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

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

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

혹시나 하는 기대를 가지고 지켜본 올해 과학 분야 노벨상 수상자 명단에 일본은 25번째 수상자 이름을 올렸지만, 우리나라 과학자 이름은 역시나 없었다. 올해 노벨 화학상은 리튬 이온 배터리의 발전에 기여한 공로를 인정해 존 구디너프(97) 미국 텍사스대학 교수, 스탠리 휘팅엄 뉴욕주립대학교 교수, 요시노 아키라(71) 메이조대학 교수 등 3명에게 돌아갔다. 우리나라에 과학 분야 노벨상 수상자가 없는 이유로 많은 사람이 기초과학에 대한 꾸준한 투자 부족을 꼽는다. 우리나라도 1980년대 이후 연구개발(R&D)에 꾸준한 투자를 하고 있다. 보통 노벨상을 받으려면 30년 정도가 걸린다. 우리나라도 노벨 과학상을 받을 때가 된 것이다. 연구개발예산은 올해 20조원에 이어 내년도 24조원으로 적지 않은 규모다. 이처럼 막대한 예산이 투입되는데도 왜 과학분야 노벨상 수상자가 없을까. 먼저 기초과학 발전을 외면하는 평가 체계를 바꿔야 한다. 미국 국립보건원(NIH) 임상센터에 근무할 때의 일이다. 미 의회가 4년마다 실시하는 감사를 위해 모인 해당 분야 최고 과학자로 구성된 과학위원회 위원들은 가장 먼저 ‘이 연구를 왜 국가기관에서 수행해야 하는가’에 대해 물었다. 국가 연구의 필요성, 연구의 공익성이 기초 임상연구 평가에서 논문 실적과 활용도보다도 가장 우선해서 보는 항목이었던 것이다. 기본에 충실한 연구 환경도 조성해야 한다. 일례로 식약처는 허가기관 혹은 단속기관으로 알려졌지만 출발은 국가시험검사 최종 판정기관이다. 눈에 보이는 허가 건수와 단속 실적도 중요하지만 기본이 되는 안전시험 기술을 확립하고 검증하는 것이 식약처 연구의 기본 목적이다. 마지막으로 가장 중요한 것은 기초과학자들에 대한 ‘인정’이다. 과학 분야 노벨상 수상자를 배출하려면 선택과 집중에 따른 연구의 활용도와 성과만을 따지기 전에 먼저 꼭 필요한 일을 장기간 꾸준히 수행하는 과학자들의 노력을 인정하는 풍토가 조성돼야 한다. 그래야 결실을 볼 수 있다. 알아주는 일은 아니어도 필요한 일이기에 묵묵히 연구하는 분들에게 오늘 ‘힘내시라’고 말해 보자. 어쩌면 그날이 우리나라 과학 분야 최초의 노벨상 수상자를 만났던 날로 기억될 수도 있으리라 꿈꿔 본다.

지구온난화와 대기오염의 주범으로 꼽히는 화석연료 사용을 줄이기 위한 연구에 많은 과학자들이 뛰어들고 있다. 특히 물을 전기분해해 얻을 수 있는 수소에너지에 대해 관심이 집중되고 있다. 수소자동차의 경우는 연료가 수소이기 때문에 가동 중에 산소와 결합해 물을 배출하는 정도이기 때문에 친환경적이라고 평가받고 있기도 하다. 물 분해를 통해 수소를 만들어 낼 때 투입되는 에너지를 최소화하는 것이 중요하다. 국내 연구진이 물 분해 반응효율을 높여 전기를 적게 사용하고도 수소를 손쉽게 얻을 수 있는 방법을 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 화학공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀은 철-코발트-인산을 결합시킨 촉매로 물을 분해해 수소에너지를 손쉽게 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번에 개발한 촉매는 기존에 사용되고 있는 촉매보다 25%나 효율이 높은 것으로 확인되기도 했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 중고등학교 과학시간에 배웠듯이 물을 분해하면 수소와 산소를 얻을 수 있게 된다. 문제는 물 분해시 산소 발생 반응은 상대적으로 느려 전체 물 분해반응의 효율을 낮춘다는 것이다. 이를 해결하기 위해 산화이리듐, 산화루테늄을 촉매로 반응속도를 높인다. 이리듐과 루테늄이 고가의 귀금속이기 때문에 수소 생산비용이 높아진다는 단점을 갖고 있다.연구팀은 산화그래핀을 지지대로 해서 그 위에 철, 코발트, 인산 같은 비교적 구하기 쉽고 저렴한 물질을 이용해 산소 발생촉진용 촉매를 만들었다. 연구팀은 최적의 촉매 분자구조를 만들기 위해 슈퍼컴퓨터를 이용해 이론적으로 계산한 뒤 실험적으로 합성해 냈다. 이번에 개발한 철-코발트-인산 촉매는 산화이리듐촉매보다 전기분해시 사용되는 전력량이 적게 들어가는 등 전반적으로 수소 생산 효율이 25% 이상 개선된 것으로 확인됐다. 이와 함께 5000번 이상 사용한 뒤에도 촉매 분자 구조가 변하지 않았고 반응성도 떨어지지 않는 것이 관찰됐다. 김광수 UNIST 화학과 교수는 “기존에 사용되어 온 값비싼 상용 촉매보다 산소 발생 반응성이 훨씬 개선된 데다 수백 배 저렴한 촉매를 개발했다는데 의미가 크다”며 “앞으로 연료전지 등 여러 친환경 에너지 물질의 촉매 개발에도 유용할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강검진이나 암이 의심스러울 때 사람들은 병원에서 X선이나 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 양전자단층촬영(PET)을 한다. 비용도 비용이지만 CT, PET 검사는 검사 직전에 조영제라는 방사성 의약품을 삼키거나 주사를 맞아야 한다. 조영제에 대한 거부반응 뿐만 아니라 그로 인해 검사과정에서 나타날 수 있는 신체적 불쾌감 때문에 꺼리는 검사를 꺼리는 이들도 많다. 국내 연구진이 조영제 같은 방사성 물질 도움 없이도 암이나 특정 질병을 정확하게 진단해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 지능로봇연구실, 을지대 의대, 이화여대, 한국기초과학지원연구원 공동연구팀은 자성을 띠는 산화철 나노 입자를 이용해 암은 물론 여러 특정 질병을 찾아낼 수 있는 의료영상 장비인 ‘자성입자 영상시스템’(MPI) 개발에 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실릴 계획이다. 암 확진 환자의 경우는 PET 검사를 통해 암의 정확한 위치를 찾는데 도움을 받을 수 있지만 단순한 건강검진이나 진단 목적으로 PET 촬영을 할 경우 적은 양이지만 방사선 피폭 때문에 우려하는 사람들이 많다. 연구팀은 산화철이 자성을 띠는 물질이지만 인체에 무해하다는 점에 착안해 외부에서 자기장을 걸어 산화철 위치를 파악하는 MPI 기술을 개발했다. 산화철 입자에서 나오는 자기장 신호를 인체의 3차원 공간 정보와 결합하면 정확한 질병 부위를 찾을 수 있게 된다. 더군다나 산화철 입자는 인체에 무해할 뿐만 아니라 사람 몸 속에 있는 항원-항체 단백질을 산화철 입자에 코팅해 주입하면 질병 발생 부위를 손쉽게 찾을 수 있을 뿐만 아니라 장기적으로 사용이 가능해 만성질환 추적과 진단에도 도움이 된다. 더군다나 항원-항체를 바꿔주면 다양한 질병을 탐색이 가능하다. 이 때문에 MPI는 2000년대 초부터 개발이 시작됐지만 실제 생체 영상을 촬영할 수 있는 기술을 갖고 있는 곳은 전 세계적으로 필립스와 마그네틱 인사이트라는 2곳에 불과하다.연구팀은 자기장 발생장치, 중앙제어시스템, 관련 소프트웨어까지 장비에 필요한 원천기술 대부분을 독자 개발했으며 크기 역시 가로 세로 각각 170㎝, 60㎝로 소형화해 소모 전류량을 상용화된 다른 MPI 장비보다 100분의 1 수준이다. 소형화되면서 제작 가격도 20분의 1 수준으로 낮췄다. 연구팀은 이번에 개발한 MPI 기술로 생쥐를 대상으로 실험한 결과 자성 나노입자의 정확한 위치를 찾는데 성공했다. 연구진은 이번 기술을 실제 임상현장에서 사용하기까지는 7년 정도가 걸릴 것으로 보고 있다. 홍효봉 ETRI 박사는 “이번 기술은 인체에 무해한 산화철 나노입자를 이용해 각종 질병을 확인할 수 있다는 점에서 기존 영상장비들과 차별화된 것”이라며 “특히 항원-항체를 달리 함에 따라서 다양한 질병을 탐색할 수 있기 때문에 암은 물론 만성질환 등 다양한 질병을 관리하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 5월 30일 시진핑 중국 국가주석은 과학자 400명을 모아놓고 “신중국 성립 100주년이 되는 2049년까지 중국을 전 세계 과학기술 선도국으로 만들겠다”며 ‘과학굴기’를 선언했다. 과학굴기 선언 3년이 지난 현재 중국을 보면 2000년대 초반까지만 해도 ‘세계의 공장’으로 불리며 서방국가들의 하청업체 정도로 여겼던 그 나라가 맞나 싶을 정도로 과학기술의 발전속도가 무서울 정도이다. 약 14억명이라는 엄청난 인구와 경제력을 바탕으로 인공지능(AI), 빅데이터, 블록체인 같은 첨단기술 분야는 물론 기초과학까지 전통적인 과학강국인 미국과 유럽을 무섭게 추월하고 있는 상황이다. 실제로 네이처가 2016년 자연과학 분야 우수 연구기관과 대학을 선정해 발표한 ‘네이처 인덱스 라이징 스타’의 결과를 보더라도 1~9위까지 중국 대학과 연구소가 싹쓸이했다. 올해 중국은 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자’ 숫자도 영국을 제치고 2위로 우뚝 올라섰다. 학술정보기업 ‘클래리베이트 애널리틱스’가 20일 발표한 ‘2019년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자’(HCR) 명단을 보면 중국은 636명으로 미국(2737명)에 이어 세계 2위 HCR 국가로 이름을 올렸다. HCR은 각 분야에서 동료 연구자들의 연구에 중요한 영향을 미치며 다른 연구자들에게 논문이 인용되는 피인용 횟수가 가장 높은 상위 1% 논문을 기준으로 선정하는데 올해로 6번째를 맞고 있다. 올해 HCR은 전 세계 60여개국 6126명이 상위 1% 연구자로 선정됐고 미국이 전체 44%에 해당하는 2737명의 연구자를 배출한 것으로 조사돼 HCR 1위 국가를 6년째 유지하고 있다. 중국은 지난해보다 HCR에 이름을 올린 인원이 32%나 늘어난 636명으로 2위를 지키고 있던 영국(517명)을 3위로 내려앉혔다. 미국-중국-영국에 이어 독일, 호주, 캐나다, 네덜란드, 프랑스, 스위스, 스페인이 상위 10개국에 이름을 올렸다. 또 상위 1% 연구자를 배출한 대학과 연구기관을 살펴보면 가장 많은 HCR을 갖고 있는 곳은 미국 하버드대로 203명이 소속돼 있는 것으로 나타났다. 그 다음으로는 미국 스탠포드대, 3위로는 중국과학원(CAS), 그 뒤를 독일 막스플랑크협회, 미국 브로드연구소, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 등이 있다. 특히 HCR 연구자가 많은 20대 대학 및 연구기관은 미국이 14곳으로 가장 많았고 영국 3곳, 중국 2곳, 독일 1곳으로 조사됐다. 한편 상위 1%의 한국 연구자들은 복수 분야에 선정된 이들까지 포함해 45명이 선정됐다. 이는 지난해 58명보다 13명이 감소한 숫자로 올해 한국의 HCR 순위는 19위로 나타났다. 국내 연구자들의 소속기관별로 살펴보면 서울대가 9명으로 가장 많았고 울산과학기술원(UNIST) 6명, 고려대 4명, 카이스트, 성균관대 각각 3명 등으로 나타났다. 이들 중 김대형, 김진수, 로드니 루오프, 악셀 팀머만, 이영희, 장석복, 현택환 교수는 기초과학연구원(IBS)에서 연구비를 받아 활동하기 때문에 IBS 소속 연구자로 구분할 경우 서울대 다음으로 IBS가 HCR 연구자를 많이 보유하고 있는 것으로 볼 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘2020 브레이크스루상’ 시상식이 지난 4일 미국 캘리포니아 실리콘밸리에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열렸다. 올해 8회를 맞은 이 상은 러시아 출신 백만장자 사업가 유리 밀너가 설립하고 페이스북 창업자 마크 저커버그, 구글 창업자 세르게이 브린, 알리바바그룹 창업주 마윈 등이 참여한 재단이 물리학, 생명과학, 수학 분야 과학자를 선발해 매년 총 2100만 달러가 넘는 상금을 주는 전례 없는 규모의 기초과학 분야 상이다. 상금 규모보다 눈길을 끄는 것은 아카데미상 시상식 같은 분위기다. 코미디언이자 미국 인기 토크쇼 진행자인 제임스 코든이 사회를 보았고, 막간에는 다양한 공연이 이어졌다. 해당 영상은 유튜브와 페이스북에서도 찾아볼 수 있다. 코든은 저커버그에게 짓궂은 농담을 던지며 시상식을 시작했다. 저커버그는 카메라에 잠깐 굳은 표정을 보이기는 했지만, 이내 밝은 얼굴로 물리학 분야 수상자인 ‘사건 지평선 망원경팀’(EHT)에 직접 시상을 했다. 사업단장인 하버드대 셰퍼드 돌먼 박사가 대표로 수상했다. 그가 받은 상과 상금 300만 달러는 필자를 포함해 해당 프로젝트에 참여한 연구자 전원이 공평하게 나누어 갖기로 했다. 현장에 초대받은 돌먼 박사 등 2명을 제외한 참여 연구자 345명은 유튜브로 시상식을 지켜봤다. 각 분야 수상자들을 제외하고는 시상식장은 대부분 영화배우 등 셀럽으로 채워졌다. 기초과학 연구가 ‘힙’하다는 것을 대중에게 보이려고 하는 설립자 의도와 달리 기초과학자들의 겉모습이나 태도가 시상식에는 어울리지 않는다고 누군가 조언하지 않았을까 하는 생각이 들었다. 셀럽들이 기초과학자들의 업적을 축하해 주는 모습을 보는 것도 나쁘지는 않았다. 기초과학의 중요성을 이해하는 사회와 사람들 덕분에 연구자들이 안정적인 환경에서 연구하고 있기 때문이다. 가끔 기초과학 홀대와 박봉을 한탄하는 이야기를 듣는다. 필자 역시 수입이 더 많아지기를 바라지만 지금은 생활이 안정되지 않으면 바른 마음을 지키기 어렵다는 뜻의 ‘무항산무항심’(無恒産無恒心)을 말할 상황은 아니다. 물론 조금 더 즐겁게 연구할 환경, 각자 추구하는 가치가 더 존중받는 사회가 되기를 바란다. 다음 세대 연구자들에게 더 나은 환경을 제공할 책임의 한 부분은 현재 우리 연구자들에게 있다는 생각이다.

쓸모없이 버려진 나무 같이 식물 폐기물을 햇빛과 미생물로 분해해 고부가가치의 석유화학제품을 만들 수 있는 기술이 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 연구진은 폐목재에 많이 있는 ‘리그닌’이라는 물질을 태양광 에너지로 고부가가치 화합물로 바꿀 수 있는 광-전기-생물촉매 시스템, 일명 융합촉매 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 바이오매스는 온실가스인 이산화탄소를 대기 중에 늘리지 않으면서도 석유나 석탄, 천연가스 같은 화석연료나 석유에서 만들어 낼 수 있는 석유화합물을 대체할 수 있는 자연 탄소물질이다. 특히 리그닌은 침엽수나 활엽수 같은 나무의 구성성분 주에서 지용성 페놀 고분자로 다양한 화합물을 만들어 낼 수 있는 잠재력 있는 물질이지만 셀룰로오스 성분과 달리 규칙성이 없고 복잡한 구조 때문에 쉽게 분해할 수 없다는 문제가 있다. 리그닌을 분해하기 위해서는 효소 같은 생물촉매를 사용해야 하는데 이 때 투입되는 과산화수소의 양을 잘못 조절할 경우 촉매반응이 방해돼 분해가 어려워질 수 있다.연구팀은 태양광 에너지에서 전기를 얻고 이 전기로 과산화수소를 만든 다음 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화시키는 연속적 메커니즘을 갖도록 했다. 이번에 개발한 기술은 광-전기-생물촉매가 각각 나눠진 반응용기 내에서 순차적으로 반응을 일으키도록 돼 있기 때문에 반응효율을 낮출 가능성을 원천 차단했다. 특히 과산화수소는 만들어지는 즉시 생물촉매에 의해 사용되기 때문에 과산화수소 농도가 일정하게 유지돼 리그닌 분해가 안정적으로 진행될 수 있다. 연구진은 “이번 연구는 전기에너지나 시약을 추가하지 않고 태양광 에너지만으로도 리그닌을 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 만들었다는데 의미가 크다”라며 “친환경적 방법으로 폐목재 같은 바이오메스를 바닐린이나 바이오고분자 같은 각종 고부가가치 화학물질로 전환할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“기초과학연구원(IBS)는 최고의 과학자들이 모여 최고 수준의 연구를 하는 집단이다. 연구비도 국내에서 최고 수준으로 주어지는데 연구비가 많은 만큼 기관은 물론 개별 연구자들도 책임감을 무겁게 느껴야 한다.” 지난 9월 10일 취임한 최기영 과학기술정보통신부 장관은 18일 서울 여의도 한 음식점에서 취임 후 첫 기자간담회를 갖고 이 같이 밝혔다. 최 장관은 “연구자들에게 연구비 집행같은 행정적 문제까지 맡다보니 문제가 발생하는 것”이라며 “연구와 행정을 엄격하게 분리하는 방향으로 행정시스템을 개편하면 연구자들의 실수나 부정이 줄어들고 좀 더 체계적이고 훌륭한 연구기관이 될 것이라 믿는다”고 말했다. 연구자가 연구에만 몰입할 수 있는 행정시스템 개편에 속도를 내겠다는 의미이다. 특히 최 장관은 IBS를 둘러싼 여러 뒷말들에 대해 “IBS에만 문제가 있는 것처럼 비춰지고 있지만 사람 사는 세상은 다 비슷한 것처럼 연구비나 인력이 많은 곳에서 문제가 생길 수 밖에 없다”라며 “그렇다고 과기부가 손놓고 있겠다는 의미는 아니며 행정시스템 개편을 비롯해 연구단의 인력문제 같은 앞으로 더 개선해야 될 문제들을 모두 살펴볼 것”이라고 말했다. 그는 “좋은 연구를 많이 한다고 하더라도 연구비를 많이 지원 받는 만큼 책임감도 무겁게 느껴야하는 것도 사실”이라고 덧붙였다. 또 최 장관은 2022년 7월 달 궤도선 발사와 관련해 일부 언론에서 보도된 것과는 달리 미국항공우주국(NASA)와 관련한 협의를 긴밀하게 진행하고 있는 만큼 걱정시킬 일은 없을 것이라고 말했다. 최 장관은 “지난달 주무 연구기관인 한국항공우주연구원과 NASA가 기술대면회의를 진행했으며 오는 19~21일에도 2차 기술대면회의를 진행할 것”이라며 “연구자 간 다양한 의견이 자유롭게 개진되고 연구자 의견을 존중하는 방향으로 사업을 추진할 것이며 이에 대해서는 NASA측에서도 동의하고 있다”라고 밝혔다. 한편 취임 직후 보안 분야와 인공지능 분야에 대한 과기부 제2차관실 조직 개편에 뒤따라 과학기술 분야를 담당하는 1차관실의 조직 개편에 대해서 최 장관은 “현재로서는 개편 계획이 전혀 없는 상태이고 개편 필요성이 있는지 검토해보겠다”고 밝혔다. ICT 분야를 담당하고 있는 제2차관실에서 주도하고 있는 인공지능(AI) 발전 계획에 대해서 최 장관은 “연내에 AI 국가전략을 만들어 경제활성화를 위한 재도약 발판을 만들 것”이라며 AI 분야에서도 인재양성이 핵심이라고 강조하며 이 부분에 과기부의 역량을 집중할 것이라고 말했다. 최 장관은 “산업현장에서 당장 필요한 AI 인재를 어떻게 빠른 시간에 확보할 수 있느냐하는 문제에 대해서는 세계 각국이 AI 전문가를 영입하려는 치열한 경쟁상황에서 어떤 이득을 줘야 그들을 끌어들일 수 있을 지 고민하고 있다”고 말했다. 그는 또 “모든 분야에서 그렇듯이 AI 분야에서도 인재양성이 가장 중요하고 장기적인 관점에서 봐야 하는 문제”라며 “초중등학교에서 소프트웨어와 AI 관련 교육 확대와 교대, 사범대 내에 AI와 소프트웨어 교육 필수화를 교육부와 논의 중”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨화학상은 리튬이온전지를 개발하고 상용화를 이끈 과학자 3명에게 돌아갔다. 원자번호 3번인 리튬은 최상급의 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐만 아니라 가볍고 용량이 큰 2차전지에 최적화된 소재이다. 문제는 고등학교 화학시간에 실험해서 알 수 있듯이 리튬과 나트륨 같은 금속은 물과 닿는 순간 엄청나게 폭발하는 특성을 갖고 있어서 전지로 만들었을 때도 자칫 폭발가능성이 크다. 이 때문에 폭발위험성을 낮추기 위해 흑연을 음극에 사용한 리튬이온전지가 먼저 상용화된 것이다. 국내 연구진이 리튬이온전지보다 이론상 에너지 밀도가 10배 이상 높은 것으로 알려진 ‘리튬금속전지’의 폭발위험성을 획기적으로 낮춘 연구결과를 내놨다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 연구진은 리튬금속전지의 상용화를 막는 가장 큰 문제인 물리화학적 불안정성을 없앨 수 있는 리튬-알루미늄 합금 기반 음극재를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 리튬이온전지는 상용화 후 기술개발이 지속적으로 이뤄져 무게당 에너지 밀도를 높이는데 한계에 다다른 상태이다. 전기자동차, 드론, 사물인터넷(IoT) 등 고용량 전지가 요구되는 만큼 리튬이온전지를 넘어선 2차전지의 필요성이 커지고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 리튬금속전지에 주목하고 폭발위험성을 낮추기 위한 연구에 착수했다. 그 결과 시중에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄을 리튬과 합금으로 만들어 불안정성을 잡은 것이다. 또 음극으로 사용되는 리튬-알루미늄 합금 표면에 이황화몰리브덴 기반의 초박막 인조보호막을 만들어 전지용랑과 수명을 급격히 떨어뜨리는 덴트라이트라는 현상을 억제했다. 한편 연구팀은 리튬-알루미늄 합금 음극재 개발 뿐만 아니라 전해질 시스템을 최적화시켜 리튬이온전지의 수명을 2배 이상 늘리는데도 성공했다. 조원일 KIST 박사는 “이번 연구로 기존 리튬이온전지를 대체하는 2차전지를 만들어 드론, 자율주행차, 에너지저장시스템(ESS) 등 발전에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“두려워할 이유는 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무이다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠준다.” 소름 끼칠 정도로 방대한 양과 복잡한 문장을 자랑하는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’로 20세기 최고의 작가 중 한 명으로 평가받는 마르셀 프루스트가 이 세상 모든 나무에 바친 찬사이다. 오랫동안 인류에게 쉼터를 제공하고 건축자재로 사랑받았던 나무의 쓸모가 바뀐 것은 1867년이었다. 제2회 파리 만국박람회에 정원사 조지프 모니에는 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 ‘정원 물통’을 전시했다. 간단해 보이는 이 작품은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 시작점이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에도 용이하고 화재에도 강하다는 장점 때문에 벽돌과 목재를 순식간에 대체했다. 그러나 지구온난화 문제와 친환경 트렌드가 만나면서 나무에 대한 관심이 다시 높아지고 있다.실제로 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근, 철골, 시멘트를 만들어야 한다. 또 완공된 건물에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 투입된다. 이 때문에 건축 부분에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소 저장 능력이 떨어지는데 그대로 둬 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장하고 있던 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황에 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축자재로 쓰면 탄소가 공기 중에 배출되는 것을 막을 수 있다는 점에 연구자들은 주목하고 있다. 그러나 목조건축물이 화재에 취약하다는 문제점은 여전히 골칫거리이다. 그런데 영국 케임브리지대 건축학과 자연재료혁신센터, 오스트리아 빈 자연자원·생명과학대(BOKU) 목재기술 및 재생재료연구소 공동연구팀은 대나무를 세포생물학적으로 분석한 결과 에너지 효율이 높고 불에 강한 목재 건축 기술이 가능하다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 13일 자에 발표했다.대나무의 탄성과 강도 같은 물리적 특성과 관해서는 많은 연구가 있어왔지만 대나무 내부의 세포구조에 대한 연구는 많지 않았다. 이에 연구팀은 중국, 대만에서 주로 자라는 모소 대나무 3~5년생을 잘라 수분함량이 10%가 될 때까지 말린 다음 열전도율을 측정하는 주사열현미경(SThM)으로 분석했다. 모소 대나무는 최대 28m까지 자라기 때문에 중국이나 대만 등에서는 건물을 지을 때 작업자들이 오갈 수 있도록 하는 임시가설물인 비계 재료로 많이 쓰인다. 분석 결과 대나무 내부는 두꺼운 섬유질과 얇은 섬유질 층이 번갈아 있는 복잡한 셀룰로스 구조를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무의 강도에 영향을 미치고 얇은 섬유질 층의 세포들은 생장 방향과 직각에 가까운 각도로 정렬돼 있어 열전도율을 낮추는 역할을 한다는 것이다. 건물 성능 중 중요한 요소 중 하나는 필요한 열은 보존하고 불필요한 열은 차단시키는 단열 기능으로 열전도율을 낮추는 것이 핵심이다. 대나무의 얇은 섬유질 층은 천연 단열재 역할을 한다는 것이 연구진의 설명이다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무가 화염에 노출됐을 때 불이 붙기 어렵게 만들 뿐만 아니라 확산 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 확인됐다. 대실 샤 영국 케임브리지대 교수(자연재료·구조공학)는 “이번 연구를 통해 대나무의 열적 특성을 파악함으로써 목조 건축물의 에너지 소비를 줄이고 불이 났을 때 안전성을 높일 수 있는 방법을 찾을 수 있게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

내년도 기초과학 연구에 투입되는 정부예산은 1조 5200억원으로 젊은 신진과학자들을 육성하는데 집중 투자되고 수학분야에도 500억원 가까이 투입될 예정이다. 과학기술정보통신부는 7일 ‘2020년도 기초연구사업 시행계획’을 마련하고 공모에 착수했다. 1조 5197억원의 예산이 투입되는 기초연구사업은 연구자들이 창의적이고 도전적 연구주제를 자유롭게 제안하고 평가를 받도록 한 정부연구개발 프로젝트이다. 올해보다 3191억원이 증액된 규모인 1조 5197억원 중에는 개인연구 1조 2408억원, 집단연구 2789억원이 지원된다. 정부는 구체적으로 박사학위를 받은지 얼마 되지 않은 박사후연구원, 새로 교수로 임용된 신임 교원 등을 지원하는 신진연구사업에서는 기존 1억원에서 1억 5000만원의 연구비를 지원함으로써 젊은 연구자들이 조기에 안정적으로 연구에 집중할 수 있도록 지원할 계획이다. 연구역량이 뛰어난 연구자들에게 연간 4억원의 연구비를 지원하는 중견연구사업의 신규 과제도 올해 961개에서 내년에는 1300개까지 늘릴 예정이다. 이와 함께 새로운 분야 연구, 소재-부품-장비와 같은 주력산업의 핵심기술 확보와 자립화 연구, 3~4명의 연구자들이 모여 하는 소규모 집단융합연구 등을 촉진하기 위한 기초연구실 사업도 올해 34개에서 130개로 늘리고 예산도 379억원이 확대된 1079억원을 투입할 계획이다. 또 지금까지는 신청된 연구과제의 숫자나 관심 세부분야 등을 고려해 학문분야별로 예산이 분배됐지만 앞으로는 연구과제 접수 전에 분야별로 예산을 할당한 뒤 자체 학회 등에서 특성에 맞게 연구과제를 조정하거나 신설해 예산을 분배하는 ‘학문분야별 지원체계’로 전환될 예정이다. 정부는 우선 수학분야에 대해 내년에 시범 적용한 다음 2022년부터는 전 분야로 확대할 계획이다. 이에 따라 수학계는 대한수학회와 통계학회 등 수학관련 학회가 주관해 수학분야 연구수요 분석, 연구자 의견 수렴을 통해 예산 분배 포트폴리오를 수립했고 이를 바탕으로 정부에서는 수학분야 지원 예산 467억원을 배분했다. 학문분야별 지원체계로 기초과학 지원이 바뀔 경우 인맥 등을 통해 짬짜미 배분되거나 성실실패 제도를 악용할 가능성도 배제할 수 없는 만큼 연구윤리의식 제고와 연구부정행위자에 대한 제재도 강화할 방침이다. 정부는 신진연구자들부터 연구윤리, 연구비 집행방식에 대한 현장교육을 확대실시하고 연구책임자들 전부를 대상으로 사이버 연구윤리교육 참여를 의무화한다. 또 3년 이내 연구부정행위자로 판명된 연구자가 신규과제를 신청할 경우 총점의 10%를 감점해 사실상 신규과제 참여를 불가능하게 만들 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상 공동 수상자인 윌리엄 케일린 미국 하버드 의대 교수가 5일 울산과학기술원(UNIST)에서 강연했다. 케일린 교수는 이날 ‘브이에치엘 종양 억제 단백질’과 산소 감지, 암세포 신진대사 등 최근 노벨상을 받은 연구를 소개했다. 강연에는 울산과기원 학생과 고등학생 등 220여명이 참석했다. 케일린 교수는 강연에 앞서 울산과기원 노벨동산에서 기념 나무를 심었다. 강연 후에는 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단 소속 연구자, 연수 학생들과 함께 소규모 세미나를 진행했고 울산과기원, 기초과학연구원과 공동 연구 방안을 논의했다. 케일린 교수는 산소량을 감지하는 세포 메커니즘을 규명한 업적으로 피터 랫클리프 영국 옥스퍼드대 교수, 그레그 서멘자 미국 존스홉킨스의대 교수와 함께 올해 노벨 생리의학상을 공동 수상했다. 암 등으로 산소가 부족해진 상황에서 세포 반응을 구체적으로 규명해 암과 빈혈 등 질환 치료 가능성을 제시한 공로를 인정받았다. 그는 울산과기원을 방문한 일곱 번째 노벨상 수상자다. 그는 울산과기원에 있는 기초과학연구원 유전체 항상성 연구단 초청을 받아 방문했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

서울시의회 독도수호 특별위원회(위원장 홍성룡)는 지난 1일 양향자 더불어민주당 일본경제침략특별위원회 부위원장을 초청해 서울시의원과 관계공무원을 대상으로 ‘기술패권으로 본 한일관계와 독도수호’라는 주제로 특별 강연회를 개최했다. 강연을 통해 양 부위원장은 “일본의 반도체 핵심소재 수출제한은 한국의 ‘반도체 패권’을 막으려는 경제침략”이라고 규정하고, “일본의 부당한 조치를 소재산업 경쟁력 강화와 국내 첨단산업 육성의 기회로 삼아야 한다”라고 밝혔다. 양 부위원장은 “현재 국제관계를 설명하는 가장 중요한 키워드는 경제와 산업이다”라고 설명하고, “독도 문제를 포함한 한일 갈등의 문제도 과거와 같이 역사적·감정적 대응이 아니라 산업적인 측면에서 접근해야 문제의 본질을 파악하고 근본적인 대응 방안을 마련할 수 있다”라고 강조했다. 이어 “기술 패권 자체가 국가의 존립을 가능하게 하는 만큼 첨단 산업 분야 이공계 인재들을 더 많이 육성하기 위해 국가가 기초과학 인재의 중요성을 제대로 인식하고, 해당 산업 경쟁력 강화를 위한 정책·제도적 뒷받침을 통해 신속하게 나서야 한다”라고 덧붙였다. 홍성룡 위원장(더불어민주당, 송파3)은 “독도수호 문제의 근본적인 해결과 한일 관계에서의 우위를 점하기 위해 기술·산업적인 뒷받침이 있어야 한다는 강연 내용에 공감한다”면서 “「독도수호특별위원회」가 천만 시민을 대표하여 서울시민의 독도수호 의지를 적극 대변하고, 바람직하고 효과적인 대일본 관계에 대한 다양한 정책 대안 마련에 나서겠다”라고 특별위원회 운영 방향을 밝혔다. 한편, 서울시의회는 서울시 차원의 독도수호 대응 방안 마련을 위해 지난 9월 「서울특별시의회 독도수호 특별위원회」를 구성해 활동 중에 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

지구를 뜨겁게 만드는 온실가스의 대부분은 이산화탄소이지만 지구온난화를 유발시키는 강력한 물질은 다름 아닌 메탄가스이다. 이산화탄소보다 공기 중 분포는 적지만 지구온난화 유발효과는 33배나 더 크다. 그렇지만 메탄가스는 메탄올 같은 유용한 화학물질로 바꿀 수 있기 때문에 많은 연구자들이 이에 관한 연구를 진행 중이다. 특히 화학적 물리적 변화보다 오염이 적은 생물학적 변화에 주목하고 있다. 한국인 연구자들이 메탄의 메탄올 전환에 있어서 환경오염을 최소화할 수 있는 생물학적 변환 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 미시건 앤아버대 생화학과, 전북대 화학과 공동연구팀은 지구온난화 주범인 메탄가스를 유용한 화학물질인 메탄올로 변환시키는 미생물인 ‘메탄자화균’의 작동원리를 규명했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 메탄자화균은 다른 미생물들과 달리 산소 유무에 상관없이 메탄가스만 먹고 자란다. 메탄자화균이 가진 메탄모노옥시게나제라는 물질이 메탄을 메탄올로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 정확한 구조가 알려져 있지 않고 다양한 화학물질이 관여하고 있기 때문에 전체적인 메커니즘에 대해 정확히 알지 못했다. 연구팀은 메탄자화균에서 산화효소와 산화효소-저해효소가 결합된 복합체를 분리해 결정구조를 얻는데 성공했다. 이 결정구조를 바탕으로 X선 분석결과 메탄을 메탄올로 전환하는 대사 경로를 확인하는데 성공했다. 연구팀은 이번에 밝혀낸 메커니즘을 바탕으로 대사공학을 활용하면 메탄자화균을 이용해 바이오연료는 물론 다양한 종류의 고부가가치 화학소재를 만들어 낼 수 있을 것으로 전망했다. 이승재 전북대 화학과 교수는 “추가적으로 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 전환과정을 더 밝혀낼 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진준오 영남대 의생명공학과 교수(제1저자)와 곽민석 부경대 화학과 교수(교신저자)가 우리 몸이 가진 면역세포의 항암작용을 높일 수 있는 핵산 복합물질을 개발했다. 부경대 김해주 박사과정, 한국기초과학지원연구원(KBSI) 허양훈 박사, 독일 아헨공과대학교 안드레아스 헤르만(Andreas Herrmann) 교수도 연구에 참여했다. 연구팀이 개발한 핵산 복합물질은 암세포를 인식할 수 있는 센서로 작용할 단백질 조각과 면역 세포를 자극할 핵산물질 등 생체분자를 활용한 복합물질을 합성한 것이다. 핵산은 뉴클레오티드라(nucleotides)는 단위체로 구성된 중합체로 DNA와 RNA라는 두 가지 유형이 있으며, 유전정보의 저장과 전달, 발현을 돕는 기능을 담당한다. 이 중 DNA는 유전정보를 저장해 다음 세대로 전달하는 유전물질로 잘 알려져 있지만, 서열 특이적인 결합 특성으로 인해 나노구조물의 구성단위 또는 약물전달체로의 활용 가능성도 주목받아 왔다. 이번에 연구팀은 구(球)형으로 자가조립되는 지질 DNA에 암세포 인식력을 높일 단백질 조각과 면역증강효과가 있는 DNA 조각을 탑재한 복합물질(INA, Immunotherapeutic nucleic acid)을 제작했다. 연구팀은 이번에 개발한 핵산 복합물질을 종양을 가진 생쥐 투여 실험을 통해 종양의 성장과 전이를 억제하는 것을 확인했다. 흑색종에 걸린 생쥐에 투여한 결과, 흑색종 특이적인 단백질 조각에 선택적으로 반응하는 면역세포가 증식하는 것과 면역활성을 의미하는 염증성 단백질(Cytokine)이 분비되는 것을 확인했다. 또한 생쥐의 흑색종 및 상피세포암종의 성장을 억제하는 것을 연구를 통해 확인했다. 최근 병원균 등 외부침입에 대비해 우리 몸이 선천적으로 가진 면역세포를 활성화해 암세포를 공격하는 면역항암 연구가 활발하다. 특히 정상세포가 아니라 암세포만을 선별적으로 공격할 수 있도록 하는 것이 면역항암 치료의 중요한 과제로 대두돼 이번 연구 성과가 그 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 및 신진연구자지원 사업으로 수행했다. 연구 성과를 담은 논문은 약학 분야 국제학술지 <저널 오브 컨트롤드 릴리즈>(Journal of Controlled Release) 최신호(10월 19일자)에 실렸다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 ‘호모사피엔스’(현생인류)가 아프리카 칼라하리 지역에 처음 나타났으며, 첫 번째 인류 대이동의 원인은 기후변화였다는 사실을 밝혀냈다. 호주의 가반의학연구소와 뉴사우스웨일스대, 한국의 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 남아프리카공화국 로즈대, 나미비아 빈트후크중앙병원 등 10개 기관 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 현생인류가 20만년 전 아프리카 칼라하리 지역에서 처음 나타났고 13만년 전 기후변화 때문에 인류 대이동이 있었다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 현생인류가 아프리카 대륙에서 출현했다는 것은 이미 알려져 있는 사실이지만 정확한 발상지와 전 세계로 퍼지게 된 원인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았었는데 이번 연구는 이를 규명해 냄으로써 과학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 남아프리카 일대에 거주하고 있으며, 최초의 어머니에게서 갈라져 나온 현생인류의 가장 오래된 혈통으로 알려진 ‘L0’ 유전자를 지닌 후손 198명의 혈액을 채취해 미토콘드리아 DNA를 정밀 분석한 뒤 새로운 인류 출현 계통지도를 만들었다. 그 결과 최초 인류는 현재 나미비아와 짐바브웨 국경에 이르는 보츠나와 북부 지역인 칼라하라 지역에서 나타났으며, L0 혈통이 처음 출현한 시점은 지금까지 알려진 15만~17만 5000년 전이 아니라 20만년 전이라는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 해양 퇴적물 같은 고(古)기후 및 지질학적 데이터와 슈퍼컴퓨터를 이용한 기후 모델을 분석한 결과 약 13만년 전 지구 자전축의 움직임이 변해 남반구의 일사량이 변하고 강수량이 이전과 달라지면서 현생인류가 발상지에서 벗어나 이주를 시작했다고 분석했다. 연구팀에 따르면 최초 인류는 13만년 전 칼라하리 북쪽 잠비아와 탄자니아 지역으로, 11만년 전에는 발상지 남서쪽인 나미비아와 남아공 지역의 녹지를 찾아 이동했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr