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  • 北, 미사일개발 포기 시사/ 로켓발사체란

    로켓 발사체란 무엇인가.북한이 제공받을 경우 미사일 개발을 포기하겠다고할 만큼의 대단한 ‘가치’를 지닌 것일까. ■로켓 발사체 위성을 3만6,000㎞급의 정지궤도나 900∼2만㎞급의 저궤도에진입시키는 운반수단을 가리킨다.물론 위성이 아닌 무기를 달고 궤도 순환이아닌 지구로 낙하하도록 설계하면 미사일이 된다.북한이 요구하는 ‘평화적인 우주탐사’ 로켓 발사체는 위성발사용으로 보인다. 98년 8월31일 발사한 대포동 1호에 얹은 위성 ‘광명성 1호’는 궤도에 성공적으로 진입했다고 북한측은 발표했다.그러나 광명성 1호는 100㎏ 안팎으로 실용화의 척도인 300㎏에는 크게 못미쳤다. 보통 2∼4단계 추진체로 구성된다.추진 단계가 적을수록 개발능력이 앞서는것으로 평가되며 미국은 1단짜리 개발에 박차를 가하고 있다. 로켓 추진체라고 해도 무기의 경우 연료를 고체를 쓰는데 비해 위성의 경우액체를 쓰는 점이 틀리다. 북한 스커드 미사일의 경우 무기인데도 액체연료를 쓰는 점은 특이하다. ■세계의 로켓 발사체 보유국 미국,중국,러시아,일본,인도,프랑스 이스라엘등 7개국 정도가 갖고 있다.북한이 제공받기를 바라는 나라는 미국,일본으로특히 미국 것을 희망하는 것으로 보인다.그러나 북한이 군사목적으로 전용할지도 모르는 로켓 발사체를 미국이 순순히 제공할 리는 만무하다.미국은 델타,타이탄,아틀라스 등 궤도에 위성을 진입시키는 능력에 따른 로켓을 갖고있다. 일본도 오래전부터 우주연구개발에 많은 돈을 퍼부어 N1→N2→H1→H2로 발전해 가고 있다.지난해 H2 개량형을 쏘았는데 정상궤도에 오르기 전 폭발했다. ■북한의 속셈은 한국항공우주연구소 로켓체계그룹장 조광래(趙光來) 박사는“초보적인 개발능력을 보유한 북한이 느닷없이 로켓발사체의 제공을 요구한것은 납득하기 어려우며 그 이면에는 미사일 개발 포기에 따른 모종의 대가를 요구하고 있는 것으로 보인다”고 말했다. 황성기기자 marry01@
  • 日 체세포 복제소 2세 출산

    [도쿄 연합] 일본에서 체세포 복제 방식으로 탄생한 뒤 인공수정으로 임신했던 소가 무사히 2세 출산에 성공했다고 이시카와(石川)현 축산종합센터가10일 발표했다. 일본 농수산성에 따르면 체세포 복제소가 출산에 성공하기는 세계 처음으로,복제 기술의 실용화를 향한 중요한 진전으로 평가되고 있다. 출산한 어미소는 이시카와 축산종합센터에서 98년 여름 세계 최초의 체세포복제소로 출생한 뒤 지난해 9월 인공수정으로 임신했으며,지난달부터 다른소와 분리돼 출산에 대비해오다 이날 암송아지를 자연분만했다. 송아지는 신장 53㎝,체중 26.5㎏으로,어미소와 함께 건강하며 출생 후 7분가량 지난 뒤 자력으로 일어나 모유를 빨아먹는 등 일반 송아지와 별다른 차이를 보이지 않았다. 농수산성 관계자들은 이번 출산은 체세포 복제소에서 생식능력을 처음으로확인,복제 기술로 우량한 육우와 우유를 생산할 수 있는 가능성을 열었다는점에서 의미가 크다고 밝혔다.체세포 복제소는 어디까지나 품종 개량과 양질 육우 양산의 실용화가 목적으로 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있으나사산율은 물론 유산율이 높은 점 등 아직 규명이 안된 문제들을 안고 있다.
  • 의사탄저병 확산 조짐

    경남 창녕에서 발생한 의사탄저병이 확산되자 국립보건원 중앙역학조사반이 투입돼 현지조사에 착수했다. 경남 창녕군 길곡면 마천리 주민들은 지난달 30일 의문사한 소를 나눠먹은뒤 지난 6일부터 손과 팔에 지름 1∼2㎝ 크기의 수포가 발진하는 탄저병 의심 환자 5명이 발생,송남이씨(72·여)가 숨지고 이모씨(54)와 조모씨(38·여) 등 4명은 부산대병원에서 치료를 받고 있으나 이씨는 의식불명 상태다.또며느리가 친정인 이 마을에서 사온 소고기를 먹은 경북 포항의 김모씨(72·여)도 9일 의사탄저병 증세를 보여 포항 선린병원에서 치료를 받고 있다. 국립보건원은 이날 “부산대병원에 입원중인 환자 4명의 혈액과 수포를 검사한 결과 탄저균과 형태학적으로 유사한 균이 공통적으로 검출됐다”며 “나머지 섭취자에 대한 검사도 진행중이며 결과는 오는 12일쯤 나올 것으로보인다”고 말했다. 경남도 보건당국은 의문사한 소의 고기를 요리해먹은 사람이 모두 64명인것으로 밝혀내고 탄저병 예방약 독시사이클린을 투약하고 가검물을 수거해역학조사를 벌이고 있다. ◆농림부 대책=산하 국립수의과학연구원은 이날 인근지역 소에 대한 탄저병예방접종을 하고 축사를 소독하는 등 긴급방역에 들어갔다.또 의문사한 소의 탄저균 보유 여부를 밝히기 위해 이 소의 간과 비장 등 가검물과 같은 축사에서 기르던 소 2마리의 혈액을 채취했으며 이르면 10일쯤 검사결과가 나올예정이다. ◆탄저병이란= 초식동물에서 많이 발병하며 탄저균에 감염된 동물을 먹거나접촉하면 감염된다.가축이 탄저병에 감염되면 24시간내에 급사하고,사람도 2∼7일의 잠복기를 거쳐 구토와 설사,고열 등의 증세를 보여 심하면 24시간내에 사망할 수도 있다.닭 등 가금류는 감염되지 않는다.국내에서는 1905년 처음 발생했으며,94년 경북 경주시,95년 충남 홍성에서 발생했다.미국은 테러집단 등에 의한 탄저균 세균무기 개발을 우려해 미군에 대한 백신 접종을 실시하고 있으며,국립보건원도 5∼7년 안에 탄저균 백신이 실용화될 것이라고올초 밝힌 바 있다. 창녕 이정규기자 jeong@
  • 충치구멍에 영양액 썩은 이 재생시킨다

    [뉴욕 DPA 연합] 충치로 부식된 구멍(窩洞)에 채워넣어 부식된 치아를 재생시킬 수 있는 새로운 충전(充塡)물질이 개발되고 있다. 미국 텍사스대학의 매리 맥도컬 박사는 최근 뉴욕에서 열린 미국치과학회학술회의에 제출한 연구보고서에서 부식된 치아의 구멍을 메우는 동시에 구멍안쪽으로부터 치아가 다시 자라나오게 할 수 있는 충전물질을 개발했다고밝혔다. 맥도컬 박사는 환자의 DNA를 이용,시험관에서 치아를 구성하는 모든 세포를만들어 내는데 성공했으며 이를 영양소가 함유된 용액에 섞어 부식된 치아의 구멍에 주입하면 치아의 재생이 가능할 것이라고 말했다. 맥도컬 박사는 이와 비슷한 방법으로 성인에게도 완전히 새로운 치아를 자라나게 할 수 있을 것이라고 밝히고 이 새로운 방법은 현재 시험관 실험을거치고 있는 단계라고 말했다. 맥도컬 박사는 이러한 새로운 기술들이 실제로 임상에 이용되려면 상당한시간이 걸리겠지만 실용화된다면 현재 연간 100억달러에 이르고 있는 치과치료비를 크게 줄일 수 있을 것이라고 말했다.
  • [21세기 과학 대탐험](16) 기상조절

    인류는 기후와 밀접한 관계를 가지고 의식주를 해결하고 문화를 창출하면서살아왔다.지구상에는 무더운 적도지역,추운 극지역,비가 많은 지역,건조한사막지역,고산지역 등 다양한 기후특성을 가진 지역들이 분포하고 있다.이들지역에 사는 인간들은 각기 그 지역의 기후에 적응하면서 그들 나름대로의문화를 형성해왔다.그만큼 기후는 인간의 삶에 중요한 영향을 미친다.옛날에는 사람들이 날씨에 적응하면서 살아왔지만 지금은 기상예보를 통해서 미리날씨에 대비할 수 있게 됐다.기후변화에 대한 수많은 노력과 연구를 통해 기후를 예측하는 것이 어느 정도 가능해 지기는 했지만 자연의 오묘한 조화를완벽하게 예측하는 일은 불가능하다.특히 이상기상에 따른 기상재해를 완전하게 피하기는 어렵다.기후변화와 그 영향의 실체를 알게 된 것은 세계기상기구(WMO)와 유엔환경계획(UNEP)이 공동으로 설립한 IPCC(기후변화에 관한정부간 협의회)의 종합 평가보고서를 통해서다. 보고서에 따르면 최근 200년 동안 급속한 산업화로 사람들이 배출한 온실가스(이산화탄소,메탄,아산화질소,염화불화탄소 등)의 증가로 인해 지구온난화가 일어나고 있다. 지구평균 지표기온이 19세기 말 이후 0.3∼0.6℃ 정도 상승했으며 이로 인해 극지방의 빙하가 녹고 해수면 수위가 과거 100년 동안 10∼25㎝ 상승했다. 따라서 인간을 비롯한 생태계에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상됐다.엘니뇨와 라리냐 등과 같은 현상과 더불어 세계 곳곳에서 막대한 인명과 재산의피해를 가져오는 기상재해가 속출하는 것도 이 때문이라고 과학자들은 보고있다. 그러면 인류는 기상재해를 앉아서 당하기만 하는가?그렇지는 않다. 1992년 브라질 리오에서 154개국 정상급들이 참석한 모임에서 기후변화 협약을 맺고 온실가스를 줄이기 위한 노력을 지속 전개하기로 약속했다.수많은과학자들도 불확실한 미래를 예측하고 최상의 대책을 마련하기 위해 노력하고 있으므로 미래는 그리 어둡지만은 않다. 첨단 과학시대에 고품질의 기상서비스를 위해서는 일기예보 정확도 향상,산업에 이용될 수 있는 다양한 산업기상정보의 생산,그리고 이들 정보의 신속한 전달시스템이 구축돼야 한다. 그럼 우선 예보의 정확도 향상은 어떻게 이루어지는지 알아보자.날씨는 주로 공기의 흐름에 의해서 지배되며,이러한 공기의 흐름이 미래에 어떻게 변하는 지를 예측하는 것이 일기예보다.따라서 일기예보를 보다 정확하게 하기위해서는 세밀하고 정밀한 기상상태를 알아야 한다.시·공간의 4차원 관측을 위해서 기상위성,기상레이더,지상관측,부이(바다에 떠있는 기상관측 장비) 등을 조밀하게 설치 운영하는 것이 필요하다. 기상위성은 지구대기를 24시간 감시하는 눈의 역할을 한다.태풍,허리케인등의 발생,발달,이동 및 소멸과정을 위성으로 추적할 수 있다.기상레이더는좁은 지역에서 집중적으로 내리는 폭우를 잘 감시할 수 있으며,해상에서의기상상태는 부이를 통해서 관측되고 이들 자료는 위성을 통해서 수집된다. 일기예보의 발달과정은 컴퓨터의 역사와 같다고들 말한다.일기예보 모델은기능하면 많은 조건을 포함하는 것이 좋으나 조건이 많으면 많을수록 계산량이 기하급수적으로 늘어나므로 슈퍼컴퓨터가 필요하다.이 조건에 대한 극단적인 예를 유명한 수학자 로렌쯔의 ‘나비효과’에서 볼 수 있다.중국북경에서 나비가 한번 날개 짓을 한 영향으로 다음 해 뉴욕에서 폭풍이 몰아칠 수있다는 이론이다.로렌쯔의 혼돈이론에 따르면 아무리 훌륭한 컴퓨터를 동원해도 날씨를 100% 정확하게 맞출 수는 없다. 그러면 아예 날씨를 바꿀 수는 없을까? 좋은 생각이지만 자연 현상인 날씨를 인위적으로 변경시키는 ‘기상조절’이 쉬운 일은 아니다.그러나 지난 반세기 동안 미국,러시아,중국,이스라엘등 과학 선진국에서 인공증우,안개소산,우박억제 등의 기상조절 기술을 꾸준히 개발해 왔다.이러한 기상조절은 우리 인간이 인위적으로 유리하게 날씨를바꾸는 것으로서 보다 적극적으로 날씨에 대처하는 첨단 기술이다. 인공증우 기술은 구름층은 형성돼 있으나 대기 중에 응결핵 혹은 빙정핵이적어서 구름 방울이 빗방울로 자라지 못할 때 인위적으로 구름씨를 뿌려 특정지역에 비를 더 많이 내리게 하는 것으로 미국,러시아,중국 등에서는 많은실험을 통해서 가능성을 확인했다.세계기상기구 자료에 의하면 기상조절에관한 연구 프로그램을 수행하고 있는 나라는 총 27개국이다.러시아는 1932년세계 최초로 인공비연구소(IAR)를 설립해 지속적으로 기상조절에 관한 연구를 하고 있다.인공증우,안개소산,우박억제 등에 관한 기술이 상당량 축적된것으로 알려져 있다. 안개소산 기술은 공항이나 고속도로 등에서 안개로 인해 항공운항 및 차량통행에 지장이 있을 때 인위적으로 안개를 없애는 것으로 가장 실용화된 기상조절기술이다.앞으로 이 기술이 실용화되면 안개로 인한 항공기 결항과 고속도로의 교통사고 및 차량통행 제한은 사라질 것이다.현재 러시아는 이탈리아와 공동으로 안개소산 실험연구를 알프스산맥 부근의 고속도로에서 수행중이다. 우리가 생각할 수 있는 기상조절 기술은 태풍이나 허리케인 혹은 토네이도와 같은 악기상 현상이 나타났을 때 이것을 약화시켜서 없애 버리거나,이동방향을 피해가 미치지 않는 바다로 돌리는 기술들이 있다.조그마한 태풍 하나가 방출하는 에너지는 수소폭탄 100개를 합한 것보다 크다.때문에 이러한기술들은실용화하려면 천문학적인 비용이 들어서 당분간은 경제성이 없어보이지만 이론적으로는 가능하다. 인간의 삶의 질을 향상시키기 위한 국제협력과 과학의 발달로 미래에는 필요한 기상정보를 손쉽게 받아볼 수 있고 기후변화에 능동적으로 대처해 인위적으로 날씨를 바꾸는 기상조절 기술이 실용화 될 것이다. 남재철 기상연수소 해양연구실장. *기상분야의 국제협력. 기후현상의 특성 중 하나는 인위적으로 지구상에 그어놓은 국경을 완전히무시한다는 것.때문에 기상분야의 연구에는 국제협력체제가 반드시 필요하다. 인류를 기상재해로부터 구하기 위해 공동으로 추진되는 기상분야의 국제협력은 기술혁명과 과학의 발전에 의해 더욱 추진력을 얻고 있다. 미국 일본 호주 EU 등은 세계기상기구(WMO),유네스코의 정부간 해양학위원회(IOC) 등 관련기구와의 국제협력 아래 최신 해양관측·통신·정보처리 기술을 구사해 전 세계 해양의 상황을 실시간에 감시하는 시스템을 구축하고있다.이른바 고도 해양감시계획(ARGO)이다. 지구표면의 7할을 차지하는 해양은기후에 큰 영향을 미치지만 관측·감시가 부족했다.ARGO 계획은 해양의 변화와 상황을 전 지구 규모에서 관측할 수있는 시스템을 구축,장기예보의 정확도를 2004년에는 70%까지 비약적으로향상시키는 것을 목표로 한다.현재의 장기예보 정확도는 45% 정도다. 이 계획에 참가하는 국가들은 프로젝트에 따라 지난 4월 일제히 국제적인표준규격으로 만든 1m 길이의 관측기(ARGO플로트)를 수심 2,000m의 해저에투하했다.관측기는 해류에 흘러다니다 10∼14일 간격으로 수면에 떠올라 바다의 깊이에 따른 수온,염분량 등의 정보를 기상위성에 보낸다.정보송신을마친 관측기는 다시 해저로 들어가 정보측정을 한다.각국은 수집된 해저정보를 기초로 기압배치도와 비슷한 그림을 작성,실시간으로 해양의 상태를 분석한다. 관측기는 해수면뿐 아니라 해저의 정보까지 얻을 수 있기 때문에 기후에 크게 영향을 미치는 해양순환의 상황을 파악하는데 중요한 데이터를 제공한다. 여기서 얻어진 해양관측 정보들이 축적되는 것과 동시에 해양데이터를 수집·해석·제공하는 시스템이 보완된다.참가국들의 연구기관들은 연구성과들을활용해 해양데이터 동영상화 기술을 향상시키고 해수온 예측모델 및 기후변동 예측모델을 고도화해 나간다는 계획이다. 이 계획을 주도적으로 이끌고 있는 일본은 ARGO계획을 밀레니엄프로젝트의핵심과제로 선정했다.참가국들은 2005년까지 태평양 대서양 등에 3,000개의관측기를 자국 주변의 해역에 투하하게 된다.거의 모든 해양상황의 실시간파악이 가능해 지는 것이다. 85년부터 10년간 전개된 열대해양 및 전 지구 대기 프로젝트(TOGA)가 계절및 기후예측의 새로운 시대를 열었다.TOGA 프로젝트는 엘니뇨의 해수면 온도편차와 그로 인한 대기순환의 변화를 여러 계절 규모에서 연간 규모까지 예측할 수 있는 과학적 기초를 마련했다.ARGO 계획도 수개월에서 수년간의 날씨와 기후의 변화를 예측하는 결정적인 계기를 마련할 것으로 기대되고 있다. 함혜리기자 lotus@
  • 인천 ‘생물산업 기술 센터’ 기공

    미국 식품의약품안전청(FDA)의 의약품 제조·품질 관리 기준인 CGMP 기준에 맞춘 바이오산업 부문 전문 연구소인 ‘생물산업 기술 실용화센터’ 기공식이 8일 인천광역시 송도 테크노파크내 현장에서 열렸다.산업자원부가 지원하고 한국생산기술연구원이 주관하는 생물산업 기술 실용화센터는 397억원(국고 351억원)이 투입돼 5,000평 부지에 연건평 1,700평 규모로 2002년에 완공될 예정이다. 함혜리기자 lotus@
  • 배기가스 배출 없는 ‘꿈의 자동차’

    차세대 ‘꿈의 자동차’로 불리는 연료전지자동차의 개발 붐이 일고 있다. 미국의 제너럴모터스(GM),포드,다임러크라이슬러 등 ‘빅6’가 이미 수평적제휴를 통해 공동 개발에 들어갔고,현대자동차도 24일 세계적 연료전지 업체인 미국 IFC사와 손잡고 경쟁에 뛰어들었다. ■현대차의 연료전지차 개발 IFC사와 공동 개발키로 한 연료전지차는 메탄올가솔린 등 연료에서 뽑아낸 수소와 산소를 화학적으로 결합해 전기에너지를만들어 내는 발전장치를 이용한다.배기가스가 전혀 배출되지 않는 청정 에너지 차량이다. 현대차는 다음달 내놓을 싼타페 차종에 75㎾급 연료전지시스템을 적용,올해안에 연료전지차의 개발을 끝내고 2005년부터 양산체제에 들어간다는 계획이다.이 차에 알루미늄 차체를 적용하면 최고 시속 124㎞,가속성능(0→100㎞/h)이 12.6초에 이를 것으로 예상하고 있다. ■빅6의 수평적 제휴 활발 다임러크라이슬러와 포드가 선두 주자다.두 회사는 캐나다의 연료전지회사인 발라드사와 공동으로 97년에 전문회사를 설립해시험차를 개발,양산체제에 들어갔다.2004년부터 4만대 가량을 양산해 상용화할 계획이다. GM-도요타-혼다는 연료전지업체를 끌어들이지 않고 독자 개발 중이다.시험차의 전 단계인 개념차량 개발을 완료했으며 2004년부터 양산에 들어갈 것으로 알려졌다. 폴크스바겐-르노-닛산도 연료전지업체와,미쓰비시는 그룹차원에서 각각 개발을 서두르고 있다. ■대량생산은 언제쯤 업계에서는 자동차 메이커의 계획대로 향후 몇년내에대량 생산체제로 들어가기는 쉽지 않을 것으로 보고 있다. 기술개발은 큰 문제가 아니지만 막대한 투자비용 등을 고려할 때 실용화단계까지는 해결해야 할 과제가 적지 않다는 것이다.기존 제품과의 가격차를얼마나 좁힐 수 있느냐가 최대 관건이 될 것으로 보고 있다. 주병철기자 bcjoo@
  • 재기의 등불 18회 교정대상 영광의 열굴/ 특별상

    ◆면려상◆임상주 인천구치소 교위. 소년수형자의 취미활동 지원에 남다른 관심을 쏟아왔다.71년부터 91년까지인천소년교도소에 근무하면서 4차례에 걸쳐 소년수형자 148명을 이끌고 잼버리대회에 참가했으며 84년에는 멜버른 올림픽 은메달리스트 송순천씨의 도움을 받아 소년수형자 24명에게 복싱을 지도,전국아마복싱선수권대회에서 금메달 5개를 땄다. ◆박애상◆허부경 광주교도소 종교위원. 88년부터 광주교도소 독지가로 활동해오다 93년 종교위원으로 위촉돼 12년 4개월동안 수용자 교화사업을 벌였다.89년 3월부터 수용자 정신교육에 나서지금까지 53회에 걸쳐 5,200여명에게 강의를 했으며 장기수형자와 자매결연을 하거나 생활지원금을 후원,명랑한 수형생활이 될 수 있도록 했다. ◆성실상◆백평선 천안소년교도소 교위. 어려운 재소자와 불우이웃을 많이 도왔다.장흥교도소에서 근무하던 81년 재소자의 가족이 피해자와 합의,생계가 막연하다는 사실을 알고 본가의 전답 4,900평을 4년간 무상임대해줬다.96년에는 연고가 없거나 의지할 곳 없는 불우수용자 116명과 직원들간의 자매결연을 주선하고 수시로 상담을 갖도록 해고충을 덜어주었다. ◆자비상◆권향임 군산교도소 종교위원. 84년 군산교도소에서 봉사활동을 시작한 이래 16년동안 종교교화 활동에 매달려왔다.89년 종교위원으로 위촉된 이후 106회의 불교법회를 주관,6,344명의 수용자에게 부처님의 가르침을 설법하고 2,042명의 수용자를 불자로 귀의케 했다.또 명절과 석가탄신일 등에는 수용자들에게 음식물과 속옷 등 생활필수품을 지원했다. ◆창의상◆강익구 경주교도소 교위. 출소자에게 중국음식점 점포를 차려줄 정도로 어려운 재소자들을 많이 돕는다.97년에는 수용자들이 나이로 자주 다투는 것을 보고 40살이 넘는 수용자에게 크로바 표식을 달아 줘 교정사고를 방지했다.독실한 기독교 신자로 94년부터 해마다 여름방학과 겨울방학 때에는 자녀들과 함께 고아원과 양로원을 방문한다. ◆자애상◆김부광 안양교도소 종교위원. 신진자동차 운전학원장으로 있으면서 86년부터 교정교화에 일익을 담당해왔다.90년 10월부터 해마다 열리는 춘·추계 수용자 체육대회에 참석,모두 1,100만원의 상품을 지원했으며 수용자들의 정서함양을 위해 악기 등 200여만원의 물품을 제공했다.또 한자교육을 위해 교재를 지원하고 성적 우수자를 위한 상품도 내놓았다. ◆교화상◆박병선 제주교도소 교사. 한라대학에서 컴퓨터정보학을 배우고 있는 신지식인 교도관.지난해 3월 제주교도소 인터넷 홈페이지를 개설하고 6월에는 교정 판례연구회를 발족할 정도로 창의적이다.조선족들의 밀입국이 잦자 이들을 위한 안내책자를 제작,비치하기도 했다.지난 2월에는 교정기관으로서는 처음으로 화상면회제도의 실용화에 성공했다. ◆공로상◆홍남용 의정부교도소 교화의원. 84년 교화위원이 된 이래 16년 동안 교화활동을 벌여왔다.95년부터 98년까지의 초대 의정부 민선시장 시절에도 교화에 나서 많은 출소자들을 취업시켰으며 출소자가 사망하자 그의 아내를 시에서 운영하는 재활용센터에 취업시켜자립기반을 다지게 했다.지난 2월에는 브라질 민속공연단을 초청,수용생활의안정을 다졌다. ◆권영만 육군교도소 상사. 20년 넘게 육군교도소 교도관으로 일해오면서 재소자 교정교화 업무에 헌신해온 모범 교도관.81년부터 10년간 명절에는 사비를 털어 아내와 함께 음식을 장만,재소자들을 찾았으며 90년부터 행형업무를 맡게 되자 상·중·하로구분돼 애매했던 행실심사제도를 점수제로 개선,불만의 소지가 없도록 했다.
  • [21세기 과학 대탐험](13)光기술

    2020년 어느 날 아침,달에 있는 허니문호텔에서 달콤한 첫날밤을 보낸 성호씨와 소연씨는 지구의 친정 부모님께 신혼 첫인사를 올렸다.레이저 홀로그래피를 이용한 입체TV는 영상과 음성을 실시간으로 전달,마치 친정의 안방에있는 것처럼 생생하게 인사를 할 수 있다.소연씨의 어머니는 딸의 눈에 행복감이 가득한 것을 보고 마음이 흐믓하기만 하다.이들 부부는 어제 지구에서결혼식을 올리고 일주일 코스로 화성까지 다녀오는 ‘스페이스 허니문’을즐기고 있는 중이다.이들이 탔던 우주선은 레이저 플라즈마 로켓으로 추진되기 때문에 지구에서 달까지 한나절에 갈 수 있다.금속표면에 강력한 레이저를 모아 플라즈마가 분출될 때 생기는 반발력을 이용하기 때문에 강한 추진력을 얻을 수 있고,많은 양의 연료를 싣고 갈 필요도 없다. 성호씨는 지구에 있는 자신의 ‘레이저 식물공장’의 중앙제어 컴퓨터에 접속했다.신혼여행을 떠나기 전에 열흘치 생장프로그램을 입력시켜 놓았다.식물공장 지하에서는 재배실별로 벼,토마토와 오이,그리고 백합,장미 등이 반도체 레이저의 빛을 받으며 자라고 있다.드넓은 공장 안의 온도와 습도는 모두 컴퓨터로 자동 제어된다.자연공간에서 자라는 것보다 성장이 5배 이상 빠르고,병충해가 침입할 수 없도록 환경을 완벽하게 제어하기 때문에 무공해재배가 가능하다.반도체 레이저의 파장을 식물의 엽록소 흡수 스펙트럼에 일치시켜 광합성 효율을 최대로 하기 때문에 낭비되는 전기가 없다.식물이 자랄 때와 열매를 맺을 때 등 성장 단계에 따라 최적의 광량과 파장이 자동으로 조절된다. 광기술이 고도로 발달한 2020년대의 생활상이다. 20세기의 기술문명이 전자공학에 의해 꽃이 피었다면 21세기의 기술혁명은‘광기술’에 의해 주도될 것이다.이러한 시대조류는 ‘21세기는 광자(光子)의 시대’라는 말로 대변되고 있으며,현재 이미 그 징후들이 도처에서 나타나고 있다. 그 중 가장 대표적인 것이 광통신 기술이다.인터넷 사용인구가 폭발적으로증가하고 있고 전달되는 정보가 더욱 대용량화되고 있기 때문에,기존의 통신기술은 속도와 용량 면에서 곧 한계에 다다를 것이란 예측이다.광기술은 현재로서 이러한 문제를 해결할 수 있는 유일한 기술로 인식되고 있다. 광기술의 발달로 2010년에는 현재 1,000배 이상의 용량을 갖는 광메모리칩도 실용화되고 지금보다 십만 배 이상 빠른 광인터넷이 우리들의 가정,사무실,공공기관 등을 연결해 줄 것이다.유명 관광지를 집에 앉아서 실시간 입체영상으로 관람하거나 전세계 도서관에 있는 방대한 양의 자료를 언제 어디서나 쉽게 찾아볼 수 있다.또한,2020년경에는 현재의 수퍼컴퓨터로는 수십억년이 걸릴 계산을 불과 수 분내에 처리할 수 있는 광컴퓨터(양자컴퓨터)가 실현되어,손목에 차고 다닐 수 있는 초소형 휴대PC나 인간에 버금가는 지능을가진 로봇을 개발하는 데 기여하게 될 것이다.현재의 컴퓨터 계산방식에서는0과 1의 이진법을 사용하지만,빛을 이용하는 양자계산에서는 0과 1 사이의수많은 상태를 이용하므로 처리속도가 상상을 초월할 정도로 빨라지는 것이다. 에너지 분야에서는,레이저 핵융합기술이 실용화되어 바다나 우주에 무궁무진하게 존재하는 수소원료에서 무공해 에너지를얻을 수 있게 된다.‘인공태양’이 지구상에 만들어지는 것이다. 값싸고 풍부한 무공해 전기를 얻을 수 있기 때문에 사막에다 담수화된 바닷물을 끌어들여 옥토를 만듦으로써 풍요로운 녹색 지구를 만들 수도 있게 될것이다.고비사막이 녹화되면 매년 3,4월에 발생하는 우리 나라의 골치 아픈황사현상도 없어질 것이다.이와 함께 정지궤도에 설치된 우주 발전소에서 만든 전기를 레이저빔으로 바꾸어 우주기지나 지구상에 전송하는 기술도 실용화될 것으로 예상된다. 지금도 의료분야에서 폭넓게 이용되고 있는 의학용 레이저의 경우 21세기에장치가 소형화되고 값도 저렴해져 각종 진단과 치료에 일상적으로 이용될 것이며,새로운 진단 및 치료기기가 등장할 것이다.예를 들어,레이저를 이용한광 단층촬영(CT) 기술이 실용화되어,기존의 X선 CT나 자기공명영상장치(MRI)로는 불가능한 초미세 진단이 가능해져 질병을 조기에 발견해 치료할 수 있게 될 것이다. 특히, 레이저의 파장을 다양하게 변화시켜 질병부위의 화학적성분을 알아낼 수 있기 때문에 단순하게 영상을 얻는 것보다 한 단계 높은차원의 진단이 가능해 진다. 적외선 레이저는 X-선에 비해 인체에 해롭지 않기 때문에 필요하면 언제라도 신체내부의 레이저 영상을 얻어 치료과정을 단계적으로 살펴볼 수 있는이점이 있다.생의학 분야에서는 X-선 레이저 홀로그래피가 조만간 실용화될것이다.이 기술은 생체세포를 살아있는 상태에서 수만 배 확대된 입체영상으로 보여주기 때문에 세포 신진대사나 바이러스의 침투,약물에 대한 세포의반응 등을 실시간으로 연구할 수 있게 된다.기존의 고주파 가속기술을 대체하는 레이저가속기술이 실용화되면 현재 길이가 수십 km에 이르는 입자가속기가 수 미터 크기로 소형화될 것이다. 한편,21세기에는 중·장거리 전략 미사일을 수백km 밖에서 파괴시킬 수 있는 고출력 레이저 광선 무기가 개발될 것으로 전망된다.생화학 무기나 핵무기를 실은 미사일을 발사하여 전쟁을 일으키려는 나라는,먼저 이 미사일이공격목표에 도착하기도 전에 상대국의 레이저 무기에 의해 요격되어 자기 나라 상공에서 폭발할 것을 걱정해야 한다.광기술이 여는 21세기의 기술혁명은 이제 막 시작되고 있으며,그 변혁의 속도는 지난 세기의 그것과는 비교가 되지 않을 정도로 빠르다.이러한 변혁을잘 제어해 인류는 20세기보다 훨씬 풍요로운 삶을 누릴 것으로 확신한다. ■필자 약력/ 李 鍾 旼. ▲57세 ▲서울대 문리과대학 물리학과 이학석사 ▲고려대 이학박사 ▲국방과학연구소 전자광학부 실장 ▲한국원자력연구소 기초연구부 부장 ▲한국광학회 회장 ▲한국원자력연구소 미래 원자력 기술개발단 단장(jmlee@kaeri.re.kr). *레이저 응용 光기술. ‘인공 광원’인 레이저를 응용한 광(光)기술이 고도 정보사회의 핵심기술로 각광받고 있다. 미 휴즈항공사의 물리학자 메어먼박사가 여러개의 섬광판으로 루비를 자극시켜 루비레이저를 발현시키는 데 성공한 것이 1960년 7월.태양빛,즉 자연광을 제어하는 수준에 국한됐던 광기술은 레이저의 발명 이후 완전히 새롭게탈바꿈했다.최근에는 광학과 전자,기계 분야의 융합으로 레이저 응용분야는더욱 확대되고 있는 추세다. 레이저(LASER)란 ‘유도방출에 의한 빛의 증폭 또는 그 현상’을 일컫는다. 레이저용 매질(媒質)에 외부에서 계속 자극을 주면 매질은 불안전한 상태가된다.매질이 안정된 상태로 돌아오면서 에너지의 일종인 광자(光子·빛)를내뿜는 현상이 레이저다. 레이저가 내뿜는 빛은 우리가 눈으로 감지할 수 있는 가시광선을 포함해 마이크로파,적외선,자외선,X-선 등 모든 전자기파를 포함한다.고체(유리,루비,티타늄사파이어),액체,기체(헬륨네온,아르곤이온,이산화탄소,엑시머),반도체(갈륨비소,인듄갈륨비소),자기장 등 매질에 따라 수천종류의 레이저광이 확인되고 있다. 레이저는 일반적인 빛과 달리 직진성,단색성,간섭성,집속성,고출력 에너지방출 등을 특징으로 한다. 이같은 특성 중 직진성과 집속성,고출력 에너지를 응용한 것이 군사용 및의학용 레이저다.정보 입력(스캐너)에서부터 광통신(광섬유,광교환기),데이터저장(CD나 DVD),출력(레이저프린터,영상표시장치) 등 레이저는 우리 생활전반에 이미 깊숙히 자리잡고 있다. 광자가 갖는 강력한 에너지를 이용해 정밀절단을 하거나 구멍을뚫는 레이저 가공기의 개발도 활발하다.화학산업에서는 빛을 유기체와 결합시킴으로써새로운 성질을 갖는 소재를 개발할 수 있게 됐다. 최근에는 차세대레이저로 불리는 자유전자레이저에 대한 연구가 매우 활발하다. 자유전자레이저란 전하(電荷)를 띤 빔을 자기장에 쏘았을 때 생성되는 레이저.기존의 레이저가 파장이 매우 제한적인데 반해 자유전자레이저는 광범위한 영역의 파장을 모두 낼 수 있기 때문에 응용분야 또한 무궁무진해 ‘꿈의레이저’로 떠오르고 있다. 다양한 파장의 빛은 DNA나 단백질 등 분자단위의 미세한 대상의 구조를 분석하고 조작하는 것부터 탄도탄을 쏘아 맞추는 군사용까지 막강한 파워를 구사 할 수 있다. 국내에서는 최근 원자력연구소 이종민박사팀이 소형가속기(마이크로트론)를이용한 원적외선 영역의 자유전자레이저 개발에 성공했다. 미 항공우주국(NASA)은 자유전자레이저를 지구상 4만∼5만㎞에 떠있는 인공위성에 쏘아 위성을 반영구적으로 가동할 수 있는 에너지원을 제공하는 프로젝트를 추진 중이다. 함혜리기자 lotus@
  • [21세기 과학 대탐험](12)그린테크놀러지

    2030년 4월 ‘깨끗한 지구를 지키는 모임’의 뉴스레터에 이런 소식이 실렸다.울산과 여천의 화학공단이 전국에서 가장 살기 좋고 쾌적한 환경을 지닌공단주거복합단지로 각광받고 있다는 것이다.주거지와 함께 있는 공단 덕분에 이 지역 주민들은 전기료와 난방비 그리고 상·하수도요금을 거의 내지않고 있을 뿐 아니라 곳곳에 맑은 호수와 공원이 조성돼 쾌적한 전원도시 생활을 즐길 수 있다고 한다.그래서 이 지역의 부동산 가격이 이미 서울지역의2배가 넘는다. 공해문제의 대표적인 사례로 얘기됐던 곳이 이렇게 바뀐 것은30여 년 전부터 꾸준히 추진돼 온 무방류(無放流)기술 덕분이다. 무방류 기술은 지구와 공생(共生)하기 위해 세계 각국에서 도입하고 있는 첨단 그린테크놀로지(Green Technology)다. 무방류 기술을 도입한 결과 검은 연기가 배출되던 공장의 굴뚝에서는 배기가스가 사라진 지 이미 오래다.공해물질에 찌들어 검은 빛을 띠었던 하늘은건드리면 금방이라도 파란 잉크가 쏟아질 것처럼 맑고 깨끗하다.푸른 하늘에는 새들이 평화롭게 날고 있다.배기가스는 완전 정화되고,배출되는 폐열과수증기까지도 다시 회수하여 생산설비에 필요한 에너지와 공업용수로 사용하고 있다.남는 폐열은 인근 주거지역의 난방용으로 공급된다.검은 폐수가 쏟아져 나오던 배출구에서도 이미 폐수를 볼 수가 없게 됐다.쓰레기가 버려지고 독한 폐수와 하수가 유입돼 심한 악취를 풍기고 죽은 물고기가 둥둥 떠다니던 공단 옆의 하천에는 수많은 물고기가 살고 있다.한여름에는 어린 아이들이 이곳에서 수영을 즐긴다. 산에 사용되고 버려지던 공장폐수는 완전히 정화되어 생산에 필요한 공업용수로 재사용되기 때문에 하천으로 전혀 방류되지 않기 때문이다.폐수처리과정에서 나오는 슬러지는 인근의 공장으로 자동 이송돼 보도용 블럭과 도로포장용 재료로 다시 쓰여지고 있다. 공장과 담을 사이에 둔 아파트에서는 이미 하수에서 열을 회수하여 냉방과난방을 하고 있다.수도꼭지를 틀면 하수처리장 옆에 있는 하수상수화 공장에서 처리된 상수가 공급된다.하수상수화 공장은 인근의 하수처리장에서 1차처리된 하수처리수를 공급받아 ‘첨단 분리막공정’을 이용,완벽하게 처리하여 상수로 공급한다.첨단분리막공정이란 분자크기의 물질도 걸러낼 수 있는분리막을 이용해 물에 함유된 오염물질을 완벽하게 걸러서 청정한 물을 얻는최첨단 수(水)처리공법이다. 음식물 쓰레기는 압축공기를 이용하는 자동 이송시스템을 통해 처리공장으로 운반된 뒤 식초와 영양보조 식품으로 탈바꿈한다.일반 쓰레기도 자동 이송시스템을 통해 운반되면 상태별로 자동 분리돼 상품의 원료와 에너지원으로 재사용된다.가전제품도 제조회사가 회수해 재생산에 사용하기 때문에 인근의 쓰레기 매립장은 반입되는 쓰레기가 없어 폐쇄된 지 이미 10여 년이 지났다.요즘에는 공원화 공사가 한창 진행 중이다. 이처럼 꿈같은 상황이 30년 후엔 실현될 것으로 기대되고 있다. 학기술과 산업생산의 비약적 발전은 인구증가와 자연환경의 파괴를 초래했으며 시간이 지남에 따라 문제가 해소되기는 커녕 더욱 심각해지고 있다. 지구는 온난화,오존층 파괴,생물종 다양성의 파괴 등으로 몸살을 앓고 있다.다이옥신,환경호르몬,전자파 등과 같이 과거에는 예견하지 못했던 건강 위험요인들까지 등장하고 있다.자연을 도외시하고 눈앞에 보이는 이익과 편리만을추구해 온 탓이다.현재와 미래의 인류가 건전한 환경의 혜택을 유지해가기위해서는 대량생산 및 대량소비에 길들여진 사회경제 시스템을 환경친화적인시스템으로 전환해야 한다.지구생태계를 유지·회복하고 자연과 인간이 공생할 수 있는 기술이 요구되고 있는 것이다. 구환경과 공존하고 지속 가능한 발전을 위해서는 ‘완전순환식 환경시스템’의 구축이 필요하다.무방류 기술은 이 시스템을 구축하는 기반으로 산업과도시에서 배출되는 폐기물과 에너지를 효율적으로 재이용함으로써 자원의 낭비없이 생산활동과 생활을 지속적으로 영위할 수 있게 하는 기술이다. 지금까지의 환경기술은 산업과 도시에서 배출되는 폐수 또는 폐기물과 같은오염물질을 개별적으로 처리, 고도의 기술을 사용하더라도 소비되는 자원의양을 줄이고 배출되는 오염물질을 줄이는 데는 한계가 있었다.그러나 무방류기술은 청정공정, 즉 환경에 미치는 부하가 적은 에너지와 자원을 사용하는공정으로 상품을 생산하고 이렇게 생산된 상품을 소비하는 과정에서 배출되는 폐수와 폐기물,폐열 등을 도시와 산업체에서 자원 또는 생산에너지로 효과적으로 회수해 재사용한다.산업현장과 도시 사이에 이러한 순환고리가 유기적으로 움직일 수 있도록 형성함으로써 오염물의 형태로 자연에 배출되지않도록 하는 기술이다. 무방류를 실현하기 위해서는 친환경적인 원료의 사용과 연료전지,태양전지,지열,풍력,조력 등 청정에너지기술이 선결과제다.산업체로부터 나오는 폐열,쓰레기나 슬러지의 소각으로부터 발생되는 소각에너지를 재활용하는 기술도필요하다.이밖에도 가전제품 재활용,하·폐수의 처리,에너지와 자원의 절약기술,자원의 재생이용,폐기물의 감량화,오염제거기술 등 다양한 기술을 최적화하고 조합시킬 필요가 있다.또한 산업간 그리고 도시와 산업간의 재활용시스템 정비는 물론 생산공정과 도시의 물질 순환을 폐쇄화하는 새로운 구조의 도입이 요구된다. 그러나 이런 기술개발보다 새로운 시스템의 패러다임 변화를 지역과 기업그리고 전 인류가 공유하는 것이 더 중요하다.과거 인간의 복지증대가 환경문제를 불러왔다면,미래에는 인간이 환경의 보존을 위하여 어떠한 일을 할수 있을 것인가를 목표로 하는 사고의 전환이 필요하다. 지속 가능한 인간문명을 유지하기 위해서는 창조적이면서도 자연과의 공생이 가능한 새로운 문명 패러다임과 그것을 뒷받침하는 과학기술이 필요하다. 지구 자연과의 공생,지속 가능한 발전을 위해 노력한다면 2030년 쯤에는 ‘환경오염’,‘폐수’,‘쓰레기’,‘공해’ 라는 말들은 ‘자원’,‘에너지’,‘상품’ 등의 의미로 사용될 것이다. ◆ 안규홍/ 필자 약력. ▲48세 ▲서울대 공과대학 토목공학과 ▲미국 코넬대 환경공학과 석·박사▲한국과학기술원 환경공학연구실장 ▲▲마노아대학(미 하와이) 객원교수 ▲한·러 과학기술협력센터 기술협력실장 ▲고려대 객원 정교수 ▲한국과학기술연구원 환경·공정 연구부장(khahn@kist.re.kr). *'바이오 매스' 이용기술 각광. 하나뿐인 지구의 환경문제에 대한 관심이 높아 지면서환경보전을 최우선으로 하는 그린테크놀로지에 관심이 모아지고 있다. 가장 대표적인 것이 식물이나 미생물 등 생물자원을 이용해 에너지나 유용물질을 만들어내는 ‘바이오매스’ 이용기술이다.바이오매스(Biomass)란 일정한 공간 내에 존재하는 동식물의 전량을 일컫는다.지금까지 무용지물로 여겨져 온 식물이나 미생물의 생산력을 활용해 에너지를 생산하거나,의약품을만드는 연구가 활발하다. 미국에서는 여유 곡물로부터 에탄올을 만들어 가솔린에 혼합해 사용하기 시작했다.브라질에서는 ‘국가 알콜계획’에 따라 사탕수수로부터 만든 에탄올을 연료로 하는 자동차 생산을 늘리고 있다. 일본에서는 최근 목탄,농업 폐기물(왕겨),축산폐기물(가축분뇨),종이를 이용한 가연 쓰레기가 개발됐다.일본공업기술원 자원환경기술종합연구소는 수초인 호티아오이를 고온고압 환경하에서 액화시켜 중유상태의 기름을 제조하는데 성공했다.이 기술은 호수의 부영양화를 방지하면서 에너지를 생산할 수있어 실용화 연구가 한창이다. 바이오매스 이용기술이 에너지 자원으로 주목받는 이유는 지구온난화의 가장 큰 원인인 이산화탄소를 배출하지 않기 때문이다.목재나 식물 등을 미생물을 이용해 메탄,에탄올로 변환시키는 방식으로 에너지를 얻으면 지구의 생태계를 순환하는 탄소량에 변화가 없어 지구온난화 진행을 억제할 수 있다. 또 식물은 석유나 석탄 등 화석에너지와 달리 매년 번식하기 때문에 고갈되지 않는다.항상 ‘재생산’할 수 있는 에너지원인 셈이다. 생물을 이용해 유용한 물질을 만드는 연구도 활발하다.도쿄대 첨단과학기술연구센터는 해조에서 항산화물질을 추출하는데 성공했다. 한국과학기술원(KAIST) 화학공학과 이상엽(李相燁)교수는 지난 해 미생물을이용해 광학활성 정밀화학물질인 하이드록시카르복실산(생분해성 플라스틱)을 생산하는 기술을 세계 최초로 개발,국제학계의 주목을 끌었다.항생제와의약품,향료 등 고부가가치 제품의 원료인 광학활성물질을 환경친화적인 방법으로 값싸게 생산할 수 있는 기술로 평가된다. 지금까지 화학적인 방법으로는 생산이 어려웠던 광학활성물질을 미생물의고분자자가분해에 의해 생산하는 이 기술은 미국 일본 중국 등 각국에 특허출원 중이며 LG화학과 공동으로 상용화가 추진 중이다.이교수는 “아무리 공정을 개발해도 바이오매스를 이용해 생산된 화학물질이 기존 플라스틱보다싸지는 않지만 환경의 중요성이 계속 부각되면서 재생가능한 바이오매스에대한 연구와 실용화가 매우 활발하다”고 말했다. 함혜리기자 lotus@
  • 정보통신특집/ 꿈의 이동통신 IMT-2000 실용화 임박

    ‘꿈의 이동통신’이 다가오고 있다.전세계 어디서나 동영상으로 상대의 얼굴을 확인하면서 대화를 나누고,각종 데이터도 자유롭게 받고 보낼수 있는차세대 동영상 이동통신(IMT-2000)이 조만간 현실화될 예정이다. IMT-2000에 의해 펼쳐질 통신혁명 시나리오는 대충 이렇다. “2002년 마침내 개막된 ‘2002 코리아-저팬 월드컵’의 열기가 뜨거운 어느날.아프리카 오지에서 이동전화 단말기를 이용해 월드컵 4강에서 맞붙은한국과 일본의 축구 경기 장면을 본다. 경기를 지켜보다 무선인터넷에 접속해 지금까지 양국간 전적을 검색한다.이때 투자한 주식이 상한가를 기록중이라는 경보음이 울린다.곧바로 코스닥 증권거래 사이트에 접속해 매도 주문을 낸다. 곧이어 서울의 집에서 전화가 온다.사랑스런 아내와 딸의 모습을 직접 확인하면서 일상의 대화를 나눈다” IMT-2000은 그야말로 통신서비스의 마지막 작품이 될 최상의 서비스로 다가오고 있다.전세계가 단일 통신권으로 통합되는 것은 물론 유선과 무선의 ‘벽’을 허무는 혁명적인 이동통신 서비스이기때문이다. IMT-2000은 ‘International Mobile Telecommunication for 2000’의 약자로 기존 이동전화와 달리 데이터통신과 영상서비스에 초점이 맞춰진 차세대이동통신 서비스. 주파수 대역이 2000M㎐,즉 2G㎐대로 기존 이동전화(셀룰러는 800M㎐,개인휴대통신은 1.8G㎐)보다 고주파 대역을 사용하기 때문에 보다 많은 가입자를확보할 수 있고 통화품질도 훨씬 좋다. 무선인터넷 접속속도가 최고 2Mbps급이기 때문에 IMT-2000 단말기를 사용하면 단말기의 액정화면을 통해 상대방의 얼굴을 보면서 통화할 수 있고 자유자재로 인터넷에 접속,정보검색과 업무를 처리할 수도 있다. 또다른 특징은 글로벌 통화서비스가 가능해진다는 점이다.기존 이동전화는각각 서비스 실현기술 방식이 다르고 국가나 지역마다 사용하는 주파수 대역이 달라 호환성에 문제가 있었으나 IMT-2000은 주파수 대역과 단말기를 포함한 네트워크 장비에 대한 표준화를 통해 세계 어디서나 같은 단말기로 서비스를 주고 받을 수 있다. IMT-2000은 내년에 일본이 처음 서비스를 시작하고 유럽 국가들도 이르면 2002년부터 서비스에 들어간다.국내에서는 연말까지 3∼4개의 서비스 사업자가 선정되고 2002년 5월 개막되는 월드컵에 맞춰 상용서비스가 시작될 전망이다. 박홍환기자 stinger@
  • 떠오르는 생명공학주/ 바이오 벤처기업 전성시대 성큼

    얼마전 모 증권사를 통해 펀드매니저 90여명이 LG화학연구소를 방문했다.방문목적은 생명공학에 대한 실태파악이었다.지난달에는 국내 코스닥시장의 대표적인 바이오칩으로 꼽히는 마크로젠의 주가가 10만원(액면가 500원)을 넘어섰다.생명공학기술이 정보통신과 함께 21세기 핵심산업으로 떠오르면서 우리나라에도 본격적인 생명공학 벤처기업(바이오벤처) 시대가 열리고 있다. ◆바이오 산업이란/ 생명공학기술을 바탕으로 생물체가 갖고 있는 기능과 정보를 활용해 인류가 필요로 하는 유용한 물질을 생산하는 산업이 바이오산업이다.여기에 정보통신,신소재기술과 상호결합을 통해 발전하면서 바이오산업은 21세기 산업과 경제 패러다임을 주도하는 핵심기술로 등장했다.유망상품은 각종 항생제 및 항암제,면역조절제,우량종자,무공해 농약,기능성 식품 등으로 의약·환경·식품·농업·에너지·해양 등에 걸쳐 관련 분야가 다양한것이 특징이다. ◆왜 바이오벤처에 주목하나/ 생명공학 기술을 응용한 바이오 산업은 환경친화적이며 미래지향적인 분야다.하지만 산업적으로 볼 때 가장 큰 장점은 제조원가에 비해 제품의 수익성이 높은 고부가가치 산업이라는 점이다.미생물제제의 경우 원가가 매출대비 100분의 1이고 항암제인 인터페론은 1g 가격이 5,000달러나 된다. 국내 바이오벤처 1호인 마크로젠이 만든 유전자이식 실험용 생쥐의 경우 원가가 150만원 정도지만 마리당 판매가격은 500만원에 이른다. 높은 성장성도 바이오 산업이 부각되는 이유다.일본 과학기술 정책연구소에따르면 세계 바이오 산업규모는 98년 약 376억달러에서 2010년 1,920억달러로 늘 것으로 전망된다.미국 생명공학 벤처기업들은 연평균 성장률이 20∼30%에 달한다.바이오산업의 또 다른 강점은 사업영역이 다양하다는 것.미생물이나 아미노산 합성체 등에서 특정 기술을 개발하면 이를 보건의료,농업,식품,환경 등에 응용할 수 있다. 인간의 유전자 구조를 밝히는 게놈프로젝트가 완성단계에 진입하면서 유전자 및 바이오 인포매틱스 분야의 전망은 더욱 밝아지고 있다. ◆바이오 벤처 현황/ 80년대 초부터 대학의 연구자들을 중심으로 생명공학전업기업이 탄생하기 시작한 미국의 경우 98년 기준 약 1,200여개의 바이오 벤처가 성업 중이다.특히 미국 서부지역에서는 실리콘 밸리(전체 업체중 40%)를 중심으로 한 바이오벤처들이 급성장하고 있으며 동부지역은 거대 기업 중심의 기존 산업 위주로 발전하고 있다.유럽에도 영국 프랑스 독일을 중심으로 1,036개 정도(97년 기준)의 바이오벤처가 설립돼 있다. 한국의 바이오 벤처산업은 아직 초기단계다.창업 피크가 미국에 약 15년,프랑스나 캐나다 등과도 약 11년의 시차를 보인다.전반적인 기술수준은 선진국대비 평균 65%정도다. 바이오 산업에 참여하고 있는 업체는 대기업을 포함,200여개에 이르지만 이 중 바이오벤처로 구분되는 업체는 80여개 정도로 추정된다. 이들 가운데 대표이사가 바이오테크 관련 백그라운드를 갖고 있으며 바이오제품(미생물,아미노산 복합체,유전자,바이오 인포매틱스 등)을 개발·생산하는 바이오벤처는 한국바이오벤처기업협의회 회원사 12개를 포함,50여개 정도에 불과하다. 선진국에 비해 출발은 늦었지만 우리나라는 높은잠재력을 갗추고 있는 것으로 평가된다.최근 국내 생물산업 시장의 성장률이 약 50%로 세계 평균(20∼30%)을 훨씬 웃돌고 있다.국내 시장규모는 95년 3,200억원,2000년 1조1,000억원에 이어 2005년에는 23조5,000억원으로 급증할 전망이다. 우수한 연구인력을 확보하고 있다는 점도 강점이다.유전공학 붐이 일던 80년대 초반 대학수업을 받은 우수한 인재들이 중견으로 변신,바이오 벤처의주역으로 활동하고 있다. 함혜리기자 lotus@. *바이오벤처 문제점. 인구증가와 수명연장에 따른 노화방지,장애복구,불치·난치병 치료 등 건강한 삶을 위한 생명공학의 기술개발 요구가 날로 증가하고 있다. 이에 따라 바이오 벤처에 많은 대기업 벤처캐피털 등 투자자들이 모이고 있고,정부에서도 적극적인 지원을 약속하고 있다. 산업자원부는 생물산업발전 종합대책을 수립,생물산업을 21세기 우리경제의핵심전략산업으로 육성하겠다고 밝혔다. 과학기술부도 생명공학육성계획을마련해 신기능 생물소재와 생명공학 실용화사업을 주도하고 있다.생물산업의지역혁신거점을 구축하고 네트워크화하는 작업을 활발히 진행 중이다.대표적인 예가 춘천시의 생물산업벤처기업지원센터와 대전시와 생명공학연구소가주관하는 생물산업벤처지원센터다. 하지만 이같은 관심이 ‘지속적인 투자’로 이어져야 한다고 업계 관계자들은 지적한다.생명공학기술은 의약·농업·에너지 등 다종의 학문이 동원되며오랜 연구개발과 지식의 축적 없이는 발명품이 나오기 어렵고, 산업화하기에도 많은 시간과 연구비용이 필요하기 때문이다. 바이오산업이 미래유망산업임에도 불구하고 우리나라에서 연구개발 투자가저조했던 것은 무엇보다 투자회수기간이 길기 때문.최소 3년에서 10년 이상걸리는 프로젝트가 대부분이다.“황금알을 낳으려면 인내심을 갖고 닭을 키워야 한다”고 벤처인들은 강조한다. 생명공학은 기초연구가 성과가 곧바로 상업적 유용물질 개발로 이어지는 경우가 많다.투자가들이 올바른 선택을 하도록 공정하고 객관적으로 기술력을평가해주는 기관이나 단체의 설립도 중요하다.‘무늬만 바이오벤처’인 기업을 걸러내기 위해서다. 함혜리기자. *어떤 주식이 힘 얻을까?. 미 나스닥시장의 바이오테크 열풍으로 국내에서도 생명공학업종이 부쩍 주목받고 있다. 미국에서는 인간유전자 해독사업인 게놈프로젝트(Genome Project) 1단계 사업이 마무리단계에 접어들면서 관련기업의 주가가 가파르게 오르고 있다.지난해 초 400포인트 언저리를 맴돌던 나스닥 바이오테크지수는 최근 1,096포인트까지 치솟았다.대표적 게놈프로젝트 관련 기업인 세레라제노믹스와 휴먼게놈사이언스의 주가도 연초보다 10% 이상 뛰었다.국내에서도 올들어 일부제약주들의 강세 현상이 두드러진다. ◆국내 생명공학은 제약주가 주도/ 미국의 바이오테크산업은 게놈프로젝트 기업이 주축을 이루는 데 반해 우리나라의 경우 의약·미생물·농업·식품 등다양한 분야의 기업이 혼재한다.주로 유전공학 응용분야 중심의 신약개발사와 의료·보건 관련 기업이 시장을 이끌고 있다. 국내 바이오테크산업은 EPO(적혈구감소증치료제)와 G-CSF(항암보조치료제)등 대형 바이오의약품 개발에 성공하면서 성과가 가시화되고 있다.EPO와 G-CSF는 인간인슐린,인터페론,인간성장호르몬과 더불어 90년대 우리나라의 5대바이오제품으로 꼽힌다. 최근들어 LG화학과 녹십자 동아제약 등 상위 제약사들의 합성에 의한 신약개발이 러시를 이루고 있다.약제법 특허의 해외 매각건수도 크게 늘고 있다. LG화학의 퀴놀론계 항균제는 국내 첫 세계적 신약이 될 것으로 기대되며,일양약품이 지난해 캐나다에 기술 수출한 위궤양치료제(임상2상 완료)도 현지반응이 좋은 것으로 알려지고 있다.동아제약은 항진균제인 이트라나졸의 제법특허를 600만달러를 받고 다국적 제약사인 얀센에 매각했다.이 회사는 또매출의 3%를 로열티로 받기로 계약했다. ◆어떤 종목이 유망하나/ 현대증권은 바이오칩테마 수혜주로 동아제약 유한양행 동화약품을 제시했다.바이오벤처에 간접투자해 시너지효과를 높이고 있는녹십자 한미약품 대웅제약도 관심대상으로 꼽았다. 녹십자는 유전자치료법개발업체인 바이로매드의 지분 22.1%를 갖고 있다.한미약품은 항생제 분야벤처기업인 이매진의 지분 20%를 보유하고 있다.대웅제약은 펩타이드계통 신약후보물질 개발에 주력하는 펩트론에 4억원을 투자했다. 대우증권은 휴먼 게놈 열기를 타고 있는 생명공학 테마주로 동아제약 대웅제약 녹십자 종근당 제일제당 삼양제넥스 풀무원 한솔케미언스 두산 삼양제넥스 삼성정밀화학 바이오시스 이지바이오를 추천했다. 박건승기자 ksp@. *유망 바이오칩 3총사. 코스닥시장에서 바이오칩으로 분류되는 회사는 마크로젠과 이지바이오시스템 정도다.바이오벤처기업의 코스닥등록은 올 하반기부터 내년사이에 붐을이룰 전망이다.지난 4일 대성미생물연구소가 코스닥에 등록한데 이어 연내인바이오넷 쎌바이오테크 이매진 등 3개사가 추가 진출한다. ◆대성미생물연구소/ 동물용의약품과 미생물효소제,미생물항균제를 생산하는동물약품 전문업체로 66년 설립됐다.올해 매출 150억원,순이익 20억원이 목표다.부채비율은 112%.매출 비중은 축산일반제품 53.8%,축산용 백신·진단액34.6%,어류용제품 11.6%이다. 동물용 백신,진단액,항생제,항균제 부문에서국내 시장점유율 1∼3위를 차지하고 있다.그동안 안정적인 현금 창출원인 동물 의약품사업에 주력했으나 올해부터는 미생물 인(燐)분해 효소제 ‘트랜스포스’와 축산환경정화제 ‘DS클리너’를 생산할 계획이다. ◆인바이오넷/ 96년 생명공학연구소 연구원 6명이 ‘한국미생물기술’이란 이름으로 창업했다.당시 생명공학연구소로부터 미생물농약,미생물비료,균주개량,미생물배양 등 4건의 기술을 이전받았다.지난해 말 인바이오넷으로 이름을 바꾼 데 이어 이달안 코스닥등록을 추진중이다. 올해 미생물농약과 유류오염토양 정화미생물제,미생물사료 첨가제 부문에서 78억원의 매출을 목표로 하고 있다.부채비율이 28.1%에 불과하다.창업 후 3년동안 매출액의 77%인 21억원을 R&D(연구개발)비용으로 투자했다.국내 특허 12건,국제특허 3건을 출원했다. ◆쎌바이오테크/ 유산균과 송이버섯 균사체를 전문 생산한다.지난해까지는 주로 풀무원 제일약품 대웅제약 등 국내 기업에 유산균제품을 공급했으나 올해부터는 판매망을 해외로 확대할 계획이다.제일제당과 합작으로 일본 중국 스위스 이탈리아에 유산균수출을 준비중이다.세계 유일의 유산균분야 단백질코팅기술을 갖고 있다.지난 7년간의 연구끝에 최근 항암효과를 지닌 천연송이버섯 균사체를 인공배양하는데 성공했다. 박건승기자
  • [새천년 우리고장 핫 이슈] 대구시 ‘밀라노 프로젝트’

    21세기 대구를 세계적인 섬유패션도시로 육성하기 위한 ‘밀라노프로젝트(1999∼2003년)’가 새로운 전기를 맞았다. 지난달 김대중(金大中) 대통령이유럽 순방때 직접 밀라노시를 방문,이탈리아 정부 차원의 지원 약속을 이끌어 냈고 산업자원부도 사업 추진 권한을 대구시에 이관,밀라노프로젝트 추진에 가속도가 붙게 된 것이다. ■밀라노프로젝트 종합진도. 올해 2년째를 맞는 밀라노프로젝트 17개 사업의 종합 진척도는 현재 25%수준을 기록,순조롭게 진행되고 있다. 국비와 시비 등 모두 270억원이 투입돼,시제품 생산과 신제품 개발을 통해생산현장에 적합한 공정기술을 지원하게 될 신제품개발센터는 오는 6월 건물준공을 앞두고 있다. 또 섬유업체의 신제품 개발에 필요한 각종 정보를 수집 분석해 중소업체들에게 지원하기 위해 125억원의 예산이 배정된 섬유정보지원센터는 현재 시스템 구축을 담당할 업체가 선정돼 사업 주관 기관인 한국섬유개발연구원과 계약이 체결된 상태로 12%의 진도를 보이고 있다. 섬유제품 고부가가치화의 핵심요소인 염색디자인 및 색상 분야를 지원하기위한 염색디자인실용화센터와 니트시제품가공공장은 각각 25%와 22%의 진척도를 기록하고 있다. 특히 패션쇼 전용공간을 마련,섬유패션과 디자인산업의 기반을 구축하기 위해 대구시 종합유통단지내에 203억원의 예산을 들여 건설중인 패션디자인 개발지원센터는 현재 74%의 공정률을 기록,오는 8월 준공 예정이다. 이밖에도 지역 중소 섬유업체들의 전시 및 판매 공간 확보를 통한 수출기반고도화와 지역경제 활성화를 위해 신축중인 섬유종합전시장도 현재 71.6%의공정률로 오는 12월 완공을 앞두고 있다. 밀라노프로젝트의 핵심사업인 패션·어패럴밸리 조성사업은 지난해 8월 예비타당성 조사를 마친데 이어 본타당성 조사 및 기본계획 용역업체 선정 및계약을 지난해 말 완료,현재 기초자료 조사 등 20%의 진도를 보이고 있다. ■사업추진 권한 대구시 이관. 지금까지 산업자원부가 주도해 오던 밀라노프로젝트 추진 권한이 지난달 대구시로 이관돼 사업 추진에 활기를 띠게됐다. 산자부는 그동안 밀라노프로젝트 계획 수립과변경,집행,조정 등을 승인하는 등 실질적으로 주도해 왔으나 ‘대구·경북섬유산업육성사업 운영지침’을 마련,대구시가 사업 추진을 주도할 수 있도록 권한을 넘겼다. 섬유개발연구원 등 단위사업 추진주체들은 그동안 사업계획을 마련해 대구시의 심의를 거쳐 다시 산자부에 승인을 받는 등 2중 심의를 받아야 했으나 앞으로는 대구시에 설치된 섬유산업육성추진위원회의 승인을 받아 곧바로 집행할 수 있게 됐다. 시는 내실있는 사업집행을 위해 섬유산업육성추진위원회 위원을 현재 20명에서 30명으로 늘리고 대구시장이 당연직인 위원장도 민간업계 대표와 공동으로 맡도록 조정할 방침이다. ■밀라노시와 교류 본격화. 지난달 김 대통령과 함께 밀라노시를 방문한 문희갑(文熹甲) 대구시장을 비롯한 대구대표단은 밀라노프로젝트를 본격 지원하겠다는 이탈리아 정부 및밀라노시의 지원을 이끌어 냈다. 한국섬유개발연구원이 이탈리아 섬유연구센터와 ‘기술교류협약서’를 체결했고 한국염색기술연구소는 이탈리아 실크연구소와 ‘공동연구협약서’를 맺었다.대구 황경근기자 kkhwang@. *프로젝트 주요일지. ■98년 3월 김대중(金大中) 대통령,대구섬유산업육성 관련 정부차원 지원대책 지시■4월 김 대통령 대구 방문시 대구섬유산업 육성 관련 국비예산 지원 약속■6월 산자부와 대구시 ‘대구섬유산업 육성’에 대한 검토의견 제출■9월 산자부 장관 대구시 방문,‘밀라노프로젝트’ 5개년 계획 및 국비지원확정 발표■12월 대구시,이탈리아 밀라노시와 자매결연 체결■99년 4월 밀라노프로젝트 추진을 위한 대구·경북섬유산업육성추진위원회구성■5월 대구시 섬유 패션도시 선포■7월 밀라노프로젝트 성공적 추진을 위한 섬유인결의대회 개최■2000년 3월 김 대통령과 문희갑(文熹甲) 대구시장 밀라노시 방문,한국섬유개발연구원과 이탈리와 섬유협회 ‘기술교류협약서’체결,한국염색기술연구소와 이탈리아 실크연구소 ‘공동연구협약서’체결,패션스쿨 ‘세꼴리’대구분교 설치 합의■3월 산자부,밀라노프로젝트 추진 권한 대구시에 이관. *文熹甲시장 인터뷰. 문희갑(文熹甲) 대구시장은 “밀라노프로젝트 성공을 위해서는 무엇보다 섬유업계의 자발적이고 적극적인 참여가 필요하다”고 강조했다. ■밀라노프로젝트를 중간 평가한다면. 지역 섬유업계의 자발적인 참여가 미흡했다.이는 밀라노프로젝트의 성공 가능성에 대한 자신감의 부족에 따른 것이다.그러나 지난달 지역 섬유관련 단체장과 함께 밀라노시를 방문,이탈리아 정부 차원의 지원 약속을 받아내 섬유업계가 매우 고무돼 있다.앞으로 업계 스스로가 사업에 적극적으로 참여할것으로 기대된다. ■밀라노프로젝트 추진에 가장 큰 걸림돌이 있다면. 밀라노프로젝트는 사업비 대부분이 건물 신축,장비 구입 등 하드웨어 중심으로 편성돼 있다.앞으로 연구지원 시설이 완공되더라도 시설운영 및 소프트웨어 부분에 필요한 예산 확보에 어려움이 예상된다.연구·개발 등에 필요한전문인력 확보와 패션·어패럴산업 활성화,국제섬유박람회 등 국제적인 이벤트 개최 등을 위해 예산을 융통성있게 조정할 필요가 있다. ■핵심사업인 패션·어패럴밸리 조성에 대해 회의적인 시각이 많다. 밀라노프로젝트는 한지역이나,특정 분야를 지원하기 위한 것이 아니다.섬유산지가 밀집된 대구를 우선적으로 지원하여 국제경쟁력을 키우고 우리나라섬유산업을 한 단계 높이려는 정부의 전략적인 사업이다. 패션·어패럴밸리는 단순한 봉제단지가 아니라 생산과 전시,판매가 동시에이루어지는 세계 최대의 패션,봉제,어패럴단지를 조성,국제적인 관광명소로개발하자는 것이다. 대구 황경근기자
  • 백건우씨등 5명 호암상 수상자 선정

    호암재단(이사장 李賢宰)은 재불 피아니스트 백건우(白建宇ㆍ54)씨와 미국벨연구소 책임연구관 진성호(陳成浩ㆍ55) 박사 등 5명을 올해 호암상 수상자로 선정했다. 예술부문 수상자 백씨는 전세계를 무대로 음악성을 널리 과시했으며,공학상수상자 진 박사는 CMR(초거대 자기저항) 현상을 발견,온초전도체의 실용화를 통해 고주파 필터를 개발하는 등 285개의 국제특허를 보유한 첨단연구분야의 1인자다. 이밖에 과학상에는 햇빛의 작용을 생화학적ㆍ분자생물학적으로 규명해 낸송필순 금호생명환경과학연구소장(64),의학상에는 제1형당뇨병 바이러스를분리해 당뇨병 예방과 정복에 이바지한 윤지원(尹址洹ㆍ65) 연세대 석좌교수,사회봉사상에는 66년 한국으로 건너와 프란치스코 전교봉사 수녀회를 창설하고,10여개의 사회복지시설을 설립한 독일 출신 수녀 하이디 브라우크만(한국명 白惠得ㆍ57) 원주 사랑의집 총원장이 뽑혔다. 지난 90년 삼성그룹 창업자인 호암(湖巖) 이병철(李秉喆) 선생의 뜻을 기려제정된 호암상은 수상자들에게 각각 1억원의 상금과 순금메달을 수여한다. 시상식은 오는 6월 1일 호암아트홀에서 열릴 예정이다. 김미경기자 chaplin7@
  • 대구시 ‘밀라노 프로젝트’ 주도한다

    대구섬유산업 육성방안인 밀라노프로젝트 추진체계가 대구시 중심으로 일원화되고 관 주도에서 민·관 공동주도 방식으로 바뀌게 된다. 이에 따라 그동안 갈등을 빚어온 산업자원부와 대구시간의 주도권 논란이완전 종식돼 밀라노프로젝트 사업 추진이 가속화될 전망이다. 대구시는 산자부가 ‘대구·경북지역섬유산업 육성사업 운영지침’을 마련,밀라노프로젝트 17개 단위 사업별 계획의 수립,변경,집행,사업조정 등 실질적인 권한을 이양해 왔다고 23일 밝혔다. 이에 따라 밀라노프로젝트 핵심사업인 신제품개발센터·염색디자인 실용화센터·니트시제품가공공장·섬유정보지원센터·패션정보실 설치 및 염색가공기술개발 등 6개 사업에 대한 자율적인 추진권 등 예산 변경을 포함한 사업별 조정권한까지 대구시가 갖게 됐다. 산자부는 주도권 이양과 함께 대구시가 지난해부터 운영중인 대구·경북섬유산업육성 추진위원회를 대폭 강화,위원수를 10여명에서 30여명으로 늘리고,대구시장 단독대표 체제를 섬유업계대표와 공동대표 체제로 개선하도록 했다.이에따라 관 주도에서 탈피,민·관 공동 주도로 개선돼 업계 참여 등이활성화될 것으로 기대된다. 지금까지 계획수립,변경,조정에 대한 승인권은산자부가,집행권은 대구시가 맡아 섬유개발연구원,염색기술연구소 등 추진주체들은 두 기관을 오가며 이중 심의를 받는 어려움을 겪어왔다. 대구시 배광식(裵珖植) 경제산업국장은 “산자부가 밀라노프로젝트 추진권한을 현지 사정에 밝은 대구시가 갖는 것이 낫다는 판단에 따라 권한을 이양해왔다”고 말했다. 대구 황경근기자 kkhwang@
  • 제천시, 하수찌꺼기 시멘트원료 활용

    충북 제천시(權熙弼)가 전국 최초로 하수처리장에서 발생되는 하수 찌꺼기(슬러지)를 시멘트 원료로 활용하기로 해 예산 절감은 물론 환경오염 방지에이바지할 것으로 기대된다. 17일 제천시에 따르면 연간 6,500t의 하수 슬러지 처리대책으로 2억3,000만원을 들여 하수처리장 내에 하루 40t 규모의 하수 슬러지 건분화 시설을 설치,오는 6월부터 실용화하기로 했다. 하수 슬러지를 탈수하는 과정에서 석탄재를 혼합,수분과 염소 성분을 기준치 이내로 줄일 계획이다. 이를 위해 관내에 있는 ㈜아세아시멘트와 하수 슬러지 처리 기본협약을 체결한 상태다. 제천시는 하수 슬러지의 시멘트 원료화 사업으로 내년부터 설치가 의무화된소각로 설치비 36억원과 연간 6억원의 운영비를 절감할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 제천 김동진기
  • [21세기 과학 대탐험](8)미래의 수송수단

    2030년 3월 어느 날 미래교통기술주식회사의 김 부장은 잠자리에 들기 전 머릿속으로 내일의 일과를 점검해 본다. 내일 오전에는 뉴욕에서 교통기술 전문가와의 면담이 있다.오후에는 부산에서 새로 건조한 선박 발표회에 참석해야 하고,저녁에는 아내의 생일축하 가족 파티가 있다.몹시 바쁜 하루가 되겠지만 각종 첨단 교통수단을 적절히 이용하면 무리는 없을 것 같다. 저녁식사 시간에 아버지께서 “정말 세상 좁아졌다”고 하시던 말씀이 떠올랐다.30년 전에는 서울서 뉴욕을 가려면 직항 점보 제트기를 이용했는데속도가 마하(음속의 몇 배를 나타낸다) 0.8 정도에 불과했기 때문에 15시간이상 걸렸지만 모두 이것을 이용했다고 하셨다.물론 그때에도 마하 2의 속도로 뉴욕과 파리 사이를 3시간만에 운행하는 콩코드 기가 있었지만 경제성,소음 및 배출 산화질소 등의 환경문제(산화질소는 지구 성층권 오존층에 치명적이다)로 제한적인 항로를 운항할 수 밖에 없어 사업적으로 실패했다. 내일 김 부장은 마하 5의 속도로 운항하는 300인승의 극초음속 항공기‘동양특급(Orient Express)’을 이용할 예정이다.대륙간 운항전용으로 2025년에실용화된 이 극초음속항공기는 서울과 뉴욕간을 2시간만에 왕래한다. 인천국제공항(인천 국제공항은 이미 2020년 2단계 공사가 완공돼 동북아의 중심공항으로 중요한 기능을 하고 있다)을 아침 8시에 출발하면,2시간만에 뉴욕 JFK 공항에 도착(뉴욕 시간으로 저녁 7시)하게 된다.뉴욕 시내에서 2시간 정도일을 본 뒤 다시 동양특급을 이용해 인천국제공항으로 돌아올 계획이다. 영종도에 도착 예정시간은 오후 2시. 다음 날 아침,김 부장은 집을 나와 자동차에 올랐다.그의 자동차는 각종 전자장치,센서 및 컴퓨터를 활용하여 완전히 지능화된 최신형 자동차다.음성인식은 기본.동네골목을 빠져나와 대로로 들어서면서 음성인식장치에 “인천국제공항으로 가자”고 지시했다.자동차는 “네,인천 국제공항으로 가겠습니다”라고 하면서 자동운전으로 인천 국제공항 고속도로를 거쳐 국제공항 주차장에 도착했다.그동안 김 부장은 서류를 정리하고 자동차 TV를 통해 아침뉴스를 볼 수 있었다.물론 이 자동차는 30년 전의 휘발유나 디젤을 사용하는엔진형 자동차가 아니라 배기 가스에 의한 공해문제를 완전히 배제한 전기자동차이다. 지난 30년간 하늘에서만 교통수단의 혁신을 이룬 것이 아니었으며,지상에서도 자동차와 도로 등에서 매우 큰 기술적인 진전이 있었다. 일반도로에서 주행하고 있는 자동차의 종류,속도,밀도 등을 파악하여 도심의 교통흐름을 원활히 최적으로 제어해 주는 도로교통 관제 시스템은 이미 2010년에 보급됐으며,덕분에 도심내의 혼잡도는 크게 개선됐다. 자동차와 고속도로는 2020년경부터 모두 지능화됐다.교통량에 따라 속도가자동으로 조절돼 운전되며 목적지까지 승객을 태워다 준다.고속도로가 지능화되고 자동차가 무인운전 방식으로 운전되면서 고속도로에서의 교통사고는먼 옛날의 얘기가 됐다.“과거에는 고속도로에서 사고가 나서 사람들이 다치고 심지어는 죽기까지 했다는데 그게 사실이냐?”고 묻는 아이들도 많다. 21세기 초에 등장한 개인용궤도교통 시스템(Personal Rapid Transit System)도 도심내의 교통혼잡을 해결하는데 중요한 역할을 했다.원래 자가용 승용차는 교통혼잡을 유발한다는 문제만 없다면 ‘문 앞에서 문 앞까지’를 연결,이용자에게는 가장 편리한 교통수단이다.이를 보완한 것이 PRT 시스템이다. 3∼4인의 소수 승객을 태우는 복합재 차체의 소형 경량차량으로 도로변에 설치된 초경량 고가 궤도선로 위를 선형전동기에 의해서 시속 45∼60㎞으로 무인자동운전,목적지까지 승객을 안전하게 수송하는 대중궤도교통시설이다.주로 근거리에서 이용되며,주요 지하철 등의 간선 대중교통수단에 접근을 용이하게 하는 교통망이다.이 PRT는 이미 20세기말에 컴퓨터 및 관련기술의 발달에 힘입어 기술개발이 됐으며,21세기 들어서면서 실용화가 이루어졌다. 고속도로가 지능화되어 있고,자동운전이 가능하지만,김 부장은 부산을 가는데 고속전철을 이용할 생각이다.요즈음의 고속전철은 최고운행속도가 시속 400㎞로 대전까지 30분만에,부산에는 80분만에 도착한다.고속전철은 시간적으로만 편리한 것이 아니라,센서 및 컴퓨터 제어에 의해 지능화된 철도차량으로 인해 승차감이 좋고 내부의 소음이나 실내환기,온도는 물론 압력도 제어돼 쾌적한 여행을 즐길 수 있다.각종 정보통신 시설도 완벽하게 갖춰져 있다.각 좌석에서 수십 채널의 TV를 볼 수 있을 뿐만아니라 각각의 좌석에 마련된 컴퓨터 단말기를 이용해 인터넷 사용도 가능하다. 일본에서는 고속전철 이외에도 자기부상열차가 실용화돼 운행되고 있다.이자기부상열차는 초전도를 이용한 형식으로 최근의 최고속도는 시속 800㎞까지 향상됐다.고속전철이나 자기부상열차 모두 그 동안 에너지 효율이 대폭향상됐고,환경소음,지반진동,전자파 장애 등의 환경영향도 최소화하는 기술개발이 완료돼 대중교통수단으로 이용되고 있다. 부산에 가는 것은 위그(Wig)선이라고 불리는 표면효과익(表面效果翼) 선박발표회가 있기 때문이다.시속 500㎞ 속도로 여객과 긴급한 화물을 실어 나르게 된다.원래 위그선은 옛 소련이 개발하여 카스피해에서 운행했던 시스템이다.20세기 중반의 미·소 냉전시대에는 미국의 첩보위성에 의해 발견되어 카스피해의 괴물로 알려졌던 것이나,21세기에 들어서면서 해상용으로 개발됐다. 서울을 떠날 때는 이른 아침이고,뉴욕에 도착하면 저녁 때,서울에 돌아오면같은 날 이른 오후 시간이다. 오늘 서울을 출발했고, 어제 날짜로 뉴욕에 도착했다가,한국으로 돌아오면 다시 오늘인 셈이다.김 부장은 비행기에 오르며생각해 본다. 지구가 반나절 생활권이 됐으니 각국의 날짜나 시간을 통일할필요가 있다고…. ■宋 達 鎬 ▲53세 ▲서울대 기계공학과 ▲미 리하이대 공학박사(응용역학) ▲한국기계연구원 기계공학부장,신기술교통부장 역임 ▲경부고속철도 차량형식 평가작업 및 G-7 고속전철 기술개발 과제 연구 ▲한국기계연구원 책임연구원(dhsong@kimm.re.kr). *항공분야 '보다 빠르게' 경쟁 가속. 라이트형제가 1903년 인류 최초의 동력에 의한 비행에 성공한 이래 항공분야의 최대 테마는 ‘보다 빨리’였다.현재 취항 중인 여객기에서 가장 빠른것은 영국과 프랑스가 개발한 ‘콩코드’.마하 2.02,즉 음속의 2배로 하늘을 날아 통상 8시간 정도 걸리는 파리∼뉴욕을 3시간45분에 주파한다.그러나연비의 약점,짧은 항속거리,100석에 불과한 좌석수,이착륙시의 소음 등으로세계의 하늘을 석권하지 못하고 있는 실정이다. 미국 일본 유럽 등 기술 선진국들에서는 콩코드의 결점을 모두 해소한 완성도 높은 극초음속여객기(HST) 개발이 한창이다.일본은 마하 2.2,좌석수 300석,약 1만㎞의 항속거리를 갖추고 국제민간항공기구(ICAO)의 소음기준을 극복하며 질소산화물도 대폭 줄인 차세대 초음속여객기 SST를 민관합동으로 개발하고 있다. 미국에서는 지난 86년 레이건대통령이 시정연설을 통해 마하 4∼6인 극초음속여객기 구상을 발표하면서 연구가 본격화됐다.지구상의 어느 도시이든 2시간 이내에 날아갈 수 있는 마하 5 정도의 극초음속항공기를 개발하려면 극한환경에 견디고 가벼운 재질을 개발하는 것이 관건이다. 마하 5정도면 기체는 마찰열로 섭씨 1,000도의 온도에 노출된다.일본 경제기획청의 기술예측에따르면 마하 5의 HST 실용화시기는 2020년쯤이다. 미 에너지부 산하 로렌스리버모어 국립연구소는 지난 98년 마하 10정도로비행할 수 있는 ‘하이퍼소어(Hypersoar)’라는 극초음속비행기 개발계획을발표했다.하이퍼소어는 초음속비행 중 비행기 동체에서 발생하는 열을 훨씬줄였고,돌멩이가 물위를 스쳐날아가는 것처럼 지구대기권 밖으로 비행한다. 대기권을 벗어나 고도 13만피트까지 상승하면 엔진을 끄고(대기권밖에서는공기를 흡입해 작동하는 제트엔진을 작동할 수 없다) 비행기의 관성에 의해대기권 바깥쪽 끝 단을 비행한다.비행기가 지구중력에 이끌려 대기권 안으로들어오면 엔진을 가동, 다시 대기권 밖으로 벗어난다. 미국 중서부를 출발해서울에 오려면 25차례 정도 이런 과정을 거치면 된다. 걸리는 시간은 약 1시간 반. 하지만 하이퍼소어로 편안하고 안락한 여행을 즐기기는 어렵다.대기권 밖에서 안으로 이끌려 오고나서 엔진을 가동해 대기권 밖으로 나갈때 승객들은중력의 1.5배에 해당하는 힘을 받게 되고, 대기권을 스쳐가다가 하강하기 직전에는 무중력 상태가 된다. 다시 말해 놀이공원의 청룡열차를 탄 기분을 비행 내내 느끼게 되는 것이다. 함혜리기자 lotus@
  • 해수온도차 이용 발전기 국내 첫 개발

    바닷물의 온도차를 이용해 발전을 하는 ‘해수온도차 발전기(OTEC)’가 국내 최초로 개발됐다. 인하대학교 기계공학과 김종보(金鍾輔)교수팀은 원자력발전소에서 배출되는온배수와 심해 저온 심층수 사이의 온도차로 전력을 생산하는 20㎾급 발전기 개발에 성공했다. OTEC는 온도가 높은 바다 표면의 표층수로 발전소 내 증발기의 암모니아 등작동 유체를 증발시켜 발전 터빈을 돌리고, 증발된 유체는 2∼4도의 저온 심층수로 냉각시키는 발전 방식이다. 이는 별도의 연료비ㆍ유지비가 필요없고 오염 물질을 전혀 배출하지 않아차세대 청정 에너지원으로 간주돼 최근 풍력ㆍ조력ㆍ태양열 등과 함께 세계적으로 실용화 연구가 활발하다. 그러나 표층수가 25∼30도의 고온을 유지하는 열대 지방에서만 가능한 것으로 여겨져 국내에서는 개발 시도가 없었는데 김 교수팀이 바다 인근 원자력발전소에서 배출되는 온배수에 착안해 국내 최초로 개발에 성공한 것. 개발을 지원한 과학기술부는 경남 고리·월성 원전에서 배출되는 25∼30도의 온배수와 근해 300∼500m 깊이의 3∼4도 냉수대를 이용해 OTEC를 실용화할 계획이다. 인천 김학준기자 hjkim@
  • 환경산업에도 ‘벤처바람’

    환경산업이 정보통신,생명공학과 더불어 미래의 고부가가치산업으로 떠오르고 있다. 환경부,산업자원부,과학기술부 등 관련 부처들의 육성 방침에 힘입어 이미상당한 기술력을 축적한 환경벤처업체들이 코스닥(KOSDAQ)시장을 두드리고있다. 환경벤처업체들이 주식시장에서 정보통신,생명공학 업체들과 함께 블루칩으로 떠오를 날이 멀지 않았다는 게 전문가들의 분석이다. 현재 중소기업진흥공단에 등록된 환경벤처업체는 모두 95개.업종은 소각로제작,오·폐수 처리 시스템 개발,음식물쓰레기 처리기기 개발,계측장비 개발,환경오염방지사업,상·하수도 처리기기 개발,토양복원장비 개발,수(水)처리제 개발,소음·진동 제어시스템 개발,환경정화용 미생물 생산,폐아스팔트·폐타이어 재생 등 매우 다양하다. 업체들은 다음달 1일 한국환경벤처협회(KEVA)를 출범시킨다는 목표 아래 회원사를 모집하고,창업투자회사 및 투자신탁회사 등을 대상으로 홍보에 나서고 있다. 이미 고려소각로공업,유일정공,정엔지니어링,㈜한미,남경어드밴스,상원ENC,에코경영컨설팅,제오텍,에코솔루션,㈜환경비젼21,㈜콘테크,대경엔텍,아세,수산ENC 등 14개 업체 대표들로 KEVA 설립 준비위원회를 구성하고 준비위원회에 참여한 회원사를 중심으로 1억원 이상의 출연금을 확보했다. 협회 임원사와 가까운 시일 안에 KOSDAQ 등록이 예정돼 협회가 제공하는 투자포럼 및 언론매체 홍보 등 서비스를 받으려는 회사는 각 1,000만원,투자유치 등과 관련된 서비스를 받으려고 하는 회사는 500만원을 출연하도록 하고 있다.창업한 지 얼마 되지 않았거나 창업을 준비하는 업체는 출연금을 면제해 준다. 준비위원회는 현재 김명호 정엔지니어링 대표가 수석부회장,김학명 콘테크대표와 정해봉 에코컨설팅 대표가 부회장을 맡고 있다.회장은 KEVA가 출범할 때 선출할 예정이다. 준비위원회는 4월 중 회원사를 대상으로 자본 유치 등에 관한 교육을 실시하고,5월과 12월 투자포럼을 개최할 계획이다. 또 6월에는 투자자들이 국내 환경 신기술의 수준을 한 눈에 알아 볼 수 있도록 국내 기술과 선진국 기술을 비교하는 전시회를 열 예정이다.11월에는 중국 상하이(上海)에서 열리는 국제환경박람회에 참가해 국제적으로 기술력을검증받을 계획이다. 환경부 주봉현 환경기술과장은 “우리나라의 환경설비에 관한 기술은 세계적 수준”이라면서 “미국,유럽,일본 등 선진국은 환경시설에 대한 투자가끝난 반면,우리나라와 중국·동남아 등은 환경설비에 대한 투자를 서두르는단계이기 때문에 시장성이 매우 밝다”고 말했다. 업체들의 의지와 정부의 정책 여하에 따라서는 우리 업체들이 국내는 물론아시아시장도 석권할 수 있다는 설명이다. 문호영기자 alibaba@ . *'홈닥터' 제도란. 정부가 추진 중인 환경벤처기업 육성방안 가운데 핵심은 ‘홈닥터’제도.제조업체들의 환경설비 투자를 늘려 오염물질 배출량도 줄이고,환경업체들의일거리도 보장할 수 있는 방법이 ‘홈닥터’제도다.이 제도는 미국에서 ‘PP(Pollution Prevention)’라는 이름으로 시행 중이다. ‘홈닥터’제도는 지방환경청 또는 지방자치단체가 오염물질 배출허용기준을 위반한 업체를 대상으로 진단을 실시하는 것으로부터 시작된다. 오염물질배출실태 단속 결과,적(赤)·황(黃)·녹(綠)·청(靑) 등 4가지 리스트 가운데 적색 리스트에 오르면 개선 명령,황색 리스트에 오르면 개선 권고 처분이 내려진다. 적색 업체는 의무적으로 진단을 받아야 하고,황색 업체는 업체 자발적으로진단을 받을 지 여부를 결정할 수 있다. 진단은 환경관리공단 총괄 아래 환경기술개발관리센터 또는 대학이 중심이된 지역별 환경기술개발센터가 실시한다.정부는 필요에 따라 산업자원부 산하 청정생산기술개발센터,한국산업안전공단도 참여할 수 있도록 할 계획이다.진단 항목에는 오염 방지 뿐 아니라 생산공정,연료,환경경영도 포함된다. 진단결과가 나오면 정부는 해당 오염물질 배출업체에 환경기업을 ‘홈닥터’로 추천한다.추천 수용 여부는 배출업체 스스로 결정할 수 있다.배출업체가 추천을 받아들이면 ‘홈닥터’로 선정된 환경기업은 설비 및 운영 개선에 착수한다.개선에 필요한 비용은 환경관리공단의 환경개선융자금(500억원)에서 융자를 받을 수 있다. 정부는 진단 및 자금 지원은 무료로 추진한 뒤 공정 개선및 오염물질 배출량 감소에 따른 업체의 예산 절감액 범위에서 장기 상환하도록 할 방침이다. 이를 위해 환경관리공단 예산에 5억원,지역환경기술개발센터 예산에 20억원을 확보하고,추가로 돈이 필요할 경우 4대 강 물이용부담금 일부를 활용하는방안도 검토 중이다. 오는 8월까지 ‘환경기술 개발 및 지원에 관한 법률’에 ‘홈닥터’제도를규정하고,올 하반기 지역환경개발센터 한 곳을 선정해 시범사업을 실시할 예정이다. 문호영기자. *정부 환경벤처 육성계획. 정부는 환경벤처기업을 적극 육성한다는 방침이다.지난달 25일에는 환경부,산업자원부,과학기술부 등 관련 부처 실무자들이 회의를 갖고 환경벤처기업육성을 위한 실무조정위원회를 국무조정실 안에 설치하기로 했다. 환경 신기술 보급을 가로막는 요인을 제거하고,중소업체들이 받는 제도적 불이익을 해소할 수 있는 방안도 강구 중이다.육성 방침은 ▲신기술 실용화 ▲시장 육성 ▲자본시장 대책 ▲벤처단지 조성으로 4가지로 나눌 수 있다. ◆신기술 실용화 현재 국내 업체가 보유하고 있는 환경기술의 종류는 미국(6가지)의 5배인 30가지.미국·유럽·일본 등 선진국은 환경 시설이 이미 건설돼 환경기술 개발에는 별 관심이 없고,주로 환경시설 운영에 주력하고 있다. 반면 우리나라는 기술 개발에 총력을 경주하고 있다. 국내 환경기술은 상당한 수준에 올라 있을 뿐 아니라,국내에서 치열한 경쟁을 벌이면서 날로 업그레이드(upgrade)되는 추세를 보이고 있다.국내 업체들은 입찰 때 1점 미만의 근소한 점수로 당락이 결정되는 탓에,사전시공능력평가(PQ·Pre-Qualification)에서 조금이라도 더 점수를 얻기 위해 신기술 건(件)수를 늘리기 위해 애쓰고 있다. 정부는 기본적으로 환경설비 원가를 절감하고,운영에 있어서도 경제성이 있는 기술이 개발돼야 한다는 입장이다.다시 말해 시장지배적 기술 개발을 유도한다는 방침이다.따라서 정보통신·생명공학 등과 결합된 첨단·복합기술을 가진 업체들이 집중적으로 지원을 받을 것으로 보인다. ◆시장 육성 99년 말 현재 국내 환경산업시장 규모는 국내총생산(GDP)의 1.18%인 연간 9조원.2010년에는 선진국수준인 30조원(GDP의 약 3%)에 이를 전망이다.환경투자 증가 속도는 경제개발 속도보다 2배 이상 빠르다.국내 환경산업시장 성장률은 98년에는 IMF 부도 위기로 -13%를 기록했지만,연 평균 16%를 유지하고 있다. 환경산업시장 육성은 환경업체,환경 설비 및 기술을 필요로 하는 오염물질배출업체 양 쪽에 모두 도움이 되는 방향으로 추진돼야 한다는 데 어려움이있다.환경기업을 육성하려면 오염물질 배출업체에 대한 규제를 강화해야 하는 데,그 규제는 오염물질 배출업체에 부담으로 작용한다.반면 규제를 하지않으면 오염물질 배출업체의 환경설비 투자를 감소시켜 환경산업시장을 위축시킨다. 환경부는 이 문제를 해결하는 방법은 저렴한 신기술 개발,그리고 오염물질배출업체가 갖고 있는 문제점을 진단하고 오염물질 배출량을 줄일 수 있는설비 및 기술을 제공하는 ‘홈닥터(home doctor)’제도 시행 밖에 없다고 보고 있다.‘홈닥터’ 제도는 환경기업을 오염물질 배출업체와 1대1로 연결시켜 오염물질 배출시설 등을 관리·감독하게 함으로써 오염물질 배출도 줄이고 환경기업의 매출도 보장해 주는 것을 가리킨다. 환경부는 또 센서(censor) 기술을 통해 업체들의 오염물질 배출 실태를 인터넷 등에 공개함으로써 배출업체들의 환경설비 투자를 유도할 계획이다. ◆자본시장대책 환경부는 기술력과 시장성만 있으면 환경벤처기업들이 창업투자회사 등으로부터 자본을 유치하는 데 별 문제가 없을 것으로 보고 있다. 80여개 창업투자회사들은 99년 8월까지 모두 1조4,000억원을 정보통신과 생명공학 벤처기업 등에 투자했으며,현재 5조원 가량이 마땅한 투자대상을 찾고 있다.이 돈 가운데 일부가 유망한 환경벤처기업으로 유입될 것이라는 설명이다. ◆벤처단지 조성 김포 수도권매립지 전체 25만평 가운데 15만평에 환경벤처기업 단지를 조성한다는 계획이다. 단지 안에는 창업보육센터,정보센터,시험(pilot)시설,사전오염예방센터 등도들어선다. 또 환경관리공단,국립환경연구원,자원재생공사 등이 입주해 시너지효과를 낼 것으로 기대된다. 문호영기자
  • [21세기 과학 대탐험](7)신소재 혁명

    90세 정도의 한 노인이 H병원 K박사를 찾아왔다. “친구가 지난 번에 박사님집도로 척추뼈와 심장을 국산으로 싹 바꿨는데 아주 흡족해 하더군요. 나도인공 간을 국산으로 바꿀까 하는데…” “선생님도 수술 결과에 분명 만족해하실 겁니다. 국산 바이오 소재는 한국사람의 체질에 맞게 개발됐기 때문에외국제보다 오히려 더 적응이 잘되는 것으로 알려져 있습니다.일본이나 중국등 아시아 국가에서도 우리가 개발한 인공장기가 인기가 있습니다.”환자와 의사가 나누는 이런 대화를 들을 날도 멀지 않았다.과학자들은 마치자동차의 부속품을 바꾸듯이 신체의 일부를 인공장기로 바꿀 수 있다고 믿는다. 인간유전자 정보에 대한 완벽한 해석과 더불어 재료의 생체 친화성과 생체 조직에 대한 원리 규명을 통해 향후 20년내에 인체와 완벽한 조화를 이루는 인공장기가 출현할 것으로 예견되기 때문이다. 인공장기는 바이오테크놀로지를 응용한 화학약품이나 의약품제조기술과 함께 전자공학,레이저,화상처리 기술을 갖춘 의료기기를 만드는 기술 덕분에 가능하지만 가장 중요한 이유는 무엇보다도 신소재의 개발을 들수 있다. 일반적으로 인공장기를 만드는 생체 재료는 생체적합성,생체기능,기계적 특성이 뛰어난 것이어야 한다.이식이 됐을때 진짜 장기처럼 자리를 잡고 기능을 잘 수행해야 한다.장기간 체내에 이식돼도 부식되거나 분해되지 않고 기계적 성질을 그대로 간직해야 한다.혈액과 접촉하더라도 혈전이 발생하지 않는 항혈전성 기능을 가져야 한다. 이같은 조건을 완벽하게 갖춘 인공장기는 아직 개발되지 않고 있다.체내투입형 인공장기가 실용화되려면 항혈전성이 높고 이온을 선택적으로 투과시킬수 있는 고분자 분리막, 생체조직 및 기관형성을 촉진하는 합성재료가 개발돼야 한다. 정형외과나 치과 등에서 쓰이고 있는 인공뼈,인공관절,인공치아 등은 생체적합성 외에 우수한 강도와 내마모성이 요구된다.생체 내에서 독성이 적으며,주위의 생체조직과 친화성도 좋고 뼈의 증식에도 적합한 수산화아파타이트세라믹스가 콜라겐과 같은 고분자와 복합된 재료를 개발 중이다.동물의 피부를 모델로 하여 스스로 치료될 수 있는 자기 수복형 고분자 필름이 개발되어 손상된 부분에 붙여 놓으면 상처가 아무는 인공피부에 대한 연구도 활발하다. 세포를 고분자에 고정시킨 하이브리드형 재료 개발이 성공하면 각종 센서재료를 결합시킨 바이오 센서가 체내에 장착되어 외부에서 모니터링이 가능할뿐 아니라 스스로 조절할 수 있는 지능형 장기의 개발도 가능해진다. ■홍국선 서울대공대 교수 ▲43세 ▲서울대 공과대학 요업공학과 ▲한국과학원 공학석사(재료공학과) ▲미 알프레드대 공학박사(세라믹스) ▲한국과학기술연구원 선임연구원 ▲대학산업기술지원단 단장대행 ▲현 서울대 재료공학부 부교수, 서울대 신소재 공동연구소 운영부장(kshongss@plaza.snu.ac.kr). *신금속·고분자·파인세라믹스등 기능성 신소재. 이 세상에서 100% 만족스러운 소재를 찾기란 거의 불가능하다. 다만 용도에맞는 소재를 찾거나 각 소재들의 장점은 살리고 약점은 보완하는 방법을 찾을 뿐이다.여기에 특정한 기능이 첨가된다면 금상첨화다. 과학기술의 발달로첨단화가 가속화되는 미래에는신금속,고분자,파인세라믹스 등 기능성 재료들이 핵심기술로 더욱 각광받을 것이다. 신금속 재료의 경우 가벼우면서도 강하고 단단한 금속을 만드는 것이 소재개발의 목표다.가장 보편적인 방법은 여러 가지 금속원소를 섞어서 합금을만들고 합금의 조직을 조절하는 것이다.섭씨 1,000도이상의 고온과 고압을견디는 자동차 엔진용 내열고강도 합금,온도가 올라가도 열팽창이 거의 없는레일용 저열팽창성 합금, 가볍고 강한 항공기나 우주선 용 경량합금이 개발돼 사용되고 있다. 특수합금 가운데 미래의 첨단소재로 꼽히는 것으로는 형상기억합금과 수소저장합금을 빼놓을 수 없다.형상기억합금은 가공 당시의 온도에서 일정한 모양으로 만들어지면 그때의 자기 모습을 기억하고 있다가 다른 상황에서 변형되더라도 가공당시의 온도에 도달하면 원래 제모습으로 돌아가는 ‘기억력을가진 금속’이다. 이 합금은 미래의 인공위성 태양전지판에도 꼭 필요한 재료이다.엔지니어들은 10m가 넘는 큰 태양전지판을 형상기억합금으로 연결해 여러 번 접어서 스페이스셔틀의화물칸에 넣어 발사한다.우주에서 태양열 때문에 온도가 올라가면 기계적인 동력이 없어도 저절로 전지판이 펴지게 된다.이 합금은 기억력이 좋을 뿐 아니라 탄성이 뛰어나 항공기 잠수함 등의 파이프 이음새부터속옷(여성용 브래지어),부러진 뼈를 부목하는 금속판,치열 교정용 강선까지널리 쓰인다. 가장 기억력이 좋은 것이 니켈과 티타늄의 합금이지만 가격이 은값의 3배정도로 비싸 실용화 길이 요원하다.따라서 가격이 싼 구리계와 철계를 이용한형상기억합금에 대한 연구가 한창이다. 기체상태의 수소를 1,000배 정도 흡수해 저장하고 있다가 필요시 수소가스로 방출하는 수소저장합금도 신금속 재료의 대표주자다.수소저장합금이 안정성 있게 상품화되면 연소시 열량이 크고 연소가스가 전혀 없는 수소를 연료로 사용하게 된다.따라서 경량합금을 사용해 에너지 효율으로 높이고,형상기억합금으로 차체를 만들어 추돌사고로 찌그러져도 열만 가하면 원래 모습으로 되돌아 가며,수소에너지를 사용해 공해가 없는 자동차를 만드는 것도 가능해 진다. *금속에도전하는 고분자. 분자량이 큰 고분자 화합물을 첨가제로 사용해 인공적으로 합성한 플라스틱(합성수지)은 값이 싸고 가벼우며 가공이 쉬운 반면 전기를 통하지 않고 열에약하다는 문제가 있다. 이런 플라스틱이 재료과학 덕분에 신소재로 각광받으며 우주선의 주요 부품이나 첨단산업 재료로 쓰이고 있다. 대표적인 고분자 재료에는 노트북 PC의 디스플레이로 사용되는 액정고분자와 금속이나 세라믹스에 못지않은 강도와 내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱이 있다.엔지니어링 플라스틱 분야에서는 치열한 경량화 경쟁이 벌어지고있어 ‘강철보다 강하고 새털처럼 가벼운’ 신소재가 출현할 전망이다. 최근 주목받고 있는 신소재 가운데 전도성 고분자도 있다.이것은 고분자의본래 특성인 가볍고 가공이 쉬운 장점을 유지한 채 전기를 통하는 플라스틱이다.넓은 면적의 태양전지와 플라스틱 배터리는 물론 정전기 방지나 전자파차단용품으로도 사용될 수 있으며 멀지 않은 장래에 무거운 구리선 대신 나이론실과 같은 전도성 플라스틱이 전선으로 사용될 수도 있다.대형 여객기의배선에 사용되는 전선을 전도성 고분자로 바꾸면 여객기의 무게를 약 1t정도가볍게 할 수 있다. *21세기 핵심소재 초전도 재료. 21세기 신소재와 관련해 빼놓을 수 없는 것이 초전도체다.전기저항을 전혀받지 않는 물질로 이를 활용하면 전력손실이 전혀 없이 전기를 저장할 수 있어 ‘전기통조림’도 가능하다. 강력한 자기를 발생할 수 있기 때문에 자기부상열차에 응용되는가 하면 인체에서 발생하는 미세한 자기를 측정,세포기능을 밝혀내는 센서인 양자간섭소자에도 사용될 수 있다.문제는 절대온도 77도(초전도 물질이 경제성을 갖는 온도) 이상에서 기능을 발휘하는 초전도 재료의 개발이다.액체 헬륨이나액체질소를 냉각,극저온에서 전기저항이 없는 초전도체가 개발돼 있으나 비용이 비싸 상온 초전도체에 대한 연구가 활발하다. 고분자 분야에서도 원자단위의 조작을 통해 새로운 조성과 구조를 갖는 상온 초전도고분자를 연구하고 있다.초전도 고분자는 플라스틱이 갖는 가볍고가공이 용이하다는 점 외에 가격이 저렴하여 이것이 실현되면 초전도 세라믹으로는 불가능한 면적이나 선형 가공이 가능해져 그 파급효과는 실로 엄청날것이다. *20세기 신소재혁명의 선도株 '세라믹스'. 20세기 신소재혁명을 선도한 세라믹스도 앞으로 더욱 다양한 기능을 갖게 될전망이다.전기를 저장하는 능력이 기존의 축전기 재료보다 일만배나 높은 강유전세라믹스는 축전기의 크기를 획기적으로 줄이고, 마이크로파 유전세라믹스는 정보통신 기기의 소형화를 앞당기게 된다. 미래의 신소재로 주목받고 있는 기능성 재료 중의 하나가 압전세라믹스. 이것은 기계적인 충격을 전기로 바꾸거나 전기신호로부터 기계적인 운동을 유발한다.수중탐사를 위해 사용되는 소나,의료용 초음파진단장치도 전기신호로압전세라믹스를 움직이고, 음파를 발생시켜 반사돼 돌아오는 음파에 의해 압전세라믹스가 진동하면 전기적 신호가 만들어지는 현상을 이용한 것이다. 진동을 감지,이와 반대되는 진동을 발생시키는 압전세라믹스의 기능은 각종 센서의 개발을 촉진시킬 것으로 기대된다.
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