현대 군사기술의 핵심은 원하는 목표지점을 한치의 오차 없이 정확하게 공격할 수 있는 ‘정밀타격 시스템’이다. 컴퓨터와 각종 센서를 이용해 아군과 민간인의 피해를 최소화하고 원하는 군사적 목표만을 골라서 제거할 수 있게 하는 기술이다. 최근 다양한 암 치료기술이 등장, 발달하고 있지만 여전히 대량폭격 형태이다. 국내 연구진이 정밀타격 시스템처럼 암세포만 찾아갈 수 있는 항체를 항암제와 결합시켜 암을 치료할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 가톨릭대학교 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 암세포를 찾아갈 수 있는 네비게이션 역할을 하는 항체를 항암제와 접목시켜 빛으로 암발생 부위까지 이동시켜 암세포를 제거할 수 있는 항체-광응답제 접합체를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 연구팀은 빛에 반응해 세포에 스트레스를 주는 활성산소를 만들어 내는 광응답제와 암세포 표면 생체고분자에 결합하는 항체를 접합시켰다. 그동안 광응답제를 이용한 광역학 치료와 항체치료는 각각 암을 치료하는데 쓰였지만 연구팀은 이 둘을 결합시켰다. 표적화와 공격 두 가지 기능을 모두 가진 항암제로 치료효과를 극대화할 수 있게 한 것이다.기존의 항체-광응답제 결합체는 암세포 안으로 들어가야 하며 암세포로 유입된 뒤 항체에서 약물이 제대로 분비되야 하기 때문에 만들기가 쉽지 않았고 효과도 크게 기대하기 어려웠다. 그렇지만 이번 기술은 암세포 암으로 침투하지 않고 암세포 표면에서도 작용할 수 있고 항체와 광응답제가 분리될 필요 없이도 작동돼 암세포를 공격할 수 있다는 것이 장점이다. 실제로 이번에 개발한 기술을 췌장암을 유발시킨 생쥐에게 주사하고 암 조직에 빛을 쬐어준 결과 종양 크기가 5분의 1로 감소했으며 항암면역치료에 필요한 수지상세포, T세포, 자연살해세포 등 면역세포가 항체 단일치료에 비해 6배, 광역학 단일치료에 비해 평균 2배 이상 많아져 면역활성이 높아진 것으로 확인됐다. 또 췌장암 환자 95%에서 나타나는 돌연변이 유전자를 가진 암세포까지도 성장을 차단할 수 있다는 것이 확인됐다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번에 개발한 기술은 항체를 통해 암세포를 표적하고 광역학 기술로 치료를 하기 때문에 기존 방식으로는 쉽지 않았던 돌연변이 췌장암 같은 난치암들을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

씨엠에스에듀(CMS에듀)가 만든 코딩교육 브랜드 씨큐브코딩(C3coding)은 3월 출시한 ‘AI 나노디그리(Nanodegree) 과정’ 개설을 통해 지난해 같은 기간 대비 3월 학기 성장률 195%를 기록했다고 밝혔다.씨큐브코딩 관계자는 “2월 진행한 체험수업에서 참가자 만족도가 99%를 기록했고, 발 빠른 AI 교육 프로그램 출시로 선도적 입지를 확보했다”라며 “이는 2025년 유초중고에 AI 정규과목을 도입을 앞두고 학부모들은 발 빠르게 효과적인 AI 프로그램을 찾기 시작하였고, 최근 1년 학생들이 비대면 원격수업으로 다양한 첨단 에듀테크를 경험하며 부모들은 SW·AI 교육의 필요성을 체득했기 때문”이라고 말했다. AI 나노디그리 과정은 인공지능(AI)에 특화된 단기교육 인증 프로그램이다. ‘나노(nano)’는 학습 내용의 세분화와 단기화를, ‘디그리(degree)’는 학위를 의미한다. 어소시에이트, 엑스퍼트 2개 트랙 각 6개월 과정으로 운영되고, 수료 인증서를 발급한다. 트랙별 추천 AI 경진대회에 참가하면 참가비와 기술자문 등 제반 준비사항을 지원하고, 수상자에게는 장학 혜택을 준다. 학생 개인의 차별화된 AI 포트폴리오를 쌓는 데 효과적이다. 어소시에이트 트랙은 AI 모델링 도구를 활용한 프로젝트를 진행하며 AI 기본 개념과 동작원리를 이해하는 과정이다. 동작인식, 음성인식, 이미지인식 등 다양한 인공지능 기술을 활용해 AI 응용프로그램과 앱을 만들 수 있다. 엑스퍼트 트랙은 인공지능 기술의 토대가 되는 데이터 과학의 기초 개념부터 데이터 분석, 시각화, 머신러닝, 딥러닝의 원리까지 배우는 과정이다. 파이썬 라이브러리를 활용해 사회적으로 의미 있는 공공 데이터 분석 프로젝트를 진행하고, 인공 신경망 알고리즘을 이용해 다채로운 AI 응용 프로그램 만들 수 있다. 씨큐브코딩 김은경 사업총괄본부장은 “AI 나노디그리 과정은 인공지능 지식과 기술을 올바르게 이해하는 것은 물론 인공지능과 공존하는 세상에서 갖춰야 할 윤리의식과 창의적 사고력까지 기르도록 이끈다. 이는 국가적 AI 교육 목표와 같다”라며 “에듀테크 기업으로써 씨엠에스에듀가 보여주는 남다른 행보에 학부모님들의 믿음과 충성도가 높아 좋은 성과로 이어졌다”고 설명했다. AI 나노디그리 과정에 관한 자세한 내용 확인과 상담 신청은 씨큐브코딩 홈페이지에서 할 수 있다. 한편, 새로운 디지털 세상인 메타버스(Metaverse;3차원 가상세계)에 대한 관심이 급증하면서 씨큐브코딩이 12월 출시한 ‘코드얼라이브(codeAlive)’가 주목받고 있다. 코드얼라이브는 씨엠에스에듀가 유니티와 파트너십을 맺고 3D 가상현실 실감기술 기반으로 개발한 메타버스 코딩교육 프로그램이다. 또한, 씨큐브코딩 커리큘럼 ‘르네상스 2.0’을 업그레이드한 ‘르네상스 3.0’은 학년과 수준, 개별 교육목표에 따라 맞춤형 교육을 제공해 학생과 학부모들에게 인정받고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 어떤 항생제도 듣지 않는 슈퍼박테리아를 현장에서 10분만에 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부, 바이오화학분석팀, 전북대 의대 진단검사의학과 공동연구팀은 항생제 내성 슈퍼박테리아 중 하나인 ‘클로스트리디오이데스 디시필’(C,디시필)을 현장에서 바로 검출할 수 있는 진단키트를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지인 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 실렸다. C,디시필은 현재 나와있는 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균으로 감염될 경우 발열, 설사, 복통이 발생하며 심할 경우는 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이 때문에 미국 질병통제예방센터(CDC)는 C,디시필을 ‘최고 위협단계’ 세균으로 규정하고 있다. 치료제가 없는 C,디시필의 확산을 막기 위해서는 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 진단법은 항원검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 이틀 이상의 시간이 걸리고 항원검사와 독소검사 민감도가 낮아 정확하고 신속한 진단이 어렵다는 문제도 있다. 연구팀은 C,디시필을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고 이를 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)로 만들었다. 연구팀은 왁스프린팅을 한 종이에 친수성, 소수성 패턴을 만들고 5겹으로 쌓아 입체 유체통로가 있는 mPAD를 만들었다. mPAD의 구멍 안으로 미량의 분변시료를 떨어뜨리고 검출신호 증폭을 위해 시약이 건조처리된 다른 구멍에 물을 떨어뜨리면 시료는 유체통로로 먼저 흘러간 다음 시약이 물에 녹아 흘러가게 된다. 용액은 mPAD 종이 표면 금나노입자에 반응하면서 측정감도가 커지면서 색 변화를 통해 감염여부를 확인하게 된다. 실제로 C.디시필 감염의심환자의 분변 시료 미량을 mPAD에 떨어뜨리면 감염여부를 확인할 수 있는 바이오마커 항원 1종과 독소 2종 검출여부를 10분 내에 육안으로 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 mPAD 검출민감도는 97%, 정확도는 95%에 이르고 종이 기반으로 만들기 때문에 제작비용이 저렴하고 추가 장비가 필요치 않다는 장점이 있다. 기초과학지원연구원 권요셉 박사는 “이번 연구는 C.디피실 진단 원천기술을 확보하고 국산화 가능성을 제시한 것”이라며 “고비용의 유전자 검사가 포함된 기존 검사법을 대체하게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3기 신도시 예정지인 광명시흥에서 한국토지주택공사(LH) 직원뿐 아니라 일부 지자제 공무원의 ‘투기’ 의혹이 사실로 밝혀지면서 세종과 전주, 부산 등 전국 지자체가 투기와의 전쟁에 나섰다. ‘공무원 도시’ 세종시는 지난 13일 ‘공직자 부동산 투기신고센터’에 무기계약직 공무원 A(여)씨가 연서면 와촌리 국가산단 부동산 매입 사실을 자진 신고했다고 14일 밝혔다. 시는 A씨를 업무 배제한 뒤 내부 정보 이용 등을 가리기 위해 경찰에 수사를 의뢰했다. 세종경찰청 관계자는 이날 서울신문과의 통화에서 “아직 수사 의뢰서가 접수되지 않았지만 A씨의 남편과 시동생도 세종시 공무원이어서 가족 3명을 모두 의뢰할 것으로 예상된다”고 했다. A씨의 남편은 6급, 남편의 동생은 서기관(4급)으로 알려졌다. 청와대 국민청원 게시판에도 “행정수도 일환으로 정부와 LH가 조성하는 계획도시 세종시는 부동산 투기의 산 현장”이라면서 전수조사 요구의 글이 올라왔고, 또 다른 청원인은 정부 차원의 조사단 파견을 요청하는 등 공직자 중점 투기장으로 떠올랐다. LH의 전임 전북본부장이 스스로 목숨을 끊은 가운데 전주시는 이번 주 대규모 개발이 진행 중이거나 예정된 7곳에서 공무원이 부동산 투기를 했는지 본격적으로 조사에 나선다. 전주역세권 등이 대상이다. 시는 직원이나 가족이 내부 정보를 이용해 투기한 사례가 적발되면 인사상 불이익과 함께 경찰 수사 의뢰 등 강력히 조치할 방침이다. 또 승진 대상 공무원은 본인과 배우자의 주택 소유 현황 등을 제출하도록 했고, 거짓 서류를 내면 강등시키는 초강수를 뒀다. 개발사업이 끊이지 않는 경기도는 공직자 투기 제보를 받을 ‘공익제보 핫라인’을 가동 중이며 경남도 역시 감사위원회를 동원해 경남항공국가산업단지, 밀양나노국가산업단지 등 6개 개발사업 관련 투기 조사에 나선 상태다. 부산시도 강서구 대저1동 연구개발특구 투기 의혹 조사를 위해 감사위원장을 단장으로 조사단을 꾸렸다. 세종 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

국내 연구진이 구리가 녹스는 것을 미세하게 조절해 수 백 가지의 천연색을 구현하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 성균관대 물리학과, 부산대 광메카트로닉스공학과 공동연구팀은 구리 표면 산화층을 1~2㎚(나노미터) 수준으로 조절해 360가지 이상의 천연색을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 9일자에 실렸다. 구리는 붉은 빛을 띄는 갈색이었다가 산화, 흔히 말하는 녹이 슬면서 청록색으로 바뀐다. 미국 뉴욕의 자유의 여신상처럼 구리 합금으로 만든 동상들이 청록색으로 띄는 이유기도 하다. 과학기술이 발달한 요즘도 금속 산화는 정복하지 못한 과제 중 하나이며 특히 구리의 산화는 규칙성이 없기 때문에 제어는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이에 연구팀은 자체 개발한 ‘원자 스퍼터링 에피택시’라는 장치를 이용해 원자 단위로 구리를 쌓아올리는 방식으로 0.2㎚ 두께의 평평한 단결정 구리박막을 만들었다. 이렇게 만든 구리 박막으로 구리 산화 방향을 제어하고 산화층 두께를 원자층 수준으로 조절하는데도 성공했다. 구리와 산화층 사이 경계에서 반사되는 빛이 산화층 두께에 따라 다른 파장을 갖기 때문에 산화층 두께를 달리해 360가지가 넘는 천연색을 구현할 수 있었다. 이 과정에서 연구팀은 레이저를 이용해 표면을 부분적으로 산화시킬수 있는 ‘산화 식각 리소그래피’ 기술도 개발했다. 산화를 식각기술에 처음으로 적용한 것이다. 연구진의 이번 기술을 활용하면 여러 이미지를 금속 표면에 새길 수 있기 때문에 복제 불가능한 암호식각, 반도체 소자 제작 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 IBS 단장(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구결과는 그동안 불가능했던 것으로 알려진 구리의 산화를 완벽하게 제어할 수 있게 돼 학문적으로나 산업적으로 중요한 의미를 갖는다”라며 “구리를 산화시켜 투명한 p형 산화물 반도체로 활용하는 것과 산화 식각으로 새로운 반도체 공정을 개발하는 연구를 수행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유럽연합(EU)이 오는 2030년까지 전 세계 첨단 반도체 가운데 20%를 생산한다는 야심찬 목표를 내걸었다. 전 세계적으로 차량용 반도체 부족 사태가 발생한 데다 미국과 한국·대만 등 아시아에 대한 반도체 의존도를 낮춰 기술 주권을 확보하기 위해서다. 8일(현지시간) 블룸버그통신 등에 따르면 EU 행정부격인 집행위원회는 다음주 이 같은 내용의 첨단기술 청사진을 담은 ‘디지털 컴퍼스’ 계획을 발표할 예정이다. EU는 이를 위해 EU 내에 반도체 제조를 전담하는 파운드리 회사를 세우는 방안을 심도 있게 논의 중인 것으로 알려졌다. 특히 대만 TSMC나 삼성전자 같은 글로벌 반도체 리더그룹이 만드는 5나노미터(㎚)보다 기술적으로 더욱 진보한 2㎚ 반도체를 생산한다는 게 최종 목표다. EU는 “기술 분야에서 심각한 해외 의존도를 낮춤으로써 EU는 디지털 주권을 확보하고 유럽의 이익을 보다 확실히 주장할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 EU의 계획은 폭스바겐 등 유럽 굴지의 자동차 제조업체들이 반도체 부족으로 공장 가동에 어려움을 겪는 시점과 맞물려 있다. 반도체는 노트북, 휴대전화, 자동차 브레이크 센서 등 거의 모든 전자제품에 사용된다. 전 세계 반도체 생산량에서 EU가 차지하는 비중은 10%에 못 미친다. 블룸버그에 따르면 지난해 기준 세계 반도체 매출 가운데 EU가 차지하는 비중은 8.5% 불과하다. 이런 상황에서 지난해 코로나19 사태가 전 세계로 확산되면서 자동차 수요 감소가 전망되고 컴퓨터 등 전자 기기 판매량은 늘었다. 이에 따라 반도체 회사들은 차량용 반도체 생산을 줄이고 전자 기기용 반도체 제조로 전환했다. 하지만 예상보다 빨리 자동차 판매량이 회복되는 바람에 차량용 반도체 품귀 현상이 벌어졌다. 세계 주요 자동차 기업들은 줄줄이 생산에 차질을 빚고 있다. 물론 차량 반도체 공급난은 일시적일 수 있지만 핵심 기술을 해외에 의존할 때 생기는 리스크가 크게 부각됐다. EU는 한때 반도체 공장 허브였지만 네덜란드 NXP, 독일 인피니언 등 자동차 반도체 설계회사들이 TSMC 같은 해외 파운드리 업체에 생산을 위탁하면서 지난 20년 동안 역내 반도체 생산량이 크게 감소했다. 한편 EU의 ‘디지털 컴퍼스’ 계획은 향후 10년 EU의 기술 청사진을 그린다. 반도체 의존도를 낮추는 내용뿐 아니라 기후중립 시설 1만개를 설치해 기업이 데이터 서비스에 신속하게 접근할 수 있도록 하고 2025년까지 첨단 양자컴퓨터를 개발하고 2030년까지 유럽 인구 밀집지역에 5G 서비스를 제공한다는 목표도 담겼다. 유니콘(기업가치 10억달러 이상인 기술 스타트업) 수도 10년 동안 두 배 늘리기로 했다. 구체적인 목표 달성 방법은 제시되지 않았지만 EU는 목표 달성도를 점검하는 모니터링 시스템을 갖추고 EU 집행위는 진전 정도를 자세히 기술한 연간 보고서를 낸다는 방침이다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 햄버거병을 일으키는 식중독균이나 결핵, 독감 등을 유발시키는 병원균을 5분 만에 검출해 감염 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 바이오나노헬스가드연구단 신용범 단장이 이끄는 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 연구진과 함께 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해 시료에 포함된 유전자가 담겨 있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 장비 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는 데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착해 검출할 수 있는 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있다. 연구팀은 나노갭 센서를 이용해 유전자 증폭 과정을 실시간으로 확인하고, 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 센서로 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는 데 성공했다. 신 단장은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 쉽게 만들어 줄 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 압박으로 아이비리그(미 명문대 상징)와의 연구 협업이 힘들어진 중국 대학들이 영국으로 발길을 돌리고 있다. 영국에서 이런 움직임을 포착하고 ‘지나친 밀착’을 경고하는 목소리가 나왔다. 9일(현지시간) 가디언은 최근 조 존슨 전 대학·과학·연구·혁신부 장관이 발간한 보고서를 인용해 “영국과 중국 대학 간 협력이 갈수록 긴밀해지고 있다. 하지만 중국을 잘 이해하지 못하면 (기술 유출 등) 위험이 커진다”고 지적했다. 존슨 전 장관은 보리스 존슨 영국 총리의 동생이다. 보고서에 따르면 양국 대학의 공동 연구는 2000년 750개에서 2019년 1만 6267개로 20년 만에 20배 넘게 늘었다. 영국의 최대 협력 파트너였던 미국을 조만간 추월할 것으로 보인다. 협업 주제 대부분이 자동화와 통신, 신소재 등 국가 안보 및 경제 경쟁에 민감한 분야다. 존슨 전 총리는 “영국 대학에서 중국 자금 의존도가 크게 늘었다. 향후 중국과의 긴장을 견딜 수 있도록 대책을 마련해야 한다”면서 “그러지 않으면 (영국 대학들이 중국에 종속돼) 지식 생태계에 피해를 입을 수 있다”고 설명했다. 그는 “데이비드 캐머런 전 총리가 중국에 대해 보였던 ‘개방성’은 이제 끝내야 한다. 중국을 ‘잠재적 적대국’으로 보고 대비해야 한다”고 덧붙였다. ‘차이나 머니’에 지나치게 의존하다가 기술과 인력을 빼앗길 수 있다는 우려다. 중국은 개혁·개방이 본격화된 1990년대부터 미국 유학생을 활용해 서방의 기술을 흡수해 왔다. 미 연방수사국(FBI)은 2019년 발표한 보고서에서 “중국은 유학생이나 연구자를 미국에 보내 기술정보를 탈취하고자 표적을 물색하고 있다”고 강조했다. 지난해 1월 미국 사법 당국은 나노기술의 세계적인 권위자인 찰스 리버 하버드대 교수를 체포했다. 리버 교수는 중국 우한이공대가 주도하는 비밀연구 프로젝트 수주 사실을 숨긴 혐의를 받는다. 국보급 과학자가 중국의 기술 탈취 음모를 은폐했다는 사실에 미 대학들은 충격에 빠졌다. 미 학계는 중국과의 협업을 거부하는 분위기다. 결국 중국 대학들이 유럽이나 일본에서 대안을 찾고 있다는 것이 영국의 판단이다. 베이징 류지영 특파원 superryu@seoul.co.kr

육류를 갈아 만든 패티가 완전히 조리되지 않거나 살균되지 않은 우유나 상한 채소 등을 섭취하면 신장에서 불순물을 제대로 걸러주지 못해 체내에 독소가 쌓이면서 심각한 질병이 발생한다. 용혈성요독증후군, 일명 ‘햄버거병’이다. 햄버거병의 원인은 병원성 대장균 ‘O157’ 때문으로 알려졌다. 햄버거병은 물론 식중독, 결핵, 독감 같은 질병을 유발시킬 수 있는 병원균에 빠르게 대응하기 위해서는 신속한 병원체 검출이 필수적이다. 국내 연구진이 이 같은 병원균을 5분 만에 검출해 감염여부를 확인할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 바이오나노헬스가드연구단, 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 공동연구팀은 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해서 시료에 포함된 유전자가 담겨있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용돼 왔다. 그렇지만 장비를 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착하는 임피던스 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있는 상황이다. 그렇지만 이 역시 센서의 감도를 높여 병원균에서 나타나는 신호변화만을 제대로 포착해 내는 것이 필요하다.이에 연구팀은 나노갭 센서로 전기적 임피던스 센서의 감도를 개선해 유전자 증폭과정을 실시간으로 확인하고 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 임피던스 센서를 이용해 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는데 성공했다. 이현정 바이오나노헬스가드연구단 책임연구원은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 용이하게 만들어 줄 수 있다”라며 “상용화를 위해 감도 안정화를 위한 최적 측정조건을 찾고 현장진단을 위한 소형화 모듈 등에 대한 연구를 추가진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌졸중은 뇌의 일부분에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터짐으로써 해당 부분의 뇌가 손상되는 질환이다. 뇌졸중은 물론 심근경색 같은 뇌심혈관질환은 돌연사의 주요 원인이면서 최근 30년 동안 전 세계 사망원인 1위로 꼽히고 있다. 뇌심혈관질환의 원인을 찾기 위해서는 영상의학장치가 많이 사용되는데 특히 자기공명영상(MRI)이 널리 쓰이고 있다. 많은 의과학자들이 뇌졸중을 조기에, 정확하게 진단하기 위해서 더 정밀한 영상진단기술을 개발하기 위한 연구를 하고 있다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 화학과, 연세대 의대 영상의학과 공동연구팀은 현재보다 10배 더 정밀하게 혈관 곳곳을 관찰할 수 있는 고성능 자기공명영상(MRI) 조영제를 개발하고 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 9일자에 발표했다. ‘사이오’(SAIO)라고 이름 붙여진 이번에 새로 개발된 조영제는 미세혈관 직경인 0.2~0.8㎜보다 1500배 정도 작은 5㎚(나노미터) 수준이다. 이 때문에 몸 속 모든 혈관 구석구석으로 침투해 혈관을 10배 더 자세히 관찰할 수 있다. 또 현재 MRI 촬영에는 가돌리늄 조영제가 사용되는데 만성신장질환을 앓고 있는 환자에게는 소변으로 배출되지 않아 ‘신원성전신섬유증’이라는 부작용을 일으킬 수 있다. 그런데 사이오 조영제는 가돌리늄 대신 철분을 사용해 이 같은 문제를 근본적으로 없앨 수 있다고 밝혔다.연구팀은 사이오를 이용해 생쥐의 뇌를 촬영한 결과 머리카락 굵기인 100㎛(마이크로미터)의 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있는 3차원 정밀 MRI 뇌혈관 지도를 만드는데 성공했다. 또 MRI 촬영후 사이오는 생쥐의 방광으로 모두 모여 소변으로 배출되는 것이 확인됐다. 신장에 문제가 있는 생쥐에게서도 부작용 없이 모두 몸 밖으로 배출되는 것도 관찰했다. 천진우 IBS 나노의학연구단 단장(연세대 화학과 교수)는 “지금까지 MRI 기술이 큰 고속도로만 보여주는 수준이라면 이번에 개발한 조영제를 이용하면 좁은 동네 골목길까지 자세하게 볼 수 있는 정도”라며 “이번에 개발한 조영제는 영상의학기기의 해상도를 높이는 동시에 신체 안전성을 동시에 만족시킨다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 형광등, 백열등 같은 실내조명에서 나오는 가시광선으로 공기 중 바이러스와 박테리아 같은 병원균을 박멸할 수 있는 항균필터 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 바이오메디칼생산기술센터, 세종대 기계공학과, 한국과학기술연구원(KIST), 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 햇빛이나 실내조명의 가사시광선을 이용해 공기 중에 떠다니는 미생물을 살균할 수 있는 필터기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 실내 공기 중에는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 같은 각종 미생물들이 먼지와 함께 떠다닌다. 인체에 무해한 것들도 있겠지만 질병을 일으킬 수 있는 것들도 있기 때문에 기존에는 은, 산화구리, 산화아연 같은 무기물질이나 키토산 같은 천연 유기물질로 만든 항균필터로 이들을 제거했다. 문제는 항균처리된 필터 표면에 직접 접촉돼야 제거할 수 있으며 시간이 지날수록 먼지가 쌓이면서 병원균 정화기능이 떨어지게 된다는 점이다. 이산화티탄은 대표적인 광촉매로 자외선을 흡수하면 주위 산소, 물과 반응해 미생물을 살균할 수 있는 활성산소를 만들어 낸다. 일상적인 실내 공간에서는 자외선을 활용하기 어렵고 가시광선을 이용하기 위해서는 추가적인 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 만나면 활성산소를 만드는 이산화티탄과 가시광선에 반응할 수 있는 유기염료를 결합시킨 복합나노입자를 만들고 수분 저항성, 광화학적 살균성능을 갖도록 표면처리를 했다. 이번에 개발한 항균필터는 필터 표면에 병원균들이 접촉하지 않더라도 가시광선으로 만들어진 활성산소가 필터 주변의 병원균까지 제거할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 필터로 표피포도상구균에 대한 항균성을 실험한 결과 실내조명(2.9㎽/㎠)에서는 4시간 뒤에 99.9%, 태양광(18~21㎽/㎠)에서는 1시간 뒤 99.98%가 사라진 것을 관찰했다. 표피포도상구균은 피부에 있는 일상적인 균으로 병원성을 드러내지는 않지만 간혹 식중독이나 패혈증, 요로감염 등을 일으키기도 한다. 연구팀은 실용화를 위해 나노입자가 필터에 안정적으로 부착되는지와 활성산소 농도에 따른 인체 안전성 평가를 추가로 진행하고 있다. 최동윤 생산기술연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용한다면 미생물 살균 뿐만 아니라 탈취, 유기물 분해 같은 다양한 오염물질 제어에 활용될 수 있을 것이며 추가 연구를 거친다면 공기청정기 필터, 보호복, 커튼 등 다양한 제품의 항균기능 나노소재에 적용할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

완벽한 암흑은 문학적 표현은 가능하지만 과학적으로 구현해 내기는 쉽지 않다. 양자역학에서도 입사되는 모든 파장대의 복사에너지를 완전히 흡수하는 실제로는 존재하지 않는 이상적인 물체를 가정하고 ‘흑체’라고 부르고 있다. 국내 연구진이 흑체는 아니지만 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 서울대 물리천문학부, 성균관대, 포스텍 공동연구팀이 빛을 빠르게 방출하는 초방사 현상을 거꾸로 돌려 모든 빛을 빠르게 흡수해버리는 초흡수 현상을 실험적으로 구현하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 2일자에 실렸다. 빛을 빠르고 완벽하게 흡수하는 초흡수 현상이 가능하다면 식물의 광합성을 좀 더 잘 이해할 수 있으며 태양전지에서 빛에너지 수확효율을 높일 수 있고 광자를 이용한 양자정보처리 효율향상이나 천체관측을 위한 미세한 광신호 감지 등이 가능하다. 그렇지만 초흡수 현상은 빛이 빠르게 방출되는 초방사 현상에 가려져 지금까지는 관측 자체가 어려웠다. 또 특정 상태의 원자들이 강한 빛을 내는 초방사현상은 이미 실험적으로 구현되기도 했다. 이에 연구팀은 초방사와 초흡수 현상이 동일한 상태 원자들에서 나타날 수 있으며 시간역행적 과정이라는 점에 착안했다. 초방사 상태의 원자들을 제어해 시간을 되돌리듯 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 실험적으로 유도한 것이다. 시간역행을 위해서는 원자상태의 위상을 제어하는 기술이 이용됐다. 체스판 모양의 나노구멍 격자를 통과한 일부 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자역학적 중첩상태로 만든 뒤 원자상태의 위상을 주변 빛의 위상과 반대되도록 조절해 초방사를 되돌려 초흡수현상을 유도한 것이다. 연구팀은 실제로 10개 정도의 원자로 초흡수 현상을 구현해 일반 흡수보다 10배 정도 빠르게 빛을 100% 흡수하는 것을 관측했다. 특히 빛의 세기가 약할수록 흡수속도가 빨라지는 것이 관측됐다. 안경원 서울대 교수는 “이번 기술은 에너지 하베스팅이나 양자정보처리의 효율향상, 섬세한 광신호 감지를 통한 천체관측을 위한 기초자료가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■고용노동부 ◇실장급 승진△중앙노동위원회 상임위원 김대환 ◇국장급 전보△산재예방보상정책국장 김규석 ■금융위원회 ◇국장급 전보△금융소비자국장 박광 ◇과장급 전보△행정인사과장 선욱△금융소비자정책과장 홍성기△서민금융과장 이석란△금융시장분석과장 이수영△산업금융과장 김성조△기업구조개선과장 신상훈△보험과장 이동엽△금융혁신과장 박주영△위원장 비서관 고영호△코로나19 긴급대응반 녹색금융팀장 윤현철△은행과장 김연준△금융정보분석원(FIU) 제도운영과장 김효신△기업회계팀장 송병관△가계금융과장 권유이△공정시장과장 박재훈△금융데이터정책과장 신장수△금융공공데이터담당관 조충행△금융규제샌드박스팀장 조문희△정책홍보팀장 이동욱△의사운영정보팀장 정현직△금융안정지원단 금융지원과장 김정명△금융안정지원단 산업지원팀장 이진호△코로나19 긴급대응반 뉴딜금융과장 전수한 ■조달청 ◇과장급 승진△설계예산검토과장 한창훈△부산지방조달청 경영관리과장 방형준 ■한국투자공사(KIC) △사모주식투자실장 송성준△절대수익투자실장 김진태△전략조정실장 윤동환 ■국립공원공단 △경영기획이사 김종희△탐방복지처장 손영임 ■한국일보 △뉴스룸국 교열팀장 노경아 ■한국예술종합학교 ◇신규 임명△음악원 성악과장 최상호△음악원 기악과장 이석준△연극원 음악극창작협동과정 주임교수 배삼식△영상원 영화과장 최용배△영상원 방송영상과장 김진혁△무용원장 김삼진△무용원 창작과장 정재혁△미술원 조형예술과장 구지윤△미술원 예술전문사과정 주임교수 임민욱△인권센터장 이귀숙 ■세종대 △SW·AI중심대학추진단장 송진우△국제학부장 이동영△중국통상학과장 강필임△미디어커뮤니케이션학과장 오정호△경영학부장 류승희△수학과장 오장헌△물리천문학과장 이재우△화학과장 강종민△생명시스템학부장 이상협△전자정보통신공학과장 우형수△건축학과장 김동현△환경에너지공간융합학과장 허진△공간정보공학과장 김상완△기계공학과장 신영기△나노신소재공학과장 허광△패션디자인학과장 정재윤△음악과장 김나영△영화예술학과장 최두영△바이오융합공학전공 주임교수 강신정△광전자공학과 주임교수 김아정△나노신소재공학 주임교수 김동회△대학원 호텔관광조리외식경영학과 식품조리학전공 주임교수 유승석△대학원 경영학 주임교수 김지헌△일반대학원 이중언어 단기 석사과정 주임교수 남은영△경영전문대학원 주임교수(PBMBA) 이수준△공공정책대학원 시니어산업학과 주임교수 박흥진△교육대학원 인공지능융합교육 전공 주임교수 권순일△산업대학원 스포츠산업학 주임교수 김병민△산업대학원 유통산업 주임교수 박노현△교양영어 주임교수 신원재△교양코딩 주임교수 송오영△일반물리학주임교수 김용선△International BBA 주임교수 이재원△경영대학 고시반 주임교수 선우희연△LINC+ 사업단 부단장 박재우△LINC+ 주임교수 김미숙△공학교육인증 프로그램(학과) PD교수 권일한△공학교육인증 프로그램(학과) PD교수 이민형 김성규 신범재 박상일 전창재 ■한국외대 △융합인재대학장 최진영△교육혁신원장 이준△AI교육원운영팀장 김기일 ■순천향대 △대외협력 특임부총장 김춘순△법과학대학원장 김정식 ■가천대 뇌과학연구원 △원장 김우경△부원장 이영배△연구기획실장 정준영 ■우리금융저축은행 ◇직위 승진△준법감시인 상무(보) 주종석 ◇임원 신규△경영관리본부장 이사 김민석△개인금융본부장 이사 백재완

한국과학기술연구원(KIST) 복합소재기술연구소 연구팀은 각설탕과 실리콘을 이용해 체온만으로 전기를 만들어 웨어러블 기기를 작동시킬 수 있는 기술을 만들었다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 3월호에 실렸다. 연구팀은 각설탕에 액체 상태의 실리콘 화합물을 부어 굳힌 다음 설탕을 물에 녹여 실리콘 화합물만 남도록 하는 방식으로 스펀지 형태의 고분자 소재를 만들었다. 설탕이 있던 자리는 미세한 공기방울들이 채워져 열 차단 능력이 기존 소재 대비 50% 높아졌고 소자의 온도 차를 이용해 전기를 생산하는 효율도 20% 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 연구팀은 이번에 개발한 유연소자를 이용해 체온으로 LED를 점등하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

조 바이든 미국 대통령이 최근 반도체와 차량용 배터리 등에서 중국 의존도를 낮추는 내용을 골자로 한 행정명령을 발동했지만, 미국의 ‘중국 반도체 굴기’ 견제가 되레 미국 자동차 업체들의 차량용 반도체 공급난을 심화시켰다는 언론의 진단이 나왔다. 중국을 압박하려던 제재가 부메랑이 돼 미국을 괴롭히는 역설이다. 2일(현지시간) CNBC방송은 “미국 제재로 어려움을 겪던 중신궈지(SMIC)가 차량용 반도체 대란을 계기로 되살아나고 있다”며 “반도체 품귀 사태의 최대 수혜 기업은 삼성전자나 TSMC(대만)가 아니라 SMIC”라고 전했다. SMIC는 중국 최대 반도체 파운드리(위탁생산) 업체로, 시진핑 중국 국가주석이 국운을 걸고 육성하는 회사다. 미국 입장에선 눈엣가시일 수밖에 없다. 도널드 트럼프 전 미국 대통령은 지난해 말 SMIC를 상무부 ‘블랙리스트’에 올렸다. 미국 업체들이 SMIC에 부품 공급이나 기술 이전을 할 수 없게 만들기 위해서다. 이때만 해도 정보기술(IT) 업계에서는 ‘SMIC가 제2의 화웨이가 되는 것 아니냐’는 부정적 전망이 주를 이뤘다. 그런데 올해 들어 일어난 자동차용 반도체 대란이 SMIC에 날개를 달아 줬다. 상대적으로 구식 기술이 적용되는 차량용 반도체는 미 상무부 제재에도 불구하고 SMIC가 어렵지 않게 만들 수 있다. 현재 SMIC 공장은 ‘풀가동’ 상태를 유지하고 있다. 차량용 반도체 주문이 쏟아져 대규모 증설도 추진 중이다. 반면 미 완성차 업체들은 트럼프 전 대통령의 조치로 SMIC에 생산을 요청하지 못한다. 결국 GM과 포드 등 미국의 자동차 업체들은 차량용 반도체를 공급받지 못해 감산에 나섰다. 테슬라도 일부 공장 가동을 중단한 사실이 알려져 주가가 폭락했다. 미국 업체들이 접촉할 수 있는 TSMC나 삼성전자는 단기적인 수급 불균형 문제로는 구형인 차량용 반도체 라인 증설 투자에 나서기 힘들다. 이 때문에 “미국이 제 발등을 찍었다”는 이야기까지 나온다. 이날 미 반도체업계 연구기관 ‘세미컨덕터 리서치 코퍼레이션’은 “그간 미 상무부가 중국에 14나노미터(㎚) 공정 장비 공급을 불허하다가 최근 SMIC에 허용했다”고 전했다. TSMC와 삼성전자가 3~5㎚ 공정을 개발하고 생산한다는 점을 감안하면 14㎚ 이상은 첨단 공정으로 보기 힘들다. 미국이 차량용 반도체 품귀 현상을 완화하고자 재재를 완화했다는 분석이 나온다. 자동차용 반도체 대란은 미중의 코로나19 확산·회복 시간차에서 비롯된 측면이 크다. CNBC에 따르면 지난해 코로나19 확산으로 각국이 봉쇄 조치에 돌입하자 자동차 수요가 급감했다. 폭스바겐과 제너럴모터스(GM) 등 주요 업체들이 차량용 반도체 장기 주문을 줄였다. 그런데 감염병 사태에서 먼저 빠져나온 중국에서 하반기부터 신차 주문이 폭증했다. 업계 수요예측 실패로 차량용 반도체 재고가 동이 나 반도체 대란이 시작됐다. 베이징 류지영 특파원 superryu@seoul.co.kr/

야마토(大和)는 과거 일본제국 해군이 건조한 전함이다. 사실상 일본에서 마지막으로 건조된 전함으로 배수량과 함포 모두 당시 세계 최대의 크기를 자랑했다. 특히 만재배수량은 7만 2800톤(t)에 달했으며 45구경 46cm 3연장 포탑 총 3개(9문)를 함수와 함미에 장착했다.  야마토란 일본의 최초의 국가 혹은 일본을 부르는 다른 이름으로 사용된다. 그 만큼 일본에서는 중요한 단어라고 할 수 있다. 전함에 야마토란 이름을 붙인 것을 보면, 당시 일본제국 해군이 엄청난 기대를 걸었다는 것을 알 수 있다. 엄격한 보안 속에 1937년 11월 4일 일본 히로시마현 남서부에 위치한 쿠레시 쿠레해군공창에서 전함 야마토의 건조가 시작되었다. 당시 일본의 기술을 총 집약한 전함 야마토는 약 4년 뒤인 1941년 12월 16일에 취역했다. 일본제국 해군 최대의 전함은 이후 연합함대의 기함으로 사용되었다.전함 야마토는 제2차 세계대전 당시 태평양 전쟁의 전환점이 되었던 1942년 미드웨이 해전에 참전하지만, 기함으로의 역할만 수행했을 뿐 전투에 직접 참여하지는 않았다. 1942년 8월 5일에는 야마토형 전함의 2번함인 무사시(武?)가 취역하고 3번함은 건조 중 전함에서 공모(空母) 즉 항공모함으로 개조되어 1944년 11월 19일에 진수된다. 항공모함으로 개조된 3번함은 시나노(信濃)로 불렸다. 전함 야마토와 무사시는 태평양 전쟁 당시 일본제국 해군의 히든카드 즉 비장의 무기였다.  그러나 일본제국 해군이 미 해군과의 해전에서 연전연패를 거듭하면서 활약할 기회를 잃게 된다. 그 결과 일본제국 수병들 사이에서 전함 야마토는 ‘야마토 호텔’로 전함 무사시는 ‘무사시 료칸’이라는 다소 불명예스러운 별칭을 얻게 된다. 하지만 전황이 갈수록 악화되면서 결국 전함 야마토와 무사시는 전선으로 내몰린다. 제2차 세계대전 중 가장 큰 해전으로 기록되는 1944년 레이테만 전투에 전함 야마토와 무사시가 투입된다. 하지만 제공권을 장악한 미 해군의 공격을 받은 일본제국 해군의 전투함들은 하나 둘 바다 속으로 수장된다.특히 시부얀 해전에서 전함 무사시는 미 해군 함재기들의 폭격과 어뢰공격에 만신창이가 되고 결국 침몰하게 된다. 전함 야마토도 미군의 오키나와 상륙작전을 막기 위해 투입됐지만, 미 해군에 발견되어 침몰된다. 이보다 앞서 3번함인 시나노는 일본 근해에서 미 해군 잠수함의 어뢰 4발을 맞고 바다 속으로 가라앉았다. 항공모함이 해전의 중심이 되면서 전함은 더 이상 설 자리를 잃게 되었다. 또한 일본제국 해군에서 ‘불침함’ 즉 침몰하지 않는 배로로 불리던 야마토형 전함은 태생적인 결함을 갖고 있었다. 전후에 밝혀졌지만 전함 야마토의 선체에는 대함포 장갑이 설치되어 있었다. 그러나 당시 일본은 기술이 부족해 전기용접대신 리벳으로 장갑을 설치했다. 하지만 리벳으로 조립된 장갑은 적의 어뢰 공격을 받으면 손쉽게 파괴 및 분리되었고 오히려 배에 침수를 가속화시켰다. 비참한 최후를 맞은 전함 야마토이지만 일본에서는 여전히 다양한 매체를 통해 회자되고 있다. 또한 전함 야마토가 건조된 일본 쿠레시에는 야마토 박물관이 있다. 김대영 군사평론가 kodefkim@naver.com      

세계 1위 메모리 제조업체인 삼성전자의 경기 평택캠퍼스 파운드리(위탁생산) 라인 신규 가동이 가시화되고 있다. 삼성전자는 올해 하반기 본격 가동할 예정이던 평택 파운드리 전용라인 가동 시기를 상반기로 앞당길 방침이다. 앞서 삼성은 2019년 화성 S3 라인에서 업계 최초로 EUV(극자외선) 기반 7나노 양산을 시작한 이후 2020년 EUV 전용 화성 V1 라인을 통해 초미세 공정 생산 규모를 꾸준히 확대해 왔다. 또 같은 해 평택캠퍼스 평택 2라인을 가동하며 업계 최초로 EUV 공정을 적용한 첨단 3세대 10나노급(1z) LPDDR5 모바일 D램을 양산했다. 이런 발 빠른 대응은 코로나19로 인해 전 세계 산업계의 투자 심리가 위축된 상황에서도 주력 사업의 경쟁력 강화를 늦출 수 없다는 판단 때문에 이뤄졌다. 삼성전자의 지난해 시설투자비는 2019년 대비 43% 증가한 38조 5000억원이었다. 지난해 3분기 누적 연구개발(R&D) 투자 집행비는 역대 최대인 15조 9000억원이었다. 앞서 삼성전자는 2019년 4월 ‘반도체 비전 2030’을 발표한 자리에서 “2030년까지 메모리 반도체뿐만 아니라 시스템 반도체 분야에서도 글로벌 1위를 달성하겠다”는 목표를 밝힌 바 있다. 당시 시스템 반도체 분야 연구개발 및 생산시설 확충에 투자하겠다고 밝힌 규모는 133조원이었다. 삼성전자는 “위기를 기회로 바꾸기 위한 투자를 지속하겠다”면서 “평택캠퍼스에 적극적으로 투자해 반도체 초격차를 달성하고 미래 반도체 시장 기회를 선점해 나갈 계획”이라고 강조했다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

최근 공개된 한국형 SF ‘승리호’에는 인공지능 전투로봇 ‘업동이’가 등장한다. 업동이는 돈을 벌어 인공피부를 이식해 사람같은 외모를 갖고 싶어한다. 그렇지만 현실에서는 사람의 피부와 똑같은 모양을 갖고 감각까지 갖춘 인공피부는 아직 나오지 않고 있다. 국내 연구진이 사람의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자피부를 만드는데 성공해 주목받고 있다. 포스텍 화학공학과, 울산대 화학과 공동연구팀은 사람의 손가락 감각을 흉내내 접촉하는 물체의 모든 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 인공전자피부를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 현재까지 개발된 인공피부나 다감각 센서는 민감도를 높이거나 물체의 재질 정도만 알아낼 수 있는 수준에 불과할 뿐 물체 종류와 재질을 동시에 파악하지는 못하고 있다. 사람의 손가락은 압력과 인장강도, 진동 등 다양한 종류의 자극을 민감하게 인지한다. 이는 손가락 피부 표면에 존재하는 지문이 외부 자극을 증폭시키고 피부 내부에 포함된 다양한 감각수용체가 감지해 종류와 재질을 파악할 수 있게 해주기 때문이다.연구팀은 손가락 지문을 흉내내기 위해 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 막을 만든 뒤 안쪽에 은나노선과 산화아연나노선을 삽입해 신축성이 좋은 다감각 인공전자 피부를 만들었다. 이번에 개발한 인공전자 피부는 압력, 인장, 진동 등 자극에 따라 다른 종류의 전기작동이 되도록 해 외부 자극을 구별했다. 또 물체를 문지를 때는 복합적인 전기신호가 만들어져 물체의 종류와 재질을 동시에 구분했다. 연구팀은 이번에 개발된 인공전자 피부를 로봇 손에 부착시켜 천연소재, 세라믹, 금속, 합성고분자 등 다양한 물질을 구별할 수 있을 뿐만 아니라 거칠거나 끈적함, 딱딱함 등 물체 질감도 구별할 수 있는 것으로 확인됐다. 인지 정확도면에서 인간이 느끼는 피부 감각과 비슷하거나 우수한 것으로 나타났다. 조길원 포스텍 교수는 “이번 기술은 물체의 종류와 재질을 동시에 정확히 구별해 인지할 수 있다”라며 “인공보철에 사용되는 다감각 센서, 로봇의 전자피부는 물론 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 장치 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

포스트 코로나 시대를 위한 축산업 대체 기술과 감염병 백신 및 치료제의 신속개발 기술 등이 가까운 미래에 선보일 유명 바이오기술로 선정됐다. 한국생명공학연구원 국가생명공학정책연구센터는 이 같은 내용이 포함된 ‘2021년 바이오 미래유망기술’을 발굴해 23일 발표했다. 연구센터는 기초·생명과학 및 공통기반기술(플랫폼 바이오), 보건의료(레드 바이오), 농림수축산·식품(그린 바이오), 산업공정 및 환경·해양(화이트 바이오) 4개 분야 10대 유망기술을 선정했다. 특히 올해 발표된 바이오 미래유망기술에는 포스트 팬데믹 관련 기술이 5개나 선정돼 과학기술 분야에서 코로나19가 미친 영향력이 크게 반영되고 있다는 것을 보여줬다. 실제로 평균 10~15년 이상 소요되던 백신 개발 기간이 코로나19 발생 이후 10~18개월로 단축되면서 백신 개발의 새역사가 쓰였다고 해도 과언이 아닐 정도라는 평가를 받고 있는 상황이다. 이번에 보여준 백신 개발 속도는 병원체 유전체의 빠른 서열 분석, 고해상도 이미징 기술을 통한 구조분석, mRNA, DNA, 바이러스벡터 등 다양한 백신 플랫폼 기술이 결합되면서 가능해진 것이다. 우선 플랫폼 바이오 기술로는 ‘생물 유래 화학다양성 확보 기술’, ‘개인 맞춤형 체외 면역시스템’, ‘인공지능 기반 단백질 모델링’이 선정됐는데 이 가운데 인공지능 기반 단백질 모델링기술은 10대 기술 중에서도 가장 파급효과가 클 것으로 전망됐다. 분자물리학적 접근방법과 인공지능 심층학습(딥러닝) 기술을 활용해 아미노산 서열에서 3차원 단백질 구조와 세포 내 단백질 작용을 예측하는 기술이다. 구글에서 개발한 ‘알파폴드’라는 AI기술도 단백질 구조 예측을 하는 것으로 실제로 코로나19 바이러스 일부 단백질 구조 예측을 통해 백신과 치료제 개발에 단서를 제공한 것으로 유명하다. 이 같은 AI 기반 단백질 모델링 기술은 단백질 구조 예측을 넘어 생체 내 작용메커니즘, 질병과 연관성, 약물표적 규명으로 신약개발 시간과 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 전망되고 있다.레드 바이오에는 합성면역, 단일세포 교정기술, 나노백신 및 나노항체 기술이 꼽혔다. 나노백신·항체 기술은 나노구조체 표면에 다량, 다종의 항원을 노출시키거나 기존 항체보다 작고 효과적인 치료제를 만드는 것으로 기존 백신이나 항체치료제로 치료하기 어려운 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그린 바이오분야에서는 식물 마이크로바이옴 엔지니어링, 세포배양 축산 기술이 꼽혔다. 세포배양축산 기술은 감염병 대유행 등의 이유로 공급문제가 발생할 수 있는 축산업을 대체하기 위한 기술로 세포배양을 통해 실험실에서 육류나 우유를 만드는 것이다. 또 화이트 바이오분야에서는 친환경 고분자 생산 미생물, 빅데이터 기반 생태건강성 평가기술이 꼽혔다. 국가생명공학정책연구센터 김흥열 센터장은 “코로나19 백신 개발을 계기로 바이오 혁신기술을 얼마나 잘 준비하고 확보했느냐에 따라 국민 건강은 물론 경제적 가치 창출에 중요하다는 것을 재인식하게 됐다”라며 “포스트 코로나를 넘어 포스트 팬데믹을 대비할 수 있는 혁신기술은 바이오 미래유망기술의 집합체가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마법의 양탄자라고 해도 좋을지 모르겠다. 미국 펜실베이니아대 연구진이 빛의 힘으로만 물질을 띄우는데 성공했다. 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호(12일자)에 실린 연구논문에 따르면, LED 빛을 진공 챔버 바닥 부분을 비추자 그 안에 있는 폴리에스테르로 만든 작은 플라스틱 판이 춤을 추듯 빙글빙글 돌기 시작한다. 이는 이 플라스틱 판이 빛의 힘으로만 떠다니기 때문이다.이처럼 빛이 물체를 움직이는 현상을 ‘광 영동’(光泳動·photophoresis)이라고 한다. 물체가 움직인다고 해도 일반적으로 떠오르는 것뿐으로, 대부분은 눈에 보이지 않는 에어로졸 입자를 말한다. 따라서 광 영동 현상으로 폴리에스테르 판을 안정적으로 띄우는 데 성공한 이번 사례는 획기적인 성과인 것이다. 이 플라스틱 판은 가벼우면서도 매우 얇게 만들 수 있는 폴리에스테르로 돼 있다. 하지만 빛으로 떠오르는 비결은 바닥 쪽에 코팅된 탄소나노튜브에 있다. 공기 중의 기체 분자가 따뜻한 물체에 충돌하면 아주 조금만 에너지를 흡수해 부딪혔을 때보다 더 빨리 반사한다. 하지만 표면 상태에 따라 기체 분자로 옮겨가는 에너지의 양이 달라진다. 폴리에스테르와 같이 매끄러운 표면에서는 그만큼 에너지가 옮겨가지 않고 움직임도 그다지 가속하지 않는다. 그런데 폭이 원자 몇 개분에 불과한 솜털 같은 탄소나노튜브가 밀집한 표면은 기체 분자와 열을 포착해 반사 속도를 단숨에 가속한다. LED 빛을 쬐어 탄소나노튜브를 따뜻하게 하면 그 에너지가 기체 분자의 반사를 가속해 아주 작지만 곧바로 돌풍이 일어난다. 이것이 플라스틱 판을 떠오르게 하는 것이다. 앞서 마법의 양탄자라고 했지만 아직까지는 인간이 타기 위한 것은 아니다. 연구진이 이 기술을 응용하려고 하는 분야는 섣불리 연구가 어려운 것으로 악명 높은 중간권 조사다. 중간권은 지구 대기 고도 50~80㎞에 있는 층으로 성층권과 열권 사이에 끼어 있다. 연구가 어려운 이유는 단순히 거기에 갈 수단이 없기 때문이다. 고도가 높아질수록 공기가 얇아지기에 보통 비행기나 기구로는 그렇게까지 상승할 수 없다. 반면 인공위성으로 조사할 수 있을 정도로 공기가 얇지 않다. 거기에 인공위성을 날리려고 하면 공기의 마찰로 불타오르고 만다. 하지만 이런 환경이므로, 파란색과 붉은색의 벼락 같이 불가사의한 현상이 발생한다. 또 오존층 피해를 관찰하기 위해서도 중간권의 화학 조성을 조사하는 것은 중요한 일이다. 그래서 작은 센서를 탑재한 광부유 시스템을 중간권에 보내 조사를 진행하는 것이다. 시뮬레이션 결과에 따르면 6㎝ 수준의 플라스틱 판이라면 햇빛만으로 10㎎의 중량을 실어 나르며 중간권까지 부유할 수 있다. 10㎎은 빗방울의 5분의 1 정도에 불과하다. 하지만 기술의 진보 덕분에 실리콘 칩을 거의 티끌 같은 센서에 탑재할 수 있게 됐다. 이 광부유 시스템에는 현재 화성 유인비행을 계획하고 있는 미국항공우주국(NASA)도 관심을 보이고 있는 것으로 전해졌다. 왜냐하면 화성의 기압은 지구의 중간권 기압과 비슷하기 때문이다. 따라서 NASA가 조만간 화성을 둥둥 떠 다니는 기묘한 물체의 모습을 담은 영상을 보내올지도 모른다. 사진=펜실베이니아대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr