그래핀(graphene). 탄소 원자를 벌집 모양의 격자 구조로 펼친 2차원 물질이다. 보통 사람들에겐 생소한 말이지만 산업계에서는 ‘꿈의 신소재’로 불린다. 강철보다 200배 이상 강하고, 두께는 머리카락의 100만분의1 정도로 얇으며, 열과 전기 전도성이 뛰어난 최첨단 나노 소재다. 유연성과 신축성도 좋다. 찰스 슈와브 세계경제포럼(WEF) 회장은 “그래핀이 가격 경쟁력까지 갖추면 제조업과 인프라 산업의 판도를 뒤흔들 것”이라고 예측했다.그래핀 1㎛(마이크로미터·100만분의1m)의 가격은 1000달러 이상으로, 그램(g)으로 환산하면 지구상에서 가장 비싼 물질이다. 세계적인 투자가 짐 로저스는 “그래핀은 4차 산업을 선도할 획기적인 신소재”라고 평했다. 이런 그래핀을 더이상 꿈속이 아니라 ‘현실의 소재’로 만든 홍병희(51) 그래핀스퀘어 대표를 지난 11일 경기 수원시 영통구 광교로 차세대기술연구원에서 만났다. ●‘그래핀 토스터’ CES에서 극찬 홍 대표가 만든 그래핀은 지난 5~8일 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 정보통신기술(ICT) 전시회인 CES에 처음 선보였다. “그래핀은 사실 투명해서 소재 자체를 보여 주기는 어렵다. 그래서 그래핀을 응용한 투명 조리기구를 선보였다. 에디슨이 발명한 열선 토스터기를 100년 만에 대체하는 투명 발열 토스터를 시제품으로 만들어 들고 나갔다. 정말 인기가 많았고, 혁신적이라는 찬사를 많이 받았다. 식빵을 구워 줘서인지 우리 부스 앞에는 줄이 길었고, 문의도 많았다. 그래핀의 발열 원리를 이용한 것으로, 식빵이 구워지는 과정을 볼 수 있었다. 문의와 투자 제의도 많이 받았다.” 식빵이 ‘겉바속촉’(겉은 바삭하고 속은 촉촉한 상태)이니 고기를 구울 때 뒤집을 필요가 없다느니 하는 설명이 이어졌다. 하지만 세계적인 석학 슈와브나 로저스의 찬사를 받는 그래핀이 ‘겨우’ 식빵을 굽는 용도라니 하는 생각이 들었다. 이론적으로만 존재하던 그래핀을 처음으로 물질로 만든 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프 영국 맨체스터대 교수에게 2010년 노벨 물리학상을 안긴 업적을 생각하면 약간 맥이 풀렸다. 이런 표정을 눈치챈 홍 대표의 설명이다. “요즘같이 춥고 눈이 많이 오면 자동차 앞유리가 꽁꽁 얼어붙는다. 이를 녹이려면 현재 테슬라가 15분 정도 걸린다. 제상히터(유리창에 낀 성에를 제거하는 난방장치)를 가동하면 전기차의 생명인 배터리 소모도 심하다. 하지만 앞유리를 그래핀으로 처리하면 녹이는 데 5분도 채 걸리지 않는다. 작동 원리는 식빵 조리기구나 마찬가지다. 전기차의 앞유리에는 그래핀이 들어가는 것이 기술 표준이 되도록 추진하고 있다.”●치매·파킨슨병 치료 연구도 진행 아무리 전기차가 ‘슈팅’하는 산업이라곤 하지만 그래핀의 용도가 제상히터 정도인 것으론 부족하다. 허탈함을 달래 주듯 홍 대표는 5나노미터(㎚·10억분의1m) 이하의 반도체에서는 수율을 높이고 불량률을 낮추는 데 필수적인 마스크 기술에 그래핀이 적격이라고 설명했다. 그는 “실리콘이라는 소재가 실리콘밸리를 만들고 오늘날의 반도체와 정보기술(IT)로 꽃을 피우듯 그래핀도 플랫폼 소재”라고 강조했다. “그래핀은 반도체, IT, 배터리, 에너지, 자동차, 항공·우주 심지어 의료까지 온갖 분야에 다 쓰일 수 있다.” 그동안 현실 세계에 없던 소재가 등장했으니 홍 대표도 그 쓰임새가 어디까지일지 짐작하지 못했다. 그래핀을 크게 만들면 산업 용도로 쓰이지만, 극히 미세하게 만드는 작업도 병행하고 있다. “탄소 원자는 용해성이 좋고, 독성도 적다. 그래핀 양자점(그래핀을 나노 크기로 만든 것)이 동물 실험에서는 난치병 치료에도 효과가 있는 것으로 나타났다. 제약 및 바이오 전공자들과 함께 치매와 파킨슨병 치료 연구도 진행하고 있다. 이를 위해 회사 바이오그래핀도 설립했다.” 미국 국립의료원(NIH)과도 공동연구개발 계약을 맺었고 향후 임상시험도 함께할 예정이라고 밝혔다. ●한국 그래핀 양산 종주국 만들어 홍 대표는 어떻게 그래핀에 빠져들었을까. 포항공대에서 학사부터 박사 학위까지 받은 그는 2004년 미국 뉴욕 컬럼비아대로 유학 갔다. 그래핀 연구의 선구자 김필립 교수와 함께 흑연을 나노 크기로 잘라 그래핀을 만드는 과정을 연구하는 가운데 가임·노보셀로프 교수가 흑연 가루에 스카치테이프를 붙였다 뗐다를 반복하는 방법으로 그래핀을 만들었다. “초등학생도 할 수 있는 방법이어서 너무 허탈했다. 하지만 이런 방법으로는 대량생산하는 데 한계가 분명했다.” 2007년 귀국해 성균관대에서 그래핀 제조에 매달렸다. 탄소를 흑연에서 뽑는 것이 아니라 화학자답게 탄소와 수소로 구성된 메탄가스에서 수소를 분리해 내는 방법을 쓴 것이다. “메탄가스에서 구리를 촉매로 사용해 화학반응을 일으켜 수소를 분리하고 남은 탄소를 그래핀으로 만드는 ‘화학기상증착법’(CVD)으로 손톱 크기만 한 그래핀을 만드는 데 세계 최초로 성공했다. 이를 체계적으로 확대한 것이 ‘롤투롤’(R2R) 방식으로, 대량생산과 실용화의 길을 연 것이다. 롤투롤로 윤전기에서 신문을 찍어 내듯 고품질의 그래핀을 연속적으로 대량생산하는 게 가능하게 됐다. 한국을 그래핀 양산의 종주국으로서의 위치에 올린 기술이다. 80여개 대학과 연구기관으로부터 그래핀 샘플 요청이 쇄도했다. “당시엔 ‘무주공산’이란 말이 실감 났다. 발표 논문도, 특허도 다 세계 최초였고, 당시 우리 연구실이 하는 게 다 처음이었다.” 그가 2009년 발표한 ‘대면적 그래핀 합성법’과 2010년 8월호 네이처지 표지를 장식한 ‘대면적 그래핀 연속 합성법’ 논문은 2009년 이후 지금까지 화학 분야에서 인용도 1, 2위 자리를 지키고 있다. 홍 대표의 논문만으론 믿을 수 없었던 노벨상 수상자들이 수상 직전인 2010년 8월 한국을 방문해 그의 대량생산 방식을 직접 확인하기도 했다. 그래핀 제조와 관련된 국제특허도 80여건에 이른다. 2011년 서울대로 옮겼고, 이듬해에 교내 벤처로 그래핀스퀘어를 창업했다. ●‘그래핀밸리’ 약속에 본사 포항 이전 창업 10년째인 지난해 10월 본사를 경북 포항으로 이전했다. 그는 1만평에 이르는 공장 청사진을 보여 주면서 “제조업 기반의 벤처는 수도권에서는 땅값이 너무 비싸 공장을 차리기 어렵다. 포스코의 전폭적인 지원과 포항시와 경북도가 미국의 실리콘밸리처럼 그래핀 관련 기업들을 모으는 ‘그래핀 밸리’를 만들겠다고 한 약속을 믿고 이사했다. 포항에 연고가 없는 제자들도 따라가겠다고 한다”고 말했다. 세계 시장을 장악하기 위해 2024년까지 연간 10만㎡, 2025년까지 100만㎡를 생산할 계획을 세워 두고 있다. 글로벌 자동차사 GM과는 이미 시제품 공급 계약을 맺고 6년째 공동개발을 이어 가고 있지만 그래핀을 이용한 ‘킬러 제품’ 개발이 시급해 보인다. 기업 공개(IPO)에 대해 물었더니 홍 대표는 이르면 연말쯤 상장할 계획이란다. “당초 코스닥을 생각했는데 이번 CES 때 받은 투자 제의를 들여다보고 있다. 미국 뉴저지주가 그래핀 제조 공장 유치에 적극적이어서 미국 법인을 통한 나스닥 상장도 고려하고 있다.”

애완동물 가게 점원이 햄스터로부터 신종코로나바이러스 감염증(코로나19) 델타 변이에 감염된 것으로 의심되는 사례가 발생하자, 홍콩 검역 당국이 약 2000마리의 햄스터를 안락사 시키기로 결정했다. 18일(현지시간) 홍콩 어업농업자연보호부(AFCD)는 이날 모든 애완동물 가게와 소유주들에게 안락사를 위해 햄스터를 인계하라고 명했다. 또 햄스터의 수입과 판매를 중지하기로 했다. 이는 홍콩에서 동물-사람 간 코로나19 전염 의심 사례가 처음 나온 데 따른 조치다. 앞서 햄스터 등 설치류를 파는 코즈웨이베이의 한 애완동물 가게에서 일하는 23세 점원이 지난 16일 델타 변이에 감염된 것으로 확인됐다. 약 3개월 동안 델타 변이 감염자가 나오지 않은 홍콩 지역사회에서 감염원이 불분명한 감염이 확인되면서 관심을 모았다. ‘햄스터→사람’ 코로나19 전염 첫 의심 사례 해외에 다녀온 적도 없는 이 점원의 델타 변이에 당국은 정밀 조사를 했다. 그 결과 가게 햄스터 11마리와 다른 2명이 델타 변이에 감염된 게 드러났다. 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 “해당 애완동물 가게 점원의 바이러스의 유전자 염기서열을 분석한 결과 유전자 타입이 유럽과 파키스탄에서 유행하는 것과 같은 것으로 확인됐다”고 전했다. 이어 “네덜란드에서 수입한 이 햄스터들의 바이러스에서 해당 점원과 같은 유전자 타입이 발견돼 햄스터에서 점원으로 바이러스가 전파됐을 가능성이 있다”고 소식통을 인용해 보도했다. DNA 전문가인 길먼 시우 홍콩이공대교수는 이 점원의 유전자 염기서열을 분석한 결과 최근 감염자들과 유사 사례가 발견되지 않았다며 코로나19에 걸릴 수 있는 설치류로부터 전염됐을 가능성을 배제할 수 없다고 밝혔다.홍콩서 햄스터 2000마리 안락사 ‘특단의 조치’ 홍콩에서 처음으로 동물 사람 간 전염된 의심 사례가 나온 것이다. 이에 당국은 햄스터 안락사라는 특단의 조치를 내렸다. 동물이 사람에게 전파한다는 게 명백히 드러나지는 않았지만, 그 가능성이 제기되자 예방적 조치를 취한 것이다. 이와 함께 홍콩 검역당국은 지난달 22일 이후 홍콩 전역에서 햄스터를 구매한 모든 이들도 의무 검사 대상이라며, 음성 결과가 나오기 전까지는 지역사회 활동을 하지 말라고 당부했다. 당국은 이들이 구입한 햄스터를 모두 인계해야한다고 밝히면서 약 2000마리의 햄스터가 인도적 방법으로 안락사 처리될 것이라고 설명했다. 美 “사람에서 사슴으로 코로나 감염 확인”…새 변이 우려 지난달 과학 전문지 네이처지에 실린 연구 결과에 따르면, 최근 과학자들은 미국에서 사람이 사슴에게 코로나를 감염시켰다는 증거를 수차례 발견했다. 미 오하이오주립대 수의학과 등 연구팀은 작년 1~3월 오하이오주 북동부 9개 지역에 서식하는 야생 흰꼬리사슴 360마리를 대상으로 코로나 바이러스 검사를 진행한 결과, 약 36%에 해당하는 129마리가 양성 반응을 보였다고 밝혔다. 또 펜실베이니아주립대 연구팀은 작년 아이오와주에서 탈것에 의해 사망한 사슴 283마리 중 94마리로부터 코로나 바이러스를 발견했다고 한다. 미 NBC 방송은 2일(현지 시각) “두 연구 모두 사람에게서 발견되는 바이러스 계통을 사슴에서도 발견했다”며 “사람으로부터 사슴으로 바이러스가 전파됐음을 시사한다”고 전했다. 과학자들은 코로나 사태 초기부터 사람으로부터 다른 동물로 바이러스가 전파될 가능성을 우려해 왔다. 특히 미국에서 가장 흔한 대형 포유류인 사슴은 바이러스가 세포에 결합할 수 있는 고위험군으로 분류된다고 한다. 연구팀은 언론 인터뷰에서 “사슴은 앞으로 변형될 코로나 바이러스를 살펴볼 수 있는, 사람과는 완전히 다른 숙주”라며 “사슴이 사람에게 코로나를 감염시킨 사례는 보고되지 않았지만 가능한 일”이라고 전했다. 이 같은 연구 결과에 외신들은 “다른 종(種)에 대한 인간의 무관심이 전염병을 연장할 수 있음을 보여주는 연구 결과”라며 “사슴들 사이 새로운 변종 바이러스가 만들어진다면 더욱 위험해질 수 있다”고 전했다.

뇌가 충분히 발달하지 않은 아동·청소년들이 비디오게임에 과몰입하면 다양한 위험에 노출될 수 있다는 지적들이 많다. 그런데 비디오게임이 언어능력을 높이는데 도움을 줄 방법이 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 이탈리아, 스위스, 프랑스 공동연구팀은 폭력성이나 선정성이 없는 비디오게임은 기억력, 인지유연성을 높여줄 뿐만 아니라 독서를 위한 어휘, 문장 이해력을 높인다고 밝혔다. 연구에는 이탈리아 트렌토대 심리학·인지과학과, 정보컴퓨터과학과, 보젠볼차노 자유대 컴퓨터과학부, 스위스 제네바대 심리학·교육학부, 프랑스 파리대 심리학연구소 연구진이 참여했다. 이번 연구결과는 행동과학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 1월 18일자에 실렸다. 독서는 문장을 따라 눈을 움직이고 작업기억을 통해 단어의 뜻을 파악하고 똑같은 단어가 다른 문장에서 어떻게 쓰이는지를 파악하는 등 몇 가지 필수적인 과정이 필요하다. 연구팀은 시각 이동, 주의력, 작업기억력, 인지유연성 등 독서에서 필요한 기능이 비디오 게임을 할 때도 필요하다는 사실에 주목했다. 이에 연구팀은 작업기억, 주의력, 인내심, 인지유연성 등이 복합적으로 필요로 하는 비디오게임을 개발했다. 이들이 개발한 게임은 우주선을 타고 날아오는 유성우와 외계인을 피하거나 파괴하면서 필요한 자원을 모으는 방식의 액션 비디오게임으로 마치 1980~90년대 비디오게임 ‘갤러그’와 유사하다. 연구팀은 8~12세 남녀 아동 150명을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 코딩을 가르치는 게임을 하도록 했고 나머지 한 그룹은 연구팀이 개발한 액션 비디오게임을 하도록 했다. 코딩 게임도 계획, 추론, 문제해결능력이 필요한 프로그램이다. 연구팀은 실험 대상 아동들에게 학교 수업이 끝난 뒤 일주일에 2시간씩, 6주 동안 게임을 하도록 했다. 그 다음 6개월, 12개월, 18개월 뒤 독해능력과 주의력 조절능력을 측정했다. 실험 결과, 액션 비디오게임을 한 아이들은 코딩게임을 한 아이들에 비해 주의력 조절능력이 7배 이상 높은 것으로 나타났으며 읽기 속도와 독해능력도 이전에 비해 뚜렷하게 나타났다. 반면 코딩게임을 한 아이들은 독해능력 향상이 이전에 비해 눈에 띄게 향상되지는 않았다. 또 액션 비디오게임을 한 아이들은 그렇지 않은 아이들에 비해 언어능력이 꾸준히 향상돼 학업능력에서 선순환적 향상이 나타났다. 이번 연구는 단순히 언어능력과 주의력 분야에만 초점을 맞췄으며 비디오게임은 폭력성이나 선정성이 전혀 없어야 효과를 보일 것이라고 연구팀은 조언했다. 연구를 주도한 스위스 제네바대 다프네 바발리어 교수(인지신경과학)는 “독서는 다양한 맥락에서 단어가 어떻게 쓰이고 문장을 어떻게 읽어야 하는지를 파악해야 하는 고도의 집중력이 필요한 행위”라며 “독서능력과 주의력을 높이고 수업을 보완하기 위해 학교차원에서 비디오게임을 활용하는 방법을 고려하는 것도 필요하다”고 말했다.

리튬이온배터리의 ‘왕좌’를 이을 차세대 배터리 기술 선점을 위한 글로벌 업체 간의 경쟁이 치열하다. 성능과 안전성 두 마리 토끼를 잡은 전고체 배터리 외에 가격 경쟁력을 앞세운 다양한 차세대 전지 기술이 주목받고 있다. SK이노베이션은 이승우 미국 조지아공대 교수와 협력해 차세대 전고체 배터리를 개발한다고 16일 밝혔다. 이 교수는 한국과학기술원(KAIST)과 함께 고무 형태의 고체 전해질(사진)을 개발해 세계적 학술지 ‘네이처’에 이름을 올린 학자다. 이 교수가 개발한 고체 전해질은 전고체 배터리의 상용화를 앞당길 기술로 평가된다. 이온이 잘 흐르는 정도를 뜻하는 이온전도도를 기존 고체 전해질보다 100배 끌어올렸고, 신축성 좋은 고무라 배터리 내부의 손상도 덜하다. 기술이 적용되면 현재 1회 충전할 때 500㎞를 달리는 전기차의 주행거리를 800㎞까지 늘릴 것으로 기대된다.전고체 배터리는 현재 대세인 리튬이온배터리의 뒤를 이을 가장 유력한 후보다. LG에너지솔루션·삼성SDI·SK이노베이션 등 국내 기업은 물론 글로벌 배터리 스타트업, 토요타 등 글로벌 완성차 회사들도 개발에 뛰어들었다. 액체 전해질을 써 폭발 위험이 큰 기존 배터리와 달리 폭발 위험이 없다. 이에 폭발을 방지하기 위한 분리막이나 냉각장치가 필요하지 않아 배터리 용량을 개선할 수 있다는 장점이 있다. 다만 상용화를 위해서는 낮은 이온전도도에 따른 배터리 출력의 한계와 고체의 계면저항(경계면에서 물질의 이동성이 저하되는 현상)으로 인한 수명 단축 등의 난제를 풀어야 한다. 업계에서는 2025년엔 상용화 제품이 등장해 2030년쯤 전체 배터리의 7~10%를 차지할 것으로 본다. 오는 27일 ‘상장 대박’을 예고한 LG에너지솔루션은 전고체 배터리 외에도 ‘리튬황 전지’ 개발에 주력하고 있다. 리튬황 전지는 양극 소재를 저렴한 황을 사용하는 전지로, 전기차보다는 도심항공모빌리티(UAM)나 드론 등 작은 비행체에 탑재하는 용도로 성능보다는 가격 경쟁력에서 강점이 있다. 세계 1위 배터리 기업 중국 CATL은 내년쯤 나트륨이온 배터리를 공급할 계획이다. 성능은 떨어지지만, 일반 리튬이온 배터리보다 생산가가 20%나 저렴한 것으로 알려졌다.

리튬이온배터리의 ‘왕좌’를 이을 차세대 배터리 기술 선점을 위한 글로벌 업체 간의 경쟁이 치열하게 펼쳐지고 있다. SK이노베이션은 이승우 미국 조지아 공과대학 교수와 협력해 차세대 전고치 배터리 개발에 나선다고 16일 밝혔다. 이 교수는 한국과학기술원(KAIST)과 공동으로 고무 형태의 고체 전해질(사진)을 개발해 세계적 학술지 ‘네이처’에 이름을 올린 학자다. 이 교수가 개발한 고체 전해질은 차세대 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리의 상용화를 앞당길 기술로 평가된다. 이온이 잘 흐르는 정도를 뜻하는 이온전도도를 기존 고체 전해질보다 100배나 끌어올렸고, 고무라 신축성도 뛰어나 배터리 내부의 손상에서도 안전하다. 이 기술이 적용되면 현재 1회 충전 시 500km를 달리는 전기차의 주행거리를 800km까지 늘릴 수 있을 것으로 기대된다. 전고체 배터리는 현재 대세인 리튬이온배터리의 뒤를 이을 가장 유력한 후보로 꼽힌다. LG에너지솔루션·삼성SDI·SK이노베이션 등 국내 기업은 물론 글로벌 배터리 스타트업, 토요타 등 글로벌 완성차 회사들도 개발에 뛰어든 바 있다. 액체 전해질을 써 폭발 위험이 큰 기존 배터리와 달리 전고체 배터리는 폭발 위험이 없다. 따라서 폭발을 방지하기 위한 분리막이나 냉각장치가 필요하지 않아 그만큼 배터리 용량을 개선할 수 있다는 장점이 있다. 다만 상용화를 위해서는 낮은 이온전도도에 따른 배터리 출력의 한계와 고체의 계면저항(경계면에서 물질의 이동성이 저하되는 현상)으로 인한 수명단축 등의 난제를 풀어야 한다. 업계에서는 2025년쯤 상용화 제품이 등장해 2030년쯤 전체 배터리의 7~10%를 차지할 것으로 보고 있다. 이달 말 ‘상장 대박’을 예고한 LG에너지솔루션은 전고체 배터리 외에도 ‘리튬황 전지’ 개발에 주력하고 있다고 밝힌 바 있다. 리튬황 전지는 양극 소재를 저렴한 황을 사용하는 전지다. 전기차보다는 도심항공모빌리티(UAM)나 드론 등 작은 비행체에 탑재하는 용도로 성능보다는 가격경쟁력 측면에서 강점을 가질 것으로 기대된다. 세계 1위 배터리 기업 중국 CATL은 지난해 나트륨이온 배터리 개발 계획을 밝힌 바 있다. 마찬가지로 성능은 떨어지지만, 일반 리튬이온 배터리보다 생산가가 20%나 저렴한 것으로 알려졌다. 영하 20도에서도 잘 작동하는 나트륨이온 배터리는 겨울철에도 전기차를 안정적으로 운용할 수 있도록 도울 것으로 보인다. 다만 기존 배터리보다 현저히 낮은 에너지 밀도가 해결 과제로 꼽힌다. CATL은 나트륨이온 배터리를 내년 중으로 공급할 계획이다.

세계보건기구(WHO) 북미지역국은 전 세계 대부분 국가에서 코로나19 변이 바이러스인 오미크론이 확산됐고 미주지역에서는 조만간 우세종으로 자리잡게 될 것이라는 예측을 내놨다. 한국 정부도 1~2주 내에 오미크론이 우세종이 될 것이라고 밝히기도 했다. 이 때문에 전문가들은 오미크론 감염에 대한 유일한 예방책은 마스크 착용과 백신접종이라고 강조하고 있다. 이런 상황에서 중국산 백신은 오미크론 예방에 가장 취약하다는 분석결과가 나왔다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 불활성화 바이러스 백신은 위중증 전환은 막아주지만 감염을 막을 수 있는 항체는 거의 만들지 못한다는 분석을 14일 내놨다. 이번 분석에 따르면 시노팜, 시노백으로 대표되는 불활성화 바이러스 백신은 오미크론 변이 감염을 거의 예방하지 못하는 것으로 나타났다. 불활성화 백신은 바이러스를 화학적으로 처리해 감염을 일으키지 못하게 독성을 약화시켜 만든 것이다. 기존 많은 백신들이 이 같은 방식으로 만들어진다. 불활성화 백신은 안정적이고 제조가 용이하다는 장점이 있지만 많은 실험연구 결과에 따르면 코로나19에 있어서는 불활성화 백신은 효과가 떨어지는 것으로 알려져 있다. 코로나19 백신 중 불활성화 백신으로 만들어 진 것은 중국에서 만든 시노팜, 시노백이 대표적이다. 시노백, 시노팜 백신은 지금까지 전세계에서 사용된 110억 도스 중에 절반 가까이인 50억 도스에 이르는 것으로 알려져 있다. 인도, 이란, 카자흐스탄 등에서 만든 불활성화 백신들도 2억 도스 이상 사용된 것으로 알려져 있다. 이들 백신은 주로 아프리카나 동남아시아 등 저개발국가를 중심으로 백신 외교차원에서 공급된 것들이 많다. 그렇지만 네이처 분석에 따르면 불활성화 코로나19 백신은 2차 접종까지 마치더라도 오미크론 변이 바이러스 감염에 대응할 수 있는 면역 분자 형성을 하지 못한다. 심지어 3차 접종을 마치더라도 세포의 바이러스 감염을 막아줄 수 있는 중화항체 수준이 매우 낮다는 실험결과들이 많다. 반면 mRNA 백신이나 정제된 단백질로 만들어진 백신은 3차 접종을 마칠 경우 오미크론 변이 감염을 효과적으로 막아준다는 것이다. 임상면역학자인 스웨덴 카롤린스카연구소 생명과학과 치앙 판 함마르스톰 교수는 “이번 분석은 코로나19와 인류와의 전쟁에서 불활성화 백신의 역할을 재평가해야 한다는 점을 명확히 하고 있다”고 강조했다. 다른 전문가들도 불활성화 백신들이 백신을 아예 접종하지 않는 것보다는 감염시 중증전환율을 낮춰 입원 및 사망자를 줄여준다는 것은 여전히 확실하지만 예방차원의 백신효과에서는 떨어지는 것이 사실이라고 지적하고 있다. 지난해 12월 홍콩 연구진이 시노백 백신으로 2차 접종을 완료한 25명을 대상으로 혈청을 분석한 결과 단 한 명도 오미크론 변이에 대한 중화항체를 갖고 있지 않은 것으로 조사됐다는 연구결과를 내놓기도 했다. 그렇지만 3차 접종을 할 경우는 중화항체 수치가 다소 높아진다고 밝혔다. 함마르스톰 교수팀의 분석 결과 불활성화 백신으로 2차 접종을 마친 뒤 mRNA 백신으로 3차 접종할 경우는 불활성화 백신으로 3차 접종했을 때보다 중화 항체수가 월등히 높아진다고도 밝혔다.

삼성전자 연구진이 인간의 두뇌처럼 기억과 연산을 하나의 칩 안에서 수행할 수 있는 반도체 기술을 세계 최초로 구현한 연구 결과를 13일 국제학술지 ‘네이처’에 게재했다. 차세대 인공지능(AI) 반도체뿐 아니라 인간의 뇌를 모방하는 ‘뉴로모픽 기술’ 개발에도 속도가 붙을 것으로 전망된다. 삼성전자 연구진이 구현한 메모리 기술은 자기저항메모리(MRAM) 소자를 기반으로 하는 ‘인-메모리 컴퓨팅’이다. 이는 하나의 메모리에서 데이터의 저장과 연산까지 수행하는 최첨단 칩 기술이다. 연구에는 정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 제1저자로, 함돈희 종합기술원 펠로(하버드대 교수)와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 참여했다. 인-메모리 컴퓨팅은 메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산해 전력 소모가 현저히 낮다. 이 덕분에 차세대 저전력 AI 칩을 만드는 유력한 기술로 주목받고 있다. 삼성전자는 “시스템 반도체 공정과 접목해 대량 생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현하고, 차세대 저전력 AI 칩 기술의 지평을 확장했다는 점이 이번 연구의 큰 성과”라고 평가했다.

코로나19이 전 세계에 확산된지 3년째에 접어들고 있다. 2020년 초부터 각종 통계를 보면 코로나19는 특히 고령 감염자들에게 치명적이다. 그렇지만 아직 고령층에 치명적인 이유에 대해서는 명확히 규명되지는 않고 있다. 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 신변종바이러스연구센터는 고령층 코로나19 감염자의 중증도와 전파율이 저연령 감염자보다 높다는 사실을 동물실험으로 보여줬다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 10일자에 실렸다. 연구팀은 족제비과 포유류인 페렛을 생후 6개월 이하, 1~2살, 3살 이상으로 나눈 뒤 코로나19 바이러스에 감염시킨 뒤 병원성을 비교했다. 페렛은 사람과 호흡기 구조가 유사해 바이러스에 감염됐을 때 인체에서 일어나는 발열, 재채기, 콧물, 활동성 저하 같은 임상증상이 똑같이 나타난다. 이 때문에 생쥐, 영장류와 함께 인체감염 실험 동물모델로 많이 쓰인다. 분석 결과 나이가 어린 페렛은 감염을 통해 병을 일으키는 병원성과 증식성이 낮아 밀접 접촉한 다른 동물로 바이러스를 많이 전파시키지 않았다. 그렇지만 고연령 페렛은 증식성이 높아 다른 동물로 전파율이 매우 높고 폐에서 바이러스 RNA 양성세포가 다수 검출되고 중증 폐병병이 나타나는 등 중증도도 높았다. 또 연구팀은 RNA 염기서열분석 기법으로 감염된 폐조직의 유전자 발현 양상도 분석했다. 저연령 페렛에서는 빠른 면역반응 후 손상된 조직 재생을 위해 다양한 유전자가 발현됐다. 그렇지만 고연령 페렛에서는 감염 초기부터 염증성 사이토카인 발현이 현저하게 증가해 바이러스 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하고 면역세포도 지나치게 활성화돼 심각한 염증을 유도했다. 연구팀은 고연령의 코로나 감염 페렛과 중증 환자의 유전체를 비교분석한 결과 사이토카인과 면역세포를 과활성화시켜 중증질환을 일으킨다는 사실을 확인하고 바이러스 전파율과 병원성이 모두 높게 나타난다는 사실을 입증했다. 최영기 신변종바이러스연구센터장(충북대 의대 교수)는 “숙주 연령에 따라 코로나19 바이러스의 병원성과 전파율이 큰 차이를 보인다는 것을 실험적으로 증명한 것은 이번이 처음”이라며 “이번 결과는 중증 및 고령환자 맞춤형 코로나19 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

감기에 걸려도 코로나19에 대한 면역력이 생길 수 있다고 영국 연구진이 주장했다. 임페리얼 칼리지 런던대학 연구진은 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재한 논문을 통해 감기에 걸려서 면역 기억이 생기면 코로나19에도 덜 걸리는 것 같다고 밝혔다고 BBC 등이 10일(현지시간) 보도했다. 연구진은 2020년 9월 백신 미접종자이면서 동거인이 코로나19 확진 판정을 받은 지 얼마 안된 52명을 대상으로 코로나19 감염 여부와 기존 감기로 생긴 면역세포인 T세포 수준을 조사했다. 28일의 조사 기간 절반은 코로나19에 감염됐고 절반은 그렇지 않았는데, 코로나19에 걸리지 않은 이들 중 3분의 1은 혈액에 특정 기억 T세포 수준이 높았다. 이 T세포는 감기와 같이 다른 코로나바이러스 감염으로 생겼을 가능성이 높다. 거의 일년 반 전 조사한 결과를 왜 이제야 논문으로 발표하는지 궁금할 수 있는데 BBC 기사는 이를 해결해주지 않았다. 전문가들은 그러나 감기에 걸렸다고 해서 모두 자동으로 코로나19에 면역이 생긴다고 생각하면 ‘위중한 실수(grave mistake)’가 될 것이라고 지적했다. 감기에 걸린 사례 가운데 코로나바이러스를 보유한 사례는 10∼15%에 불과했기 때문이다. 연구진은 표본도 작고 조사 기간도 짧다는 문제점을 지적했다. 또 감기로 인한 면역력 외에 환기나 동거인의 감염력 등도 변수가 될 수 있다고 말했다. 이들은 “왜 어떤 사람들은 코로나19 바이러스에 노출돼도 감염이 되고, 일부는 안되는지 궁금했다”고 밝혔다. 논문의 수석 저자인 아짓 랄바니 교수는 백신이 여전히 감염으로부터 보호하는 수단이란 점에 동의했다. 그는 “이번 발견을 통해 몸이 어떻게 하면 올바르게 움직이는지 배우게 되면 새로운 백신을 디자인하는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

2019년 11월 말 중국 우한에서 시작된 코로나19가 전 세계로 확산된 지 3년째로 접어들었다. 그동안 과학자들의 노력 덕에 코로나19 바이러스에 대한 많은 궁금증들이 풀렸지만 여전히 수수께끼로 남아 있는 부분은 이 바이러스가 어디서 시작됐느냐 하는 ‘바이러스의 기원’이다. 코로나19 확산 초부터 제기됐던 의혹 중 하나는 중국 우한 국가바이러스 연구소에서 유출됐다는 것이다. 그렇지만 세계보건기구(WHO)가 지난해 초 중국에서 4주간 코로나19 기원에 관한 조사를 한 뒤 “코로나19가 실험실에서 유출됐을 가능성은 극히 낮고 박쥐가 갖고 있던 바이러스가 중간 숙주 동물을 거쳐 인간에게 옮겨 왔을 가능성이 크다”는 결론을 내렸다. 그렇지만 구체적 증거를 제시하지 못해 의혹은 완전히 사라지지 않고 있다.이런 가운데 영국, 남아프리카공화국, 독일, 미국 출신의 생물학자와 의과학자, 사회과학자들로 이뤄진 공동연구팀은 세계 곳곳에서 바이러스 학자들이 실험실 수준에서 연구하는 ‘자가 확산 바이러스’(self-spreading virus)의 위험성을 경고한 연구 결과를 냈다. 이번 공동연구에는 영국 킹스칼리지런던대 국제보건·사회의학과, 런던 열대위생의학대학원 감염병역학과, 남아공 케이프타운대 분자·세포생물학과, 독일 연방 자연보전청(BfN), 막스플랑크 진화생물학연구소 진화유전학과, 미국 사우스캘리포니아대 정치·국제관계학과 연구자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘사이언스’ 1월 7일자에 실렸다. 1980년 노벨화학상을 수상한 폴 버그 미국 스탠퍼드대 교수가 1972년 재조합 DNA를 만드는 데 성공하자 영국 분자생물학자인 노린 머리와 케네스 머리 부부는 이 방법으로 1974년에 세계 최초로 복제와 감염이 가능한 유전자 변형 바이러스를 개발했다. 2개월 뒤에는 미국 분자유전학자 로널드 데이비스 스탠퍼드대 교수도 유전자 변형 바이러스를 탄생시켰고, 이후 많은 연구자들이 실험실에서 변형 바이러스를 이용해 연구를 하고 있다. 1980년대 호주에서는 실험실에서 만든 자가 확산 바이러스로 여우, 생쥐, 토끼 같은 야생동물 개체수를 줄이거나 질병을 퍼뜨리지 못하도록 하는 방법을 연구해 일부 성공했다. 2000년에는 스페인 과학자들이 스페인 연안 작은 섬에서 자가 확산 바이러스로 만든 백신을 접종한 토끼와 접종하지 않은 토끼를 풀어놓고 30일 뒤 백신 미접종 토끼들을 잡아 조사한 결과 절반 이상에서 항체가 형성된 것을 관찰했다. 그렇지만 유럽의약품안전청(EMA)에서는 이 동물백신 사용을 불허했다. 지난해 9월에는 사스, 메르스, 코로나19 등 인간에게 치명적인 바이러스들을 갖고 있는 박쥐들에게 바이러스를 재조합해 만든 자가 확산 백신을 접종해야 한다는 주장과 실험이 담긴 논문이 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화’에 실렸다. 그렇지만 이번 연구팀은 숙주에서 숙주로 이동하는 자가 확산 바이러스가 실험실에서는 제대로 통제되더라도 외부 환경에 노출되면 생물학적 특성이 변이될 가능성이 매우 크다고 지적했다. 특히 자가 확산 바이러스를 이용한 백신이 기존 백신과 달리 집단 내에 항체를 빠르게 형성할 수 있을 것이라는 기대와 가능성도 있지만 숙주 간 이동 과정에서 치명적인 변이를 일으킬 가능성이 더 크다고 설명했다. 이번 연구를 이끈 영국 킹스칼리지런던대 필리파 렌초스 교수는 “실험실에서 만들어진 자가 확산 바이러스의 사용에 대해 생물학적 안전성이나 윤리적 문제는 지나치게 과소평가돼 있다”고 지적했다.

울산지역 첫 공공미술관인 ‘울산시립미술관’이 오는 6일 개관한다. 5일 울산시에 따르면 울산시립미술관은 사업비 677억원을 들여 중구 북정동 중부도서관 일원 6182㎡ 부지에 지하 3층, 지상 2층, 건축 연면적 1만 2770㎡ 규모로 건립됐다. 개관전시로 전 세계 14개국 70명의 작가가 참여하는 5개 전시가 마련된다. 울산이 가진 도시의 정체성과 향후 운영 비전 등을 담은 것이 특징이다. 먼저 개관특별전인 ‘포스트네이처:친애하는 자연에게’는 울산의 도시정체성을 담았다. 과거 대한민국 산업수도에서 생태·정원도시로 거듭난 울산의 정체성을 담아 기술과 자연이 대립을 넘어 융합과 공존을 이루는 세계를 표현한다. 세계 미술계에서 현존하는 미디어아트 최강자로 손꼽히는 히토 슈타이얼과 영국, 독일 등 국제전시를 통해 주목받는 중국 출신 신예작가 정보 등 거물급 해외 작가들이 대거 참여한다. 오는 4월10일까지 1·2전시실에서 볼 수 있다. 두 번째 전시는 디지털기술 전용체험관(XR랩)을 활용한 ‘블랙 앤드 라이트 : 알도 탐벨리니’이다. XR랩은 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 등 최신 디지털 기술을 이용해 만든 실감형 미디어아트 체험 전용관이다. 어린이 기획전인 ‘노래하는 고래, 잠수하는 별’은 태화강이 ‘죽음의 강’에서 ‘생명의 강’으로 되살아난 과정을 설치·영상·사운드 작업으로 구현한다. 아이들의 참여를 통해 작품을 완성해 나가는 창의적인 체험 중심의 에듀테인먼트형 전시다. 오는 5월 8일까지 3전시실에서 전시한다. ‘울산시립미술관 소장품전:찬란한 날들’은 미술관 소장작품 30여 점을 만날 수 있는 전시다. 동구 대왕암공원 옛 울산교육연수원에서 4월 10일까지 진행된다. 시립미술관 제1호 소장 작품인 백남준 작가의 ‘거북’도 이곳에서 볼 수 있다. 울산지역 우수 신인 작가 24명의 작품을 소개하는 ‘대면-대면 2021’ 전시도 옛 울산교육연수원 안에서 4월 10일까지 이어진다. 시립미술관 전시 관람료는 1000원이고, 19세 미만과 65세 이상은 무료다. 오전 10시부터 오후 6시까지 운영되고, 매주 월요일과 설·추석 당일은 휴관한다. 시립미술관 관계자는 “5개 개관 기념전을 통해 평면, 입체, 설치, 공연, 디지털 미디어 아트까지 최첨단 현대미술을 한 번에 경험할 수 있다”면서 “자연과 기술, 산업과 예술이 어떻게 조화를 이루며 나아가야 할 것인지를 상상하게 하는 매혹적인 전시가 될 것”이라고 밝혔다.

우주에서 가장 강한 자석 천체인 ‘마그네타’(magnetar)가 태양의 10억 배에 달하는 에너지를 한 순간에 분출하는 현상이 포착됐다. 스페인 발렌시아대 등 국제연구진은 지구에서 약 1300만 광년 떨어진 조각가자리 은하의 마그네타(GRB2001415)가 태양 10억 개가 생성하는 것과 맞먹는 에너지를 약 0.1초 동안 분출했다고 밝혔다. 연구 공동저자 빅터 레글레로 발렌시아대 교수는 “지난 2020년 4월 15일, 마그네타는 약 10분의 1초 동안 막대한 에너지를 분출했다”면서 “진정한 우주 괴물”이라고 말했다. 마그네타는 매우 강력한 자기장을 가진 중성자별의 한 종류를 말한다. 다른 중성자 별처럼 지름은 약 20㎞ 정도지만 자기장은 1000배 이상이다. 자기장의 세기는 약 10기가 테슬라(T·1T=1만G)로, 지구 자기장과 비교했을 때 1000만 배나 강하다. 이처럼 강한 자기장과 높은 밀도 때문에 마그네타에서는 특유의 강한 X선 방출과 감마선 폭발이 일어난다. 하지만 폭발은 1초 미만으로 매우 짧아 발견 자체가 쉽지않다. 지금까지 관측된 마그네타는 총 30개다. 이번 연구는 국제우주정거장(ISS)에 탑재된 대기-우주 상호작용 모니터(ASIM) 기기를 사용해 마그네타의 밝기 변화를 조사했다. 이를 통해 마그네타의 에너지 분출 강도와 지속 시간을 기록했다. 연구 주저자로 스페인 안달루시아 천체물리학연구소의 알레르토 J. 카스트로티라도 박사는 “마그네타는 비활성 상태에서도 태양보다 10만 배 더 밝지만, 우리가 연구한 마그네타의 경우 찰나의 순간 분출한 에너지는 태양이 10만 년간 분출하는 에너지와 맞먹는다”고 말했다. 에너지 분출의 원인은 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다. 천문학자들은 마그네타 자기권의 불안정성이나 마그네타 외층의 성진(별의 지진)에 의한 것으로 추정한다. 레글레로 교수는 “마그네타 연구의 어려움은 신호(분출 시간)가 짧다는 점에 있지만, 신호의 진폭이 빠르게 감소해서 배경이 되는 잡음에 파묻히는 문제도 있다”면서 “때문에 신호를 구별하기가 어렵다”고 말했다. 이번 분출은 지금까지 관측된 마그네타 30개 중 가장 먼 마그네타에서 일어났다. 레글레로 교수는 “마그네타는 고요한 우주 속에서 태양 10억 배의 힘으로 노래해 우리에게 존재를 알리고 있는 것 같다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최근호(2021년 12월 22일자)에 실렸다.

지난해 11월 말 등장해 전 세계에 빠르게 확산되고 있는 코로나19 오미크론 변이 바이러스에 대해 특화된 백신 개발이 필요하다는 연구결과가 나왔다. 백신에 의해 형성되는 중화항체의 오미크론 차단 효과가 델타변이에 의해 크지 않다는 것이다. 미국 마운트시나이 아이칸의대 미생물학과, 분자세포의학·병리학과, 감염병부, 보건·응급병리학연구소, 시애틀 워싱턴대 의대 소아과학과, 시애틀아동병원연구소 공동연구팀은 이전에 코로나19에 감염됐다가 회복된 사람들도 백신을 접종받지 않으면 오미크론 예방효과가 낮다고 3일 밝혔다. 이와 함께 현재의 백신은 오미크론을 완벽하게 차단하기 쉽지 않다는 연구결과를 내놨다. 백신 접종자들 중에서도 돌파감염이 많이 나오는 이유를 보여준 것이다. 이 같은 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 지난해 12월 31일자에 실렸다. 연구팀은 다양한 면역수준을 가진 사람 85명을 대상으로 혈청을 채취해 중화항체 형성 수준을 조사했다. 실험 대상자는 코로나에 감염됐다가 회복된 사람부터 화이자-모더나 교차 2차접종 완료자, 모더나 2차 접종 완료자, 화이자-모더나 교차 3차 접종 완료자, 모더나 3차 접종 완료자, 감염 회복후 2차 접종 완료자, 감염 회복후 3차 접종 완료자 등으로 구성됐다.연구팀은 이번 실험 대상자를 모더나, 화이자 백신으로 제한한 것은 이들 mRNA 백신이 다른 백신들에 비해 코로나19 바이러스에 효과적으로 대응할 수 있는 것으로 알려져 있기 때문이다. 연구에 따르면 코로나19에 감염됐다가 회복된 뒤 백신을 접종하지 않은 사람이나 2차 접종만 끝낸 사람들은 오미크론 변이에 가장 취약한 것으로 확인됐다. 화이자-모더나 2회 교차접종자나 모더나 2차 접종 완료자는 다른 코로나19 바이러스에 비해 오미크론에 대한 중화항체 형성 정도는 23분의1(화이자-모더나 교차접종), 42분의1(모더나 2차접종) 수준으로 확인됐다. 3차접종을 마친 사람들은 다른 사람들보다 오미크론에 대한 중화항체 형성이 높았지만 기존 코로나19 바이러스와 비교한다면 7.5분의1(교차접종), 16.7분의1(모더나접종)에 불과한 것으로 나타났다. 연구를 주도한 마운트시나이 아이칸의대 플로리언 크래머 교수(응용바이러스학)는 “이번 연구는 오미크론 변이 바이러스가 백신접종이나 코로나에 감염됐다가 회복된 사람들의 면역반응에 어떤 영향을 미치는지 보여주고 있다”라며 “백신 접종을 하는 것이 중증 전환을 예방해주기는 하나 변이바이러스가 등장할 경우 예방 및 중증전환율을 낮추기 위한 맞춤형 백신이 필요하고 신속하게 제작할 수 있는 방법이 필요해질 것”이라고 라고 설명했다. 영국 보건안전청(UKHSA)도 지난달 23일 발표한 ‘코로나 변이 분석보고서’를 통해 3차 백신을 접종한 뒤에도 10주 정도 지나면 오미크론 변이에 대한 중화항체 형성 효과가 절반 이하로 떨어지는 것으로 확인됐다는 조사결과를 내놨다. 이 때문에 보건안전청 역시 오미크론 같은 변이바이러스용 백신을 따로 개발하는 것이 시급하고 4차 접종이 필요할 수도 있다고 진단했다.

자연경관이 뛰어난 강원 강릉시 금진·심곡 해안단구지역이 새해부터 대단위 복합 관광지(조감도)로 본격적으로 개발된다. 강릉시는 1월 3일 시청상황실에서 사격장 이전 및 남부권(금진리·심곡리 일대) 개발사업 우선협상대상자인 태영건설 컨소시엄과 사업협약(MOA)을 체결한다고 30일 밝혔다. 시는 지난달 민간사업자를 공모해 태영건설 컨소시엄을 우선협상대상자로 선정했다. 사업의 골자는 2028년까지 금진리 일대 사격장 부지 등 금진·심곡리 주변 276만㎡ 부지에 약 1조 5000억원을 투자해 강릉 해양관광의 신성장 동력이 될 수 있는 체류형·친환경 관광단지를 개발하는 것이다. 이곳에는 주변 자연경관과 어우러진 바다 공연장, 에코돔 식물원, 레이크가든·네이처팜·야외 키즈파크 등을 포함하는 네이처파크가 조성될 예정이다. 골프·리조트·호텔 등도 들어설 계획이다. 이를 위해 태영건설 컨소시엄은 태영건설을 대표 출자자로 해 출자금 500억원 규모의 특수목적법인을 설립하고 사격장 이전사업부터 본격 추진할 예정이다. 시는 지역농수산물 우선 사용, 지역 주민 채용 등 지역경제 활성화와 지역주민 지원에 민간사업자가 적극 협력하도록 했다. 특히 관광단지 개발사업에서 10%를 초과하는 수익에 대해서는 지역사회에 환원하기로 하는 등 사업의 혜택이 최대한 지역사회에 돌아갈 수 있도록 했다. 김한근 강릉시장은 “그동안 사격장 이전 합의각서 체결과 민간사업자 공모까지 어느 하나 쉽지 않았는데 새해 업무 시작 첫날 남부권 개발을 위해 민간사업자와 사업협약을 맺게 돼 감회가 새롭다”고 말했다.

갓 태어난 아이들도 누구에게 배우지 않고도 사물과 사람을 구분하는 것으로 알려져 있다. 이처럼 학습과정 없이 최소한의 인지능력을 갖는 것에 대해 학자들은 많은 궁금증을 가져왔다. 이런 상황에서 카이스트 바이오및뇌공학과 연구진은 학습을 전혀 거치지 않은 뇌 신경망에서 선천적 인지 기능이 발생하는 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 별다른 학습 과정없이 출생 직후부터 다양한 인지 기능을 수행할 수 있게 하는 뇌의 선천적 인지기능은 데이터 입력을 통한 학습에 의존하는 인공신경망과는 뚜렷이 구분된다. 이 때문에 많은 학자들은 이를 밝혀내는 것이 생물학적 지능 발생과 진화의 원리를 파악하는데도 결정적 단서를 제공할 것으로 기대해왔다. 특히 사물과 얼굴을 구분하는 얼굴인지 기능은 사회적 행동을 하는 다양한 동물 종의 어린 개체들에서 관찰돼 왔다. 이에 연구팀은 얼굴인지 기능에 초점을 맞춰 뇌의 시각신경망을 흉내낸 인공신경망에서 사물인지 기능을 가상실험(시뮬레이션)했다. 그 결과 단순히 사물의 인식하는 기능은 학습을 전혀 거치지 않고도 자발적으로 발생할 수 있다는 것을 확인했다.학습이 이뤄지기 전에 신경망 초기 구조가 갖춰진 시점에서 이미 다양한 인지기능이 발생할 수 있다는 가능성을 보여준 것이다. 특히 일반 인공지능 모델에서는 특정 기능을 수행하기 위해서는 우선 데이터 학습이 반드시 필요하지만 생물학적 뇌신경망의 기능발생은 학습없이 자발적으로 이뤄질 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번 연구는 뇌 과학의 오랜 화두로 남아있던 지능 형성의 선천성과 후천성 논란과 관련해 선천적 기능 발생의 중요성을 보여주는 것이다. 백세범 교수는 “이번 연구는 뇌과학에 있어서 가장 근본적 질문 중 하나인 선천적 인지기능 발생을 설명하는데 결정적인 단서를 제공할 것으로 기대된다”라면서 “데이터 학습기반 인공지능 구현방식과는 전혀 다른 인공지능 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

2021년 신축년도 겨우 하루 남았습니다. 이맘때만 되면 ‘파블로프의 개’처럼 반사적으로 올 한 해를 되돌아보고 내년을 계획합니다. 사실 한 해를 마무리하면서 지난 한 해 어떤 화두로 어떻게 살아왔는지 생각하는 것은 중요합니다. 최근 몇 년 동안처럼 지난 1년도 우리 사회에서는 공정, 정의, 안전 등이 화두였습니다. 그런데 공정, 정의라는 개념은 언제부터 갖게 되는 것일까요. 영국 플리머스대, 포츠머스대, 애스턴대, 독일 베를린자유대, 라이프치히대, 막스플랑크 진화인류학연구소, 미국 듀크대 공동연구팀은 공정, 정의에 대한 개념은 타고나며 어린아이들도 규칙에 어긋나는 행동에 대해서는 처벌과 간섭을 하려고 한다는 사실을 확인했습니다. 이 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12월 28일자에 실렸습니다. 사람이 공정, 정의, 규범을 언제 인식하게 될까라는 궁금증은 교육학, 심리학, 뇌과학 등 많은 분야 전문가들이 관심을 가졌던 것입니다. 2011년 미국 워싱턴대 연구팀이 공정심과 이타심, 배려심은 첫 돌이 갓 지난 15개월을 전후해서 확실히 드러난다는 연구결과를 국제학술지 ‘플로스원’에 발표했습니다. 이들은 이에 앞서 ‘네이처’에 “인간의 뇌는 보상체계의 불공정함에 대해 민감하게 반응하도록 공정성이 태생적으로 내장돼 있다”는 연구논문을 발표하기도 했습니다. 이번 연구팀은 독일, 인도, 케냐, 아르헨티나 등 7개국 8개 지역에 거주하는 5~8세 남녀 어린이 376명을 대상으로 행동실험을 했습니다. 실험대상 지역은 도시 4곳, 시골 4곳이었습니다. 연구팀은 아이들에게 색깔과 모양이 다양한 블록을 분류하도록 했습니다. 대신 절반은 블록을 색깔별로 분류하도록 하고 다른 절반의 아이들에게는 모양별로 분류하도록 학습시켰습니다. 그런 다음 세 명씩 짝을 지어 둘은 게임을 하고 나머지 한 명은 관찰을 하도록 했습니다. 연구팀은 게임을 하는 아이 중 한 명에게 규칙과 다른 방식으로 블록을 분류하도록 한 뒤 관찰자 아이가 어떤 행동을 하는지 살펴봤습니다. 실험 결과, 관찰자 아이는 게임이 늦어질 때도 간섭하고 잔소리를 했지만, 정해진 규칙을 벗어나 게임을 할 때 더 많이 간섭하고 게임에 실제 개입하기도 했습니다. 문화에 따라 규범위반에 대해 간섭하는 형태는 조금씩 달랐지만 시골 지역 어린이들이 도시 지역 어린이보다 더 많이 항의하는 것으로 나타났습니다. 이는 시골처럼 소규모 지역 사회 어린이들은 이웃들이나 친지들과 함께 지내면서 공동체의 규범 준수에 대해 엄격하게 교육받기 때문으로 보인다고 연구팀은 해석했습니다. 공정, 정의, 규범준수 같은 개념을 선천적으로 타고난다 하더라도 주변 어른이나 나이 많은 아이들의 행동을 보고 가치관으로 체화시키게 된다고 연구팀은 설명했습니다. 이번 연구는 어른들이 공정, 정의, 규범준수에 대해 상황에 따라 다른 모습을 보이고, 자기 자신과 주변 사람에게는 너그럽고 타인에게만 엄격한 이중적인 태도를 자주 보이는 것은 사회의 건전성을 해칠 수 있다는 의미를 내포하고 있습니다. 우리 편의 이익을 위해 표정도 안 바뀌고 ‘내로남불’하는 모습, 내년에는 안 볼 수 있을까요.

미국 오하이오주립대 수의학과, 국립 알레르기·감염병연구소를 중심으로 한 11개 연구기관은 북미지역에 서식하는 야생사슴에게서 코로나19 바이러스를 검출했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 24일자에 실렸다. 연구팀은 올 1~3월 오하이오주 북동부 9개 지역에 서식하는 야생 흰꼬리사슴 360마리를 대상으로 코로나19 감염여부를 확인하기 위한 PCR검사를 했다. 그 결과 전체 3분의1이 넘는 129마리가 코로나19 양성반응을 보였다. 바이러스 유전자 분석을 한 결과, 인간에게서 발견할 수 있는 바이러스 계통들도 발견됐다. 사슴에게서 인간 유래 코로나19 바이러스가 발견된 이유가 명확히 밝혀지지는 않았지만 이 같은 결과는 사슴이 새로운 코로나19 변이 바이러스의 원인이 될 수 있음을 보여 준 것이라고 연구팀은 해석했다.

노르웨이의 한 습지에서 기러기 떼가 하늘로 날아오르는 모습을 드론으로 촬영한 작품이 ‘2021년 올해의 자연 사진가’ 공모전에서 대상을 차지했다. 조류 사진작가 테리에 콜라스가 ‘겨울 이주’(Winter migration)이라는 제목으로 출품한 대상작은 지난 4월 말 자택 인근 트론헤임피오르 습지에서 분홍발기러기 무리가 하늘로 날아오른 모습을 드론에 장착된 카메라로 촬영한 것이다. 작가에 따르면, 분홍발기러기 등 겨울 철새 약 8만 마리는 매년 봄과 가을 월동지와 번식지 사이를 오가는 동안 이 습지를 들린다. 토니 우 심사위원은 “사진을 보는 순간 주목하지 않을 수 없었다”면서 “처음에는 촬영 과정에서 드론이 새들의 이동을 방해하진 않았나라는 생각도 들었지만 새들이 자유롭게 날개 짓하고 느긋하게 쉬는 모습에서 그런 생각을 접을 수 있었다”고 덧붙였다.이번 공모전에서는 또 러시아 캄차카 자연공원에서 화산이 분화하는 모습과 콩고민주공화국에서 실버백 고릴라 한 마리가 자신의 힘을 과시하며 가슴을 두드리는 모습, 미 애리조나주에서 둥근꼬리땅다람쥐 가족의 다정한 모습 등도 부문별 수상작으로 뽑혔다. 네이처 토크스가 후원하는 올해의 자연 사진가 공모전은 올해로 6회째를 맞는다. 올해는 97개국에서 2만 점이 넘는 작품이 출품돼 역대 최고 경쟁률을 기록했다. 우승자에게는 3000파운드(약 480만원)의 상금과 사진 장비가 부상으로 제공된다.

경기도는 조류 충돌이 자주 발생하는 투명방음벽 5곳에 충돌방지 스티커 필름을 설치한 결과 조류 폐사체가 95% 정도 감소한 것으로 조사됐고 29일 밝혔다. 도에 따르면 시범사업지 부근 조류 폐사체를 모니터링한 결과, 1회 조사당 폐사체가 2019년~올해 6월 2.8마리에서 충돌방지용 스티커 필름을 부착한 이후인 올해 9~11월 0.1마리로 줄었다. 앞서 도는 지난 9월 조류 충돌이 빈번한 수원 신동사거리 주변, 고양 삼송 LH 12단지 주변, 고양 원흥초등학교 남측 주변, 하남 미사호수공원 주변, 양주 옥빛중학교 주변 등 투명방음벽 5곳(총연장 2.33km)에 세로 5cm·가로 10cm 이하 간격의 무늬를 넣은 필름과 스티커를 부착했다. 이후 자원봉사단을 중심으로 지난달까지 사후 모니터링을 진행해 투명방음벽 부근 조류 폐사체를 확인하고 온라인 기반 자연활동 공유 플랫폼인 ‘네이처링’에 입력하면 국립생태원이 이를 확인해 분석했다. 국립생태원이 분석한 시범사업 사전·사후 모니터링 비교 결과를 보면 사전 153회 조사에서 충돌 건수 436건이 발생했고, 사후 32회 조사에서 충돌 건수는 4회다. 하남 미사호수공원 주변 투명방음벽의 경우 사전 조사에서 100건의 충돌이 발생했으나 사후 조사에서 4건만 확인됐다. 그 외 4개 다른 지점에서는 조류 폐사체가 발견되지 않았다. 홍지선 도시주택실장은 “전국적으로 연간 약 800만 마리의 야생조류가 사람의 편의와 미관을 위해 설치된 투명 인공구조물로 인해 폐사되고 있는데, 우리의 노력으로 그 희생이 현격히 줄어들 수 있다는 사실을 이번 시범사업을 통해 확인했다””고 말했다.

정처없이 우주를 떠도는 일명 ‘떠돌이 행성’이 70개 이상이나 무더기로 발견됐다. 최근 프랑스 보르도 천체물리학 연구소등 국제공동연구팀은 전갈과 뱀주인 자리 주위에서 70~170개에 달하는 떠돌이 행성을 발견했다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다. 떠돌이 행성은 이름만큼이나 흥미로운 특징을 가졌다. 일반적으로 행성은 지구처럼 모성(母星)인 항성(태양) 주위를 공전하지만 우주에는 드물게 ‘엄마’ 없이 떠도는 행성도 있다. 전문가들은 이를 ‘고아 행성’, ‘떠돌이 행성’ 등으로 부르는데 그렇다고 제멋대로 떠돌아다니는 것은 아니다. 홀로 외로이 은하 중심에 대하여 공전하고 있는 것. 과학자들은 떠돌이 행성이 원래는 모항성 주위를 돌다가 어떤 이유로 중력 균형을 잃어버려 튕겨져나왔거나, 애초에 성간물질들이 중력으로 뭉쳐져 항성이나 갈색왜성처럼 홀로 태어났을 것으로 추측하고 있다.이번에 연구팀이 발견한 떠돌이 행성들은 목성급 질량을 가진 가스행성으로 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)을 비롯해 전세계 각종 지상 망원경과 가이아 위성 등이 수십 년에 걸쳐 촬영해 축적한 데이터 분석을 통해 확인됐다. 　　 논문의 제1 저자인 보르도 천체물리학 연구소 누리아 미렛-로이그 박사는 "대부분의 외계 행성이 별 관측 과정에서 발견되기 때문에 떠돌이 행성을 찾는 것은 매우 어렵다"면서 "우리 연구팀은 수천 만 개 천체들의 미세한 움직임, 색상, 광도 등을 측정해 이중 가장 희미한 천체인 떠돌이 행성을 식별할 수 있었다"고 설명했다. 이어 "이번에 발견된 떠돌이 행성들은 신비한 은하계 유목민의 기원을 이해하는데 도움을 줄 것"이라면서 "우주에 우리가 상상하는 것 이상으로 떠돌이 행성이 많을 수 있다"고 덧붙였다.