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  • “이런 모습 처음이야”… ’게으름쟁이’ 판다, 암컷 두고 수컷들 경쟁 모습 포착

    “이런 모습 처음이야”… ’게으름쟁이’ 판다, 암컷 두고 수컷들 경쟁 모습 포착

    특유의 게으름 탓에 번식 욕구가 거의 없어 개체 수 확보가 어려운 것으로 알려진 판다에게서 보기 드문 모습이 포착됐다. 중국 내에서 판다의 주요 서식지 중 한 곳으로 꼽히는 친링산에서 촬영된 영상은 수컷 판다들이 암컷 한 마리를 두고 서로 차지하기 위해 몸싸움을 벌이는 모습을 담고 있다. 짝짓기를 귀찮아하는 판다의 번식 확률을 높이기 위해 전문가들은 합사 전 판다의 성관계 영상이나 성욕을 촉진하는 약물을 복용하게 하는 등 다양한 방법을 사용하고 있다. 상황이 이렇다 보니 공개된 영상처럼 수컷들이 암컷 한 마리를 놓고 경쟁을 벌이는 일은 좀처럼 보기 드물다. 해당 영상을 촬영한 미국 PBS채널 프로그램 ‘네이처’ 제작진이 “수컷들의 싸움이 처음으로 포착됐다”고 설명한 이유도 여기에 있다. 제작진에 따르면 수컷 두 마리의 경쟁은 놀랍도록 공격적이었으며, 여기에는 서로에게 자신의 힘을 과시하고 암컷의 눈에 들기 위한 포효와 영역표시 등이 포함돼 있다. 두 수컷이 힘겨루기를 하는 동안 암컷 판다는 대나무 곁에서 누구를 선택할지를 고민하는 듯 바라본다. 수컷 두 마리 중 더 어린 수컷이 경쟁에서 이겼지만, 곧바로 짝짓기가 성사되지는 못했다. 그러나 일주일 뒤 암컷은 긴장을 풀고 경쟁에서 이긴 수컷에게 다가갔고, 두 마리는 자연 교배에 성공한 것으로 알려졌다.제작진은 “수컷들 사이의 적대적인 경쟁이 암컷의 배란을 유발하는데 도움이 되는데, 일반적인 동물원에서는 (이런 모습을 보기 드물기 때문에) 자연적인 교미가 어렵다. 1년에 가임기가 단 3일밖에 되지 않는 것도 번식에 어려움을 겪는 이유 중 하나”라고 설명했다. 한편 제작진은 친링산에 서식하는 판다의 생태를 관찰하기 위해 3년간 추적해 온 것으로 알려졌다. 판다는 멸종위기종으로 분류돼 있으나, 중국 정부의 보호 정책 덕분에 멸종 위기에서 벗어나고 있다. 지난 7월에는 국내 유일의 판다 커플인 암컷 아이바오(7세)와 수컷 러바오(8세) 사이에서 자연분만을 통한 새끼가 태어나기도 했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 폐비닐·플라스틱 처리 법 찾았다…수소·고체 탄소로 바꾸는 기술 개발

    폐비닐·플라스틱 처리 법 찾았다…수소·고체 탄소로 바꾸는 기술 개발

    버려지는 플라스틱을 수소 연료와 고체 탄소로 바꾸는 기술이 개발됐다. 최근 영국 과학전문 ‘뉴사이언티스트’ 등에 따르면, 영국 옥스퍼드대 등 국제연구진은 전자레인지에서 흔히 쓰이는 마이크로파를 사용해 플라스틱에 포함돼 있는 수소의 97%를 회수하는 방법을 찾아냈다.플라스틱의 대표 격인 비닐봉지에 든 수소는 중량 대비 14%로 알려졌기에 1㎏의 비닐봉지에서는 이론상 13.58g의 수소를 얻을 수 있다. 이는 앞으로 폐비닐봉지에서 추출한 수소를 연료로 쓸 수 있다는 것이다. 게다가 플라스틱에서 수소를 추출하면서 남는 것은 이산화탄소가 아니라 매우 순도 높은 탄소 나노튜브 덩어리라는 고부가가치 소재라는 점이다. 연구를 주도한 피터 에드워즈 옥스퍼드대 화학과 교수는 그동안 플라스틱을 재활용하는 기술을 개발하기 위해 연구를 거듭해왔다. 그는 폐플라스틱 가운데 대표적인 비닐봉지에는 꽤 많은 양의 수소가 함유돼 있다는 사실을 알고 있었기에 만일 수소를 쉽게 추출할 수 있으면 폐플라스틱은 하룻밤 사이에 연료전지를 충전하는 전력원으로 거듭날 수 있다고 생각했다. 하지만 문제는 이를 어떻게 바꾸냐는 방법에 있었다. 플라스틱에서 수소를 추출하려면 이론상 높은 온도가 필요하고 공정도 복잡하다. 그래서 에드워즈 교수와 동료 연구자들은 전자레인지 원리의 응용을 생각한 것이다. 전자레인지는 마이크로파를 발생해서 대상 내부에 있는 물 분자를 진동하게 해 열이 발생하게 한다. 다만 플라스틱은 물 분자와 달리 마이크로파에서는 제대로 가열할 수 없다. 따라서 연구진은 일종의 편법을 쓰기로 했고 이것이 나중에 큰 성과를 가져오게 됐다. 이들 연구자가 시도한 방법은 나노 크기의 산화철 입자와 산화알루미늄 입자를 첨가하는 것이다. 최근 나노 기술의 진보로 도전성 금속을 나노 크기까지 부수면 어느 크기 이하에서는 금속으로 작용하지 않아 마이크로파의 흡수량이 100억 배 이상 증가하는 특성이 밝혀졌기 때문이다. 덕분에 연구진은 이들 나노 크기의 금속 입자를 부순 플라스틱 분말과 섞음으로써 입자를 통해 플라스틱을 가열할 수 있다고 생각했다. 실험을 진행한 결과 이들의 예상은 적중했다. 나노 크기의 금속 입자는 마이크로파를 흡수해 고온이 돼 입자(특히 철 입자) 표면에서는 플라스틱이 가열되면서 수소가 발생함과 동시에 남은 찌꺼기에서는 탄소 덩어리가 생성된 것이다. 측정에서는 이 새로운 기술의 수소 회수율이 매우 뛰어나 플라스틱에 포함된 수소의 97%에 해당하는 양을 불과 몇 초만에 회수한 것으로 밝혀졌다. 뿐만 아니라 더욱더 흥미로운 현상은 남은 찌꺼기에서 탄소 덩어리가 발견됐다는 것이다. 심지어 그중 90% 이상은 탄소 나노튜브의 형상을 띄었다. 연구진이 수소가 빠져나간 플라스틱 찌꺼기를 정밀하게 분석한 결과 92%는 탄소 나노튜브를 구성하는 것으로 확인됐다. 탄소 나노튜브는 탄소 분자만으로 만들어진 튜브 형태의 구조로 차세대 반도체나 연료전지에 응용될 것으로 기대되는 소재다. 그렇다면 왜 플라스틱과 금속 입자의 혼합이 탄소 나노튜브를 만들어낸 것일까. 나노 크기의 철 입자는 미지의 촉매 현상을 일으키고 있는 것으로 추정된다. 마이크로파로 가열한 금속 입자가 플라스틱에서 탄소 나노튜브를 만들어내는 예상 과정은 논문에 첨부된 이미지와 같다.이를 보면 마이크로파가 금속 입자를 가열하면 열이 입자에서 플라스틱으로 전달돼 플라스틱을 구성하는 탄소와 수소의 결합(C-H)이 파괴돼 순수한 탄소와 수소가 생성된다. 또 탄소의 생성과 석출(deposition·고체 표면에 주위로부터 어떤 물질이 부착·응집하는 것)이 계속되자 탄소는 금속 입자(특히 철 입자)의 표면을 미끄러지듯 이동하면서 원통형의 탄소 나노튜브로 결정화했다. 이 과정이 사실이라면 마이크로파 조사에 의해 철 입자가 가열된 결과, 어떤 분극(polarization·극성이 생김)이 철 입자에 발생해 탄소 나노튜브를 연속해서 만들어내는 미지의 촉매 과정이 작용하고 있음을 의미한다. 이번 연구를 통해 폐플라스틱을 마이크로파로 처리함으로써 연료가 되는 수소와 차세대 재료가 되는 탄소 나노튜브를 동시에 얻을 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 대부분이 고온에서 태우거나 묻어야 했던 폐플라스틱에서 연료와 탄소 나노튜브로 바꿀 수 있는 새로운 기술은 폐플라스틱을 가치 있는 것으로 만들 수 있는 것이다. 이 연구는 또 과학적으로도 매우 흥미로운 과제를 남겼다. 나노 크기로 부서진 금속 입자가 가진 성질은 원래의 금속 덩어리와 달리 탄소 나노튜브를 만들어내는 촉매 작용을 한다는 사실을 밝힌 것이다. 이 촉매 작용의 자세한 과정은 현재 알 수 없지만, 앞으로 밝혀낼 수 있으면 나노 기술을 새로운 단계로 끌어올릴 수 있을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 촉매 분야 전문지인 ‘네이처 카탈리시스’(Nature Catalysis) 최신호(10월 12일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • “먹을 게 없어서...” 쓰레기 트럭에 구걸하는 북극곰

    “먹을 게 없어서...” 쓰레기 트럭에 구걸하는 북극곰

    북극곰이 러시아에서 쓰레기차에 올라타는 등 먹이를 구걸하는 듯한 모습이 포착됐다. 21일(현지시간) 러시아 현지 방송인 ‘렌테베’(REN TV)는 자국 북부에서 촬영된 것으로 보이는 동영상을 공개했다. 정확히 어디에서 촬영된 것인지 확인되지 않은 해당 영상에는 북극곰 무리가 도로에 정차해 있던 쓰레기 트럭을 가로막고, 트럭 안으로 들어가는 모습이 담겼다. 이 모습을 촬영한 남성은 신기해하면서도 북극곰이 얼마나 배고팠으면 그랬겠느냐며 안타까움을 나타냈다. 현지 언론인 시베리아 타임스는 트럭 번호판을 고려해 봤을 때 아르한겔스크주(州) 노바야제믈랴 군도에서 촬영됐을 가능성이 있다고 추정했다. 다만 시베리아 타임스는 정확하게 확인되지 않았다고 덧붙였다. 기후변화의 영향으로 북극곰의 주요 활동무대인 바다 얼음이 점점 줄면서, 먹이 부족에 시달린 북극곰의 개체 수가 감소 추세에 있다고 전문가들은 지적하고 있다. 세계자연보전연맹(ICUN)은 북극곰을 멸종 위험에 처한 종으로 지정했다. 이대로는 이번 세기말에 북극곰이 지구상에서 사라질 것이라는 연구 결과가 국제 학술지 ‘네이처 기후변화’(Nature Climate Change)에 게재되기도 했다. 배고픔에 시달리고 있는 북극곰들도 사람들의 거주지 인근 쓰레기장을 뒤지며 인간들이 먹고 버린 음식물을 섭취하는 등의 방식으로 나름의 생존전략을 찾고 있다. 이런 상황이 계속되면서 북극곰들이 얼음이 있는 바다로 아예 이동하지 않는 기이한 현상이 목격되고 있다. 크라스노야르주(州) 북쪽 극지인 타이미르반도에서 최근 2년간 연구를 진행한 러시아 전문가들은 북극곰들이 얼음이 있는 북극으로 이동하지 않고 육지에서 더 많은 시간을 보내고 있다고 밝혔다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr
  • “유아 젖병 뜨겁게 소독할수록 미세플라스틱 많아져”

    “유아 젖병 뜨겁게 소독할수록 미세플라스틱 많아져”

    英연구팀, 끓는물 세척·소독·유동식 준비 지침 개정 촉구 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 플라스틱 재질인 폴리프로필렌(PP)이 함유된 유아용 젖병에서 다량의 미세플라스틱이 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 특히 젖병을 소독하거나 유동식을 탈 때 사용하는 뜨거운 물이 미세플라스틱을 다량 발생시키는 것으로 나타났다. PP는 식기에 가장 많이 쓰이는 플라스틱 유형이나 PP 용기가 미세플라스틱을 방출한다는 사실은 거의 알려지지 않았다. 더블린 트리니티대학(TCD) 공학부의 리둔주 박사가 이끄는 연구팀은 세계보건기구(WHO)의 지침에 맞춰 유아 유동식을 만드는 과정에서 PP 젖병에서 나오는 미세플라스틱을 분석하고, 48개 국가와 지역의 12개월 유아가 미세플라스틱에 노출된 정도를 측정한 결과를 과학 저널 ‘네이처 푸드’(Nature Food)를 통해 발표했다. TCD와 네이처 등에 따르면 연구팀은 세계 유아 젖병 시장의 68.8%를 차지하는 10개 회사 제품을 대상으로 유동식 준비 절차에 따라 연구를 진행했다. 우선 깨끗이 세척한 새 젖병을 95도의 탈이온수(deionized water)에 5분간 담궈 소독해 말린 뒤 70도의 탈이온수를 넣고 60초간 흔들어 유동식을 만드는 표준 과정을 밟았다. 그런 다음 젖병의 물을 식힌 뒤 금으로 코팅된 0.8㎛(1㎛=0.001㎜)필터로 미세플라스틱을 걸러냈다. 그 결과 표준 지침에 따라 소독을 하고 70도 온도의 물에 노출된 젖병의 미세플라스틱 방출은 제품별로 리터당 130만개에서 최대 1620만개에 달했다. 또 물의 온도를 95도로 높였을 때 미세플라스틱 방출량은 리터당 5500만개까지 늘어났다. 반면 국제 지침보다 훨씬 낮은 25도 물에 노출될 때는 미세플라스틱 양이 60만개에 그쳤다. 연구팀은 젖병 안의 액체 온도가 높을수록 더 많은 미세플라스틱을 방출하는 분명한 결과를 얻어낸 것으로 분석했다. 연구팀은 또 48개 국가와 지역의 분유 이용량과 모유 수유율, PP 젖병이 방출하는 미세플라스틱 양과 젖병 제품별 시장점유율 등을 분석해 12개월 유아의 평균 미세플라스틱 흡입량이 매일 158만개에 달하는 것으로 추산했다. 오세아니아와 북미, 유럽이 각각 210만개와 228만개, 261만개에 달했으며 아시아와 아프리카는 상대적으로 낮게 나타났다. 연구팀은 이번 연구 결과를 토대로 PP 젖병에 대한 근본적인 대책이 나올 때까지 임시나마 유아의 미세플라스틱 노출을 줄일 수 있는 방안을 내놓았다. 연구팀은 WHO 권고안에 따라 젖병을 소독하고 식히되 유리나 스테인리스 주전자 등에 끓여 소독한 물을 상온으로 식혀 3차례 이상 헹궈낼 것을 제시했다. 또 유동식을 준비할 때는 플라스틱이 아닌 유리나 스테인리스 주전자에 물을 끓인 뒤 70도 이상의 물로 비플라스틱 용기에서 유동식을 준비해 상온으로 식힌 뒤 젖병에 옮길 것을 권고했다. 이와 함께 유동식을 플라스틱 용기에 담아 데우지 말고 전자레인지 이용을 피하며, 젖병 안의 유동식을 흔들지 말고 음파를 이용한 세척도 하지 말 것을 조언했다. 논문 공동 저자인 TCD 화학과의 존 볼랜드 교수는 “미세플라스틱이 유아 건강에 미치는 잠재적 영향에 관해 충분한 정보가 없어 이번 연구 결과가 부모들을 지나치게 놀라게 하는 것은 결코 바라지 않는다”면서 “그러나 정책결정자들에게는 플라스틱 젖병을 사용해 유동식을 준비하는 지침을 재평가할 것을 촉구한다”고 했다. 그러면서 “용기 소독과 유동식 준비 과정에서의 습관을 바꿈으로써 미세플라스틱을 먹는 위험을 완화할 수 있다는 점을 발견한 것은 중요한 결과”라고 덧붙였다. 논문 공동 저자인 같은 대학의 샤오리원 교수도 미세플라스틱에 관한 이전 연구는 토양이나 바다의 먹이사슬을 통해 인간에게 옮겨오는 것에 초점이 맞춰졌지만 “일상적으로 사용하는 플라스틱이 중요한 오염원으로 우리 옆에 훨씬 더 가까이 있다는 점이 밝혀졌다”면서 “미세플라스틱이 인간의 건강에 미치는 잠재적 위험을 시급히 평가할 필요가 있으며, 이를 결정하는 것이 미세플라스틱 오염 관리에 중요하다”고 했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr
  • [요즘 과학 따라잡기] 미래 기술을 방해하는 우주 훼방꾼

    우주에서 날아온 방사선이나 대기에 존재하는 방사선에 의해 차세대 컴퓨터인 양자컴퓨터의 성능이 제한될 수 있다는 연구 결과가 학술지 ‘네이처’에 발표됐다. 이에 따르면 양자컴퓨터는 방사선 차폐를 위해 지하에 설치해야 하며, 수년 내로 이런 대기·우주 방사선이 큰 문제가 될 것이라고 지적했다. 국제표준 ‘ISO 26262’에서는 생명과 직결되는 자율주행 자동차용 시스템반도체가 대기 방사선 영향평가를 받도록 권고하고 있기도 하다. 대기 방사선은 전자를 이용해 정보를 저장하는 반도체를 교란시켜 정보를 뒤죽박죽으로 만든다. 방사선 강도는 지상에서 멀어질수록 증가하는데 약 10㎞ 높이에서는 지상 대비 300배 이상이다. 하늘을 나는 ‘플라잉 카’와 ‘드론’의 기반인 6G 통신은 300㎞ 높이의 소형 위성을 사용한다. 이들이 전면적으로 활용될 때 대기 방사선은 더 큰 위협이 될 것이다. 현재 상용화된 반도체나 정보기술(IT) 기기는 물론 4차 산업혁명에 의한 새로운 첨단 IT 기기들을 대기 방사선으로부터 지키기 위해 전 세계 양성자가속기들이 활용되고 있다. 양성자가속기는 고에너지 양성자 및 중성자를 이용해 대기 방사선을 모사한 환경을 만들 수 있다. 국내 양성자가속기 시설도 대기 방사선 영향 연구를 지원하고 있으며, 에너지를 2배로 확장해 대기 방사선 영향시험에 특화된 플랫폼을 구축하는 계획도 수립됐다. 반도체와 가속기는 함께 인류의 미래를 열어 가는 소중한 동반자가 될 것이다. 김유미 한국원자력연구원 선임연구원
  • “위장약 RBC, 동물실험서 코로나 바이러스 감소 효과”

    “위장약 RBC, 동물실험서 코로나 바이러스 감소 효과”

    홍콩대 연구진, 관련 논문 ‘네이처 미생물학’에 게재“감염된 햄스터 폐 속 바이러스 10분의 1로 줄어…렘데시비르보다 싸고 덱사메타손보다 안전해“ 시중에 유통되는 위장약이 동물실험에서 코로나19 바이러스 양 감소에 효과를 나타냈다는 연구 결과를 홍콩대 연구진이 최근 발표돼 관심을 모으고 있다. 12일(현지시간) 홍콩 공영방송 RTHK 등에 따르면 이날 홍콩대 룬밍 왕 교수 연구진은 위궤양과 세균성 감염 치료제로 널리 사용되는 라니티딘 비스무스 구연산염(RBC)을 코로나19에 감염된 햄스터에 투약한 결과 폐 속 바이러스 양이 10분의 1로 줄어들었다고 밝혔다. 연구진은 “RBC가 코로나19 치료제가 될 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다. 특히 RBC가 현재 코로나19 치료제로 사용되는 항바이러스제 렘데시비르나 스테로이드 소염제인 덱사메타손보다 저렴하고 안전하다고 연구진은 강조했다. 렘데시비르와 덱사메타손은 도널드 트럼프 미국 대통령의 코로나19 치료에도 사용됐다. 렘데시비르는 고가이며 공급 부족 현상이 벌어지고 있고, 덱사메타손의 경우 면역억제 부작용을 보이고 있다. 왕 교수는 “RBC는 수십년간 처방돼온 약으로 안전하다”고 말했다. 이들의 연구 결과는 저널 ‘네이처 미생물학’(Nature Microbiology)에 실렸다. 연구진은 미국에 특허를 신청했다고 밝혔다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr
  • 여성·흑인에게 인색한 노벨상

    여성·흑인에게 인색한 노벨상

    노벨상은 아직도 여성과 흑인에게는 ‘넘사벽’이다. 20~21세기에 걸친 역대 노벨상 수상자 가운데 여성·흑인 수상자 비율은 각각 10%에 훨씬 못 미친 것으로 나타나 여전히 성별·인종적 다양성이 부족하다는 지적이 나온다. 역대 노벨상 수상자 931명과 28개 단체 가운데 여성은 57명(6%), 흑인은 16명(2%)에 그쳤다고 미국 CNN 방송이 지난 9일(현지시간) 보도했다. 경제학상 발표만을 앞둔 올해 노벨상의 경우 여성 수상자가 절반 가까이 차지했다. 수상자 9명 중 여성은 앤드리아 게즈(물리학상), 에마뉘엘 샤르팡티에·제니퍼 다우드나(화학상), 루이즈 글릭(문학상) 등 4명이다. 화학상의 경우 여성 과학자 2명이 함께 수상했는데, 화학상 수상자 중 여성이 공동 수상한 것은 처음이다. 물리학상을 받은 게즈는 이 부문에서 여성으로서 네 번째로 수상했다. 노벨상 첫 여성 수상자는 1903년 상을 받은 마리 퀴리(물리학상)다. 여성 수상자는 21세기 들어 급격히 늘었다. 지난 20년간 여성 노벨상 수상자 수는 올해를 포함해 28명으로, 역대 여성 수상자 절반에 이른다. 노벨상 시상이 1901년 시작된 점을 고려하면 20세기 100년간 여성 수상자 수와 21세기 20년간 수상자 수가 비슷한 셈이다. 특히 2009년은 5명의 여성 노벨상 수상자를 배출해 한 해 최다 수상을 기록한 해이기도 하다. 흑인 노벨상 수상자는 지금까지 평화상 부문에서 12명과 문학상 3명, 경제학상 1명이 전부다. 생리의학상, 물리학상, 화학상 등 과학 부문에선 수상자가 전무하다. 올해 노벨상 수상자 중에서도 흑인은 없다. CNN은 “과학 부문의 노벨상을 받은 여성 과학자의 수는 느린 속도로 증가하고 있지만, 흑인 수상자는 증가 속도가 매우 더뎌 인종 다양성의 관점에서는 상황이 매우 좋지 않다”고 분석했다. 마크 짐머 미 코네티컷대 화학과 교수는 “인종 다양성 부족의 근본 원인은 노벨상이 아니라 사회 체계에 있다고 본다”며 “과학계 내의 다양성 부족 문제는 특정 계층에 대한 정보 부족 문제로도 이어질 수 있다. 모든 인구가 과학을 접할 수 있도록 노력해야 한다”고 강조했다. 괴란 한손 스웨덴 왕립과학원 사무총장도 ‘네이처’지 논평을 통해 “노벨위원회가 후보자 추천을 골고루 받기 위해 전 세계 연구대학에 접근하는 실질적인 노력을 했지만 이미 과학이 서유럽과 북아메리카 출신에게 장악된 상태여서 해결될 수 없었다”고 지적했다. 한편 올해 경제학상 수상자는 12일 오후 6시 45분에 발표될 예정이다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr
  • 개미산과 이산화탄소만으로 산업용 물질 만드는 대장균 만들었다

    개미산과 이산화탄소만으로 산업용 물질 만드는 대장균 만들었다

    개미가 적을 만났을 때 뿜어내는 개미산과 지구온난화를 일으키는 원인으로 알려진 이산화탄소로 산업적으로 활용도가 다양한 일산화탄소 같은 유용한 물질을 만들어 내는 방법을 국내 연구진이 개발해 화제가 되고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 개미산과 이산화탄소만으로 유용한 산업용 물질을 만들 수 있는 대장균을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 마이크로바이올로지’에 실렸다. 대장균은 증식 속도가 빠르고 사람처럼 탄소를 갖고 있는 유기물질로 다양한 물질을 만들어 낸다. 이 때문에 이런 대장균의 대사과정을 활용해 유용한 화합물을 대량으로 생산하려는 시도들이 이어지고 있다. 원유나 천연가스를 처리해 휘발유나 디젤유를 만들어내는 증류탑이나 석유화학 공정을 대장균이 대신하도록 하려는 것이다. 개미에게서 추출되는 포름산, 일명 개미산은 이산화탄소에서 쉽게 만들어 낼 수 있다. 개미산은 액체상태로 보관하기 편리하고 미생물이 섭취하기 용이한 형태이다. 문제는 대장균에게 개미산을 주입할 경우 포도당처럼 다른 탄소성분의 영양소를 함께 공급해야 한다. 이렇게 될 경우 생산비용이 추가로 들 뿐만 아니라 미생물이 개미산을 이용하지 않는다는 것이다. 이에 연구팀은 대장균의 유전자를 변형시켜 이산화탄소로 유용한 원료 화합물을 합성할 수 있도록 대사경로를 바꿨다. 실제로 개량 대장균으로 이산화탄소와 개미산만 있는 배양접시에서 유용한 산업용 물질을 생산할 수 있는 대장균을 증식시키는데 성공했다. 이상엽 교수는 “이번 기술을 활용하면 대장균을 이용한 발효공정을 통해 개미산과 이산화탄소만으로 일산화탄소처럼 탄소 하나로 구성된 탄소화합물을 생산할 수 있는 기술을 개발했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 촉매를 성냥개비탑처럼 만드니 수소에너지 생산효율 ‘쑥’

    촉매를 성냥개비탑처럼 만드니 수소에너지 생산효율 ‘쑥’

    국내 연구진이 친환경 청정에너지로 활용할 수 있는 수소를 빠르고 높은 효율로 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트 신소재공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 공동연구팀은 수소를 더 효과적으로 생산해 낼 수 있는 성냥개비 탑 모양의 촉매기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 수소 에너지 사용이 활성화되기 위해서는 저렴하게 수소를 생산할 수 있어야 한다. 순도 높은 수소 생산을 위해서 태양전지나 잉여 전기에너지를 이용해 물을 전기 분해 하는 고분자 전해질막 수전해 기술이 가장 주목받고 있다. 문제는 물 분해로 수소를 만들어 내기 위해서는 고가의 이리듐(Ir) 촉매를 사용해야 한다는 점이다. 이에 연구팀은 비싼 이리듐 사용을 줄이고 효율을 높이기 위한 촉매 개발에 나섰다. 연구팀은 3차원 프린팅과 비슷한 원리인 ‘초미세 전사프린팅 적층 기술’을 활용해 성냥개비 탑 모양의 3차원 이리듐 촉매 구조를 인쇄 방식으로 제작하는 기술을 개발했다. 기존에 사용되는 이리듐 나노입자 촉매는 무작위 형태와 배열을 갖고 있지만 이번에 개발한 3차원 촉매는 규칙적 구조를 갖고 있고 촉매 표면에 만들어진 기체 거품이 효과적으로 빠져나올 수 있다는 장점이 있다. 또 성냥개비 탑 형상의 3차원 촉매를 사용하면 훨씬 적은 양의 이리듐을 사용하고도 전기분해 효율을 높일 수 있다는 점이 확인됐다. 실제로 기존과 똑같은 양의 이리듐 촉매에서보다 20배 이상 효율이 높은 것으로 나타났다. 정연식 카이스트 교수는 “이번 연구결과는 귀금속 촉매 비용을 절감하고도 성능을 높일 수 있어 상업적으로도 활용할 수 있게 해줄 것”이라며 “이번에 개발한 3차원 적층 프린팅 방식의 촉매 기술을 활용하면 이산화탄소 전환, 배기가스 감축 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 스마트워치로 마라톤 기록 정밀 예측

    스마트워치로 마라톤 기록 정밀 예측

    프랑스 파리11대학(파리 샤클레대) 이론물리학·통계모델링 연구실, 핀란드의 스포츠 훈련기기 제조사 폴라일렉트로요 공동연구팀은 스마트워치를 착용하고 있는 사람들의 훈련 거리와 시간 데이터를 사용해 마라톤 경기 결과를 정확하게 예측할 수 있는 수학 모델을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 10월 7일자에 실렸다. 연구팀은 폴라일렉트로요에서 개발한 스마트워치를 사용하고 있는 마라톤 주자 약 1만 4000명에게서 수집한 160만회에 해당하는 훈련 거리, 시간 정보와 운동 후 체내 젖산염 수치 같은 생리의학적 데이터를 결합시켜 실제 마라톤 경기 결과를 예측할 수 있는 수학 모델을 만들었다. 수학 모델 예측치가 실제 경기 결과와 거의 일치한다는 것도 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [애니멀플릭스] 나무 사이를 비행하는 ‘하늘 나는 뱀’ 아시나요?

    [애니멀플릭스] 나무 사이를 비행하는 ‘하늘 나는 뱀’ 아시나요?

    마치 새가 비행을 하듯 독특한 움직임으로 공간을 이동하는 ‘하늘을 나는 뱀’의 비결을 밝힌 연구결과가 공개됐다. 미국 버지니아공대 이삭 예튼 교수 연구진에 따르면 동남아시아 밀림에 주로 서식하는 '파라다이스 나무뱀'(paradise tree snake·학명 Chrysopelea paradisi)은 마치 새가 하늘을 날 듯 나무와 나무 사이를 수평으로 이동하는 것으로 알려져 있다. 이 뱀이 날개가 있는 새처럼 실제로 하늘을 나는 것은 아니지만 ‘비행’이라는 표현을 쓸 정도로 가공할만한 ‘비행 능력’을 가졌는데, 이러한 능력에 대해 밝혀진 사실은 많지 않았다. 다만 일반적인 뱀이 땅에서 이동할 때 파도가 치듯 몸을 구불거리듯이, 이 뱀 역시 공중에서 몸을 빠르게 흔든다는 사실을 확인하고는 이 습성에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 연구진은 파라다이스 나무뱀이 파도가 치듯 공중에서 몸을 구불거리는 행동을 3D 모델로 만든 뒤, 이 행동을 다각적으로 분석한 결과, 공중에서 몸을 상하좌우로 구불거릴 때 발생하는 흔들림이 비행 중 더욱 안정성을 유지하는데 도움이 된다는 사실을 확인했다. 반대로 공중에서 구불거리는 동작이 없을 경우 나무에서 나무 사이로 날 듯 이동하는 것이 아닌, 곧바로 땅에 떨어지게 된다는 것도 확인했다. 실제 연구진이 실험실에서 인공적으로 서식환경을 만든 뒤 10m 높이에서 점프를 하게 했을 때, 수평 또는 수직으로 몸을 구불거리는 것이 뱀의 ‘비행’ 능력을 증가시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 파라다이스 나무뱀은 공중에서 이동하는 동안 머리의 각도를 위와 아래로 흔드는 동작을 통해 더욱 안전성을 얻었다. 연구진은 뱀이 이러한 동작으로 얻은 안전성을 이용해 수 십m까지 공중에서 이동할 수 있는 것으로 파악했다. 과거 연구에서는 파라다이스 나무뱀에게 날개 역할을 하는 몸이 하나 뿐인 대신, 몸 자체가 좌우 대칭을 이루고 있어 양옆으로 흔들리더라도 안정적인 ‘비행’이 가능하다는 사실이 확인된 바 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 내비게이션 켜놓고도 길 못 찾는 ‘길치’되는 이유 알고보니...

    [달콤한 사이언스] 내비게이션 켜놓고도 길 못 찾는 ‘길치’되는 이유 알고보니...

    지난주 ‘놀면 뭐하니’라는 연예프로그램에서 신예 걸그룹 ‘환불원정대’의 매니저로 등장한 가수김종민이 내비게이션을 보고도 길을 제대로 찾지 못하는 장면이 나와 시청자들의 웃음보를 터뜨리게 만들었다. 우리 주변에서도 몇 차례 가본 길이나 장소도 제대로 찾지 못하는 등 공간감각이 다소 떨어지는 이른바 ‘길치’라고 부르는 이들을 종종 만날 수 있다. 이는 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문인데 국내 연구진이 공간기억을 형성하는 메커니즘을 발견해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학운영단 연구팀은 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마 속에 과립세포, 이끼세포 등이 장소를 학습하는데 핵심적인 역할을 한다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제하술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 해마는 새로운 장소에 갔을 때 환경과 위치정보를 인식해 학습하고 기억하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 낯선 공간에 가면 처음에는 익숙하지 않고 특정 장소를 찾아가는데 어려움을 겪지만 이후 익숙해지면 주변 지표들을 일일이 확인하지 않아도 길을 헤메는 일은 줄어들게 된다. 이처럼 장소나 공간에 대해 인식하고 기억하는데 관여하는 세포를 장소세포라고 한다. 장소세포의 존재가 알려지면서 뇌의 공간 탐색과 기억에 대한 많은 연구가 활발하게 이어지고 있다. 그렇지만 여전히 장소세포가 어떻게 변화하고 생성되는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 공간훈련장치인 트레드밀에서 27일 동안 다양한 환경변화를 주면서 훈련을 시켰다. 훈련을 하는 동안 뇌의 해마 내부 영역인 ‘치아이랑’을 구성하는 뇌세포인 이끼세포와 과립세포 변화를 관찰했다.그 결과 해마 속 과립세포와 이끼세포가 다양한 신경네트워크를 통해 장소를 학습하고 기억하게 된다는 사실을 확인했다. 새로운 공간환경에 놓여지면 과립세포와 이끼세포가 사물의 위치나 거리(간격) 정보를 형성하게 되고 이후 공간에 익숙해지면서 사물의 위치, 거리정보를 나타내는 세포들은 사라지고 장소 자체를 기억하는 장소세포가 만들어지고 그 숫자가 늘어난다는 설명이다. 장소정보가 장소 기억으로 전이되는 것이다. 또 이끼세포는 과립세포가 위치정보를 공간의 위치 기억으로 변화시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 연구팀은 밝혀내기도 했다. 연구를 주도한 세바스찬 로열 박사는 “이번 연구는 장소, 공간기억에 있어서 해마의 역할을 이해하는데 중요한 의미를 갖는다”라며 “기억상실, 알츠하이머, 인지장애 같은 해마 손상과 관련된 뇌질환을 이해하고 치료 예방하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 인공지능 기반 신경공학 발전에도 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [사이언스 브런치] 아이 책 읽히려 고른 ‘학습만화’ 알고보면 최악의 선택

    [사이언스 브런치] 아이 책 읽히려 고른 ‘학습만화’ 알고보면 최악의 선택

    울긋불긋 단풍이 사방천지를 물들이는 가을은 사실 ‘독서’하기에 그리 좋은 계절은 아니다. 그렇지만 올해는 코로나19 때문에 단풍놀이 가기는 엄두가 나지 않는 상황이다. 게다가 곧 추석 연휴가 다가오는 만큼 조용히 가족들과 함께 평소 읽고 싶었던 책 한 권을 집어드는 것도 좋을 듯 싶다. 독서의 계절인데다가 아이들이 집에서 원격수업을 듣고 남는 시간을 게임이나 동영상 시청보다는 책 읽기를 원하는 부모들도 늘고 있다. 그런데 아이들 책을 좋아하지 않아 독서습관을 붙여준다고 그림이 화려한 책이나 글보다는 그림이 많은 학습만화를 읽혔다가는 오히려 역효과가 날 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 카네기 멜론대, 메릴랜드대 공동 연구팀은 초등학생 이상의 아동 청소년에게 있어서 만화책처럼 글보다 그림이 많거나 그림이 지나치게 화려한 책은 아이들의 읽기능력 향상에 도움이 되지 않고 책에서 더 멀어지게 만드는 원인이 된다는 연구결과를 네이처 출판그룹에서 발행하는 심리학 및 뇌과학 분야 국제학술지 ‘npj 사이언스 오브 러닝’ 28일자에 발표했다. 읽기는 학습의 중요한 수단이면서 관문이지만 미국의 경우 초등학생 3명 중 1명은 본인 학령에 맞는 책을 읽는 것을 어려워하거나 아예 책을 읽지 않는다는 점에 연구팀은 주목했다. 아이들, 특히 초등학교 저학년을 대상으로 하는 책들은 이미지가 지나치게 많거나 화려한 삽화가 많은데 연구팀은 이렇듯 삽화 중심의 책이나 글이 아닌 그림 중심의 학습만화들이 많다. 이에 연구팀은 미국 피츠버그 지역에 살고 있는 초등학교 1~2학년 남녀 학생 60명을 대상으로 책 속 삽화의 양에 따라 집중력과 이해도가 어떻게 달라지는지 실험했다. 연구팀은 똑같은 내용의 책을 한 권은 삽화가 많고 만화형식으로 만들고 다른 한 권은 내용과는 상관없는 삽화나 그림은 대부분 줄여 그림을 최소화하고 글 중심으로 편집해 아이들에게 보여줬다. 연구팀은 시선추적장치를 통해 해당 쪽에 시선이 머물러 있는 시간과 이동시간을 측정했다. 그 결과 삽화나 그림이 많은 책에 시선이 머물러 있는 시간이 약간 많지만 독해력 측정에서는 그림이 많고 만화형식으로 만들어진 책을 읽은 아이들의 점수가 글 중심 책을 읽은 아이들보다 눈에 띄게 작게 나왔다. 연구팀은 화려한 삽화나 많은 그림이 아이들의 집중력을 높일 것으로 생각되지만 실제로 아이들의 집중력과 독해력을 높이는데는 글 중심의 책이 더 유용하다는 것을 확인했다. 독해력을 증진시켜 학습능력을 높일 뿐만 아니라 독서의 즐거움을 느끼게 하고 평생 책과 가까이하도록 버릇들이기 위해서는 어려서부터 학습만화에 노출시키는 것은 바람직하지 못하다는 설명이다. 안나 피셔 카네기 멜론대 교수(인지과학)는 “코로나19 때문에 집에 머물러 있는 시간이 많아지면서 아이들이 교사들에게 독서 교육을 직접 받지 못하고 있다”라며 “특히 초등학교 저학년은 혼자 책을 읽을 수 있는 능력을 키울 수 있는 과도기적 시점이지만 책 읽기를 배우고 스스로 읽을 수 있게 되기까지는 많은 노력이 필요하다”라고 말했다. 피셔 교수는 “만화나 화려한 그림책을 주면 아이들이 집중하는 듯 보이지만 실제로는 독해력이나 이해력 발달에 도움이 안된다는 것을 이번 연구결과는 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “금성 대기속 ‘생명체 흔적’, 지구 스쳐간 소행성 유래 가능성” (연구)

    “금성 대기속 ‘생명체 흔적’, 지구 스쳐간 소행성 유래 가능성” (연구)

    얼마 전 금성 대기에서 발견된 ‘생명체 흔적’은 지구에서 유래한 것일 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 연구진은 최근 금성 대기에서 발견된 미량의 수소화인(PH₃) 기체가 지구를 스쳐간 소행성에 유입된 미생물이 생성한 것일 수 있다는 이론을 제시했다. 이 개념은 2017년 호주 상공에서 지구 대기를 스친 뒤 다시 우주로 날아간 소행성 사례에서 시작됐다.연구진은 당시 소행성이 지구 대기권에서 약 1만 마리에 달하는 미생물 군집을 획득해 다른 행성으로 옮겼을 가능성이 있다고 본다. 소행성은 우주로 돌아가기 전 1분 30초 동안 시속 27만2700㎞ 이상의 속도로 지구 대기를 횡단했다. 궤적을 토대로 소행성의 무게는 최대 60㎏으로 추정됐다. 미국 코넬대가 운영하는 출판전 논문·자료 저장소 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 9월 22일자로 공개된 이번 연구는 지난 37억 년간 지구 대기를 스쳐간 수많은 소행성 가운데 적어도 60만 개가 금성과 충돌했다고 지적했다. 연구진은 논문에서 “상층 대기권에서 지구 생명체가 존재하는지는 알려지지 않았지만, 이처럼 지구를 스쳐간 소행성들은 잠재적으로 지구와 금성의 대기 사이에서 미생물을 옮겼을 수도 있을 것”이라면서 “결과적으로 금성 생명체의 가능성 있는 기원은 근본적으로 지구 생명체의 기원과 구별할 수 없을지도 모른다”고 명시했다. 기존 연구에서는 지구 생명체가 지표에서 상공 77㎞ 정도까지만 발견되는 것으로 나타났었다. 지구를 스치가는 소행성은 상공 85㎞에 도달할 때까지 막대한 열에 노출되지 않는다. 이는 이보다 낮은 고도로 내려오면 지구 대기에서 미생물을 획득하더라도 살아남을 가능성이 없다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “상층 대기권 안에 있는 미생물의 존재 여부와 밀도를 조사하려면 추가적인 연구가 필요하다”고 지적했다. 연구진은 또 지구를 스쳐간 소행성은 다른 행성 대기에 진입하고 나서 분해되기 전 ‘히치하이킹’한 미생물들이 구름 속에 방출될 수도 있다는 점에 주목했다. 이 점에 대해서는 “금성의 거주 가능한 구름마루(cloud deck, 구름의 꼭대기부분) 표본을 조사할 수 있는 미래의 탐사선은 잠재적으로 지구 밖 미생물을 직접 발견할 것”이라고 예상하며 “특히 현장에서 미생물을 직접 분석하거나 대기의 표본을 지구로 회수하는 능력은 임무를 성공하기 위한 설계 과정에서도 매우 중요할 것”이라고 앞으로 탐사 계획에 대해서도 지적했다. 이어 “금성과 지구에서 정확히 같은 게놈 물질과 헬리시티(소립자가 운동하는 방향의 스핀 성분 값)를 발견하는 것은 판스페르미아에 관한 결정적 증거로 여겨질 것”이라고 덧붙였다. 여기서 판스페르미아는 생명은 지구상의 무기물에서부터 진화하지 않았고 멀리 있는 행성에서 날아온 박테리아 포자 형태에서 발생되었다는 이론을 말한다. 이번 연구에 앞서 지난 14일 영국 카디프대의 제인 그리브스 교수가 이끄는 국제 연구진은 금성 대기에서 생명체 존재를 증명할 생명지표(biosignature) 흔적을 찾았다고 국제 학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.국제 연구진은 하와이 마우나케아천문대의 제임스 클러크 맥스웰 전파망원경과 칠레의 아타카다 대형 밀리미터 집합체(ALMA) 전파망원경을 사용해 금성 표면의 50~60㎞ 상공 대기에서 미량의 수소화인(PH₃) 기체를 발견했다. 10억개 대기 분자 중 10~20개가 수소화인 분자였다. 수소화인은 인(P) 원자 하나와 수소(H) 원자 3개가 결합한 물질로 지구 실험실에서 합성하거나 늪처럼 산소가 희박한 곳에 사는 미생물이 만든다. 국제 연구진은 금성에서도 구름에 있는 미생물이 수소화인을 생성했을 가능성이 있다고 밝혔다. 국제 연구진은 금성 대기에서 발견된 수소화인이 생명체 존재를 아직 입증한 것은 아니지만, 인류가 알지 못하는 생명 현상이 존재할 수도 있다는 여지를 열어야 한다면서 수소화인의 기원에 대해 더 자세히 탐구하려면 추가적인 연구가 필요할 것이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • “하루 한 잔 술, 건강에 좋다?…근거없는 소리” 속설 뒤집어

    “하루 한 잔 술, 건강에 좋다?…근거없는 소리” 속설 뒤집어

    “술 마신다고 심혈관계 위험 줄지 않아비음주자는 금주 습관 지속할 것 권장” “하루 한 잔 가벼운 술은 건강에 좋다”는 속설을 뒤집는 연구 결과가 나왔다. 술을 마시지 않던 사람이 하루 한 잔씩 술을 마신다고 해서 심혈관계 질환이나 뇌졸중 등이 발생할 위험은 줄어들지 않았다. 서울아산병원 신경과 장준영·서울대병원 가정의학과 박상민 교수팀은 국민건강보험공단 표본(2007~2013년)으로 비음주자 11만 2403명을 음주량 변화에 따라 비음주 유지군과 음주군으로 나눈 뒤 3년간의 건강 상태를 분석해 이런 사실을 확인했다고 28일 밝혔다. 연구 결과 하루 평균 10g 이하(한 잔 기준)의 알코올을 섭취한 소량 음주군에서 뇌졸중 발생위험이 비음주 유지군보다 유의하게 감소하지 않았다. 모든 원인에 의한 사망 위험 역시 비음주 유지군과 유의미한 차이를 보이지 않은 것으로 나타났다. 즉, 술을 마시지 않던 사람이 가볍게 술을 마시기 시작했다고 해서 뇌졸중 등의 위험은 줄어들지 않았다는 것이다. 과거 일부 연구에서 알코올 30g 정도를 섭취하는 적당량 음주는 좋은 콜레스테롤인 고밀도 지단백(HDL) 콜레스테롤 수치를 높이고 혈소판 응집을 줄여 심혈관계 질환을 예방한다고 알려지기도 했다. 그러나 최근 연구에서는 음주로 인한 건강상 이점을 의학적으로 뒷받침할 근거가 부족하다는 결과가 우세하다. 이번 연구 역시 “하루 한 잔 가벼운 술은 건강에 좋다”는 속설을 반박한 결과로 해석할 수 있다. 더욱이 술을 마시지 않다가 하루 2잔 이상의 술을 마시기 시작한 사람은 교통사고 등 외부 요인에 의해 사망할 위험이 비음주 유지군보다 2.06배 높은 것으로 확인됐다. “알코올의 건강상 이점, 의학적으로 불분명” 장 교수는 “그동안 술을 마시지 않던 사람이 소량 음주하기 시작했을 때와 건강의 상관관계는 명확히 입증된 바가 없었다. 이번 연구는 비음주자를 대상으로 소량의 알코올 섭취 증가가 심혈관계 질환과 뇌졸중 발생, 사망 위험에 미치는 영향을 분석한 첫 연구라는 점에서 의의가 있다”고 말했다. 그는 “알코올 종류와 섭취량과 관계없이 알코올 자체가 주는 건강상 이점은 의학적으로 불분명하다”면서 “비음주 습관을 유지해 온 사람이라면 건강을 위해 금주를 지속할 것을 권장한다”고 강조했다. 연구 결과는 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 최근호에 게재됐다.최선을 기자 csunell@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] 혜성에도 신비한 오로라 존재…원자외선 극광 포착

    [우주를 보다] 혜성에도 신비한 오로라 존재…원자외선 극광 포착

    지구에서 꾸준히 관찰해 오던 혜성에서 ‘원자외선 오로라’가 처음으로 포착됐다. 영국 임페리얼 칼리리 런던의 대기물리학자 마리나 갈란드 박사 연구진은 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코‘(이하 혜성 67P)에서 맨눈으로는 보이지 않는 오로라가 포착됐다고 밝혔다. 극광으로도 불리는 오로라는 태양이 태양풍에 실어 보내는 전기를 띤 하전입자가 지구 자기장을 따라 극지의 대기권 상층부로 유입됐을 때, 대기권의 산소와 충돌하면서 만들어내는 아름다움 빛이다. 이러한 오로라는 태양계에서 수성을 제외한 모든 행성이 가지고 있으며, 목성의 위성인 가니메데와 유로파에서도 오로라 현상이 관측된 바 있다. 다만 지금까지 그 어떤 혜성에서도 오로라가 포착된 적은 없는데, 연구진은 혜성 67p를 2년간 관측한 유럽우주국(ESA)의 로제타 탐사선이 보낸 데이터에서 혜성에도 오로라가 나타날 수 있다는 사실을 처음 활용했다. 연구진은 로제타에 장착된 원자외선 분광기와 이온·전자센서 등을 활용했고, 이 과정에서 맨눈으로는 보이지 않는 원자외선 형태의 오로라가 혜성 67P에서 관측됐다고 설명했다.연구진은 “태양풍을 타고 혜성에 도달한 태양의 하전입자인 전자가 혜성의 얼음과 먼지로 된 가스와 상호작용하면서 오로라를 만들어냈다”면서 “이온전자센서를 이용해 오로라 발생을 유발한 전자를 포착했다”고 밝혔다. 이어 “다만 지구에서는 자기장이 태양풍을 타고 온 하전입자를 극지 대기권 상층부로 보내 독특한 빛을 형성하지만, 혜성에는 이러한 자기장이 없기 때문에, 오로라가 혜성을 둘러싼 채 분산된 형태를 보인다”고 덧붙였다. 전문가들은 혜성 주변에서 오로라를 발견한 것은 매우 놀랍고 흥미로운 사실이며, 이번 연구결과는 지구에도 직접적인 영향을 미치는 태양풍의 변화를 연구하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 과학저널 ’네이처 천문학‘ 최신호에 실렸다. 한편 2004년 3월 아리안 5호 로켓에 탑재돼 우주공간으로 발사됐던 혜성탐사선 로제타는 무려 10년 넘게 고독한 비행을 계속해 2014년 8월 6일 목적지인 67P과 만났다. 혜성 주변을 돌며 임무를 수행한 로제타는 2016년 9월 혜성 지표면에 출동해 장렬히 전사, 12년에 걸친 활동을 마무리했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 우병우 ‘홍만표와 정운호 몰래 변론’ 보도 경향신문 상대 일부 승소

    우병우 ‘홍만표와 정운호 몰래 변론’ 보도 경향신문 상대 일부 승소

    우병우(53) 전 청와대 민정수석이 경향신문사를 상대로 제기한 정정보도 청구 및 명예훼손에 따른 손해배상금 청구 1심 소송에서 일부 승소했다. 서울중앙지법 민사합의25부(부장 이동욱)는 23일 우 전 수석이 경향신문사와 기자들을 상대로 제기한 민사소송에서 원고 일부 승소 판결을 내렸다. 재판부는 “이 사건 판결 후 72시간 안에 (신문 지면) 1~2면에 정정보도문을 게재하고 온라인과 모바일에서도 이를 볼 수 있도록 하라”고 판결했다. 당시 편집국장과 기자들을 상대로 제기된 1억원의 손해배상금 중엔 500만원만 인정됐다. 경향신문은 2016년 7월 19일 ‘우 전 수석이 홍만표 전 검사장과 함께 정운호 전 네이처리퍼블릭 대표의 사건과 관련해 수임계를 내지앉고 변론을 맡았다’는 내용의 기사를 실었다. 또 홍 전 검사장의 고교 후배이자 법조브로커인 이민희씨와도 함께 어울려 다녔다고 보도했다. 우 전 수석은 즉각 반발하며 “경향의 보도는 100% 허위보도”라는 내용의 입장문을 냈다. 그러면서 이튿날인 20일 곧장 민사소송을 제기했다. 사건 접수 4년여만에 내려진 1심 선고에서 재판부는 “원고(우 전 수석)가 구한 정정보도 내용 중 일부는 배척하고 허위사실 적시로 인정된 부분만 인용한다”고 설명했다. 이어 “우 전 수석이 홍 전 검사장과 함께 정 전 대표를 수임계 없이 몰래 변론했다는 취지의 보도는 일종의 추측 보도”라면서 “증명된 사실이 없고 고위관계자를 인용했으나 취재원 보호 등의 이유로 누구인지 나오지 않았기 때문에 입증을 못했다. 이런 식으로 보도를 하면 어떤 기사라도 쓸 수 있기 때문에 일단 허위라고 판단했다”고 강조했다. 우 전 수석은 앞서 자신의 처가 부동산을 넥슨코리아가 1000억원대에 매입했다고 보도한 조선일보를 상대로 유사한 소송을 벌여 대법원에서 일부 승소 확정 판결을 받은 바 있다. 조선일보는 판결에 따라 올해 초 1~2면 하단에 오보를 인정하는 정정보도문을 실었다. 다만 해당 보도가 고위공직자의 공직 수행과 관련된 공익적 사안이라는 점이 받아들여지면서 기자들에 대한 손해배상 청구는 인정되지 않았다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr
  • [열린세상] 전기를 내뿜는 박테리아의 비밀 분자/조현욱 과학과 소통 대표

    [열린세상] 전기를 내뿜는 박테리아의 비밀 분자/조현욱 과학과 소통 대표

    박테리아 중에는 대사 과정에서 전자를 생성해 배출하는 종류가 적지 않다. 지하수나 흙 속에 널리 존재하는 지오박터속(屬)이 그런 예다. 사람처럼 산소를 들이쉬고 이산화탄소를 내쉬는 것이 아니라 유기물을 삼키고 전자를 ‘내뿜는’다. 전자는 근처의 산화철 같은 광물로 전달된다. 지오박터는 폐 전자가 확실히 전달되게 만드는 강력한 도구를 가지고 있다. 미국 예일대학 미생물학연구소의 팀이 지난달 ‘네이처 생화학’에 발표한 논문의 내용이다. 이들은 해당 박테리아가 “특수한 전도성 단백질로 만들어진 ‘거대한 스노클’(잠수용 호흡 대롱)을 통해 숨을 쉰다”고 밝혔다. 지난 19일 과학 매체 ‘라이브 사이언스’가 소개한 내용을 보자. 제목은 “박테리아가 전기를 배출할 수 있게 해 주는 ‘비밀 분자’가 과학자들에게 발견됐다”. 비밀 분자란 전기를 통하는 나노(10억분의1)미터 규모의 단백질 와이어다. 앞서의 ‘스노클’이다. 선폭은 머리카락의 10만분의1이지만 지오박터 몸길이의 수백~수천 배 먼 곳까지 전자를 이동시킬 수 있다. “사람은 300미터 앞쪽으로 숨을 내쉴 수 없지요.” 연구팀을 이끄는 니힐 말반카르 교수의 말이다. 연구진은 첨단 현미경 기술로 이 같은 ‘비밀 분자’를 발견했다. 또한 전기장으로 자극하면 생겨나는 이 분자가 자연환경에서보다 1000배 효율적으로 전기를 전도한다는 사실을 확인했다. “우리는 이 발견이 박테리아 기반의 전자 장치를 만드는 데 사용될 수 있다고 믿는다”고 말반카르 교수는 말했다. 이전에 그의 연구팀은 특정 지오박터종이 작은 전극에 접하면 또 다른 영리한 생존 트릭을 보인다는 사실을 확인한 바 있다. 전기장의 자극을 받은 미생물은 수백 마리가 수백 층 높이의 고층 아파트처럼 쌓여 생물막을 이룬다. 이를 통해 단일한 전력망을 공유하며 전자를 끊임없이 이동시킨다. 이번 연구의 핵심 질문은 ‘100층 높이에 있는 미생물이 어떻게 전자를 바닥까지 쏘아 내린 다음 나노 와이어를 통해 밖으로 멀리 내쏠 수 있는가’다. 몸길이 수백, 수천 배의 호흡 거리는 미생물에서 ‘이전에는 볼 수 없었던’ 것이다. 이번 연구팀은 최첨단 현미경 기술을 두 가지 동원해 지오박터의 배양물을 분석했다. 먼저 고해상도 원자간력 현미경. 나노 와이어의 표면을 극도로 민감한 탐침으로 더듬어 구조에 대한 상세한 정보를 수집했다. 이것은 점자를 읽는 것과 비슷하지만 돌기의 크기는 10억분의1 미터에 불과하다. 그다음은 적외선 나노 분광법. 나노 와이어가 적외선을 산란시키는 방식을 기반으로 특정 분자를 식별했다. 이를 통해 지오박터의 특징적 나노와이어를 만드는 단백질(OmcZ)을 구성하는 개별 아미노산의 ‘고유한 지문’을 파악했다. 배양액에서 전기장의 자극을 받은 지오박터는 신종 나노 와이어를 생성한다. 토양에 있을 때보다 1000배의 효율로 전기를 전도하는 물질이다. 말반카르 교수는 “박테리아가 전기를 만들 수 있다는 것은 알려져 있지만 분자 구조는 아무도 몰랐다”면서 “마침내 우리는 그 분자를 발견했다”고 말했다. 10여년 전부터 연구자들은 소형 전자장치에 전력을 공급하려고 지오박터 군집을 사용해 왔다. 소위 미생물 연료전지다. 가장 큰 장점은 수명. 박테리아는 거의 무기한으로 자신을 복구하고 번식하면서 작지만 일정한 전하를 생성한다. 2008년 미 해군 실험에서는 워싱턴DC의 포토맥강에 있는 작은 기상관측 부표에 동력을 공급하는 역할을 했다. 배터리는 약화 징후를 보이지 않고 9개월 이상 작동했다. 그러나 이러한 연료전지가 제공하는 충전량은 매우 적다(해군 부표는 36밀리와트의 전력으로 작동했다). 이 탓에 전력을 공급할 수 있는 전자 장치의 유형을 심각하게 제한한다. 이번 새로운 연구를 통해 과학자들은 미생물 나노 와이어를 조작해 더 강하고 전도성을 높이는 방법을 알게 됐다. 이 정보는 바이오 전자 제품의 생산을 더 저렴하고 쉽게 만들 수 있다고 말반카르는 말했다. 그는 “지오박터 몇 개로 아이폰을 충전하기에는 아직 갈 길이 멀다”면서도 “이제 우리는 발 아래에 있는 미세한 전력망의 힘을 좀더 쉽게 파악할 수 있게 됐다”고 덧붙였다.
  • 코로나 완치 후에도 정신질환 앓을 수도

    코로나 완치 후에도 정신질환 앓을 수도

    코로나19가 최근 유럽에서 다시 확산세를 보이는 가운데 가을에 접어들면서 계절성 독감까지 유행하는 ‘트윈데믹’에 대한 우려도 커지고 있다. 이런 상황에서 코로나19가 완치되더라도 바이러스가 신경조직에 영향을 미쳐 신경정신질환을 앓을 수 있다는 연구결과들이 나오고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 최근 발표된 다양한 연구논문을 분석한 결과 코로나19로 인한 후유증으로 뇌신경조직이 손상돼 심할 경우 정신질환을 앓는 사례가 늘고 있다고 21일 밝혔다. 네이처에 따르면 영국 런던대 의대 연구팀은 정신질환을 앓은 적도 없고 일반적으로 정신질환이 발생하는 나이보다 훨씬 많은 50대 중반 여성이 코로나19 완치 후 환각, 환청, 방향감각 상실과 함께 타인에 대한 공격성, 강박증 등이 종합적으로 나타났다고 뇌과학 분야 국제학술지 ‘브레인’에 최근 발표했다. 연구팀에 따르면 이 여성처럼 코로나 완치 이후 호흡계, 혈관계 후유증뿐만 아니라 섬망, 방향감각 상실, 환각, 불안증 같은 정신질환을 호소하는 사람들이 늘고 있다. 영국 사우샘프턴대 의대 연구팀도 영국 내 코로나19 감염자 125명의 신경정신학적 변화를 분석한 결과 62%가 뇌졸중, 뇌출혈 같은 뇌혈류 공급 손상, 31%가 시공간 왜곡 증상, 뇌염증 증상을 경험했으며 이들 중 10명은 심각한 정신질환을 앓는 것을 확인했다. 코로나19로 인한 신경정신학적 후유증은 바이러스가 직접 뇌에 침투했기 때문인지, 사이토카인 폭풍 같은 면역계 과잉반응 때문인지는 규명되지 않은 상태이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 코로나19 치료 끝나고 나면 정신질환 찾아온다

    [달콤한 사이언스] 코로나19 치료 끝나고 나면 정신질환 찾아온다

    코로나19가 최근 유럽을 중심으로 다시 확산세를 보이고 있는 가운데 가을에 접어들면서 계절성 독감까지 유행하는 ‘트윈데믹’에 대한 우려도 커지고 있다. 이런 상황에서 코로나19가 완치되더라도 바이러스가 신경조직에 영향을 미쳐 신경정신질환을 앓을 수 있다는 연구결과들이 나오고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 최근 발표된 다양한 연구논문을 분석한 결과 코로나19로 인한 후유증으로 뇌신경조직이 손상돼 심할 경우 정신질환을 앓는 사례가 늘고 있다고 21일 밝혔다. 네이처에 따르면 영국 런던대 의대 연구팀은 정신질환을 앓은 적도 없고 일반적으로 정신질환이 발생하는 나이보다 훨씬 많은 50대 중반 여성이 코로나19 완치 후 환각, 환청, 방향감각 상실과 함께 타인에 대한 공격성, 강박증 등이 종합적으로 나타났다고 뇌과학 분야 국제학술지 ‘브레인’에 최근 발표했다. 연구팀에 따르면 이 여성처럼 코로나 완치 이후 호흡계, 혈관계 후유증 뿐만 아니라 섬망, 방향감각 상실, 환각, 불안증 같은 정신질환을 호소하는 사람들이 늘고 있다. 뇌졸중, 뇌출혈, 기억상실, 뇌부종 증상이 나타나는 사람들까지도 나타나고 있는 것으로 확인됐다. 영국 사우샘프턴대 의대 연구팀도 영국 내 코로나19 감염자 125명의 치료 중, 그리고 완치 이후 신경정신학적 변화를 분석한 결과 62%가 뇌졸중, 뇌출혈 같은 뇌혈류공급 손상, 31%가 시공간 왜곡증상, 뇌염증 증상을 경험했으며 이들 중 10명은 심각한 정신질환을 앓고 있는 것을 확인했다. 코로나19로 인한 신경정신학적 후유증은 코로나19 바이러스가 직접 뇌에 침투했기 때문인지, 코로나 증상을 악화시키는 사이토카인 폭풍 같은 면역계 과잉반응 때문인지는 규명되지 않은 상태이다. 신경과학자인 마이클 잔디 영국 런던대(UCL) 의대 교수는 “코로나19 환자들에게서 나타나는 뇌신경학적 후유증은 일관되게 나타나고 있지만 뇌손상의 원인이 무엇인지, 뇌손상에 취약한 사람들은 누구인지가 아직 명확치 않다”라며 “원인이 정확히 파악돼야 올바른 치료법을 찾을 수 있는데 코로나로 인한 뇌 손상에 대한 여러 가설 중 증명된 것은 없는 상태”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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