교육과학기술부와 지식경제부는 13일 오는 2020년까지 9년간 5130억원의 예산을 투입하는 ‘나노융합 2020사업’에 본격 착수했다. 사업은 지난 10년여 동안 대학 및 연구소 등에서 나노 관련 기초·원천 연구개발(R&D), 인프라 기반 구축 등의 투자 성과를 바탕으로 신산업·신시장을 조기에 창출할 수 있는 제품지향적 R&D(시장수요를 반영한 연구개발)다. 기초·원천 연구부터 기술 사업화까지 전방위적인 지원이 이뤄진다. 또 2020년까지 국비 4322억원과 민간 808억원이 투자된다. 나노 R&D의 10년 성과는 세계 특허 3위, 기술 수준 4위다. 우선 올해는 상용화 시기가 비교적 빠른 2세대 융합분야인 나노기술(NT)과 정보기술(IT)·환경기술(ET), 4대 전략품목인 차세대반도체와 나노유연소자, 고효율에너지변환기술 등에 지경부 50억원, 교과부 17억원 등 67억원이 집중 지원될 계획이다. 사업은 재단법인 형태로 신설되는 ‘나노융합 2020 사업단’에서 총괄, 관리하도록 결정했다. 이에 따라 정부는 14일부터 다음 달 13일까지 사업단장을 공모, 7월 초 임명할 예정이다. 이어 8월까지 재단법인 설립 및 사무국 조직을 구성, 9월 사업 공모에 나서기로 했다. 사업단장은 3년 임기에 2년 단위로 연임이 가능하다. 급여는 연봉 1억 5000만원 안팎이다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

전상민(43) 포스텍 화학공학과 교수와 주진명 연구원이 겉과 속이 다른 물질로 만든 나노입자를 활용, 여러 암을 한꺼번에 알아낼 수 있는 진단물질을 개발했다. 진단물질은 실리콘으로 만들어진 마이크로 진동자와 겉은 광촉매 물질, 속은 자기 성질을 띠는 이중 나노입자를 이용한 새로운 개념의 암 진단 기술이다. 연구결과는 나노분야 권위지인 ‘ACS나노’ 최신호에 실렸다. 현재 널리 쓰이는 암 진단기술은 암에 걸린 환자의 혈액이나 체액 속에 있는 특정 단백질의 농도 증가를 통해 이뤄지고 있다. 하지만 조기 암의 경우, 양이 극히 적을 뿐 아니라 특정 단백질이 다른 단백질의 농도에 비해 낮아 확인하기 쉽지 않다. 전 교수팀은 10일 광촉매 특성과 자기 성질을 가진 나노입자를 합성해 혈액 속에 넣은 뒤 자기장을 일으켜 특정 단백질을 분리, 검출하는 데 성공했다고 밝혔다. 1㎖ 혈액 속에 존재하는 0.1피코그램(1/1만 나노g)의 암 관련 단백질을 단 1시간 만에 측정할 수 있다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

1998년 2월, 물리학자가 되고 싶었던 19살의 대구 청년 남구현은 갈 곳이 없었다. 능인고를 우수한 성적으로 졸업했지만 집안 형편 탓에 진학은 포기했다. 1년 동안 이삿짐센터를 전전하던 청년은 다음 해 병역특례를 위해 인천 남동공단의 레미콘 회사에 들어갔다. 용접, 산소절단, 중장비 운전도 마다하지 않았다. 생활에 쫓겼지만 청년은 기계공학에 흥미를 느꼈다. 병역특례의 나머지 1년은 과천정부청사 프로그램 개발 업체에서 일했다. 고교 때 땄던 정보처리기능사 자격증 덕분이었다. 2002년 일주일에 2~3일 출근하는 조건으로 잡지사에서 근무했다. 한 달에 40만원을 받고 다른 아르바이트도 함께하면서 기계공학자의 꿈을 키웠다. 2003년 미국 샤봇 컬리지에서 입학허가서를 받았다. 프로그램을 제작하면서 알게 된 항공대의 고(故) 황명신 교수의 “공학을 하려면 미국에 가라.”는 조언이 크게 작용했다. 고교 과정과 대학 2년제 과정을 동시에 마치고 대학 편입도 가능하다고 판단해서다. 2005년 청년은 명문 캘리포니아 버클리대(UC버클리)에 편입했다. 당초 매사추세츠공대(MIT)를 겨냥했지만 재정문제까지 있는 청년을 MIT는 거부했다. 석사를 1년에, 박사를 2년 반 만에 마치며 불과 5년 만에 미국 유학 생활을 끝냈다. 이화여대 초기우주과학기술연구소에 연구교수 자리를 얻었다. 그리고 2년, 용접공 청년이었던 남구현은 교수로서, 과학자로서 우뚝 섰다. 청년의 연구성과가 10일(현지시간) 과학자라면 꿈꾸는 과학저널 ‘네이처’ 표지를 장식했다. 국제 공동연구가 아닌 국내 연구로 네이처 표지에 실리기는 2000년 유룡 한국과학기술원(KAIST) 교수 이후 12년 만이다. ●쓸모없는 ‘균열’로 ‘신세계’ 열어 남 교수의 연구는 본인의 인생과 닮았다. 모두가 쓸모없다고 여기고 피하거나 방지해야 하는 것으로 여기는 ‘재료의 균열’에 주목한 탓이다. 균열에 대한 관심은 2007년 석사 1학기 때 우연히 재료가 규칙적으로 금이 간 것을 발견하면서부터다. 당시 박사후연구원으로 있던 고승환 KAIST 기계공학과 교수에게 의논하자 “가능성이 있는 연구이니, 꽁꽁 숨겨서 혼자 연구해 봐라.”고 격려했다. 고 교수는 한국에서도 가장 큰 지원군이다. ●“초소형 바이오칩 개발·반도체 공정에 전환점” 남 교수는 균열이 물질이 파괴되는 과정의 쓸모없는 부산물에 불과하다는 고정관념을 깨려 했다. 미세하게 일어나는 균열을 조절할 수만 있다면 기계적으로 깎아서는 만들 수 없는 아주 작은 구조물을 쪼개는 방식으로 만들 수 있다는 아이디어였던 것이다. 실리콘으로 된 웨이퍼 위에 100만분의1m에 불과한 구조물을 계단식으로 얇게 쌓아 자연스럽게 균열이 발생하도록 유도했다. 결국 머리카락 굵기보다 가는 나노크기의 채널(수로 모양의 구조물)을 만들어 냈다. 균열의 모양을 자유자재로 변화시키거나 방향을 정하고 균열을 막을 수도 있는 방법 등 다양한 원천기술을 확보한 것이다. 남 교수는 “깎아 만드는 기존의 기술로 나노채널을 만들기 위해서는 20년 이상이 걸리지만 균열 방법을 이용하면 몇 시간이면 가능하다.”면서 “비용도 몇 만원 수준에 불과하다.”고 설명했다. 네이처지는 남 교수의 연구 성과에 대한 해설 기사에서 “혈액 한 방울로 질병을 진단하는 초소형 바이오칩 개발이나 반도체 공정에 획기적인 전환점”이라고 평가했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

따가운 봄볕이 내리쬐기 시작하면서, 피부암 예방 등 피부보호차원에서 선크림(선블록크림)을 바르는 사람들이 점차 늘고 있지만, 최근 해외의 한 연구팀이 선크림 내 일부 성분이 자외선과 만나면 도리어 피부 세포를 파괴할 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 미주리주립대학 연구팀은 선크림에 주로 함유돼 있는 산화아연(Zinc oxide)성분이 햇볕에 노출되면 활성산소 분자가 방출되는데, 이 과정에서 세포 파괴가 일어날 수 있다고 주장했다. 활성산소는 몸 안의 다른 분자들과 결합하는데, 이 과정에서 노화나 피부세포, DNA파괴 등이 유발될 수 있다고 설명했다. 선크림에 함유된 산화아연은 나노 입자의 형태를 띠고 있으며, 이 입자가 자외선을 흡수하면서 우리 피부를 보호해준다고 알려져 있다. 하지만 연구팀이 폐 세포와 산화아연 나노 입자를 결합한 뒤 여러 그룹으로 나눠 관찰한 결과, 일반 빛에 산화아연과 폐 세포의 결합물질을 노출시켰을 때에는 큰 변화가 없었으나 자외선과 닿자 눈에 띄게 빠른 속도로 세포가 파괴된다는 사실을 발견했다. 연구팀은 “외출 시에는 반드시 햇볕으로부터 피부를 보호할 수 있는 옷이나 도구를 구비하는 것이 좋다.”면서 “선크림을 사용하는 것이 아무런 보호 장비 없이 자외선을 쬐는 것보다는 나을 수 있다.”고 설명했다. 이어 “하지만 산화아연의 나노 입자가 피부세포를 파괴한다는 초기 실험결과에 따라 이에 대한 더욱 자세한 연구와 관찰이 필요할 것”이라고 덧붙였다. 이 연구결과는 ‘독성학과 응용 약리학(Toxicology and Applied Pharmacology)’에 실릴 예정이다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 영화 ‘해리포터’ 속에 등장하는 투명 망토 및 레이더와 적외선 탐지기에 잡히지 않는 군사적인 은폐 기술(스텔스) 등에 활용할 수 있는 비대칭 금속 나노 입자를 대량 합성하는 방법을 개발했다. 강태욱 서강대 화공생명공학과 교수는 “유럽의 전통 요리 중 하나인 ‘퐁뒤’를 먹는 방법에서 아이디어를 얻어 용액 속에서 대칭이 깨진(비대칭) 금속 나노 입자를 대량 합성하는 데 성공했다.”고 8일 밝혔다. 연구는 광학 특성을 이용한 질병의 조기 진단과 빛을 이용한 질병 진단과 치료 등 의학 분야에 쓰일 전망이다. 연구 결과는 나노과학 분야 권위지인 ‘나노 레터스’ 최신 호에 실렸다. 강 교수팀은 용액 속에서 금(Au)과 폴리스타이렌 나노 입자를 각각 하나씩 한 쌍으로 붙여 혼성 나노 입자를 합성한 뒤 금만 과도하게 성장시킨 용액을 찍어서 금속 나노 입자의 대칭을 깨뜨릴 수 있다고 설명했다. 폴리스타이렌은 열가소성이 있는 플라스틱의 한 종류로, 생활용품·장난감·전기전열체 등의 케이스와 포장재로 사용된다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

식품의약품안전청은 오는 14일 제11회 식품안전의 날을 맞아 7일부터 18일까지를 식품안전 인식 기간으로 정해 ‘365일 안전한 식품, 건강한 미래’를 주제로 다양한 행사를 개최한다고 6일 밝혔다. 기념식, 학술세미나, 건강걷기 대회 및 그림그리기 대회 등을 준비했다. 학술세미나는 ▲식품첨가물 바르게 알기 ▲위해요소중점관리기준(HACCP·해섭)과 단체급식 안전관리 ▲나트륨 줄이기 어디서, 어떻게 할 것인가? ▲유해오염물질 안전관리 및 나노기술 응용식품의 안전관리 등의 주제로 열린다. 서울 청계광장에서는 건강걷기 대회와 그림그리기 대회가 12~13일 이틀간 개최된다. 김소라기자 sora@seoul.co.kr

국내 연구진이 모든 파장의 빛에 반응하는 광학 나노안테나를 개발했다. 기존 태양광 발전의 효율을 크게 끌어올릴 수 있는 획기적인 기술로 평가된다. 김봉수 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수는 “빛을 수신해 전자기장으로 바꾸거나 전자기장을 빛으로 변환해 송신할 수 있는 나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 광학 나노안테나를 개발했다.”고 3일 밝혔다. 서민교(KAIST)·박규환(고려대) 교수가 함께 참여한 dl 연구 결과는 나노분야 권위지인 ‘나노 레터스’에 실렸다. 광학안테나는 휴대전화 안테나가 전파를 수신해 전기신호를 변환하고, 거꾸로 전기신호를 전파로 변환해 송신하는 것과 같은 원리로 빛을 수신해 전기장으로 변환하거나 그 반대의 기능을 한다. 휴대전화 수신대역과 같은 수십㎝ 파장의 전파가 아닌 나노미터 파장의 빛을 송수신하기 위해서는 안테나 크기도 머리카락 10만분의 1m 수준으로 작게 만들어야 한다. 현재 태양전지는 광학 안테나를 쓰지 않고 있기 때문에 효율이 8%에 불과하지만, 광학 안테나를 사용할 경우 빛을 효율적으로 모을 수 있기 때문에 효율을 12% 선까지 끌어올릴 수 있다. 그러나 기존 광학 안테나들은 파장의 범위가 제한적이어서 한 가지 파장(가시광선)에서만 작동해 효율이 떨어지는 단점이 있다. 연구팀은 지금까지 안테나 제작에 나노입자를 활용하던 방식을 바꿔 나노선(nano wire)으로 광학 안테나를 제작하는 방식을 택했다. 특히 가시광선 전 영역에서 작동하는 은(銀)으로 제작, 모든 파장의 빛에서 안테나가 작동할 수 있도록 했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

혈액 한 방울로 암을 진단하고 진행 속도까지 파악할 수 있는 휴대용 진단기 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 전북대 화학공학부 임연호 교수 연구팀은 혈액을 이용해 실시간으로 암을 진단할 수 있는 ‘화학 및 바이오 나노센서용 고신뢰성 다기능 나노절연체’를 개발했다고 25일 밝혔다. 이 연구는 무기나노물질과 혈액 등 인체에서 나오는 생화학 물질 간 신개념 이종 접합기술을 통해 암을 진단하는 기술로 세계적인 학술지 나노 레터스 4월호에 게재됐다. 연구팀은 나노물질에 절연층을 형성해 혈액 등 생화학물질과 나노물질 간 안정적인 접합기술을 세계 최초로 개발했다. 또 이 기술을 나노 바이오센서에 접목해 간암 환자의 혈청에서 암을 진단해 내는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 나노바이오센서 기술은 암은 물론 바이러스도 찾아낼 수 있어 앞으로 일반 가정에서 손쉽게 질병을 진단할 수 있는 휴대용 진단기 출시가 가능할 것으로 전망된다. 전주 임송학기자 shlim@seoul.co.kr

용기중(왼쪽) 포스텍 교수와 이승협(오른쪽) 박사 공동연구팀이 물에 젖지 않는 차세대 메모리소자 원천기술 개발에 성공했다. 전자 기기의 최대 약점인 ‘물’을 극복하는 기술을 개발해 방수 컴퓨터와 방수 스마트폰 등 물에 강한 전자제품 개발에 한 걸음 다가서는 계기를 마련한 것으로 평가된다. 용 교수는 “연잎에 착안한 생체모방기술을 이용해 물에 젖지 않으면서 전원 없이도 저장된 정보를 유지할 수 있는 차세대 비휘발성 메모리소자 개발에 성공했다.”고 22일 밝혔다. 연구결과는 신소재 분야의 권위지인 ‘어드밴스드 머티리얼’ 온라인판에 실렸다. 연구팀은 연잎 위에 떨어진 빗방울들이 흡수되지 않고 굴러 떨어지는 연잎효과(Lotus effect)를 응용했다. 연잎 표면에는 나노미터(nm) 크기의 작은 돌기가 솟아 있어 잎 위로 떨어진 물방울을 퍼지지 않고 뭉치게 한다. 또 돌기 표면에 씌워진 천연 기름성분 때문에 물이 흡수되지 않아 방수와 결빙 억제효과가 있다. 연구팀은 저항 메모리소자(R램)에 이 기술을 적용해 메모리소자 표면에 연잎 돌기처럼 나노선(Nanowire)을 덮고, 표면을 단분자막으로 화학코팅해 물에 닿아도 젖지 않도록 했다. 저항 메모리는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지하며, 속도와 용량이 뛰어난 게 특징이다. 용 교수는 “향후 방수 컴퓨터와 스마트폰 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다. 윤샘이나기자 sam@seoul.co.kr

최근 들어 일본의 우경·보수화 경향이 두드러지고 있는 가운데 여야 국회의원 81명이 20일 A급 전범이 합사된 야스쿠니 신사에 집단 참배했다. 2009년 민주당 정권이 들어선 이후 최대 규모다. 일본 정치권의 초당파 의원 모임인 ‘야스쿠니신사에 참배하는 국회의원 모임’ 소속 여야 의원 81명이 이날 오전 도쿄시내 야스쿠니 신사에 참배했다. 야스쿠니 신사의 춘계대제를 맞은 참배로, 역대 의원들의 집단 참배 규모와 비교할 때 상당히 큰 규모다. 이 모임은 매년 봄·가을의 대제와 8월 15일 종전기념일에 야스쿠니 신사를 참배하고 있다. 집권 민주당에서 하타 유이치로 참의원 국회대책위원장 등 12명, 자민당에서 시오노야 류 총무회장 등 54명이 참석했다. 국민신당 2명, 일어나라 일본 4명, 민나노당 3명, 신당 2명, 무소속 4명도 참배했다. 또 에토 세이시로 중의원 부의장과 오쓰지 히데히사 참의원 부의장도 참석했다. 정부에서는 국민신당의 모리타 다카시 총무성 정무관이 참배했다. 도쿄 이종락특파원 jrlee@seoul.co.kr

업계 용어로 하자면 이번에 전시된 작품들은 모두 ‘잔잔’하다. 덴마크 출신 작가 올라퍼 엘리아슨(45) 하면 대개 거대한 작품을 떠올린다. 영국에서는 인공태양 하나를 띄워 북구의 백야를 맛보게 해주더니, 미국에서는 거대한 인공폭포를 만들어냈고, 독일에선 미술관을 통째로 유리로 덮어버리기까지 했다. 그 초현실주의 같은 풍경에 이끌려 수백만명의 관람객이 몰려들었다. 그에 비하자면 5월 31일까지 서울 청담동 PKM트리니티 갤러리에서 열리는 개인전 ‘불명확한 그림자’(Your Uncertain Shadow)에 나온 엘리아슨의 작품들은 소품들처럼 느껴진다. 일단 그의 작품들은 일종의 퀴즈처럼 느껴진다. 당신이 본다고 하는데, 진짜 본다는 게 무슨 뜻인지 아느냐고 묻는 듯해서다. 보색관계의 잔상효과를 응용한 ‘애프터이미지 스타’(Afterimage Star), 노랑·파랑·오렌지색 유리판들을 각기 다른 방식으로 구멍을 뚫은 뒤 겹쳐 내놓은 여러 작품들이 그렇다. ‘용암 만화경’은 마치 영화 슈퍼맨에 나올 것만 같은 혹성 이미지도 만들어낸다. 아예 가시광선을 나노미터 단위로 쪼갠 원형 패널도 있다. 관객들의 그림자 놀이를 응용한 것도 있다. 갤러리 공간 한쪽 구석에 파란 전구 1개와 오렌지색 전구 4개가 나란히 놓여져 있는데, 이 빛을 받아 사람 그림자가 벽면에 어리도록 해놨다. 파란색, 오렌지색이라고 했지만 전구알을 직접 쳐다봐도 색을 느끼긴 어려울 정도다. 작가는 “파란 전구는 파랗다기보다 집 바깥에서 만날 수 있는 일광(Daylight) 정도이고, 오렌지색 전구도 오렌지빛이라기보다 흔히 집 내부(Domestic)에 쓰이는 불빛 정도”라고 설명했다. 모두 5개의 전구를 등지고 있으니 벽에 비치는 그림자도 5개인데, 이 5개의 그림자가 서로 간섭하면서 전혀 다른 색감들을 빚어낸다. 일상의 빛이 이처럼 다양한 색을 품고 있는지 알고 있느냐는 질문 같다. 작가는 빛에 집중하는 이유에 대해 “한시적이고 보이지 않는 존재임에도 다른 것들을 영원히 드러낸다는 점에서 흥미롭다.”고 설명했다. 이런 작업에서 보듯, 그의 작품들은 예술이라기보다 과학에 가까워 보인다. 실제 작가는 과학자들과 함께 협업하는 시스템을 1995년부터 도입했다. 그러다 보니 친숙하다기보다 약간 딱딱한 분위기다. 그래서일까. 환상적인 다면체 램프가 더 마음을 잡아끈다. 안에 전구는 하나인데 삼각형, 오각형의 스테인드 글라스로 구성된 다면체가 빛을 이리저리 반사시키고, 굴절시키면서 온갖 빛깔을 다 빚어낸다. 그 빛깔들은 은은하게 갤러리 공간을 온전히 다 채운다. (02)515-9496. 조태성기자 cho1904@seoul.co.kr

일본 참의원(상원)이 방위상과 국토교통상에 대한 문책결의안을 가결, 일본 정국이 경색될 전망이다. 참의원은 20일 오전 본회의에서 자민당과 민나노당 등 야권이 제출한 다나카 나오키 방위상과 마에다 다케시 국토교통상에 대한 문책결의안을 찬성 다수로 가결했다. 야당은 방위상에 대해서는 북한의 미사일 발사 시 대응 미숙 등 국방 행정에 대한 자질 부족을, 국토교통상은 최근 지방자치단체장 선거에서 특정 후보를 지원한 것을 문제 삼았다. 참의원 문책 결의에 법적 구속력은 없지만 자민당은 방위상과 국토교통상이 퇴진하지 않으면 모든 국회 심의를 거부한다는 방침이다. 노다 요시히코 총리는 참의원의 문책 결의를 야당의 정치공세로 보고 두 각료를 경질하지 않겠다는 입장이다. 정부·민주당과 야당은 어느 한 쪽이 양보하지 않으면 양쪽이 모두 파국으로 치닫게 되는 ‘치킨 게임’을 시작한 셈이다. 노다 총리가 두 각료를 언제까지 지킬 것인지, 다니가키 사다카즈 자민당 총재가 어느 선까지 국회 보이콧 노선을 관철할 수 있을지 주목된다. 노다 총리가 야당의 압력에 굴복해 두 명의 각료를 경질하는 2차 개각을 단행한다면, 여당인 민주당 내 구심력이 약해질 가능성이 높다. 현재 당내는 소비세 증세와 원자력 발전소 재가동, 환태평양 경제동반자협정(TPP) 참여 문제 등으로 내분이 극심한 상황이다. 도쿄 이종락특파원 jrlee@seoul.co.kr

박종혁 성균관대 교수팀이 차세대 고효율 태양전지로 주목받는 염료감응 태양전지의 상용화에서 가장 큰 걸림돌로 작용했던 소재 문제를 해결했다. 박 교수는 15일 “자체 개발한 고분자 나노소재를 이용해 염료감응 태양전지를 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다.”고 밝혔다. 연구결과는 나노과학 분야 권위지인 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 염료감응 태양전지는 식물의 광합성 원리를 이용한 태양전지다. 현재 상용화된 실리콘 태양전지에 비해 제작방법이 간단하다. 식물의 잎에서 광합성을 할 때 천연염료인 엽록소가 빛을 흡수한다는 점에 착안, 인공적으로 합성된 염료분자를 태양전지에 적용한 것이다. 특히 투명하게 만들 수 있어 건물의 유리창이나 지붕 등에 직접 활용할 수 있다. 염료감응 전지는 두 개의 전극과 그 사이를 채우고 있는 전해질로 구성되는데 휘발성이 높은 액체 전해질을 사용해야 하는 원리 때문에 대량생산에 어려움이 있었다. 이 같은 문제를 해소하기 위해 일부에서는 겔(점성이 있는 물질) 전해질을 사용하는 대안을 내놓았지만 겔의 경우 공정이 복잡하고 태양전지의 수명을 떨어뜨리는 또 다른 문제를 낳았다. 박 교수팀은 입자 크기가 똑같은 고분자 나노소재인 ‘폴리스타이렌’을 염료감응 태양전지에 올린 뒤 선택적으로 부풀어 오르게 하거나, 액체 전해질의 용매를 조절하는 신개념 전해질을 만들었다. 박 교수는 “새로 개발된 전해질은 기존의 액체 전해질과 동일한 성능을 나타내면서도 수명이 훨씬 길어진 것”이라면서 “미국이나 유럽 등 차세대 고효율 태양전지 시장에서 앞서가고 있는 선진국들을 따라잡을 수 있는 기술”이라고 평가했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

김동현 연세대 전기전자공학부 교수는 10일 “인체 내 단백질이나 바이러스 등 미세한 바이오 물질의 움직임을 관찰할 수 있는 영상장치를 개발했다.”고 밝혔다. 연구결과는 나노분야 권위지인 ‘스몰’에 표지논문으로 게재됐다. 의·과학의 발달로 인해 세포 내 단백질의 움직임 등 육안으로는 볼 수 없는 미시적인 영역에 대한 연구가 활발해지고 있다. 그러나 일반 현미경은 일정 수준 이상 배율을 높이면 광학적 특성으로 인해 물체를 구분할 수 없어지는 한계(회절한계)에 도달하는 문제가 있다. 최근에는 수 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ)급 크기를 볼 수 있는 현미경까지 개발되고 있지만 고가의 특수장비여서 광범위하게 사용되기 어려운 실정이다. 김 교수팀은 나노미터 크기의 동그란 구멍이 배열된 금속 구조칩을 제작해 일반 현미경에 장착했다. 그 결과, 나노구멍 표면에 매우 강한 전자기파가 만들어지면서 관찰할 물질을 비추는 횃불(핫스팟) 역할을 했다. 횃불의 크기는 약 35나노미터로, 바이러스나 단백질 등을 관찰하기에 충분한 것으로 확인됐다. 김 교수는 “특정 세포 내에서 움직이는 물질이나 분자들을 살펴보는 것도 가능하다.”면서 “널리 사용되는 전반사 형광 현미경에 간단히 칩을 접합하는 것만으로 활용이 가능해 효용도 뛰어나다.”고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

2020년 경남의 미래 비전과 장기 발전 방향을 담은 밑그림이 나왔다. 경남도는 10일 경남도청에서 제3차 도 종합계획(2011~2020) 용역 최종 보고회를 했다. 도는 제4차 국토종합계획(2011~2020)이 지난해 1월 수립됨에 따라 이 계획의 기조와 정책을 지역차원에서 구체화하기 위해 지난해 7월 경남발전연구원에 용역을 맡겼다. 도와 경남발전연구다은 그동안 전문가 및 시민사회단체 자문회의와 시·군 순회 설명회, 도의회 보고 등을 거쳐 최종 보고회를 했다. 3차 도 종합계획은 ‘환태평양 경제권의 중심, 지속가능한 순환사회 경남’을 비전으로 삼아 건강하고 안전한 녹색환경, 더불어 나아가는 균형발전, 다 함께 누리는 복지, 세계 속으로 도약, 지속가능한 성장, 매력적인 문화 창조 등을 계획 목표로 정했다. 이 같은 비전과 목표에 따라 권역별 발전전략을 설정하고 지역개발, 산업경제, 문화관광, 사회기반, 복지, 기후변화 및 환경 등 6개 부문별로 구체적인 추진전략을 담았다. 권역은 진해만 환상도시권(동부권, 거제·통영·고성·함안), 사천만 환상도시권(서부권, 진주·사천·하동·남해), 내륙성장 도시권(동북부권, 김해·양산·밀양·창녕·의령), 서북부 성장촉진권(서북부권, 거창·함양·산청·합천) 등 4개 권역으로 나누었다. 권역별 발전전략으로 동부권은 로봇, 기계, 조선·해양플랜트, 해양관광을, 동북부권은 나노, 의료·의생명, 생태관광 등을 제시했다. 서부권은 항공우주, 소재, 해양관광을, 서북부권은 녹색생명, 생태·역사·문화가 융합된 창조지대 조성 등을 발전전략으로 설정했다. 도는 오는 20일 도시계획위원회 심의와 이달 말 국토해양부에 승인 신청을 거쳐 다음 달에 종합계획을 확정할 계획이다. 창원 강원식기자 kws@seoul.co.kr

불치병에 걸린 사람을 냉동시켜 보관했다가 미래에 다시 소생시키는 ‘냉동인간’에 대한 구상은 할리우드 영화나 공상과학(SF) 소설의 단골 소재다. 그러나 냉동인간 부활에는 커다란 장애가 있다. 해동 과정에서 세포가 녹으면서 액체인 체액과 혈액이 다시 얼음과 같은 결정체를 형성하는데, 이 과정에서 세포가 대부분 파괴되기 때문이다. 이를 해결하기 위해서는 액체가 어떤 과정을 거쳐 고체 결정으로 만들어지는지를 알아야 하지만, 현재의 기술로는 액체 속을 정확하게 관찰하는 것이 불가능했다. 이정용 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수 연구팀은 “액체 속에서 어떻게 결정이 만들어지는지를 원자 단위로 볼 수 있는 원천기술을 개발했다.”고 5일 밝혔다. 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 6일자에 실렸다. ●‘사이언스’誌에 연구결과 실려 지금까지 과학자들은 투과전자현미경을 이용해 물질을 원자까지 살펴봤다. 1931년 독일에서 개발된 투과전자현미경은 아주 짧은 파장의 전자 빔을 물질에 쏘아 원자 단위까지 물질 내부를 구분할 수 있다. 관찰 성능이 가시광선을 살펴보는 광학현미경의 1000배 수준에 이른다. 하지만 투과전자현미경은 고진공 상태에서만 사용할 수 있다는 한계가 있다. 이 때문에 진공 상태에서 곧바로 증발해 버리는 액체에는 사용할 수 없었다. 이 교수팀은 얇고 투명한 신소재 ‘그래핀’에 주목했다. 그래핀은 탄소원자 한 층으로 펼쳐진 얇은 막으로, 두께가 0.35㎚(나노미터·1㎚는 10억분의1m)에 불과하다. 이 교수팀은 이 그래핀으로 보관용기를 만들어 액체를 담는 방법으로 액체가 진공 상태에서 흩어지지 못하게 했다. 이 용기는 투명한 플라스크나 어항 같은 역할을 해 그래핀 속 액체를 투과전자현미경으로도 잘 살펴볼 수 있었다. 실제로 연구팀은 이 기술로 액체 안에서 백금 결정이 만들어져 성장하는 과정을 세계 최초로 관찰하는 데 성공했다. ●얇고 투명한 신소재 ‘그래핀’ 활용 이 교수는 “혈액 속의 바이러스를 분석하거나 몸 속의 혈액 속에서 결석이 어떻게 생겨나는지에도 활용이 가능하다.”면서 “장기적으로는 냉동인간의 해동 과정에서 결빙현상을 살핀 후 이를 제어하는 방법을 찾으면 냉동인간 현실화에도 기여할 수 있을 것”이라고 전망했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

호암재단은 3일 2012년도(제22회) 호암상 수상자를 확정해 발표했다. 부문별 수상자는 ▲과학상 김민형(49·영국 옥스퍼드대·포스텍 석좌교수) 박사 ▲공학상 현택환(48·서울대 석좌교수) 박사 ▲의학상 정재웅(52·미국 남가주대 교수) 박사 ▲예술상 진은숙(51·서울시립교향악단 상임작곡가)씨 ▲사회봉사상 이동한(61·사회복지법인 춘강) 이사장이다. 김민형 박사는 현대 수학 최고 분야인 산술대수 기하학에서 세계 최고의 수학자로 꼽힌다. 페르마의 마지막 정리 중 난제였던 ‘정수계수 다항식의 해가 되는 유리수’를 찾기 위해 위상수학적 방법론을 도입해 21세기 수학계를 혁신적으로 발전시켰다는 평가를 받고 있다. 현택환 박사는 한국 과학 수준을 국제적으로 드높였다는 평가를 받았다. 생명공학과 에너지 분야에 사용되는 균일한 나노입자를 저렴하고 손쉽게 대량생산할 수 있는 합성기술을 개발해 이를 국내 기업에 이전, 상용화할 수 있도록 했다. 정재웅 박사는 인체에 침투한 바이러스와 면역체계 간 상호작용 연구를 통해 바이러스의 면역체계 회피기전과 암 유발 기능을 규명, 바이러스 종양학 발전에 기여한 점을 인정받았다. 작곡가 진은숙씨는 독창적인 음악성으로 현대 클래식 음악계를 이끄는 세계적인 작곡가로 한국인의 위상을 드높였을 뿐 아니라 국내 음악계의 창작활동 활성화와 현대음악 대중화에 크게 기여했다. 중증 장애인인 이동한 이사장은 장애를 극복하고 지난 30년간 장애인을 위한 직업재활 시설과 의료·복지 시설을 설립·운영하며 장애인 권익향상과 복지증진에 헌신해 온 점을 높이 평가받았다. 시상식은 오는 6월 1일 오후 3시 호암아트홀에서 열린다. 수상자는 각각 3억원의 상금과 순금 메달을 받는다. 류지영기자 superryu@seoul.co.kr

광주의 전략 산업인 광(光)산업이 ‘광 융·복합 산업’으로 도약하기 위한 기틀을 마련했다. 21일 광주시에 따르면 2단계 광역선도산업 육성사업 중 광산업 분야에 올 예산 166억원이 확정됐다. 이에 따라 2단계 광역선도산업 육성사업을 오는 5월부터 2015년 4월까지 3년간 집중 투자하게 됐다. 이 사업은 ‘광 융·복합 선도전략산업’인 광 부품 및 시스템과 신광원조명 등 2개 프로젝트로 구성됐다. 광 부품 및 시스템은 광 기술을 전자, 자동차, 에너지, 나노, 조선, 농생명, 의료기기산업 등의 전통 산업과 융·복합해 모든 기기와 장비를 생산하는 분야다. 신광원조명은 에너지 절감 효과가 높은 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 미래형 광원 분야를 망라한다. 이런 기술이 적용된 조명기기와 조명 시스템 등의 생산업체를 집적화해 국제적 경쟁력을 높인다는 게 시의 구상이다. 시는 이번 2단계 예산 확보로 21~22일 2차 기술위원회를 열어 프로젝트별 세부 과제 예산 지원 대상을 확정한다. 이어 오는 27일부터 다음 달 26일까지 세부 과제 수행 기관 선정 공고를 한 후 5월 초까지 사업자 선정 절차를 마무리한다. 시는 2015년에 매출 2800억원, 수출 1000억원, 700명 이상의 신규 고용 창출 효과가 기대된다고 밝혔다. 시 관계자는 “지역에 이미 구축된 광 관련 인프라를 활용해 광주를 ‘광 융·복합 산업의 국제적 생산기지로 탈바꿈시켜 나갈 것”이라고 말했다. 광주 최치봉기자 cbchoi@seoul.co.kr

다이아몬드만큼 여성들의 마음을 설레게 하는 것이 또 있을까. ‘변치 않는 영원함’을 상징하는 다이아몬드는 희소성과 빛나는 아름다움으로 지구상에서 가장 완벽한 보석으로 그 위치를 굳건히 지키고 있다. 다이아몬드는 땅속에서 얻어지는 모든 종류의 암석 중 가장 단단하다. 이 때문에 금강석(剛石)으로 불린다. 다이아몬드는 끊임없는 노력의 산물이기도 하다. 아프리카 지역에서 많이 발견되는 다이아몬드 원석은 유리에 가까운 조그마한 돌조각에 불과하다. 이를 찾아내고 연마해 순수한 다이아몬드로 만들기 위해서는 엄청난 시간과 희생이 뒤따른다. 또 독재자들이 내전을 벌이고, 주민들을 무참히 살육하면서 얻은 다이아몬드에 ‘블러디 다이아몬드’(피묻은 다이아몬드)라는 참혹한 이름이 붙여지기도 했다. 보석의 왕인 다이아몬드가 최근 실험실에서도 인기다. 물론 반지로 만들어 끼거나 프러포즈를 하기 위해서는 아니다. 다이아몬드는 지하 200㎞ 이상의 뜨거운 맨틀에서 10억년 이상의 긴 세월에 걸쳐 만들어진다. 이때의 온도는 최소 1500도 이상, 압력은 50kb로 성인남자 4000명의 무게로 밟는 것과 비슷한 수준이다. 맨틀의 마그마가 갑자기 솟아오르면서 킴벌라이트(화산암)에 담겨 지상에 비교적 가까운 곳으로 옮겨지면 이를 캐내는 것이다. 이렇게 전 세계에서 발견되는 다이아몬드는 연간 1억 3000만 캐럿 정도다. 1캐럿의 다이아몬드를 캐내기 위해서는 1500t의 흙을 파내야 한다. ◆매년 인조 다이아 10만㎏ 생산 다이아몬드는 순수한 탄소덩어리다. 탄소 원자들이 전자를 공유하면서 만들어진 정사면체가 연결된 형태다. 물론 탄소가 모였다고 모두 다이아몬드가 되는 것은 아니다. 탄소가 평면 6각형으로 결합되면 새까만 흑연이 된다. 가장 단단한 다이아몬드와 잘 부러지는 약한 물질의 대명사인 흑연이 실제로는 같은 족보를 갖고 있는 셈이다. 이 밖에 차세대 반도체소자로 각광받고 있는 그래핀이나 탄소 원자 60개가 축구공 모양으로 결합된 ‘풀러렌’, 속이 빈 긴 대롱 모양인 탄소 나노튜브 역시 모두 탄소만으로 이뤄진 물질이다. 이처럼 탄소라는 같은 원소로 만들어졌지만, 성질은 전혀 다른 물질들을 동소체(同素體)라고 부른다. ◆감정사도 속을 만큼 감쪽같아 과학사에 다이아몬드가 본격적으로 등장하기 시작한 것은 중세 유럽이다. 이 당시 유럽에서는 실험실에서 금이나 다이아몬드 같은 보석을 만들기 위한 ‘연금술’이 큰 인기를 끌고 있었다. 마술 등 과학적 근거가 없는 방법들이 난무하는 와중에 일부 과학자들은 오늘날 화학과 물리학의 토대가 되는 발견도 우연찮게 얻었다. 예를 들어 1772년 앙톤 라부아지에는 다이아몬드를 높은 온도로 가열하면 검은 흑연을 거쳐 아무 흔적도 없이 사라진다는 점을 발견해 냈다. 800도 이상에서는 다이아몬드를 구성하고 있는 탄소가 공기 중의 산소와 결합하면 연소하기 때문에 일어나는 현상이다. 다이아몬드의 가장 큰 장점은 역시 ‘강도’다. 지구상에서 가장 강한 물질이라는 명성에 걸맞게 20세기 초까지만 해도 다이아몬드를 자를 수 있는 유일한 수단은 다이아몬드뿐이었다. 이 때문에 각종 공업용 물질의 가공에 보석용으로 쓸 수 없는 공업용 다이아몬드가 대거 사용되기 시작했고, 특히 2차 세계대전 당시 무기 등 군수물자 생산을 위해 다이아몬드 수요가 급증하고 관련 산업이 급성장했다. 다이아몬드를 실험실에서 만들어 내려는 오랜 노력 역시 결실을 맺고 있다. 자유롭게 고온과 고압을 다룰 수 있게 되면서 천연 다이아몬드와 똑같은 인조 다이아몬드를 만드는 것이 가능해졌기 때문이다. 인조 다이아몬드의 가격은 점차 낮아지고 있고, 감정사들도 알아볼 수 없을 만큼 정교해졌다. 일각에서는 성분과 모양이 똑같기 때문에 ‘인조’가 아닌 ‘양식’ 다이아몬드로 불러야 한다는 주장도 있다. 자연이 수십억년에 걸쳐 해낸 일을, 이제 사람은 불과 며칠 만에 더 훌륭하게 해낼 수 있게 된 셈이다. ◆최근엔 스마트폰 등 필수부품으로 물리적인 경도로만 주목받아 온 다이아몬드는 최근 ‘실험실의 여왕’으로 주목받고 있다. 나노(1㎚=10억분의1m) 과학이 각광받으면서 다이아몬드의 새로운 장점이 속속 밝혀지고 있다. 특히 최근 미국 아르곤 국립연구소에서 발표된 실험 결과는 다이아몬드의 가치를 대폭 끌어올렸다는 평가를 받고 있다. 아르곤 연구소의 아니루아 수먼트 박사는 다이아몬드를 나노 단위로 쪼개 얇은 필름을 만들어 특성을 조사했다. 그 결과 다이아몬드 필름은 열 발생을 획기적으로 줄이는 특징을 갖고 있는 것으로 나타났다. 스마트폰, 노트북 등 휴대용 전자기기가 급속도로 발달하면서 학계는 물론 기업들은 ‘더 작은’ 전자제품을 만들기 위해 노력하고 있다. 그러나 소형화는 ‘열 병목현상’으로 불리는 현상으로 인해 한계에 부딪힌 상태다. 전자의 이동은 열을 만들어 내는데, 부품이 점점 작아질수록 열은 좁은 면적에 집중되게 마련이다. 결국 소형 전자제품은 대형 전자제품에 비해 열이 더 많이 발생해 부품의 오작동을 일으키거나 손상을 입게 되는 문제가 있다. 수먼트 박사팀의 연구는 다이아몬드 필름이 열을 급격히 줄이면서 전체적인 제품의 안정성을 높일 수 있다는 것을 입증한 것이다. 수머트 박사는 “다이아몬드가 감당할 수 있는 한계 온도는 800도에 이르지만, 반도체에 사용할 경우 최고 온도는 400도를 넘지 않는다.”면서 “다이아몬드 필름을 활용해 새로운 반도체를 만들어낼 수 있을 것”이라고 강조했다. 아르곤 연구소 연구진은 이와 함께 다이아몬드 필름과 질화갈륨을 조합해 고성능 발광 다이오드(LED)를 만들었다. 그 결과 다이아몬드 필름을 조합하는 것만으로도 얇은 LED의 전반적인 온도가 획기적으로 낮은 상태를 유지하는 것으로 나타났다. 다이아몬드 필름이 전자학계와 기업들의 고민을 풀어주고 있는 것이다. 전자제품을 만들기 위해 땅을 파야 할 필요는 없다. 인조 다이아몬드 생산량은 매년 10만㎏이 넘는다. 다이아몬드가 선망의 대상이 아닌, 우리 주변의 필수적인 소재로 취급받을 날이 멀지 않았다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

고대 마야인들이 종말을 예고한 2012년 12월을 약 9개월 앞두고 있는 가운데, 유명 지구과학 전문학자들이 ‘지구 종말 예상 시나리오 9가지’의 내용이 담긴 책을 발간해 눈길을 끌고 있다. 이 책에는 영국 맨체스터대학의 데이비드 달링 박사와 미국 워싱턴주립대학의 더크 술체-마쿠츠 박사가 과학적인 근거로 예측한 지구 종말 시나리오 9가지와, ‘높음’(High), ‘보통‘(Moderate), ’낮음’(Low) 3단계의 예측 가능성, 예상 피해규모 등이 포함돼 있다. 이들의 첫 번째는 예상 시나리오는 ‘물리학 실험의 실패’다. 스위스 제네바 인근에서 행해지고 있는 물리학 실험은 우주의 비밀을 파헤치기 위한 목적을 가지고 있지만, 만약 엄청난 에너지를 다루는 이 실험이 순간의 실수로 잘못될 경우 지구 전체가 폭발할 위험이 있다. 두 학자는 이 사고의 발생 가능성은 ‘낮음’이지만, 사고가 발생하는 순간 인류 전체가 멸종할 수도 있다고 주장했다. 두 번째 가능성은 ‘화산폭발’이다. 아직 지구 곳곳에는 인류 생존에 영향을 끼칠 거대한 활화산이 많이 있으며, 거대한 화산폭발과 화산재로 1000만 명 이상이 피해를 입을 수 있으며 발생 가능성은 ‘보통’이다. 세 번째는 ‘빙하기 또는 태양폭발로 인한 기온 상승’으로 인한 종말이며, 가능성은 ‘낮음’, 예상 피해 인명수는 10만 명 정도다. 네 번째는 ‘외계인의 침략’으로, 가능성은 ‘보통’이며 만약 침략을 받을 시 인류 전체가 멸종할 수 있을 것으로 예측했다. 다섯 번째는 ‘컴퓨터의 지배’다. 날이 갈수록 발전하는 기술 때문에 결국 인간 세상은 컴퓨터 등의 기계가 지배할 것이라는 시나리오로, 발생 가능성은 ‘보통’, 예상 피해 인명수는 10억 명 이상이다. 여섯 번째는 ‘소행성 충돌’로, 최근 들어 거대한 소행성이 지구를 향해 돌진하고 있다는 소식이 자주 전해져 전 세계인을 불안에 떨게 하고 있다. 발생 가능성은 ‘보통’이며 예상 피해 인명수는 1000만 명 이상이다. 일곱 번째 시나리오는 ‘치명적인 벌레의 공격’이다. 이는 인류가 치료하지 못하는 바이러스와 연관돼 있으며, 공기나 음식물을 통해 급속도로 퍼지는 유행성 바이러스와 벌레 등으로 지구가 멸망할 가능성은 ‘다소 높음’, 예상 피해 인명수는 1000만 명 이상이다. 여덟 번째는 ‘별의 대규모 폭발’이다. 실제 2008년 천문학자들은 우주의 WR104라 불리는 별이 폭발함으로서 그 영향이 지구에까지 미칠 것을 우려한 적이 있다. 이 일이 발생할 가능성은 ‘낮음’이지만 인류 전체의 종말을 가져올 수도 있다. 마지막 아홉 번째 시나리오는 ‘나노 기술의 악몽’이다. 나노 기술이 발전하면서 눈에 보이지 않는 물질들이 우리의 공기나 물에 유입될 경우 모든 물질을 분해시키거나 또는 끝없이 복제돼 인류의 생활을 망칠 수 있으며, 가능성은 ‘보통’, 예상 피해 인명수는 10억 명에 달한다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr