모기로 인해 전염되는 지카 바이러스로 전 세계에 비상사태가 선포된 가운데, 역시 모기로 인해 감염되는 말라리아에 대한 위험 역시 높아지고 있다. 말라리아에 대한 백신은 없지만 예방약은 존재하며, 말라리아에 걸렸을 경우에 사용되는 치료약도 있긴 하나, 이 치료제에 내성을 보이는 환자의 경우 치료할 방법이 없는 상황이다. 이와 관련해 미국 스탠포드대학교, 캘리포니아대학교, 영국 의료연구위원회, 호주 멜버른대학 공동 연구진은 기존 말라리아 치료제에 내성을 보이는 환자에게도 효과가 있는 ‘스마트 치료제’가 곧 선보일 수 있을 것이라고 밝혔다. 연구를 이끈 멜버른대학의 린 틸레이 교수는 “첨단 기술을 이용한 이 치료제는 기존 치료제나 바이러스의 내성에도 효과가 나타나도록 하기 위해 모기의 단백질분해효소복합체(프로테아좀)를 중점적으로 공격한다”고 설명했다. 기존 치료제에 내성을 가진 말라리아모기는 일반적으로 이 단백질분해효소복합체를 이용해 바이러스를 전염시킨다. 때문에 말라리아모기의 단백질분해효소복합체를 공략할 수 있는 성분을 이용해 치료제 혹은 예방약을 만들면, 현재의 감염자 수와 위험을 눈에 띄게 낮출 수 있다는 것이 공동 연구진의 설명이다. 현재 스탠포드대학 연구진은 말라리아모기에게서 단백질분해효소복합체를 추출한 뒤 수많은 단백질 서열에 적용해 억제 반응을 보이는 단백질 서열을 찾는 연구를 진행하고 있다. 현재까지 쥐 실험을 이용해 찾은 특정 단백질 억제제의 구조는 영국 의료연구위원회 연구진이 단일-입자 냉동전자현미경을 이용해 분석한다. 단일-입자 냉동전자현미경은 나노입자나 원자, 미립자까지 볼 수 있는 최첨단 현미경으로, 이러한 기술이 제약연구에 도입된 것은 이번이 처음이다. 린 틸레이 교수는 “위의 과정을 통해 만들어진 시험용 치료제를 내성이 있는 말라리아 바이러스에 감염된 혈액에 주입한 결과 상태가 호전되는 효과가 나타났다”면서 “다만 사람의 단백질분해효소복합체에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 추가 연구가 필요한 상황”이라고 설명했다. 이어 “현재 일본과 스위스의 제약회사와 연구진까지 합류해 인체에 해가 없는 억제제를 개발하고 있다”면서 “효과적이고 안정적인 말라리아치료제가 완성되면 아시아시장에 먼저 보급될 것”이라고 덧붙였다. 한편 매년 전 세계에서 말라리아로 목숨을 잃는 어린이는 45만 명, 감염자 수만 매년 1억 명에 달하며 치사율은 2~10%로 높은 편이다. 아프리카 등 열대와 아열대 지역에서는 해마다 2000만 명이 말라리아에 감염, 65만 명이 사망하는 것으로 알려져 있다. 사진=포토리아　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

모기로 인해 전염되는 지카 바이러스로 전 세계에 비상사태가 선포된 가운데, 역시 모기로 인해 감염되는 말라리아에 대한 위험 역시 높아지고 있다. 말라리아에 대한 백신은 없지만 예방약은 존재하며, 말라리아에 걸렸을 경우에 사용되는 치료약도 있긴 하나, 이 치료제에 내성을 보이는 환자의 경우 치료할 방법이 없는 상황이다. 이와 관련해 미국 스탠포드대학교, 캘리포니아대학교, 영국 의료연구위원회, 호주 멜버른대학 공동 연구진은 기존 말라리아 치료제에 내성을 보이는 환자에게도 효과가 있는 ‘스마트 치료제’가 곧 선보일 수 있을 것이라고 밝혔다. 연구를 이끈 멜버른대학의 린 틸레이 교수는 “첨단 기술을 이용한 이 치료제는 기존 치료제나 바이러스의 내성에도 효과가 나타나도록 하기 위해 모기의 단백질분해효소복합체(프로테아좀)를 중점적으로 공격한다”고 설명했다. 기존 치료제에 내성을 가진 말라리아모기는 일반적으로 이 단백질분해효소복합체를 이용해 바이러스를 전염시킨다. 때문에 말라리아모기의 단백질분해효소복합체를 공략할 수 있는 성분을 이용해 치료제 혹은 예방약을 만들면, 현재의 감염자 수와 위험을 눈에 띄게 낮출 수 있다는 것이 공동 연구진의 설명이다. 현재 스탠포드대학 연구진은 말라리아모기에게서 단백질분해효소복합체를 추출한 뒤 수많은 단백질 서열에 적용해 억제 반응을 보이는 단백질 서열을 찾는 연구를 진행하고 있다. 현재까지 쥐 실험을 이용해 찾은 특정 단백질 억제제의 구조는 영국 의료연구위원회 연구진이 단일-입자 냉동전자현미경을 이용해 분석한다. 단일-입자 냉동전자현미경은 나노입자나 원자, 미립자까지 볼 수 있는 최첨단 현미경으로, 이러한 기술이 제약연구에 도입된 것은 이번이 처음이다. 린 틸레이 교수는 “위의 과정을 통해 만들어진 시험용 치료제를 내성이 있는 말라리아 바이러스에 감염된 혈액에 주입한 결과 상태가 호전되는 효과가 나타났다”면서 “다만 사람의 단백질분해효소복합체에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 추가 연구가 필요한 상황”이라고 설명했다. 이어 “현재 일본과 스위스의 제약회사와 연구진까지 합류해 인체에 해가 없는 억제제를 개발하고 있다”면서 “효과적이고 안정적인 말라리아치료제가 완성되면 아시아시장에 먼저 보급될 것”이라고 덧붙였다. 한편 매년 전 세계에서 말라리아로 목숨을 잃는 어린이는 45만 명, 감염자 수만 매년 1억 명에 달하며 치사율은 2~10%로 높은 편이다. 아프리카 등 열대와 아열대 지역에서는 해마다 2000만 명이 말라리아에 감염, 65만 명이 사망하는 것으로 알려져 있다. 사진=포토리아　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

대구시가 기초의과학 분야 연구에 집중 투자한다. 시는 기초의과학연구센터(MRC) 5곳에 544억원을 투자해 신약 개발을 지원한다고 14일 밝혔다. MRC는 기초의과학 부문 연구와 함께 치료제 개발, 차세대 창의·융합 인재 양성을 하는 곳이다. 대구에는 경북대 두개안면 기능장애 연구센터·종양 이형성 및 네트워크 제어 연구센터와 계명대 비만 매개질환 연구센터, 영남대 스마트에이징 융복합연구센터, 대구한의대 방제과학 글로벌 연구센터가 있다. 대구시는 연구센터 5곳에 국비 350억원과 시비 40억원, 기타 154억원을 투자해 첨단의료복합단지 신약개발지원센터와 함께 신약 개발에 집중하도록 할 계획이다. 두개안면 기능장애 연구센터는 두개안면 간질과 통증에 대한 외부 자극을 조절, 억제하는 화학물질을 개발 중이다. 종양 이형성 및 네트워크 제어 연구센터는 항암치료제 부작용(백혈구 감소, 탈모, 구토 등)을 줄이는 연구를 하고 종양에 대해 표적지향성 약물전달기술(나노입자)을 개발하고 있다. 비만 매개질환 연구센터는 녹차 추출물을 활용해 부작용이 없는 당뇨병 예방 및 치료제를 개발해 임상시험을 협의 중이다. 현재 시판하는 당뇨병 치료제는 대부분 소화불량, 설사, 복통 등의 부작용이 있다. 스마트에이징 융복합연구센터는 혈관 노화 질환 진단법과 치료법을 개발해 상용화를 추진하고 있다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

대구시가 기초의과학분야 연구에 집중 투자한다. 시는 기초의과학연구센터(MRC) 5곳에 544억원을 투자해 신약 개발을 지원한다고 14일 밝혔다. MRC는 기초의과학 부문 연구와 함께 치료제를 개발하고, 차세대 창의·융합 인재를 양성하는 곳이다. 대구에는 경북대 두개안면 기능장애 연구센터·종양 이형성 및 네트워크 제어 연구센터와 계명대 비만 매개질환 연구센터, 영남대 스마트에이징 융복합연구센터, 대구한의대 방제과학 글로벌 연구센터가 있다. 대구시는 연구센터 5곳에 국비 350억원과 시비 40억원, 기타 154억원을 투자해 첨단의료복합단지 신약개발지원센터와 함께 신약 개발에 집중하도록 할 계획이다. 두개안면 기능장애 연구센터는 두개안면 간질과 통증에 외부 자극을 조절·억제하는 화학물질을 개발 중이다. 종양 이형성 및 네트워크 제어 연구센터는 항암치료제 부작용(백혈구 감소, 탈모, 구토 등)을 줄이는 연구를 하고 종양에 대해 표적지향성 약물전달기술(나노입자)을 개발하고 있다. 비만 매개질환 연구센터는 녹차 추출물을 활용해 부작용이 없는 당뇨병 예방 및 치료제를 개발해 임상시험을 협의 중이다. 현재 시판하는 당뇨병 치료제는 대부분 소화불량, 설사, 복통 등 부작용이 있다. 스마트에이징 융복합연구센터는 혈관 노화질환 진단법과 치료법을 개발해 상용화를 추진하고 있다. 방제과학 글로벌 연구센터는 한방 약제를 이용해 간 조직 손상을 줄이고 간 기능을 정상화하는 치료제와 비만성 당뇨병·합병증 치료제를 개발 중이다. 대구시 관계자는 “기초의과학연구센터가 제약기업, 첨단의료복합단지와 연계해 바이오 신약을 개발할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 맥주를 만들거나 빵을 숙성시킬 때 반드시 필요한 미생물인 효모를 암 치료에 활용하는 기술을 개발했다. 전상용(왼쪽) 카이스트 생명과학과 교수와 전영수(오른쪽) 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 교수 공동연구팀은 효모에 항암제를 실어 암세포에 정확히 전달함으로써 항암치료 효과를 높일 수 있는 원천기술을 개발하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 자연과학분야 국제학술지 ‘미국학술원회보’(PNSA) 온라인판 최신호에 실렸다. 최근 탈모나 구역질, 빈혈 등 각종 항암치료 부작용은 줄이고 효과는 높이기 위해 표적형 약물전달시스템에 대한 연구가 활발하다. 문제는 현재 나온 약물전달시스템 대부분은 고분자 물질이나 무기 나노입자 같은 인공소재이기 때문에 암세포 도달률도 낮고 암 치료 후에도 몸속에 남아 독성을 유발할 수 있다는 점이다. 연구팀은 인체에 무해한 효모 속 세포물질인 ‘액포’를 항암제 전달 소재로 활용하기 위해 유전자 변형을 시켰다. 효모의 액포가 유방암에만 결합될 수 있도록 만든 것이다. 연구진은 유전자 변형된 액포를 직경 100㎚(나노미터) 크기로 잘게 쪼갠 뒤 유방암 치료제로 쓰이는 독소루비신이라는 물질을 결합시켰다. 이렇게 만들어진 독소루비신-액포 전달물질은 동물의 세포막 성분과 비슷해 암 세포에 쉽게 결합할 수 있다. 연구팀은 이번에 만든 효모액포 약물전달시스템으로 생쥐실험을 한 결과 기존 약물전달시스템보다 3배 이상 항암효과가 우수하다는 것을 밝혀냈다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현미경 없이는 결코 볼 수 없는 ‘세계에서 가장 작은 실물 사진’ 제작에 성공했다. 스위스 취리히공과대 연구진은 특별한 기술로 만든 잉크젯 프린터를 사용해 레티나 디스플레이의 1픽셀 정도에 해당하는 실물 사진을 출력하는 데 성공했다고 15일(현지시간) 밝혔다. ‘3D 나노드립’(3D NanoDrip)이라고 명명된 이 기술에는 평판디스플레이(FPD)에서 흔히 쓰이는 나노입자 ‘양자점’(퀀텀닷)이 사용됐다. 양자점은 입자 하나가 1나노미터 미만으로 매우 작은 발광성 나노입자다. 프린터로 출력한 세계에서 가장 작은 사진이라는 타이틀을 얻게 된 이 사진은 현미경으로만 볼 수 있다. 사진 크기는 인간 머리카락 한 올의 단면적에 해당하는 0.0092mm²밖에 되지 않는다. 실제 사진을 확대해보면 ‘니모’로 유명한 물고기 흰동가리 3마리가 공생 관계에 있는 말미잘 곁에서 노니는 모습을 볼 수 있다. 흰동가리의 크기가 약 10cm에 달하는 것을 고려하면, 사진 속 물고기의 크기는 30µm(마이크로미터)로, 3333분의 1에 해당할 만큼 작다고 한다. 또한 연구진은 해상도가 2만 5000DPI(디피아이, 1인치 면적 안에 표시할 수 있는 점의 수)에 해당하는 적(R)·녹(G)·청(B)색의 3색 양자점을 사용해 ‘24비트 색상 심도’를 지원했다고 밝혔다. 이는 총 1677만7216가지의 색상으로 나타낼 수 있다는 것. 이번 기술적 성과는 전자와 광학 분야에서 나노 구조 소재의 새로운 응용을 강조할 것이라고 연구진은 설명했다. 사진=스위스 취리히공과대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

현미경 없이는 결코 볼 수 없는 ‘세계에서 가장 작은 실물 사진’ 제작에 성공했다. 스위스 취리히공과대 연구진은 특별한 기술로 만든 잉크젯 프린터를 사용해 레티나 디스플레이의 1픽셀 정도에 해당하는 실물 사진을 출력하는 데 성공했다고 15일(현지시간) 밝혔다. ‘3D 나노드립’(3D NanoDrip)이라고 명명된 이 기술에는 평판디스플레이(FPD)에서 흔히 쓰이는 나노입자 ‘양자점’(퀀텀닷)이 사용됐다. 양자점은 입자 하나가 1나노미터 미만으로 매우 작은 발광성 나노입자다. 프린터로 출력한 세계에서 가장 작은 사진이라는 타이틀을 얻게 된 이 사진은 현미경으로만 볼 수 있다. 사진 크기는 인간 머리카락 한 올의 단면적에 해당하는 0.0092mm²밖에 되지 않는다. 실제 사진을 확대해보면 ‘니모’로 유명한 물고기 흰동가리 3마리가 공생 관계에 있는 말미잘 곁에서 노니는 모습을 볼 수 있다. 흰동가리의 크기가 약 10cm에 달하는 것을 고려하면, 사진 속 물고기의 크기는 30µm(마이크로미터)로, 3333분의 1에 해당할 만큼 작다고 한다. 또한 연구진은 해상도가 2만 5000DPI(디피아이, 1인치 면적 안에 표시할 수 있는 점의 수)에 해당하는 적(R)·녹(G)·청(B)색의 3색 양자점을 사용해 ‘24비트 색상 심도’를 지원했다고 밝혔다. 이는 총 1677만7216가지의 색상으로 나타낼 수 있다는 것. 이번 기술적 성과는 전자와 광학 분야에서 나노 구조 소재의 새로운 응용을 강조할 것이라고 연구진은 설명했다. 사진=스위스 취리히공과대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

●미래부, 산업수학 성과 발표회 미래창조과학부(장관 최양희)는 기업들이 산업 현장에서 직면하는 문제를 수학으로 해결하기 위해 지난 7월 시작한 ‘산업수학 점화프로그램’ 중간 성과 발표회를 오는 10일 서울 강남구 오크우드 프리미어 코엑스에서 연다. 이번 발표회에는 카이스트, 성균관대, 부산대, 서울대 등 8개 대학이 참가해 그동안의 성과와 내용, 향후 계획을 소개하고 과제 추진 과정에서 얻은 노하우와 정보를 공유한다. ●포스텍, 표적항암제 후보물질 개발 포스텍(총장 김도연) 화학과 임현석 교수팀은 대구경북 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터와 함께 암유발단백질로 알려진 ‘Skp2’ 단백질의 작동을 방해해 암세포를 효과적으로 없앨 수 있는 표적항암 후보물질을 개발했다. 이번 연구 성과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호에 발표됐다. 이번에 개발한 물질은 암세포 성장은 효과적으로 억제하지만, 정상세포에는 거의 영향을 미치지 않아 신개념의 항암제 개발이 가능할 것으로 예상된다. ●발전 성능 10배 높이는 연료전지 촉매 기초과학연구원(IBS·원장 김두철) 나노입자연구단 현택환(서울대 화학생물공학부 중견석좌교수) 단장팀은 기존 수소연료전지 촉매에 비해 발전 효율과 안정성은 높이고 제작비용은 절반으로 줄인 신개념 연료전지 촉매를 개발하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 ‘미국화학회지’ 최신호에 실렸다. 이번에 개발한 촉매는 기존 촉매에 비해 발전 성능이 10배 이상 향상됐으며 충전·방전을 1만회 이상 해도 성능 저하가 나타나지 않을 정도의 안정성도 확보했다.

신속하고 정확한 질병 진단이 가능한 차세대 의료 센서를 기존보다 간단하게 만들어낼 수 있는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 서강대 화공생명공학과 강태욱 교수와 미국 버클리대 공동연구진은 기존 제품들보다 정확성과 신속성에서 앞서는 차세대 질병진단 센서 제조 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 질병진단 센서는 내부에 들어가는 금속 나노입자들의 사이가 촘촘할수록 낮은 농도에서도 해당 물질을 신속하고 정확하게 찾아내 효율성을 높일 수 있다. 연구팀은 금속 나노입자에 규소 성분의 껍질을 입힌 뒤 작은 틈 하나 없이 빽빽하게 배열했다. 그 다음 화학물질로 씻어 규소 껍질만 벗겨내는 비교적 간단한 방법으로 머리카락 굵기 10만분의1 수준인 1~2나노미터(㎚) 간격의 금속센서를 만드는 데 성공했다. 이번에 개발된 물질은 물리적·광학적 특성이 우수해 질병진단 센서뿐만 아니라 광촉매나 광전지 개발에도 이용될 수 있을 것으로 전망된다. 강 교수는 “이번 연구 결과는 현재 연구실 실험 수준에 머물고 있는 초미세간극 금속 나노 소재의 개발과 응용에 돌파구를 마련한 것으로 나노바이오센서 분야의 실용화 시기를 앞당기는 데 도움이 될 것으로 생각한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 5월은 기상청이 1973년 전국 단위 관측을 시작한 이래 가장 더운 5월로 기록됐다. 이 때문에 한반도의 여름은 5월 말부터 시작된다고 봐야 한다는 전문가들도 있다. 여름이 일찍 시작되고 이상고온현상이 잦아지면서 갑작스러운 전력 수요 증가로 발생할 수 있는 ‘대규모 정전 사태’(블랙아웃)를 걱정하는 목소리도 벌써부터 나오고 있다. 실제로 2011년 9월에는 갑작스러운 이상고온으로 전력 수요가 폭증해 수도권 주요 지역에서 5시간 동안 정전되는 사태가 발생하기도 했다. 지구온난화로 인한 냉난방 수요의 증가로 발생할 수 있는 블랙아웃에 대한 걱정은 우리뿐만 아니라 많은 나라에서 걱정거리가 되고 있다. 각국 정부는 석유나 석탄 같은 화석연료 중심의 에너지 시스템이 지구온난화를 유발한다는 데 공감하고 원자력 에너지에 관심을 기울였다. 그러나 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 많은 나라들이 방사능 안전에 대한 우려로 원자력 에너지를 선뜻 늘리지 못하고 있는 상황이다. 이 때문에 주목받는 기술이 바로 에너지 수확 기술, 일명 ‘에너지 하비스팅’이다. 에너지 하비스팅은 미국 매사추세츠공과대(MIT)가 선정한 10대 유망 기술, 미국 과학잡지 파퓰러사이언스가 선정한 ‘세계를 뒤흔들 45가지 혁신 기술’로 꼽힌 바 있다. 올 초 한국과학기술기획평가원(KISTEP)의 ‘사회 격차를 줄일 10대 미래 유망 기술’에 포함되기도 했다. 에너지 하비스팅은 단순히 에너지 사용을 줄이고 절약하는 차원을 넘어 버려지는 에너지를 모아 다시 사용 가능한 에너지로 바꾸는 기술이다. 예를 들어 여름에 많이 쓰는 선풍기는 전기에너지를 운동에너지로 바꿔 시원한 바람을 일으킨다. 선풍기를 돌리면 날개가 회전하면서 소음과 진동, 열이 발생한다. 이런 소음과 진동, 열에너지는 우리가 원하는 풍력에너지 이외에는 버려지는 에너지다. 도로를 지나는 수많은 자동차들은 휘발유나 경유라는 화석에너지를 운동에너지로 바꿔 움직인다. 여기에서도 진동과 열이라는 쓸모없는 에너지가 생긴다. 사람들 역시 음식을 섭취해 공급받은 에너지를 운동에너지로 바꿔서 움직이는데 이 과정에서 열에너지가 발생한다. 이처럼 우리 주변을 둘러보면 많은 종류의 에너지들이 쓰임새 없이 버려지고 있다. 이런 에너지들을 재활용하는 것이 에너지 하비스팅이다. 에너지 하비스팅을 위한 대표적인 기술 형태는 ▲압전 방식 ▲열전 방식 ▲전자기 방식 ▲광전 방식 등이 있다. 이 중 가장 먼저 알려진 에너지 하비스팅은 광전 방식이다. 빛을 전기에너지로 전환하는 이 방식은 1954년 미국 벨 연구소가 에너지 하비스팅 개념을 대중에게 처음으로 알릴 때 나왔던 기술이다. 대표적인 것이 바로 태양전지 기술이다. 광전 방식의 태양전지 기술은 에너지 하비스팅이면도 태양에너지를 이용해 새로운 에너지를 만들어 내기 때문에 신재생 에너지 기술로 분류되기도 한다. 현재 가장 많이 연구되는 기술은 압전 방식이다. ‘압전소자’라는 장치에 압력 에너지를 가하면 전기를 만들어 내는 압전 효과를 이용한 에너지 생산 방식이다. 프랑스의 다국적 기업인 슈나이더일렉트릭이 2013년 프랑스 파리 마라톤대회에서 선보인 ‘페이브젠’이란 시스템이 대표적인 압전 방식의 에너지 하비스팅이다. 당시 슈나이더일렉트릭은 파리 마라톤 결승 지점 부근에 압전 타일 176개를 설치해 3만 7000명의 참가자가 밟고 지나가면서 만든 전기를 축전지에 담아 인근 학교에서 사용할 수 있도록 했다. 열전 방식은 버려지는 열에서 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 열전소자를 설치하면 전력을 얻을 수 있다. 지난달 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단에서는 사람의 체온으로 전기를 만들어 각종 웨어러블 기기를 충전할 수 있는 열전 소재를 개발하기도 했다. 전기가 자기장을 발생시키고 자기장이 전기를 발생시킬 수 있다는 전자기 유도 법칙을 이용한 에너지 하비스팅도 주목받고 있는 에너지 생산 기술 중 하나다. 전자기 방식은 미세발전기를 만들어 진동 같은 주기적인 움직임이 발생하는 기계 장치에 설치해 자기 변화를 이끌어 내 전기를 발생시킨다. 배터리 없이 사람이 팔을 앞뒤로 흔드는 진동으로만 시계를 작동시키는 ‘오토매틱’ 시계가 전자기 방식을 이용한 대표적인 에너지 하비스팅 기기다. 이 밖에 전파를 이용한 무선주파수(RF) 방식과 식물성 플랑크톤 같은 미세조류의 신진대사 에너지를 활용하는 방식 등 다양한 에너지 하비스팅이 연구되고 있다. 에너지 하비스팅은 특히 사물인터넷(IoT)이 보편화되면 더욱 활성화될 것으로 기대된다. 수많은 전자기기가 상호 연동돼 작동하는 사물인터넷은 일정량의 전력을 필요로 한다. 이때 다양한 전자기기에 에너지 하비스팅 기술을 적용해 자가발전할 경우 배터리 걱정은 물론 유지 관리 비용도 줄일 수 있다는 게 전문가들의 설명이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

술 마신 다음날 해장음식으로 유명한 홍합이 맞춤형 약물전달 물질로도 활용될 전망이다. 포스텍 화학공학과 차형준 교수팀은 “홍합접착단백질의 원리를 이용해 특정 조건에서만 약물을 내보낼 수 있는 나노입자를 만들었다”고 20일 밝혔다. 이번 연구는 화학분야의 세계적 권위지인 ‘안게반테 케미’ 최신호 표지 논문으로 실렸다. 홍합은 파도가 거센 곳의 바위에도 단단히 붙어 있을 정도로 강한 접착력을 갖고 있다. 이는 ‘금속·카테콜 결합’이라는 화학적 결합 덕분이다. 금속·카테콜 결합은 다른 화학결합보다 결합력이 강해 응용해 의료용 소재로 활용하려는 시도가 많았다. 그렇지만, 실제 신물질 합성으로 이어진 것은 처음이다. 연구팀은 금속·카테콜 결합이 주변 pH(수소이온농도) 변화에 따라 형태가 바뀌면서 단단하게 결합한다는 점에 착안, 특정 pH에서만 물질을 밖으로 내보낼 수 있는 나노입자를 만들었다. pH는 산성과 알칼리성 정도를 결정한다. 이 접착성 단백질 나노입자로 약물을 싸서 인체에 주입하면, 세포의 특정 pH에서만 약물을 내보낼 수 있게 된다. 이 때문에 정상세포와 다른 환경인 암세포 등에서만 선택적으로 터지는 맞춤형 약물이나 기능성 화장품 제조 등에도 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 머리카락의 40분의1 두께에, 화질은 현재 가장 선명하다는 평가를 받고 있는 삼성전자 스마트폰 ‘갤럭시S6’보다 4배 이상 선명한 웨어러블 발광 소자를 개발했다. 이 물질은 종이보다 얇아 자유롭게 변형시킬 수 있기 때문에 스티커나 파스처럼 피부에 붙여 쓰는 초박형(超薄型) 웨어러블 디스플레이로 활용할 수 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환 단장(서울대 화학과 중견석좌교수)과 김대형 연구위원(서울대 화학과 교수)은 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘어지며 해상도가 높은 양자점 발광다이오드(QLED) 소자를 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 14일자 온라인판에 실렸고, 국내 특허 출원도 된 상태다. QLED에 들어가는 양자점은 양자역학적인 성질을 가진 나노 크기의 반도체 결정으로 초미세 반도체, 디스플레이, 질병 진단 시약 등 다양하게 활용될 것으로 기대되는 물질이다. 이번에 개발된 QLED는 나노 크기(10억분의1m)의 양자점을 발광소자로 사용해 전류를 흘려 주면 양자점이 녹색, 적색, 청색 빛을 내도록 한 디스플레이 반도체다. 특히 유기발광다이오드에 비해 색 재현율이 좋고 사용 환경에 구애받지 않을 정도로 안정성도 높다. 현택환 교수는 “이번에 개발한 QLED는 두껍고 휘어지기 어려운 기존 웨어러블 기기의 단점을 해결해 영화에서 나오는 ‘손목 피부 위에 디스플레이’를 가능하게 할 것”이라며 “QLED를 넓게 만들고 생산공정 기술만 개발하면 5년 내 실용화가 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국인의 대표적 사망 원인 중 하나인 심근경색은 심장을 지나는 3개의 관상동맥 중 하나가 혈전 등으로 갑자기 막혀 심장근육이 손상되는 응급질환이다. 심근경색이 일어난 뒤 2시간 내에 치료받지 못하면 심장마비로 사망에 이를 수도 있다. 이건희 삼성 회장도 지난해 5월 10일 급성 심근경색으로 쓰러져 여전히 투병 중이다. 국내 연구진이 체온계를 사용하는 것처럼 심근경색 여부를 간단히 검진할 수 있는 기술을 개발했다. 포스텍 화학공학과 전상민 교수팀은 백금나노입자와 모세관을 이용해 검사 5분 만에 심근경색 여부를 눈으로 확인할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구 성과는 미국 화학회에서 발행하는 ‘애널리티컬 케미스트리’ 최신호에 발표됐다. 연구진은 체온이 올라가면 알코올의 부피가 늘어나 온도를 표시하는 알코올 온도계의 원리에 주목하고 연구를 진행했다. 심장근육에 이상이 생기면 ‘트로포닌1’이라는 특이한 단백질이 혈액 속으로 흘러들어간다. 트로포닌1을 검출할 수 있게 처리된 백금나노입자와 과산화수소가 담긴 유리병에 환자의 혈액을 넣고 잉크가 담긴 모세관이 달린 뚜껑을 닫으면 과산화수소가 혈액 내 트로포닌1과 결합한 나노입자에 의해 분해돼 산소를 발생시킨다. 트로포닌1의 농도에 따라 발생하는 산소 양이 변하기 때문에 모세관 속 잉크가 온도계 눈금처럼 움직여 심근경색 여부를 눈으로 확인할 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개봉 30년 만에 시리즈 작품 부활을 알리는 ‘터미네이터 제니시스’(이하 터미네이터5)의 새 예고편이 공개됐다. ‘터미네이터5’는 2029년, 존 코너(제이슨 클락)가 이끄는 인간 저항군과 로봇 군단 스카이넷의 미래 전쟁을 비롯해 1984년, 존 코너의 어머니 사라 코너(에밀리아 클라크)를 구하기 위한 과거 전쟁을 동시에 그린다. 존 코너의 탄생을 없애려는 로봇 군단이 과거로 향하고 이를 저지하기 위해 존 코너의 부하 카일 리스가 뒤를 따른다. 어린 사라코너와 그녀를 보호하고 있던 터미네이터 T-800은 그를 도와 로봇 군단과 전쟁을 벌이지만 시간의 균열이 생기면서 인류의 미래는 점점 끝을 알 수 없는 곳을 향해 간다. 이번 예고편에서 가장 주목할 점은 강력한 적 나노 터미네이터의 등장이다. 이 로봇은 최첨단 기술의 나노입자로 돼 있기에 변형이 자유롭고 제거 역시 불가능해 그 어떤 터미네이터 보다도 위협적인 존재다. 기술의 진화를 확인시켜주듯 T-800부터 T-1000, 그리고 T-3000까지 과거형 터미네이터와 미래형 터미네이터들의 총집합은, 특수효과 역사의 전환점이 되었던 만큼 시리즈의 명성을 잇기에 더욱 기대를 모으고 있다. 특히 CG 기술을 통해 젊은 시절 터미네이터의 명성을 재현해 낸 아놀드 슈왈제네거가 다시 한 번 터미네이터로 등장해 관객들에게 그 시절의 향수와 시각적 쾌감을 동시에 선사할 예정이다. 또한 할리우드에서 가장 섹시한 배우로 꼽히고 있는 ‘에밀리아 클라크’기 인류 저항군 리더 ‘존 코너’의 엄마 ‘사라 코너’ 역할을, ‘혹성탈출: 반격의 서막’의 히어로 ‘제이슨 클락’이 ‘존 코너’ 역할을 맡아 열연을 펼친다. 과거 ‘존 코너’의 아버지였지만 후일 그의 부하가 되는 ‘카일 리스’ 역은 ‘다이하드: 굿 데이 투 다이’의 ‘제이 코트니’가 맡았다. 한편 이병헌은 살인병기인 액체금속 터미네이터 T-1000 역할을 맡았다. 제임스 카메론, 조나단 모스토우, 맥지 등 앞선 4편의 시리즈를 연출한 쟁쟁한 감독들에 이어 ‘토르: 다크 월드’와 드라마 ‘왕좌의 게임’ 등의 작품으로 실력을 인정받은 앨런 테일러 감독이 메가폰을 잡았다. 7월 개봉 예정. 사진 영상=롯데엔터테인먼트 문성호 기자 sungho@seoul.co.kr

독특한 빛을 발하는 콘택트렌즈지만 한편으로는 무서운 느낌까지 주는 렌즈가 개발됐다. 최근 인도 뭄바이의 안과의사 찬드라세카르 차완 박사가 반짝반짝 빛나는 콘택트렌즈를 개발해 공개했다. 이 렌즈는 기존의 칼라렌즈와는 또다른 독특한 빛을 자랑한다. 멀리서도 한 눈에 띌 만큼 마치 '고양이의 눈' 같은 금 빛을 내는 것. 기존의 칼라렌즈가 이 렌즈를 흉내낼 수 없는 이유는 있다. 24K 금의 나노입자를 렌즈에 융합시켜 제작한 것이기 때문이다. 차완 박사는 "일부 사용자들이 보기에 무섭다라는 평도 하지만 대부분 이 렌즈를 좋아한다" 면서 "렌즈 속에 여분의 층이 하나 더 있어 금이 바로 눈과 접촉하는 것은 아니다" 라고 밝혔다. 우리 돈으로 1700만원~2000만원의 가격이 책정된 이 렌즈는 금 외에도 다이아몬드 렌즈도 개발돼 새로운 시장 개척에 박차를 가하고 있다. 그러나 미국언론은 한 전문의의 말을 인용해 "미 식품의약국의 정식 승인을 받은 제품이 아니다" 면서 "눈을 보호하는데 있어 금은 좋은 재료가 아니다"라고 밝혔다. 　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

보행자와 운전자의 안전을 지키고 원활한 교통흐름을 위해 필수인 신호등이 도리어 생명을 위협한다는 주장이 나왔다고 영국 일간지 데일리메일의 16일 보도했다. 영국 서리대학교 연구진의 조사에 따르면 영국에서 자동차로 출퇴근하는 통근자의 평균 출퇴근 시간은 1시간 30분이며, 이 시간동안 도로 곳곳의 신호등으로 인해 매우 빈번하게 정차하는 것으로 나타났다. 연구진이 영국 유명 도시 대도로의 공기오염도를 측정한 결과 유독 교차로 인근에서 고농도의 오염물질이 배출되는 것을 확인했다. 이러한 오염물질은 신호대기 등으로 정차중인 자동차의 배기가스로부터 나온다. 세계보건기구는 매년 700만 명이 대기오염으로 인해 조기 사망한다고 발표한 바 있다. 특히 자동차에서 내뿜어지는 나노입자의 오염물질은 호흡기 및 심장 질환에 직접적인 영향을 미친다. 연구진의 설명에 따르면, 운전자가 신호등을 발견하고 감속하면서 신호등 앞에 설 때와, 다시 속도를 올려 교차로를 지나갈 때 오염물질 배출량이 최대치에 달하며, 신호등이 없는 도로를 원활하게 달릴 때와 비교했을 때 무려 29배에 가까운 오염물질이 배출되는 것으로 나타났다. 자동차 운전자가 출퇴근 중 교차로에 서는 시간은 전체의 2%에 불과하지만, 이 짧은 시간동안 배출되는 자동차 배기가스 속 오염물질은 대기오염물질 전체의 25%를 차지한다. 전문가들은 운전자가 일부러 교차로를 피하기는 어려운 문제지만, 반드시 이러한 영향에 대해 고려해야 한다고 목소리를 높였다. 가능하면 차창을 닫은 채로 운전하고 공회전을 하지 않아야 하며, 보행자는 자동차와 멀리 떨어져 이동하는 것이 좋다고 권했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

보행자와 운전자의 안전을 지키고 원활한 교통흐름을 위해 필수인 신호등이 도리어 생명을 위협한다는 주장이 나왔다고 영국 일간지 데일리메일의 16일 보도했다. 영국 서리대학교 연구진의 조사에 따르면 영국에서 자동차로 출퇴근하는 통근자의 평균 출퇴근 시간은 1시간 30분이며, 이 시간동안 도로 곳곳의 신호등으로 인해 매우 빈번하게 정차하는 것으로 나타났다. 연구진이 영국 유명 도시 대도로의 공기오염도를 측정한 결과 유독 교차로 인근에서 고농도의 오염물질이 배출되는 것을 확인했다. 이러한 오염물질은 신호대기 등으로 정차중인 자동차의 배기가스로부터 나온다. 세계보건기구는 매년 700만 명이 대기오염으로 인해 조기 사망한다고 발표한 바 있다. 특히 자동차에서 내뿜어지는 나노입자의 오염물질은 호흡기 및 심장 질환에 직접적인 영향을 미친다. 연구진의 설명에 따르면, 운전자가 신호등을 발견하고 감속하면서 신호등 앞에 설 때와, 다시 속도를 올려 교차로를 지나갈 때 오염물질 배출량이 최대치에 달하며, 신호등이 없는 도로를 원활하게 달릴 때와 비교했을 때 무려 29배에 가까운 오염물질이 배출되는 것으로 나타났다. 자동차 운전자가 출퇴근 중 교차로에 서는 시간은 전체의 2%에 불과하지만, 이 짧은 시간동안 배출되는 자동차 배기가스 속 오염물질은 대기오염물질 전체의 25%를 차지한다. 전문가들은 운전자가 일부러 교차로를 피하기는 어려운 문제지만, 반드시 이러한 영향에 대해 고려해야 한다고 목소리를 높였다. 가능하면 차창을 닫은 채로 운전하고 공회전을 하지 않아야 하며, 보행자는 자동차와 멀리 떨어져 이동하는 것이 좋다고 권했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

보행자와 운전자의 안전을 지키고 원활한 교통흐름을 위해 필수인 신호등이 도리어 생명을 위협한다는 주장이 나왔다고 영국 일간지 데일리메일의 16일 보도했다. 영국 서리대학교 연구진의 조사에 따르면 영국에서 자동차로 출퇴근하는 통근자의 평균 출퇴근 시간은 1시간 30분이며, 이 시간동안 도로 곳곳의 신호등으로 인해 매우 빈번하게 정차하는 것으로 나타났다. 연구진이 영국 유명 도시 대도로의 공기오염도를 측정한 결과 유독 교차로 인근에서 고농도의 오염물질이 배출되는 것을 확인했다. 이러한 오염물질은 신호대기 등으로 정차중인 자동차의 배기가스로부터 나온다. 세계보건기구는 매년 700만 명이 대기오염으로 인해 조기 사망한다고 발표한 바 있다. 특히 자동차에서 내뿜어지는 나노입자의 오염물질은 호흡기 및 심장 질환에 직접적인 영향을 미친다. 연구진의 설명에 따르면, 운전자가 신호등을 발견하고 감속하면서 신호등 앞에 설 때와, 다시 속도를 올려 교차로를 지나갈 때 오염물질 배출량이 최대치에 달하며, 신호등이 없는 도로를 원활하게 달릴 때와 비교했을 때 무려 29배에 가까운 오염물질이 배출되는 것으로 나타났다. 자동차 운전자가 출퇴근 중 교차로에 서는 시간은 전체의 2%에 불과하지만, 이 짧은 시간동안 배출되는 자동차 배기가스 속 오염물질은 대기오염물질 전체의 25%를 차지한다. 전문가들은 운전자가 일부러 교차로를 피하기는 어려운 문제지만, 반드시 이러한 영향에 대해 고려해야 한다고 목소리를 높였다. 가능하면 차창을 닫은 채로 운전하고 공회전을 하지 않아야 하며, 보행자는 자동차와 멀리 떨어져 이동하는 것이 좋다고 권했다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

독특한 빛을 발하는 콘택트렌즈지만 한편으로는 무서운 느낌까지 주는 렌즈가 개발됐다. 최근 인도 뭄바이의 안과의사 찬드라세카르 차완 박사가 반짝반짝 빛나는 콘택트렌즈를 개발해 공개했다. 이 렌즈는 기존의 칼라렌즈와는 또다른 독특한 빛을 자랑한다. 멀리서도 한 눈에 띌 만큼 마치 '고양이의 눈' 같은 금 빛을 내는 것. 기존의 칼라렌즈가 이 렌즈를 흉내낼 수 없는 이유는 있다. 24K 금의 나노입자를 렌즈에 융합시켜 제작한 것이기 때문이다. 차완 박사는 "일부 사용자들이 보기에 무섭다라는 평도 하지만 대부분 이 렌즈를 좋아한다" 면서 "렌즈 속에 여분의 층이 하나 더 있어 금이 바로 눈과 접촉하는 것은 아니다" 라고 밝혔다. 우리 돈으로 1700만원~2000만원의 가격이 책정된 이 렌즈는 금 외에도 다이아몬드 렌즈도 개발돼 새로운 시장 개척에 박차를 가하고 있다. 그러나 미국언론은 한 전문의의 말을 인용해 "미 식품의약국의 정식 승인을 받은 제품이 아니다" 면서 "눈을 보호하는데 있어 금은 좋은 재료가 아니다"라고 밝혔다. 　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

예전부터 고추는 체중 감소를 돕는 것으로 여겨져 왔다. 이 매운맛을 내는 채소가 신진대사 속도를 높여 체중 감소에 도움이 된다는 것을 입증한 연구결과가 나왔다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 즉 고추 속 매운맛 성분인 ‘캡사이신’이 체내 지방 연소에 작용한다는 것이다. 기름진 음식에 관한 식욕은 많은 사람에게 종종 매우 강한 영향을 준다. 식욕이 강한 사람들은 섭취 칼로리를 줄이려고는 하지만 기름지거나 설탕이 듬뿍 든 음식에 대한 욕망에 저항하기 힘들다. 이제 연구팀은 캡사이신이 이런 사람들이 식이요법을 하지 않아도 신진대사의 속도를 높여 이런 문제를 해결할 것으로 믿고 있다. 미국 와이오밍대 연구팀은 캡사이신이 에너지를 연소시켜 열을 발생시키는 과정에서 칼로리를 연소하도록 몸을 자극하는 것을 발견했다. 이는 에너지 연소 과정을 설정하는 체내에서 수용체를 활성화하는 것으로 가능하다. 이런 수용체는 백색지방과 갈색지방 세포에서 발견된다. 체내에서 칼로리를 흡수하고 지방을 축적하는 백색지방세포는 비만의 주범으로 다이어트가 절실한 사람들에게는 공포의 적이다. 반면, 어깨와 목에서 소량 발견되는 갈색지방 세포는 실제로 몸에서 열을 발생시켜 지방을 태우므로 몸에 좋은 것으로 알려졌다. 연구팀은 다이어트에서 캡사이신이 매운 맛을 감지하는 수용체인 ‘TRPV1’을 자극할 수 있다는 것을 발견했다. 이 수용체를 활성화하는 것으로 고지방식의 섭취로 인한 비만을 억제할 수 있다는 것이다. 이들은 이런 나쁜 백색지방 세포가 에너지를 태울 수 있는 좋은 갈색지방 세포가 되도록 유도하기 때문이라고 보고 있다. 연구팀은 보통 쥐와 TRPV1 수용체가 부족하도록 유전적으로 설계한 쥐, 두 그룹으로 나눠 실험을 수행했다. 이들 쥐에는 0.01%의 캡사이신을 포함한 고지방식이 먹이로 제공됐다. 그 결과, 체중 증가를 막는 것으로 알려진 캡사이신은 일반 쥐가 고지방식을 섭취하는 것과는 관련성이 있었지만, 수용체가 부족한 쥐 그룹에서는 그렇지 못한 것으로 나타났다. 이는 쥐가 섭취한 음식이나 음료가 얼마나 많은지가 어떤 영향을 주는 것은 아니라는 것. 연구에 참여한 비벡 크리슈난 연구원(와이오밍약대학원생)은 “고지방식을 섭취한 일반 쥐에서는 신진대사가 활성화되고 에너지 소비량이 상당히 증가했지만, 수용체가 부족한 쥐에서는 그렇지 못했다”고 말했다. 이는 캡사이신이 ‘나쁜’ 백색지방 세포를 에너지를 태우는 ‘좋은’ 갈색지방 세포로 변화하도록 유도하고 몸에서 열을 내도록 자극하기 때문이라고 그는 설명했다. 이런 과정을 통해 칼로리를 태우고 비만을 막는 것이다. 연구팀은 이런 결과는 비만은 물론 제2형 당뇨병과 고혈압, 심혈관질환과 같은 합병증을 예방하고 관리하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다. 하지만 연구팀은 이런 효과는 아직 임상시험을 통해 입증하지 않아 신중해야 한다고 덧붙였다. 다음으로, 연구팀은 캡사이신이 비만을 예방하는 메커니즘을 더 이해하고 체중 관리 효과를 입증하기 위한 더 많은 시험을 수행할 계획이다. 그들은 인체 대상 임상시험 뒤 비만 예방을 돕는 TRPV1 수용체를 활성화하는 약물 개발에 집중할 예정이다. 심지어 연구팀은 현재 실험실에서 나노입자 기반의 캡사이신 서방성 제제를 개발하고 이에 대한 특허 신청서를 제출했다. 여기서 서방성 제제는 체내에서 녹는 속도를 느리게 해 약효를 오랫동안 나타내는 것을 말한다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계 인구의 3분의 1이 현재 과체중이나 비만이다. 이런 엄청난 수치로 인해 비만 해결이 전 세계 많은 과학자의 최우선 과제가 되고 있다. 이번 연구는 미국 볼티모어에서 열린 미국생물물리학회 제59차 연례회의에서 발표됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr