캐나다 칼턴대, 오타와대, 미국 미시간주립대, 콜로라도주립대, 미국립공원관리청(NPS) 공동연구팀은 자연의 소리를 듣는 것이 통증과 스트레스를 감소시키고 인지능력을 향상시키는 등 건강에 도움을 준다고 24일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 실렸다. 연구팀은 북미지역 68개 국립공원 내 221곳에서 다양한 자연의 소리를 녹음해 환자들에게 일정 기간 들려주면서 치료 효과를 관찰했다. 일반인들에게도 자연의 소리를 들려주고 심리측정을 했다. 그 결과 자연의 소리를 규칙적으로 들은 사람들은 긍정적 감정이 더 높게 나타났고 환자들의 치료기간은 짧아진 것으로 확인됐다. 특히 물소리는 긍정적 감정과 치료효과를 높이고 새소리는 스트레스를 줄인다고 연구팀은 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

학문이 만들어진 때부터 지금까지 이어지는 선입견이 있습니다. 바로 여자는 남자보다 과학, 수학에 약하다는 생각입니다. 경제개발협력기구(OECD)는 학업성취도에 대한 국제비교를 위해 3년 주기로 국제학업성취도평가(PISA)를 실시합니다. 회원국을 포함한 전 세계 80여개 국가의 만 15세 학생들을 대상으로 읽기, 수학, 과학 3개 분야에 대한 성취도를 평가하는 것입니다. PISA 결과를 보면 많은 나라에서 읽기는 여학생이 강세를 보이지만 수학, 과학 분야는 남학생의 성적이 더 높게 나오는 경향이 있습니다. 이 때문에 ‘정말 여자는 수학, 과학에 약한가’라고 생각하게 됩니다. 그렇지만 성차별이 적은 국가일수록 남녀의 수학, 과학성적 격차가 적다는 연구결과들도 많습니다. PISA 결과와 세계경제포럼의 ‘국가별 성 격차지수’를 비교분석하면 성평등 분위기가 강한 북유럽 국가들은 여학생의 수학성적이 더 높다는 사실을 확인한 것이지요. 이런 상반된 연구결과들 때문에 과학, 수학 분야에서 남녀 간 차이가 생물적 요인 때문인지, 문화적 요인 때문인지를 놓고 전문가들이 여전히 논란을 벌이고 있습니다. 이 같은 상황에서 문화적 요인이라는 주장에 손을 들어주는 연구결과가 발표됐습니다. 일본 도쿄대 과학기술학과 연구진은 사회 전반적인 분위기가 남녀 학생들의 STEM(과학·기술·공학·수학) 과목에 대한 흥미도와 성적을 좌우한다는 연구결과를 과학커뮤니케이션 분야 국제학술지 ‘대중의 과학 이해’ 24일자에 발표했습니다. 이번 연구에 앞서 미국 워싱턴대 연구진은 STEM 분야에 대한 성별 차이를 ‘과소성 모델’로 설명했습니다. 과소성 모델은 여학생들이 STEM 분야 진학을 피하고 남학생에 비해 흥미가 덜한 이유는 해당 분야의 남성적 문화, 어린 시절 STEM 분야 노출정도, 어떤 일을 성공적으로 해낼 수 있다고 믿는 자기효능감의 차이 때문이라고 설명하고 있습니다. 연구팀은 과소성 모델에 더해 사회문화적 요인이 미치는 영향을 알아보기 위해 영국 거주 20~69세 남녀 1082명과 같은 연령대의 일본 거주인 1177명을 대상으로 온라인 설문조사를 실시했습니다. 조사 결과 일본인들은 STEM 과목이 여성보다는 남성에게 더 적합하고 잘할 수 있다고 생각하는 경향이 강하게 나타났고 영국인들은 STEM 분야를 공부하는 여성은 다른 분야를 공부하는 여성들보다 덜 매력적이라는 답변이 나왔습니다. 두 나라 모두 STEM 분야에 대한 사회적 인식이 비슷해 보이지만 일본에서는 지적인 여성 자체에 대해 부정적 견해를 드러내고 있고 성평등 지수가 영국보다 낮아서 여학생의 STEM 진출을 이끌어 내기가 영국보다 더 어렵다고 연구진은 지적했습니다. 해당 분야의 분위기뿐만 아니라 사회 저변의 인식이 STEM 분야 발전을 저해할 수 있다는 설명입니다. 아이가 수학이나 과학적 개념을 이해하고 문제를 푸는 데 어려워한다고 해서 ‘여자아이는 원래 수학, 과학을 못해’라고 하기보단 문제를 스스로 풀어낼 수 있도록 기다려주고 흥미를 가질 수 있도록 지원하는 것이 필요하지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

전국에 채식 열풍이 불고 있는 가운데 지자체와 공공기관도 채식의 날을 지정하는 등 속속 동참하고 있다. 이는 고기를 멀리하는 식사가 건강에 좋은데다 지역 내 농산물 소비촉진과 기후변화 대응 등에도 도움이 될 수 있기 때문이다. 2025년 예상되는 국내 채식시장 규모는 4조여원이다. 충북도농업기술원은 3월부터 매월 첫째 주와 셋째 주 월요일 구내식당에서 ‘채식의 날’을 운영 중에 있다고 23일 밝혔다. 직원들의 거부감을 줄이기 위해 상반기는 달걀, 생선, 우유까지 먹는 준채식을 제공하고, 직원들의 반응이 좋으면 하반기는 완전한 채식으로 ‘채식의 날’을 운영할 계획이다. 또 농업기술원은 채식시장 선점을 위해 채식식단 개발도 추진키로 했다. 기술원 관계자는 “코로나19로 활동량이 급격히 줄어든 직원들의 성인병 예방을 위한 건강한 한 끼를 제공하는 것”이라면서 “지역 내 유기농산물의 지속적인 수요창출에도 기여할 것”이라고 전망했다. 경남지역에선 창원시가 ‘채식전도사’ 역할을 하고 있다. 창원시는 2013년부터 ‘기후행동의 날’로 정한 매달 22일을 구내식당 ‘채식의 날’로 운영해오다 지난해 12월부터 8일과 22일 등 월 2회로 늘렸다. ‘기후행동의 날’ 채식을 하는 것은 축산업에서 발생하는 온실가스 양이 자동차가 배출하는 것보다 많다는 연구결과 때문이다. 시는 최근 지역기업 300여곳과 공공기관 40여곳에 채식의 날 운영 동참도 제안했다. 시 관계자는 “처음에는 식단에서 고기가 빠지자 싫어하는 직원들이 있었지만, 이제는 콩고기, 두부돈가스 등을 제공해 반응이 좋다”면서 “영양사들이 건강하고 맛있는 채식식단을 꾸준히 개발하고 있다”고 밝혔다. 서울시의회는 지난 5일 ‘서울시 채식환경 조성 지원에 관한 조례’를 제정했다. 제주도에선 14개 시민단체와 정당 등이 ‘기후위기 대응 채식급식 지원조례 제정을 위한 추진위원회’를 구성해 지난 11일 활동을 시작했다. 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

솜사탕 기계는 가운데 원통에 설탕을 넣으면 뜨겁게 가열된 원통이 설탕을 녹여 실형태를 만들고 디스크가 빠르게 돌아갈 때 나무젓가락을 넣으면 먹음직스러운 솜사탕을 만들어 낸다. 국내 연구진이 솜사탕을 만들 듯 마스크 필터에 쓰이는 마이크로섬유와 나노섬유를 빠르고 대량으로 생산할 수 있는 공정을 만들어 내 화제다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 기존 원심 방사공정을 발전시켜 방사 디스크를 여러 층으로 세분화한 멀티 원심방사 시스템을 만들어 다양한 고분자 마이크로 섬유, 나노 섬유 생산에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 매크로 레터스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 고분자 마이크로 섬유나 나노 섬유는 두께가 마이크로미터 또는 나노미터 수준의 섬유로 최근 일상품처럼 된 마스크의 필터 재료로 특히 많이 이용되고 있다. 고분자 나노섬유 기반의 마스크 필터는 정전기 발생 없이도 기계적 여과를 통해 미세먼지나 바이러스를 90% 이상 차단할 수 있다. 기존에 나노 섬유 제조는 높은 전압을 걸어 두께가 가는 섬유를 만드는 전기방사 공정을 사용했다. 문제는 전기방사 공정은 수십 킬로볼트의 고전압을 사용하기 때문에 공정 안전성이 낮고 설비 규모를 늘리기 쉽지 않다는 점이다. 또 공정 자체가 대량 생산에 불리하고 대량생산을 위해서는 더 높은 전압을 사용해야 된다는 악순환이 있다.이에 연구팀은 솜사탕 기계에서 사용하는 것처럼 방사 디스크를 회전시켜 섬유를 만드는 원심방사에 주목했다. 기존 원심방사는 방사 디스크를 하나만 사용했기 때문에 섬유생산속도가 전기방사공정과 크게 차이를 보이지 않았다. 연구팀은 3개 층의 멀티 원심방사디스크를 만들었고 디스크 층수가 증가할수록 섬유의 생산속도가 증가하는 것을 확인했다. 이번에 새로 개발한 공정은 실험실 규모 기준으로 마이크로 및 나노 섬유 생산속도가 시간당 8~25g으로, 기존 전기방사 공정보다 300배 빠른 속도이다. 이는 KF94 마스크 필터 20~30개를 만들 수 있는 수준에 해당한다. 연구팀은 이렇게 만들어진 나노섬유로 마스크 필터를 만들어 실험한 결과 시판되고 있는 KF80이나 KF94 마스크와 비슷한 성능을 갖고 있는 것을 확인했다. 김도현 교수는 “이번 연구는 생산설비를 쉽게 늘릴 수 있기 때문에 섬유 대량생산에 유리해 나노섬유를 이용하는 다양한 제품들의 단가 절감에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “기존 원심방사와 달리 다양한 종류의 섬유로 이뤄진 복합 섬유 패드를 만들 수 있기 때문에 섬유 대량 생산 뿐만 아니라 다양한 종류의 섬유가 하나의 필터에 포함된 복합 필터 제조도 가능하게 해 폭넓은 분야에서 응용할 수 있을 것으로 보인다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 쓰고 버려지는 마스크가 늘면서 심각한 환경오염 문제로 떠오르고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨쉬기 편하고 여러 번 사용 가능한 고성능 마스크 필터를 개발했다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 황성연 바이오화학소재연구단장팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러 번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱으로 나노섬유와 마이크로섬유를 뽑아 부직포로 만들었다. 부직포에 ‘키토산 나노위스커’라는 키토산 나노입자로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 걸러내는 방식 모두를 적용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 마스크와 같은 필터성능이다. 실험결과 해당 마스크는 사용 후 폐기했을 때 흙 속에서 28일 이내에 100% 분해되는 것으로도 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

히말라야 산맥 5029m 높이에 위치한 룹쿤드 호수. 1940년대 초, 영국 산림관리원이 처음 발견한 이후 이 호수는 줄곧 ‘해골의 호수’로 불리고 있는 있는데요. 지금까지 무려 800여 구의 유골이 발견됐기 때문입니다. 수십 년 동안 전문가들은 호수의 눈이 녹으면 모습을 드러내는 수백 구의 유골에 얽힌 미스터리를 풀기 위해 애써 왔는데요. 약 1000년 전 눈보라 속에서 죽은 인도의 왕과 그의 신하들이라는 설, 티베트를 침략했던 인도군이라는 설, 전염병으로 인해 죽은 사람들을 한 곳에 묻은 공동묘지라는 설 등 그럴듯한 추측들이 쏟아져 왔습니다. 하지만 최근 인도와 독일, 미국 등지의 여러 전문가들이 참여한 5년 간의 연구결과가 발표됐는데요. 미스터리한 ‘해골의 호수’의 비밀은 과연 무엇일까요? 지금 바로 [이슈플릭스]에서 확인하세요! 구성·출연 송현서 / 촬영·편집 박소현

코로나19로 인해 마스크 사용이 늘어나면서 사용 후 버려지는 마스크도 증가하면서 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨 쉬기 편하고 여러 번 사용가능한 고성능 마스크 필터를 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 연구팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 코로나19로 생활필수품이 된 마스크는 분해와 재활용이 되지 않아 심각한 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 특히 폴리프로필렌이라는 플라스틱으로 만들어지는 필터는 썩지도 않는다. 현재 사용되고 있는 마스크 필터는 플라스틱 섬유 가닥을 교차시켜 만들어진 공간에 정전기를 발생시켜 바이러스나 미세먼지를 달라붙게 하는 정전기 필터방식과 플라스틱 섬유를 여러 겹 겹쳐 공간을 작게 만들어 이물질을 통과하지 못하게 만드는 방법이 있다. 정전기 필터식은 습기나 입김의 수분에 오래 노출될 경우 정전기력이 떨어져 필터 기능이 오래가지 못하고 여러 겹을 겹치는 방식은 착용했을 때 숨쉬기가 불편하다는 것이다.연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱을 강화시킨 뒤 나노섬유와 마이크로섬유 형태로 뽑아 이들을 겹쳐서 부직포로 만들었다. 부직포를 키토산 나노입자인 ‘키토산 나노위스커’로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 거르는 방식 모두를 사용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 기존의 체 방식 필터는 나노섬유로만 만들어져 섬유 사이 공간이 좁아 숨쉬기 불편했는데 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 또 습기에도 강해 오랫동안, 여러 번 재사용할 수 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 수준의 필터성능이다. 이와 함께 사용후 쓰레기 분해 시험결과 흙 속에서 28일 이내에 100% 생분해되는 것으로 확인됐다. 황성연 화학연구원 바이오화학소재연구단장은 “현재 필터 이외에도 마스크 콧대 고정 철사, 마스크 풀림 방지 연결고리, 고무줄 등 마스크의 모든 부분을 생분해성 소재로 대체할 수 있는 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

페이스북, 트위터, 인스타그램은 물론 다양한 사회관계망서비스(SNS)가 제공되면서 오프라인으로는 어려운 사용자간 자유로운 의사소통과 정보공유는 물론 인맥확대 등이 이뤄지고 있다. 온라인으로 많은 사람과 정보를 공유하기 때문에 잘못된 정보도 순식간에 확산되는 경우도 적지 않다. 미국 도널드 트럼프 전 대통령처럼 지지자 결집을 위해 의도적으로 SNS를 통해 가짜뉴스를 확산시키는 이들도 있다. 이 때문에 SNS를 통한 ‘가짜뉴스’ 확산 차단을 위해 세계 각국이 골머리를 앓고 있다. 심리학자, 뇌과학자, 경제학자, 수학자 등이 SNS에서 사용자 스스로 가짜뉴스를 거를 수 있는 방법을 제시해 주목받고 있다. 캐나다 리자이나대 경영학부, 심리학과, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩, MIT 슬론경영대학원, MIT 데이터·시스템·사회연구소, 뇌·인지과학과, 영국 엑서터대 경영대학원 과학·혁신·기술·기업가정신(SITE)학과, 멕시코 경제연구교육연구센터(CIDE) 공동연구팀은 사용자들이 뉴스나 정보 헤드라인의 정확성을 재고하도록 하면 온라인에서 공유하는 정보의 질을 높이고 가짜뉴스를 줄일 수 있다고 19일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 실렸다. 연구팀은 사람들이 SNS에서 잘못된 정보를 공유하는 이유와 이같은 행동을 줄이는 방법을 알아보기 위해 트위터를 이용해 2가지의 정보확산 실험을 했다. 우선 미국에 거주하면서 트위터나 페이스북을 사용하는 1825명을 대상으로 설문조사를 실시했다. 연구팀은 이들에게 SNS 정보공유에서 가장 중요하게 생각하는 가치는 무엇인지를 묻고, 페이스북이나 트위터 형식으로 만든 18개의 진짜 뉴스와 18개의 가짜 뉴스 헤드라인을 무작위로 제공하면서 헤드라인의 정확성 판단을 우선할 것인지, SNS 공유를 먼저할 것인지를 질문했다. 그 결과 실험참가자들 대부분은 SNS 정보공유에서 가장 중요한 것은 ‘정확성’이라고 답했다. 그렇지만 실제 정보 공유 행동에 있어서는 정확성 판단을 우선하기보다는 자신과 정치적 성향이 일치하는 뉴스의 헤드라인을 공유하려는 사람들이 2배 이상 많은 것으로 확인됐다. 연구팀은 두 번째 실험으로 5379명의 트위터 사용자를 대상으로 36개의 진짜뉴스와 가짜뉴스 헤드라인이 섞인 정보를 무작위로 제공했다. 연구팀은 각각의 이용자에게 정보공유 전에 반드시 뉴스 헤드라인의 정확성을 평가해달라는 내용의 개별 메시지를 보냈다. 그 결과 가짜뉴스의 공유가 3분의 1 정도로 줄어든 것으로 확인됐다. 연구팀은 첫 번째 실험을 통해 대다수의 사람들이 고의적으로 잘못된 정보를 퍼뜨리는 것은 아니라는 점을 알 수 있으며, 두 번째 실험은 정보의 정확성을 확인한 뒤 공유하게 되면 SNS에 유통되는 정보의 품질이 높일 수 있음을 의미한다고 밝혔다. 고든 페니쿡 캐나다 리자이나대 교수(행동과학)는 “현재 사용되고 있는 대부분의 SNS 플랫폼들은 다양한 컨텐츠 사용과 빠른 확산, 피드백을 특징으로 하고 있기 때문에 정확성을 고려하는데 방해가 될 수 있다”라고 지적하며 “정확한 정보의 확산을 위해서는 사용자에게 주기적으로 주의사항을 고지하는 것이 가짜뉴스 같은 잘못된 정보 확산을 다소간 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난달 아랍에미리트(UAE), 중국, 미국의 화성탐사선들이 속속 궤도 진입을 하거나 표면에 착륙하면서 화성에 대한 관심이 높아지고 있다. 미국항공우주국(NASA)는 2030년까지 유인 화성탐사를 계획 중이며 민간우주기업 ‘스페이스X’를 이끌고 있는 일론 머스크는 2026년까지는 인간을 화성에 착륙시킬 것이며 2050년까지 100만명의 화성으로 이주시키겠다고 장담하고 있다. 과학기술의 발달로 가까운 시일 내에 유인 화성탐사나 거주도 가능해질 것이다. 그렇지만 그 전에 반드시 해결해야 할 문제가 있다. 과학자들은 유인 화성탐사의 가장 큰 걸림돌은 다름 아닌 ‘인간’이라고 지적하고 있다. 지구의 중력을 벗어나면 중력이 0에 가까운 미세중력상태가 되는데 이 때 각종 감정적 변화가 발생해 어떤 문제가 발생할지 모른다는 것이다. 미국 펜실베니아대 의대 정신과학과 수면·생체주기연구부, 뇌행동연구실, 독일 우주센터(DLR) 우주항공의학연구소 수면 및 인간요인연구부 공동연구팀은 우주공간의 미세중력 상태에서 2개월 이상 생활하게 되면 인공중력으로도 상쇄되지 않는 부정적인 인지적, 감정적 상태에 놓이게 된다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘최신 생리학 - 환경, 항공, 우주 생리학’ 18일자에 실렸다. 앞선 많은 연구들에서 우주의 미세중력이 뇌의 구조변화를 일으킬 수 있다는 것을 보여주고 있다. 그렇지만 이 같은 뇌의 변화가 어떻게 행동이나 인지, 감정변화로 연결되는지는 정확히 알려지지 않았다.연구팀은 미세중력이 인체에 미치는 영향을 살펴보기 위해 23~54세의 건강한 남녀 24명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 DLR 연구소에서 엄격한 통제 하에 우주선과 비슷한 크기의 공간에서 머리가 아랫쪽으로 내려가도록 약 6도 각도로 침대를 기울인 상태에서 60일 동안 생활하도록 했다. 연구팀은 이들을 세 그룹으로 나눠 한 그룹은 인공중력 상태를 만들어주지 않고 다른 그룹은 매일 1회 30분 동안 원심분리장치처럼 인공중력을 만들어줬고, 나머지 그룹은 매일 5분씩 6번 간헐적으로 인공중력을 체험하도록 했다. 실제로 우주선이나 우주정거장에서는 원심분리기처럼 우주선을 회전시켜 인공중력을 만드는 경우가 많다. 연구팀은 실험 기간 동안 매일 이들을 대상으로 공간인식, 기억력, 감정, 위험감수능력 등 10가지 인지, 감정능력을 측정했다. 그 결과 실험참가자들은 실험을 시작한지 인지능력, 판단력은 물론 감정통제 능력이 서서히 떨어지기 시작해 5일째부터 급격히 떨어진다는 것이 확인됐다. 이들은 피로감, 계속되는 졸음, 수면의 질 저하, 정신적·육체적 만성 피로, 지루함, 외로움, 우울증, 지나치게 높은 스트레스 등을 호소했다. 이 같은 문제는 인공중력 체험 여부를 떠나 비슷하게 나타나는 것으로 확인됐다. 인공중력이 우주공간에서 우주인의 인지, 감정능력 저하를 막아줄 수 없다는 것이다.마티아스 베스너 펜실베니아대 의대 교수는 “우주여행에서 서로의 감정 표현을 정확하게 읽을 수 있는 능력은 효과적인 팀워크와 임무수행에 반드시 필요하며 예상치 못한 상황에 기민하게 대응할 수 있게 해주는 인지능력은 매우 중요하다”라고 지적하며 “이번 연구는 인공중력만으로는 인지능력과 감정상태를 지상에서와 같이 유지하기 어렵다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 베스너 교수는 “유인우주탐사에 있어서 하드웨어의 성능 만큼이나 우주인들을 보호할 수 있는 기술도 함께 개발돼야 할 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대 군사기술의 핵심은 원하는 목표지점을 한치의 오차 없이 정확하게 공격할 수 있는 ‘정밀타격 시스템’이다. 컴퓨터와 각종 센서를 이용해 아군과 민간인의 피해를 최소화하고 원하는 군사적 목표만을 골라서 제거할 수 있게 하는 기술이다. 최근 다양한 암 치료기술이 등장, 발달하고 있지만 여전히 대량폭격 형태이다. 국내 연구진이 정밀타격 시스템처럼 암세포만 찾아갈 수 있는 항체를 항암제와 결합시켜 암을 치료할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 가톨릭대학교 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 암세포를 찾아갈 수 있는 네비게이션 역할을 하는 항체를 항암제와 접목시켜 빛으로 암발생 부위까지 이동시켜 암세포를 제거할 수 있는 항체-광응답제 접합체를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 연구팀은 빛에 반응해 세포에 스트레스를 주는 활성산소를 만들어 내는 광응답제와 암세포 표면 생체고분자에 결합하는 항체를 접합시켰다. 그동안 광응답제를 이용한 광역학 치료와 항체치료는 각각 암을 치료하는데 쓰였지만 연구팀은 이 둘을 결합시켰다. 표적화와 공격 두 가지 기능을 모두 가진 항암제로 치료효과를 극대화할 수 있게 한 것이다.기존의 항체-광응답제 결합체는 암세포 안으로 들어가야 하며 암세포로 유입된 뒤 항체에서 약물이 제대로 분비되야 하기 때문에 만들기가 쉽지 않았고 효과도 크게 기대하기 어려웠다. 그렇지만 이번 기술은 암세포 암으로 침투하지 않고 암세포 표면에서도 작용할 수 있고 항체와 광응답제가 분리될 필요 없이도 작동돼 암세포를 공격할 수 있다는 것이 장점이다. 실제로 이번에 개발한 기술을 췌장암을 유발시킨 생쥐에게 주사하고 암 조직에 빛을 쬐어준 결과 종양 크기가 5분의 1로 감소했으며 항암면역치료에 필요한 수지상세포, T세포, 자연살해세포 등 면역세포가 항체 단일치료에 비해 6배, 광역학 단일치료에 비해 평균 2배 이상 많아져 면역활성이 높아진 것으로 확인됐다. 또 췌장암 환자 95%에서 나타나는 돌연변이 유전자를 가진 암세포까지도 성장을 차단할 수 있다는 것이 확인됐다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번에 개발한 기술은 항체를 통해 암세포를 표적하고 광역학 기술로 치료를 하기 때문에 기존 방식으로는 쉽지 않았던 돌연변이 췌장암 같은 난치암들을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계적으로 확산된지 1년이 넘었고 백신 접종이 시작된 나라들도 점점 늘어나고 있다. 확산 기간이 1년 넘게 지속되다보니 피로감 때문인지 사회적 거리두기가 약해지면서 재확산되는 곳들도 많다. 생물 통계학자와 감염병 학자들이 교통이나 통신 인프라가 잘 구축된 곳이 감염병의 슈퍼 전파도시가 될 가능성이 높다는 연구결과를 내놨다. 미국 메인대 생물·생태학부 연구팀은 도시간 상호연결성이 좋고 교통, 통신 인프라가 잘 구축된 곳이 감염병 확산의 허브가 될 가능성이 높다는 사실을 밝혀내고 전염병 확산의 핫스팟이 될 가능성이 높은 곳을 예측할 수 있는 수학모델을 개발했다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 계산생물학’ 19일자에 실렸다. 코로나19 같은 감염병은 전 세계 어느 곳에서나 무섭게 확산되는 특징이 있지만 감염 확산속도나 규모는 지역마다 다른 경우가 많다. 한 국가 내에서도 마찬가지이다. 전염병 대유행의 허브인 ‘초확산 도시’(superspreader city)를 예측하기 위해 기존에는 단순히 도시간 연결성만 보던가 감염에 취약한 환경을 가지고 있는지만을 변수로 했다. 그러나 연구팀은 코로나19나 독감, 감기와 같이 사람들끼리 접촉을 통해 전염되는 감염병을 대상으로 도시간 연결성과 감염 취약성이라는 변수를 결합시켜 감염병의 잠재적 슈퍼전파도시를 찾아낼 수 있는 수학적 모델을 개발했다. 연구팀에 따르면 감염병 초기에는 날씨 같은 기상조건과 기후, 인구밀도, 공중위생상태 같은 감염특성이 확산 증가의 원인이 되지만 시간이 지나면서 다른 도시와 연결성이 높은 곳들이 슈퍼 확산지역이 될 수 있다고 밝혔다. 슈퍼 확산지역 가능성 정도를 보면 위생상태나 바이러스 확산이 쉬운 날씨를 보이는 도시는 교통이나 통신 인프라가 잘 구축된 곳보다 슈퍼 확산지역이 될 가능성이 낮은 것으로 나타났다. 감염특성과 함께 교통·통신인프라라는 두 가지 조건이 모두 충족될 경우 슈퍼확산 도시이 될 가능성은 무한 증가한다고 연구팀은 밝혔다. 앨리슨 가드너 메인대 교수(곤충매개감염학)는 “이번에 개발한 수학적 모델은 코로나19와 같은 감염병 이외에 지카나 황열병, 뇌염 같이 모기를 매개로 하는 감염병에도 적용할 수 있을 것”이라며 “기존 위험지표 모델링 방법보다 더 심층적인 솔루션을 제공할 수 있지만 계산은 훨씬 덜 복잡하다는 장점이 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스마트폰이나 컴퓨터를 이용해 다른 사람과 고스톱 게임을 즐기는 노인들의 삶의 만족도가 훨씬 높다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 카이스트 문화기술대학원 연구팀은 중·장년층의 경우 아동, 청소년과는 달리 타인과 디지털 게임을 즐기는 것이 웰빙 지수와 사회적 관계 형성 만족도에 도움을 준다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 컴퓨터과학 분야 국제학술지 ‘엔터테인먼트 컴퓨팅’에 실렸다. 지난해 한국콘텐츠진흥원의 게임 이용자 실태조사에 따르면 50대의 56.8%, 60~65세의 35%가 평소 온라인 게임을 하는 것으로 나타났다. 이런 가운데 연구팀은 50~60대 남녀 190명을 대상으로 온라인 설문조사를 실시했다. 연구팀은 스마트폰이나 컴퓨터 게임을 전혀 하지 않는 그룹, 온라인 게임은 하지만 컴퓨터와 하는 사람, 다른 사람과 연결해 온라인 게임을 즐기는 사람 세 집단으로 구분해 분석했다. 조사 결과, 중장년층이 주로 즐기는 게임 장르는 테트리스 같은 퍼즐게임, 고스톱, 바둑, 장기 같은 온라인 보드게임으로 조사됐다. 이는 이들이 즐길 수 있는 게임이 많지 않아 나타나는 편중현상 때문이라고 연구팀은 밝혔다. 또 다른 사람들과 게임을 즐기는 사람은 다른 두 집단보다 웰빙지수와 다른 사람들과 연결돼 있다는 사회적 지지 만족도가 상당히 높게 나타났다. 혼자 컴퓨터와 게임을 즐기는 사람도 게임을 전혀 하지 않는 사람보다 사회적 지지만족도가 높은 것으로 조사됐다. 이와 함께 게임 이용자들은 게임을 하지 않는 사람들보다 ‘게임이 창의성이나 집중력 향상에 도움이 된다’, ‘게임을 통해 새롭고 다양한 활동과 도전을 경험할 수 있다’, ‘가족과 함께 게임을 하면 관계에 도움이 된다’ 등 긍정적 인식을 갖고 있는 것으로도 나타났다. 연구를 이끈 도영임 카이스트 초빙교수는 “기존 게임들이 대부분 젊은층을 대상으로 하고 있지만 이번 연구에서도 볼 수 있듯이 고령화 사회 대비 차원에서도 다양한 세대가 함께 즐길 수 있는 다양한 게임이 만들어지고 관련 정보가 고령층에 제공될 필요가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화성의 지각 아래 바다가 숨어 있을 가능성이 높다는 새로운 연구결과가 발표되었다. 이는 화성의 바다가 오래 전에 우주로 증발되어 사라졌을 거라고 보는 기존의 학설을 뒤엎는 것으로 학계의 주목을 받고 있다. 이전 연구에 따르면 화성은 한때 지구 대서양의 절반 정도 수량으로 화성 지표를 약 100~1500m 깊이로 뒤덮은 바다가 존재했을 것으로 추정되어 왔다. 물이 있는 지구상의 거의 모든 곳에 생명체가 존재하듯이 화성의 바다는 한때 생명체의 고향이었으며, 그 중 일부는 여전히 살아 있을 가능성을 제기한다. 그러나 지금의 화성은 춥고 건조하다. 지금까지 과학자들은 붉은 행성이 자기장 보호막을 잃은 후 태양 복사와 태양풍으로 인해 대부분의 공기와 물을 우주로 빼앗기고 말았다고 생각했다. 현재 화성이 대기 중에 보유하고 있는 물과 얼음의 양은 약 20~40m 두께로 화성 지표를 덮을 수 있을 정도다. 그러나 최근 발견은 화성의 바다를 만들었던 대부분의 물이 우주로 증발해 날아가지는 않았다는 것을 시사해준다. NASA의 화성 탐사선 MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) 임무와 유럽우주국의 화성 궤도선 마스 익스프레스의 데이터에 따르면 화성 대기에서 물이 사라지는 속도로 볼 때 화성은 지난 45억 년 동안 약 3~25m 깊이의 바다를 잃은 것으로 나타난다. 이제 과학자들은 한때 화성이 가졌던 물의 대부분이 화성의 지표 아래에 있는 암석 결정 구조의 지각 속에 갇혀 있을 가능성이 높다는 사실을 발견했다. 연구진은 지난 16일(현지시간) ‘사이언스’ 저널과 달-행성 과학 컨퍼런스에서 발견한 내용을 온라인으로 자세히 설명했다. 탐사선과 화성 궤도선의 데이터 그리고 화성의 운석을 사용하여 연구자들은 원시 화성에 존재했던 물의 양을 추정하고, 시간이 지남에 따라 얼마나 많은 손실이 있었는지 추정하는 화성 모델을 개발했다. 이 손실의 잠재적인 메커니즘은 물이 우주로 빠져나가는 것과 화학적으로 미네랄에 통합되는 양을 모두 포함한다. 과학자들이 화성이 우주로 빼앗긴 물의 양을 추정하는 한 방법은 대기와 암석 내에 있는 수소 수준을 분석하는 것이다. 모든 수소 원자는 핵 안에 양성자 하나를 갖고 있지만, 일부는 여분의 중성자를 가지고 있어 중수소로 알려진 동위원소를 형성한다. 일반 수소는 무거운 중수소보다 행성의 중력에서 더 쉽게 우주로 빠져나간다. 화성 샘플에서 가벼운 수소와 무거운 중수소 원자의 수준을 비교함으로써 연구자들은 시간이 지남에 따라 붉은 행성이 얼마나 많은 수소를 잃었는지 추정할 수 있다. 물 분자는 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자로 구성되어 있다. 태양 복사가 화성의 물을 수소와 산소 분자로 분리시켰기 때문에 화성의 수소 손실 추정치를 알면 화성의 물이 얼마나 사라졌는지를 알아낼 수 있다. 새로운 연구에서 과학자들은 화성에서 볼 수 있는 수소 대 중수소 비율이 원시 화성의 물 30~99%가 화학반응으로 화성 지각 아래 묻히고 나머지 물은 우주로 사라졌음을 말해준다고 설명한다. 전체적으로 연구원들은 약 41억~37억 년 전 고대 화성이 40~95%의 물을 잃었으며, 그들의 모델은 화성의 물의 양이 약 30억 년 전에 현재 수준에 도달했다고 제안했다. 캘리포니아 공과대학의 행성 과학자인 에바 셸러 박사는 “화성은 기본적으로 30억 년 전에 오늘날 우리가 알고 있는 건조한 행성이 되었다”고 밝혔다. 화성 지각 아래 묻힌 물의 양에 대한 새로운 추정치는 상당히 큰 오차를 보이는데, 이는 먼 과거에 화성이 우주로 물을 잃은 속도에 대한 불확실성 때문이라고 지적하는 셸러 박사는 “2월에 화성에 착륙한 NASA의 퍼서비어런스 로버가 이러한 추정치를 결정하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 예상하면서 “로버가 화성 지각의 가장 오래된 부분 중 하나를 탐사할 것이므로 과거의 물 손실 과정을 파악하는 데 도움이 될 수 있다”고 기대했다. 또한 셸러 박사는 "화성이 가지고 있던 물의 대부분은 여전히 지각 안에 잠겨 있을 수 있지만, 이것이 미래의 화성 우주 비행사가 그 물을 쉽게 추출하여 화성 개척에 사용할 수 있음을 의미하지는 않는다"면서 “대체로 화성 지각에는 여전히 물이 많지 않기 때문에 상당한 양의 물을 얻으려면 많은 암석을 가열해야 할 것“이라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

조 바이든 미국 대통령이 코로나19의 확산을 막기 위해서는 마스크 착용이 중요하다는 것을 강조하면서 공공장소에서의 마스크 착용 의무를 해제하겠다고 나선 그레그 애벗 텍사스 주지사를 네안데르탈인과 같은 생각을 하고 있다며 비판했다. 이에 원시인 취급을 받았다고 흥분한 댄 패트릭 텍사스 부지사가 국경을 봉쇄하지 않는 바이든의 이민자 정책이야말로 네안데르탈인의 접근법이라고 맞받아 치면서 미국 정가에 때아닌 네안데르탈인 논쟁이 벌어지고 있어 화제다. 텍사스 주지사가 속한 공화당 쪽에서는 자신들이 마치 멍청해서 멸종한 네안데르탈인과 같은 취급을 받았다며 발끈하고 백악관 대변인은 공화당원들을 멸종한 인류로 생각하지는 않지만 코로나19 팬데믹 상황에서 마스크를 벗겠다고 나서는 것은 비과학적이며 네안데르탈인과 같은 행동이라고 반박했다고 한다. 멸종을 자초하는 멍청한 생각이라고도 해석할 수 있을 것이니 의문의 일패를 당한 네안데르탈인들로서는 억울한 대목이지 않을 수 없다. 네안데르탈인은 1856년 독일 네안더 계곡 동굴에서 처음 발견되었다. 네안데르탈인의 존재가 처음 알려진 이래 이들은 마치 야수와도 같은 ‘어리석은 야만인’으로 치부되어 왔던 게 사실이다. 현생인류보다 체격도 크고 다부진 네안데르탈인들이 멸종한 이유로는 지능면에서 현생인류의 상대가 되지 않았기 때문이라고 보는 견해가 그럴듯해 보였기 때문이다. 하지만 최근 들어 많은 네안데르탈인 유적이 발굴되면서 이들도 현생인류 못지않은 석기제작 기술로 무장하고 날카로운 돌칼도 만들었고 서로 원활한 의사소통이 가능해 조직적으로 사냥했다는 연구결과가 속속 등장하고 있다. 심지어 현생인류와 2% 정도의 유전자를 공유하고 있었음이 밝혀진 네안데르탈인을 지능이 낮아서 현생인류와의 경쟁에서 뒤처진, 뒤처진 것이 당연한 덜 떨어진 집단으로 치부해 버리는 것은 문제가 많아 보인다. 네안데르탈인은 약 3만년 전에 우리 곁에서 사라져 버렸다. 이들이 왜 멸종했는지에 대해서는 환경변화 등 여러 가지 가설이 있지만 아직은 확실히 모른다. 현생인류 즉 우리 조상에게 잔인하게 멸종되었을지도 모를 일이다. 오늘도 미얀마에서 자행되고 있는 비극적 사건들이 네안데르탈인을 멸종시켰던 조상들의 유전자의 영향으로 당연히 자행되고 있는 사건이 아니기를 간절히 바랄 뿐이다. 비록 그런 유전자를 물려받았다고 해도 이제는 문화적인 진화를 이룩한 인류공동체가 잘 해결할 수 있을 것이라는 강한 희망도 가져본다. 상대방을 비방하려고 오해가 뒤섞인 잘못된 상식이 네안데르탈인을 정치무대로까지 끌어들였지만 네안데르탈인은 진정한 사냥꾼이자 수호자라는 구호까지 등장한 미국의 네안데르탈 논쟁을 보면서 사실 좀 부러운 생각도 들었다. 적어도 그들은 인류의 진화와 구석기문화에 대해 우리보다는 더 관심을 가진 것처럼 보였기 때문이다.

유럽이 지난 2000여 년 중 가장 최악의 가뭄에 직면했다는 연구결과가 나왔다. 영국 케임브리지대 연구진은 로마 시대에 서식했던 나무의 나이테를 분석하고, 이를 살아있는 나무와 비교·분석해 기후의 변화 과정을 뒤쫓았다. 로마 시대의 기후를 알아볼 수 있는 지표로 이용된 것은 당시 우물 건설에 사용했던 자재의 잔해다. 중세 시대의 기후는 강 퇴적물에 보존돼 있던 참나무를 통해, 지난 100년간 근현대의 기후는 살아있는 오크나무 147그루의 나이테를 통해 추적했다. 일반적으로 나이테를 이용한 연구는 너비와 밀도를 이용해 기온을 추정하지만, 이번 연구에서는 탄소와 산소의 동위원소를 측정해 당시 수분이 얼마나 존재했는지를 추론하는 방식이 이용됐다. 역사적 기록에 따르면 유럽이 가장 극심한 가뭄을 겪었던 시기는 16세기 초인데, 분석 결과 당시보다 현재의 가뭄 정도가 더욱 심각한 것으로 나타났다. 특히 2003년과 2015년, 2018년 유럽의 여름은 지난 2110년 동안 발생했던 그 어떤 가뭄 현상보다 더욱 심한 가뭄을 겪은 것으로 확인됐다.연구진은 유럽에 닥친 살인적인 가뭄의 원인 중 하나로 인간 활동을 꼽았다. 인간 활동으로 인해 이산화탄소 배출량이 증가하고 지구온난화와 같은 기후변화가 심각해지면서 극심한 고온 및 가뭄 현상으로 이어졌다는 것. 연구를 이끈 케임브리지대 울프 뷘트겐 교수는 “지난 2000년 동안 이렇게 극심한 가뭄은 없었다는 것이 연구로 증명됐다”면서 “기후변화가 발생하면 극단적인 기상이 자주 나타나고, 농업과 생태계, 사회 전반에 악영향을 미칠 것”이라고 밝혔다. 실제로 2003년 가뭄 당시 유럽에서는 7만 명 이상이 사망했다. 2019년 발표된 ‘자연 기후변화’ 보고서에 따르면 전 세계 식량 생산의 25%를 차지하는 서북미와 서유럽, 서러시아, 우크라이나 등지의 폭염 위험이 급격히 높아졌다. 기후변화는 겨울 강수량에도 영향을 미쳤다. 영국기상청에 따르면 2020년 10월 3일 영국의 강수량은 1891년 이래 가장 많았으며, 탄소 배출량을 줄이지 않는다면 2100년까지 유사한 집중호우가 10배 이상 자주 발생할 것으로 내다봤다. 자세한 연구결과는 지구과학분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지난 15일 정부가 2분기(4~6월) 코로나19 예방접종 계획을 밝힌 가운데 국내 일일 감염자 수는 300~400명대에서 줄어들지 않고 있다. 코로나19 장기화로 감염에 대한 경각심이 약해지면서 사회적 거리두기가 느슨해지고 있기 때문이라고 분석되고 있다. 외국 뿐만 아니라 국내에서도 감염성이 강하고 치명적인 코로나19 변이바이러스 감염사례도 늘고 있다. 이 때문에 전문가들은 백신 접종 인구와 속도를 높여야 한다고 조언하고 있다. 이 같은 상황에서 영국발 코로나19 변이 바이러스가 전염성 뿐만 아니라 사망위험도 급격히 높인다는 분석결과가 나와 주목되고 있다. 영국 런던 위생열대의학대학원 감염병수리모델링연구센터, 감염병 및 공중보건학부, 감염병통계학 연구센터 공동연구팀은 ‘B.1.1.7’로 이름 붙여진 영국발 변이 바이러스가 기존 코로나19 바이러스보다 사망위험을 최대 61%나 증가시킨다고 16일 밝혔다. 이같은 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 15일자에 발표됐다. 영국발 변이 코로나바이러스는 지난해 9월 처음 발견된 이후 현재 전 세계로 확산되고 있으며 여러 변이 바이러스 중 가장 많은 감염자를 만들어 내고 있다. 국내에서도 15일 기준 변이 바이러스 감염자 수는 총 213명으로 이 중 영국발 변이바이러스 감염자가 가장 많은 것으로 조사됐다. 지금까지는 기존 바이러스보다 전염성이 높다는 것은 확인됐지만 사망률에 미치는 영향은 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 연구팀은 지난해 9월 1일부터 올해 2월 14일까지 영국 내에서 코로나19 양성반응을 보인 224만 5263명과 코로나19로 사망한 1만 7452명의 의료 데이터를 분석했다. 분석 결과 114만 6534명의 검체에서 B.1.1.7의 변이가 관찰됐다. 또 사망자 중 4945명의 유전자 분석을 실시한 결과 기존 코로나19 바이러스에 감염됐을 때보다 사망위험이 55% 높은 것으로 나타났다. 연령이나 성별, 인종 등 변수들을 고려해 수치를 보정했을 경우 영국발 변이바이러스로 인한 사망위험은 61%까지 높이는 것으로 확인됐다. 이와 함께 55~69세 남성의 경우 양성반응 후 28일 동안 기저질환 영향 없이 코로나19의 영향만으로 죽을 수 있는 절대적인 사망위험도 기존 바이러스의 0.6%에서 0.9%로 높이는 것으로 조사됐다.연구를 이끈 니콜라스 데이비스 교수(감염병 모델링)은 “이번 연구는 영국 변이바이러스가 기존 코로나19 바이러스보다 전염성이 강할 뿐만 아니라 치명률까지 높다는 것을 수치로 보여주고 있다”라며 “다양한 변이 바이러스가 나타나고 있는 만큼 보건 당국은 이에 대한 대응전략을 세워야 할 뿐만 아니라 백신 접종 속도를 높여 접종인구를 빠르게 확대시켜야 할 것”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양 질량의 무려 300만 배에 달하는 초거대 블랙홀이 상상 이상의 속도로 우주를 이동하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 하버드대학과 스미스소니언 천체물리학 관측소 공동 연구진은 지구에서 2억 3000만 광년 떨어진 은하 ‘J0437 + 2456’에서 시간당 11만 마일(17만 7000㎞)의 속도로 이동하는 블랙홀을 확인했다고 밝혔다. 일반적으로 초거대 질량 블랙홀은 그 무게와 질량 등의 이유로 같은 자리에 머문 채 관측됐다. 이론적으로 제자리에 있지 않고 활발하게 움직이는 초거대 질량 블랙홀도 존재할 수 있지만, 이 이론에 대한 증거를 찾는 일은 쉽지 않았다. 현재는 붕괴된 푸에르토리코의 아레시보 망원경과 하와이의 쌍둥이자리 천문대에서 발견한 이 블랙홀은 초거대 질량 블랙홀도 빠르게 우주에서 이동할 수 있다는 것을 보여주는 대표적인 사례가 될 것으로 연구진은 기대했다. 연구진은 이 블랙홀이 거대한 몸집으로 이동하는 정확한 원인은 아직 밝혀내지 못했지만, 두 개의 블랙홀이 합쳐지면서 발생한 현상일 수 있다는 가설을 내놓았다.연구진은 “두 개의 초대형 블랙홀이 합쳐진 뒤 발생하는 여파를 관찰했다”면서 “두 블랙홀 합체의 결과는 새로 태어나는 블랙홀에게 일종의 ‘반동’을 줄 수 있고, 반동 또는 다시 안정되는 과정에서 블랙홀의 이동 에너지를 관측할 수 있다”고 설명했다. 이어 “볼링공을 차는 것이 축구공을 차는 것보다 더 어렵다. 이 블랙홀은 볼링공과 같다. 태양 질량의 수백만 배에 달하기 때문”이라면서 “이를 움직이게 하려면 매우 강력한 발차기가 필요하다는 것”이라고 비유했다. 전문가들은 이 블랙홀이 2개의 천체가 공통의 질량 중심을 기준으로 상호작용을 일으키는 계인 쌍성계(연성계, binary system)일 가능성도 있을 것으로 내다봤다. 자세한 연구결과는 미국 천체물리학 학술지(The Astrophysical Journal) 최신호 12일자에 실렸다.  송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 어떤 항생제도 듣지 않는 슈퍼박테리아를 현장에서 10분만에 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부, 바이오화학분석팀, 전북대 의대 진단검사의학과 공동연구팀은 항생제 내성 슈퍼박테리아 중 하나인 ‘클로스트리디오이데스 디시필’(C,디시필)을 현장에서 바로 검출할 수 있는 진단키트를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지인 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 실렸다. C,디시필은 현재 나와있는 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균으로 감염될 경우 발열, 설사, 복통이 발생하며 심할 경우는 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이 때문에 미국 질병통제예방센터(CDC)는 C,디시필을 ‘최고 위협단계’ 세균으로 규정하고 있다. 치료제가 없는 C,디시필의 확산을 막기 위해서는 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 진단법은 항원검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 이틀 이상의 시간이 걸리고 항원검사와 독소검사 민감도가 낮아 정확하고 신속한 진단이 어렵다는 문제도 있다. 연구팀은 C,디시필을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고 이를 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)로 만들었다. 연구팀은 왁스프린팅을 한 종이에 친수성, 소수성 패턴을 만들고 5겹으로 쌓아 입체 유체통로가 있는 mPAD를 만들었다. mPAD의 구멍 안으로 미량의 분변시료를 떨어뜨리고 검출신호 증폭을 위해 시약이 건조처리된 다른 구멍에 물을 떨어뜨리면 시료는 유체통로로 먼저 흘러간 다음 시약이 물에 녹아 흘러가게 된다. 용액은 mPAD 종이 표면 금나노입자에 반응하면서 측정감도가 커지면서 색 변화를 통해 감염여부를 확인하게 된다. 실제로 C.디시필 감염의심환자의 분변 시료 미량을 mPAD에 떨어뜨리면 감염여부를 확인할 수 있는 바이오마커 항원 1종과 독소 2종 검출여부를 10분 내에 육안으로 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 mPAD 검출민감도는 97%, 정확도는 95%에 이르고 종이 기반으로 만들기 때문에 제작비용이 저렴하고 추가 장비가 필요치 않다는 장점이 있다. 기초과학지원연구원 권요셉 박사는 “이번 연구는 C.디피실 진단 원천기술을 확보하고 국산화 가능성을 제시한 것”이라며 “고비용의 유전자 검사가 포함된 기존 검사법을 대체하게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4700만 년 전 지구상에 서식했던 파리의 화석이 독일에서 발견됐다. 지금까지 큰 주목을 받지 못했던 파리의 새로운 ‘능력’을 입증할 수 있는 자료가 될 것으로 보인다. 오스트리아 빈대학 식물학 연구진에 따르면 독일 프랑크푸르트 인근의 버려진 채석장에서 발견된 이 화석은 4700만 년 전 당시 꽃가루를 운반하다 죽은 것으로 추정되는 파리의 것으로 확인됐다. 연구진은 미세 현미경을 통해 고대 파리의 위장에서 상당량의 꽃가루를 발견했으며, 이는 고대 파리가 아열대 식물의 포자를 섭취하거나 이를 운반하는 역할을 했다는 것을 보여주는 최초의 직접적인 근거로 꼽힌다고 설명했다.이번 파리 화석의 장과 위 부위에서는 물버들(물가에서 자라는 버드나무) 등 식물군 4종에서 나온 꽃가루의 흔적이 발견됐다. 이를 통해 고대 파리는 고대 호수의 숲 가장자리에서 서식했던 것으로 추정됐다. 또 파리의 복부와 가슴부분에서 긴 털을 확인했는데, 연구진은 이 털에서 꽃가루를 발견하지는 못했지만 파리가 이 꽃에서 저 꽃으로 튕겨져 날아가면서도 꽃가루를 옮기는데 역할을 했다는 것을 시사한다고 설명했다. 일반적으로 꽃가루를 옮기는 매개자로 새나 벌, 나비 등을 떠올리지만, 파리 역시 다른 곤충과 마찬가지로 꽃가루 매개자로서 매우 중요한 역할을 한다. 특히 코 역할을 하는 혀 모양의 구조가 꽃가루를 운반하는데 도움을 준다.연구진은 “여러 가지 식물이 분포하고 퍼져나가는데 있어 꽃가루 분산이 매우 중요했으며, 이 화석은 파리가 해당 역할을 했다는 사실을 입증하는 자료”라면서 “4700만 년 전 당시에는 꿀벌 등보다 파리가 꽃가루 매개자로서의 역할에 더욱 충실했을 것”이라고 설명했다. 이어 “이번 발견은 열대 환경에서 꽃을 찾는 파리가 수분을 하는 꿀벌만큼이나 중요할 수 있다는 오래된 가설을 뒷받침한다”면서 “고대 파리의 배 속에서 꽃가루를 발견했다는 사실은 쥐라기 시대까지 거슬러 올라가 곤충이 매우 중요한 역할을 수행했다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’의 자매지인 커런트 바이올로지 최신호에 실렸다.  송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 구리가 녹스는 것을 미세하게 조절해 수 백 가지의 천연색을 구현하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 성균관대 물리학과, 부산대 광메카트로닉스공학과 공동연구팀은 구리 표면 산화층을 1~2㎚(나노미터) 수준으로 조절해 360가지 이상의 천연색을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 9일자에 실렸다. 구리는 붉은 빛을 띄는 갈색이었다가 산화, 흔히 말하는 녹이 슬면서 청록색으로 바뀐다. 미국 뉴욕의 자유의 여신상처럼 구리 합금으로 만든 동상들이 청록색으로 띄는 이유기도 하다. 과학기술이 발달한 요즘도 금속 산화는 정복하지 못한 과제 중 하나이며 특히 구리의 산화는 규칙성이 없기 때문에 제어는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이에 연구팀은 자체 개발한 ‘원자 스퍼터링 에피택시’라는 장치를 이용해 원자 단위로 구리를 쌓아올리는 방식으로 0.2㎚ 두께의 평평한 단결정 구리박막을 만들었다. 이렇게 만든 구리 박막으로 구리 산화 방향을 제어하고 산화층 두께를 원자층 수준으로 조절하는데도 성공했다. 구리와 산화층 사이 경계에서 반사되는 빛이 산화층 두께에 따라 다른 파장을 갖기 때문에 산화층 두께를 달리해 360가지가 넘는 천연색을 구현할 수 있었다. 이 과정에서 연구팀은 레이저를 이용해 표면을 부분적으로 산화시킬수 있는 ‘산화 식각 리소그래피’ 기술도 개발했다. 산화를 식각기술에 처음으로 적용한 것이다. 연구진의 이번 기술을 활용하면 여러 이미지를 금속 표면에 새길 수 있기 때문에 복제 불가능한 암호식각, 반도체 소자 제작 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 IBS 단장(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구결과는 그동안 불가능했던 것으로 알려진 구리의 산화를 완벽하게 제어할 수 있게 돼 학문적으로나 산업적으로 중요한 의미를 갖는다”라며 “구리를 산화시켜 투명한 p형 산화물 반도체로 활용하는 것과 산화 식각으로 새로운 반도체 공정을 개발하는 연구를 수행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr