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  • 서울과기대 안지환 교수 연구팀, 신개념 연료전지 촉매 개발·적용 성공

    서울과기대 안지환 교수 연구팀, 신개념 연료전지 촉매 개발·적용 성공

    서울과학기술대학교 MSDE학과 안지환 교수팀(제1저자 신정우·오성국·이성제 연구원, 공동저자 고도현·양병찬·김형준 연구원)이 최신 반도체 공정을 활용해 기존 촉매보다 성능과 내구성이 향상된 신개념 연료전지 촉매 개발·적용에 성공했다고 발표했다. 연료전지는 최근 관심이 집중되고 있는 수소 기반 경제 및 수소 전기차의 핵심 시스템으로써 높은 효율로 전기 에너지 변환이 가능하면서도 환경적으로 청정하다는 장점으로 인해 최근 활발한 연구 개발이 진행되고 있다. 특히 귀금속 소재 기반의 촉매층은 연료전지 막(MEA)의 핵심 요소로 이의 성능과 내구성을 동시에 향상시키는 것이 중요하다. 안지환 교수팀은 기존의 백금 촉매 입자 표면에 ‘원자층 증착법’을 이용해 얇은(<5nm) 다공성 세륨 산화막 층을 그물과 같은 형상으로 코팅했다. 원자층 증착법은 최신 반도체 공정 중의 하나로 얇은 막을 원자층 단위로 정밀하게 증착할 수 있는 기술이다. 이를 통해 기존 백금 촉매 전극 대비 성능 손실을 최대 50% 감소시키면서도 열적 안정성을 2배 가량 향상시킨 백금·세륨 산화막 복합 촉매 전극을 제작했고, 이를 전고체형 박막 연료전지에 적용해 500℃의 구동온도에서 0.8W/cm2의 높은 성능을 구현했다. 안지환 교수는 “이번 연구 결과는 백금과 세륨 산화막 간의 상호 작용으로 인한 촉매 반응성 향상 및 원자층 증착된 세륨 산화막의 백금 표면 안정화로 인한 것으로 보인다”며 “기존의 공정 대비 대면적화 및 양산이 용이한 공정을 사용함으로써 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구는 과기정통부 신진연구자지원사업과 산업통상자원부 창의융합특성화사업 및 고신뢰성 기계부품 전문인력양성사업의 지원을 받아 진행됐고, 안지환 교수팀 외에도 미국 스탠포드대 박준석 박사가 참여했다. 연구개발 결과는 미국 화학회(American Chemical Society)에서 발간하는 응용 소재 분야 최우수 저널인 ACS Applied Materials and Interfaces 의 표지 논문(supplementary cover article)에 뽑히기도 했다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr
  • ‘OLC학술상’ 첫 수상자에 안태현 교수

    ‘OLC학술상’ 첫 수상자에 안태현 교수

    안태현(왼쪽·46) 서강대 경제대학원 부원장이 사단법인 오피니언 리더스 클럽(OLC·회장 어진 안국약품 대표)이 주는 ‘OLC학술상’ 첫 수상자로 선정됐다. 이 상은 국가 산업발전을 위한 기반 향상에 기여한 연구자에게 주어진다. 안 교수는 ‘구직활동에 재취업 인센티브가 주는 효과 평가’라는 논문 등으로 적정한 실업급여 책정과 구직 촉진 수단 설계를 학술적으로 연구해왔다.
  • [핵잼 사이언스] 식물도 스트레스 받으면 ‘비명’ 지른다 (연구)

    [핵잼 사이언스] 식물도 스트레스 받으면 ‘비명’ 지른다 (연구)

    식물도 사람과 마찬가지로 주위 환경 탓에 스트레스를 받으면 ‘비명’을 지른다는 연구결과가 나왔다. 아스라엘 텔아비브대학 연구진은 토마토와 담뱃잎 세 그룹으로 나눈 뒤, 첫 번째 그룹은 매우 건조한 흙과 환경에 노출시키고, 두 번째 그룹은 일부로 가지를 부러뜨리는 등 물리적인 손상을 입혔으며, 세 번째 그룹은 비교를 위해 평범한 환경을 변화시키지 않았다. 이후 연구진은 각각의 식물에서 10㎝가량 떨어진 곳에 마이크 및 초음파 측정기 등을 설치한 뒤 식물의 변화를 살폈다. 그 결과 건조한 환경에서 ‘건조 스트레스’를 받은 첫 번째 그룹과 강제로 물리적 손상을 입은 두 번째 그룹의 식물들은 20~100kHz(킬로헤르츠)의 소리를 방출한다는 사실을 확인했다. 일반적으로 사람은 20Hz(헤르츠)에서 20kHz까지의 소리를 들을 수 있으며, 고양이는 최대 64kHz 영역의 소리를 들을 수 있다. 즉 사람은 식물이 스트레스를 받는 환경에서 내는 '비명'과 같은 소리를 직접 들을 수는 없지만, 인근 3~5m 내에 있는 동물과 곤충들이 들을 수 있는 수준이라고 연구진은 설명했다. 연구진은 또 식물의 이러한 식물의 반응은 주변의 동물과 곤충들에 직간접적 영향을 미칠 수 있다고 덧붙였다. 예컨대 나방의 경우 식물의 잎이나 주변에 알을 낳는데, 특정한 소리를 내는 식물 또는 식물의 주변에서는 알을 낳지 않을 가능성이 높다. 뿐만 아니라 유사한 현상이 다른 종의 식물에게도 확장될 수 있다. 연구진이 "식물에게 스트레스를 줄 수 있는 다양한 환경 중 ‘건조 스트레스’를 선택한 것은 기후변화 및 인구증가 등으로 인해 더 많은 지역이 가뭄에 노출되고 있기 때문"이라면서 “이번 연구는 지금까지 ‘침묵’한다고 여겨 온 식물에 대해 우리의 생각을 바꾸는 기회가 될 것”이라고 설명했다. 연구에 참여하지 않은 스위스 로잔대학 식물분자생물학 교수인 에드워드 파머는 뉴사이언티스트와 한 인터뷰에서 “곤충은 여러 가지 이유로 특정 식물을 선호하지 않는 것으로 알려져 있는데, 식물이 내는 과도한 소움이 그 이유 중 하나일 수 있다”면서 “다만 이번 연구는 건조한 토양에서 발생하는 소리와 식물이 내는 소리를 구분하지 못했을 가능성이 있다”고 평가했다. 자세한 연구결과는 논문 사전 출판 사이트인 ‘바이오 아카이브‘(bioRxiv) 최신호(2일자)에 소개됐다. 사진=자료사진(123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 물고기 숨 못쉬는 ‘죽음의 해역’ 데드존 확산…대멸종 경계

    물고기 숨 못쉬는 ‘죽음의 해역’ 데드존 확산…대멸종 경계

    스페인 마드리드에서 진행 중인 제25차 유엔 기후변화협약 당사국총회(COP25)에서 ‘해양 탈산소화’에 대한 경고가 나왔다. 세계자연보전연맹(IUCN) 측은 7일(현지시간) 열린 총회에 참석해 해양 탈산소화에 관한 새 보고서를 발표하고 전 세계 지도자들에게 대책 마련을 촉구했다. 세계자연보전연맹 사무총장 그레텔 아귀라르는 “해양 탈산소화로 생태계의 미묘한 균형이 흐트러지고 있다”면서 “기후변화의 재앙적 영향과 바다의 산소 손실을 억제하기 위해 세계 지도자들은 즉각적이고 실질적인 온실가스 배출 감축을 약속해야 한다”라고 목소리를 높였다. 17개국 67명의 전문가가 참여한 보고서 ‘해양 탈산소화; 모든 사람의 문제’에 따르면, 1960년 45곳이었던 해안 인근의 ‘데드존’은 현재 700곳으로 급증했다. 파악되지 않은 숫자까지 더하면 최대 1000곳의 데드존이 형성됐을 것으로 추정된다.‘데드존’은 수중 산소 농도가 낮아 바다 생물이 살 수 없는 곳으로 ‘죽음의 해역’이라 불린다. 해수면 온도 상승으로 바닷물 속에 산소가 섞여 들어가지 못해 형성된다. 1960년부터 2010년까지 50년 동안 전체 바다에서 사라진 산소는 2%, 770억 톤 이상이며 육지와 인접하지 않은 바다에는 유럽연합(EU)과 맞먹는 규모의 데드존이 있는 것으로 알려졌다. 이 때문에 상대적으로 산소가 덜 필요한 해파리나 오징어는 늘어난 반면, 참치나 청새치, 상어 같은 물고기는 타격을 받았다. 이런 흐름은 고생대 중기인 약 4억2000만년 전 실루리아기 말기의 대멸종을 연상시킨다. 미국 플로리다주립대학 연구팀이 과학저널 ‘지질학’(Geology)에 발표한 바에 따르면, 실루리아기 말기 바닷속 산소량이 급격히 줄면서 심해부터 해수면 방향으로 해양 생물의 23%가 차례로 멸종에 이르렀다. 논문 공동 저자인 제러미 오언스 박사는 “고대 바다의 탈산소화 시작과 대멸종의 시작이 일치한다는 증거”라면서 현재의 탈산소화를 경계한 바 있다.세계자연보전연맹 측은 탈산소화가 진행된 데드존이 계속 확대될 것으로 보고 있다. 스웨덴 이사벨라 뢰빈 부총리 겸 기후장관은 “2100년까지 전체 바다에서 3~4%의 산소가 추가로 사라질 것”이라며 심각성을 부각시켰다. 또 데드존이 해양 동물뿐만 아니라 바다에 의존하는 전 세계 수억 명의 생계를 위협할 것이라며 전 세계 지도자의 결단을 기대했다. 한편 지난 2일 스페인 마드리드에서 시작된 유엔 기후변화협약 당사국총회(COP25)에서는 전 세계 200여 개국 지도자들이 오는 13일까지 온실가스 감축 및 규제 방안을 논의한다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • 美·이란, 억류 학자 맞교환… 협상 돌파구 열릴까

    美·이란, 억류 학자 맞교환… 협상 돌파구 열릴까

    제재 완화 언급없어… 관계 개선은 불투명미국과 이란이 서로 억류한 상대국 학자 한 명씩을 맞교환한 것과 관련해 도널드 트럼프 미국 대통령은 7일(현지시간) “이란에 감사하다”고 말했다. 트럼프 대통령이 직접 감사를 표하면서 양국이 대화 재개의 돌파구를 찾을지 주목된다. 미국과 이란은 이날 자국에 억류 중이던 이란 생명과학자 마수드 솔레이마니와 중국계 미국인 대학원생 왕시웨를 스위스 취리히 공항에서 각각 맞교환했다. 양국이 인질을 맞교환한 것은 2016년 1월 이후 약 4년 만이다. 프린스턴대 박사과정에 있는 왕시웨는 이란의 19세기 카자르 왕조와 관련한 논문을 쓰려고 갔다가 외국 정보기관에 기밀문서 4500건을 빼내려 했다는 간첩 혐의로 2016년 8월 출국 도중 체포됐고, 이란 법원에서 징역 10년형을 선고받았다. 솔레이마니는 미네소타주 메이요 클리닉에 방문교수 자격으로 미국에 왔다가 지난해 10월 연방수사국(FBI)에 체포됐다.이들이 맞교환된 직후 트럼프 대통령은 트윗에서 “1500억 달러의 선물에도 오바마 행정부 때 잡혔다가 트럼프 행정부 때 돌아왔다”며 “매우 공정한 협상에 대해 이란에 감사하다”고 말했다. 또 “보라, 우리는 함께 협상할 수 있다”며 기대감을 표했다. 아랍권 매체인 알자지라는 이날 이란의 행보와 관련해 “이란이 협상과 대화할 용의가 있다는 것을 보여준 것”이라고 평가했다. 그러나 인질 맞교환이 양국 관계를 확대할 것인지는 분명하지 않다고 AP통신이 분석했다. 미국 관리는 “왕시웨가 풀려날 때 몸값 지급이나 제재 완화와 같은 어떤 양보도 없었다”고 말했다. 이란 최고 지도자인 아야툴라 알리 하메네이 역시 미국과의 직접 대화 금지령을 내린 상태다. 게다가 미국의 제재로 혹독한 경제난을 겪는 이란에서 최근 대규모 민생고 시위가 발생, 최소 208명이 사망했다. 이란은 시위 배후가 미국이라고 맹비난하고 있다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr
  • ‘대표 환경호르몬’ BPA 노출, 기존 기준보다 44배 심각한 수준 (연구)

    ‘대표 환경호르몬’ BPA 노출, 기존 기준보다 44배 심각한 수준 (연구)

    우리가 생각보다 훨씬 더 많은 환경 호르몬에 노출되고 있다는 것을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 미국 워싱턴주립대(WSU)는 5일(현지시간) 본교와 캘리포니아대(UCSF) 그리고 미주리대(UMKC) 공동연구진이 환경 호르몬인 비스페놀A(BPA)에 관한 인체 노출 측정을 기존 방식보다 정확하게 하는 방법을 개발해 적용한 결과 인간의 BPA 수치가 과소 평가돼 있다는 것을 발견했다고 밝혔다. 이는 미국식품의약국(FDA) 등 규제 당국이 의존한 측정치에 결함이 있다는 증거를 처음으로 제시한 것이다. 이에 대해 WSU 연구진은 인간에 관한 BPA 노출 수준이 무려 44배까지 과소 평가돼 있었다고 설명했다.공동저자인 퍼트리샤 헌트 WSU 교수는 “본 연구는 우리가 안전하다고 생각해온 BPA 수치가 사실 그렇지 않다는 심각한 우려를 제기한다”면서 “결론적으로 FDA가 BPA를 규제하는 방식에 내린 결론은 부정확한 측정에 기반을 뒀을 수도 있는 것”이라고 지적했다. 헌트 교수는 환경 호르몬 연구 분야의 권위자로 BPA의 영향을 세계 최초로 확인한 연구자로도 알려졌다. BPA는 식품이나 음료수 용기 등 다양한 플라스틱에서 나올 수 있다. 지금까지 여러 동물 연구에서는 이 화학물질이 체내 호르몬을 교란할 수 있다는 것을 보여줬다. 특히 BPA에 관한 태아 노출은 성장과 신진대사, 행동, 생식능력 심지어 암 위험과도 관계가 있다. 하지만 FDA는 이런 실험적인 증거가 나오고 있음에도 인간의 소변으로 BPA 수치를 측정한 연구 자료를 평가해 인간에 관한 BPA 노출이 매우 낮아서 안전하다고 본다. 이번 연구 논문은 그런 가정에 도전하고 더 나아가 BPA 대체물질 등 다른 화학물질들을 간전적인 방법으로 측정하는 현재 방식에 의문을 제기한다. 새로운 측정 법은 헌트 교수의 동료로 연구 주저자인 로이 제로나 UCSF 조교수가 개발했는데 BPA의 인체 통과 시 생성되는 화합물인 BPA 대사물을 더욱더 정확하게 설명할 수 있다. 이전에는 대부분 연구에서 BPA 대사물을 측정하기 위해 간접적인 방법에 의존했다. 이는 달팽이로 만든 효소 용액을 사용해 BPA 대사물을 다시 전체 BPA로 변환해 측정하는 것이었다. 반면 연구진은 다음 두 방법을 비교했는데 처음에는 BPA를 첨가한 합성 소변으로, 그다음에는 39개의 인체 표본을 가지고 측정했다. 이들은 이 직접적인 방법을 사용해 기존 방식보다 훨씬 높은 수준의 BPA를 발견했다. 이는 미국 국민건강영양조사(NHANES)가 보고한 평균의 최대 44배였다는 것이다. 특히 새로운 방법과 기존 방법 사이의 차이는 BPA의 노출이 증가함에 따라 커졌다. 즉 BPA에 관한 노출이 클수록 기존 방법에는 오류가 있다는 것이다. 이에 대해 제로나 조교수는 물론 지금보다 더 많은 반복 연구가 필요하다고 인정하면서도 “이 연구로 BPA 측정법에 관심을 갖고 다른 연구소나 전문가들이 독자적으로 면밀히 살피고 평가하길 바란다”고 말했다. 현재 연구진은 BPA뿐만 아니라 일부 화장품과 비누에서 발견되는 파라벤과 벤조페논 그리고 트리클로산, 완구와 식품 포장재 등 많은 소비재에서 발견되는 프탈레이트 등 여러 화학물질에 관해서도 추가 연구를 하고 있다. 자세한 연구 결과는 세계적인 의학 전문지 ‘랜싯 당뇨병 & 내분비학’(Lancet Diabetes & Endocrinology) 최신호(12월5일자)에 실렸다. 사진=미국 워싱턴주립대 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 트럼프 이란과 ‘억류 학자 맞교환‘ 뒤 “오바마는 못한 일, 난 해냈다”

    트럼프 이란과 ‘억류 학자 맞교환‘ 뒤 “오바마는 못한 일, 난 해냈다”

    으르렁대기만 하던 미국과 이란이 억류하고 있던 상대 나라 학자 한 명씩을 맞교환했다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 7일(현지시간) 트위터에 “1500억 달러의 선물에도 불구하고 오바마 행정부 때 잡혔다가 트럼프 행정부 때 돌아왔다”고 특유의 자화자찬을 늘어놓은 뒤 “매우 공정한 협상에 대해 이란에 감사하다”고 말했다. 버락 오바마 전 대통령이 이란과 핵합의(JCPOA·포괄적 공동행동계획)를 체결했는데도 미국인 억류자가 나오게 만들었지만, 자신은 이 합의에서 탈퇴하고도 억류자가 돌아오게 만들었다는 점을 강조한 것으로 해석된다. 또 “미국은 이란과 전 세계에서 부당하게 억류된 모든 미국인을 집으로 데려올 때까지 쉬지 않을 것”이라고 다짐했다. 이번에 교환된 학자는 이란인 생명과학자 마수드 솔레이마니와 중국계 미국인 왕시웨인데 두 사람은 스위스에서 맞교환됐다. 솔레이마니는 방문교수 자격으로 미국에 갔다가 지난해 10월 미국 연방수사국(FBI)에 체포돼 당국의 허가없이 줄기세포와 관련한 물질을 이란으로 수출하려 한 혐의로 기소했다.프린스턴 대학원생인 왕시웨는 이란의 19세기 카자르 왕조와 관련한 연구 논문을 쓰려고 이란에 갔다가 외국 정보기관에 기밀문서 4500건을 빼내려 했다는 간첩 혐의로 2016년 8월 출국 도중 체포됐고, 이란 법원에서 징역 10년형을 선고받았다. 미국 행정부 고위직도 이날 기자들과의 전화 콘퍼런스를 통해 이란의 미국인 석방이 현재 억류된 다른 미국인 석방을 이끌 것으로 기대했다고 로이터통신이 보도했다. 왕시웨를 제외하고 현재 이란에 감금된 것으로 확인된 미국 국적자는 이중국적을 포함해 넷이나 된다. 앞의 고위직은 이번 맞교환이 지난 3~4주 집중적 협상을 벌인 성과라며 몸값이 지불되거나 다른 어떤 종류의 양보도 이뤄진 것이 없다고 밝혔다. 왕시웨의 건강 상태는 양호하며, 독일로 이동해 건강 검진 등을 받는 것으로 알려졌다. 술레이마니 역시 건강해 보였다. 트럼프 대통령이 지난해 이란 핵합의 탈퇴 후 이란을 제재하고 이란은 핵합의 이행사항을 하나둘씩 지키지 않아 긴장이 고조됐지만, 미국은 이번 억류자 맞교환을 계기로 대화 분위기 조성을 기대하는 분위기도 감지된다. 앞의 고위직은 이란이 다른 문제에서도 협상 테이블에 나올 의향이 있다는 신호라고 평가하면서 “우리는 이번 일이 우리를 이란과 더 많은 성공으로 이끌길 기대한다”고 말했다. 마이크 폼페이오 미 국무장관은 트위터에 “이란 정부가 이 문제에 건설적으로 임한 점이 기쁘다”며 이례적으로 이란 정부를 긍정 평가했다. 트럼프 대통령이 “보라, 우리는 함께 합의할 수 있다”고 적은 것도 같은 맥락이다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 태초의 우주공간에 나타난 ‘원시 수소’를 찾아라!

    [아하! 우주] 태초의 우주공간에 나타난 ‘원시 수소’를 찾아라!

    -'우주의 암흑시대' 비밀 풀릴까? 최초의 별이 탄생해 우주공간을 첫 빛을 뿌리기 전 우주는 온통 흑암의 바다였다. 빅뱅 이후 40만 년부터 시작하여 수억 년 동안 지속된 이 우주의 암흑시대는 태허의 텅 빈 공간이 실제로 비어 있었던 마지막 시간을 표시하는 이정표라 할 수 있다. 이 시기의 우주에는 생명은 말할 것도 없고, 어떠한 행성이나 별, 은하 등도 존재하지 않았다. 빅뱅에 의해 생성된 수소 원자의 구름만이 태초의 캄캄한 우주공간을 떠돌고 있었을 뿐이다. 오늘날 전 세계의 망원경들은 암흑시대가 끝나고 최초의 은하가 형성되는 순간을 정확히 찾아내기 위해 그 원시 수소(중성 수소)를 찾는 데 열중하고 있다. 이 태초의 원자는 좀처럼 잡아내기 힘든 모호한 존재이지만, 호주의 한 연구팀이 어느 때보다 원시 원자의 발견에 가까이 다가선 것으로 보인다. 출판 전 논문을 수록하는 웹사이트 아카이브(arXiv)에 게재되고, 곧 천체물리학 저널에 발표될 이 새 연구에 따르면, 연구팀의 천문학자들은 호주의 사막에 전개된 머치슨 광역 전파망원경(MWA)을 사용하여 중성 수소의 특정 파장, 곧 70-300 MHz 파장을 찾기 위해 우주 과거를 깊숙이 들여다보고 있다. 아직 그들이 원하는 것을 찾지는 못했지만, 망원경의 최근 업데이트된 배열에서 새로운 설정을 사용하여 중성 수소의 신호 강도에 대한 최저 한계를 결정할 수 있었다. 미국 브라운 대학의 조나단 포버 물리학 조교수는“중성 수소 신호가 우리가 논문에서 설정한 한계보다 더 강하다면 망원경이 이를 감지했을 것이라고 확신할 수 있다”고 말했다. 이 원시 분자에 대한 추적은 여전히 진행 중이며, 이제 연구원들은 중성 수소의 발자국이 예상보다 훨씬 희미하다는 사실을 알아냈다. 태초의 우주공간을 휘저은 에너지가 너무나 강한 나머지 모든 원자에서 전자를 떼어내어 양전하를 띠게 만들었다. 이들 원자 중 최초의 원자는 양전하를 띤 수소 이온이었다. 수십만 년 동안 우주는 팽창하면서 냉각되면서 이윽고 수소 이온이 전자를 되찾을 수 있을 정도로 온도가 떨어져 수소 이온은 다시 전기적으로 중성이 되었다. 이 중성 수소 원자는 우주 암흑기의 주요 특징으로 여겨지고 있다. 결국 중성 수소들이 충분히 모여 첫 번째 별을 형성했을 때, 그 별들로부터 방출된 에너지에 의해 수소 원자들은 다시 이온화된다. 과학자들은 중성 수소가 21cm 파장에서 방사선을 방출한다는 것을 알고 있다. 그러나 우주가 지난 120억 년 동안 줄곧 팽장함에 따라 그 파장도 확장되었다. 새 연구의 저자들은 중성 수소의 파장이 약 2m로 늘어났다고 추정하고 있는데, 이것이 그들이 MWA를 사용하여 심우주를 뒤지며 찾은 신호다. 문제는 동일한 파장에서 방출되는 많은 전파원(인공 및 천체)들이 있다는 사실이다. 포버 박사는 “이러한 다른 소스들은 대개 우리가 감지하려는 신호보다 훨씬 더 강하다”고 밝히며 "망원경 위로 지나가는 비행기에서 반사되는 FM 라디오 전파조차도 데이터를 오염시키기에 충분하다"고 설명한다. 따라서 보버와 그의 동료들은 이러한 오염원들을 관찰, 제거하는 일련의 기법을 개발했다. 그들은 하늘에서 1200개 이상의 전파 스냅 샷을 찍은 후, 그들이 발견한 모든 2m 파장 방출의 흔적이 그들이 찾고 있던 중성 수소가 아닌 다른 것으로부터 나온 것임을 밝혀냈다. 그들이 찾고 있는 성배인 원자 신호는 여전히 발견되지 않았지만, 새 연구는 중성 수소에 대한 미래의 검색 범위를 좁히는 데 성공했다. 연구원들에 따르면, 이러한 결과는 원시 원자 사냥에 MWA 실험이 올바른 경로로 가고 있음을 담보하는 것이라고 주장한다. 우주 암흑시대의 마지막 유물은 추가 연구를 통해 곧 밝혀질 것으로 기대된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 아시아 최다 지역 유전체 DB 세계 첫 공개

    아시아 최다 지역 유전체 DB 세계 첫 공개

    한국 연구진이 주도하는 국제 컨소시엄이 아시아인 최다지역 유전체 정보를 세계 최초로 공개했다. 아시아인에게 발생하는 질병 관련 원인을 규명하고 맞춤형 진단과 치료가 가능해지는 계기를 마련한 것으로 그 의미가 크다. 분당서울대학교병원과 정밀의학 생명공학기업 마크로젠 공동 연구팀은 국제 컨소시엄인 ‘게놈아시아 100K 이니셔티브를 통해 진행한 아시아인 유전체 분석 연구 성과가 세계 최고 권위의 국제 과학 학술지 ‘네이처(Nature)’ 최신호의 표지논문으로 게재됐다고 6일 밝혔다. (논문명: The GenomeAsia 100K Project enables genetic discoveries across Asia) 게놈아시아 100K 이니셔티브는 비영리 국제 컨소시엄으로 지난 2016년 아시아인 10만 명에 대한 유전체 정보를 분석하는 대규모 연구 프로젝트를 출범했다. 컨소시엄은 분당서울대학교병원 정밀의료센터와 한국 마크로젠, 싱가포르 난양기술대학교, 인도 유전체 분석기업 메드지놈, 미국 로슈그룹 자회사 제넨테크 등 각국을 대표하는 연구기관 및 기업으로 구성되어 있다. 분당서울대학교병원 정밀의료센터 석좌교수인 서정선 교수는 난양기술대학교 스테판 슈스터교수와 함께 공동 연구책임자로 활동하며 해당 연구를 주도해왔다. 아시아를 포함한 총 64개국 219개 종족(아시아 142개 종족)으로 구성된 이번 연구는 세계적으로 공개된 아시아인 유전체 데이터 중에서 가장 많은 아시아 지역과 인종을 포함한다는 데 그 의의가 있다. 이는 아시아인 질병 연구에 있어 기존의 유럽인 유전체 DB가 아닌 아시아인 유전체 DB를 새롭게 구축.활용할 수 있게 되었음을 뜻하며 이를 통해 아시아인 관련 정밀의학을 실현하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 연구진은 인도 598명, 말레이시아 156명, 한국 152명, 파키스탄 113명, 몽골 100명, 중국 70명, 파푸아뉴기니 70명, 인도네시아 68명, 필리핀 52명, 일본 35명, 러시아 32명 등 총 1739명에 대한 전장 유전체를 분석하고 이를 공개했다. 또한 아시아에 거주하는 142개 종족에게는 이전 연구들에서 밝혀진 것보다 훨씬 더 다양한 유전적 특성이 존재한다는 사실을 밝히며, 이를 기반으로 아시아 민족별 주요 약물에 대한 반응이 다름을 규명해냈다. 예를 들어, 심혈관 질환 환자에게 주로 처방되는 항응고제 ‘와파린은 어떤 환자에게는 잘 반응해 치료에 효과적이지만, 특정 유전 변이를 가진 환자에게는 알레르기 등 약물 부작용을 일으킬 수 있다. 연구진은 와파린의 경우, 한국인, 중국인, 일본인 또는 몽골인과 같은 북아시아 조상을 가진 사람들이 예민하게 반응할 가능성이 클 것으로 예측했다. 아시아인은 전 세계 인구 77억 명 중 58%에 해당하는 45억 명이다. 그러나 지금까지 아시아인에 대한 게놈 데이터 연구가 많지 않았고 공개된 데이터 또한 부족해 아시아인 대상의 맞춤형 진단과 치료에는 어려움이 많았다. 게놈아시아 100K 컨소시엄은 이번 연구를 통해 북방계 몽골 부족부터 남방계 인도네시아 작은 섬의 고립 부족에 이르기까지 각 종족별로 25명 내외의 유전체 데이터를 확보해 아시아 인종의 기원적 특성을 분석하고 유전체 데이터를 구축하는 데 성공했다. 이는 아시아인은 물론, 아시아인의 유전적 특성을 이어받은 전 세계 모든 인종을 대상으로 맞춤형 진단과 치료가 가능해지는 계기를 마련한 것으로 그 의미가 매우 크다. 이번 컨소시엄의 공동 연구책임자이자인 서정선 분당서울대학교병원 석좌교수는 “아시아인에 대한 유전체 정보가 많으면 많을수록 아시아인이 특정 질병에 걸릴 위험이 더 높은지, 특정 약물에 더 잘 반응하는지 분석해낼 수 있다”며 “앞으로 10만명 아시아인 유전체 빅데이터를 성공적으로 완성해, 국내외 아시아인 관련 질병 및 약물 유전체 연구를 활성화하고 아시아인 맞춤 정밀의학 실현을 위한 기반을 마련하는 데 앞장설 계획”이라고 밝혔다. 백롱민 분당서울대학교병원 원장은 “앞으로 분당서울대학교병원은 아시아인의 질병 예측에 이와 같은 아시아인 빅데이터를 이용할 계획”이라고 말했다. 또 한 명의 공동연구책임자인 스테판 슈스터 난양기술대학교 교수는 “아시아인에게는 우리의 예상보다 훨씬 더 다양한 유전적 특성이 존재한다”며 “게놈아시아 100K 프로젝트가 전 세계 아시아인들이 건강한 삶을 영위하는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다. ‘게놈아시아 100K 이니셔티브’ 컨소시엄은 이번 1차 연구 결과 발표 이후에도 지속적으로 연구를 이어갈 예정이며, 앞으로 아시아 전 지역에서 최대 10만 명의 유전체 분석을 완료하여 그 성과를 전 세계 정밀의학 연구진 및 의료진을 위해 공개할 계획이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr
  • [안녕? 자연] ‘죽음의 덫’ 플라스틱 집 삼는 소라게…57만 마리 떼죽음

    [안녕? 자연] ‘죽음의 덫’ 플라스틱 집 삼는 소라게…57만 마리 떼죽음

    인도양의 작은 섬 두 곳에서 매년 57만 마리의 소라게가 플라스틱에 갇혀 떼죽음을 당한다는 연구 결과가 나왔다. 지난달 16일(현지시간) 환경공학 분야 세계 1위 저널 ‘유해물질 저널’(Journal of Hazardous Materials)에 공개된 논문에 따르면 인도양에 위치한 호주령 코코스 제도와 영국령 헨더슨 섬의 소라게 수십만 마리가 플라스틱 잔해의 위협을 받고 있다. 호주 태즈메이니아대학교 해양남극연구소(IMAS)와 영국 런던 자연사 박물관 등은 2017년 3월부터 2019년 9월까지 섬 곳곳에서 딸기 소라게(Coenobita perlatus)의 서식 환경을 관찰했다. 그 결과 코코스 제도와 헨더슨 섬에 서식하는 소라게 중 각각 50만7938마리와 6만961마리가 플라스틱을 껍데기로 활용했다가 떼죽음을 당하는 것으로 추산됐다.연구에 참여한 런던 자연사박물관 알렉스 본드 박사는 “껍데기가 없는 소라게는 다른 개체가 죽으면 빈 껍데기를 찾아 몰려든다”라고 설명했다. 페트병을 집으로 삼았다가 미처 빠져나오지 못한 소라게가 죽으면, 다른 소라게가 또 플라스틱으로 들어가 목숨을 잃는 끔찍한 연쇄작용이 반복되는 것이다. 연구팀은 작은 플라스틱 통 하나에서 무려 526개의 소라게 사체가 발견되기도 했다고 덧붙였다. 플라스틱이 소라게들에게는 죽음의 덫이나 마찬가지인 셈이다. 최근 조사 결과 코코스 제도에는 4억1400만 개(1㎡당 713개), 헨더슨 섬에는 3800만 개(1㎡당 239개)의 플라스틱 잔해가 해변을 뒤덮고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 플라스틱 잔해가 소라게의 서식을 위협하며 개체 수 유지에 악영향을 미친다고 강조했다.‘인도양의 파라다이스’로 불리는 코코스 제도와 1988년 유네스코 세계자연유산으로 등재된 헨더슨 섬은 최근 파도에 떠밀려온 플라스틱 쓰레기에 몸살을 앓고 있다. 코코스 제도는 인구 600여 명, 헨더슨 섬은 무인도라는 점을 고려하면 사람의 손길이 닿지 않는 곳까지 얼마나 많은 플라스틱 쓰레기가 영향을 미치고 있는지 짐작할 수 있다. 특히 10종의 희귀식물과 4종의 희귀조류가 서식하고 있는 헨더슨섬은 10년 사이 세계에서 가장 쓰레기가 많은 섬이라는 오명을 갖게 됐다. 독일, 캐나다, 미국, 칠레, 아르헨티나는 물론 일본 등 아시아에서 흘러들어온 것으로 보이는 쓰레기가 섬 전체를 뒤덮어 생태계를 위협하고 있다. 연구팀은 두 섬에서 관찰된 잔해의 95%가 플라스틱이었다면서, 일회용 제품 구매에 관대한 우리의 태도를 돌아볼 필요가 있다고 꼬집었다. 본드 박사는 “편의에 따르는 대가가 엄청나다는 것이 반복적으로 증명되고 있다”라고 경고했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • 양자컴퓨터, 슈퍼컴을 뛰어넘다… ‘플레이어’ 육성이 과제다

    양자컴퓨터, 슈퍼컴을 뛰어넘다… ‘플레이어’ 육성이 과제다

    지난 10월 23일 구글은 그들이 개발한 양자컴퓨터가 특정한 계산문제에서 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 결과를 보였다는 논문을 유명 과학저널인 네이처에 발표하였다. 그 과정에서 9월 말쯤 미리 논문의 초안이 실수로(?) 공개되기도 하고, 경쟁사의 반박 논문이 나오기도 하는 등의 해프닝이 있어 대중의 흥미를 유발했다.하지만 일반적으로는 양자컴퓨터란 것이 무엇이며 도대체 어떤 일을 그렇게 빨리 해냈다는 것인지 금방 머릿속에 떠오르지는 않는다. 어쨌든 구글의 새 양자프로세서 ‘시커모어’(Sycamore)를 기반으로 하는 초기 형태의 양자컴퓨터 시스템이 개발되었고, 특별한 수학 문제의 해결에 슈퍼컴퓨터에 비해 놀라운 성능을 보인 것은 사실이다. 그러면 드디어 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘은 양자컴퓨터가 등장한 것이고 양자컴퓨터의 시대가 도래한 것인가. 지금의 컴퓨터보다 수만배 수억배 빠른 컴퓨터가 드디어 등장해 지금의 컴퓨터를 대체할 것인가. 이러한 이야기를 좀 해보려 한다. ●양자컴퓨터란 무엇인가? 양자컴퓨터가 도대체 무엇인가 알아보기 전에 먼저 컴퓨터란 도대체 무엇인지 다시 한번 생각해보기로 하자. 요즈음에는 컴퓨터나 스마트폰이 워낙 널리 쓰이고 있고 그 안에서 어떤 일들이 일어나고 있는지 작동원리 따위를 사용자 입장에서 굳이 고민할 필요가 없다. 먼저 컴퓨터는 우리가 하려는 일을 입력받아서(키보드나 터치, 혹은 음성으로) 그것을 적당한 수학적 문제로 바꾼다. 그리고 그에 해당하는 숫자들을 이진법 디지털 신호로 바꾼 뒤 중앙처리장치(CPU)에 넣고 이런저런 작업을 시킨다. 그 결과물로 나온 디지털 신호를 다시 수학 문제의 답으로 해석하고, 그 결과를 우리가 원래 하려던 일의 결과물로 다시 해석해서 우리에게 알려 준다. 간단히 말하면 스마트폰의 자판에서 A자를 누르면 그게 위의 과정을 거쳐서 화면에 A자를 표시한다는 것이다. 양자컴퓨터는 이 과정 중에서 디지털 신호 대신에 양자역학적 상태를 신호로 이용하고, CPU 대신 양자프로세서가 양자역학적 현상을 이용해서 신호를 처리한다는 점이 다르다. 사용자 입장에서는 A 자판을 누르니 A가 표시되더라는 입력과 결과는 동일하다. 양자컴퓨터는 내부적으로 정보의 입력과 처리를 양자역학적으로 다루었을 뿐이다. 그런데 양자역학적으로 신호를 처리하면, 최소한 몇 가지 특별한 문제들에 대해서는 지금의 컴퓨터보다 어마어마하게 빠른 계산이 가능하다. 그 특별한 문제들 중에서 암호 해독 등이 있다. ●양자역학적인 신호처리는 어떤 것인가 기존의 컴퓨터에서 계산을 빠르게 하려면 어떻게 하는가. 일단 속도를 올려 주어진 시간에 더 많은 계산을 하게 하면 된다. 예를 들어 컴퓨터 CPU 클럭을 2GHz에서 4GHz로 올리는 일이다. 또 다른 방법은 여러 CPU를 병렬로 작동시키면 된다. 한 CPU에 여러 개의 코어를 넣거나, 혹은 CPU를 여러 개 동시에 작동시키면 된다. 이렇게 성능을 극대화한 것이 슈퍼컴퓨터이다. 속도를 2배 올리거나 개수를 2개 늘리면 성능은 대략 2배 증가한다. 기존의 컴퓨터에서 정보를 처리하는 단위는 0과 1의 디지털 신호를 다루는 ‘비트’(bit)다. 한편 양자컴퓨터에 정보를 저장하고 처리하는 기본단위는 양자비트, 즉 ‘큐비트’(qubit)다. 큐비트는 0과 1이 동시에 존재하는 중첩 상태를 이용할 수 있으며, 멀리 떨어져 있는 큐비트 간에도 서로 강하게 연결되어 있는 얽힘 상태를 이용한다. 예를 들어 세 개의 비트가 있다고 하면, 각각의 비트는 디지털 신호 0 또는 1 이므로, 우리가 표시할 수 있는 정보는 그중 한 가지 조합, 예를 들어 001 등으로 정해진다. 한편 큐비트는 각 큐비트가 0과 1을 중첩으로 동시에 가질 수 있으므로, 우리가 표시할 수 있는 정보는 000, 010, 111… 등 모든 조합이 ‘동시’에 가능하다(3개의 큐비트라면 8개의 조합이 가능하다). 즉 큐비트를 이용하면 계산공간이 커져서 더 많은 정보를 한꺼번에 다룰 수 있다. 게다가 큐비트들이 얽힘으로 연결되어 있으면, 한 번의 조작으로 많은 수의 정보를 동시에 변경하고 처리할 수 있으며, 이를 ‘양자 병렬성’(quantum parallelism)이라고 표현한다. 이 경우 큐비트의 수를 2배 늘리면 성능은 4배, 큐비트를 3배 늘리면 성능은 8배 좋아지는 것을 기대할 수 있다. 컴퓨터의 크기가 커짐에 따라 성능이 늘어나는 것이 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 것이다. 양자컴퓨터가 특정 계산에서 슈퍼컴퓨터보다 빠를 수 있는 것은 앞에서 설명한 ‘양자병렬성’을 최대한으로 이용할 수 있는 수학 문제인 경우인데, 아직 몇 가지만이 알려져 있고, 대표적인 것이 소인수분해 문제이다. 이같이 양자컴퓨터의 성능을 최대한 활용하려면, 양자컴퓨터에 맞게 완전히 새롭게 고안된 알고리듬이 필수적이다. 소인수분해 문제는 1994년 피터 쇼어에 의해서 양자컴퓨터 알고리듬이 제안되었고, 이 문제가 지금 우리가 널리 쓰고 있는 암호체계(RSA암호)의 원리이기 때문에, 현재 암호를 무력화시킬 가능성이 제안된 것이었다. 이를 계기로 1990년대 중반부터 양자컴퓨터 연구가 급격히 확대되었다. ●구글 ‘양자우월성’ 곧 달성될 것으로 기대 양자컴퓨터의 큰 전환기는 그 이후 몇 차례 더 있는데, 먼저 2007~2008년경부터 미국 정부가 대규모 투자를 시작한 시점, 2014년 구글이 본격적으로 뛰어들고 2016년 IBM이 양자컴퓨터를 클라우드로 일반에 공개하는 등 대기업들이 본격적으로 참여한 일 등이다. 이후 벌어진 개발 경쟁의 결과물이 이번 구글의 양자우월성 발표이며, 이 역시 아주 중요한 티핑포인트라고 할 수 있다.이번에 구글이 사용한 시커모어 프로세서는 초전도 회로로 제작된 큐비트 53개로 구성된 소자이다. 2012년 칼텍의 존 프레스킬 교수는 지금 컴퓨터에서는 매우 어렵지만 양자컴퓨터에는 쉬운 특정 수학 문제를 양자컴퓨터에서 푸는 것을 시연하면, 양자컴퓨터가 최소한 한가지 임무에서는 지금 컴퓨터보다 앞선다는 것을 명확히 보여줄 수 있다는 제안을 하였고, 이를 ‘양자우월성’(Quantum Supremacy)이라고 명명했다. 구글 팀은 이를 위해서 별칭 ‘qubit speckle’(큐비트 얼룩무늬)이라는 알고리듬을 만들었는데 (레이저 빛이 간유리를 통과하고 나면 반짝이 패턴을 보이는 것과 같은 원리임) 이것은 큐비트 회로에 무작위로 고른 계산을 시키고 그 결과에서 나오는 특정한 패턴을 기존의 컴퓨터로 계산할 수 있을 것인가의 문제이다. 이번 발표는 양자컴퓨터가 대략 200초에 계산한 결과를 세계 최고의 슈퍼컴퓨터인 서밋으로 계산하더라도 약 1만년 걸릴 것으로 예상한다는 것이다. ●“슈퍼컴 1만년 걸릴 것 단 200초에 계산 가능” 물론 슈퍼컴퓨터에서 새로운 알고리듬을 개발하면 그 시간을 지금보다 대폭 줄일 수 있고, 경쟁사인 IBM은 그 시간을 2.5일 정도까지 줄일 수 있을 것이라고 발표하기도 하였다. 하지만 이번 결과는 매우 명확하게 양자컴퓨터가 특정한 계산을 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 잘할 수 있음을 보인 것임에 이견이 없다. 한가지 이야기하고 싶은 것이, 이 결과가 베일에 싸여 있다가 갑자기 나온 것이 아니라는 점이다. 구글 및 다른 연구팀들은 이미 지난 수 년간 관련 연구결과들을 꾸준히 공개해 왔고 성능 향상도 꾸준히 보고되고 있었다. 구글도 이미 2년 전에 이번 실험의 청사진을 구체적으로 발표하였다. 이미 지난해부터 최근에 발표된 하드웨어 성능을 보면서 양자우월성이 곧 달성되리라는 것은 이미 기대할 수 있었다. 구글의 양자AI랩 디렉터인 하르무트 네벤은 금년 초 ‘양자컴퓨터 성능이 이중지수적으로 매우 빠르게 발전한다’는 네벤의 법칙을 언급했고 이미 상반기에 구글이 양자우월성을 달성했다는 소문이 연구자들 사이에 언급되고 있었다.●현실로 다가온 양자기술 앞의 설명에도 양자컴퓨터가 도대체 무얼 하는 것인지 잘 이해가 되지 않는다면, 그것은 지극히 정상이다. 양자현상은 우리의 일상에서 겪는 직관과는 완전히 다르기 때문에 금방 이해했다고 생각한다면 디테일을 간과하거나 잘못 이해한 것이기 쉽다. 20세기 초 원자를 설명하기 위해 태동한 양자역학은 수학적으로 완벽하고 매우 아름다운 이론으로 자연현상을 완벽하게 설명하며 수많은 혁신을 가져왔다. 하지만 그 내용이 우리의 직관과 너무나 달라서 지금 우리의 언어로 그 결과를 어떻게 해석해야 하는가는 아직도 논란이다. 그런데 양자기술이 지금처럼 눈앞의 현실로 다가오는 시대라면, 뭐 자동차를 운전하는 데 꼭 차동기어의 원리를 이해하거나 그런 것이 있다는 사실조차도 알 필요는 없지 않을까 하고 여길 수도 있겠다. 하지만 그와 동시에 만약 당신이 자동차를 개발·제작하는 사람이라면 차동기어의 원리나 유체역학을 매우 잘 알고 있어야 하지 않을까 싶은 그런 시점인 것이다. 전 세계가 지금 양자기술에 열광하고 투자하는 이유는 단기간에 무언가 만들어내기 위한 것이라기보다는, 이 기술이 지금의 기술 패러다임 전반을 완전히 바꾸는 기술이기 때문이다. 양자컴퓨터가 현재 슈퍼컴퓨터의 연장선상에 있는 것이 아니듯이, 양자기술은 지금의 기술을 극한까지 개발하면 되는 기술이 아니라 시작부터 개념부터 완전히 다른, 새로운 패러다임이다. 그래서 지난해 말 시작된 미국 정부의 양자 이니셔티브에서는, ‘양자-스마트’(quantum-smart)한 인력을 어릴 때부터 키우는 일을 중요하게 다루고 있다. 즉 뼛속까지 양자역학의 개념을 체득한, 중첩이나 얽힘에 대해서 열심히 설명하지 않아도 그냥 자연스레 체험으로 알고 있는, 그런 인력이 있어야 다가오는 기술 패러다임 시프트를 선도할 것이라는 점이다. ●비트코인에는 앞으로 상당기간 영향 없을 것 예전에는 원자 세계에서 일어나는 양자역학을 말과 글로써 열심히 설명해야 하는 상황이었다면, 지금은 완전히 양자역학적으로 동작하는 머신, 즉 양자컴퓨터가 일반 대중에 공짜로 공개되어 있는 상황이다. 실제 학생들과 양자컴퓨터에서 코딩을 조금만 해보면, 앞에서처럼 중첩이니 얽힘이니 열심히 설명하지 않아도 그것이 어떤 것이란 것을 금방 습득한다. 구글의 양자컴퓨터 팀을 이끌고 있는 존 마르티니스 박사는 세계 최고 수준의 물리학자이지만 항상 자신을 양자 엔지니어라고 부른다. 우리 눈앞에서 작동하는 양자머신을 만드는 사람이란 의미이다. 이제는 양자역학을 실생활에서 직접 체험하는 시대가 다가온 것이다. 양자우월성에 대한 소식이 전해진 그날, 비트코인 가격은 급락했다. 결론부터 말하면 양자컴퓨터는 당장, 그리고 앞으로도 한참 동안, 비트코인에 전혀 영향이 없다. 따라서 투자자라면 그때 저가에 비트코인을 샀어야 했다. 양자컴퓨터에 대해 과장해 이해한 사례다. 양자컴퓨터 관련 기술은 앞으로도 계속 빠르게 발전해 장기적으로는 암호 해독, 중단기적으로는 신약이나 신물질 개발 등의 응용분야에 도움을 줄 것이다. ●양자컴퓨터 시대 무얼 준비할 것인가 그러나 양자컴퓨터가 어떤 중요한 일을 해 줄지, 하드웨어가 어디까지 개발이 될지는 아직은 잘 모르는 열린 문제이다. 양자컴퓨터의 성능이 계속 향상되면서, 각 단계의 성능에 맞는 활용이 이루어질 것으로 예측할 뿐이다.그래서 지금을 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)시대라고 부른다. 몇 가지 분명한 것은 있다. 양자컴퓨터는 매우 비싸고 덩치가 큰 물건이다. 따라서 앞으로도 양자컴퓨터는 클라우드 형태로 운영될 것이다. 현재의 컴퓨터는 앞으로도 지금의 역할을 충실히 수행할 것이며, 양자컴퓨터는 현재의 컴퓨터가 지금까지는 아예 못했던 문제들을 새롭게 해결해 줄 것이다. 무엇보다 자명한 것은, 양자기술은 진입장벽이 매우 높은 기술이라서 미리미리 준비하고 대비해야 한다. 그것은 단지 투자의 규모를 늘리는 문제가 절대 아니다. 영화 ‘타짜’에서 정마담이 말하지 않았던가 “호구는 밑천이 적어서 돈을 잃는다고 생각한다.” 그보다는 게임을 잘하는 실력 있는 ‘양자-스마트’ 플레이어를 길러내는 것이 승리의 핵심이다. 사람이 전부다. 정연욱 한국표준연구원 연구원■ 정연욱 연구원은 필자 정연욱 연구원은 한국표준연구원 소속으로 서울대 물리학과를 나온 뒤 모교에서 석박사를 마쳤다. 독일 율리히연구소 연구원(1997)과 서울대 연구원(1999-2002), 미국 상무부 표준기술연구소인 NIST Boulder 연구원(2002-2005)을 거쳐 2005년부터 한국표준과학연구원 양자기술연구소에서 일하고 있다.
  • “직급 오를수록 시야도 넓어져”… ‘킴 원리’ 주창한 한국인

    “직급 오를수록 시야도 넓어져”… ‘킴 원리’ 주창한 한국인

    30년 인사 경험 담은 논문 英학술지 등재 美교육자 ‘피터의 원리’ 반대 논리로 인용 고위공무원, 4차 산업혁명 사명 감당해야 김판석(63) 연세대 글로벌행정학과 교수가 자신의 30년 인사·행정 경험을 담은 논문을 영국의 유명 학술지(Public Money & Management)에 발표했다. 제목은 ‘직급만큼 본다’이다. 김 교수는 30년간 인사·행정 분야를 연구한 이 분야 전문가다. 1990년 인사행정론 강의를 미국에서 처음 시작했고 지금도 대학에서 학생들과 함께 호흡하고 있다. 참여정부 인사제도비서관과 문재인 정부 초대 인사혁신처장을 지내며 현장도 섭렵했다. 현장에 이론을 적용해 고위공무원단 제도와 인사수석실 신설 등 인사제도를 과감하게 혁신하는 아이디어를 다듬는 데 이바지했다. 김 교수는 5일 서울신문과의 인터뷰에서 “정부에서 일하면서 공무원들의 직급이 올라갈수록 책임감도 커지고 시야도 넓어지는 현상을 목격했다”고 논문의 아이디어를 설명했다. 그는 “(공무원들이) 스스로 ‘내 시각이 직급과 비교해 좁은 게 아닌가’ 돌아보고 지속적으로 성찰했으면 한다. 특히 고위공무원들은 빠르게 변하는 4차 산업혁명 시대에 맞춰서 세상의 흐름을 폭넓게 관찰하고 주어진 사명을 감당해야 한다”고 강조했다. 미국의 교육학자 로런스 피터가 주장한 ‘피터의 원리’(처음에는 유능한 부하 직원으로 출발한다고 하더라도 높은 직급으로 올라갈수록 무능이 드러난다)와는 반대 논리인 셈이다. 그는 “외국인들이 논문을 인용하며 ‘킴 원리’(Kim Principle)로 부르기 시작했다”고 덧붙였다. 김 교수는 지난 7월 인도네시아 조코 위도도(일명 조코위) 대통령과 나란히 특강에 나서기도 했다. 특강에는 인도네시아 각 부처 간부들, 신임 공무원 등 7000명이 참석해 김 교수의 말에 귀를 기울였다. 김 교수는 “지난해 조코위 대통령이 방한했을 때 인사처장으로서 인도네시아 행정개혁부와 업무협약(MOU)을 체결하는 등 예전부터 인도네시아와 인연이 있었다”면서 “인도네시아 공무원들 사기가 떨어져 있다는 말을 듣고 공무원의 헌신을 강조했고 내 자신의 마음도 뜨거워졌다”고 당시를 회상했다. 김 교수는 미래 계획도 밝혔다. “두 달 전 몽골에 가서 공무원 교육 훈련과 관련해 특강을 했다. 이처럼 개발 도상국에 인사·행정 제도를 전파하는 전도사 역할을 하고 싶다.” 현장을 떠난 그의 눈은 아직도 인사·행정을 향하고 있었다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr
  • 초미세먼지에 노출된 태아 장애 확률 높아

    태아가 초미세먼지(PM2.5)에 노출되면 출생 이후 장애를 가질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 전북대학교 국성호·송미정 교수팀은 임신 중 초미세먼지 노출에 따른 태아의 생후 동안 조혈 줄기세포 발달과 노화 기전을 밝힌 연구 결과를 담은 논문을 발표했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 최근 2년 동안 임신한 실험용 생쥐를 초미세먼지에 노출한 뒤 증상을 연구했다. 그 결과 초미세먼지에 노출된 임신 생쥐에서 태어난 자손 생쥐가 늙어감에 따라 골수 증식성 장애를 가질 확률이 36%에 달한다는 사실을 발견했다. 또 자손 생쥐의 말초혈액을 통해 침투한 초미세먼지가 미세환경 노화를 먼저 유발한 뒤, 점차 골수 내 조혈 줄기세포 노화를 유도하는 것으로 나타났다. 이 연구는 초미세먼지가 태아 출생 이후에 미치는 영향을 동물모델로 제시해 높은 평가를 받고 있다. 초미세먼지는 말초혈액으로 침투해 인체 모든 장기에 영향을 주는 1급 발암물질이다. 한국의 초미세먼지 오염도는 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 칠레에 이어 두 번째로 높다. 국성호 교수는 “이번 연구는 중국 베이징의 연평균 초미세먼지 농도(50㎍)를 기준으로 했다”며 “우리나라는 상대적으로 농도가 낮지만, 연구를 통해 초미세먼지가 태아의 생후에 충분히 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 이어 “이번에는 초미세먼지가 태아에 미치는 영향을 주로 연구했는데, 앞으로 청년과 중년, 노년 등 연령에 따른 영향과 반응의 정도에 대한 연구도 진행할 계획”이라고 덧붙였다. 세계적 혈액종양내과 분야 권위 학술지인 ‘루케미아(Leukemia)’는 최근 이러한 내용을 담은 논문을 온라인판에 게재했다. 이번 연구는 한국연구재단과 미래창조과학부, 한국안정성평가 연구소의 지원을 받아 진행됐다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr
  • 섭씨 100만도 화염 속으로… 파커, 태양풍 가속의 비밀 풀다

    섭씨 100만도 화염 속으로… 파커, 태양풍 가속의 비밀 풀다

    발사 1년 만에 태양 2400만㎞ 앞에 근접 태양서 나오는 초속 200~900㎞ ‘태양풍’ 자기장 변화가 가속 만든단 사실 밝혀내 초속 450㎞ 미만 바람 코로나 구멍서 비롯 그리스 신화에서 크레타섬에 갇힌 천재 발명가 다이달로스는 아들 이카로스와 함께 새의 깃털을 밀랍으로 붙여 만든 날개를 달고 탈출을 시도한다. 다이달로스는 탈출 직전 이카로스에게 “태양을 똑바로 쳐다보고 날지 마라. 그러면 추락하게 될 테니까”라고 충고를 했다. 그러나 하늘을 나는 것에 신이 난 이카로스는 태양을 향해 너무 높이 날았다가 날개를 잃고 바다에 떨어져 죽었다.태양은 지구에 사는 모든 생물에게 생명의 원천이다. 과학기술이 눈부시게 발달했지만 얼마 전까지만 해도 태양은 멀리서 바라볼 수밖에 없는 천체였다. 태양 표면의 온도는 5778K(절대온도 켈빈·섭씨 약 5504도)이고 태양 대기 가장 바깥쪽인 코로나의 온도는 100만K(약 섭씨 99만 9727도)에 이르기 때문에 ‘태양 탐사는 불가능한 임무’였다. 그러나 지난해 8월 12일 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 인류 최초로 태양 탐사를 목적으로 만들어진 ‘파커 태양 탐사선’이 발사됐다. 파커 태양 탐사선은 1958년 태양에서 입자와 자기장의 지속적 방출이 있다는 태양풍 가설을 세운 과학자 유진 파커 박사의 이름을 딴 것으로 생존 과학자의 이름을 우주선에 명명한 것은 처음이었다. 파커 태양 탐사선은 발사 1년 만에 태양과 가장 가까운 행성인 수성까지 거리인 5800만㎞보다 더 가깝게 태양에 다가가 관찰했다. 그렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 태양풍의 기원과 고에너지 입자물리학에 대한 통찰력을 보여 준 연구 결과들이 한꺼번에 발표됐다. 미국 프린스턴대, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 캘리포니아공과대(칼텍), 존스홉킨스대 응용물리학연구소 등 15개 연구기관과 그리스, 영국, 프랑스 공동연구팀을 비롯한 세 개의 연구팀은 파커 탐사선이 태양에서 2400만㎞ 떨어진 곳까지 근접해 코로나를 정밀 관찰해 얻은 데이터들을 분석해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5일자에 세 편의 논문과 한 편의 분석논문으로 발표했다. 태양에서 불어오는 바람이라고 할 수 있는 태양풍은 양전자, 전자 같은 미립자와 고에너지 입자 등 물질을 초당 약 100만t 가까이 방출하고 있다. 태양풍의 속도는 초속 200~900㎞인데 초속 750~900㎞는 빠른 태양풍, 초속 450㎞ 이하는 느린 태양풍으로 분류된다. 태양풍은 보통 코로나를 떠나면서 속도가 빨라지고 지구 가까이 오면서 속도나 특성이 변화되는데 이전까지는 이 같은 현상에 대해 정확한 설명을 내놓지 못했었다. 저스틴 캐스퍼 미시간앤아버대 기후우주과학과 교수가 주도한 연구팀은 파커 태양 탐사선이 보내온 자료를 분석한 결과 자기장의 변화가 태양풍의 속도를 증가시킨다는 사실을 발견했으며 이런 속도의 증가는 이론적으로 예측한 것보다 더 빠르다는 것을 확인했다. 또 러셀 하워드 미해군연구소 박사가 주도한 연구팀은 초속 450㎞ 미만의 느린 태양풍에 초점을 맞춰 분석을 했는데 느린 태양풍은 태양의 적도 부근에서 발견된 코로나 구멍에서 비롯된다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 종합한 데이비드 맥코머스 프린스턴대 우주물리학과 교수(플라스마물리학)는 “태양에 가깝게 다가가는 것 자체가 매우 위험한 모험이지만 파커 태양 탐사선은 앞으로도 5년 동안 태양에 근접하면서 지금까지 알지 못했던 태양의 구조와 태양풍에 대한 상세한 정보를 얻게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [단독] 서울 25개 구청, 교부세 수백억씩 받았다?

    [단독] 서울 25개 구청, 교부세 수백억씩 받았다?

    행안부, 공동과세 2조원 ‘뒤죽박죽’ 관리 2년간 통계 입력 오류… 원인 아직 못 찾아지방재정을 주제로 박사학위 논문을 준비 중인 손모씨는 행정안전부가 관리하는 지방재정포털 ‘지방재정365’에서 지방재정 관련 데이터를 살펴보다가 이해할 수 없는 장면을 목격했다. 2011년과 2012년에 서울시 25개 자치구가 정부로부터 보통교부세를 수백억원씩 받은 것으로 돼 있었다. 총액은 2011년 8359억원, 2012년 8393억원으로 모두 1조 6752억원이나 되는 규모였다. 서울시가 보통교부세를 받지 않는다는 것은 지방재정 전문가들 사이에서는 상식 중에서도 상식이기 때문에 손씨는 당황할 수밖에 없었다. 행안부가 황당한 착오로 인해 2조원 가까운 통계 입력 오류가 발생한 것으로 4일 드러났다. 당초 “지방재정365에 보니 서울시가 보통교부세를 받은 걸로 돼 있다”는 기자의 질문에 “그럴 리가 있느냐. 말도 안 된다”는 반응을 보였던 행안부는 지방재정365에서 관련 사실을 확인하고 나서는 “이해할 수 없다”며 원인 파악에 들어갔다. 비밀은 이틀이 지나서야 풀렸다. 행안부 관계자는 “확인 결과 (지적한 보통교부세는) 서울시 25개 자치구가 서울시로부터 받은 재산세 공동과세였다”고 밝혔다. 이 관계자에 따르면 서울시에서는 강남·강북 균형발전을 위해 2008년부터 각 자치구에서 거둔 재산세의 절반을 자치구별로 균등배분하는 재산세 공동과세를 시행했다. 행안부는 2010년까지는 재산세 공동과세를 지방세입 항목에 입력하다가 무슨 이유에선지 2011년과 2012년에만 보통교부세 항목에 입력했다. 재산세 공동과세를 보통교부세로 입력한 것은 단순한 행정 착오에 그치지 않는다. 익명을 요구한 지방재정 전문가는 “재산세 공동과세는 서울시 자체 세입으로 ‘자주재원’이지만 보통교부세는 중앙정부로부터 받는 ‘이전재원’”이라면서 “정부가 지방재정 실태를 잘못 파악해 정책의 왜곡이 발생할 수 있다”고 꼬집었다. 그는 “지방재정365 데이터를 인용한 연구 보고서나 논문 모두 1조원에 가까운 데이터 오류가 발생했을 수도 있는 것”이라고 우려했다. 행안부 측은 서울신문의 지적에 “2013년부터는 재산세 공동과세 부분을 다시 지방세입 항목으로 바꿨다. 입력 오류는 2011년과 2012년에만 해당된다”고 해명한 뒤 “지방재정365의 해당 항목에 각주 표시를 하도록 하겠다”고 밝혔다. 다만 행안부는 왜 2011년과 2012년에 입력 오류가 발생했는지에 대한 원인은 아직 찾지 못하고 있다. 세종 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr
  • [단독] 행안부의 황당한 통계 오류...서울시 보통교부세 25개 구청 배분 잘못 입력

    [단독] 행안부의 황당한 통계 오류...서울시 보통교부세 25개 구청 배분 잘못 입력

    지방재정을 주제로 박사학위 논문을 준비 중인 손모씨는 행정안전부가 관리하는 지방재정포털 ‘지방재정365’에서 지방재정 관련 데이터를 살펴보다가 이해할 수 없는 장면을 목격했다. 2011년과 2012년에 서울시 25개 자치구가 정부로부터 보통교부세를 수백억원씩 받은 걸로 돼 있었다. 총액은 2011년 8359억원, 2012년 8393억원으로 모두 1조 6752억원이나 되는 규모였다. 서울시가 보통교부세를 받지 않는다는 것은 지방재정 전문가들 사이에서는 상식 중에서도 상식이기 때문에 손씨는 당황할 수밖에 없었다. 행안부가 황당한 착오로 인해 2조원 가까운 통계 입력 오류가 발생한 것으로 4일 드러났다. 당초 “지방재정365에 보니 서울시가 보통교부세를 받은 걸로 돼 있다”는 질문에 “그럴 리가 있느냐. 말도 안 된다”는 반응을 보였던 행안부는 지방재정365에서 관련 사실을 확인하고 나서는 “이해할 수 없다”며 원인 파악에 들어갔다. 비밀은 이틀이 지나서야 풀렸다.  행안부 관계자는 “확인 결과, 서울시 25개 자치구가 서울시로부터 받은 재산세 공동과세였다”고 밝혔다. 이 관계자에 따르면 서울시에서는 강남·강북 균형발전을 위해 2008년부터 각 자치구에서 거둔 재산세의 절반을 자치구별로 균등배분하는 재산세 공동과세를 시행했다. 행안부는 2010년까지는 재산세 공동과세를 지방세입 항목에 입력하다가 무슨 이유에선지 2011년과 2012년에만 보통교부세 항목에 입력했다. 재산세 공동과세를 보통교부세로 입력한 것은 단순한 행정 착오에 그치지 않는다. 익명을 요구한 지방재정 전문가는 “재산세 공동과세는 서울시 자체세입으로 ‘자주재원’이지만 보통교부세는 중앙정부로부터 받는 ‘이전재원’이다”면서 “정부가 지방재정 실태를 잘못 파악해 정책의 왜곡이 발생할 수 있다”고 꼬집었다. 그는 “지방재정365 데이터를 인용한 연구보고서나 논문 모두 1조원에 가까운 데이터 오류가 발생했을 수 있다”고 우려했다.  행안부에선 “2013년부터는 재산세 공동과세 부분을 다시 지방세입 항목으로 바꿨다. 입력오류는 2011년과 2012년에만 해당된다”면서 “지방재정365의 해당 항목에 각주 표시를 하도록 하겠다”고 밝혔다. 다만 행안부는 왜 2011년과 2012년에 입력오류가 발생했는지 원인은 아직 찾지 못하고 있다. 세종 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr
  • 논란의 항노화 보충제, 성인조로증 환자 세포 연구서 노화 지연

    논란의 항노화 보충제, 성인조로증 환자 세포 연구서 노화 지연

    논란의 여지가 있는 항노화 보충제인 ‘NAD+’가 중년의 나이에 노인처럼 되는 질병인 베르너 증후군이 있는 환자의 세포 노화를 늦춰 수명을 늘릴 수 있을지도 모른다고 일부 과학자가 주장하고 나섰다. 덴마크 코펜하겐대 건강노화센터의 빌헬름 보어 교수가 이끄는 국제 연구진은 베르너 증후군 환자의 수명을 잠재적으로 늘릴 수 있는 새로운 방법을 발견했다고 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호에 발표했다. 연구진은 연구에서 베르너 증후군 환자의 혈액 표본 검사와 초파리와 회충을 사용한 동물 모델 실험을 통해 NAD+의 정기적인 투여가 신체 노화 과정을 지연하는 데 도움이 될 수 있다는 것을 보여줬다. NAD+는 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(NAD·Nicotinamide Adenine Dinucleotide)라는 이름의 분자가 체내에서 많아지도록 고안한 보충제다. 지금까지 많은 과학자가 이를 투여하는 동물 실험을 통해 새로운 세포의 생성이 촉진돼 노화가 지연되는 증거를 발견했다고 주장해 왔지만, 비평가들은 증거가 여전히 빈약하다고 말해 10년 넘게 논란이 진행 중이다. 이에 대해 연구진은 “연구는 체내에서 노화한 세포가 스스로 죽기 전에 세포 속에 있던 손상된 미토콘드리아가 먼저 제거되는 정화 과정인 미토파지(Mitophagy)의 이해를 목표로 삼은 것”이라고 설명했다. 연구 논문에 따르면, 연구진은 혈액 검사와 동물 모델 실험 모두에서 미토파지에 결함이 있는 것을 확인했다. 이에 따라 연구진이 동물 모델 실험에서 NAD+를 투여하는 추가 실험을 진행한 결과, 미토파지가 제대로 이뤄지는 것으로 나타났다. 이에 대해 보어 교수는 “우리는 이 연구에서 베르너 증후군이 정화 과정의 오류 때문에 나타나는 것임을 처음으로 보여줬다”면서 “동물 모델에서는 NAD+를 투여해 정화 과정을 개선하면 수명 연장과 노화 지연을 볼 수 있었다”고 밝히면서도 “이 연구로도 베르너 증후군의 정확한 원인은 알아내지 못했다”고 말하며 아쉬워했다. 이제 연구진은 베르너 증후군이 가장 많은 일본에서 현지 임상의들과 함께 환자들을 대상으로 임상시험을 시행할 계획이다. 이들은 이 연구가 환자들이 더 오래 살고 더 높은 삶의 질을 갖도록 선행 연구와 같은 결과가 나오길 간절히 희망한다고 밝혔다. 한편 베르너 증후군은 유전자 이상으로 발생하는 유전병으로 빠르게 노화가 일어나 성인조로증이라고도 부른다. 사춘기 전까지 정상적으로 성장하지만, 사춘기가 시작되면서 급격히 노화가 시작돼 40세에 이르면 몇십 년 정도 더 늙어 보이게 된다. 성장이 빠르게 일어나는 10대에 성장이 일어나지 않아 작은 키를 갖는다. 20대나 30대가 되면 머리카락이 희거나 빠지며, 쉰 목소리가 나고, 피부가 두꺼워지며, 백내장이 생긴다. 암이나 심장질환 등으로 인해 40대 후반이나 50대 초반까지밖에 살지 못한다. 사진=123rf 연구 논문=https://www.nature.com/articles/s41467-019-13172-8 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 한강에 흘러든 리튬, 서울 수돗물까지 오염시켰다

    한강에 흘러든 리튬, 서울 수돗물까지 오염시켰다

    상류서 낮았던 농도 도심 통과 후 높아져 리튬전지 수요 증가… 재활용·처리 안 돼 폭넓은 조사로 폐기 방식·규제 고민해야 스마트폰 등 소형 전자기기와 전기차에 쓰이는 리튬이온배터리가 무단 폐기되면서 강물은 물론 수돗물까지 오염시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 한국기초과학지원연구원 환경분석연구부, 이화여대 과학교육학과, 부경대 지구환경과학과, 프랑스 소르본대 해양학실험실(LOV) 공동연구팀은 각종 전자제품과 배터리에 포함된 리튬이 강으로 유입돼 수돗물을 오염시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 4일자에 발표했다. 원자번호 3번의 리튬(Li)은 현대사회에서 다양하게 활용되고 있다. 대표적인 것이 리튬이온전지이다. 리튬이온전지는 1985년 처음 상용화돼 휴대용 전자기기와 전기차에 필수적으로 쓰이고 있다. 올해 노벨화학상도 리튬이온배터리를 개발하고 상용화한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 리튬은 양극성 장애(조울증), 알코올 중독, 갑상선항진증, 천식 등을 치료하는 데도 사용된다. 연구팀은 리튬전지의 수요는 급격히 증가하고 있지만 회수와 재활용, 처리 등에 대한 시스템이 구축되지 않은 데다 폐기물관리법상에도 폐기물로 명시돼 있지 않아 잠재적 환경오염원이 될 수 있다는 데 착안했다. 지난달 초 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 ‘리튬이온배터리가 심각한 환경오염을 유발할 수 있어 재활용 연구와 폐배터리 처리방안을 고민해야 한다’는 논문이 실리기도 했다. 연구팀은 2015년 7월 남한강과 북한강 상류부터 한강 하류까지 22곳에서 강물, 수돗물, 수처리장 유입수와 배출수 등을 포함해 27개의 시료를 채취해 리튬 농도를 분석했다. 분석 결과 한강 상류에서는 리튬 농도가 매우 낮게 나왔다. 그러나 서울과 인천 등 수도권에 수돗물을 공급하는 상수원인 팔당댐 지역부터 리튬 농도가 높아지기 시작해 인구밀도가 높은 도심을 통과하는 곳에서는 리튬 농도가 상류보다 최대 600% 높은 것으로 조사됐다. 현재 수처리 방식으로는 물속에 녹아 있는 리튬을 제거할 수 없어 수돗물에서도 리튬 농도가 높은 것으로 확인됐다. 연구팀은 물속에 녹아 있는 리튬이 인위적 요인 때문인지를 밝혀내기 위해 동위원소 분석을 실시했다. 그 결과 한강에 유입된 리튬은 리튬이온전지, 각종 치료제, 음식물처리장 부산물, 세제 등에서 기인한 것으로 나타났다. 류종식 부경대 지구환경과학과 교수는 “이번 연구는 리튬이 물속에 녹아 들어가 환경이나 인체에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시했다”면서 “리튬이 생태계와 건강에 어떤 영향을 미치는지 폭넓은 조사가 필요하고 리튬 관련 폐기물 처리 및 규제 방안도 고민해야 할 시점”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 한강에 흘러든 리튬, 서울 수돗물까지 오염시켰다

    한강에 흘러든 리튬, 서울 수돗물까지 오염시켰다

    상류서 낮았던 농도 도심 통과 후 높아져 리튬전지 수요 증가… 재활용·처리 안 돼 폭넓은 조사로 폐기 방식·규제 고민해야 스마트폰 등 소형 전자기기와 전기차에 쓰이는 리튬이온배터리가 무단 폐기되면서 강물은 물론 수돗물까지 오염시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 한국기초과학지원연구원 환경분석연구부, 이화여대 과학교육학과, 부경대 지구환경과학과, 프랑스 소르본대 해양학실험실(LOV) 공동연구팀은 각종 전자제품과 배터리에 포함된 리튬이 강으로 유입돼 수돗물을 오염시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 4일자에 발표했다. 원자번호 3번의 리튬(Li)은 현대사회에서 다양하게 활용되고 있다. 대표적인 것이 리튬이온전지이다. 리튬이온전지는 1985년 처음 상용화돼 휴대용 전자기기와 전기차에 필수적으로 쓰이고 있다. 올해 노벨화학상도 리튬이온배터리를 개발하고 상용화한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 리튬은 양극성 장애(조울증), 알코올 중독, 갑상선항진증, 천식 등을 치료하는 데도 사용된다. 연구팀은 리튬전지의 수요는 급격히 증가하고 있지만 회수와 재활용, 처리 등에 대한 시스템이 구축되지 않은 데다 폐기물관리법상에도 폐기물로 명시돼 있지 않아 잠재적 환경오염원이 될 수 있다는 데 착안했다. 지난달 초 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 ‘리튬이온배터리가 심각한 환경오염을 유발할 수 있어 재활용 연구와 폐배터리 처리방안을 고민해야 한다’는 논문이 실리기도 했다. 연구팀은 2015년 7월 남한강과 북한강 상류부터 한강 하류까지 22곳에서 강물, 수돗물, 수처리장 유입수와 배출수 등을 포함해 27개의 시료를 채취해 리튬 농도를 분석했다. 분석 결과 한강 상류에서는 리튬 농도가 매우 낮게 나왔다. 그러나 서울과 인천 등 수도권에 수돗물을 공급하는 상수원인 팔당댐 지역부터 리튬 농도가 높아지기 시작해 인구밀도가 높은 도심을 통과하는 곳에서는 리튬 농도가 상류보다 최대 600% 높은 것으로 조사됐다. 현재 수처리 방식으로는 물속에 녹아 있는 리튬을 제거할 수 없어 수돗물에서도 리튬 농도가 높은 것으로 확인됐다. 연구팀은 물속에 녹아 있는 리튬이 인위적 요인 때문인지를 밝혀내기 위해 동위원소 분석을 실시했다. 그 결과 한강에 유입된 리튬은 리튬이온전지, 각종 치료제, 음식물처리장 부산물, 세제 등에서 기인한 것으로 나타났다. 류종식 부경대 지구환경과학과 교수는 “이번 연구는 리튬이 물속에 녹아 들어가 환경이나 인체에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 제시했다”면서 “리튬이 생태계와 건강에 어떤 영향을 미치는지 폭넓은 조사가 필요하고 리튬 관련 폐기물 처리 및 규제 방안도 고민해야 할 시점”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [이은경의 유레카] 직업을 갖기 위한 준비

    [이은경의 유레카] 직업을 갖기 위한 준비

    이세돌 9단이 은퇴를 발표했다. 바둑 문외한도 그 이름은 알 정도로 세계 최고 바둑기사 중 한 명이다. 은퇴 이유 중 하나가 눈길을 끌었다. 바둑을 아무리 잘 둬도 인공지능(AI)을 못 이길 것 같다는 것이다. 바둑은 두 사람이 만드는 예술작품이라고 생각한다는 그에게 AI와의 바둑은 예술 행위로 느껴지지 않았던 것 같다. 그의 은퇴 소식은 AI와 직업 변화 문제를 새삼 생각하게 만든다. 우리 아이들이 직업과 사회 진출을 준비하는 전공 선택을 앞둔 입시철이어서 더욱 그렇다. 대중들까지도 4차 산업혁명에 관심을 갖게 만든 것은 2016년 봄, 이세돌 9단과 알파고의 바둑 대결이었다. 결과는 다 아는 바대로 이세돌 9단이 1번 이기고 4번 졌다. 바둑은 체스와 달리 복잡하기 때문에 AI가 인간을 이기기 어려울 것이란 예상이 보기 좋게 깨졌다. 그 결과는 이세돌 9단 자신과 바둑 팬들에게 큰 충격을 주었고, 대중에게 AI에 대한 폭발적인 관심을 불러일으켰다. 그리하여 2016년 한 해 동안 4차 산업혁명, 특히 AI 발전이 가져올 사회 변화에 대한 논의가 각계각층에서 뜨거웠다. 많은 사람들에게 실질적인 문제로 다가온 것은 일자리 변화 전망이었다. 단순 반복 노동이 빠르게 자동화될 것이라는 일반적인 예상을 넘어섰다. 일반 사무직은 물론 ‘신의 직업’이라는 의사, 펀드매니저, 판사, 변호사 등도 빠르게 AI로 대체될 것으로 예상됐기 때문이다. 당시 전문가들은 4차 산업혁명과 관련해서 새로운 직업이 생겨날 것이라고 예상했다. 기존 직업 중에서는 정교한 동작, 창의력, 기획력, 협상과 설득 능력, 공감 능력이 필요한 직업이 살아남을 것이라고 했다. 2016년 한국고용정보원은 자동화 대체율이 낮은 직업 상위 30개를 제시했다. 화가, 사진작가, 작가, 지휘자, 작곡가, 연주가, 만화가 등이 앞부분에 자리잡았다. 최근 AI의 발전을 보면 이 전망에도 의문이 든다. AI가 작곡한 음악만 발매하는 레이블이 생겼다. 2018년 경매에 나온 AI 화가 오비우스의 그림은 약 5억원에 팔렸다. 미국에서 개발된 글쓰기 AI는 사용되기도 전에 학생들의 과제, 논문 등에 악용될 수 있다는 걱정을 낳았다. 시장 조건만 맞으면 예술 영역 직업 상당수도 예상보다 빨리 대체될지도 모른다.미래 직업은 크게 두 부류로 나뉜다. 하나는 당연하게도 4차 산업혁명을 끌고 가는 영역에 속하는 직업이다. 올해 한국고용정보원이 발표한 미래유망직업 15개는 대부분 정보통신, AI, 로봇, 드론 분야 전문가였으며 생명공학 연구원, 환경공학자와 신재생에너지 전문가도 포함됐다. 다른 하나는 상당 기간 동안 개발이 어렵거나 비용이 많이 들고 유연한 동작과 대응이 필요한 영역에 속하는 직업이다. 대표적인 예가 노인, 환자, 어린이 등을 위한 직접 돌봄 서비스가 있다. 2016년 4차 산업혁명 붐이 일었을 때 사회의 관심은 뜨거웠지만 그에 비해 미래를 대비한 태세 전환은 미지근했다. 3년이 지난 지금 관심은 식었고 논의는 익숙해져 ‘다 아는 타령’으로 들린다. 기술은 예상보다 빨리 발전하고 있는데도 말이다. 우리는 지난 3년을 미래의 변화에 대응할 수 있는 교육 내용과 방법의 개선, 직업 정보 제공 시스템을 만드는 데 썼는가? 논의만 무성한 채 하던 대로 해 온 것은 아닌지 나 자신부터 돌아본다.
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