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  • [핵잼 사이언스] 검은나비 날개는 빛 99.94% 흡수…완벽한 검은색

    [핵잼 사이언스] 검은나비 날개는 빛 99.94% 흡수…완벽한 검은색

    검은나비의 날개에는 가시광의 99.94%를 흡수하는 나노구조가 숨겨져 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 얼마 전까지 가장 완벽한 검은색으로 불린 반타블랙의 흡수율인 99.965%에 필적한다. 현재 흡수율 99.995%를 자랑하는 탄소나노튜브(CNT)가 개발됐지만, 자연계에서는 나비 날개보다 검은색은 존재하지 않는다. 미국 듀크대 생물학과 연구진은 아시아와 중남미 등 세계에서 검은나비 10종을 채집해 날개의 흑도(blackness·복사율)를 조사했다. 이들 나비 중 가장 검은 개체를 ‘울트라 블랙’(ultra-black), 중간 수준으로 검은 개체를 ‘레귤러 블랙’(regular black), 덜 검은 개체를 ‘다크 브라운’(dark brown)으로 분류했다.그 결과, 이들 날개는 일반적으로 복사율이 높은 물질로 알려진 숯이나 아스팔트 또는 검은색 벨벳보다 각각 10~100배 더 검은 것으로 나타났다.또 이들 연구자는 이런 결과가 나온 비밀을 밝히기 위해 각 나비의 날개를 전자현미경으로 관찰했는데 그 표면의 나노 구조가 스펀지(해면)나 그물 모양이며, 2층 구조처럼 돼 있는 것을 확인할 수 있었다. 상부는 일정한 간격으로 즐비한 융기선과 그 사이 구멍으로 돼 있으며 하부는 상부를 지탱하는 기둥 같은 조직으로 돼 있다. 이전에는 이들 기둥 사이 벌집 모양의 구멍은 복사율과 관계가 있는 것으로 예상됐지만, 오히려 융기선과 기둥이 중요한 것으로 드러났다고 이번 연구에 참여한 쇤케 존슨 교수는 설명했다. 이들 연구자가 울트라 블랙에 속하는 나노 구조를 레귤러 블랙의 것과 비교했더니 융기선은 매우 가파르며 아래 기둥 조직도 더 깊고 굵은 것으로 나타났다. 이와 함께 이들은 컴퓨터 모델을 이용해 융기선과 기둥 조직이 없는 경우를 시뮬레이션했다. 그 결과, 원래 상태보다 가시광선을 16배 반사하기 시작했다. 이는 울트라 블랙의 날개가 다크 브라운 수준까지 밝아진 것에 해당한다. 이에 대해 이번 연구 주저자인 알렉스 데이비스 연구원은 “이런 구조적 변화가 빛을 흡수하기 위한 표면적을 늘린다는 점을 고려할 때 나비의 날개는 인공적으로 만들어진 탄소나노튜브 등과 똑같은 설계 원리로 작동한다고 결론내릴 수 있다”고 설명했다. 즉 나비 날개의 구조 메커니즘은 앞으로 여러 분야에서 응용할 수 있다는 것이다. 게다가 나비 날개는 탄소나노튜브보다 몇 배 얇은 몇 미크로미터(㎛) 수준이므로, 그 구조가 규명되면 무게를 늘리지 않고 높은 흡수율을 유지하는 물질이 만들어질 수도 있다. 이런 연구는 고성능 태양전지판(솔라패널)이나 망원경 또는 항공기 위장에 이용될 가능성도 있다.자세한 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스 최신호(10일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 中 내몽골 사막화 지대서 기마인 등 고대 암각화군 유적 발견

    中 내몽골 사막화 지대서 기마인 등 고대 암각화군 유적 발견

    한때 내몽골이라고 불리던 네이멍구자치구에서 고대 암각화군 유적이 발견됐다. 24일 신화통신 보도에 따르면, 최근 고고학 연구팀이 중국 네이멍구자치구 아라산맹 아라산우기에서 약 273㎞ 떨어진 사막화 지대에서 암각화군 유적을 새로 발견했다. 확인된 암각화는 모두 11점이다.부드리근후두거(布德日根呼都格·Bude Rigen Huduge)라는 이름의 지역에서 발견된 이 암각화 유적은 화강암에 새겨져 있으며, 그 내용은 이른바 기마인으로 불리는 말 타고 있는 사람 1점을 제외하고 주로 사람 얼굴이 그려져 있다. 나머지는 원형이나 타원형 또는 직사각형 등 형상을 띠고 있는데 비교적 간단하게 그려진 부호에 가까운 도형이 있는가 하면 좀더 복잡한 일종의 부호를 조합한 듯한 도형도 새겨져 있다.이에 대해 아라산우기 문화재보호센터의 판융롱(范永竜) 센터장은 “새로 발견한 암각화는 기본적으로 모두 표면을 연마한 뒤 새겨넣은 갈각(磨刻) 방식으로, 이전에 아라산우기에서 발견된 73곳의 암각화와 비교하면 제작기법이나 표현 내용, 깊이 정도에 큰 차이를 보인다”고 지적했다. 이에 따라 이번 발견은 아라산 바단지린(사막) 암각화의 기원과 변천을 연구하는 데 중요한 자료와 단서를 제공할 것으로 이들 연구자는 보고 있다.이 센터는 앞으로 암각화 전문가를 초빙해 이번에 발견한 암각화의 정확한 제작 시기를 고증하고 연구해 보호하는 등의 작업을 진행할 계획이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • DGIST, 양자점 효율 높인 태양전지 상용화 기술 개발

    DGIST, 양자점 효율 높인 태양전지 상용화 기술 개발

    DGIST는 에너지공학전공 최종민 교수와 토론토대학교 Edward H. Sargent 교수 연구팀이 양자점 태양전지의 성능 저하 원인을 규명하고 이를 안정화 시킬 수 있는 소재 가공법을 개발해, 실제 구동환경에서도 안정적인 양자점 태양전지를 구현했다고 30일 밝혔다. 양자점은 빛 흡수 능력이 우수하고 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있어 차세대 태양전지의 핵심 소재로 각광받고 있다. 특히 가볍고 유연하며 공정비가 저렴하기 때문에 현재 상용중인 실리콘 태양전지의 단점을 보완하여 대체할 수 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 양자점 태양전지의 성능 향상을 위한 광전변환 효율 연구를 하고 있지만, 상용화에 필수적인 안정성 향상에 관한 연구는 미비한 편이다. 특히 태양전지의 실제 구동환경인 최대 전력점에서 양자점 태양전지를 구동한 사례는 거의 없는 실정이다. 이에 연구팀은 양자점 태양전지의 실제 상용화에 필수적인 안정성 향상을 위해 실제 구동 조건과 같이 빛과 산소 등에 장시간 노출시키며 성능 저하 원인을 분석했다. 그 결과, 양자점 표면의 요오드 이온이 산화로 제거되면서 산화층이 형성돼 양자점 구조의 변형을 가져왔고, 이로 인해 소자 효율이 저하되기 때문임을 규명했다. 연구팀은 이러한 낮은 소자 효율을 개선하고자 칼륨을 포함한 리간드 치환 방법을 개발했다. 리간드란 착화합물의 중심원자에 가지처럼 결합해 있는 이온 또는 분자를 말한다. 여기에 요오드의 산화를 방지할 수 있는 칼륨이온을 양자점 표면에 도입해 치환 과정을 거쳤다. 이를 소자에 적용한 결과, 기존보다 더욱 높은 수준인 300시간 동안 80% 이상의 초기 효율을 유지하는 소자를 구현할 수 있었다. DGIST 최종민 교수는 “이번 연구는 양자점 태양전지가 실제 구동 환경에서도 보다 안정적으로 작동할 수 있다는 것을 규명한 것”이라며, “본 연구 결과가 양자점 태양전지의 상용화를 더욱 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 국제학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스에 2월 20일자 게재됐다. 본 연구는 DGIST 에너지공학전공 최종민 교수가 제 1저자로 참여했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • “코로나19 바이러스, 마스크 표면서 7일간 생존 가능” (연구)

    “코로나19 바이러스, 마스크 표면서 7일간 생존 가능” (연구)

    코로나19 바이러스가 서지컬 마스크의 표면에서 7일간 생존할 수 있다고 일부 과학자가 주장하고 나섰다. 최근 홍콩대 연구진이 이같은 내용이 담긴 연구논문을 지난 15일 의학논문 사전공개 사이트인 메드아카이브(MedRxiv)에 게재했다. 이들 연구자는 의사와 간호사가 주로 세균 감염 따위로부터 호흡기를 보호하기 위해 쓰는 소독된 이 의료용 마스크의 표면에 일정량의 코로나19 바이러스를 부착하고 시간이 지남에 따라 그 양이 얼마나 줄어드는지를 관찰했다. 그 결과, 코로나19 바이러스는 7일차에 들어서도 해당 마스크 겉면에 어느 정도 생존해 감염을 일으킬 수 있는 것으로 나타났다. 즉 7일이 지나고 나서야 마스크 표면에서 이 바이러스를 완전히 검출할 수 없었다는 것이다. 이들 연구자는 마스크 외에도 여러 사물의 표면에서 코로나19 바이러스가 얼마 동안 생존할 수 있는지 살폈다. 처리된 옷감과 스테인리스스틸 표면에 있는 이 바이러스는 각각 2일과 7일 뒤 완전히 검출되지 않았다. 신문지 같은 인쇄용지나 티슈페이퍼의 경우 이 바이러스는 3시간이 지나자 완전히 사멸한 것으로 나타났다. 지난 27일 영국 바이러스 전문가인 조지 로모노소프 박사는 BBC와의 인터뷰에서 신문지는 인쇄 및 제작 과정에서 어느 정도 살균이 돼 코로나19에 감염될 위험은 낮다고 밝혔다. 최근 미국에서도 비슷한 연구논문이 발표됐다. 지난 17일(현지시간) 미국 매사추세츠 의학협회에서 발행하는 뉴잉글랜드저널 오브 메디슨(NEJM)에 실린 한 연구에서는 코로나19 바이러스가 포장재로 많이 쓰이는 카드보드(골판지)에서 24시간 생존할 수 있는 것으로 나타났다. 실제로 세계보건기구(WHO)는 우편이나 택배를 통해 코로나19에 감염될 가능성은 낮다고 밝혔다. 홍콩 연구진은 또 이 연구에서 코로나19 바이러스를 검사하기 위해 검체를 수송하는 배지 키트에서 이 바이러스가 어떤 온도에서 얼마나 살 수 있는지도 살폈다. 그 결과, 이 바이러스는 4℃ 상온에서 장기간 안정성이 가장 높은 것으로 나타났다. 실온에서 이 바이러스를 안전하게 처리하지 않으면 7일간 높은 수준으로 생존할 수 있지만 14일 뒤 완전히 사멸했다. 이 바이러스를 체온에 해당하는 37℃에서 배양하면 24시간 동안 점차 줄어 그 후에는 검출되지 않았다. 만일 이 바이러스를 30분간 56℃에서 배양하거나 5분간 70℃에서 배양하면 검출이 불가능했다고 이들 연구자는 덧붙였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • “여자는 결혼하고 애낳으면 연구 못해” 日도쿄대 교수 중징계

    “여자는 결혼하고 애낳으면 연구 못해” 日도쿄대 교수 중징계

    일본에서 최고로 치는 국립 도쿄대학의 남녀 교수들이 여성 제자들에게 결혼, 임신 등과 관련해 성차별적 괴롭힘을 가했다가 나란히 징계를 받았다. 29일 아사히신문에 따르면 도쿄대는 지난 27일 대학원 과정을 가르치는 남자 교수 A씨와 여자 교수 B씨에 대한 징계 처분을 확정했다. 각각 40대인 두 사람은 같은 전공의 동료 사이로 A씨는 정직 6개월의 중징계를, B씨는 계고 처분을 받았다. A씨는 2018년 여름 자신의 수업을 듣는 2명의 여자 대학원생들에게 “여성 연구자들이 결혼, 출산, 육아와 연구활동을 동시에 하는 것은 불가능하다”는 성차별 발언을 반복적으로 하며 모욕감을 준 것으로 드러났다. A씨는 문제의 발언을 한 사실을 인정하면서도 괴롭힐 의도는 없었다고 해명했으나 학교 당국은 이례적으로 중징계 결정을 내렸다. B씨는 A씨의 수업에 참석한 자리에서 두 학생에게 “결혼 등 사생활에 충실하고 싶은 사람은 연구를 그만둬도 좋다”고 말했다. 도쿄대에서는 지난해 11월에도 정보학부 대학원 소속 오사와 쇼헤이(31) 교수가 인터넷상에서 ‘혐중 헤이트스피치‘(중국혐오 선동 발언)를 해 물의를 빚은 바 있다. 인공지능(AI) 개발회사의 대표를 겸하고 있던 그는 트위터에 “폐사에서는 중국인은 뽑지 않습니다”, “애초부터 중국인은 면접에 부르지 않습니다. 서류에서 탈락입니다”, “자본주의의 관점에서 볼 때 퍼포먼스가 낮은 노동자는 차별받는게 당연한 것입니다” 등 발언을 했다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr
  • 인간 수명 한계 없앨까…미 연구진 114세 세포를 ‘아기 수준’으로 바꿔

    인간 수명 한계 없앨까…미 연구진 114세 세포를 ‘아기 수준’으로 바꿔

    미국의 과학자들이 114세 여성의 혈액세포를 재프로그래밍해 이른바 유도만능줄기세포로 불리는 역분화줄기세포(iPS세포)로 바꿔 세포의 노화 수준을 사실상 신생아 상태로 되돌렸다. 이는 사람의 수명을 무한히 늘릴 수 있는 가능성을 보여준 것이다. 26일(현지시간) 미 뉴스위크와 사이언스얼러트 보도에 따르면, 이들 연구자가 수행한 이 실험 연구는 노화와 관련한 새로운 연구 분야의 문을 열 수 있다. 이번 연구에 혈액을 기증한 114세 여성은 이른바 초백세인(Supercentenarian)으로 불리는 부류에 속한다. 초백세인은 110세 이상 사는 사람들을 말하는 데 이들은 생활 습관에 그리 상관없이 일반인들보다 오래 살 뿐만 아니라 건강을 훨씬 더 오랫동안 유지한다. 이 연구에 참여했으며 이런 사람들을 추적조사하는 미 연구단체 노인학연구그룹(GRG)은 오늘날 전 세계에서 나이가 110세 이상으로 확인된 사람은 56명에 불과하다고 말한다. 지금까지 연구자들은 이처럼 극도로 오랫동안 사는 사람들의 여러 공통적인 특성을 발견했다. 2008년부터 일본에서 이런 초백세인을 대상으로 한 한 연구에서는 이들이 심혈관계 질환을 앓은 병력이 거의 또는 전혀 없으며 암이나 당뇨 병력은 완전히 없다는 것으로 나타났다. 이번 연구는 그런 초백세인에게서 채취한 세포를 재프로그래밍하려고 시도한 것이다. 이에 대해 연구 공동저자인 미 샌포드버넘프레비스(SBP) 의학연구소의 줄기세포 생물학자 에번 스나이더 박사는 “우리는 이렇게 노화한 세포를 다시 프로그래밍할 수 있을까?라는 큰 질문에 답하기 시작했다”고 말했다. 세포 재프로그래밍은 전문화된 일반 세포들을 다시 어떤 세포로도 변할 수 있는 iPS세포로 되돌리는 과정을 포함한다. 이런 iPS세포화는 2006년 일본 교토대의 야마나카 신야가 개발했다. 그는 쥐의 피부세포에서부터 iPS세포를 유도했는데 이런 세포는 체내 어떤 조직으로도 만들 수 있다.미 생명공학기업 에이지X 테러퓨틱(AgeX Therapeutics)의 지은 리 박사가 주도한 이번 연구에서는 114세 여성뿐만 아니라 건강한 43세 여성 참가자와 이른바 조로증으로 불리는 급속한 노화를 유발하는 질병이 있는 8세 어린이 환자의 세포도 재프로그래밍하는 데 성공했다. 또 이들 연구자는 일부 실험에서 염색체 끝부분을 열화로부터 보호하지만 시간이 지나 세포가 분열함에 따라 짧아지는 말단소립인 텔로미어를 재프로그래밍 과정으로 재설정할 수 있다는 것을 발견했다. 이는 사실상 114세에서 0세로 바뀌는 것을 의미하지만 모든 텔로미어를 재설정한 것은 아니었기에 앞으로 추가 연구가 필요할 것으로 보인다. 연구진은 초백세인의 세포를 iPS세포로 되돌림으로써 어떤 요인이 이들을 그렇게 오랫동안 건강하게 살게 하는지를 알아낼 수 있으리라 생각한다. 끝으로 연구진은 “이런 데이터는 텔로미어 길이를 복원해 재프로그래밍하는 데 극단적 나이가 절대적인 장벽은 아니라는 점을 보여준다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘생물화학·생물물리학연구학회지’(Biochemical and Biophysical Research Communications) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 최후의 랩터…6800만년전 뉴멕시코 일대 누빈 신종 공룡 발견

    최후의 랩터…6800만년전 뉴멕시코 일대 누빈 신종 공룡 발견

    약 6800만 년 전, 지금의 미국 뉴멕시코주 일대를 누빈 신종 깃털 공룡의 존재가 세상에 드러났다. 미 펜실베이니아주립대 등 연구진은 백악기 후기 개방된 범람원이었던 한 분지에서 다양한 동물을 무리지어 사냥한 것으로 추정되는 신종 랩터를 발견했다고 26일(현지시간) 밝혔다. 랩터는 약탈자 또는 사냥꾼을 뜻하는 말로, 영화 ‘쥬라기 공원’에서 날렵한 몸짓과 지능적인 무리 사냥을 선보인 벨로시랩터(벨로키랍토르) 등이 속한 소형 수각류 육식공룡이다. 이번 신종 공룡은 인근 멕시코만에 거대 소행성이 충돌해 공룡 등 생물이 대량으로 멸종한 사건이 발생하기까지 100만 년이 채 남지 않았던 시대에 생존해 ‘최후의 랩터’로도 불린다.연구진은 2008년부터 2016년까지 네 차례에 걸쳐 뉴멕시코주 샌환(산후안) 분지에서 발굴된 이 공룡의 화석 잔해를 자세히 분석한 결과, 이 종이 벨로시랩터보다 좀 더 큰 몸길이 약 2.1m, 몸높이 약 1m라는 것을 알아냈다. 이 신종 랩터는 채찍처럼 긴 꼬리 덕분에 오늘날 가장 빠른 육상 동물인 치타처럼 빠른 속도와 민첩성을 이용해 먹잇감을 사냥했던 것으로 분석됐다. 이러한 이유로 연구자들은 이 공룡에게 발굴지 원주민인 나바호족 말로 ‘남서부의 나바호 전사’를 뜻하는 디네오벨라토르 노토헤스페루스(Dineobellator notohesperus·이하 디네오벨라토르)라는 학명을 붙였다. 연구 주저자인 스티븐 자신스키 박사(펜실베이니아주립대)는 “디네오벨라토르는 날카로운 이빨 외에도 유난히 강력한 뒷발로 먹잇감을 산산조각으로 찢을 수 있어 벨로시랩터보다 훨씬 더 무서웠을 것”이라면서 “이들은 오늘날 늑대보다 좀 더 길었지만 속도와 민첩성을 위해 몸무게는 23㎏ 정도밖에 나가지 않았을 것”이라고 설명했다.오늘날 새와 밀접한 관계가 있는 드로마에오사우루스류에 속하는 이들은 각 발에 날카로운 발톱을 세 개씩 갖고 있으며 특히 뒷발에 있는 두 번째 발가락의 발톱은 13㎝에 달해 이를 무기 삼아 다른 공룡 등 동물을 덮쳐 사냥할 수 있었다. 또한 발굴된 화석 중에는 뼈에 발톱으로 인한 상흔이 1.3㎝ 정도 남아있는데 이는 다른 개체와의 싸움에서 생겼을 가능성이 높다.이에 대해 자신스키 박사는 “두 디네오벨라토르가 싸우는 데는 여러 이유가 있을 수 있지만, 많은 학자가 생각하듯이 이들이 무리를 짓는 동물이라면 먹이를 더 많이 차지하기 위한 것일 수도 있고, 두 수컷 사이 벌어진 싸움이었다면 암컷을 차지하기 위해 벌어진 것일 수도 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 1년간 모발 8% 늘어…日연구진, 자가 모발세포 배양이식술 유효성 확인

    1년간 모발 8% 늘어…日연구진, 자가 모발세포 배양이식술 유효성 확인

    자가 모발의 특정 세포를 배양해서 이식하는 신기술이 탈모증 치료에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 26일 아사히신문에 따르면, 일본 도쿄의대 등 연구진은 이런 자가 모발세포 배양 이식술을 탈모증 환자를 대상으로 한 임상연구를 진행해 그 효과와 안전성을 확인했다고 밝혔다. 이들 연구자는 33~64세 남성 50명과 여성 15명을 대상으로, 각 후두부에서 소량의 두피를 채취한 뒤 배양센터로 보내 ‘S-DSC’로 명명된 세포 가공물을 획득해 배양했다. 그러고나서 이 세포물질을 다시 각 참가자의 두피에 1회 주사한 뒤 1년간 모발이 얼마나 성장했는지를 살폈다.그 결과, 세포물질을 이식한 두피 부위에는 위약을 주사한 부위보다 모발이 늘거나 굵어지는 효과가 있는 것으로 나타났다. 그 차이는 최대 8% 정도이다. 이에 대해 이 연구를 주도한 쓰보이 료지 도쿄의대 피부과 교수는 “우리는 이 연구가 탈모증에 관한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다는 것을 보여줄 수 있었다”고 말했다. 연구진에 따르면, 이 기술은 한 번 세포를 이식하면 매일 사용하는 일반 발모제와 달리 효과가 지속한다는 장점이 있고, 면역 거부 등 부작용도 없어 안전한 것으로 여겨진다. 하지만 이를 실제 치료법으로 사용하려면 탈모증이 있는 두피 전체에 수차례 주사해서 효과와 안전성을 확인해야 한다. 이에 따라 연구진은 앞으로 이와 같은 추가 임상연구를 진행할 예정이다. 이번 연구에 관한 자세한 내용은 미국피부과학회(AAD)가 발행하는 미국피부과학회지(JAAD·Journal of the American Academy of Dermatology) 최신호(5일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 코로나 끝날 때까지 사회적 거리두기 유지돼야 하는 이유

    [달콤한 사이언스] 코로나 끝날 때까지 사회적 거리두기 유지돼야 하는 이유

    코로나19가 무서운 기세로 전 세계로 확산되면서 자국의 국경을 봉쇄해 외국인은 물론 내국인의 입출국을 차단한 나라가 30개국에 이르고 있다. 유럽에서 가장 심각한 상황인 이탈리아는 전국의 사업장을 폐쇄하는 강경한 조치를 취하고 있으며 ‘단순한 독감 수준’이라며 손 놓고 있던 미국도 군대를 동원하는 등 코로나19 확산을 막기 위해 고군분투하고 있는 상황이다. 이 같은 가운데 과학자들이 코로나19 같이 신종 감염병이 발생했을 때는 조속히 이동제한 조치를 취하거나 사회적 거리두기를 실시하는 것이 확산을 막는데 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 동물학과, 사우샘프턴대 수리과학과, 왕립수의대 병리생리학 및 인구과학과, 미국 하버드대 의대, 하버드 공중보건대, 보스턴아동병원, 노스이스턴대 네트워크과학연구소, 시애틀 워싱턴대 보건통계평가연구소, 에콰도르 샌프란시스코키토대(USFQ) 생명·환경과학부, 프랑스 파스퇴르연구소 감염병 수학모델링팀, 소르본대, 이탈리아 융합과학연구재단(ISI), 중국 베이징사범대 지구시스템과학부 공동연구팀은 수학적 분석을 통해 백신이나 치료제가 없는 신종 감염병의 급속한 확산을 막기 위해서는 사회적 거리두기와 이동제한 조치가 효과적이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일자에 발표했다. 지금까지 코로나19 확산을 막는데 이동제한 조치가 어느 정도 영향을 미쳤는지에 대한 분석은 중국 연구자들의 분석들이 대부분이어서 연구결과에 대한 신뢰성 문제가 제기되기도 했다. 이번 연구는 중국 이외 지역의 수학자와 물리학자, 동물학자, 의학자, 공학자들이 대거 참여해 연구결과의 신뢰성에 대한 논란을 잠재울 수 있을 것으로 평가받고 있다.연구팀은 지난해 12월 말부터 지난 1일까지 중국 내에서 발생한 코로나19 확진사례 7만 9986건의 역학조사 자료와 휴대전화에 기록된 실시간 모바일 지리위치데이터를 분석했다. 연구팀은 지난 1월 23일 코로나19가 처음 시작된 중국 우한지역의 봉쇄와 이동제한 조치 전후로 코로나 코로나19의 확산세를 비교한 것이다. 그 결과 1월 23일 우한 지역의 여행제한과 지역봉쇄조치가 취해지기 직전 자료들은 사람들의 이동정도로 코로나의 확산을 정확하게 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 우한 지역의 여행제한 조치가 실시되면서 우한 지역 바깥의 감염자 수는 완만하게 서서히 줄어드는 것을 관찰됐다. 연구팀은 감염병의 확산규모를 결정하는 것은 지역이나 국가의 공중보건 수준이 아니라 사람의 이동성에 좌우된다고 밝혔다. 이 때문에 예방이나 치료방법이 없는 신종감염병이 발생했을 때 가장 먼저 취해야 할 조치는 사회적 거리두기라고 강조했다. 사뮤엘 스카피노 노스이스턴대 교수(응용수학)는 “이번 연구결과는 바이러스성 질병이 특정 지역에서 크게 발생했을 때(아웃브레이크) 가장 먼저 취해야할 조치는 사람간 신체적 거리두기라는 것을 보여주고 있다”라며 “사회적 거리두기는 감염성 질병이 처음 시작될 때는 물론 질병이 끝나가는 것으로 판단되는 종식기까지 계속 이어질 필요가 있다”라고 강조했다. 또 스카피노 교수는 “사회적 거리두기의 효과는 생각만큼 빨리 나타나지 않기 때문에 조바심을 내서는 안된다”라며 “현재 여러 나라들에서 자국 내에서 이동제한 조치와 외국인의 입국 금지 같은 조치가 취해져 있는데 경제에 미치는 영향에 따라 그 규모나 방법은 해당 국가내 감염 정도와 주변 국가의 상황에 맞춰서 설정할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] ‘퀘이사의 쓰나미’가 은하를 파괴한다

    [아하! 우주] ‘퀘이사의 쓰나미’가 은하를 파괴한다

    -오랜 천문학의 수수께끼인 '은하의 질량 문제'에 단서 우주에 있는 거의 모든 은하의 중심에는 엄청난 양의 물질을 게걸스럽게 집어삼키는 초거대 블랙홀이 똬리를 틀고 있는데, 여기서 엄청난 양의 방사선이 방출되고 있다. 이 같은 블랙홀을 퀘이사(Quasi-stellar Object, QO/準星)라 하는데, 망원경을 통해 볼 때 별처럼 보이기 때문에 붙여진 이름으로, 우주에서 가장 활기 넘치는 천체라 할 수 있다. 퀘이사로 유입되는 물질은 광속에 가까운 속도로 퀘이사 주위를 소용돌이 치면서, 자신의 엄청난 방사선 에너지에 의해 가열되어 우주공간으로 뻗어나간다. 은하의 소화불량으로 인해 발생하는 이 강력한 제트 분출은 수천억의 별이나 은하계 전체가 내는 밝기를 압도하는 장관을 연출하기도 한다. 일련의 새로운 논문에 따르면, 우주지도에 그 이름을 올린 퀘이사들이 내뿜는 방사선이 블랙홀을 가진 은하 자체를 파괴할 수도 있다는 것을 보여준다. 3월 16일자(현지시간) '천체물리학 저널' 특별판에 게재된 6건의 연구에서 천문학자들은 미 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경을 사용하여 심우주에 있는 13개의 퀘이사 유출, 곧 퀘이사에서 방출되는 고속 방사선을 면멸히 관측했다. 수년에 걸친 이 조사에서 과학자들은 다양한 전자기 스펙트럼 파장에서 방사선 유출을 관찰한 결과, 퀘이사에서 분출되는 폭풍과 가스는 속도는 시속 6400만km 이상, 온도는 수십억 도에 도달할 수 있다는 사실을 발견했다. 이 뜨겁고 빠른 가스는 퀘이사의 숙주 은하에 엄청난 피해를 줄 수 있으며, 해일처럼 은하의 디스크를 관통하여 우주공간 멀리까지 별 형성 물질을 날려버릴 수 있다는 사실을 연구자들은 발견했다. 1년 동안 한 번의 퀘이사 유출로 태양 질량의 수백 배에 이르는 물질을 우주공간으로 밀어냄으로써 새 별이 형성되는 것을 막아내는 한편, 멋진 불꽃 놀이를 연출할 수 있다고 과학자들은 밝혔다. 이 발견은 우주에 대한 오랜 수수께끼를 풀어내는 데 도움이 될 수 있다. 큰 은하가 어떤 특정한 질량에 도달하면 왜 더 이상 덩치를 키우지 않는 걸까 하는 문제는 천문학의 오랜 마스터리였다. 연구팀은 새로운 퀘이사 유출 데이터를 은하 형성 모델에 적용했을 때, 이 퀘이사 유출이 많은 은하에서 새로운 별의 탄생을 방해할 수 있음을 발견했다. 뉴욕 컬럼비아 대학의 천체물리학자 제레미아 P. 오스트라이커는 성명서에서 "천체물리학의 이론가와 관측자들은 수십 년 동안 거대한 은하에서 별 형성을 차단하는 물리적 과정이 있다는 것을 알고 있었지만, 그 과정의 본질은 미스터리였다"고 밝히면서 "이 퀘이사의 유출 데이터를 우리의 시뮬레이션에 집어넣으면 은하 진화 과정에서 풀리지 않았던 문제를 해결하는 데 결정적인 단서를 얻을 수 있다"고 덧붙였다. 퀘이사가 더 많은 물질을 빨아들일 때 가속되는 강력한 유출에 대한 추가 연구로 우주의 가장 활력있는 천체가 어떻게 은하계를 만들고 파괴하는지 자세한 내용을 알 수 있을 것으로 연구자들은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [와우! 과학] 초전도체는 우주서 자연 발생…운석서 증거 첫 발견

    [와우! 과학] 초전도체는 우주서 자연 발생…운석서 증거 첫 발견

    초전도 합금의 흔적이 운석에서 처음으로 발견됐다. 이는 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 가까워지는 초전도현상이 나타나는 도체인 초전도체가 우주에서 자연적으로 형성할 수 있음을 보여주는 최초의 증거인 셈이다. 미국 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스(이하 UC샌디에이고)와 브룩헤이븐 국립연구소 공동연구진은 지구상에 떨어진 크고 작은 운석 표본 15점을 조사·분석해 그중 두 표본에서 초전도성 입자들을 발견했다고 23일(현지시간) 발표했다. 이들 연구자가 자연적으로 형성된 초전도체 흔적을 찾아낸 두 표본은 109년 전인 1911년 호주 남부 지역의 작은 마을 문드라빌라(Mundrabilla)에 떨어진 같은 이름의 이 나라 최대 운석인 철운석과 25년 전 남극에 떨어진 GRA 95205로 명명된 유레일라이트 운석인 것으로 전해졌다. 이번 결과는 지구에 떨어진 시기는 물론 성분도 다른 두 운석에서 초전도 합금이 발견됐다는 것을 보여주므로, 앞으로 다른 운석에서도 이런 증거를 발견할 가능성이 높다고 이들 연구자는 생각한다.UC샌디에이고의 이반 슐러 박사(물리학과 교수)와 동료 박사들은 이번 연구에서 자기장 변조 극초단파 분광법(MFMMS·Magnetic Field Modulated Microwave Spectroscopy)으로 불리는 극히 민감한 측정 기법을 이용해 소행성이나 혜성의 파편인 운석 조각들을 분석했고, 그중 두 표본에서 초전도 성질을 띠는 이리듐과 납 그리고 주석으로 된 합금 알갱이를 찾아냈다. 이들 입자는 절대온도 5K나 영하 268℃ 정도로 냉각됐을 때 초전도성을 띠는 것으로 나타났다. 과학자들은 과거 주로 실험실에서 특정 합금이 초전도체임을 보여줬지만, 지금까지 누구도 이런 초전도체가 우주에서 형성될 수 있는지를 보여주지 못했다. 이에 대해 슐러 박사는 “이번 연구의 가장 큰 시사점은 우주에 자연적으로 발생한 초전도체가 존재한다는 것”이라고 설명했다. 하지만 슐러 박사와 같은 대학 동료 연구원들도 처음에 자신들의 조사 결과를 그리 신뢰하지 못했다. 따라서 이들은 나중에 연구에 참여한 브룩헤이븐 국립연구소 측에 검증을 의뢰해 확인하고 나서야 자신들이 중요한 발견을 했다는 것을 받아들일 수 있었다. 최근 몇 년간 초전도체의 발견은 자기부상 열차에서부터 양자컴퓨터에 이르기까지 여러 분야와 밀접하게 관계돼 왔다. 초전도체는 기본적으로 물리적 저항 없이 원자끼리 전기를 전달하므로, 열을 과하게 전달하거나 그로 인한 결과로 다른 에너지가 발생하지도 않는다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(23일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 전극을 삽입시켜 효율성을 잡은 새로운 발광기술 개발

    전극을 삽입시켜 효율성을 잡은 새로운 발광기술 개발

    DGIST 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀이 새로운 구조의 발광기술을 개발했다. 이를 통해 기존 방식의 한계점을 극복한 발광소자 제작이 가능해져 전광판과 현수막처럼 다양하게 활용되는 발광소자 효율성 개선에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 정순문 박사팀은 기존의 발광소자와 다르게 발광층 내부에 섬유로 된 새로운 종류의 전극을 교차삽입시켰다. 그리고 교차삽입한 전극에서 발광층과 평행하게 발생하는 In-Plane 전계를 이용하는 새로운 발광기술을 개발할 수 있었다. 이처럼 제작된 발광소자는 기존의 발광소자보다도 유연하면서도 안정적으로 빛을 내도록 해 효율성을 대폭 개선했다. 정 박사 연구팀은 In-Plane 전계를 이용함과 동시에 함께 발광층에 황화아연과 폴리디메틸실록산을 이용한 새로운 발광필름을 적용했다. 이를 통해 기계적인 힘을 가해 빛을 발생시키는 기계적 발광과 전계를 작용시켜 빛을 발생시키는 전계발광이 동시에 가능하도록 했다. 이는 기존의 발광소자에서는 불가능했던 것으로, 다양한 환경에서도 빛의 세기가 일정하고 효율적으로 유지될 수 있도록 했다. 이번에 개발된 발광소자는 기존의 발광소자가 갖는 여러 한계점들을 극복할 수 있는 결정적인 실마리를 제공했다. 먼저 정 박사 연구팀이 개발한 발광소자 구조는 전극을 발광층 내부로 삽입시켜 전극이 발광층의 빛을 가리는 기존 발광소자의 단점을 해결했다. 이로써 발광소자의 빛 세기를 높이기 위해 필요한 두꺼운 전극이 도리어 그 사이에 있는 발광층의 빛을 더 가리는 단점도 한꺼번에 해결했다. 정 박사는“더욱 더 다양한 형태 변형에도 일정한 빛을 방출하는 발광소자 개발을 통해 향후 관련 산업계의 패러다임을 바꿔보고자 한다”이라며 “개발한 발광소자를 좀 더 보완한다면 충분히 가능한 목표로, 향후 다양한 형태의 발광섬유와 웨어러블 기기에 사용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 한편, 이번 연구 결과는 세계적 재료공학 국제학술지인 머티리얼즈 투데이(Materials Today) 최신호에 게재되었다. 또한 이번 연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 DGIST의 연구지원으로 진행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • [열린세상] 코로나19 공포시대, 스스로를 냉정하게 돌아볼 때/박주용 서울대 심리학과 교수

    [열린세상] 코로나19 공포시대, 스스로를 냉정하게 돌아볼 때/박주용 서울대 심리학과 교수

    코로나19 사태는 어차피 한번은 맞을 매라고 보면 제대로 먼저 맞은 것처럼 보인다. 신속한 검사, 투명한 정보 공개와 의료진의 헌신으로 뛰어난 대처 능력을 보여 세계 여러 나라로부터 호평을 받고 있기 때문이다. 물론 사태가 완전히 종결되고 나면, 최선의 대처 방식이 무엇이었을지에 대한 철저한 분석이 필요하다. 이런 분석을 바탕으로 점점 잦아지는 전염병에 대비해 효과적인 대응체계를 갖추어야 한다. 현시점에서는 자아도취에 빠지는 대신 우리 스스로 더 냉정하게 돌아볼 필요가 있다. 스스로 돌아보는 일은 어렵다. 이 일이 쉽다면 공자가 ‘자기를 아는 사람이 참된 지식인’이라고 가르치거나 소크라테스가 ‘너 자신을 알라’는 델포이 신전에 새겨진 문장을 설파하지 않았을 것이다. 그 한 예로 성격에 대한 판단을 살펴보자. 자신의 성격에 대해 가장 잘 아는 사람은 과연 자기 자신일까. 그렇지 않다는 연구 결과가 있다. 데이비스에 소재한 캘리포니아 주립대학의 사이민 바지르 교수는 실험참여자에게 스스로의 성격에 대해 여러 측면을 평가하도록 했다. 그다음에 실험참여자의 친구들에게도 실험참여자의 성격을 평가하게 했다. 마지막으로 실험참여자에게 세 개의 과제를 수행하게 하면서 전문가에게 실험참여자의 성격을 평가하게 했다. 그런 다음, 실험참여자 본인과 친구들의 평가가 전문가의 평가와 얼마나 비슷한지 비교했다. 그 결과 불안이나 신경증처럼 관찰하기 어렵고 평가하기도 어려운 특성에 대해서는 실험참여자 본인의 판단이 더 정확했다. 하지만 ‘똑똑함’처럼 관찰하기는 어렵지만 평가하기 쉬운 특성은 친구들의 판단이 더 정확했다. 즉 우리 자신의 성격 특성 중 일부는 남이 더 잘 안다. 우리가 자신의 성격을 제대로 평가하지 못하는 것보다 더 심각한 문제는 다른 사람들과 비교할 때 나타난다. 인간은 자신이 남보다 낫고 자신이 속한 집단이 다른 집단보다 우월하다고 생각하는 성향을 갖고 있다. 이런 성향은 미국에서 자기 과실로 교통사고를 낸 운전자들을 대상으로 한 연구에서 볼 수 있다. 연구자들은 교통사고를 낸 운전자들에게 자신이 얼마나 안전하게 운전하는지를 평가하게 했다. 그 결과 이미 사고를 낸 상황인데도 자신은 평균 이상으로 안전하게 운전한다고 반응했다. 만일 이들에게 다른 사람은 얼마나 안전하게 운전하는지를 물어보았다면 자신보다 더 낮다고 답변했을 것이다. 이런 성향은 우리에 대해서도 그대로 나타난다. 한국과 일본의 축구 경기를 지켜보면, 한국인은 한국 선수들이 더 신사적으로 경기에 임한다고 생각하고 일본인은 그 반대로 생각한다. 요컨대 자기와 우리를 무조건 실제보다 더 좋게 본다. 게다가 우리 각자는, 다른 사람들과는 달리, 자신만큼은 사물이나 사건을 있는 그대로 바라본다고 착각한다. 그래서 자신과 다른 생각이나 행동을 하는 사람들은 합리적이지 않다고 여긴다. 이런 연유로 사람들은 다른 사람에게 과도하게 비판적이어서 갈등이 많을 수밖에 없고, 그 갈등을 잘 해결하지 못한다. 각자 자기에게 편향된 입장을 고수하기 때문이다. 이상의 여러 자기중심성에 추가해, 사람들은 편향맹점을 갖고 있다. 즉 위에서 소개한 여러 착각을 다른 사람들이 범할 때는 잘 지적하면서도 정작 자신은 그렇지 않다고 착각한다. 그래서 다른 사람은 정신차려야 한다고 생각하지만, 자신에게는 문제가 별로 없다고 생각한다. 인간의 보편적인 자기중심성과 편향맹점은, 이번 코로나19 사태와 같은 위기상황일수록 더 증폭된다. 그 결과 당장의 불안을 극복하려고 자기중심적이고 자민족중심적인 말과 행동이 중국이나 일본 등 나라마다 넘치고 있다. 우리가 할 수 있는 일은 그들에게 똑같이 맞대응하면서 감정적으로 대립하거나, 아니면 주장할 것은 주장하되 감정적 반응은 절제하는 것이다. 그런데 감정적 반응은 잠시 통쾌할 수 있지만 후유증이 클 때가 많다. 따라서 감정을 폭발시키는 대신 냉정해질 필요가 있다. 그리고 거기서 그치지 않고, 다른 나라 사람들이 감정적으로 던진 말 가운데 우리가 받아들이면 좋을 부분을 찾아내어 변화를 모색하자. 개인이든 국가든 이런 변화를 이루어내는 만큼 더 나은 세상이 되기 때문이다.
  • 코로나 정보 사이트 연 ‘노벨의학상’ 日 야마나카 교수

    코로나 정보 사이트 연 ‘노벨의학상’ 日 야마나카 교수

    유도만능줄기(iPS)세포를 개발해 2012년 노벨 생리의학상을 받았던 야마나카 신야(58) 일본 교토대 교수가 지난 13일 코로나19 관련 정보를 소개하는 홈페이지를 개설했다. 22일 아사히신문에 따르면 야마나카 교수는 이 신문과의 인터뷰에서 “iPS세포도 중요하지만, 지금 눈앞에 있는 커다란 위협의 해소에 의학 연구자로서 공헌하고 싶다. iPS세포의 활용에는 시간이 걸리기 때문에 지금 당장 할 수 있는 올바른 정보 발신을 하고자 한다”고 사이트(www.covid19-yamanaka.com) 개설 취지를 밝혔다. 야마나카 교수는 “나는 감염증 전문가는 아니지만, 관련 논문을 읽고 해석해 전체적인 상황을 보는 능력이 있다고 생각한다”고 강조했다. 실제로 그는 코로나19에 관련된 각종 연구논문, 언론보도, 데이터 등을 분석한 뒤 과학적으로 근거가 충분한 정보와 그렇지 않은 정보 등을 구분해 정리해 놓았다. 그는 “코로나19는 평소에는 소리를 내지 않으며 은밀하게 여러 사람을 감염시키지만 저항력이 약한 사람을 만나면 태도를 돌변해 공격하는 매우 교활한 바이러스”라며 “이번 싸움은 단거리 경주가 아니라 1년은 계속될 수 있는 마라톤”이라고 말했다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr
  • 더불어시민당 공관위 구성…검찰개혁 지지 교수 등 참여

    더불어시민당 공관위 구성…검찰개혁 지지 교수 등 참여

    더불어민주당이 참여하는 비례연합정당 더불어시민당이 20일 비례대표 후보를 추천·심사할 비례대표공천관리위원회를 구성했다. 공관위는 시민단체 인사와 검찰개혁 지지 교수, 법조계와 문화계 인사, 기업가 등 10명의 위원으로 구성됐다. 시민단체 인사로는 민간 싱크탱크인 희망제작소의 김제선 소장이 참여했다. 검찰개혁을 촉구하는 교수·연구자 시국선언에 이름을 올린 김호범 부산대 교수와 정재원 국민대 교수도 위원으로 합류했다. 역사 전문가인 김준혁 한신대 교수, 강영화·김솔하·조민행 변호사, 정도상 소설가, 권보람 시사 크리에이터, 이경섭 엑스텍 대표 등도 공관위원으로 임명됐다. 더불어시민당은 오는 21일 공관위 첫 회의를 열고 공관위원장을 선출한다. 이근홍 기자 lkh2011@seoul.co.kr
  • 경남 코로나19로 일감 줄어 힘든 청년 일거리 제공 ‘청년 일로ON나’ 공모

    경남 코로나19로 일감 줄어 힘든 청년 일거리 제공 ‘청년 일로ON나’ 공모

    경남도는 코로나19로 일자리가 줄어 어려움을 겪는 청년들에게 일거리 제공을 지원하는 사업을 추진한다고 20일 밝혔다.도에 따르면 코로나19가 발생한 뒤 연구·문화기획 등 청년들이 주로 참여하는 일거리가 대폭 줄어들거나 연기돼 청년들이 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 도는 청년 일거리 감소 위기를 극복하기 위해 청년들이 자유롭게 참가할 수 있는 일거리 제공을 지원한다. 도는 먼저 오는 23일까지 ‘청년 일로ON나’ 공모사업을 진행한다고 밝혔다. 도내 만 19∼34세 청년이면 누구나 응모할 수 있으며 공모사업은 연구자 지원과 자유활동 지원 등 두 분야로 나누어 진행한다. 연구자 지원은 코로나19 극복이나 청년정책 등을 주제로 한 연구보고서 공모다. 모두 6팀을 선정해 팀당 500만원을 지원한다. 내용은 재난 때 청년이 겪는 각종 문제와 다양한 영역에서 청년이 당면한 문제를 수치화하고 대안을 모색하는 연구활동을 지원하는 사업이다. 자유활동 지원은 자유로운 주제로 문화기획, 콘텐츠 개발 등을 지원하는 사업이며, 15팀 안팎을 선정해 팀당 최대 1000만원을 지원한다. 사업 내용은 온라인 기획 위주의 활동을 통해 장기간 개학 연기로 자녀 돌봄에 어려움을 겪는 도민들을 위한 아동놀이교육 콘텐츠를 지원한다. 청년이 돌아오는 ‘청년특별도’를 홍보할 수 있는 각종 아이템 등을 제작하거나 무관중 콘서트 사용자 제작콘텐츠(UCC), 지역 청년 예술인을 발굴·홍보하는 영상 제작 등의 활동을 지원한다. 이밖에도 도는 청년들에게 일거리를 제공하기 위해 추진하는 청년프로젝트 지원사업, 움직이는 청년센터, 청년예술인 파견지원 사업, 청년문화활동가 양성프로젝트 사업 등도 시기를 앞당겨 추진할 계획이다. 창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/
  • [핵잼 사이언스] 물고기 지느러미가 손으로 진화…최초 증거 발견

    [핵잼 사이언스] 물고기 지느러미가 손으로 진화…최초 증거 발견

    약 3억 8000만 년 전 고생대 얕은 바다에 살았던 한 어류의 화석에서 인간을 비롯한 동물의 손·발가락으로 진화하는 과정을 처음으로 보여주는 직접적인 증거를 발견했다고 캐나다와 호주 공동연구진이 세계적 학술지 네이처 18일자에 발표했다. 이들 연구자가 발견한 증거는 물고기에서 육지 척추동물로 진화하는 과정을 그대로 보여주는 사지형 어류 ‘엘피스토스테게 왓소니’(Elpistostege watsoni)의 최신 화석에서 나왔다. 연구를 이끈 리처드 클러티어 박사(캐나다 퀘백대 리무스키캠퍼스·호주 플린더스대 겸임교수)는 “어류 화석 중 손의 진화 과정이 발견된 사례는 처음”이라면서 “이는 물고기가 육지에 올라오기 전에 이미 이런 구조를 갖기 시작했음을 시사한다”고 설명했다.이들 연구자에 따르면, 이 화석은 캐나다 퀘벡주에 있는 미과샤 국립공원 내 에스쿠미나 지층에서 발굴됐다. 이 지층은 4억 1920만~3억 5890만 년 전 사이 데본기 중에 형성된 것으로 거기서 이번 물고기(E. 왓소니)의 화석이 나왔다는 것이다. E. 왓소니는 몸길이가 약 1.6m로 당시에는 지구상에 공룡이 출현하기 약 1억5000만 년 전이었기에 이런 대형 어류가 번성할 수 있었다. 이 물고기는 한때 존재한 유라메리카 대륙(오늘날 북아메리카와 유럽의 일부로 분열)의 남안을 따라서 하구에 서식했다. 당시 유라메리카 대륙은 적도 바로 아래에 있었기에 이들은 온난하고 쾌적한 환경에서 살았던 것으로 여겨진다. 같은 시대의 육지에서는 작은 식물 외에도 높이 10m 정도의 양치 식물이 번성하고 있었다. 하지만 육지에는 척추동물이 존재하지 않아서 그 대신 전갈이나 노래기 같은 무척추동물이 번성했다. 유일한 척추동물인 어류는 아직 물속에 있었던 것이다. 연구진은 채취한 화석을 CT(컴퓨터단층촬영) 검사를 통해 디지털상에서 E. 왓소니의 전체 모습을 재구성했다. 이 덕분에 이 동물의 이미지를 확대하거나 축소하며 상세하게 분석할 수 있었다.그 결과, 이 물고기의 가슴지느러미 부분에서 현생 척추동물에서 볼 수 있는 손가락뼈와 팔뼈의 원시 형태를 확인할 수 있었다. 거기에는 나중에 사지동물로 이어지는 위팔뼈와 아래팔뼈, 손목 등도 포함돼 있었다. 또 손가락의 섬세한 관절도 확인할 수 있어 명확하게 현생 인류의 손뼈와 대응한다는 것이다. 하지만 “E. 왓소니에게 손가락이 있어도 이들 물고기가 땅 위를 걷는 일은 없었을 것”이라고 클러티어 박사는 설명했다. 화석에서 볼 수 있는 손가락뼈와 팔뼈가 유연하긴 하지만 너무 작아 육지에서 체중을 지탱할 수 없다고 분석됐기 때문이다. 그런데도 이 물고기는 “물속의 얕은 지대에서 손을 짚을 때가 있었을지도 모른다”고 클러티어 박사는 말했다.따라서 척추동물의 본격적인 육상 진출은 이들 어류가 아닌 데본기 후기 양서류인 익티오스테가 등 원시적인 사지동물에 양보할 수밖에 없었다. 그런데도 E. 왓소니는 어류에서 사지동물로 진화하는 단계에 있는 동물로서 특별히 관심을 가져야 할 것임은 틀림없다. 이에 대해 클러티어 박사는 “만일 이들의 진화가 없었다면 사지동물, 나아가 인류가 손가락이나 팔을 가지지 않았을지도 모른다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 플라스틱 대신 생선비늘로 ‘휘는 디스플레이’ 제조… “2주내 분해”

    플라스틱 대신 생선비늘로 ‘휘는 디스플레이’ 제조… “2주내 분해”

    생선비늘이 휘거나 접을 수 있는 디스플레이를 만드는 데 필요한 부품인 플라스틱을 대체할 친환경 소재가 될지도 모르겠다. 영국 과학전문 뉴사이언티스트 18일자 보도에 따르면, 중국 난징공대 연구진은 매년 전 세계적으로 생상되는 어획량 7억5000만t의 3%를 차지하는 생선비늘을 위와 같은 플렉시블 디스플레이로 만드는 데 활용하는 기술을 개발했다. 연구에 참여한 유하이동 교수는 이 매체에 “유연성은 웨어러블 전자기기에 필요한 휘거나 접고 비틀기 쉬운 디스플레이를 제조하는 데 중요한 특성”이라면서 “플라스틱은 이런 유연성을 갖게 하는 데 중요한 재료였지만 환경에 미치는 해로운 영향 탓에 지속 가능하고 저렴한 대안이 많이 모색돼 왔다”고 설명했다. 생선비늘과 같은 부산물은 일반적으로 먹지 않고 버려지지만 이들 연구자는 이를 활용해 플렉시블 디스플레이 제조할 잠재력을 확인했다.유 교수와 동료 연구자들은 생선비늘에서 젤라틴을 추출한 뒤 이를 다시 극도로 얇은 필름막으로 만들었다. 그 후 이 필름막에 황화아연과 구리로 만든 발광물질을 비롯해 전극 역할로 미세한 은나노 와이어를 집어넣어 플렉시블 디스플레이로 만들어낸 것이다. 이들 연구자가 만든 천연 디스플레이는 유연성을 지닌 데다가 폐기 시 2주 안에 완전히 생분해되는 것으로 확인됐다. 이는 기존 플라스틱 디스플레이가 분해되는 데 몇백 년이 걸린다는 점을 고려하면 획기적인 발견이 아닐 수 없다. 이에 대해 유 교수는 “이는 생선비늘 필름막이 1회용 웨어러블 전자장치를 제작하는 데도 유용할 수 있음을 의미한다”면서 “우리는 일상의 패러다임을 바꿀 수 있는 친환경적이고 유연성을 가진 전자제품 개발을 촉진하는데 기대에 부풀었다”고 말했다. 그는 또 생선비늘 필름막에는 생분해성이라는 특성 외에도 높은 투영도와 낮은 표면 거칠기 그리고 저비용이라는 이점이 있다고 설명했다. 게다가 이 천연 디스플레이는 60℃로 약간 뜨거운 물에 녹여 재활용할 수도 있다는 것이 연구진의 설명이다. 연구에 참여하지 않았지만 이 연구를 검토한 인도 나노과학기술연구소의 디판카 만달 박사는 “가까운 미래에 이런 생체전자공학(bio-electronic) 기술을 더 많이 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 난징공대 연구진은 생선비늘 외에도 목화섬유(면사)와 비단실단백질 등 다른 생물학적 물질에 대해서도 비슷한 목적으로 연구를 진행하고 있으며, 이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 나노과학 학술지 ACS 나노(ACS Nano) 최신호(18일자)에 실렸다. 사진=난징공대/ACS Nano 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • ‘잠복 황반이상증’의 유전자 변이 특성에 대한 내용이 규명

    ‘잠복 황반이상증’의 유전자 변이 특성에 대한 내용이 규명

    유전적 요인으로 발생할 수 있는 ‘잠복 황반이상증’의 유전자 변이 특성에 대한 내용이 규명됐다. 분당서울대병원 우세준, 주광식, 박규형 안과 교수팀은 한중일 3개국의 유전성 망막질환 연구자들의 공동연구를 통해 잠복 황반이상증의 임상양상과 유전자 이상에 대한 연구결과를 안과 분야 국제적 저명지 ‘Ophthalmology’ 최신호에 실었다고 밝혔다. 잠복 황반이상증은 망막 중심부인 황반의 변성으로 인해 서서히 기능이 쇠퇴하는 유전성 질환이다. 대부분의 경우 20세 이후에 증상이 나타나 일상생활이 어려울 정도로 시력저하가 심해질 수 있으며, 이와 함께 색각 이상을 보이는 경우도 있다. 1989년 일본 안과의에 의해 발견된 질환이지만 지금까지도 발병 기전에 대해 뚜렷하게 규명되지 않는 유전성 질환이다. 이에 한국의 우세준 교수, 일본의 후지나미 교수, 중국의 수이 교수는 동아시아유전성망막질환 학회(EAIRDs; East Asia Inherited Retinal Disease Society)를 설립, 첫 연구로 아시아인의 잠복 황반이상증에 대해 분석했다. 연구 대상자는 한국(6가족), 중국(4가족), 일본(11가족) 세 국가에서 총 21개 가족 36명의 잠복 황반이상증 환자였으며, 질환의 양상과 유전학적 이상을 최초로 확인해 발표했다. 현재까지 발표된 연구 중 가장 많은 환자에 대해 분석한 것으로 확인됐다. 연구 대상자 36명 중 12명은 여성, 24명은 남성이었으며, 발병 시점의 연령은 평균적으로 25.5세, 시력은 좌우 동일하게 평균 0.65인 것으로 나타났다. 주목할 만한 점은 근적외선을 이용해 망막의 단면영상을 확인할 수 있는 빛간섭단층촬영이 잠복 황반이상증 진단에 가장 유용하다는 사실이었다. 또한 ‘RP1L1’이라는 유전자의 돌연변이가 2종류 확인돼 병의 유전적 기전에 대한 중요한 실마리를 제시했다. RP1L1 유전자 변이는 우성 유전으로 부모 중 한 명만 질환이 있어도 자식 중 50%에서 이 질환이 나타날 수 있는데, 다른 환자에 대해서도 유전적 진단을 통해 이번에 분석된 유전자 돌연변이와 비교한다면 질환의 유무를 확인할 수 있을 것으로 보인다. 우 교수는 “잠복 황반이상증은 진단이 어려워 원인불명의 시신경 이상으로 오진되거나 혹은 꾀병으로 생각하는 경우가 흔한 질환이었다”며 “한중일 3개국의 공동연구를 통해 이 질환이 서양보다는 아시아인에서 흔하게 발병하며 이를 정확히 진단할 수 있는 방법을 제시한 것에 연구의 의미가 있다”고 전했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr
  • 고대 마야문명 도시 잇는 길이 100㎞ ‘하얀 길’ 찾았다

    고대 마야문명 도시 잇는 길이 100㎞ ‘하얀 길’ 찾았다

    멕시코의 울창한 숲에 있는 고대 마야문명의 흔적을 고고학자들이 자세히 밝혀냈다. 미국과 멕시코 연구팀이 1300여년 전인 7세기 초 유카탄반도에 있던 두 마야 도시 코바(Cobá)와 야수나(Yaxuná) 사이를 잇기위해 만들어진 길이 100㎞의 포장 도로길을 지도화하는 데 성공했다. 이는 ‘라이다’(LIDAR)로 불리는 최신 레이저 감지 기술 덕분이다. 라이다는 자율주행 자동차에 쓰이는 기술과 같은 것으로, 펄스 형태의 레이저를 발사해 그 빛이 돌아올 때까지의 시간을 측정함으로써 지도화를 한다. 그 결과 나온 자료에는 지표면의 등고선이 나와 있어 인공 구조물이 숲속에 숨겨져 있어도 그 구조를 자세하게 알 수 있다. 이들 연구자는 두 도시를 연결하는 이 길을 분석하는 연구를 위해 라이다 관측장비를 탑재한 항공기를 띄워 그 일대를 스캔했다.그 결과, 이 길은 폭이 약 8m이며 연결된 곳 주변에 최소 8130채의 건물 구조물이 남아 있는 것으로 나타났다. 이 면적은 전체적으로 올림픽 수영장 2900여 개분인 것으로 알려졌다. 이 길은 큰 돌이나 자갈로 땅을 메운 뒤 그 위에 하얀색 석회암 스투코로 덧칠해 완성한 일종의 포장도로인데 석회암색 덕분에 유카텍 마야어로 하얀 길을 뜻하는 삭베(Sacbé)로 불리지만, 오늘날 하얀색은 거의 남아있지 않다. 멕시코에는 이런 길이 수십 개 남아있으며 그중 일부는 관광지로 개발돼 있기도 하다. 코바와 야수나를 잇는 삭베는 오래 전 발견됐으며 1930년대 시행된 현지 조사에서 두 도시를 곧게 잇고 있는 것으로 파악됐다. 하지만 이번 조사의 분석에서 이 길은 중간 중간 몇 개의 작은 도시와 마을로 벗어났다가 최종 목적지까지 뻗어있는 것으로 확인됐다. 즉 이 길은 각 주거지를 쉽게 오가도록 인공적으로 연결해주는 다리 역할을 하는 것이다.이에 대해 미국의 저명한 고고학자로 이번 연구를 이끌고 있는 트레이시 아드렌 마이애미대 인류학과 교수는 “이 길이 코바의 여왕이자 여전사인 카윌 아하우(K’awiil Ajaw)가 당시 신흥 강국으로 나중에 마야문명 3대 도시로 발전하는 치첸 이트사(Chichén Itzá)의 위협에 대비하기 위해 건설하도록 지시했을 가능성이 있다”면서 “길이 생긴 시기는 서기 700년이 조금 못 됐을 때로 코바가 영토 확장 정책을 추진하고 있을 때와 일치한다”고 설명했다. 이와 함께 “힘을 모아 치첸 이트사에 맞서려 했던 것일지도 모른다. 그러므로 유카탄반도 중심에 확고한 보루가 필요했다”면서 “이 길은 코바가 힘을 유지하기 위한 최후의 발악 중 하나였을지도 모른다”고 말했다. 연구팀은 코바와 야수나의 경계를 이루는 건물 구조물들의 유적 발굴도 진행했다. 올여름에는 3차 발굴조사를 할 예정이다. 목적은 멀리 떨어진 두 중심 도시에서 쓰이는 일용품의 유사성을 밝혀내는 것이다. 자세한 연구 결과는 고고학 전문지 ‘고고과학 보고 저널’(Journal of Archaeological Science: Reports) 최근호에 실렸다. 사진=마이애미대 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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