암세포는 유전자 돌연변이, 유전자 단위의 변화 등 다양한 원인으로 발생하기 때문에 똑같은 암이라도 환자에 따라 치료제에 대한 반응이 다른 차이를 보이는 경우가 많다.이런 문제점을 해결하기 위해 카이스트 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수팀은 시스템생물학을 활용해 암세포 유형에 따라 최적의 약물 표적을 찾는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자에 발표했다. 적(암세포)를 제거할 수 있는 폭탄(치료제)를 골라 정확한 위치(암의 원인)에 투하하는 기술을 개발한 것이다. 지금까지 암 관련 연구자들은 환자에게서 자주 나타나는 유전자 변이를 파악하고 암을 일으키는 핵심 유전자 변이를 찾는데 노력을 집중했다. 그렇지만 이런 접근법은 암세포 내 다양한 유전자와 단백질 상호작용에 의해 발생하는 생물학적 특징과 약물반응의 차이에 대해 설명하지 못해왔다. 실제로 암세포의 유전자 변이는 해당 유전자 기능은 물론 유전자와 연결돼 있는 다른 유전자와 단백질에 영향을 미친다. 또 항암제가 투여됐을 경우 암세포의 반응이 끊임없이 변화되기 때문에 분자네트워크의 동역학적 특성을 밝혀내지 못한 일반적인 항암치료는 내성을 갖게 만들 수 있다.연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용한 대형 컴퓨터 시뮬레이션과 세포실험을 통해 암세포 분자 네트워크의 동역학 변화를 분석했다. 이를 통해 약물 투여에 따른 반응을 예측해 암세포 유형별로 최적의 약물 투여위치와 투여할 약물을 찾는 기술을 개발했다. 연구팀은 이를 통해 폐암, 유방암, 골종양, 피부암, 신장암, 난소암 등 다양한 암세포의 약물 투여에 따른 변화를 정량화하고 군집화하는데 성공했다. 조광현 교수는 “이번 연구는 시스템생물학을 통해 암세포 유형별 분자네트워크의 약물반응을 시뮬레이션으로 분석해 약물 반응의 근본적 원리를 파악하고 새로운 개념의 최적 약물 타겟을 발굴할 수 있게 해준다”며 “암 관련 신약 개발은 물론 맞춤형 치료에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마취제 프로포폴을 이용해 마취에 빠지기 직전인 의식과 무의식 경계지점을 정확하게 파악할 수 있는 기술이 개발됐다.고려대 대학원 뇌공학과 이성환 교수팀은 프로포폴을 활용해 사람의 마취 수준을 조절하면서 의식과 무의식의 경계지점을 정확하게 파악해 ‘뇌의 기능적 연결성’을 측정하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표됐다. 이 교수는 “의식-무의식 경계지점을 제대로 찾지 못할 경우 수술 중 환자가 깨어나는 등 마취사고가 일어날 수가 있다”며 “마취와 의식 심도를 정확히 알 수 있다면 마취 사고 가능성을 줄일 수 있다”고 설명했다. 한편 포스텍 물리학과, 서울아산병원 마취통증의학과 공동연구팀도 96명의 실험대상자에게 마취제를 이용한 임상실험을 통해 마취 과정에 따라 뇌파의 변화가 발생한다는 사실을 확인하고 이를 정량적으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 지난 7월 발표하고 국내 벤처기업과 함께 관련 진단 장비를 개발하고 있기도 하다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■외교부△북미국 심의관 고윤주 ■법무부◇고위공무원(나급) 승진△법무부 국적·통합정책단장 김영근△부산출입국관리사무소장 이인규◇3급 전보△수원출입국관리사무소장 이동권 ■국민권익위원회◇고위공무원 승진△국무조정실 파견 민성심 ■통계청◇일반고위직 공무원 임용△통계서비스정책관 윤연옥◇과장급 인사△행정통계과장 박진우△사회통계기획과장 이재원△지역통계총괄과장 조윤구 ■특허청◇일반직 고위공무원 전보△산업재산정책국장 김용선 ■해양경찰청◇총경급 전보<본청>△대변인 황준현△운영지원과장 정봉훈△혁신기획재정담당관 서승진△행정법무담당관 임명길△교육담당관 정욱한△상황센터장 김해철△해양안전과장 채광철△수색구조과장 김인창△수상레저과장 한상철△수사과장 김태균△형사과장 장인식△정보과장 박승규△장비기획과장 서정원△장비관리과장 이방언△중앙해양특수구조단장 박종철<중부지방해양경찰청>△기획운영과장 정태경△중부지방해양경찰청 구조안전과장 박상춘△상황실장 임근조△수사정보과장 함혜현△서해5도특별경비단장 이천식△해양치안지도관 김언호△경비과장 조석태△인천해양경찰서장 김평한△태안해양경찰서장 박형민△보령해양경찰서장 이진철<서해지방해양경찰청>△경비과장 이상인△상황실장 이재현△구조안전과장 박제수△수사정보과장 임재수△군산해양경찰서장 박종묵<남해지방해양경찰청>△기획운영과장 이창주△남해지방해양경찰청 경비과장 백학선△상황실장 김석진△구조안전과장 이영호△수사정보과장 여성수△해양치안지도관 박세영△부산해양경찰서장 이명준△울산해양경찰서장 배진환△창원해양경찰서장 이강덕<동해지방해양경찰청>△경비안전과장 하태영△상황실장 권오성△수사정보과장 채수준△동해해양경찰서 5001함장 최시영<제주지방해양경찰청>△경비안전과장 김환경△상황실장 안성식△서귀포해양경찰서 5002함장 정영진△제주해양경찰서장 강성기<해양경찰교육원>△교육훈련과장 이철우△종합훈련지원단장 이종욱△구조안전발전 TF 단장 한동수△교육지원과장 양동신 ■수도권매립지관리공사◇1급 승진△대외협력처장 함종헌△가연성사업처장 신윤선◇2급 승진△매립관리처 부장 송동민△시설관리처 부장 이상현 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Inc.△상무 허진성◇목암생명과학연구소△책임연구위원 조의철 ■동국제강그룹 <동국제강>◇부사장 승진△냉연사업본부장 임동규◇상무 승진△형강생산담당 최삼영△칼라생산담당 박상훈◇이사 신규선임△봉강영업담당 권오윤△봉강생산담당 김상재△칼라영업담당 김도연△중국법인장 정수환◇보직변경△후판사업본부장 전무 김연극△봉강사업본부장 전무 최원찬△미국법인장 이사 이현식△지원실장 이사 김기영<인터지스>◇이사 신규선임△해운사업본부장 임상범△경인지사장 정광식△하역사업본부 운영담당 정태현◇대표이사 부사장 승진△하역사업본부장 정원우◇상무 승진△운송사업본부장 김동석◇이사 신규선임△시스템사업본부장 김원탁 ■보성그룹◇㈜보성△전무이사 경영관리 이중화△상무보 경영지원 염상훈◇㈜한양△전무이사 건설부문 경영개선실 박성빈△상무이사 건설부문 건축사업본부 심왕기△상무보 건설부문 주택개발사업본부 조국현△상무보 에너지사업부문 사업기획실 김선덕◇보성산업㈜△전무이사 솔라시도 개발 임종철◇서남해안기업도시개발㈜△상무이사 기획관리본부 박기영 ■한국타이어그룹 <한국타이어월드와이드>◇부회장 승진△한국타이어월드와이드 대표이사 조현식<한국타이어>◇사장 승진△한국타이어 각자 대표이사 이수일◇부사장 승진△생산본부장 문동환◇전무 승진△박창원△중국지역본부 중경공장장 정성호△마케팅부문장 임승빈△중국지역본부 영업&전략담당 이상훈△품질부문장 구본희◇상무 승진△ASIA지역본부 호주법인장 정용섭△중국지역본부 가흥공장장 서의돈△ASIA지역본부 유통사업담당 김만주△마케팅부문 G.브랜드담당 안수정◇상무보 승진△중국지역본부 강소공장 기술팀장 김향봉△SCM부문 G.물류담당 최민순△OE부문 G.OE기술팀장 유희정△미주지역본부 경영관리팀장 김병희△SCM부문 G.공급관리팀장 김대환△생산본부 EHS담당 배총재△마케팅부문 중동아주영업담당 조규왕△경영기획부문 법무팀장 김재겸△마케팅부문 상품담당 오호경△연구개발본부 재료개발2팀장 이형재△경영기획부문 정보전략담당 이창언△재경부문 재무팀장 박정수△연구개발본부 연구임원 김승욱<계열사>◇상무 승진△아트라스비엑스 경영관리부문장 서확봉◇상무보 승진△아트라스비엑스 품질담당 윤종달△엠프런티어 전략사업부문장 강희석△㈜엠케이테크놀로지 한국공장장 박용식

금속은 시간이 갈수록 공기, 수분과 접촉해 산화되면서 표면에 부식생성물을 만든다. 이 금속 부식생성물이 바로 ‘녹’(rust)이다.국내 연구진이 녹을 이용해 ‘꿈의 신소재’ 그래핀의 상태를 진단하는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 권순용 교수, 기계항공 및 원자력공학부 김성엽 교수 공동연구팀은 구리 기판에서 성장시킨 그래핀의 결함을 광학현미경과 전자현미경으로 비교적 간단하게 찾아내는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 그래핀은 탄소 원자 한 층 두께의 얇은 물질로 강철보다 단단하고 열과 전기를 잘 전달하고 유연하기 때문에 투명전극, 에너지용 전극, 차세대 반도체 소재로 주목받고 있다. 문제는 반도체 소자로 활용하기 위해 대면적 그래핀을 만드는 과정에서 다양한 나노 크기의 결함이 나타나는데 이를 찾아내기가 쉽지 않다.일반적으로 대면적 그래핀은 구리 기판 위에 탄소를 기체상태로 만들어 성장시키는 화학기상증착(CVD) 기술로 만드는데 이 과정에서 결함이 발생한다. 이를 찾아내기 위해 기존에는 그래핀 위에 액정(LCD)를 코팅하거나 자외선(UV)를 쪼이는 방식이 있었지만 추가적으로 장비를 사용하기 때문에 번거롭고 비용도 많이 드는 단점이 있다. 연구팀은 그래핀을 공기 중에서 200도 이하로 열처리하면서 나타나는 현상을 관찰하는 간단한 방법을 개발했다. 그래핀에 결함이 있으면 공기 중 수분이 스며들어 구리기판을 산화시키기 때문에 녹이 생긴다. 그 녹자국을 전자현미경으로 촬영해 나노미터 크기로 손쉽게 확인할 수 있다는 것이다. 권순용 교수는 “공기 중 물분자가 그래핀 내에 존재하는 특정 결함 부위에서 분해되고 그 아래 있는 구리를 산화시키는 과정이기 때문에 결함을 쉽게 확인할 수 있는 것”이라며 “이번 연구로 구리 기반 전자소자를 그래핀으로 대체할 수 있는 발판을 마련했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아토피 피부염은 유아나 어린이들에게 주로 발병하는 피부질환으로 심한 가려움증과 피부건조증을 동반하는 특징이 있다. 성인이 되면서 낫는 경우도 있지만 재발이 잦고 특별한 치료법이 없어 대증적인 방법으로 그치는 경우가 많다.포스텍 화학과 임현석 교수팀과 대구경북첨단의료산업진흥재단, 기초과학연구원 공동연구진은 비정상적 단백질 발현을 억제해 아토피 피부염을 유발하는 원인을 억제하는 물질을 찾아냈다고 29일 밝혔다. 이번 연구는 화학분야 국제학술지 ‘미국화학회지’ 최신호에 실렸다. 인체는 외부에서 유해물질이 침입할 경우 면역반응을 통해 제거하는 메커니즘을 갖고 있다. 그렇지만 환경적이거나 유전적 원인 때문에 비정상적인 면역반응이 활성화될 경우 아토피나 천식 같은 자가면역질환을 일으킨다. 기존에는 아토피 피부염 치료를 위해서 스테로이드를 이용해 염증을 제거하거나 면역반응을 억제해 왔지만 스테로이드의 경우 장기적으로 사용할 경우 부작용과 함께 면역력 자체가 약해지는 단점이 있다. 연구팀은 아토피 피부염이 면역반응 시작 신호에 관여하는 ‘STAT6’라는 단백질이 몸 속에서 과도하게 활성화되면 알레르기성 염증 질환을 유발한다는 점에 주목했다.STAT6가 면역반응을 유발하기 위해서는 NCOA1이라는 단백질과 상호작용을 하는데 연구팀은 이 둘의 상호작용을 차단하는 펩타이드 기반의 약물을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 펩타이드 물질을 사용하면 STAT6 면역반응 신호와 알레르기성 염증질환 유발물질 생성을 억제한다는 사실을 세포실험으로 확인했다. 더군다나 아토피 유발 면역반응 신호만 억제하기 때문에 기존의 약물치료와는 달리 부작용 없이 치료가 가능하다는 장점도 있다. 이번 연구논문 1저자인 이영주 포스텍 화학과 연구원은 “STAT6와 NCOA1간 단백질 상호작용을 차단하면 알레르기성 염증반응만 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 처음으로 밝혀낸 것으로 획기적인 아토피 치료제 개발을 가능케 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“문명은 예고 없이 변하는 지질학적 영향을 받으며 그에 의해 존재한다.”(미국 역사학자 윌 듀랜트, 1885~1981)많은 역사학자들은 윌 듀랜트와는 달리 기후와 지질학적 변화가 인류의 역사에 영향을 미친다는 ‘환경결정론’을 받아들이지 않고 있다. 그러나 최근 기후변화 패턴을 보면 사람의 생존은 물론 생활양식을 바꿔야 할 만큼 극단적으로 변하고 있다.실제로 이달 초 세계기상기구(WMO)는 올해가 지구 역사상 가장 더웠던 상위 3개 연도 중 하나가 될 것이라고 전망하는 동시에 지난해 전 세계 대기 중 이산화탄소 농도가 403.3으로 역대 최고치를 기록했다고 밝혔다. WMO는 역사상 가장 높은 온도를 기록한 해는 2015, 2016, 2017년으로 꼽히지만 2015~2016년은 엘니뇨 현상이 기온 상승에 영향을 미쳤기 때문에 이를 제외하면 올해가 가장 더운 한 해라는 설명을 덧붙였다. 또 이산화탄소 농도가 역사상 400을 유지한 시기는 300만~500만년 전으로 당시 해수면은 지금보다 10~20m 높았던 것으로 추정하고 있다. 이런 추세가 지속될 경우 전 세계 10억명 이상이 현재 살고 있는 지역을 떠나는 ‘대이동’이 있을 수밖에 없다고 과학자들은 전망하고 있다.이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단은 지난 27일부터 다음달 1일까지 닷새 동안 부산에서 ‘기후변화 및 인류이동 콘퍼런스’를 열고 기후변화가 인류 이동과 문명에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보고 현재 진행되고 있는 기후변화에 어떻게 대응할 것인가에 대해 심도 깊은 토론을 진행하고 있다. 콘퍼런스에 참석한 연구자들은 기후 변동은 지구 환경을 바꿔 인류의 생활패턴 자체를 변화시킬 수 있다고 지적했다. 해양학자이자 고(古)기후학자로 기후변화와 인류진화에 대한 연구로 유명한 피터 드메노칼 미국 컬럼비아대 지구환경과학과 교수는 ‘기후와 삶-인류역사의 회고’라는 강연에서 북아프리카 사례를 통해 극단적이지 않더라도 기후가 인류의 삶에 지대한 영향을 미쳤다는 사실을 강조했다. 300만~500만년 전 인류가 처음 지구상에 등장해 동아프리카를 주요 거주지로 해 살다가 9만~12만년 전이 돼서야 아라비아반도로 이동한 것으로 추정되는 각종 고고학적 증거와 유전체 증거가 있다. 과학계에서는 “호모사피엔스가 아프리카 대륙을 벗어나 확산되는 데 왜 이렇게 오랜 시간이 걸렸는가”가 오랜 미스터리로 남아 있었다. 드메노칼 교수는 인류의 탈(脫)아프리카 시기 당시 아프리카 내륙 지역에서는 사막화가 진행되고 아시아와 유럽, 아라비아반도는 풍부한 녹지가 형성됐다는 증거가 있다며 수렵채집 중심의 삶을 꾸려 가던 인류가 녹지가 많고 물이 형성돼 있는 곳으로 이동할 수밖에 없었을 것이라고 주장했다. 지구온난화로 인한 기후변화가 심해질 경우 인류의 조상들처럼 대이동을 해야 할 상황이 되거나 멸종에 가까운 일이 벌어질 수 있다는 경고도 나왔다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단장은 “어느 한 지역이 아닌 전 세계적으로 폭염과 한파, 홍수, 가뭄, 강력한 허리케인과 태풍 등 이상기후가 잦아지고 있다”며 “이 모든 것이 인간 때문이라고는 할 수 없지만 이산화탄소 배출이 그 어느 때보다 많고 그로 인한 해수면 상승 때문에 예상보다 심각한 상태라는 것은 명백한 사실”이라고 지적했다. 맥신 버킷 미국 하와이대 법대 교수는 “기후변화는 지구 물리학적으로 설명할 수 있는 과학적 사실이기도 하지만 사회정치적 현상을 동반할 수밖에 없는 문제”라고 강조했다. 버킷 교수는 “허리케인으로 인해 섬 전체가 마비된 푸에르토리코나 해수면 상승 등 기후변화로 인해 남태평양의 작은 섬나라들은 국가의 존망이 결정되거나 물리적으로 사라지는 일이 생길 것”이라며 “기후변화로 인한 이주민, 기후난민 문제는 공정한 사회와 사회정의의 근본적인 개념을 재정립하게 만들 것으로 보인다”고 예측했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4차 산업혁명 시대에 주목받는 기술 중 하나가 자율주행차와 전기차다.전기자동차가 주목받고 있는 기술이지만 아직까지는 고속충전 기술을 사용해도 1시간 가까이 걸려 대중화의 걸림돌이 되고 있다. 국내 연구진이 기존 리튬이온 전지보다 충전용량은 45% 높이고 충전 속도를 5배 이상 빠르게 만들 수 있는 ‘그래핀 볼’ 기술을 개발하는데 성공했다. 서울대 화공생물공학부 최장욱 교수와 삼성전자 종합기술원 손인혁, 두석광 연구원 공동연구팀은 충전속도를 높이고 용량도 향상시킨 배터리 소재를 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표했다고 27일 밝혔다. 이 기술을 활용하면 기존 전기차 배터리 충전시간의 5분의 1인 12분이면 완전 충전이 가능하다. 또 전기자동차용 배터리에 요구되는 온도 기준인 60도까지 안정성을 유지할 수 있다. 그래핀은 탄소의 얇은 한 겹으로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 실리콘보다 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 ‘꿈의 소재’로 주목받고 있는 물질이다. 연구팀은 2차원의 얇은 막 형태의 그래핀을 팝콘처럼 3차원 입체 형태로 대량합성하는 기술을 개발했다. 이렇게 만든 그래핀 볼을 리튬이온 전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용한 결과 충전 용량은 늘고 충전시간이 단축되는 한편 고온 안전성까지 확보할 수 있게 됐다. 연구팀은 그래핀 볼 기술과 관련해 국내 특허는 물론 미국에도 특허를 출원했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 골다공증과 류머티스 관절염 같은 뼈질환을 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다.건국대 의학전문대학원 김혁순, 최완수 교수 공동연구팀이 뼈의 파괴를 억제하는 단백질을 발견하고 신호전달 경로를 밝혀내 새로운 류머티스 관절염 치료 방법을 찾아냈다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표되는 한편 ‘네이처 리뷰 류마톨로지’에 ‘주목할만한 연구성과’로 소개됐다. 뼈의 강도가 약해져 나타나는 골다공증은 골절의 가능성을 높이고 류머티스 관절염은 관절 활막에 염증이 발생해 연골과 뼈 조직에 염증을 확산시켜 골관절의 파괴와 변형을 유발시키는 만성질환이다. 뼈는 골세포를 만드는 조골세포와 뼈의 흡수, 파괴를 담당하는 파골세포의 균형으로 유지되는데 골다공증이나 류머티스 관절염은 파골세포가 비정상적으로 활성화되면서 나타나는 질환이다. 문제는 파골세포의 기능 조절에 관한 연구는 계속되고 있지만 눈에 띄는 성과가 없어서 현재는 골관절 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 방법은 없이 염증 완화에 그치고 있다. 연구팀은 파골세포 분화를 조절해 뼈의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 단백질 ‘DJ-1’을 발견하고 작용 메커니즘을 밝혀냈다. 연구팀은 DJ-1이 활성산소를 제거해 신호전달인자의 활성화를 억제하고 궁극적으로 파골세포가 과도하게 활성화되는 것을 막는다는 사실을 확인했다. 실제로 DJ-1을 제거한 생쥐는 일반 생쥐보다 골밀도가 낮고 파골세포의 분화가 활발해진다는 것을 규명했다. 또 류머티스 관절염을 일으킨 생쥐도 DJ-1 단백질이 결핍돼 파골세포 분화와 뼈 파괴가 증가한다는 사실도 검증했다. 김혁순 교수는 “이번 연구는 DJ-1 단백질이 활성산소를 조절하여 파골세포 분화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다는데 의미가 있다”며 “DJ-1을 표적으로 비정상적인 파골세포 활성을 예방하거나 골관절 질환을 치료할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울대 시흥 스마트캠퍼스가 다음달 7일 1단계 착공한다. 시흥시는 서울대학교·㈜한라와 오는 12월 7일 오후 2시 배곧신도시내 서울대 시흥 스마트캠퍼스 현장에서 ‘서울대 시흥 스마트캠퍼스 착공식’을 개최한다고 23일 밝혔다. 총 66만㎡ 부지에 조성되는 시흥스마트캠퍼스는 2018년 2월 2단계, 9월에는 3단계로 나눠 사업이 진행될 예정이다. 우선 1단계로 교육협력지원센터와 연수원, 체육관, 교직원숙소가 2019년 상반기까지 조성된다. 2단계로 미래모빌리티센터를 비롯해 드론 등 무인이동체연구단지와 글로벌복합연구단지가 들어선다. 마지막 3단계에서는 데이터사이언스 전문대학원과 통일평화전문대학원, 생명자원관리원 등이 입주한다. 사업시행자인 (주)배곧특성화타운 SPC는 오는 2025년까지 3단계 사업을 모두 완공한다는 계획이다. 스마트캠퍼스가 완공되면 교육협력센터와 체육관 등은 지역주민들에게 개방해 열린캠퍼스로 운영된다. 이날 시흥 스마트캠퍼스 선포식에서 ‘자율주행자동차 미래모빌리티 센터 설립·운영 업무협약’을 체결할 예정이다. 협약식에는 서울대를 비롯해 경기도와 시흥시, 현대자동차, 기아자동차, 삼성전자, SK 텔레콤 등 자율주행 인프라 구축에 핵심적인 기관들이 모두 참여한다. 미래 모빌리티 센터는 자율주행 실증 연구 환경 인프라를 구축하고, 산·학·연 협력 연구시스템을 구성한다. 서울대에서는 기술교류와 협력연구·서비스 모델개발 등을 수행하고, 정부의 미래 모빌리티 관련 법규 개발과 산업체 개발을 지원한다. 미래모빌리티센터는 내년 착수해 자율주행차 평가트랙과 모빌리티 종합관제 센터를 구축할 예정이다. 2019년 준공되면 현대자동차 아이오닉 전기차 기반 자율주행 차가 시범 운행에 들어간다. 향후 시흥시는 ‘서울대 시흥 스마트캠퍼스’에 각종 국가 연구기관 및 산학연 연구시설을 유치하기로 했다. 핵심 선도사업은 우선 공공성을 기반으로 한 사회공헌캠퍼스, 과학대국을 지향하는 기초과학육성캠퍼스, 4차 산업을 선도하는 미래기술 스마트캠퍼스, 통일을 대비하는 통일평화캠퍼스, 교직원과 학생 위한 행복캠퍼스 시설 등으로 계획됐다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

대전에 사는 20대 회사원 A씨는 아침에 일어나 없는 줄 알았던 사과가 냉장고에 있는 것을 보고 놀랐다. 냉장고가 A씨의 식습관을 분석해 떨어지기 전 알아서 주문, 저장해 놓은 것이다. A씨는 오늘 어떤 옷을 입을까 고민도 하지 않았다. 첨단 장비가 날씨를 파악하고 시뮬레이션을 통해 옷차림을 내놨다. 중요한 회의가 있는 날은 번듯한 정장 차림을 화상으로 보여 줬다. 그대로 옷을 입었고, 만족스러웠다. 밖으로 나서자 집 앞에 차가 스스로 대기하고 있었다. 이른바 ‘4차 산업혁명’이 무르익은 미래의 일상이다. 4차 산업혁명의 파고가 거세게 몰아치고 있다. ‘알파고’가 상징적으로 보여 준 인공지능(AI)에 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 로봇, 드론, 자율주행차 등이 등장해 최첨단 지능정보 시대를 열고 있다.1·2·3차 산업에 익숙한 현대인에게 낯설다. 일상생활뿐 아니라 산업, 농업 등 분야를 가리지 않고 전방위적으로 침투하는 현상임에도 낯선 것은 지난해 1월 스위스 다보스 세계경제포럼(WEF)에서 이 용어가 처음 등장했기 때문일 것이다. 클라우스 슈바프 WEF 회장은 “4차 산업혁명의 쓰나미가 몰려올 것”이라고 말했다. 대전시는 국내에서 이 부분 선두 주자로 꼽힌다. 시가 국내 최고의 과학 인프라와 인재풀을 보유한 대덕특구를 밑거름으로 가장 앞서 추진하고 있는 것이다. 중앙정부보다 빠르다. WEF는 우리나라 4차 산업혁명 준비 지수를 25위로 매겼다. 미국(5위), 일본(12위)에 한참 뒤처진다. 대전시의 행보가 크게 주목받는 상황이다. 문재인 대통령도 대전시에 큰 관심을 보였다. 김연미 대전시 4차산업태스크포스(TF) 계장은 22일 서울신문과의 인터뷰에서 “다른 자치단체에서 대전시 추진 과정을 알기 위해 찾거나 마이크로소프트와 한국수자원공사 등 민간업체들이 우리와 손잡을 부분이 있는지 문의하는 등 주목을 많이 받는다”고 전했다. 김 계장은 “4차 산업혁명이 완성되면 하루가 25시간으로 늘어난 것처럼 여유가 생겨 이른바 ‘저녁 있는 삶’이 가능해진다”고 덧붙였다.●대덕특구와 국제과학비즈니스벨트 대전시는 지난 1월 초 권선택 전 시장이 “요즘 4차 산업혁명이 화두인데 우리도 이에 대비하고 여기에서 먹거리를 찾자”고 밝히며 이 분야에 본격 착수했다. 시는 그다음 달부터 임시로 ‘4차산업혁명TF팀’을 진행했다. 권 전 시장은 “대전은 대덕특구와 과학벨트 등 최고 수준의 과학 인프라와 기술 역량을 갖추고 있다”며 “4차 산업혁명을 이끌 최적지”라고 직원들을 독려했다. 그러나 권 시장이 지난 14일 정치자금법 위반 혐의로 시장직을 상실하면서 이재관 행정부시장이 시장 권한대행을 맡아 이 사업을 이어받게 됐다. 대덕특구에는 43개 정부출연 및 민간연구소가 있다. 40여년의 오랜 역사를 자랑하는 대덕연구단지를 중심으로 발전한 특구는 전국 최대 규모다. 대전은 1600여개 기업뿐 아니라 175개 연구소기업 중 절반 정도가 있고, 특허등록 건수만 25만여건에 이른다. 연구개발비도 7조 5000억원이 넘는다. 석·박사급 우수 인력은 3만여명으로 수도권을 빼면 이 또한 전국에서 가장 많다.같은 특구인 부산, 광주, 대구, 전북을 모든 면에서 압도한다. 첨단 과학이 기반인 4차 산업혁명 성공을 위한 최고의 조건이다. 게다가 대전은 국제과학비즈니스벨트 거점지구다. 신동·둔곡지구 370만㎡에 중이온가속기가 들어선다. 세계 최고 수준의 희귀 동위원소 빔을 제공하는 시설이다. 엑스포과학공원에는 국내외 인재들이 모여 기초과학을 연구하는 기초과학연구원(IBS)이 지어진다. 주변 세종·충남 천안·충북 청주는 과학벨트 거점지구의 연구 성과를 사업화하는 ‘기능지구’여서 큰 시너지 효과가 기대된다. ●문재인 대통령 당선되자 육성계획 발표 문 대통령도 지난 4월 후보 시절 “과학수도 대전을 4차 산업혁명 특별시로 만들겠다. 또 동북아의 실리콘밸리로 키우겠다”고 공약했다. 대전시는 문 대통령이 당선되자 ‘4차 산업혁명 특별시 육성계획’을 발표했다. 대덕특구 등의 4차 산업혁명 연구 성과를 상품화하고, 중앙정부 정책과 발맞춰 국가는 물론 대전의 새로운 먹거리를 창출하겠다는 게 핵심이다. AI 관련 인재를 양성하는 AI 캠퍼스를 설립하고 청년 창업을 뒷받침하는 ‘스타트업 타운’을 조성한다. 산업용 무인기 산업 허브도시로도 키운다. 이미 대전에는 국내 무인기 완성품 제조업체의 30%가 입주해 있다. ‘IoT 빌리지’를 건설하고 4차 산업혁명 체험관도 짓는다. 국방 정보통신기술(ICT) 산업을 육성하는 산업단지는 부지가 정해졌다. 2021년까지 유성구 외삼·안산동 일대 1347㎡에 조성된다. 대전엔 인근 삼군본부 등 한국군의 핵심 시설이 다수 자리잡고 있다. 국제박람회도 열어 우리나라 4차 산업혁명을 주도한다는 계획이다. ●대전 과학 관련 최고 대학과 기관도 동참 대전시는 일찌감치 4차 산업혁명 추진에 나서 진척이 매우 빠르다. 지난 6월 8일 시청에서 ‘4차 산업혁명 비전 선포식’이 열렸다. 선포식에서는 드론과 가상현실 영상게임 등을 개발하는 지역 15개 기업이 4차 산업혁명을 보고 느낄 수 있는 체험 부스를 운영해 인기를 끌었다. 이날 국내 최고 과학 인재 양성 대학인 KAIST와 4차 산업혁명 실증화 플랫폼 구축 협약도 체결했다. 이튿날에는 충남대 등 지역 19개 대학 및 대덕산업단지관리공단 등 23개 기관과 4차 산업혁명 특별시 육성 결의문을 채택해 힘을 하나로 모았다. 지난 7월 1일 시에 ‘4차산업혁명TF’를 신설했고, 같은 달 31일 ‘4차 산업혁명 추진위원회’를 출범시켰다. 둘 다 전국 처음 있는 일이다. 정부가 지난달 11일에야 대통령 직속 ‘4차 산업혁명 위원회’를 구성한 것과 비교해도 무척 빠른 속도다. 대전시장과 KAIST 총장이 공동 위원장이고 경제계, 학계, 시민단체 등 모두 17명이 위원으로 참여한다. 신성철 KAIST 총장은 “대전이 한국형 4차 산업혁명 성공 방식을 만들고 주도하자”고 주장했다. 지난 8월 16일 국회 토론회도 열었다. 유영민 과학기술정보통신부 장관이 참석해 관심을 보였다. ●WEF “시대 변화 중심이 될 대전의 노력 지지” 이어 지난 8일 대전시청에서 국회 4차 산업혁명포럼과 공동 콘퍼런스를 개최했다. 4차 산업혁명의 실질적 추동력을 얻기 위해 국회 4차 산업혁명포럼과 상호 협력한다는 업무협약도 체결했다. 이 국회 포럼은 지난해 6월 정보기술(IT) 전문가인 송희경 자유한국당 의원과 박경미 더불어민주당·신용현 국민의당 의원 등 여야 의원들이 초당적으로 힘을 모아 4차 산업혁명 분야를 육성하기 위해 만들었다. 슈바프 회장도 지난 15일 대전시에 응원 메시지를 보냈다. 그는 아랍에미리트 두바이 글로벌미래협의회에 참석한 신 총장을 통해 “대한민국의 40년 과학기술 발전을 이끌어 온 대전이 4차 산업혁명 시대 변화의 중심이 될 것”이라며 “WEF는 4차 산업혁명 특별시로 나아가려는 대전의 변화와 노력을 지지하고 함께하겠다”는 메시지를 전달했다. 김 계장은 “정부에서 이달 중 4차 산업혁명에 대한 마스터플랜을, 다음달에는 세부계획을 발표한다고 하는데 ‘선택과 집중’이 필요하다”며 “정부가 이 분야 인재와 인프라가 전국 최고인 대전을 4차 산업혁명의 롤모델로 집중 육성하면 다른 도시에 비해 돈이 덜 들면서 진척이 빠르고 전국에 미치는 파급효과도 훨씬 클 것”이라고 말했다. 이재관 시장 권한대행은 “내년에는 대전의 4차 산업혁명 사업이 실질적으로 추진될 수 있도록 정부정책 반영과 국비 확보에 적극 나서겠다”고 밝혔다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

태양에서 방출된 대전입자, 즉 플라즈마 일부가 지구 자기장에 이끌려 공기 분자와 반응해 영롱한 빛을 보이는 극지의 오로라는 한 번 보면 그 아름다움에 빠져들게 된다고 한다.오로라 중 어둡게 보이는 부분을 블랙 오로라라고 하는데 이 부분은 강한 전기장을 띄고 있어 통신위성에 기능장애를 일으키기도 하지만 정확한 발생원리나 메커니즘이 밝혀지지 않았다. 국내 연구진이 오로라 현상이 태양의 플라즈마 때문이라는 점에 착안해 핵융합장치에서 발생하는 플라즈마 현상을 분석하는 방법으로 비밀을 풀어내 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 부설 국가핵융합연구소의 이관철 KSTAR연구센터 책임연구원이 오로라 같이 지구 이온층에서 발생하는 전기장 원리를 규명하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘플라즈마 물리학’ 15일자에 실렸다.이 박사는 오로라에서 발생하는 강한 전기장 원리가 핵융합장치에서 만들어진 초고온 플라즈마에서 나타나는 전기장 발생현상과 동일하다는 것을 알게됐다. 이 박사는 핵융합 플라즈마에서 이온의 움직임을 계산하는 ‘자이로중심이동분석법’을 이용해 블랙오로라 분석했다. 그 결과 블랙오로라에서 발생하는 강한 자기장도 핵융합 플라즈마가 만들어질 때처럼 이온과 중성입자의 상호작용에 의한 현상이라는 것을 처음으로 밝혀냈다.특히 물리학계에서는 이번 연구결과가 플라즈마 물리학의 기본 원리인 ‘준중성’ 이론에도 새로운 시각을 제시해준다는데 주목하고 있다. 준중성은 이온과 전자로 이뤄진 플라즈마는 내부에 전기장이 발생해도 아주 작은 영역에서만 영향을 미칠 뿐 플라즈마 전체로는 평형을 이루고 있다는 원리다. 그러나 이번 블랙오로라의 전기장 현상은 이 원리가 일치하지 않는 결과를 보여 준중성 원리에 대한 새로운 연구가 필요하다는 것을 보여주고 있기 때문이다. 이관철 박사는 “인공태양으로 불리는 핵융합 장치에서 만드는 초고온 플라즈마도 우주에서 나타나는 플라즈마아 유사한 형태로 움직이기 때문에 핵융합플라즈마 연구과정에서 나온 결과를 오로라 같은 자연현상에서 발생하는 물리현상에도 적용할 수 있을 것이라 생각했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“과학은 예술이다.” 음악이나 미술, 문학가들은 사회나 인간에 대한 통찰이나 직관을 바탕으로 놀라운 작품 세계를 만들어 보인다. 과학자들은 냉철한 이성과 엄격하고 통제된 실험방법으로 자연현상을 찾아낸다는 점에서 예술과 차이점을 보이는 것처럼 느껴진다.그렇지만 최근 과학과 각종 예술분야의 융합작업이 활발해지면서 서로에 대한 이해도 높아지고 있다. 실제로 과학자들도 자연에 대한 직관적이고 감성적인 이해가 없이는 새로운 현상을 발견하기 어려운 것이 사실이다. 오는 29일부터 다음달 25일까지 한 달 동안 대전 국립중앙과학관에서는 과학이 지닌 예술적 측면을 보여 주는 ‘아트 인 사이언스’ 특별전이 열린다. 특별전에는 국내 최고의 기초과학연구기관인 기초과학연구원(IBS)과 한국천문연구원, 국립생물자원관이 참여한다. 특히 IBS 연구자들이 일반 광학현미경은 물론 형광염색법, 주사터널현미경 등 다양한 첨단 이미지 처리 기법을 이용해 분자와 원자 단위의 미시세계를, 천문연구원이 심우주, 태양계, 지구와 우주 분야로 나눠 공모한 천체사진 공모전 수상작에서는 먼 우주와 지구의 아름다운 거시세계를 볼 수 있어 과학이 구현하는 예술성을 느끼게 해 준다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3차원 다공성 물질은 표면에 구멍이 많아 넓은 표면적을 갖기 때문에 촉매를 저장하거나 기체를 저장하는데 많이 사용하고 있다. 특히 온실가스인 이산화탄소 포집과 저장에도 활용되고 있다.제올라이트 같은 다공성 물질은 무기물로 만드는데 제작 시간이 오래 걸린다. 최근에는 보다 내구성이 좋은 유기물로 다공성 물질을 만들려는 시도도 활발한데 기체나 액체 상태에서 화학반응을 유도해 고체형태의 구조체로 만들어야 하기 때문에 복잡한 후처리와 반응 결과물의 순도가 낮아 다공성 물질로서 기능이 떨어진다. 그런데 국내 연구진이 연쇄반응을 통해 0.1초 만에 유기물 다공성 물질을 만드는 기술을 개발해 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 백종범 교수팀은 고체 상태의 유기물 결정에 열을 가하면 폭발적 반응이 나타나고 이 때 3차원 다공성 유기물 구조체가 만들어진다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 고체 상태의 유기물을 가열해 녹이는 간단한 공정으로 3차원 다공성 유기물 구조체를 합성하는 방법을 제시했다. 보통 고체에 열을 가하면 녹아버리는데 연구팀이 만든 유기물 단결정은 열을 가하면 폭발적인 화학반응을 일으켜 액체나 기체가 아닌 다시 고체 형태의 3차원 다공성 물질로 변한다.이번 연구 1저자로 참여한 배서운 박사는 “고체 상태에서 반응을 유도하면 후처리 과정이 필요 없고 순도 높은 반응 결과물을 얻을 수 있다”며 “이 반응으로 합성된 3차원 다공성 유기물 구조체는 표면적이 넓어 이산화탄소 흡착에 탁월한 성능을 보인다”고 설명했다. 백종범 교수도 “이번 연구는 유기물 재료를 합성하는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 합성된 재료를 광범위하게 응용할 수 있는 가능성을 제시해 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울대에 재직 중인 한 교수가 최근 수천만 원의 연구비를 횡령한 혐의로 기초과학연구원(IBS) 연구단장직에서 해임되고 검찰에 고소까지 된 것으로 확인됐다. 과학기술정보통신부 산하인 IBS는 총 28개 연구단으로 이뤄진 국내 유일 기초과학 연구기관이다.과학기술정보통신부는 지난 14일 IBS 연구단장인 A교수를 연구비를 빼돌린 혐의(횡령)로 서울중앙지검에 고발했다고 19일 밝혔다. 과기정통부에 따르면 A교수는 지난해 7월 IBS 연구단장에 임명된 뒤 100차례 이상 해외 출장을 다녀오는 과정에서 4000만원 상당의 출장비를 유용한 것으로 드러났다. 미국 뉴저지주에 있는 본인과 아내 공동명의의 주택을 숙박공유 사이트 ‘에어비앤비’로 등록해 이곳을 숙소로 예약하고, 귀국 후에는 외국 숙소에 묵은 것처럼 신고해 출장비를 받아갔다. IBS는 A교수의 연구비 카드 결제 내역을 점검하던 중 A 교수가 유난히 ‘에어비앤비’를 통해 숙소를 예약하고 출장비를 결제한 사례가 많은 점을 수상히 여겨 이를 적발했다. 서울대 측은 “서울대가 아니라 IBS에서 일어난 일이기 때문에 지금 단계에서 학교 차원의 징계를 검토하고 있지 않다”고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

사람 체온 모으면 116W·잠잘 땐 75W 하루에 전구 18개 켤 만큼 에너지 생산 # 2025년 11월 어느 날 오전 7시 직장인 김기상씨는 스마트 알람시계가 요란하게 울리며 ‘오늘 서울·경기지역 폭우가 예상되니 우산 챙겨 가세요’라는 소리를 들으며 일어났다. 침대에서 겨우 몸을 일으켜 바로 옆 스마트 체중계에 올라가자 ‘1주일 전보다 2㎏이 늘고 체내 칼슘이 부족한 것 같습니다’라고 알려 준다. 요 며칠 계속 야근을 하며 대충 패스트푸드로 저녁을 때웠던 것이 원인인 것 같다. 씻고 나서 스마트 거울 앞에 서니 오늘 날씨에 맞는 옷차림을 코디해 줘 서둘러 챙겨 입고 집을 나선다. 영화 속에서나 가능한 장면이 첨단 기술의 발달로 조만간 현실이 될 것이라고 전문가들은 전망하고 있다. 다양한 스마트 기기들이 증가하고 이것들이 하나로 통합해 운영되는 사물인터넷(IoT) 기술이 발달하면서 점점 편한 세상이 되고 있어서다. 그러나 편리한 삶 뒤에는 중요하게 해결해야 할 문제가 있다. 바로 기기를 작동시키기 위한 배터리 문제다.# 올해 5월은 기상청이 1973년 전국 단위 기상관측을 시작한 이래 가장 더운 5월로 기록됐다. 지난 5월 전국 평균기온은 18.7도로 평년(17.2도)보다 1.5도 높았으며 이런 5월 최고 평년기온 기록은 2014년부터 해마다 경신되고 있다. 5월 말이 되면 30도가 넘는 폭염이 발생하는 것이 당연하게 받아들여질 정도로 한반도의 여름은 빨라지고 있다. 지구온난화로 인한 더운 여름, 추운 겨울이 잦아지면서 전력 사용량도 늘고 있다. 특히 갑작스러운 전력수요 증가로 인해 발생할 수 있는 대규모 정전 사태인 ‘블랙아웃’은 걱정거리가 되고 있다. 근본적인 원인은 지구온난화로 인한 기후변화라는 데 공감하고 많은 나라들이 석유, 석탄 같은 화석연료 중심 에너지 시스템을 바꾸기 위한 대안으로 원자력에 주목했다. 잦은 국제유가 불안정도 안정적으로 에너지를 공급할 수 있는 원자력을 현실적 대안으로 부상하게 만들었다. 그러나 2011년 일본 후쿠시마 원전사고 이후 대중의 방사능 안전에 대한 우려 때문에 원전 증설에 선뜻 나서지 못하고 있다. 국내에서도 새 정부가 들어서면서 ‘탈(脫)원전’이 뜨거운 이슈로 부상했다.이런 두 가지 장면의 교차는 과학계로 하여금 ‘에너지 하베스팅’, 이른바 ‘에너지 수확’ 기술에 주목하게 만들었다. 에너지 하베스팅 기술은 ‘꺼진 불도 다시 보자’는 불조심 구호처럼 ‘다 쓴 에너지도 다시 보는’ 기술이다. 단순히 에너지 사용을 줄이고 절약하는 것이 아니라 버려지는 에너지를 모아서 다시 사용 가능한 에너지원으로 만드는 기술이다. 이 때문에 에너지 하베스팅은 2015년 미국 MIT 공대의 ‘미래 10대 유망기술’, 미국 과학잡지 파퓰러 사이언스의 ‘세계를 뒤흔들 45가지 혁신 기술’로 선정된 이후 매년 주목할 만한 기술 중 하나로 꼽히고 있다. 에너지 하베스팅 기술의 개념은 비교적 간단하다. 여름철에 많이 사용하는 선풍기는 전기에너지를 운동에너지로 바꿔 날개를 회전시켜 시원한 바람을 만든다. 선풍기가 돌아가면서 소음과 진동, 열이 발생하는데 이것들은 풍력에너지 이외에 사실상 버려지는 에너지다. 자동차 역시 휘발유나 디젤, 액화천연가스(LNG) 같은 화석에너지가 운동에너지로 전환되면서 움직이는데 이 과정에서도 사용되지 않고 사라지는 에너지가 상당하다. 사람은 음식을 먹고 얻은 화학에너지를 활동에너지로 바꾸는데 하루 종일의 생활을 모두 전기에너지로도 바꿀 수도 있다. 일단 체온을 모두 모으면 116W(와트), 잠 잘 때 75W, 책을 보거나 가벼운 운동을 할 때 19W, 심한 운동을 하거나 어려운 일을 할 때 700W 등 하루 종일 사람이 만들어 내는 에너지는 1090~1100W 정도로 알려져 있다. 이 정도의 에너지는 전구 18개를 켤 수 있다. 이처럼 우리가 의식하지 못하는 사이에 사라지는 에너지를 잘 모아 재활용할 수 있도록 하는 것이 에너지 하베스팅 기술이다. 처음에는 전기 공급이 어려운 오지에 있는 장비나 우리가 일상생활에서 자주 사용되는 소형 전자장비를 배터리 교체 없이 지속적으로 작동시킬 수 있는 방법으로 탄생한 개념이다.에너지 하베스팅은 에너지를 얻기 위해 사용되는 방법과 소자에 따라 다양하게 구분된다. 대표적인 기술은 ▲압전 방식 ▲열전 방식 ▲전자기유도 방식 ▲광전 방식이다. 에너지 하베스팅 기술로 가장 먼저 개발된 것은 광전 방식이다. 빛을 전기에너지로 전환시키는 이 방식은 1954년 미국 벨 연구소가 에너지 하베스팅 개념을 처음 만들었을 때 나온 기술이다. 이 방식은 알베르트 아인슈타인이 처음 발견한 광전효과를 이용한 것이다. 금속이 고에너지 전자기파를 흡수하면 전자를 내보낸다는 광전효과를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 바로 태양전지 기술이다. 이 때문에 태양전지 기술은 에너지 하베스팅 기술인 동시에 신재생 에너지 기술로 분류된다. 현재 가장 많이 연구되고 있는 기술은 압전 방식이다. 1880년 프랑스 과학자 퀴리 형제가 발견한 압전 효과를 이용한 기술이다. 어떤 물질은 기계적 압력을 가하면 양전하와 음전하로 나뉘는 유전적 분극이 일어나면서 물질의 표면 전하밀도가 변해 전기가 흐르는 압전효과가 나타난다. 압전 방식의 에너지 하베스팅 기술은 ‘압전 소자’라는 장치에 압력을 가해 전기를 만들어 내는 에너지 생산방식이다. 프랑스의 다국적 기업인 슈나이더 일렉트릭이 2013년 프랑스 파리 마라톤대회에서 선보인 ‘페이브젠’이란 시스템이 대표적인 압전 방식의 에너지 하베스팅이다. 당시 슈나이더 일렉트릭은 파리 마라톤 결승지점 부근에 압전 타일 176개를 설치해 3만 7000명의 참가자들이 밟고 지나가면서 만든 전기를 축전지에 담아 인근 학교에서 사용할 수 있도록 했다. 또 일본 도쿄역 개찰구 바닥에도 압전 소자가 설치돼 승객들이 밟을 때 생기는 압력과 진동을 전기에너지로 바꿔 개찰구의 각종 전기기기를 작동시키고 있다. 리모컨이나 스위치 같은 소형 전자기기에 압전 소자를 설치하면 압력 에너지가 전기 에너지로 전환되면서 TV나 오디오, 에어컨 등을 작동시킬 수 있게 된다. 건전지가 필요 없는 리모컨이 가능하다는 것이다. 열전 방식은 버려지는 폐열에서 전기를 얻는 기술이다. 금속 같은 전도체에서 한쪽에 열을 가하면 다른 부분과 온도 차가 생기면서 전기가 발생하는 열전 현상을 이용하는 것이다. 자동차 엔진이나 각종 전자제품 속 전기 기판에서는 쓸모없는 열이 발생하는데, 여기에 열전 소자를 설치하면 전력을 얻을 수 있게 된다. 지난해 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단에서는 사람의 체온으로 전기를 만들어 각종 웨어러블 기기를 충전할 수 있는 열전 소재를 개발하기도 했다. 또 카이스트 전기및전자공학과 연구진은 가로, 세로 각각 10㎝ 크기의 밴드형 열전 소자를 개발해 외부 기온과 체온과의 차이에서 발생하는 열을 이용해 반도체 칩을 구동할 수 있는 약 40mW(밀리와트)의 전력을 생산할 수 있게 했다. 윗옷 크기로 만들면 약 2W의 전력을 만들 수 있기 때문에 휴대전화 사용도 가능하다. 전기가 자기장을 발생시키고, 자기장이 전기를 발생시킬 수 있다는 전자기 유도법칙을 이용한 에너지 하베스팅도 주목받고 있는 기술 중 하나다. 전자기 방식은 미세발전기를 만들어 진동 같은 주기적인 움직임이 발생하는 기계 장치에 설치해 자기변화를 이끌어 내 전기를 발생시킨다. 배터리 없이 사람이 팔을 앞뒤로 흔드는 진동으로만 시계를 작동시키는 ‘오토매틱’ 시계가 전자기 방식을 이용한 에너지 하베스팅 기기다. 이 밖에도 전파를 이용한 RF(radio frequency) 방식과 식물 플랑크톤 같은 미세조류의 신진대사 에너지를 활용하는 방식 등 다양한 에너지 하베스팅이 연구되고 있다. 에너지 하베스팅 기술 연구는 유럽과 미국을 중심으로 활발히 연구되고 있다. 영국 시장조사기관인 아이디테크엑스(IDTechEx)는 전 세계 에너지 하베스팅 시장 규모가 2022년 52억 8070만 달러(약 5조 8932억원)에 달할 것으로 전망했다. 전문가들은 “에너지 하베스팅 기술은 스마트시티나 IoT 활성화를 위해 반드시 필요한 기술”이라며 “미세한 주변 환경의 변화를 감지해 에너지 전환 효율을 높이는 것이 가장 우선 해결해야 할 문제”라고 지적한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 9월 11일 밤 경북 경주에 규모 5.8의 강진이 발생했다.지난 15일에는 경주 인근인 포항에서 규모 5.4의 강진이 일어나 16일 오전 기준 이재민 1536명, 부상자 62명의 피해가 발생했다. 1년 사이에 두 차례나 강진이 발생하면서 한반도도 더이상 안전지대가 아니라는 말이 사실로 확인됐다. 전문가들은 이번 포항지진은 2011년 3월에 발생한 동일본 대지진, 지난해 발생한 경주지진의 연속선상에서 봐야 한다고 입을 모으고 있다. 올초 일본 해양연구개발기구 연구진은 동일본 대지진으로 미야기현 앞바다 약 200㎞에 있는 일본해구 부근 단층이 62~65m가량 어긋나 튀어올랐다고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다. 동일본 대지진으로 일본 본토 지각은 동쪽으로 2.4m 이동했고, 한반도 역시 1~5㎝ 이동한 것으로 조사됐다. 전문가들은 이렇게 동아시아 지역의 지각이 변화함으로써 한반도 지각도 전체적으로 약화, 교란현상을 겪으며 지진을 유발시키는 힘인 응력이 약한 곳으로 터져나오고 있다고 보고 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “동일본 대지진의 영향으로 한반도에서 지진발생 빈도가 급증하는 가운데 터져 나온 것이 경주지진”이라며 “경주지진이 발생한 지점으로부터 북동, 남서방향으로 경주지진에 의해 배출된 에너지가 누적됐다가 이번에 포항지진을 유발한 것”이라고 설명했다. 홍 교수는 포항지진에서 배출된 에너지가 다시 북동, 남서방향으로 누적되고 있기 때문에 경주와 포항지역 사이에서 또 다른 강진이 일어날 가능성이 커졌다고 전망했다.현재는 경주나 포항 등 한반도 동남쪽에서 큰 지진이 발생하고 있지만 한반도 지각 전체가 약화돼 있는 상태이고 역사지진을 보더라도 서울, 경기지역과 충청도 지역도 안심할 수는 없다고 전문가들은 입을 모으고 있다. 선창국 한국지질자원연구원 국토지질연구본부장은 “2014년 충남 태안군 서격렬비도 서북서쪽 100㎞ 해역에서 규모 5.1의 강진이 발생한 것에서도 볼 수 있듯이 충청권이나 수도권 일대에서도 포항지진과 비슷하거나 규모 6.0에 가까운 지진이 발생할 가능성은 열어두고 봐야한다”고 설명했다. 우려되는 점은 이번 포항지진에서와 마찬가지로 인구가 집중돼 있고 내진설계가 돼 있지 않은 건물들이 여전히 많은 서울과 수도권에서 규모 5.0 이상의 지진이 지하 5㎞의 얕은 지점에서 발생할 경우 피해는 예상하기 힘들다고 전문가들은 지적하고 있다.조선왕조실록에서는 중종 13년(1518년) 한양에서 규모 6.0으로 환산되는 지진이 발생해 민가가 무너지고 왕의 의자인 용상까지 흔들렸던 것으로 기록돼 있기도 하다. 강태섭 부경대 지구환경과학과 교수는 “조선 초인 1400년대부터 조선 후기인 1800년대까지 1900여 회의 크고 작은 지진이 발생했으며 규모 7.0에 가까운 지진도 있었던 것으로 보인다”라며 “20세기 들어서서 한반도에 지진이 잦아지면서 지진 안전지대라는 인식이 있어왔는데 그동안 꾸준히 누적된 응력이 언제 어디서 폭발할지 모른다”고 말했다. 전문가들은 규모 7.0 이상의 지진의 발생 가능성에 대해서는 규모 6.0~6.5 정도의 강진은 가능하겠지만 규모 7.0 이상의 지진발생 가능성은 희박한 것으로 보고 있다. 선창국 본부장은 “역사기록을 근거로 규모 7.0 이상 지진 발생을 이야기하기도 하지만 불확실한 기록을 근거로 현대의 기준으로 해석하는 것이기 때문에 학자들마다 예측치가 다를 수 있다”고 전제하고 “규모 7.0 이상의 지진이 발생하기 위해서는 단층면의 길이가 30~40㎞ 정도가 깨져야 하는데 한반도에 있는 단층 중에서는 그 정도의 길이를 가진 단층이 없다”고 설명했다. 한편 이번 포항지진이 지열발전소 때문에 발생했을 수 있다는 일부의 주장에 대해 전문가들은 “지열발전소로 인해 규모 2.0 이하의 작은 지진이 발생할 가능성은 있지만 이번 포항지진과 같은 큰 규모의 지진이 발생한 적은 아직 학계에 보고된 바 없다”고 일축했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학기자들이 선정한 올해의 과학자로 지난 10월 작고한 면역학 분야 대가인 찰스 서 기초과학연구원(IBS) 면역미생물공생연구단장과 올해 노벨물리학상을 수상한 중력파 연구에 참여한 과학자들로 구성된 한국중력파연구협력단, 초신성 폭발 같은 초기 우주를 연구하는 임명신 서울대 물리천문학부 교수가 선정됐다.한국과학기자협회(회장 김진두)는 이들을 포함해 ‘과학언론인상’, ‘과학홍보인상’ 수상자들을 15일 발표했다. 올해의 과학자상을 수상한 찰스 서(55세, 한국명 서동철) 단장은 면역세포인 T세포의 탄생, 성장, 소멸과 관련된 과정을 규명한 논문을 잇따라 발표하면서 면역학 권위자로 인정받았다. 흉선에서 만든 T세포 중 99%가 죽고 1%만 살아남아 외부 병원균과 싸운다는 사실도 세계 최초로 밝혀내기도 했다. 서 단장은 지난 10월 7일 미국 샌디에이고의 한 병원에서 대장암 때문에 별세했다. 협회에서는 올해 처음 과학대중화와 과학문화 확산에 일조한 출판인을 선정했다. 올해는 130여종의 교양과학도서를 출판하고 하반기에 성인을 위한 과학잡지 ‘메이커스, 어른의 과학’을 창간하는 등 최근 과학잡지 열풍을 일으키고 ‘한국과학문학상 공모전’을 운영하는 등 언론과는 또다른 분야에서 과학문화 확산에 기여한 한성봉 동아시아출판 대표가 선정됐다. 대한민국과학기자상에는 과학분야의 다양한 이슈에 대해 심층분석과 대안을 제시하는 등 오래 과학기술 분야를 취재해 온 정종오 아시아경제 정보과학부 차장, 대한민국의학기자상에는 조민규 쿠키뉴스 기자가 각각 선정됐다. 또 2017년 하반기 한국의과학기사상는 과학부문은 핵무기 재앙에 대한 분석기사, 가난이 인간의 뇌를 바꾼다 등 신선한 주제발굴과 기획으로 좋은 평가를 받은 매일경제 원호섭 과학기술부 기자가, 의학부문은 권선미 중앙일보 플러스 기자에게 돌아갔다.한편 과학의학분야 취재 활성화와 보도 확대에 기여한 공로로 시상하는 과학홍보인상에는 김한기 한국연구재단 홍보실장, 김유숙 한국애브비 홍보대외협력 상무, 조성준 한국병원홍보협회 회장, 이종우 한국생명공학연구원 홍보협력실장이 선정됐다. 김진두 과학기자협회 회장은 “올해는 역대 최대 경쟁률을 보여 각 분야별로 수상자 선정에 큰 어려움을 겪었다”며 “좋은 기획과 적극적인 취재활동을 하는 기자들에게 힘이 되고, 모범이 되는 상으로 더욱 발전시키고 개선시켜나갈 것”이라고 말했다. 김 회장은 “특히 과학출판은 과학저널리즘의 또 다른 형태라는 판단에 올해 처음 수상자를 선정했지만 첫 해다 보니 과학출판인상이 아닌 과학홍보인상에 포함시켜 시상했다”며 “내년부터는 과학출판인상을 따로 분리해 운영할 계획”이라고 밝혔다. 대한민국과학/의학 기자상에는 상금 500만원, 올해의 과학자상과 하반기 한국의학과기사상은 상금 300만원, 과학홍보상은 상금 100만원과 각각 상패가 수여된다. 시상식은 오는 24일 오후 6시부터 서울 태평로 코리아나호텔에서 열리는 ‘2017과학언론의 밤’ 행사에서 거행될 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■고용노동부 ◇실장급 고위공무원 승진△중앙노동위원회 상임위원 이수영△서울지방노동위원회 위원장 조병기◇국장급 고위공무원 전보△직업능력정책국장 김영국△근로기준정책관 김왕△중부지방고용노동청장 정형우 ■해양수산부 ◇국장급 전보△어업자원정책관 최완현△해사안전국장 오운열△항만국장 임현철△부산지방해양수산청장 박광열△인천지방해양수산청장 최준욱 ■산림청 ◇과장급△기획재정담당관 임하수△사유림경영소득과장 안병기△산지정책과장 정종근△수목원조성사업단 시설과장 윤차규 ■한국기초과학지원연구원(KBSI) △연구장비개발본부 광분석장비개발연구부장 김건희 ■한국생명공학연구원 △국가영장류센터장 진영배△영장류자원지원센터장 김지수 ■금호타이어◇신규 선임△부사장 조재석 전대진◇승진△전무 최해억 주경태△상무 김병근 안재성 정종원 백훈선 김용성 김영관 ■현대중공업그룹 ◇사장 승진△현대일렉트릭&에너지시스템 주영걸△현대건설기계 공기영◇부사장 승진△현대글로벌서비스 안광헌△현대중공업 정기선 정명림△현대건설기계 강철호◇전무 승진△현대중공업 심왕보◇대표이사 내정△현대힘스 상무 오세광

1940년 11월 7일 오전 11시 미국 서부 워싱턴주 타코마 다리가 처음에는 위아래로 출렁이기 시작해 결국 꽈배기처럼 꼬이더니 중간에서 끊어져 버리는 사고가 발생했다.타코마와 킷샙 반도를 잇는 타코마 다리는 당시 세계에서 세 번째로 긴 현수교로 초속 60m의 바람에도 견딜 수 있도록 설계됐다고 해서 미국 공학기술의 자랑처럼 여겨졌다. 그런데 초속 19m의 바람에 개통 4개월 만에 힘없이 무너졌다. 타코마 다리는 다리 판을 얇고 가벼운 강판으로 만들어 케이블로 연결한 현수교로 강풍에도 견딜 수 있게 설계됐다. 얇은 강판을 사용했기 때문에 개통 당시부터 유난히 흔들림이 심해 ‘널뛰는 다리’라는 별명이 붙을 정도였다. 바람이 조금이라도 불면 다리가 출렁거려 다리를 건너는 사람들은 배멀미를 하기도 했다. 교량 설계자들은 다리를 설계할 때 강한 바람에는 견딜 수 있도록 했지만 진동에너지에 대해서는 고려하지 못한 것이다. 결국 바람이 불면서 구조물이 견디지 못할 정도로 진동이 강해지면서 ‘공탄성(空彈性) 플러터’ 현상으로 다리가 비틀리면서 부러져 버렸다. 고속으로 비행할 때 비행기의 양 날개가 떨리는 것도 공탄성 플러터 현상이다. 비행기를 설계할 때 공탄성 플러터 현상을 고려하지 않게 되면 고속 비행 중간에 날개가 부러져 치명적인 사고를 유발할 수 있다.그런데 최근 영국 런던에 있는 명물인 ‘밀레니엄 다리’ 역시 보행자들의 걸음으로 인한 공진 현상을 고려해 보완 공사를 하지 않는다면 위험할 수 있다는 지적이 나왔다. 세인트폴 대성당과 테이트모던 미술관을 잇는 밀레니엄 다리는 2000년 여름 영국 정부와 런던시가 새 천년을 기념하기 위해 개통한 것으로 관광 명소로 주목받고 있다. 미국 조지아주립대 수학과, 통계학 및 신경과학연구소, 러시아 볼가국립대 수학과, 니지니 노브고르드 로바쳅스키 국립대 통제이론학과 공동연구진은 하루에 2000명가량이 오가는 밀레니엄 다리에 공진 현상 때문에 구조적 문제가 발생할 가능성이 크다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 10일자에 발표했다. 1831년 영국 맨체스터의 브로턴 다리도 군인들이 발을 맞춰 지나가는 도중에 힘없이 무너지는 일이 벌어지기도 했다. 2011년 7월 서울 광진구 구의동 39층 테크노마트 건물 고층부에서 흔들림 현상이 나타난 것도 12층 운동시설에서 사람들이 ‘태보운동’을 하면서 나타난 공진 현상 때문일 것이라는 분석 결과가 나온 바 있다. 밀레니엄 다리도 개통 당일 다리를 건너기 위해 엄청난 시민들이 몰려들면서 극심하게 흔들려 개통 사흘 만에 폐쇄된 바 있다. 개통 당시처럼 사람들이 몰려드는 것은 아니지만 지금과 같이 운영할 경우는 큰 사고가 발생할 수 있다는 것이다. 공학자들은 모든 교량은 자동차와 사람, 다리 사이를 지나는 바람으로 조금씩 움직임이 있을 수 있다고 가정하고 있다. 건축물 고유의 진동수가 사람들의 걸음의 진동수와 일치하는 공진 현상이 발생하면 진동에너지가 증폭되면서 위험한 수준에 이를 수 있지만 설계 시 진동수가 일치하는 정확한 임계점에 대한 고려는 많지 않은 것이 사실이다. 연구팀은 복잡한 수학적 모델을 이용해 밀레니엄 다리를 비롯한 각종 교량의 흔들림이 공진 현상의 일종인 ‘위상동기’(phase-locking) 원리 때문에 발생한다는 사실을 발견했다. 이를 바탕으로 밀레니엄 다리를 한 번에 건너는 사람들의 임계값이 165명이라는 것을 밝혀냈다. 통행인원이 165명을 넘을 경우는 다리가 심하게 요동칠 수 있다는 설명이다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해서는 다리가 출렁일 경우 각 보행자의 보행 패턴을 바꿔 주거나 다리의 상판을 좀더 무겁게 만들거나 유동성을 줄이는 재료로 보완공사를 할 필요가 있다고 조언했다. 이고르 벨야크 조지아주립대 수학과 교수는 “영국 브리스톨에 있는 클리프턴 현수교처럼 정부나 지방자치단체들은 대규모 행사 때 많은 사람이나 차량이 한꺼번에 다리를 건너도록 하는 것은 제한할 필요가 있다”며 “연구자들의 경우 교량에 대해 연구하면 할수록 다리 건너는 것을 꺼리고 불편하게 여기는 것이 사실”이라고 말하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구온난화와 기후변화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소를 쓸모 있는 메탄연료로 바꿔주는 광촉매 기술을 국내연구진이 개발했다.카이스트 화학과 송현준 교수와 목포대 남기민 교수 공동연구팀은 탄산수에 포함된 이산화탄소를 태양광을 이용해 99% 순도의 메탄연료로 변환시키는 금속산화물 광나노촉매를 개발하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7일자에 실렸다. 태양광은 차세대 에너지 원으로 주목받고 있지만 날씨의 영향을 많이 받는다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 과학자들이 태양광 에너지를 메탄이나 바이오 연료 등 화학에너지로 직접 변환해 저장이나 이용측면에서 용이하게 만드는 연구를 진행 중에 있다. 특히 태양광으로 이산화탄소를 쓸모있는 연료로 변환시키는 기술이 주목받고 있는데 이산화탄소는 매우 안정적인 물질이기 때문에 변환이 쉽지 않다. 연구팀은 선크림에 주로 쓰이는 아연산화물 나노입자를 합성한 뒤 표면에 구리산화물을 단결정으로 성장시켜 콜로이드 형태의 아연-구리산화물 혼성 나노구조체를 만들었다.구리산화물은 빛을 받으면 높은 에너지를 가진 전자를 만들어 탄산수에 녹아있는 이산화탄소를 메탄으로 손쉽게 바꿔주는 역할을 한다. 아연산화물도 빛을 받으면 전자를 만들어 구리산화물로 전달해주기 때문에 나뭇잎에서 일어나는 광합성현상과 유사한 원리로 반응시간을 오래 유지할 수도 있다는 장점이 있다. 일반적으로 수용액에서 반응실험을 할 경우 이산화탄소에서 99%의 순수한 메탄을 얻을 수 있다. 송현준 교수는 “태양광을 이용한 이산화탄소의 직접 변환 반응의 상용화에는 많은 시간이 필요하지만 이번 연구에서처럼 나노 수준의 촉매 구조의 정밀한 조절은 광촉매 반응의 효율과 시간을 단축시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr