙게 하는 정전기 필터방식과 플라스틱 섬유를 여러 겹 겹쳐 공간을 작게 만들어 이물질을 통과하지 못하게 만드는 방법이 있다. 정전기 필터식은 습기나 입김의 수분에 오래 노출될 경우 정전기력이 떨어져 필터 기능이 오래가지 못하고 여러 겹을 겹치는 방식은 착용했을 때 숨쉬기가 불편하다는 것이다.연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱을 강화시킨 뒤 나노섬유와 마이크로섬유 형태로 뽑아 이들을 겹쳐서 부직포로 만들었다. 부직포를 키토산 나노입자인 ‘키토산 나노위스커’로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 거르는 방식 모두를 사용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 기존의 체 방식 필터는 나노섬유로만 만들어져 섬유 사이 공간이 좁아 숨쉬기 불편했는데 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 또 습기에도 강해 오랫동안, 여러 번 재사용할 수 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 수준의 필터성능이다. 이와 함께 사용후 쓰레기 분해 시험결과 흙 속에서 28일 이내에 100% 생분해되는 것으로 확인됐다. 황성연 화학연구원 바이오화학소재연구단장은 “현재 필터 이외에도 마스크 콧대 고정 철사, 마스크 풀림 방지 연결고리, 고무줄 등 마스크의 모든 부분을 생분해성 소재로 대체할 수 있는 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

방사선은 어디든 존재한다. 우리가 일상적으로 느끼는 밝은 빛, 따뜻한 열, 여름철 강하게 내리쬐는 햇볕도 가시광선, 적외선, 자외선으로 구분되는 일종의 방사선이다. 스마트폰 같은 전자기기나 통신에 사용되는 전자파도 사실 방사선에 해당한다. 이들은 물질 내 이온을 만들지 않아 ‘비전리 방사선’이라 불린다. 이와 달리 엑스선이나 감마선 등은 물질 내 이온을 만들기 때문에 전리 방사선이라 불린다. 의료 분야에서는 엑스선촬영, 컴퓨터단층촬영(CT), 양전자단층촬영(PET)이나 감마나이프 수술 등에 이용하며 산업 분야에서는 물질이나 화물 내부의 비파괴 검사 용도로 사용한다. 전리 방사선 중 에너지가 가장 큰 중성자는 일상생활 주변보다는 주로 원자로에서 활용된다. 동위원소 생산, 중성자 영상을 통한 비파괴 검사, 다양한 물질 연구 등에 활용하는데, 연구용 원자로 내부로 물질을 반입하는 방식으로 진행한다. 해외에서는 연구용 원자로에서 발생하는 중성자를 이용해 암 환자를 치료하기도 한다. 그러나 최근 소형 가속기 등을 이용한 중성자 생산이 가능해지면서 병원이나 산업 현장에서 직접 중성자를 만들어 활용하려는 노력이 진행 중이다. 유럽에서는 중성자 기초과학 분야에서도 원자로와 병행해 여러 중성자 생산기술 활용을 추진 중이다. 이미 우리 일상 속에서 안전하게 사용돼 온 엑스선, 감마선처럼 원자로에서 검증된 다양한 중성자 기술이 우리 생활 더 가까이 다가오고 있다. 이동원 한국원자력연구원 핵물리응용연구부장

국내 연구진이 어떤 항생제도 듣지 않는 슈퍼박테리아를 현장에서 10분만에 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부, 바이오화학분석팀, 전북대 의대 진단검사의학과 공동연구팀은 항생제 내성 슈퍼박테리아 중 하나인 ‘클로스트리디오이데스 디시필’(C,디시필)을 현장에서 바로 검출할 수 있는 진단키트를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지인 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 실렸다. C,디시필은 현재 나와있는 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균으로 감염될 경우 발열, 설사, 복통이 발생하며 심할 경우는 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이 때문에 미국 질병통제예방센터(CDC)는 C,디시필을 ‘최고 위협단계’ 세균으로 규정하고 있다. 치료제가 없는 C,디시필의 확산을 막기 위해서는 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 진단법은 항원검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 이틀 이상의 시간이 걸리고 항원검사와 독소검사 민감도가 낮아 정확하고 신속한 진단이 어렵다는 문제도 있다. 연구팀은 C,디시필을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고 이를 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)로 만들었다. 연구팀은 왁스프린팅을 한 종이에 친수성, 소수성 패턴을 만들고 5겹으로 쌓아 입체 유체통로가 있는 mPAD를 만들었다. mPAD의 구멍 안으로 미량의 분변시료를 떨어뜨리고 검출신호 증폭을 위해 시약이 건조처리된 다른 구멍에 물을 떨어뜨리면 시료는 유체통로로 먼저 흘러간 다음 시약이 물에 녹아 흘러가게 된다. 용액은 mPAD 종이 표면 금나노입자에 반응하면서 측정감도가 커지면서 색 변화를 통해 감염여부를 확인하게 된다. 실제로 C.디시필 감염의심환자의 분변 시료 미량을 mPAD에 떨어뜨리면 감염여부를 확인할 수 있는 바이오마커 항원 1종과 독소 2종 검출여부를 10분 내에 육안으로 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 mPAD 검출민감도는 97%, 정확도는 95%에 이르고 종이 기반으로 만들기 때문에 제작비용이 저렴하고 추가 장비가 필요치 않다는 장점이 있다. 기초과학지원연구원 권요셉 박사는 “이번 연구는 C.디피실 진단 원천기술을 확보하고 국산화 가능성을 제시한 것”이라며 “고비용의 유전자 검사가 포함된 기존 검사법을 대체하게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@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

중국과 러시아가 달 연구를 위한 우주정거장을 함께 짓기로 했다. 미국의 ‘게이트웨이’ 우주정거장 프로그램에 대항하기 위해서다. 10일 신화통신과 영국 BBC 등에 따르면 중국 국가항천국(CNSA)과 러시아우주공사(로스코모스)는 전날 화상을 연결해 국제 달 연구 정거장 건설 협력에 관한 양해각서(MOU)에 서명했다. 러시아우주공사는 연구 정거장에 대해 “달 표면과 달 궤도에 들어서는 실험·연구시설로 다학제, 다목적 연구 업무를 수행하도록 설계될 것”이라고 설명했다. 유리 가가린이 1961년 4월 12일 발사된 옛 소련 우주선 보스토크 1호가 첫 유인 우주 탐사에 나선 60주년을 앞두고 야심 찬 계획을 발표했다. 중국 국가항천국도 달 표면이나 궤도에 건설될 종합 연구기지인 이 정거장이 달 탐사와 이용, 달 기반 관측, 기초과학 실험과 기술 검증 등을 포함한 장기 과학연구 활동을 수행할 것이라고 밝혔다. 두 나라는 달 연구 정거장을 관심 있는 모든 국가와 국제 파트너에 개방할 것이라고 밝혔다. 과학 교류를 확대하고 인류의 평화로운 우주 탐사와 이용을 촉진하기 위한 것이라고 설명했다. 달 연구 정거장 건설 로드맵을 만들고 이 프로젝트의 계획과 설계, 제작, 실행, 운영에 긴밀히 협력하는 한편 국제 우주과학계에 이 프로젝트를 알리기로 했다. 달 탐사를 포함해 강대국들의 우주 탐사 경쟁은 갈수록 치열해지고 있다. 중국은 지난해 무인 달 탐사선 창어(嫦娥) 5호를 보내 달의 암석을 지구로 가져온, 세 번째 나라가 됐다. 달 샘플 채취는 세계적으로 44년 만의 일이었다. 지난해 10월 미국이 주도해 일본과 영국, 호주 등 8개국이 달 탐사에 협력하는 내용의 아르테미스 국제협정이 체결됐지만 중국과 러시아는 참여하지 않았다. 이 프로그램은 2024년까지 달에 우주인을 보내게된다. 미국은 아르테미스 프로그램에 따라 달 궤도에 우주정거장 ‘게이트웨이’를 건설하고 1972년 아폴로 탐사 계획이 중단된 뒤 처음으로 남녀가 달 표면을 걷게 할 계획이다. 중국 관영 환구시보는 이날 사설을 통해 중국과 러시아의 달 탐사 협력에 대한 기대감을 표시하면서 “미국이 우주 탐사에서 장기적으로 절대 우세를 유지하고 이를 통해 우주 규정 제정을 주도하려 하지만 이런 시도는 공평하지 않다”고 지적했다. 사설은 이어 “중국과 러시아가 우주 탐사의 최일선에서 실력과 행동으로 균형과 공정을 추진해야 한다”고 강조했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@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

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

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

과학기술계에서 반드시 필요한 것이지만 풀리지 않아 많은 과학자들이 골머리를 앓고 있는 문제를 해결하기 위한 온라인 컨퍼런스가 열린다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술한림원, 국가과학난제도전협력지원단은 연구자들의 과학난재 발굴과 소통창구 마련을 위해 ‘2021년 한국 과학난제도전 온라인 컨퍼런스’를 개최한다고 2일 밝혔다. 과학난제도전 사업은 그동안 해결하지 못한 과학분야 난제에 대해 기초과학과 공학의 융합연구를 통해 창의적, 혁신적 아이디어로 연구개발을 할 수 있도록 지원하는 것이다. 올해는 ▲지속 가능한 지구 ▲새로운 미래를 위한 과학기술 ▲건강한 삶이라는 세 가지 영역에 대한 연구주제에 대해 접수를 받았다. 각각 청정 에너지와 탄소 순배출제로를 위한 과학기술적 해법, 다가올 새로운 미래를 위한 기존에 시도되지 않았던 기초과학 기반 융합연구, 인류 건강수명 증대를 위한 과학기술에 대한 내용들이다. 구체적으로는 바닷물에서 수소에너지를 생산하는 플랜트를 개발할 수 있는가, 반도체 내 개별 원자에 직접 정보를 저장할 수 있는가, 노화시계를 거꾸로 돌려 건강수명을 연장할 수 있을까 등이다. 과기부는 이들 주제에 대해 총 56개 과제를 접수받은 뒤 원로 과학기술인들로 구성된 평가단의 블라인드 심사를 받아 32개 팀을 선정했다. 이번에 선정된 팀들은 3~4일 이틀에 걸쳐 각각 오전 9시 45분부터 오후 5시까지 ‘과학난제도전 협력지원단’ 유튜브 채널을 통해 중계되는 공개세미나를 실시하게 된다. 연구자가 관련 연구에 대해 발표를 하면 관련 분야 연구자들이 온라인 청중으로 참여해 아이디어에 대한 상호 평가를 실시하는 동시에 난제해결에 관심있는 연구자들끼리 협력연구를 할 수 있는 기회도 만들게 된다. 이 같은 과정을 거쳐 3개 연구팀을 선정하고 이들 연구팀은 오는 7월부터 연구를 시작하게 된다. 김봉수 과기부 기초원천연구정책관은 “기존 연구에서 풀지 못하였거나 시도하지 못한 과학난제들을 해결하기 위해서는 기초과학과 공학간 융합연구가 필요하다”라며 “이번 공개세미나를 통해 연구자들이 난제 해결의 실마리를 도출하고, 융합연구를 통해 국내 연구개발 패러다임 전환을 이룰 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr