피짓 스피너(fidget spinner)는 일반적으로 유용한 공학적 도구보다는 특별한 의미 없이 돌리는 장난감으로 사용된다. 하지만 미국 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 나노페이즈 물질과학 센터(Center for Nanophase Materials Sciences, 이하 CNMS)의 과학자들이 최근 공개한 피짓 스피너는 공학적 쾌거라고 불러도 좋을 만큼 혁신적이다. 사진에서 보이는 피젯 스피너의 지름은 0.1mm에 불과해 현미경 없이는 피짓 스피너라는 사실을 확인할 수 없을 만큼 작기 때문이다. CNMS는 650명의 과학자가 일하는 큰 연구부서로 나노물질의 합성 및 가공 기술을 개발하고 있다. 이들 가운데 하나인 아담 론디논이 이끄는 연구팀은 레이저를 이용한 초미세 금속 3D 프린터를 개발했다. 레이저를 이용해서 원하는 형태의 3차원 금속 제품을 출력하는 것은 기존의 금속 레이저 프린터와 같지만, 그 원리는 조금 다르다. 연구팀은 캐드(CAD)를 이용해서 원하는 물건의 3차원 구조를 컴퓨터에 입력한 후 이를 출력하기 위해 CNMS의 나노스크라이브 장치(Nanoscribe machine)에 전송했다. 나노스크라이브는 액체 금속에 원하는 3차원 구조를 새기기 위해 초미세 레이저를 발사하는 데, 독특한 점은 이 레이저가 고체 금속을 액체화하는 것이 아니라 반대로 액체 금속을 고체화시켜 출력하는 방식이라는 점이다. 이 레이저를 매우 작은 점에 집중시킬 수 있기 때문에 복잡한 미세 구조물도 출력할 수 있다. 물론 연구의 궁극적인 목적은 현미경으로 확인할 수 있는 피짓 스피너를 만드는 것이 아니라 매우 작은 초소형 부품을 경제적으로 양산하는 것이다. 이런 미세 부품은 마이크로 로봇처럼 매우 작은 크기의 장치를 만들거나 혹은 과학 실험에 필요한 초미세 액체 이동 시스템 등을 개발하는 데 사용될 수 있다. 이외에도 초미세 부품이 필요한 여러 분야에 응용이 기대된다. 기술이 발전할수록 인간은 가공 기술의 한계를 극복해왔다. 앞으로 연구를 통해 더 작은 크기의 금속 부품을 출력할 수 있다면 SF 영화에서 나왔던 마이크로 로봇이 상상이 아닌 현실로 바뀔지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

나노융합기술 메카로 떠오른 경남 밀양시에 브랜드 대단지 아파트가 공급된다. 한신공영이 밀양 내이동에 짓는 '밀양 나노시티 한신더휴'가 바로 그것이다. 밀양 나노시티 한신더휴는 밀양 나노융합국가산업단지 앞에 자리해 배후 주거지로 큰 눈길을 끌고 있다. 국내 첫 나노 관련 국가산업단지로 조성되는 이곳은 지난 6월 국토교통부에게 최종 승인을 받아 내년 초 착공될 예정이다. 밀양 나노융합 국가산단은 한국토지주택공사(LH)가 사업 시행을 맡아 밀양 부북면 일원에 약 343만㎡ 규모로 조성한다. 개발계획이 나온 2014년 12월부터 관련 부처와 협의를 진행한 경상남도는 이번 승인에 따라 모든 행정절차를 완료하고 보상 업무 등 준비작업을 거쳐 내년 초 착공, 오는 2020년까지 1단계로 3,209억원을 투입할 계획임을 알렸다. 나노융합산업은 나노기술을 여러 산업분야에 접목해 기존 제품을 개선하거나 이를 기반으로 신제품을 창출하는 신개념 산업이다. 밀양 나노융합 국가산단은 세계 3대 산업단지로 불리는 프랑스 소피아 앙띠폴리스, 미국 트라이앵글 파크, 독일 드레스덴 같은 친환경적이고 지속가능한 특화 산단으로 개발될 예정이다. 동시에 나노 전문 특화 대학 개교(2020년), 국제 콘퍼런스(conference) 개최 등을 추진해 산ㆍ학ㆍ연이 연계된 나노융합 클러스터를 구출한다. 또한 업계는 밀양 나노융합 국가산단 조성으로 밀양시 인구가 현재 11만 명에서 30만 명으로 늘어날 것으로 전망하고 있다. 단지에서 차로 약 5분 정도 가면 밀양시청ㆍ법원 등 행정타운이 있는데다 밀양 중심 생활권인 삼문동도 자가용으로 약 10분 거리에 있어 생활 여건 역시 좋다. 사통팔달 광역 교통망 역시 매력이어서 오는 2020년 개통 예정인 울산~함양 간 고속도로를 비롯해 대구~부산 간 고속도로, KTX 밀양역 등 광역 교통망을 이용이 가능하다. 전 가구는 남향 위주 배치에 4베이 위주의 설계가 도입된다. 전용 84㎡ 이하로만 구성된 중소형 아파트지만 알파룸ㆍ대형 팬트리 등으로 중대형 못지 않은 공간 활용도를 자랑한다. 분양관계자는 "밀양 최대 대단지, 나노융합 국가산단 인접 등 프리미엄을 갖춘 밀양을 대표하는 랜드마크 아파트로 자리매김할 것"이라고 설명했다. 견본주택은 경남 밀양시 내이동에 문을 연다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

잠수함 음향탐지기나 의료진단, 가습기 등에 사용되는 초음파로 신소재를 만드는 기술이 개발됐다. 4일 울산과기원(UNIST)에 따르면 권태혁·백종범·박노정 자연과학부 교수팀이 초음파 에너지와 미립자화 반응을 결합한 초음파 스프레이 화학반응을 이용해 탄소나노 소재 내에 질소를 고정하는 기술을 개발했다. 이 기술은 탄소와 다른 원자의 결합을 손쉽게 만들어낼 수 있어 이차전지 재료 등 다양한 신소재 분야에 응용할 수 있다. 권 교수팀의 초음파 스프레이는 탄소 나노소재 잉크를 미세 입자로 만들어 압축 질소 기체에 의해 분무 된다. 이 과정을 통해 탄소 나노소재에 질소가 효과적으로 고정된다. 이 기술은 질소나 산소처럼 화학반응이 잘 일어나지 않는 기체를 탄소 나노 재료에 손쉽게 도입시켜 주목받았다. 실제로 질소나 산소가 고르게 도입된 탄소 나노 재료는 기존보다 뛰어난 성능을 보였다. 연구진은 초음파 스프레이 화학반응으로 만든 탄소 나노 재료로 세계 최고 성능의 슈퍼커패시터 전극도 제작했다. 슈퍼커패시터는 충·방전이 가능한 이차전지의 일종으로 에너지 용량은 적지만, 출력이 높아 항공우주·군사·자동차에서 주목받는 에너지 저장장치다. 권 교수는 “이번 연구는 에너지 소재를 합성하는 기술에 새 패러다임을 제시하고, 에너지 소재 시장에서 파급력이 있을 원천기술을 확보한 것”이라고 평가했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

공무원을 향한 국민의 시각은 모순적이다. 정년보장, 칼퇴근, 공무원연금 등이 주는 이미지로 선망의 대상인 동시에 복지부동, 철밥통, 영혼 부재 등의 이유로 비판의 대상이기도 하다. 이 사이에서 공무원은 일이 많다고 하소연할 수도 없고, 연금이 줄어든다고 푸념할 수도 없다. 게다가 최순실 국정농단 사태를 침묵·동조했다는 ‘평범한 악’에서 자유롭지 못하기에 직무 스트레스를 마음 편히 호소할 수도 없다. 국민의 공복을 자처하면서도, 심부름꾼은 심부름꾼일 뿐 감정을 가진 인격체로 대접받지 못하는 것도 사실이다. 이런 고충을 해결하기 위해 공무원 상담센터는 2008년 6월 서울 광화문 정부서울청사에서 처음 문을 열었다. 직무상 스트레스나 대인관계, 가족문제로 겪는 정신적 고충을 전문가와 상담을 통해 해소해 주려는 목적에서다. 이후 2012년 4월 과천청사를 비롯해 2013년 4월 대전청사, 2014년 1월에는 세종청사에 설치했다. 상담사만 총 14명으로 2012년 이후 지난 10월까지 약 6년간 상담센터를 이용한 인원은 총 9만 4000여명에 이른다. 이 가운데 개인상담을 받은 인원은 1만 8000여명으로 하루에 9명꼴로 상담이 진행된 셈이다. 직무상 스트레스와 대인관계, 가족 문제 등으로 겪게 되는 말 못할 고민을 풀어놓고 가는 일종의 ‘공무원의 대나무숲’이다. 서울신문은 공무원 상담센터의 24시를 들여다봤다.지난달 27일 오후 5시 정부세종청사 5-3동 상담센터인 ‘마음톡톡’에서 김판석 인사혁신처장은 자신의 오른손 등에 지름 1㎝도 안 되는 원형 패치 하나를 붙였다. 스트레스 검진 패치로 ‘바이오닷’이라 불린다. 공무원 상담센터 운영 보고를 받으러 온 김에 스트레스 검사도 해본 것이다. 현재 스트레스지수가 약하다면 패치에 초록색이 나타나고, 스트레스를 받는 정도가 강하다면 파란색을 거쳐, 검은색으로 변한다. 예상과 달리 김 처장의 패치에는 검은색이 나타났고, 함께 있었던 윤지현 인사처 대변인의 패치에는 초록색이 나타났다. 김 처장은 스트레스지수가 높은 반면 윤 대변인은 상대적으로 약하다는 의미다. 스트레스 검사를 안내하던 박명희 마음톡톡 센터장은 “우리는 항상 스트레스, 외부 자극을 받고 있다”며 “스트레스를 얼마나 받고 있느냐가 중요한 게 아니라, 내 몸에 얼마나 영향을 미치는가, 관리를 어떻게 하고 있느냐가 훨씬 중요하다. 그래도 처장님은 스트레스를 조금은 내려놓으셔야 할 것 같다”고 말했다. 김 처장은 “처장으로 스트레스를 받는 건 지극히 정상 아니겠느냐”면서 “윤 대변인은 대변인이 체질인 것 같다”고 웃으며 말했다. # “직무 스트레스, 개인 문제 아닌 국가 책임도” 공무원 상담센터는 매일 바쁘게 돌아간다. 김 처장이 받은 간단한 스트레스 검진부터 개인상담, 집단상담, 전화나 이메일 같은 비대면 상담까지 운영하는 프로그램이 상당히 많기 때문이다. 게다가 음악·미술 치료와 같은 특별 프로그램도 운영하고 있다. 운영 초기만 해도 이런 센터가 있다는 사실이 알려지지 않아 발길이 뜸했지만, 최근엔 상담센터가 있다는 사실이 입소문을 타면서 전문가의 도움을 받고자 하는 발길이 끊이지 않고 있다. 특히 일반 공무원뿐만 아니라 청사 내 근무하는 모든 사람과 그 직계가족까지 이용할 수 있어 가족끼리 손잡고 오는 경우도 많다. 물론 무료인 데다 정신의학과 진료가 아니어서 의료기록에도 남지 않아 찾는 사람들의 부담이 적다. 김 처장은 이날 방문에서 “과거에는 직무 스트레스를 개인의 문제로 치부했다면, 요즘은 기관이 그 스트레스까지 책임지는 것으로 패러다임이 바뀌었다”며 “기업뿐만 아니라 국가가 공직자 심리 상태까지 돌본다는 점에서 의미가 있다”고 강조했다. 상담센터의 주요 일과는 오전 10시부터 시작된다. 점심 때를 제외한 업무시간엔 주로 상담을 진행한다. 오전에도 개인상담 일정이 잡히는 경우가 있지만, 개인상담은 주로 오후 6시 이후에 몰린다. 공무원들이 업무시간엔 눈치가 보여 상담을 받으러 오기가 어렵기 때문이다. 그렇다고 오전에 상담사들이 휴식을 취하는 건 아니다. 이메일함에 처리해야 할 상담들이 수북이 쌓여 있어서다. 실제로 매해 개인상담 건수는 꾸준히 증가하고 있다. 올 10월까지 상담센터를 통해 상담받은 사람은 총 6627명(1만 3425건)에 이른다. 이미 지난해 상담받은 6227명(1만 2688건)을 넘어섰다. 2012년 서울·과천청사에서만 운영할 땐 603명(1759건)에 불과했지만, 대전청사에 센터가 설립된 2013년에는 2666명(5877건), 세종청사에 센터가 생긴 2014년에는 3999명(7851건), 2015년에는 4853명(9742건)이 상담을 받았다. 진단·심리검사 역시 주요 업무 중 하나다. 눈에 띄는 점은 병원이나 사설 상담센터에서 검사를 받으면 적게는 10만원에서 많게는 30만원에 이르는 개별 검사들이 전부 무료라는 점이다. 특히 온·오프라인을 통해 검사받을 수 있고, 정서, 스트레스, 대인관계, 부부관계, 자녀 자아존중감 등 검사도 다양해 자신이 필요한 검사를 골라 받으면 된다. 진단·심리검사는 지난해 기준 총 6804명(1만 4423건)이 받았다. 이 가운데 스트레스 검사가 4899건(34.0%)으로 가장 많았고, 기질·성격 검사(3077건, 21.3%), 정신건강 검사(2128건, 14.8%) 순으로 비중이 높았다. 점심시간엔 다양한 프로그램이 진행된다. 센터마다 프로그램은 다른데, 크리스마스 장식과 나노블록, 향초를 만들기도 하고, 인간관계 특강을 진행하기도 한다. 매월 각 부처에 프로그램을 안내하는데 공문을 보낸 후 1시간이면 모든 프로그램이 마감될 정도로 인기가 좋다. 실제로 지난달 28일 서울청사에서 점심시간을 이용해 진행된 ‘선인장 화분 옮겨 심기’ 프로그램 역시 10명 모집하는데 1시간이 채 걸리지 않았다. 참가자들은 이날 정확히 12시에 모여 30분도 안 돼 각자 만든 선인장 하나씩을 갖고 사무실로 돌아갔다.이 프로그램에 참석한 소진숙(47·여) 행정안전부 사무관은 “5년 전부터 상담센터에서 진행하는 프로그램에 참여했는데, 이번엔 두 돌 지난 예쁜 조카에게 선인장을 주고 싶어 참여했다”며 “업무에서 잠시 벗어나 다른 일에 집중하니까 마음이 한결 편안해져 특별한 점심 약속이 없으면 꾸준히 참여하고 있다”고 말했다. 지난해 10월 통일부에 배치된 정윤조(25·여) 주무관은 “오늘 옮겨 심은 선인장을 사무실에 둬 칙칙한 사무실에 활기를 불어넣고 싶다”며 “이런 프로그램에 참여하는 데 따로 돈을 내지 않아도 되고 스트레스도 해소할 수 있어 만족스럽다”고 말했다.# “공무원 복지 차원서 상담사 인력 늘려 줬으면…” 업무 중에 센터를 찾기 어려운 공무원들을 위해 직접 찾아가기도 한다. 또 기관별 요청과 수요에 따라 기관 특성에 맞는 맞춤형 프로그램도 제공하고 있다. 지난해 특강은 34회, 단체상담 304회, 이동클리닉 등 특별행사는 총 68회 실시했다. 경찰이나 콜센터 같은 스트레스 고위험군에 대해선 6개월에 한 번씩 정기적으로 방문상담을 하고 있다. 박명희 마음톡톡 센터장은 “일주일에 평균 한 상담사당 14~15건씩 상담을 진행하고 있다”며 “세종센터의 경우 1만 6000여명의 공무원을 센터 두 군데 상담사 5명이 맡기에는 어려움이 있다. 상담사 인력이 보강된다면 공무원에 대한 복지도 늘어나는 게 아닐까 싶다”고 말했다. 이성원 기자 lsw1469@seoul.co.kr 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

오리진 1·2/댄 브라운 지음/안종설 옮김/문학수첩/각 권 372·352쪽/각 권 1만 3000원불과 마흔 살의 나이에 로봇 공학과 뇌 과학, 인공지능, 나노 기술 등 다양한 분야에서 획기적인 성과를 이뤄낸 천재 컴퓨터 과학자 에드먼드 커시는 매번 미래 과학에 대한 정확한 예측을 발표하면서 예언자로 추앙받는 인물이다. 어느 날 그는 모든 기성 종교의 교의와 정면으로 충돌하는, “코페르니쿠스 혁명과 맞먹는 파급력”을 발휘할 획기적인 과학적 사실을 발표하기로 한다. 그에 앞서 커시는 스페인 카탈루냐 한 수도원에서 저명한 종교 지도자 세 사람에게 내용을 먼저 들려준다. 종교의 근간을 위협하는 커시의 이야기에 종교인들이 혼란에 휩싸이고 이 중 두 사람이 의문의 죽음을 맞이한 가운데 커시의 프레젠테이션은 전 세계에 생중계된다. 하지만 중요한 대목을 앞두고 있던 커시는 어디선가 날아든 총탄에 맞고 사망한다. 제자인 커시의 초대로 현장을 방문했던 하버드대의 기호학 교수 로버트 랭던의 수수께끼를 푸는 여정도 이때부터 시작된다. ‘오리진’은 종교와 과학의 대립을 둘러싼 대담한 질문을 거침없이 던져온 베스트셀러 작가 댄 브라운이 4년 만에 내놓은 신작이다. ‘천사와 악마’, ‘다빈치 코드’, ‘로스트 심벌’, ‘인페르노’에 이은 ‘로버트 랭던’ 교수 시리즈 다섯 번째 작품이다. ‘기원’, ‘근원’이라는 뜻의 책 제목에서도 알 수 있듯이 ‘우리는 어디에서 왔는가’, ‘우리는 어디로 가는가’와 같이 인류의 시작과 끝, 존재의 기원과 운명에 대한 이야기를 다룬다. 특히 작품 속 커시가 창조한 인공지능이자 랭던 교수의 훌륭한 조력자로 등장하는 윈스턴은 이야기의 박진감을 더하는 동시에 도덕적 주체로서의 인공지능의 한계와 가능성을 돌아보게 한다. 작품 곳곳에 암호와 상징을 숨겨놓고 아름다운 예술 작품들을 조명하며 진실을 파헤치는 과정은 전작과 크게 다를 바 없다. 찰스 다윈, 스티븐 호킹, 제러미 잉글랜드 등 저명한 과학자들의 이론 공부를 비롯한 사전 자료 조사만 5년간 했다는 작가의 치밀함이 작품 곳곳에 묻어난다. 커시의 진실이 담긴 비밀 파일을 열기 위해 마흔일곱 글자의 암호를 푸는 과정은 특히 독자들의 지적 호기심을 자극하기에 충분하다. 랭던 교수가 커시의 비밀을 파헤치면서 방문한 바르셀로나의 카사밀라, 사그라다 파밀리아 성당, 몬주이크 언덕 등 아름다운 건축물과 명소에서 마주하는 현대 미술 세계 역시 흥미롭다. 다만 빠른 전개와 거듭되는 반전을 통해 결말까지 숨가쁘게 달려왔던 독자들이 마주한 커시의 발견이 그가 공언한 만큼 파급력이 있는지는 의문이다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

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

SF를 좋아하는 마니아들은 세계 3대 SF 작가로 꼽히는 아이작 아시모프가 쓴 ‘환상 여행’(Fantastic Voyage)이란 작품을 영화로 보거나 책으로 접해 봤을 것입니다. 1966년에 영화로 만들어져 국내에서는 ‘바디 캡슐’이란 이름으로 소개됐고 ‘마이크로 결사대’, ‘두뇌로의 여행’ 등 다양한 제목의 책으로 번역되기도 했습니다.뇌출혈로 인해 혼수상태에 빠진 과학자를 살려내기 위해 주인공들이 초미니 잠수함을 타고 환자의 몸속으로 들어갑니다. 혈관을 타고 뇌로 들어가 레이저를 비롯한 각종 첨단 장비로 뇌를 치료한 다음 환자가 흘리는 눈물을 타고 밖으로 나온다는 내용입니다. 머리카락 굵기의 10만분의1 정도에 불과한 나노미터(㎚) 크기의 물질을 조작하고 제어하는 나노공학이 등장하기 전인 1960년대에는 정말 상상 속에서나 가능했던 얘기들일 것입니다. 그렇지만 1990년대 말부터 몸속에서 자유자재로 움직이며 상처 난 혈관을 고치거나 혈관벽에 달라붙은 콜레스테롤을 제거하고 아시모프의 SF에서처럼 박테리아를 잡아내고 사람의 손이 닿기 어려운 미세 부위를 수술할 수 있는 마이크로 로봇 기술들이 꾸준히 연구되고 있습니다. 최근에는 중국 연구진이 조류(藻類·algae)를 이용한 ‘바이오 마이크로 로봇’을 만드는 데 성공했다고 합니다. 이 로봇은 약물을 원하는 신체 부위에 정확하게 전달할 수도 있고 암세포도 제거할 수 있다고 합니다. 홍콩 중문대 기계공학부, 바이오의공학과, 산부인과, 영상진단학과와 영국 에든버러대 공학부 공동연구진이 개발한 바이오 하이브리드 로봇 기술은 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 실렸습니다. 이번에 로봇을 만드는 데 활용된 조류는 최근 건강보조식품으로 주목받고 있는 ‘스피룰리나’(Spirulina)입니다. 라틴어로 ‘나선’이라는 뜻을 가진 스피룰리나는 지구에서 가장 오래된 조류이면서 세포벽이 얇은 다세포 생물입니다. 단백질과 탄수화물, 식이섬유는 물론 항산화 효소, 각종 비타민, 칼슘, 마그네슘, 아연 같은 다양한 무기질 성분이 포함돼 있어 최근에는 건강기능성 식품 원료로 많이 활용되고 있지요. 연구팀도 기존의 마이크로 로봇들처럼 복잡한 방법으로 합성하려고 했으나 자연에 있는 물질 그대로 사용하는 것이 생체 적합성도 좋고 저렴한 비용으로 손쉽게 제작할 수 있을 것이라고 생각해 방향을 바꿨다고 합니다. 더군다나 조류는 내부에 스스로 형광물질을 갖추고 있기 때문에 바깥 부분에 자성물질만 입히면 몸 밖에서도 원하는 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있습니다. 연구팀은 스피룰리나에 자성박막을 입혀 생쥐에게 주입한 뒤 핵자기공명(NMR) 기술을 활용해 원하는 부위로 이동시키는 것뿐만 아니라 이동경로를 추적하는 데도 성공했다고 합니다. 재미있는 것은 바이오 하이브리드 로봇의 암세포 제거 능력입니다. 마치 페니실린을 발견했을 때처럼 예상치 못했던 결과라고나 할까요. 연구팀은 별 생각없이 종양세포를 키우던 실험접시에 바이오 하이브리드 로봇을 투입했는데 48시간이 지난 뒤 암세포 90%가 파괴된 것을 확인할 수 있었다고 합니다. 물론 동물이나 사람을 대상으로 한 약물 실험이 아니라 세포 수준의 실험이었기 때문에 실제 임상에서 활용되려면 추가적인 연구기간을 포함해 10년 이상 걸릴 것으로 예상하고 있다고 합니다. 마이크로 로봇을 활용해 건강관리까지 가능해진다면 그만큼 평균 수명은 늘어날 것입니다. 나노공학을 비롯한 각종 의과학기술의 발전으로 평균 수명은 점점 늘어날 것으로 보입니다. 살 수 있는 기간이 늘어나면 ‘어떻게 살 것인가’라는 문제는 더 중요해질 것입니다. 고령화 사회에서 사회와 개인이 함께 고민해야 할 가장 중요한 문제가 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

SF를 좋아하는 마니아들은 세계 3대 SF작가로 꼽히는 아이작 아시모프가 쓴 ‘환상 여행’(Fantastic Voyage)이란 작품을 영화로 보거나 책으로 접해봤을 것입니다. 1966년에 영화로 만들어져 국내에서는 ‘바디 캡슐’이란 이름으로 소개됐고 ‘마이크로 결사대’ ‘두뇌로의 여행’ 등 다양한 제목의 책으로 번역되기도 했습니다.뇌 출혈로 인해 혼수상태에 빠진 과학자를 살려내기 위해 주인공들이 초미니 잠수함을 타고 환자의 몸 속으로 들어갑니다. 혈관을 타고 뇌로 들어가 레이저를 비롯한 각종 첨단 장비로 뇌를 치료한 다음 환자가 흘리는 눈물을 타고 밖으로 나온다는 내용입니다. 머리카락 굵기의 10만분의 1 정도에 불과한 나노미터(㎚) 크기의 물질을 조작하고 제어하는 나노공학이 등장하기 전인 1960년대에는 정말 상상 속에서나 가능했던 얘기들일 것입니다. 그렇지만 1990년대 말부터 몸 속에서 자유자재로 움직이며 상처난 혈관을 고치거나 혈관벽에 달라붙은 콜레스테롤을 제거하고 아시모프의 SF에서처럼 박테리아를 잡아내고 사람의 손이 닿기 어려운 미세 부위를 수술할 수 있는 마이크로 로봇 기술들이 꾸준히 연구되고 있습니다. 최근에는 중국 연구진이 조류(藻類·algae)를 이용한 ‘바이오 마이크로 로봇’이 만드는데 성공했다고 합니다. 이 로봇은 약물을 원하는 신체 부위에 정확하게 전달할 수도 있고 암세포도 제거할 수 있다고 합니다. 홍콩 중문대 기계공학부, 바이오의공학과, 산부인과, 영상진단학과와 영국 에딘버러대 공학부 공동연구진이 개발한 바이오 하이브리드 로봇 기술은 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 실렸습니다. 이번에 로봇을 만드는데 활용된 조류는 최근 건강보조식품으로 주목받고 있는 ‘스피룰리나’(Spirulina)입니다. 라틴어로 ‘나선’이라는 뜻을 가진 스피룰리나는 지구에서 가장 오래된 조류이면서 세포벽이 얇은 다세포 생물입니다. 단백질과 탄수화물, 식이섬유는 물론 항산화 효소, 각종 비타민, 칼슘, 마그네슘, 아연 같은 다양한 무기질 성분이 포함돼 있어 최근에는 건강기능성 식품 원료로 많이 활용되고 있지요. 연구팀도 기존의 마이크로 로봇들처럼 복잡한 방법으로 합성하려고 했으나 자연에 있는 물질 그대로 사용하는 것이 생체 적합성도 좋고 저렴한 비용으로 손쉽게 제작할 수 있을 것이라고 생각해 방향을 바꿨다고 합니다. 더군다나 조류는 내부에 스스로 형광물질을 갖추고 있기 때문에 바깥 부분에 자성물질만 입히면 몸 밖에서도 원하는 위치로 손쉽게 이동시킬 수 있습니다. 연구팀은 스피룰리나에 자성박막을 입힌 뒤 생쥐에게 주입한 뒤 핵자기공명(NMR) 기술을 활용해 원하는 부위로 이동시키는 것 뿐만 아니라 이동경로를 추적하는데도 성공했다고 합니다. 재미있는 것은 바이오 하이브리드 로봇의 암세포 제거 능력입니다. 마치 페니실린을 발견했을 때처럼 예상치 못했던 결과라고나 할까요. 연구팀은 별 생각없이 종양세포를 키우던 실험접시에 바이오 하이브리드 로봇을 투입했는데 48시간이 지난 뒤 암세포 90%가 파괴된 것을 확인할 수 있었다고 합니다. 물론 동물이나 사람을 대상으로 한 약물시험이 아니라 세포 수준의 실험이었기 때문에 실제 임상에서 활용되려면 추가적인 연구기간을 포함해 10년 이상 걸릴 것으로 예상하고 있다고 합니다. 마이크로 로봇을 활용한 건강관리까지 가능해진다면 그만큼 평균 수명은 늘어날 것입니다. 나노공학을 비롯한 각종 의과학기술의 발전으로 평균수명은 점점 늘어날 것으로 보입니다. 살 수 있는 기간이 늘어나면 ‘어떻게 살 것인가’라는 문제는 더 중요해질 것입니다. 고령화 사회에서 사회와 개인이 함께 고민해야 할 가장 중요한 문제가 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

이탈리아에서 가장 유명한 치즈 업체 2곳이 열악한 젖소 사육 환경으로 비판을 받고 있다. 국제 동물복지단체 CIWF(Compassion in World Farming)는 이탈리아 치즈업체인 파르메산, 그라나 파나노에 우유를 공급하는 농장 9곳에서 입수한 영상을 25일 공개했다. 연간 50억 유로의 판매고를 올리는 이들 거대 회사가 50만 마리의 젖소를 사육하는 납품 업체들에 동물 복지 지침을 마련하게끔 조치를 취하라고 압박하는 차원에서다. 영상에는 비쩍 말라 기진맥진한 젖소들이 실내에 갇혀 배설물 속에서 뒹구는 모습이 담겼다. 일부 소들은 다리를 절룩거리기도 했다. CIWF 측은 “공장식 축산 농가에서의 비참한 삶의 모습을 보여준다”며 “이 동물들은 단지 우리가 먹는 파스타에 뿌려 먹는 치즈를 생산하고자 ‘우유 기계’로 취급받으며 극도로 마르고, 혹사당하고 있다”고 비판했다. 영상이 공개되자 치즈 생산자 연합회의 대변인은 “고급 치즈 생산을 위한 사양에는 동물 복지에 대한 개념이 포함되지 않는다. 동물 복지는 제품의 질에는 영향을 주지 않는 요소이기 때문”이라고 인정했다. 그는 그러면서도 “낙농업자들 역시 동물 복지 기준을 신경 쓰고 있으며, 연합회는 현재 최소한의 동물 복지 기준이 준수될 수 있도록 하는 인증 체계를 고안하고 있다”고 주장했다. 사진·영상=Compassion in World Farming/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

가수 공민지와 홍콩 팬들이 함께한 플래시몹 현장을 담은 영상이 22일 공개됐다. 뮤직웍스 채널을 통해 공개된 영상에는 공민지와 150여명의 팬들이 솔로 데뷔 타이틀곡 ‘니나노’에 맞춰 군무를 선보이는 모습이 담겼다. 소속사에 따르면, ‘니나노’ 플래시몹은 지난 9월 6일 홍콩 침사추이에 있는 홍콩컬쳐센터에서 펼쳐졌다. 초등학생부터 직장인까지 사전 신청을 받은 약 150명의 팬들이 모였다. 플래시몹은 수십 개의 홍콩 주요 매체에서 취재하며 현지에서 화제를 모았다는 후문이다. 사진·영상=MUSICWORKSOFFICIAL/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

성적 접촉이나 수혈, 혈액을 원료로 해서 만든 각종 약물로 인해 감염되는 ‘후천성 면역결핍 증후군’, 일명 에이즈는 감염되면 인체 면역력이 저하돼 각종 감염증과 종양으로 인해 사망하는 질병이다.최근에는 에이즈의 원인인 HIV바이러스를 강하게 억제할 수 있는 치료제가 개발돼 만성질환이라는 개념으로 바뀌고 있지만 완치는 불가능하고 현재 나와있는 치료제들을 장기복용할 경우 부작용도 상당하다. 카이스트 생명화학공학과 박현규 교수팀이 RNA분해효소 활성을 찾아내는 새로운 기술을 개발해 신개념의 에이즈치료제 개발의 단초를 마련하는 연구결과를 냈다. 연구팀의 이번 연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 나노분야 국제학술지 ‘나노스케일’ 14일자 표지논문에 실렸다. HIV바이러스는 역전사 반응의 특성을 갖는 레트로 바이러스로 RNA가 DNA로 변하는 특성을 갖고 있다. 이 과정에서 RNA 분해효소가 개입되는데 이를 막는 것이 관건이다. RNA 분해효소의 활성을 막는다면 HIV바이러스의 발현을 막을 수 있다는 말이다. 이에 RNA 분해효소의 활성정도를 빠르게 검출해 내야 하는데 현재 나와있는 기술들은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 시간도 오래걸리고 검출효율이 낮다는 단점이 있다.연구팀은 ‘헤어핀 자기조립 반응’이라는 신호증폭 반응을 이용해 RNA 분해효소의 활성을 효과적으로 분석하는 기술을 개발했다. 헤어핀 자기조립 반응 기술은 검출신호를 증폭시켜 RNA 분해효소가 미량만 있더라도 쉽게 검출할 수 있도록 돕는다. 실제로 연구팀은 이 기술을 활용해 최근 에이즈 치료제 후보물질로 주목받고 있는 ‘RNase H 활성저해제’를 손쉽게 찾아내는데 성공했다. 　또한, 본 기술을 통해 에이즈 치료제로서 잠재성을 갖는 RNase H 활성 저해제를 효과적으로 선별할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 기술은 향후 다른 효소 활성 검출 기술 개발로 확장될 수 있으며, 효소 관련 질병 치료 연구에 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수소를 물에서 적은 전력으로도 많은 양을 추출할 수 있는 기술이 국내 연구진이 주도한 국제공동연구팀에 의해 개발됐다.부산대는 기계공학부 김용태 교수와 미국 아르곤국립연구소 네나드 마르코비치 박사가 주축이 된 국제공동연구팀이 물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해(水電解·water electrolysis) 과정에서 전력 소비 효율을 극대화하는 최적의 전극 구조를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 수전해 기술은 순도 100%에 가까운 수소를 추출하고 부산물로는 산소만을 배출하는 친환경적인 기술이라는 점에서 미래 수소 생산의 가장 유력한 방식으로 손꼽힌다. 그러나 전극에서 느린 반응 때문에 이론치보다 훨씬 높은 전력을 소비하는 것이 문제로 고효율전극을 개발 필요성이 대두했다. 실제 수소를 생산하는 캐소드(cathode·전자가 방출되는 전극)보다 상대 전극인 산소를 발생하는 애노드(anode·산화 반응이 진행되는 전극)에서의 반응 속도가 월등히 느려 애노드 전극에 대한 효율 개선이 시급한 문제였다. 김 교수가 참여한 국제연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 전기화학적 탈합금 방식으로 3차원의 나노다공성 전극 구조를 만들었다. 이 전극 구조는 전하 전달의 고속도로 구실을 해 적은 전력으로도 고효율의 결과를 낼 수 있는 것으로 확인됐다. 또 기존에는 전극 설계에서 중요하게 고려하지 않았던 전자전도도가 고전류 밀도에서는 핵심 인자로 작용하는 것을 세계 최초로 규명했다.학계에서는 이번 연구결과는 기존의 전극 설계 개념을 완전히 뒤바꿀 수 있는 획기적인 아이디어로 평가하고 있다. 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)지 11월 13일 자에 소개됐다. 김 교수는 “이 기술은 수소를 생산할 때 큰 비용이 드는 전력 문제를 해결할 수 있다는 점에서 의의가 있다”며 “수전해뿐만 아니라 수소 연료전지 등 인접 분야에도 적용이 가능하다”고 말했다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

‘마녀의 법정’ 정려원이 독보적인 능청 연기로 찰떡 캐릭터를 표현했다.KBS 2TV 월화드라마 ‘마녀의 법정’에서 독종 마녀 에이스 검사 마이듬 역을 맡은 정려원이 진지함과 엉뚱함을 오가며 극의 흐름을 이끌고 있는 것. 지난 20일 방송된 ‘마녀의 법정’ 13회에서 형제호텔의 킹덤이 조갑수(전광렬 분)의 로비 공간이란 사실이 드러나면서 확실한 증거를 찾기 위해 나서는 이듬의 모습이 그려졌다. 2004년 청운각 성 접대 사건의 피해자인 진설희의 동생 진연희(조우리 분)가 위장 잠입을 통해 녹취해 온 내용 속 조갑수를 잡을 중요한 단서인 동영상을 찾기 위해 조갑수의 경호원 김동식(박두식 분)에게 접근한 것. 이듬은 민부장(김여진 분), 연희와 작전을 짜던 중 자신에게 이성을 넘어오게 하는 남다른 스킬이 있다며 자신감을 드러냈다. 이듬은 바에서 동식 근처에 앉아 게슴츠레한 눈빛과 느끼한 미소를 지어 보이며 윙크와 요염한 포즈를 취해 보이는 등 마이듬표 유혹 스킬을 선보였다. 하지만 오히려 이상한 사람 취급을 당했고 이는 연희가 동식에게 접근할 기회로 이어졌다. 이후 모든 작전이 들통나며 이듬은 위험에 처했지만 여진욱(윤현민 분)의 도움으로 위기를 모면하며 결국 동영상을 얻어냈다. 이처럼 정려원은 사건을 대하는 진중하고 근성 있는 태도 이면에 이듬의 엉뚱하고도 코믹한 모습을 능청스럽게 소화하며 극의 재미를 선사했다. 특히 상대 반응에 전혀 아랑곳하지 않고, 자신감에 가득 찬 태도로 천연덕스럽게 마이듬표 유혹 스킬을 선보일 때는 마이듬을 더욱 마이듬스럽게 그리며 시청자들을 ‘이듬파탈’ 매력에 빠져들게 했다. 정려원은 이듬의 뻔뻔하고 능청스러운 모습은 물론 나노급 감정 열연까지 매회 완성도 높은 연기력을 선보이며 극에 완전히 녹아든 모습을 보인다. 이런 정려원의 한계 없는 연기 스펙트럼에 극의 몰입도도 한껏 높아진 상황. 엔딩에서 맞이한 마이듬의 듬직한 미소는 21일 방송되는 ‘마녀의 법정’ 14회 역시 정려원의 사이다 활약을 기대하게 했다. 한편 정려원의 하드캐리 열연이 돋보이는 KBS 2TV 월화드라마 ‘마녀의 법정’은 종영까지 단 3회만을 앞두고 있다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

탄소는 극과 극이다.탄소로만 만들어진 물질 중 다이아몬드는 아주 비싸지만 흑연은 상대적으로 싸다. 탄소는 지구 전체로 보면 0.08% 정도로 그리 친숙하지 않은 망간이나 타이타늄보다도 적을 정도로 아주 미비하다. 탄소는 지구에는 조금밖에 없지만 인간과 생물에게는 상당히 많은 편이다. 생물에게 가장 중요한 것은 삶인데 탄소는 상당히 다양한 분자들을 합성시켜 매우 다양한 생명 현상에 관여한다. 물질을 구성하는 원자는 자신의 바깥 궤도에 최대 8개의 전자를 채우려고 한다. 탄소는 바깥 궤도에 4개의 전자를 갖고 있기 때문에 상대 원자가 전자 하나씩 제공한다면 최대 4개의 원자와 결합이 가능하다. 전자를 하나씩 가진 수소 원자 4개가 탄소 원자 하나와 전자를 공유하면 메탄(CH₄) 분자가 만들어진다. 탄소 원자가 두 개라면 탄소끼리의 결합을 제외하고 각각의 탄소에 3개씩의 수소 원자가 결합하여 에탄(C₂H₆)을 만들 수 있다. 탄소의 숫자를 늘리면 프로판, 부탄 등 끝없이 이어지는 다양한 분자를 만들 수 있다. 게다가 탄소의 수가 4개 이상이면 동일한 수의 탄소와 수소로 구성된 분자 중에서 일부는 탄소끼리의 결합 일부가 가지를 형성할 수 있어 또 다른 구조와 성질을 나타낼 수 있다. 여기에 질소와 산소, 황, 인 등 원자로 다양한 조합을 만들어 더하면 알코올, 아세트산을 포함한 각종 유기산, 글리신, 시스테인 등을 포함하는 아미노산, ATP와 DNA를 포함하는 핵산과 글리세롤을 포함하는 지질 등 헤아릴 수 없을 정도의 생물 분자를 만들 수 있다. 포도당, 과당, 설탕, 유당 등 수 많은 종류의 당, 다양한 크기와 모양의 지방산, 인지질, 아미노산 등도 합성이 가능하다. 이들을 재료로 생물체 내에서 녹말, 셀룰로오스 같은 탄수화물, 지질, 천문학적 숫자의 각종 단백질, 핵산, 그리고 여러 비타민까지 우리 몸을 구성하는 중요한 분자들이 무궁무진하게 만들어진다.탄소의 다양성은 여기서 끝나지 않는다. 완전히 동일한 종류와 수의 원자들로 구성되어 동일한 생김새로 보이는 분자들임에도 불구하고 비대칭탄소 덕분에 서로 포개지지 않고 마치 거울을 마주 보는 듯한 구조를 가진 분자들도 있다. 이들을 빛의 회전이나 원소들의 비대칭 탄소와의 상대적 배열에 따라 R과 S 그리고 L과 D 등으로 구분되는데, 이들은 전혀 다른 기능을 한다. 기관지 근육을 이완시켜 천식이 있는 사람들의 호흡을 돕는 알부테롤은 두 가지의 거울상 중에서 R 형태만 효과가 있다. 반대로 염증에 동반되는 통증을 완화하는 소염진통제로 S이부프로펜은 효과가 있지만 R이부프로펜은 전혀 효과가 없다. 과학자들은 자연의 능력자 탄소의 특성을 꾸준히 밝혀 왔다. 더불어 많은 탄소의 능력을 이용하기 위한 시도를 해 왔다. 생물학자들은 사람의 유전자를 대장균에 삽입하는 유전자 재조합과 병원균과의 싸움을 위한 단일클론 항체 생산 등을 성공적으로 해내고 있다. 이런 시도는 PET, OLED, 플러렌, 나노튜브 등 생명과학 바깥의 영역에서도 성과를 내고 있다. 인간을 구성하는 물질 중 탄소가 물을 구성하는 수소와 산소 다음으로 많다는 것은 우리에게 많은 것을 생각하게 한다. 그중 하나가 탄소는 다른 물질들과 결합하여 생명 현상을 유지하는 많은 물질을 만들어 낼 수 있는 것이다. 탄소처럼 인간도 다양한 사람과 관계를 맺으면서 더 나은 세상을 만들어 나갈 수 있다. 너와 나를 구분 짓기보다 서로 손을 맞잡을 때 새로운 관계망이 형성된다. 이 관계망은 세상을 세상답게 만들어 나가는 역할을 한다. 많은 사람들이 서로 만나고 직업과 가치관, 종교나 인종에 구애 받지 않고 서로의 생각을 나누는 합종연횡의 사회 속에서 여러 가능성을 만들어 낼 수 있지 않을까? 아마도 자연스레 다양한 영역의 융합과 복합이 이루어질 것이고 다양성을 전제로 해 서로를 이해할 수 있는 건강하고 발전된 사회가 만들어질 것 같다.

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

요리에 많이 쓰이는 양파. 껍질은 물에 젖으면 보기도 좋지 않고 처리하기도 귀찮다. 그런데 이런 쓸모없는 양파껍질을 이용해 전기를 만드는 기술을 국내 연구진이 개발해 주목받고 있다.포스텍 화학공학과 김진곤 교수, 산딥 마이티 박사와 인도 카락푸르공대 카투아 교수 공동연구팀은 화학처리가 필요치 않는 양파껍질로 전기를 만들 수 있는 압전소자를 개발하는데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노에너지’ 최신호에 발표됐다. 눈을 깜박이거나 걸음을 걷거나 뛰는 등 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 압전소자 기술은 대표적인 에너지 수확기술로 차세대 에너지원으로도 주목받고 있는 분야다. 문제는 압전소자를 만들 때 필요한 물질이 환경과 인체에 유해하다는 것이다. 연구팀은 셀룰로스 섬유질로 구성된 양파껍질을 이용해 인체는 물론 환경에도 무해하며 효율까지 높은 압전소자를 개발했다. 연구팀은 양파껍질을 이루고 있는 셀룰로스 섬유질이 균일하게 정렬돼 있어 압전효과를 내기 쉽다고 판단했다. 실제로 양파 껍질을 소자 제작에 사용해 에너지를 만들어 낼 수 있다는 것을 확인하고 적은 움직임만으로도 전기를 생산할 수 있을 만큼 민감하고 내구성도 뛰어다는 사실을 발견했다.김진곤 교수는 “이번 연구는 환경오염을 시키지 않는 천연 원료 그 자체로도 전력 생산이 가능한 발전 소자를 개발했다는데 큰 의미가 있다”라며 “웨어러블 기기와 같은 차세대 디바이스 에너지 공급원 개발 기반이 될 수 있도록 업그레이드 시킬 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●신장암 발병 새로운 메커니즘 발견 서울대 생명과학부 김재범 교수와 서울대병원 곽철 교수, 삼성서울병원 남도현 교수 공동연구팀은 지방 합성으로 인한 세포주기 이상으로 인해 신장암이 발병하고 전이될 수 있다는 사실을 발견해 분자생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀룰러 바이올로지’ 11월호에 ‘주목할 만한 연구논문’으로 실렸다. 이번 연구는 신장암 진단 및 항암치료제 개발에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다. ●초정밀 광학렌즈용 절삭기술 개발 한국생산기술연구원(원장 이성일) IT융합공정그룹 최영재 그룹장 연구팀은 국내 처음으로 700나노미터(㎚) 이하 미세패턴을 가공할 수 있는 초정밀 광학렌즈용 절삭가공 원천기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 1㎚ 움직임까지 제어가 가능한 절삭가공장치를 개발해 미세패턴을 만들어 낼 수 있게 됐다. 이번 기술은 가상 및 증강현실 기기, 자율주행 자동차용 적외선 카메라, 헤드업 디스플레이 등 다양한 스마트 기기에 활용될 것으로 보인다. ●식물 환경 스트레스 대응 유전자 발견 연세대 시스템생물학과 김우택, 양성욱 교수 공동연구팀이 다양한 환경 스트레스를 감지해 변형된 단백질을 제거하거나 원상태로 돌리는 메커니즘을 만들어 내는 유전자를 발견했다고 14일 밝혔다. 이번 연구는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 연구팀은 세포 안에서 기능이 상실된 변성 단백질을 제거해 다양한 환경스트레스에 대응해 식물의 생존력을 높이는 핵심유전자를 발견하고 그 원리를 찾아냈다. 이번 연구로 가뭄에 강한 벼, 고온에 강한 배추나 상추 등 다양한 신기능성 작물 개발이 가능해질 것으로 보인다.

가을 분양 대전이 본격화되면서 정부의 강력한 부동산 정책 규제를 적용받지 않는 규제 프리 지역의 신규 아파트가 주목을 받고 있다. 서울과 수도권 등 규제 대상 지역에 비해 대출 규제가 낮은데다 대형 개발호재와 신규 교통망 개통, 학세권 등 내집 마련을 위한 핵심 요소까지 두루 갖춘 지역 아파트들이 나오면서 실수요자들의 관심이 뜨겁다. 8·2 부동산 대책에 따르면, 청약조정지역과 투기과열지구 등 부동산 규제지역 내에서는 청약통장 가입 기간 2년 이상, 거주 기간 1년 이상 요건을 갖춰야 1순위(당해지역) 자격이 주어진다. 또 전용면적 85㎡ 이하 중소형 아파트는 100% 가점제를 통해 공급된다. 이러한 가운데 교통망과 명품학군, 생활인프라와 대형 개발호재까지 갖춘 아산 배방 우림필유가 실수요자들 중심으로 주목을 받고 있다. 아산 배방 우림필유 아파트는 전용면적 59㎡~84㎡, 지하 2층~최고 24층 높이의 총 19동 1750세대로 구성되며 실수요자에게 인기가 높은 소형 876세대를 1차로 공급한다. 특히 3.3㎡ 당 500만원대로 공급하고 발코니확장을 무료로 진행해 실소비자들의 내 집 마련의 기회를 제공한다. SRT 천안아산역 개통으로 서울 강남까지 30분대에 접근이 가능해진 아산시에 위치한 이 아파트는 전철 1호선 배방역과 인접해 있다. 또 21번 국도, 45번 국도, 경부고속도로, 천안아산고속도로(예정), 배방-탕정간도로, 배방-음봉간도로 등 각 지역 어디로든 빠르게 연결되는 사통팔달의 광역교통망을 보유하고 있다. 명품 학군도 주목할 만하다. 단지 인근에는 도보로 통학이 가능한 우수한 교육환경을 갖췄다. 배방 초·중·고교, 아산북수초, 모산초, 모산중(예정)이 있고 단지 내에 아이들의 감성과 인성을 높여줄 오감 어린이놀이터와 테마광장이 조성된다. 단지 인근에 지어지는 대규모 월천체육관(수영장)과 아산터미널 복합쇼핑몰, 멀티플렉스 영화관, 배방복합행정시설, 이마트, GS마트, 시립도서관, 대형 병원, 우체국, 농협, 기업은행 등 편리한 원스톱 생활편의시설을 갖추고 있다. 배방산과 화룡천, 창터 도랑천 등이 인접해 쾌적한 주거환경을 누릴 수 있다. 특히 아산 배방 우림필유는 아산 지역 최초로 SK텔레콤의 IoT(사물인터넷) 시스템이 구축됐다. 주민은 단지 내를 걸으면서 자유롭게 와이파이를 이용하고, 보안등과 CCTV가 합쳐진 스마트 보안등으로 아이들을 지켜볼 수 있다. 또 밖에서도 가스, 보일러, 조명, 가전제품을 제어하고 집 안에선 음성으로 가전제품을 켜거나 끌 수 있는 최첨단 스마트 아파트 단지다. 단지 주출입구에는 고품격 문주를 설치해 배방의 랜드마크 아파트로 조성하며 일조량과 채광을 고려한 4-Bay와 공간 효율성을 위해 다용도실 등 혁신평면 설계를 적용했다. 특히 통풍을 고려한 전세대 남향위주 및 판상형 구조로 단지가 배치되며 각 동별 거리가 넉넉하고 규모가 다른 공원형 테마파크가 조성된다. 골프연습장과 헬스센터, 맘스카페 등 입주민을 위한 편의시설도 풍부하다. 대형 개발 호재도 풍부하다. 아산신도시와 아산탕정 디스플레이시티, 삼성 나노시티 등의 개발호재와 세계 최대 규모 삼성디스플레이 OLED 공장 건설 중으로 유입인구가 늘어나고 있고, 공급 가격은 주변시세 대비 합리적인 것이 장점이다. 홍보관 오픈 시 푸짐한 상품도 준비되어 있어 홍보관 방문객 전원에게 선물을 증정한다. 아산 배방 우림필유 주택홍보관은 충청남도 아산시 배방읍 공수리 근처에 위치하고 있다. 나우뉴스부 nownews@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

북부와 동부권 세대결 구도로… 道, 13일 사업지 후보 선정 두 번째 경기북부테크노밸리 후보지 선정일이 1주 앞으로 다가온 가운데 3곳이었던 경합 후보지가 구리·남양주시와 양주시 2개 그룹으로 압축됐다. 의정부시가 6일 유치 신청을 전격 철회했기 때문이다.경기도는 오는 13일 지역에서는 6번째, 경기북부에서는 2번째 테크노밸리 사업지를 선정한다고 이날 밝혔다. 시·군 참여도(30점), 입지 우수성(30점), 사업 추진의 신속성과 용이성(30점), 개발구상(10점) 등 4개 항목을 종합평가해 선정한다. 테크노밸리는 경기도가 추진 중인 첨단 산업단지 조성사업이다. 미래 성장을 이끌 정보통신(IT)·바이오(BT)·문화(CT)·나노(NT) 업종의 혁신 클러스터를 구축해 지역별 자족 기반을 마련하는 게 목표다. 의정부는 이날 안병용 시장이 긴급 기자회견을 열어 유치 신청을 철회하고 양주시를 지지하기로 했다. 안 시장은 “남양주시가 구리시를 지원하는 상황이라, 양주시 유치가 희망적이지 않다. 경원선축 유치를 위해 의정부 여건보다 유리한 양주시를 지지하기로 했다”고 밝혔다. 안 시장은 의정부 후보지였던 경원선 녹양역 우정마을에는 의정부법원과 검찰청 유치를 포함한 새로운 도시개발 방안을 모색하겠다”고 덧붙였다. 반면 경기동부권시장군수협의회가 7일 구리·남양주 유치를 지지하는 선언을 할 예정이어서 북부 대 동부권 대결 양상을 보이고 있다. 남양주시와 공동 유치전에 나선 구리시는 사노동 일대 21만 9000여㎡와 인접한 남양주시 퇴계원 일대 7만 2000여㎡ 등 합계 29만 2000여㎡를 후보지로 제안했다. 구리도시공사와 남양주도시공사가 공동 참여해 도시개발사업으로 진행한다. 양주시는 남방동·마전동 일대 55만 5000여㎡를 후보지로 내세웠다. 양주시가 40% 지분으로 참여해 도시개발사업과 산업단지개발사업으로 병행하는 방식이다. 지자체들은 테크노밸리 유치에 사활을 걸고 있다. 테크노밸리를 유치하면 지역경제에 큰 도움이 되고 단체장의 치적 홍보가 되기 때문이다. ‘한국판 실리콘밸리’로 불리는 판교테크노밸리 내 1306개 입주기업들의 연간 매출은 지난해 기준 77조 4000여억원으로, 경기도 지역내총생산(GRDP)의 22%를 차지한다. 부산시 78조원, 인천시 76조원인 GRDP와 비슷하다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr