커피를 특정 온도에서 특정시간동안 로스팅(볶거나 구운)해 만든 커피가루가 혈압을 낮추고 암을 예방하는 효과가 있다는 주장이 나왔다. 미국 매사추세츠주 브랜다이스대학교 연구진에 따르면 약 150℃의 고온에서 10분간만 커피콩을 로스팅하면 클로로겐산이라 부르는 화합물의 일종이 거의 파괴되지 않는다는 사실을 실험을 통해 확인했다. 시중에서 판매되는 커피는 커피콩을 200℃ 안팎에서 10~15분간 볶아 만드는데, 이 경우 커피콩에 함유돼 있던 클로로겐산이 파괴될 확률이 높다. 실제로 브랜다이스대학 연구진은 이런 방식으로 커피콩을 볶을 경우 최소 50%에서 많게는 100%까지 클로로겐산이 파괴되는 것을 확인했다. 클로로겐산은 커피 속에 다량 포함되어 있는 폴리페놀 화합물의 일종으로, 심장질환 예방과 혈당수치 감소, 항산화 및 항암효과가 있는 것으로 알려져 있다. 커피콩뿐만 아니라 고구마나 감자의 껍질에도 함유돼 있다.　 하버드대학연구진은 하루에 3~5잔의 커피를 마시는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 조기 사망 위험이 15% 감소한다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 전문가들은 커피가 이러한 효능을 내는 이유 중 하나로 클로로겐산을 꼽는다. 다만 소비자가 직접 생두를 이용해 낮은 온도에서 로스팅을 한 커피콩으로 시중에서 판매되는 커피의 맛을 내기는 다소 어렵다. 대신 잘 볶은 커피콩을 불활성액체질소를 이용해 극저온으로 얼린 뒤 분쇄하면 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있다. 연구진은 이렇게 분쇄한 커피가루에 시리얼 등을 곁들여 아침식사대용으로 먹거나 일반방식으로 로스팅한 커피가루에 섞어 드립커피를 내려 먹으면 커피보다 더 뛰어난 건강증진 효과를 볼 수 있다고 설명했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

커피를 특정 온도에서 특정시간동안 로스팅(볶거나 구운)해 만든 커피가루가 혈압을 낮추고 암을 예방하는 효과가 있다는 주장이 나왔다. 미국 매사추세츠주 브랜다이스대학교 연구진에 따르면 약 150℃의 고온에서 10분간만 커피콩을 로스팅하면 클로로겐산이라 부르는 화합물의 일종이 거의 파괴되지 않는다는 사실을 실험을 통해 확인했다. 시중에서 판매되는 커피는 커피콩을 200℃ 안팎에서 10~15분간 볶아 만드는데, 이 경우 커피콩에 함유돼 있던 클로로겐산이 파괴될 확률이 높다. 실제로 브랜다이스대학 연구진은 이런 방식으로 커피콩을 볶을 경우 최소 50%에서 많게는 100%까지 클로로겐산이 파괴되는 것을 확인했다. 클로로겐산은 커피 속에 다량 포함되어 있는 폴리페놀 화합물의 일종으로, 심장질환 예방과 혈당수치 감소, 항산화 및 항암효과가 있는 것으로 알려져 있다. 커피콩뿐만 아니라 고구마나 감자의 껍질에도 함유돼 있다.　 하버드대학연구진은 하루에 3~5잔의 커피를 마시는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 조기 사망 위험이 15% 감소한다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 전문가들은 커피가 이러한 효능을 내는 이유 중 하나로 클로로겐산을 꼽는다. 다만 소비자가 직접 생두를 이용해 낮은 온도에서 로스팅을 한 커피콩으로 시중에서 판매되는 커피의 맛을 내기는 다소 어렵다. 대신 잘 볶은 커피콩을 불활성액체질소를 이용해 극저온으로 얼린 뒤 분쇄하면 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있다. 연구진은 이렇게 분쇄한 커피가루에 시리얼 등을 곁들여 아침식사대용으로 먹거나 일반방식으로 로스팅한 커피가루에 섞어 드립커피를 내려 먹으면 커피보다 더 뛰어난 건강증진 효과를 볼 수 있다고 설명했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미래의 ‘부활’을 꿈꾸며 자신의 두뇌를 ‘냉동보관’한 여성의 이야기가 알려져 관심을 모으고 있다. 미국 여성 킴 수오지는 23세였던 지난 2013년, 교모세포종이라는 치료 불가능한 뇌종양을 진단받았다. 의사들에 의하면 남은 시간은 3~6개월뿐이었지만 그녀는 자신의 블로그에서 스스로의 죽음에 대한 농담을 하는 등 의연한 태도를 보였다. 이토록 대담했던 그녀는 치료를 거부하고 대신 자신의 뇌가 더 손상되기 전에 사망해 그 뇌를 냉동 보관하겠다는 계획을 세웠다. 미래의 어느 시대에는 그녀의 뇌에 담긴 의식을 되살릴 수 있는 기술이 개발될지도 모른다는 생각에서였다. 놀랍게도 미국에는 이러한 소망을 가진 사람들을 위해 두뇌나 신체를 액체질소에 냉동보관해주는 기업이 몇 개 실존하고 있다. 수오지는 그 중 하나인 알코어 생명연장재단(Alcor Life Extension Foundation)에 자신의 뇌를 맡기기로 마음먹었다. 그러나 문제는 알코어 재단에서 요구하는 8만 달러(약 9천 500만 원)라는 막대한 비용이었다. 그녀의 아버지는 그녀와 남자친구가 마지막 한때를 행복하게 지낼 수 있도록 호주 여행비를 마련해 주는 등 그녀를 지원했지만 이 대담한 계획만큼은 찬성할 수 없다는 의사를 밝힌 상태였다. 달리 방도를 찾지 못한 그녀는 자신이 즐겨 찾던 미국 거대 커뮤니티 사이트 ‘레딧’(Reddit)의 회원들에게 호소해 성금을 모으고 다른 한편으론 언론사에 자신의 이야기를 소개하는 등 여러 방법을 동원하여 결국 필요자금을 마련했다. 수오지의 남자친구 조쉬 시슬러에 따르면 수오지가 사망한 날, 알코어 재단은 즉시 수술을 진행한 것으로 전해졌다. 하지만 남자친구 조쉬에게 알코어 재단은 며칠 후 다소 충격적인 소식을 보내왔다. 수오지의 두뇌 전체가 아닌 표면 부위만 성공적으로 냉동됐으며, 남은 부위는 손상되고 말았다는 것. 그러나 조쉬는 사고에 관여하는 대뇌피질 대부분이 보존된 만큼 미래에 그녀의 '정신'을 다시 만나게 될 희망을 버리지는 않겠다고 밝혔다. 수오지의 사망 직후 조쉬는 지지했던 사람들에게 “그녀가 돌아올 때까지, 혹은 돌아오지 못하더라도 그녀를 기억하고 기념하며 강한 정신을 본받아 그녀가 꿈꾸던 세상을 다 함께 실현토록 했으면 좋겠다”고 말한 것으로 전한다. 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

액체질소를 이용해 사무실 바닥을 손쉽게 청소하는 영상이 화제가 되고 있다. 지난 8일 유튜브에는 ‘액체질소를 이용해 바닥 청소하기’(Cleaning the Floor with Liquid Nitrogen)란 제목의 55초 영상이 게재됐다. 영상을 보면, 한 남성이 장갑을 낀 채 영하 196도의 달하는 액체질소가 들어있는 통을 들고 서 있다. 하얀 수증기가 피어오르는 액체질소가 담긴 통을 사무실 바닥에 뿌리자 바닥 전체로 퍼져 나간다. 얼핏 보면 바닥엔 아무 일도 발생하지 않은 듯하지만 카메라를 바닥에 가까이 비추자 먼지들이 서로 엉켜 움직이고 있다. 꿈틀대며 엉켜 움직이는 모습이 마치 먼지가 춤을 추고 있는 모습처럼 보인다. 이 현상은 액체질소가 기체보다 분산력(기체, 액화 또는 승화된 기체, 그리고 대부분의 유기화합물의 액체와 고체 등에서 중성인 분자들을 서로 끌어당기는 약한 전기력)이 크고 먼지는 입자가 커 쉽게 전하를 띠기 때문에 일어나는 현상으로 알려졌다. 한편 이 동영상은 유튜브에 게재된 지 이틀 만에 19만 1600여 건의 조회수를 기록 중이다. 사진·영상= hashi856 youtube 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

영화 터미네이터2의 명장면 중 하나는 –196℃인 액체질소를 뒤집어쓴 채 산산조각 나는 살인로봇 T1000의 모습일 것이다. 그런데 이렇게 상상조차 하기 어려운 극저온인 상태인 –196℃에서도 생존하는 ‘생명체’가 있다면 믿을 수 있을까? 일본 아사히신문은 도쿄 대학 해양 생물학과·NIAS(일본 국립 농업개발 연구단체) 공동연구팀이 –196°C 액체질소에서도 생존하는 ‘슈퍼 거머리’를 발견했다고 25일 보도했다. 이 슈퍼거머리는 민물거북에 기생하는 깃거머리류(Ozobranchus)로 –196°C 액체질소 속에서 무려 24시간을 생존했다. 뿐만 아니라 –90°C에서는 3년간이나 버텨내 놀라운 생명력을 드러냈다. 연구팀은 해당 거머리의 세포 조직과 영하 온도간의 특정 화학 반응이 있을 것으로 추정 중이다. 이는 극저온 상태와 생명력 유지 간의 비밀스러운 잠금을 해제하는 열쇠가 될 수 있기에 학계의 관심이 집중되고 있다. NIAS 타카히로 키카와다 연구원은 “이 거머리에는 신비한 ‘동결 방지’ 메커니즘이 숨겨져 있다. 이를 지속적으로 연구할 예정”이라고 전했다. 한편 해당 연구결과는 미국 공공 과학도서관 온라인 학술지(PLos ONE)에 발표됐다. 사진=미국 공공 과학도서관 학술지(PLos ONE) 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

영화 터미네이터2의 명장면 중 하나는 –196℃인 액체질소를 뒤집어쓴 채 산산조각 나는 살인로봇 T1000의 모습일 것이다. 그런데 이렇게 상상조차 하기 어려운 극저온인 상태인 –196℃에서도 생존하는 ‘생명체’가 있다면 믿을 수 있을까? 일본 아사히신문은 도쿄 대학 해양 생물학과·NIAS(일본 국립 농업개발 연구단체) 공동연구팀이 –196°C 액체질소에서도 생존하는 ‘슈퍼 거머리’를 발견했다고 25일 보도했다. 이 슈퍼거머리는 민물거북에 기생하는 깃거머리류(Ozobranchus)로 –196°C 액체질소 속에서 무려 24시간을 생존했다. 뿐만 아니라 –90°C에서는 3년간이나 버텨내 놀라운 생명력을 드러냈다. 연구팀은 해당 거머리의 세포 조직과 영하 온도간의 특정 화학 반응이 있을 것으로 추정 중이다. 이는 극저온 상태와 생명력 유지 간의 비밀스러운 잠금을 해제하는 열쇠가 될 수 있기에 학계의 관심이 집중되고 있다. NIAS 타카히로 키카와다 연구원은 “이 거머리에는 신비한 ‘동결 방지’ 메커니즘이 숨겨져 있다. 이를 지속적으로 연구할 예정”이라고 전했다. 한편 해당 연구결과는 미국 공공 과학도서관 온라인 학술지(PLos ONE)에 발표됐다. 사진=미국 공공 과학도서관 학술지(PLos ONE) 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

뇌암으로 시한부 인생을 살다간 23세 여대생이 부활을 꿈꾸며 냉동인간이 되기 위해 노력한 사연이 알려졌다. 비운의 여대생은 미국 트루먼 주립대학에서 신경과학을 공부하던 킴 수오지(23). 그녀는 지난 2011년 3월 병원 측으로 부터 뇌종양 진단을 받은 후 뇌암으로 병세가 악화돼 지난해 8월 최대 6개월 정도 살 수 있다는 시한부 판정을 받았다.　 자신의 블로그를 통해 이 사실을 알리며 세상과 소통하던 그녀는 결국 중대한 결심을 하게된다. 냉동인간이 되어 오랜 시간이 흐른 후 발달된 의학 기술로 다시 일어나겠다는 것. 그녀는 세계 최대 인체 냉동보존 서비스 조직인 미국의 ‘알코어 생명연장 재단’을 통해 냉동인간이 되기로 결심했으나 문제는 8만 달러(약 8500만원)에 이르는 막대한 비용이었다. 수오지는 이 사연을 블로그와 소셜 네트워크 사이트에 올려 전세계 네티즌들을 대상으로 모금 운동을 하기에 이르렀다. 그녀의 사연은 인터넷을 타고 점점 퍼졌고 모금 액수도 점점 불어났다. 결국 그녀는 네티즌들과 관련 단체 그리고 알코어 생명연장 재단의 기부로 냉동인간이 되는 조건을 모두 갖춘 후인 지난 17일(현지시간) 세상을 떠났다. 그녀는 블로그에 “사람이 죽은 후 어떤 일이 벌어질지 어떻게 알 수 있겠는가?” 라며 “내가 죽은 후에도 의식은 그대로 남아있을 것이라 생각된다.”고 털어놨다. 이어 “냉동인간 계획이 실현된다면 죽음이 좀더 편안하게 느껴질 것 같다.”고 적었다. 알코어 생명연장 재단 측은 홈페이지를 통해 “냉동인간이 되기 위한 모든 절차를 끝낸 그녀의 시체가 사망 당일 본 시설로 옮겨졌다.”고 밝혔으나 이후 소식은 전하지 않았다. 　　　 한편 냉동인간은 인체를 액체질소 속에 냉동시켜 보존할 수 있다는 이론으로 알코어 생명연장 재단에는 약 100여구의 시체가 미래에 부활을 꿈꾸며 잠들어있는 것으로 알려졌다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“국립 중앙인체자원은행이 가동되면 100만명분 이상의 인체자원을 100년 이상 보관할 수 있게 됩니다.” 국립 중앙인체자원은행 개관을 하루 앞둔 25일 한복기 질병관리본부 국립보건연구원 유전체센터장은 중앙인체자원은행을 이렇게 설명했다. 충북 오송 보건의료행정타운에 들어서는 중앙인체자원은행은 274억원의 사업비를 들여 지하 1층, 지상 3층 규모로 지은 인체자원 전용 건물이다. 은행에는 100만명분(보관 유리병으로 3000만개 규모) 이상의 인체자원을 보관할 수 있는 대규모 저장실과 100년 이상 자원 보관이 가능한 초저온 냉동고, 전자동 자원관리시스템 등의 시설과 장비가 갖춰져 있다. 한 센터장은 “규모와 시설 면에서 세계 최고 수준의 바이오 뱅크인 이곳에 2008년부터 확보한 국내 인체자원을 체계적으로 재분류해 보관할 것”이라며 “국가 주도 연구뿐 아니라 기업·연구자 등에게 적시에 분양할 수 있는 시스템도 만들었다.”고 소개했다. 인체자원은행(Biobank)은 인체자원을 수집·보관하고 연구 목적 등으로 활용할 수 있도록 기업·연구자 등에게 분양하는 역할을 수행한다. 한 센터장은 “흔히 21세기를 맞춤의료 시대라고 하는데 실질적인 맞춤의료가 가능하려면 대규모 인체자원을 확보해 연구해야 한다.”면서 “또 한국인을 위한 예방이나 진단, 치료법 개발도 한국인의 인체자원을 활용한 보건의료기술 개발연구를 통해 가능하다.”고 설명했다. “미국, 일본, 중국이 벌써 인체자원은행을 가동하는 등 인체자원을 바이오산업의 신성장동력으로 인식해 투자를 늘리고 있다.”고 전한 한 센터장은 “우리나라도 2008년 인체자원은행을 만들고 관련 네트워크를 구축해 현재 50만명분의 인체자원을 확보했다.”고 말했다. 하지만 이런 인체자원을 안정적으로 보존할 수 있는 전용시설이 없어 어려움을 겪었다. 유전자(DNA), 혈청, 혈장, 세포 등 인체자원은 영하 75도 초저온 냉동고나 영하 195도의 액체질소 냉동고에 보관해야 한다. 한 센터장은 “중앙인체자원은행이 개관함으로써 인체자원의 안전한 보존이 가능해졌다.”면서 “보관된 인체자원이 많아 이를 자동으로 분류, 사용할 수 있는 로봇시스템의 확대 구축 등에 국가의 투자가 필요하다.”고 덧붙였다. 한편 26일 개관식에 이어 국립보건연구원이 주최하는 국제심포지엄도 열린다. 심포지엄에는 유럽연합(EU)과 영국, 미국, 일본 등 국내외 인체자원은행 전문가들이 참석해 인체자원은행 운영 등에 대한 연구 주제를 발표하고 토론도 가질 예정이다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

기상청은 수도권 지역에서 처음으로 ‘인공강우(降雨)’에 성공했다고 23일 밝혔다. 아직은 실험단계이지만 황사나 먼지 등 대기중의 오염물질이 많을 때 이를 인위적으로 씻어낼 수 있는 가능성이 열린 셈이다. 기상청 관계자는 “지난달 23일 수도권 인공강우 2차 실험을 통해 경기 평택과 안성지역에 1∼2㎜의 비가 내렸다.”며 “인공강우량이 어느 정도까지 이를지에 대해서는 아직 확정할 단계는 아니지만 대기질 개선에 영향을 미치는 최저 기준인 강수량 2㎜까지 도달하는 성과를 거뒀다.”고 강조했다. 인공강우는 대기 중에 구름이 있을 때 가능하다. 구름 위에 ‘비의 씨앗’인 염화칼슘, 요오드화은, 액체질소 등을 살포하면 물방울이 응결돼 비로 떨어지게 하는 원리다. 지상 1~2㎞ 상공에 올라가 빗방울로 성장하지 못하는 구름에 인공강우씨를 뿌리는 것이다. 기상청 관계자는 “구름이 없는 청명한 날에는 인공강우가 원천적으로 불가능하다.”며 “구름이 발달해야 성공 확률이 높다.”고 설명했다. 이번 실험은 인천국제공항에서 북서쪽으로 5㎞ 떨어진 지점 500m 상공에서 약 20분간 이뤄졌다. 기상청은 인공강우로 봄철 황사를 다스릴 수 있을 것으로 보고 있다. 진기범 기상청 예보국장은 “황사 발생 직후 인공강우를 내리게 해 먼지 등을 씻어내고 공기를 청정하게 만드는 ‘워시아웃’ 효과를 기대할 수 있다.”고 말했다. 여러 대의 항공기로 비의 씨앗을 뿌리면 가능하다는 것이다. 하지만 이 같은 인공강우 상용화까지는 갈 길이 멀다. 기상청은 현재 인공강우용 전용항공기가 단 한 대도 없다. 임차해 쓰고 있는 ‘세스나 206 소형항공기’로는 상용화는 사실상 불가능하다. 기상청은 중형 항공기와 레이더 등 인공강우 실험 장비를 마련해 달라는 예비타당성 보고서를 기획재정부에 제출했지만 수용되지 않고 있는 것으로 전해졌다. 백민경기자 white@seoul.co.kr

우리가 먹는 약의 40%는 생물을 이용해서 만들어진다. 주목에서 만든 천연 항암제 택솔, 버드나무에서 만든 인류 최고의 명약 아스피린을 비롯해 최근에는 허브의 일종인 스타아니스에서 만든 타미플루가 있다. 또 파리에서 항생제를, 홍합에서 생체접합체를, 지렁이에서 혈전용해제를 만들고 있다. 그래도 지구상에 존재하는 1000만개의 생물 종 가운데 우리가 활용하는 생물 종은 0.4%에 해당하는 4만개 정도이다. 아직도 활용할 수 있는 생물이 무궁무진하다는 얘기다. 하지만 생물체를 그대로 유리병에 넣어 보관한다고 자원이 되는 것이 아니다. 수술로 제거된 암 조직을 신약 개발에 사용하려면 30분 내에 액체질소로 얼리고 잘라서 보관해야 한다. 어떤 암이 몇 기인지, 어떤 상태인지, 항암제에 내성은 있는지 등 다양한 연구 결과 얻은 정보가 더해져야 비로소 연구자원의 역할을 수행할 수 있다. 개구리도 포르말린에 담긴 표본은 전시용에 불과하다. 개구리 타액·피부·장기를 따로 보관하고, 유전자를 추출하고, 필요하면 대량 배양을 해야 연구자원이 된다. 이렇게 생물을 자원화하기까지는 고도의 기술이 필요한 연구가 있어야 한다. 그래서 한 국가나 한 기관에서 모든 생물을 보관하고 연구하는 것은 불가능하다. 국제적인 협력이 필수적이다. 우리나라의 경우 국토가 좁고 종 다양성도 적어 생명자원의 숫자가 제한되어 있지만, 생명공학(BT)이 앞서 있고 연구소재 은행 통합 운영체계가 우수해 많은 나라들의 벤치마킹 대상이 되었다. 그러므로 처음부터 지도자로서 참여해야 한다. 생명연구 자원의 활용 범위가 다변화하면서 관리에 대한 신뢰성도 강조된다. 경제협력개발기구(OECD)와 생명자원 관련 국제 협의체들에서는 생명연구 자원의 표준 관리를 위한 가이드라인을 제정해 권고하고 있다. 미국·유럽·일본 등 선진국들은 생명정보·생물유전자원·생물다양성 분야를 담당하는 국가 차원의 거점센터를 각각 설립해 범국가적인 관리체제를 구축, 운영하고 있다. 한국도 지난해 ‘생명연구 자원의 확보·관리 및 활용에 관한 법률’을 제정한 데 이어 국가생명연구자원정보센터와 기탁등록보존기관을 지정해 그 동안 개별기관에서 산발적으로 관리되던 생명연구자원을 체계적으로 관리할 수 있는 기반을 마련했다. 이제는 부처별 생명연구 자원의 관리 규정을 통합적으로 조율해 국가 차원의 가이드라인 제정이 요구되는 시점이다. 모든 연구에서 발생한 연구소재를 모든 연구자들이 사용할 수 있도록 기탁자에 대한 인센티브 제공 규정을 마련하고, 신뢰성 있는 연구소재를 공급하기 위해 연구 소재 은행의 선진화도 시급하다. 그런데 국내 생명연구 자원은행의 대부분이 속한 연구 소재 은행(KNRRC)의 운영 예산은 17년 전 사업을 시작할 때의 규모를 벗어나지 못했다. 1995년 사업을 시작할 당시에는 한 은행당 5000만원을 지원했는데, 17년이 지난 지금도 한 은행당 1억원밖에 되지 않는다. 필요한 연구소재가 많다 보니, 연구 소재 은행 수는 5개에서 36개로 늘었다. 거점센터 5곳과 중앙센터 1곳이 있는데 올해 50억원밖에 지원받지 못했다. 일본의 경우 대형 소재은행에는 연간 100억원을, 대학의 연구소재은행에는 20억~30억원을 지원한다. 다른 나라의 20분의1, 30분의1, 심지어 100분의1도 안 되는 예산으로 외국과의 생명자원 전쟁에서 싸우기는 무리다. 다른 나라는 항공모함을 타고 나가 그물로 생명연구를 하는데, 우리는 쪽배를 타고 막막한 대양에 나가 낚시를 하는 형국이다. 세계 생명자원 시장 규모는 올해 2조 5000억달러에 이를 것으로 추산된다. OECD는 생물산업을 인류가 직면한 보건·식량·에너지·환경 등 주요 난제를 해결해 줄 유효한 수단으로 보고 있다. 이제라도 제대로 된 연구재료를 마련해서 다른 분야 과학자들이 쉽게 생명자원으로 좋은 연구를 할 수 있도록 해야 한다. 아무리 요리사의 재주가 뛰어나도 재료가 싱싱하지 않으면 좋은 요리가 만들어지지 않는 것과 같은 이치다.

과학고가 새롭게 주목을 받고 있다. 입시제도 변경으로 외국어고는 경쟁률이 하락한 반면 같은 특목고인 과학고는 오히려 입학 경쟁이 치열해진 것이다. 내년도 서울지역 6개 외고 일반전형의 평균 경쟁률은 지난해 6.8대 1보다 크게 낮은 3.8대 1을 기록했다. 그러나 같은 특목고인 과학고는 2.1대 1에서 4.2대 1로 오히려 높아졌다. 이공계 기피 현상 속에서도 세계 최고 과학자의 꿈을 키워가고 있는 서울 종로구 혜화동 서울과학고를 찾아 학생들이 공부하는 모습을 밀착 취재했다. 과학고의 경쟁률이 높아진 것은 외고가 사실상 이과반을 만들지 못하게 돼 이과를 지망하는 우수 학생들이 과학고로 몰렸기 때문으로 풀이된다. 오는 2008학년도부터는 특목고 출신이 대학의 동일계열에 진학하지 않을 때 불이익을 주는 새 입시제도가 시행된다. ●프리미엄 감소불구 경쟁률 되레 높아져 지난 11일 오전 서울과학고 본관 3층 강당에서는 신입생 입학시험이 치러졌다. 응시생 70여명이 탐구력 구술시험을 치르려고 긴장된 표정으로 문제집을 들여다보고 있었다. 장선희(15·서울 상계동 온곡중 3년)양은 “앞으로 생물의 뇌파를 공부하고 싶다.”고 포부를 밝혔다.14명 모집에 90여명이 몰린 정원외 영재전형에 응시한 이재원(15)군은 “기초과학이 살아야 하지 않겠느냐.”면서 “의사가 아니라 과학자가 되고 싶다.”고 말했다. 이군은 중학 2학년생 가운데 수학과 과학에 재능이 있는 학생을 모아 고급과정을 가르치는 연세대 영재원 출신이다. ●“자율에서 창의력이 나온다” 지난 12일 오전 본관 3층 지학실에서는 1학년 6반 학생 24명이 지구과학 수업을 받고 있었다. 지형도에 나온 경사에 관한 내용이었다. 이용준 교사의 설명을 듣던 학생들은 “왜 그렇습니까.” “이렇게 하면 더 쉽지 않습니까.”라는 등 질문을 계속했다. 이 교사는 “동작이나 말을 해야 다양한 사고가 나올 수 있다.”고 말했다. 6·7교시 2학년 컴퓨터 실습시간에도 끊임없이 질문을 하는 학생들의 모습이 여느 학교와 달라 보였다. 학생들은 삼삼오오 프로그램 작성 실습을 했다.‘컴퓨터 도사’로 통하는 박상일(17)군은 이리저리 다니며 친구들에게 도움을 주었다. 박군은 “물리나 화학은 내가 친구들에게 물어본다.”고 했다. 오후 4시부터는 자유시간이 주어져 학생들은 농구시합을 하거나 관현악반, 탁구반, 풍물반, 합창단 등에서 특별활동을 했다. 박완규 물리과 교사는 “학력평가, 진단고사, 경시대회, 중간·기말고사 등 한 해 10여차례의 시험과 학기별 논문, 실험보고서를 준비하느라 쌓인 스트레스를 운동으로 푼다.”고 말했다. ●불꺼지지 않는 도서관·실습실 전체 330명인 학생들은 일부만 빼고는 기숙사 생활을 한다.12일 저녁식사를 마친 1학년 박인성(16)·김동권(16)군은 물리실습실에서 노끈, 나무막대 등으로 현수교를 만드는 데 몰두하고 있었다. 박군은 “교각과 케이블 간격을 변경해 안전하면서도 경제적인 다리를 만들고 있다.”고 말했다. 화학실습실에서는 2학년 김경훈(17)·이하섭(17)군이 액체질소를 이용해 이온액체를 얼려 얼음 상태에서의 이온활동을 살펴보는 실험을 하고 있었다. 이군은 “대학논문에서 본 실험을 같은 결과가 나오는지 한 번 확인하고 싶었다.”며 진지하게 말했다. 이군은 3학년에 진학, 국제올림피아드에 출전할 생각이다. 김군은 2학년을 마친 뒤 조기 졸업시험에 합격하면 카이스트 물리과에 진학하기로 돼 있다. 이들은 밤 11시30분이 되어서야 기숙사로 향했다. 자정이 넘어서도 기숙사 불은 꺼지지 않았다. 야간 점호가 끝난 뒤에도 조기졸업을 하는 2학년 김재현(17)군은 밤늦게까지 수능 시험 공부를 했다.10여명은 룸메이트를 방해하지 않으려고 휴게실로 나와 공부를 했다. 양교석(62) 교장은 “우수한 인재가 의대 등으로만 몰리지 않도록 정부에서 연구인력을 늘리고 이공계 우대 정책을 써야 한다.”고 말했다. 김효섭기자 newworld@seoul.co.kr

한 가축 수정사가 냉동된 수캐의 정자를 암캐에 인공수정,건강한 강아지를 생산하는 데 성공했다.국내에서 소와 돼지의 냉동정자 수정은 보편화됐지만 개의 경우는 매우 이례적이다. 충북 보은군 삼승면 송죽리 황하용(43·중앙가축인공수정소)씨는 냉동정자를 수정시킨 2년생 암캐에서 지난달 30일 6마리의 건강한 강아지가 태어났다고 23일 밝혔다.황씨는 지난 1월 2년생 수캐에서 채취해 영하 196℃의 액체질소통에 보관해온 냉동정자를 융해기(38℃)로 해동,지난 5월27일과 29일 두 차례 모견에 수정한 뒤 62일 만에 새끼를 얻었다.현재 새끼들은 모두 건강하게 자라고 있고 다음달 중순쯤 젖을 뗄 수 있을 것으로 보인다. 보은 이천열기자 sky@

“물려받은 기술에만 의존한다면 발전은 결코 없습니다.어떻게 해야 같은 노동으로 더 높은 소득을 올릴지 연구하는 자세가 중요합니다.그게 바로 우리 농업의 미래를 찾는 일 아니겠습니까.” 충남 서산양잠농업협동조합 장성욱(張星昱·54·서산시 해미면 기지리) 조합장은 마을에서 ‘박사님’ 소리를 듣는다.누에와 뽕에 대해서라면 책을 수십권이라도 쓸 수 있다는 30년 양잠 경력 때문이기도 하지만 ‘박사님’이 붙은 진짜 이유는 늘 연구하는 그의 자세에 있다. 장씨는 뽕밭 8000평과 비닐하우스형 잠실(蠶室·길이 30m 넓이 50평) 8개동에서 연간 1.2t(냉동건조 기준)의 누에가공품 ‘황잠’(皇蠶)을 생산,1억원의 소득을 올리고 있다.누에분말이 사람의 혈당을 내리는 데 특효가 있는 것으로 알려지면서 요즘 제품을 없어서 못팔 정도다. 그의 농장에서는 알에서 부화해 온전한 성충이 되는 누에의 비율이 90%대에 이른다.1년동안 부화시키는 500만개의 알 중 450만개 이상이 끝까지 성충으로 자란다.다른 농장의 성공률(70∼80%)에 비해 월등히 높은 이유는 온도·부화시기 등을 정확하게 맞춰주는 노하우에서 비롯된다. 매년 5월18일∼6월18일과 8월18일∼9월18일 등 1년에 두 번 누에를 기르는 그에게 지금이야말로 연중 가장 바쁜 시기다.하지만 농장 일손은 장씨 부부를 포함,8명이 고작이다.다른 곳의 절반 정도.이게 다 그의 다양한 발명품 덕이다. 대표작은 스스로 ‘급상대차’라고 이름붙인 뽕잎 공급장치.대형 선반에 롤러바퀴를 부착해 레일형태의 궤도를 따라 쉽게 움직이도록 한 장치다.3년 전 이 장치를 만들기까지만 해도 누에한테 뽕을 먹이려면 일일이 손으로 잎을 따서 하루 2∼3차례 공급해야 했다.이 발명품 덕분에 과거 4∼5명이 매달려야 했던 이 일을 장씨는 혼자서 하고 있다.제작비용으로 대당 10만원이 들었지만 이로인한 인건비 절감은 한해 수백만원에 이른다. 지난해 봄에는 전국 양잠농가 중 처음으로 액체질소가스 처리장을 농장에 설치했다.그가 농촌진흥청과 함께 개발한 이 장치는 영하 180도의 냉각질소를 순식간에 분사,누에성충을 죽이는 장치.이 과정을 거치면 누에속 혈당강하 성분이 고스란히 유지돼 고급제품을 만들 수 있다.죽은 누에는 냉동건조시킨 뒤 분쇄기와 알약형태가 공장치를 거쳐 정제(錠劑)로 만든다.장씨는 황제가 먹는 누에라는 뜻에서 이 제품의 상표를 ‘황잠’으로 지었다. 그는 “지금은 일일이 손으로 낫질을 해서 뽕나무를 베어내고 있지만 올 연말이면 기계를 이용해 할 수 있는 방법이 나올 것”이라면서 기계설계도가 촘촘하게 그려진 노트를 펴보였다.최근에는 오디(뽕나무 열매) 수확량이 많은 신품종 뽕나무를 100그루 들여왔다.오디의 노화방지 효능이 입증되고 있어 새로운 소득원이 될 것이란 기대감에서다. 장씨의 농장에는 전국 각지의 양잠농들이 심심찮게 찾아온다.자신의 노하우를 여러 사람에게 알려 국내 양잠업을 활성화하기 위해 그가 농장을 완전개방 했기 때문이다.견학문의 (041)688-5652. 김태균기자 windsea@

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.

서울대병원이 최근 정자은행을 설립했다.정자를 채취해 영하 196도의 액체질소 탱크에 냉동보관했다가 필요할 때 녹여 인공수정에 이용하도록 하는 기관이다. 서울대병원 정자은행 개설은 배우자가 아닌 사람에게서 정자를 공급받아 인공수정을 하려는 불임 부부에게 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 방사선치료 등 정자 생성 기능에 장애를 일으킬 수 있는 치료를 받는 남자,정관수술 전 만일에 대비해 정자를 보관하고자 하는 사람,익명의 남성에게정자를 공여받고 싶어하는 불임부부 등이 정자은행을 이용할 수 있다. 서울대병원 관계자는 “감염성질환 여부 및 유전학적 정보조사를 거쳐 이상이 전혀 없는 건강한 사람의 정자만 보관,제공하게 된다”고 말했다.

◎134K의 수은계 초전도체 세계 첫 개발/현재의 초전도체중 가장앞선 신물질/미래 에너지원­자기부상열차 개발 열쇠/“국내외 한인과학자 정보공유” 네트워크 ‘슈퍼콘’ 운영 【포항=이동구 기자】 병원의 X선 장비가 자기공명장치(MRI)로 대체되고핵융합 반응을 이용한 미래 에너지원이 개발돼 환경오염과 에너지 확보의 어려움이 해소되고,자기부상열차가 서울­부산간 40분만에 주파한다. 다가올 21세기에 이같은 꿈같은 현실을 구현하기 위해 세계 과학자들이 앞다투어 연구를 거듭하고 있다. 과학자들은 이를 실현시킬 수 있는 가장 중요한 열쇠로 초전도체를 꼽는다. 그러나 초전도체는 아직 제조과정이 어렵고 제작비용이 엄청날 뿐 아니라 상온에서 초전도현상을 이끌어 내지 못해 실용화하지 않고 있다. 이 난제들을 풀기 위한 세계 과학자들의 연구는 지난 86년부터 본격화하면서 많은 성과들을 올리고 있다. 이 가운데 가장 고온에서의 초전도체 현상,즉 상온에 가장 가깝게 초전도현상을 이끌어낸 과학자는 포항공대의 이성익 교수(46·물리학)다. ○87년엔 ‘90K’제조 성공 이교수는 미국 오하이오주립대학에 박사후 연구원으로 재직중이던 지난 87년 이미 90K(0K는 섭씨 영하273도임) 초전도체의 제조에 성공했다. 이 연구결과를 미국물리학회에서 발표돼 학계의 주목을 받기 시작했다. 그뒤 그는 포항공대 물리학부에 부임,초전도 연구에 몰입해 지난 93년에는 세계 최초로 130K 이상에서 초전도 현상을 보이는 ‘수은계 초전도체 1223단일상’을 개발하는 성과를 올렸다. 이교수는 포항공대에서 초전도체 합성에서 부터 기초 응용연구까지 고루 수행해 왔다. 88년 이래 이트륨계,비스무스계,고온초전도체의 단결정, 다결정박막등의 합성기술을 개발하였고 이를 이용한 초전도체의 전류전송특성과 자기적 성질에 관한 연구를 통한 초전도 메카니즘을 파악하는 노력을 계속하였다. 응용연구적 측면에서 4격 나이오비움 초전도 양자간섭소자의 개발에 성공하여 국내 초전도 연구에 촉진제 역할을 하였다. 특히 130K 이상에서 초전도현상을 보이는 수은계 초전도체 1223 단일상을 세계에서 처음으로 제조하였기에 이물질 연구에 관하여서는 한국을 전세계에서 가장 앞서가는 나라로만든 장본인이 됐다. 이 수은계 초전도체는 지금까지 개발된 고온 초전도체중에서 임계온도(임계온도)가 가장 높으나 그 제조과정이 어렵고 복잡하여 국내에서는 이교수만이 할 수 있다. 이교수가 포항공대에 정착한 초기에는 초전도에 관한 한 국내는 불모지였다. 따라서 시료의 제작,물성측정,응용연구뿐 아니라 이론연구에 이르기까지 모든 분야를 섭렵하여야만 했다. 그러나 이제 국내의 초전도 연구는 세계를 선도할 만큼 성장해 있다. 전세계적으로 유수한 연구기관에서 활동하던 여러학자들이 대거 귀국한 것이다. 이교수는 이러한 두뇌들의 결속이 필요함을 느꼈다.신물질 개발경쟁이 치열한 고온 초전도체 분야의 연구에 활력을 불어넣고 급변하는 연구조류에 적절히 대응하려면 독자적 연구보다 우수한 연구인력을 유동성있게 최대한 활용하는 것이 중요했던 것이다. 전국 규모의 초전도 연구모임을 구성하고 매년 두차례에 걸쳐 포항공대에서 모임을 갖고 동시에 초전도학교를 운영하였다. 이모임은 지난 93년 6월에 처음 시작되었다. 초전도 모임은 기존 학회의 운영과 체제가 매우 다르며 획기적인 방법으로 진행되고 있다. ○93년 ‘초전도학교’ 운영 초전도학교의 강의는 매회 5명의 국내외 최정상급 학자들이 한 연구주제로 각자 7시간씩 강의함으로써 초전도 관련분야를 총괄적으로 논의하고 있다. 처음 10명 정도로 시작했으나 현재 매회 70명의 외부 참석자와 40여명의 포항공대 참석자로 구성되어 진행되고 있다. 또 이교수는 전국의 초전도 학자들의 정보를 공유하기 위해 슈퍼콘이라는 새로운 네트워크 시스템을 운영하고 있다. 이 네트워크 시스템은 현재 가입자가 200명이 넘고 전세계 모든 한국인 초전도 연구자가 이용하고 있다. 이교수는 이런 연구업적들로 지난 93년 신금속 국제학회에서 30분간 한국대표로 초청강연을 하였을 뿐 아니라 95년 모스크바에서도 초청강연을 하는 등 초전도 분야의 세계 권위자로 자리잡아 가고 있다. ◎초전도 상태란/금속 유기물질 세라믹 냉각시킬때 일정온도서 전기저항 사라지는 현상 인류 최초로 초전도체를 발견한 사람은 네덜란드의 물리학자 오네스(Onnes)였다. 그는 1911년 수은을 저온으로 냉각시키면서 전기저항을 측정하던 중 액체헬륨의 기화온도인 4.2K(K=절대온도,절대온도 0도는 섭씨 영하 273도) 근처에서 수은의 저항이 급격히 사라지는 것을 발견했다. 이렇게 저항이 사라지는 물질을 사람들은 초전도체라 부르게 되었다. 초전도 현상의 또 다른 역사적 발견은 1933년 독일의 마이스너와 오셴펠트에 의해 이루어졌다.그들은 초전도체가 단순히 저항이 없어지는 것뿐만 아니라 초전도체 내부의 자기장을 밖으로 내보내는 현상이 있음을 알아냈다. 이러한 효과는 마이스너 효과라 불리우며 저항이 없어지는 특성과 더불어 초전도의 가장 근본적인 특성으로 인식되고 있다. 초전도체 위에 자석을 두면자석에서 발생되는 자기장이 초전도체에 도달하게 되어 초전도체 내부에 자기장이 침투하게 된다. 그러나 초전도체는 보통물질과 달리 자기장을 배척하는 성질이 있으므로 자석은 초전도체 위에 떠 있을 수 밖에 없다. 하지만 이때 주위의 온도가 올라가면 시료는 초전도의 성질을 잃어버리게 되고 따라서 자석은 떠 있지 못하게 된다. 이와 같이 어떤 특정한 온도(이를 임계온도라고 부른다)이하에서 저항이 완전히 사라지고 내부에 자기장이 존재하지 못하는 상태를 초전도 상태라 한다. 이러한 성질을 가진 초전도 물질은 금속,유기물질,세라믹 등 1000종 이상 발견 되었으나 현재 5­6종만이 실용되고 있다. 그 이유는 초전도 현상이 매우 낮은 온도에서만 일어나 값비싼 액체헬륨을 사용해 냉각시켜야 하기 때문이며 그 냉각비용이 엄청나서 고도의 정밀기계 이외에는 이용되지 못하고 있다. 따라서 초전도를 이용한 새로운 기술의 실용화는 액체헬륨 온도인 4K보다 훨씬 높은 온도에서만 가능하다. 즉,고온 초전도체의 개발이 필요한 것이다. 초전도 현상이 처음 발견된 뒤 거의 모든 사람들이 비교적 값싼 냉매인 액체질소로 냉각 가능한 온도,즉 77K 이상에서 초전도 현상을 보이는 물질은 우주에 존재하지 않으리라 믿고 있었다. 그러나 1986년 IBM의 베드노르츠와 뮐러가개발한 란타늄계열의 초전도체를 필두로 87년 대만계 미국 물리학자 폴 추 박사가 77K 이상에서 초전도 현상을 보이는 물질을 개발했다. 현재 고온 초전도체로 주목받고 있는 것으로는 포항공대 이성익 교수가 제조한 임계온도 134K의 수은계 초전도체,임계온도 90K의 이트륨계 초전도체 등이다. □이성익 교수 약력 △72­81년 서강대 학사 △81­84년 오하이오 주립대 석사 △84­85년 오하이오 주립대 박사 △85­87년 오하이오 주립대 박사후 연구원 △87년­현재 포항공대 물리학과 교수 △87년 1월9 0K 초전도체 제조 성공 △93년 수은계 초전도체 1223단일상 세계 최초로 제조 △94년 국제신금속학회 초청강연 △95년 모스크바 초전도 국제학회 초청강연 △97년 중국 초전도 국제학회,M2S초전도 국제학회 초청강연

◎통신·의료 분야 획기적 기술혁신/경제성 높아 미·일 개발 경쟁 치열/한국도 향후 10년간 810억 투자 초전도산업이 21세기 ‘황금알을 낳는 거위’로 떠오르면서,고온초전도체 기술개발이 본격화하고 있다. 초전도체는 전기저항없이 전류를 흘릴수 있는 꿈의 소재.87년 액체질소를 섭씨 영하 196도로 냉각시킬때 초전도성을 나타내는 ‘고온초전도체’를 처음 발견한 뒤 세계적인 연구개발이 시작됐다.미국·일본 등 선진국은 이미 지난 10년동안 ‘고온초전도체’의 응용기술 개발에 경쟁적으로 참여해 왔다. 초전도산업은 정보통신이나 반도체산업처럼 새로운 기술혁신을 가져와 인간의 삶을 바꾸어 놓을 수 있기 때문이다.세계 시장 규모도 2010년에는 6백억∼9백억달러,2020년에는 1천5백억∼2천억 달러에 이를 것으로 전망된다. 따라서 국내에서도 과학기술처가 올해부터 10년동안 모두 8백10억원의 연구비를 투입하기로 하는 등 고온초전도기술개발에 박차를 가하고 있다. 초전도체가 적용될 수 있는 분야는 매우 다양하다. 대표적인 것이 초전도박막을이용하여 만드는 ‘초전도양자간섭장치(스퀴드)’.인류가 제작한 자기센서중 감도가 가장 높아 뇌나 심장에서 발생하는 극히 미세한 자기신호까지 검출할 수 있는 기기다.의료진단 장비나 뇌기능 연구에 활용할 수 있다.PCS(개인휴대통신) 등 앞으로의 이동통신용 기지국에 사용되는 고성능 마이크로 필터나 위성통신용소자,초고속 영상정보처리및 통신을 위한 차세대 디지털 소자 등도 초전도체를 응용한 기술로 제작된다. 효율성과 안정성이 높은 고품질의 전력공급에도 초전도체기술이 응용된다.초전도선재를 이용한 송전은 전기저항에 의한 손실이 없으며 발전,송전,배전 등의 장치를 소형화할 수 있다.도시의 지하 송전케이블의 경우,기존의 송전케이블의 6분의 1이하 굵기로도 더 큰 송전용량을 갖게 된다.화재가 없고 환경오염이 없는 고효율소형변압기에도 쓰일수 있다. 자기영상장치(MRI)에도 액체헬륨을 냉매로 사용하는 저온초전도자석이 현재 활용되고 있다.그러나 값비싼 냉매를 사용해야 하며 극저온의 기술이 필요하기 때문에 경제성이 월등한 고온초전도체의 응용기술 개발이 시급하다.

정보처리 속도와 전력 소모량을 획기적으로 개선할 초고속 고온초전도 전자소자가 국내 처음으로 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 정보재료·소자연구센터 한택상·최상참박사팀은 2년동안의 연구 끝에 고온초전도체를 사용한 단자속 양자(SFO)소자를 제작,시험 작동하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이 소자는 액체질소의 온도(섭씨 영하 1백96도)에서 전기저항 없이 사용할 수 있는 고온 초전도체 박막을 이용해 만든 것이다.즉 두께 0.3미크론(1미크론은 1천분의 1㎜)의 고온 초전도 박막을 미세회로화해 조셉슨 접합(초전도체 사이에 얇은 절연층이 있는 구조)형태로 만든 다음 이를 집적시켰다. 이 제품은 기존 반도체 소자보다 정보처리 속도가 1백배 이상 빠른 반면 전력소모는 1천분의1 수준에 불과해 한꺼번에 많은 양의 정보 및 영상처리가 가능할 뿐만 아니라 소비전력이 적어 대형 전산처리 시스템 구축이 한층 용이해질 것으로 기대된다. 한택상 박사는 『초고속 정보통신망 구축은 물론 새로운 개념의 초고속 컴퓨터,첨단 군사장비등의 핵심 부품으로 폭넓게 응용될 수 있을 것』이라면서 2005년을 실용화 목표시기로 제시했다. 한박사팀은 이 연구결과를 이달말 독일과 7월초 네덜란드에서 각각 열리는 「국제 초전도 전자소자학회」와 「유럽 응용초전도학회」에서 발표할 예정이다.

◎초전도장치 개발 본격화/심장질환·간질·치매 등 정확히 판별/MRI·CT 이을 차세대 의료기 부상 사람의 몸에서 발생하는 미세한 자기장을 측정,질병을 진단하거나 인체 기능을 밝히는데 이용하려는 연구가 활발하다. 한국표준과학연구원 초전도 연구그룹(그룹장 박용기박사)은 1일 인체의 극미세 자기신호를 검출하는데 필수적인 자기차폐실을 설치하고 초전도 양자간섭장치(스퀴드)라는 특수장치를 이용,사람의 심장과 뇌의 자기장을 측정하는데 성공했다고 밝혔다. 사람의 몸에서 나오는 자기장은 지구 자기장의 1백만분의 1∼1억분의 1정도로 극히 적지만 몸의 조직을 통하지 않고 직접 방사되기 때문에 굴절없는 정확한 값을 얻을수 있다.이때문에 미국 일본등 선진국에서는 심전도나 뇌파검사,X-레이 컴퓨터 단층촬영,핵자기영상 단층촬영장치등과 같은 기존의 진단장치 대신 인체의 자기장 측정 장치를 첨단 의료진단장치로서 개발하려는 움직임을 활발히 보여 왔다. 실제로 스퀴드를 이용한 생체자기 측정장치는 심장 질환(심자도 측정장치)의 경우 질병을 정확히 판별할수 있을뿐만 아니라 병소의 위치를 정확히 찾아낼수 있고 임산부와 태아의 자기 신호를 혼신없이 구별해 줘 임신중 태아의 심장질환 진단에 탁월한 효과가 있는것으로 밝혀졌다.또한 뇌질환의 경우(뇌자도 측정장치) 뇌종양의 수술후 후유증 여부,지금까지는 진단이 어려웠던 간질·노인성 치매등도 정확히 진단해 낼뿐만 아니라 뇌의 기능 연구에도 탁월한 성능을 발휘하는 것으로 밝혀졌다. 하지만 스퀴드 생체자기 계측기술은 초전도를 이용하는 첨단분야인데다 소재개발,경제성등 선결문제가 많아 선진국에서도 임상 실험중에 있거나 수술시 보조 수단으로 활용하는 단계에 머물러 있는 실정이다. 박용기 박사팀의 이번 연구는 이같은 선진국의 연구추세에 초기에 동참,향후 엄청날 것으로 예상되는 뇌자도및 심자도 측정 장치 시장에 경쟁력을 확보하기 위한 것이다. 박박사팀은 고온 초전도로 심자도 측정에 성공한 것과 동시에 저온 초전도체인 니오븀 초전도체 박막으로 제작된 스퀴드 장치를 이용해 국내에서는 최초로 49(7×7) 좌표의 가슴 부위별 심자도 크기 분포 측정및 청각 자극에 유발된 뇌자도 신호 측정에 성공했다. 이번 측정 작업은 2×2×2.5m 크기의 자기 차폐실에서 수행됐는데 자기 차폐실은 미세한 인체 자기의 정확한 측정을 위해 주위의 다른 자기를 제거하는 특수 시설이다.자기차폐실은 「뮤메탈」이라는 자기흡수력이 뛰어난 특수 금속으로 제작됐다. 표준과학연구원은 앞으로 이 시설을 이용,LG전자기술원,삼성종합기술원,한국과학기술원,서울대등과 공동으로 고온초전도 스퀴드를 이용한 심자도 측정장치 개발과 니오븀 저온 초전도 스퀴드를 이용한 뇌자도 측정장치 개발을 본격화할 계획이다.박박사는 『우선 97년 초반까지 액체질소 온도에서 작동되는 7채널 심자도 특정 장치를 개발하고 향후 표준과학연구원의 스타 프로젝트로 37채널의 저온 초전도 뇌자도 측정장치를 개발하겠다』고 구체적인 계획을 밝혔다. 초전도 기술중 고온초전도는 값싼 액체질소를 냉매로 사용하기 때문에 극저온의 액체 헬륨을 냉매로 사용하는 저온초전도보다 경제성이 높아 응용연구가 활발하다.그러나 기술적으로는 훨씬 난제가 많아 뇌자도 측정은 주로 저온 초전도가 사용되고 있다.

◎심장질환 환자에 “새 희망”/뇌사자 등에서 적출… 영하 196℃서 냉동보존/인공판막과 달리 거부반응 없어 효과 완벽 복잡한 선천성 심장기형과 판막질환 등의 심혈관질환에 인공 판막이 아닌 사망자의 판막을 이식하는 수술이 성과가 좋아 심장질환 환자들에게 희망을 주고 있다. 서울대병원 흉부외과 김용진 교수팀은 지난 93년 11월부터 올해 5월까지 초저온 냉동보존법으로 처리된 판막을 이식하는 수술을 41건 시행해 성공적인 결과를 얻었다고 밝혔다. 이 수술은 뇌사자나 24시간이전에 사망한 시체 심장에서 나온 판막을 이용한 것으로 이식전 B형간염을 비롯,AIDS,결핵 등 질병이 없음을 확인한후 이뤄졌다. 적출된 판막을 이식하기까지 중요한 것은 냉동보존법.판막은 적출후 이식에 맞는 수혜자를 찾아야하기 때문에 이를 보관하는 기술이 시술의 성공여부를 좌우한다.적출한 판막은 플라스틱튜브에 이중으로 포장하고 액체질소로 영하 40도까지 1분에 1도씩 냉동시킨후 마지막으로 영하 1백96도의 액체질소 용기에 보관한다. 이렇게 보관된 판막은수혜자가 나타나면 다시 어려운 해동 과정을 거치게 된다.우선 40∼42도의 생리식염수로 3∼4분씩 두번 녹인 뒤 네가지로 희석된 용액에 1분씩 세척한다.이때 균배양검사를 다시한번 하면 이식준비는 끝난다. 딴 사람의 판막이지만 자신의 판막에 버금가는 형태와 기능을 유지할 수 있기 때문에 이식수술의 효과는 1백%로 보고있다.시술 대상 질환은 선천적으로 복잡한 심장기형,후천적인 판막질환 그리고 심한 판막부전을 보이는 심내막염이다.시술 사례 41건중 39건이 선천성 심장기형,2건은 후천성판막질환이었다. 주로 어린아이들이 이식수술을 받았다.평균연령 40개월인 이 어린이들은 판막의 동종이식(인체장기이식)이 불가능한 시기에 인공판막이식수술을 받았으나 이번 동종이식을 받음에 따라 인공판막이식의 단점을 없앨 수 있게 됐다. 동종이식의 장점은 이상적인 혈역학의 유지와 혈전형성 최소화로 다른 이식방법과 달리 항응고제가 필요없다.또 거부반응이 거의 없기때문에 면역억제제가 필요없으며 특히 심내막염 수술에 가장 효과가 좋은 것으로 알려지고 있다. 그러나 뇌사가 사망으로 인정되지 않고 장기기증운동이 활발하게 이뤄지지 못하는데서 오는 판막 공급의 제약,수술의 어려움 등이 문제로 지적되고 있다. 김교수는 『뇌사가 법적으로 인정되고 장기공여에 대한 국민적 인식이 점점 높아지면 동종이식으로 많은 심혈관질환자를 치료할 수 있게 될 것』이라고 전망했다. 미국의 경우,조직은행이나 병원단위의 동종이식차원을 벗어나 이러한 판막을 다루는 회사가 생겨나 시체확보나 공여자와의 체계적인 연계가 이뤄지고 있으며 지난 93년 기준으로 2백군데 병원 5백명의 이식의사가 유기적인 협조체제를 갖추고 있다.