‘뭉치면 살고 흩어지면 죽는다’라는 격언은 자연계에서도 그대로 통한다. 포식자의 공격에 항상 노출된 초식동물은 큰 무리를 이뤄 사자 같은 육식동물의 공격에 대비한다. 여럿이 모여 있으면 여러 개의 눈과 귀로 사방을 관찰하는 것과 같기 때문에 적의 공격을 더 빨리 알아챌 수 있다. 또 무리를 지어 함께 방어하면 자기보다 더 강한 적도 이겨낼 수 있다. 같은 원리가 물속에서도 통하기 때문에 물고기 역시 거대한 무리를 이뤄 자신을 방어한다. 그런데 무리를 지어 이동하는 물고기 가운데는 지상의 동물과 달리 방어 이외의 이유로 무리를 짓는 경우가 있다. 바로 물의 저항을 최소화해 헤엄치는데 들어가는 에너지를 줄이는 것이다. 하버드 대학 연구팀은 몸길이 10~15㎝ 정도의 소형 열대 민물고기인 자이언트 다니오(giant danios, 학명 Devario aeqipinnatus)가 거센 물살 속에서 대형을 유지해 헤엄치는 데 필요한 에너지를 크게 줄인다는 사실을 발견했다. 무리 지어 이동할 경우 뒤에 따라오는 물고기는 물의 흐름을 타고 이동하면 에너지를 상대적으로 적게 소모할 수 있다. 마치 철새가 V자 형태로 비행하면 에너지가 덜 드는 것과 같은 원리인데, 물의 밀도가 공기보다 크기 때문에 물의 흐름이 빠른 강에서 더 큰 효과를 볼 수 있다. 연구팀은 고속 카메라로 물고기의 움직임을 상세히 분석하고 물고기가 얼마나 많은 산소를 소모하는지 호흡계로 측정해 무리 지어 이동할 때와 혼자 이동할 때 에너지 소비량 차이를 비교했다. 그 결과 자이언트 다니오는 급류에서 함께 움직일 때 최대 79%의 에너지를 절감할 수 있었다. 생각보다 훨씬 큰 차이일 뿐 아니라 야생에서는 생존을 좌우할 정도로 큰 에너지 차이라고 할 수 있다. 물론 그렇다고 해서 모든 물고기가 서로 모여서 이동하진 않는다. 전염병이나 먹이 부족처럼 너무 많이 모이는 경우의 단점도 존재하기 때문이다. 다만 이번 연구는 자연계에서 거친 물살을 거슬러 올라가기 힘든 작은 물고기일수록 모여서 이동하면 유리한 이유를 보여준다.

우울증, 우울장애는 의욕 저하, 우울감을 주요 증상으로 다양한 인지 및 정신 신체적 증상을 일으켜 일상을 힘들게 만들고 개인의 삶 전체를 뒤흔든다. 이 때문에 ‘마음의 감기’라며 가볍게 여기던 과거와 달리 최근에는 심각하게 인식하고 있다. 미국 앨라배마대, 노스웨스턴대, 미네소타대, 프랑스 보르도대 공동 연구팀은 청년기까지 장기간 우울 증상을 경험한 사람은 중년기 이후 사고력과 기억력이 떨어질 수 있다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 6월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 CARDIA 연구에 참여한 이들 중 3117명을 대상으로 20년 동안 5년마다 우울증 증상에 대해 평가했다. CARDIA 연구는 청년층을 대상으로 염분 섭취에 따른 혈압 변화, 혈압약 복용 유무에 따른 영향을 검토하는 장기 추적 연구 코호트다. 검사 때마다 식욕 변화, 수면 변화, 집중력 저하, 극도의 슬픔, 외로움 등을 경험했는지를 조사했다. 점수가 높을수록 더 많은 증상을 겪었고, 우울 증상이 심하다는 것을 의미한다. 연구팀은 시간이 지남에 따라 증상 진행 정도에 따라 참가자들을 지속해 증상이 낮은 집단, 지속적으로 증상이 증가하는 집단, 증상이 급증하는 집단으로 구분했다. 20년 동안 우울증 추적 조사가 끝나고 5년이 더 지난 뒤 평균 연령이 55세가 됐을 때 사고력과 기억력 등을 검사했다. 이를 바탕으로 연구팀은 나이, 신체 활동. 총콜레스테롤 등 요인을 보정한 뒤 젊은 시절 우울증이 나이가 들어서 인지능력의 관계를 분석했다. 그 결과, 젊은 시절에 우울증 증상이 오래 가고, 심했던 사람이 중년 이후 언어 기억력, 정보 처리 속도, 실행 기능 등 인지 능력이 낮은 것으로 나타났다. 중년 이후 인지 능력이 낮을수록 노년에 치매가 발생할 가능성이 높은 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 레슬리 그라셋 프랑스 보르도대 박사는 “이번 연구는 치매로 이어지는 과정은 질병의 징후가 나타나기 훨씬 전에 시작된다는 것을 보여준다”라며 “젊은 시절 우울증은 주택과 소득 같은 사회경제적 자원의 불평등과 건강 관리 및 치료에 대한 접근성이 영향을 미칠 수 있다”라고 설명했다.

‘자신과의 대화’와 자긍심 고취. ‘마라톤 경영인’으로 유명한 신한회계법인의 신헌철(78) 상임고문이 말하는 마라톤의 매력이다. 42.195㎞ 코스에서 30㎞ 이후부터 찾아오는 심신의 고통 속에 무거운 한 걸음씩을 내디디며 자신과 대화하는 성찰의 시간을 갖는다. 완주하면 가슴 가득 밀려오는 자긍심도 매력적 요소다. 그는 SK텔레콤 임원 시절인 1998년 퇴행성관절염 진단을 받았다. 치료차 러닝머신을 걷고 뛰다 마라톤으로 이어졌다. 56세부터 72세까지 17년간 베를린, 뉴욕, 도쿄 등 국내외 마라톤대회에서 37차례나 풀코스를 완주했다. 국제 대회 중 유일하게 나이대별 출전 자격을 제한하는 보스턴마라톤도 62세 때인 2008년에 뛰었다. 60~65세 참가자는 4시간 이내 기록이 있어야 한다. 1년 전 동아마라톤에서 세운 3시간58분23초가 있어 가능했다. 신 고문이 지금까지 건강에 큰 이상 없이 마라톤을 즐길 수 있었던 건 철저한 준비 때문이었다. 그는 마라톤 대회를 앞두고는 두 달 전부터 아침저녁으로 집 부근에 있는 서울교대 운동장을 200㎞나 뛰는 등 심폐지구력 향상에 공을 들였다. 완주가 아니더라도 마라톤 매력에 빠진 사람들이 많다. 10㎞, 하프달리기 대회에도 1만명 안팎의 사람이 참가할 정도다. 특히 중장년층 마라토너도 많다. 이런 마라토너들이 주목할 만한 연구 결과가 나왔다. 삼성서울병원 순환기내과 박경민 교수와 성신여대 운동재활복지학과 김영주 교수 연구팀이 ‘임상의학저널’ 최근호에 발표한 논문이다. 달리기가 심폐지구력을 향상시켜 건강에 도움이 되지만 40~60세 중년층의 마라톤은 심장 돌연사를 일으키는 운동유발성 고혈압으로 이어지기 쉽다는 것이다. 운동유발성 고혈압은 평소에 정상인 혈압이 운동 때면 과도하게 오르는 혈압으로, 일반적 유병률은 3~4%이지만 마라톤을 즐기는 중년인 경우 56%나 됐다. 이로 인해 심근경색의 주요 원인인 죽상동맥경화증 가속화나 치명적 부정맥으로의 악화 등 2차 질환도 생길 수 있다. 마라톤은 정신적 성장과 건강 증진 등 삶에 활력을 불어넣는 운동이다. 하지만 중년이라면 연구팀이 지적하듯 건강검진 등으로 자신의 신체 능력부터 정확히 파악해야겠다.

인슐린은 수많은 생명을 살린 20세기 최고의 약물이지만, 단점도 있다. 바로 주사제로만 사용이 가능하다는 것이다. 따라서 인슐린 투여가 필요한 당뇨 환자들은 하루에도 몇 차례 인슐린 주사를 맞으며 혈당을 조절한다. 당연히 이는 매우 불편할 뿐 아니라 감염 위험이 있는 의료 폐기물을 대량으로 만들 수밖에 없다. 과학자들은 인슐린 주사를 대체하기 위해 여러 가지 대안을 연구했다. 그 가운데 가장 집중적인 연구가 이뤄진 분야는 경구용 인슐린이다. 인슐린도 알약으로 복용할 수 있다면 복용도 편리하고 주사기 같은 폐기물이 생기는 것도 막을 수 있다. 하지만 경구용 인슐린 개발에는 몇 가지 큰 장애물이 있다. 첫 번째 문제는 인슐린이 위산에 쉽게 파괴된다는 것이다. 다만 이 문제는 위산에 견딜 수 있는 물질을 알약에 코팅해 쉽게 해결할 수 있다. 진짜 문제는 분자가 커서 구강 점막은 물론 영양분을 흡수하는 장 점막에서도 흡수가 잘 안된다는 점이다. 그리고 장에서 흡수된 인슐린이 간을 거치면서 분해된다는 문제도 있다. 브리티시 컬럼비아 대학(UBC) 연구팀은 그 대안으로 혀 밑에서 흡수되는 인슐린에 도전했다. 혀 밑에 녹여 먹는 약물인 설하정은 위나 장을 거치지 않고 바로 혈관으로 흡수되어 효과도 빠르고 물 없이도 먹을 수 있으며 금식 중이거나 구역 증상이 있는 환자도 복용할 수 있다. 이런 장점에도 불구하고 사실 설하정 형태로 만들 수 있는 약물은 많지 않다. 혀 밑 점막에는 혈관이 풍부해 일단 약물이 흡수되면 빠르게 온몸으로 퍼지지만, 본래 물질을 흡수하는 점막이 아니다 보니 약물이 잘 통과하기 힘들다. 특히 인슐린처럼 분자량이 큰 물질은 더 힘들다. 그래서 연구팀은 어류 부산물로 만들어지는 세포 투과 펩타이드(cell-penetrating peptide)를 인슐린에 섞어 실험동물에 투여했다. 이 물질은 세포막의 투과성을 일시적으로 높여 150KDa 정도 되는 비교적 큰 단백질도 통과할 수 있게 도와준다. 쥐에게 실험한 결과 이 약물을 몇 방울 정도만 투여하면 빠르게 혀 밑 점막으로 흡수되어 혈당을 낮추는 것으로 나타났다. 물론 실제 약물로 개발할 경우 용량 조절이 어렵기 때문에 액체보다는 정량만큼 흡수되는 설하정 형태로 개발될 것으로 예상된다. 연구팀은 이 방법이 인슐린처럼 분자량이 큰 약물을 주사보다 훨씬 간편한 방법으로 투여할 수 있게 도와줄 것으로 기대하고 있다. 다만 CPP를 반복적으로 사용해도 구강 점막 및 다른 부위에 문제가 없을지, 사람에서도 의도한 대로 흡수될지는 검증하기 위해서는 앞으로 많은 후속 연구가 필요하다. 간편하게 복용할 수 있는 경구용 알약이나 혀 밑에서 녹여 먹는 설하정 형태의 인슐린이 언제 나올 수 있을지 후속 연구 결과가 주목된다.

美 공동 연구팀 ‘네이처’ 게재… AI가 외골격 로봇 자율제어… 장착 시간·에너지 사용 줄여 ‘어벤저스’ 가운데 ‘아이언맨’은 다른 슈퍼 히어로들과 달리 평범한 인간이다. 그렇지만 그의 엄청난 능력은 아이언 슈트라는 장치에서 비롯된다. 아이언 슈트는 웨어러블 로봇, 일종의 외골격 로봇이다. 외골격 로봇은 로봇 팔이나 다리 등을 사람에게 장착해 신체 기능을 강화하는 보조 장치로 1960년대 미 해군에서 군인들이 무거운 포탄을 쉽게 옮길 수 있도록 하기 위해 본격적으로 개발됐다. 최근에는 노약자와 장애인의 활동을 돕기 위해서나 산업 현장과 군대 등에서 수요가 늘어나면서 외골격 로봇 관련 연구개발이 활발하다.이런 가운데 미국 노스캐롤라이나주립대, 엠브리리들 항공대, 미시간대, 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA), 뉴저지 공과대, 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 공동 연구팀은 인공지능(AI)과 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 외골격 로봇 훈련 기간을 줄이며 걷기, 달리기, 계단 오르기, 짐 옮기기 등 일상생활에서 사용할 때 에너지를 훨씬 덜 들이면서 효과적으로 움직이도록 하는 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 13일자에 실렸다. 외골격 로봇은 사람의 신체 능력을 보완하고 이동성을 개선해 준다는 측면에서 주목받고 있지만, 입고 벗기가 불편해 착용에 시간이 오래 걸리며 정해진 작업 외의 활동은 하기 어렵다는 단점이 있다. 착용자 맞춤형 움직임을 위해서는 사전에 착용 실험과 시뮬레이션, 복잡한 조정 과정이 필요하다. 걷거나 뛰거나 계단을 오를 때 착용자에게 필요한 힘과 착용자가 그 힘을 언제 가해야 하는지 등 외골격 로봇을 훈련하는 데 오랜 시간이 걸린다는 것이다.이에 연구팀은 AI 알고리즘을 물리적 로봇 기술에 통합해 AI가 외골격 로봇을 자율 제어하는 기술을 개발했다. 연구팀은 인간의 움직임, 근육 조정, 외골격 로봇 제어를 위한 세 종류의 AI 신경망을 만들었다. 이렇게 만들어진 AI 적용 외골격 로봇은 인간의 움직임 데이터를 바탕으로 해 자체적으로 수백만 번의 시뮬레이션 실험을 수행하면서 걷고, 뛰고, 오르는 방법을 학습한다. 사람을 대상으로 한 사전 장착 실험이 필요 없기 때문에 사용자가 외골격 로봇을 실제 장착하기까지의 시간이 단축되고 착용자를 좀더 효과적으로 움직일 수 있게 한다. AI는 외골격 로봇을 장착한 사람의 미세한 신체 움직임을 감지해 다리를 언제, 어느 방향으로 뻗을지 혹은 구부릴지 예측해 동력을 전달하기 때문에 착용의 불편함을 훨씬 줄일 수 있다. 연구팀은 이번 기술을 적용한 외골격 로봇을 연구원들에게 착용케 한 뒤 달리기, 걷기, 계단 오르기 등 동작을 수행하게 해 에너지 사용 정도를 측정했다. 그 결과 외골격 로봇을 착용하고 걸을 때는 그렇지 않을 때보다 에너지 사용이 24.3% 줄었고 달릴 때는 13.1%, 계단을 오를 때는 15.4%나 에너지가 절감된 것으로 확인됐다. 연구팀은 사지 마비나 사지 절단 장애인을 위한 로봇 의수 및 의족에도 이번 기술을 적용하기 위해 추가 연구 중이다. 연구를 이끈 하오 수 노스캐롤라이나주립대 교수(로보틱스)는 “외골격 로봇이 상황에 맞춰 즉시 인간의 움직임을 돕는 새로운 AI 로봇 프레임워크를 만든 것이 이번 연구의 핵심”이라며 “사람들이 다양한 작업을 수행하면서 에너지를 덜 쓰도록 하는 SF적 상상력을 현실화했다”고 말했다. 수 교수는 “이번에 개발한 기술은 비장애인과 장애인 모두를 위한 보조 로봇 개발을 가능하게 해 줄 것이며, 외골격 로봇의 대중화를 이끌 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

미국 버지니아공과대(버지니아텍), 버지니아주립대, 몬태나 캐럴대 공동 연구팀은 입양을 기다리는 보호소의 개들은 혼자 있을 때보다 다른 개들과 함께 있을 때 스트레스 징후가 적고 훨씬 건강하게 잘 지내며 입양도 빨리 된다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 6월 13일자에 실렸다. 미 동물학대방지협회에 따르면 연간 약 400만 마리 개가 보호소에 들어간다. 보호소에서는 개들끼리의 다툼으로 인한 부상과 질병 감염 가능성을 줄이기 위해 개별 수용하는 경우가 많다. 이런 고립 수용이 오히려 개의 건강과 행동, 입양 가능성에 불리하다는 지적이 있었지만 정확히 규명되지 않았다. 이에 연구팀은 동물보호단체인 서부 몬태나 휴메인 협회에서 보호 중인 개 61마리를 두 집단으로 나눠 일주일 동안 추적 관찰했다. 한 그룹은 다른 개들과 함께 지내는 코하우징에 수용하고 다른 집단은 독방에서 사육했다. 연구팀은 입술 핥기, 그르렁거리기, 귀 젖히기 등 행동을 관찰하고 매일 개의 소변 속 코르티솔과 크레아티닌 수치를 분석해 스트레스에 대한 생물학적 지표를 측정했다. 그 결과 코하우징에 수용된 개들은 혼자 지내는 개들보다 스트레스 행동과 수치가 낮았고 평균 나흘 더 빨리 입양됐다. 에리카 포이어바흐 버지니아텍 교수(응용동물행동학)는 “이번 연구는 사람처럼 개들도 고독하게 지내면 스트레스를 받는다는 사실을 보여 준다”고 설명했다.

최근 건강을 위해 운동과 식단 조절을 하는 사람들이 많이 늘고 있습니다. 운동과 식단 조절의 효과를 높이기 위해서 어떻게 해야 하는지에 대한 연구들이 잇따라 발표되면서 눈길을 끕니다. 스페인 그라나다대, 나바라공립대, 왕립 카를로스 3세 보건연구소, 산세실리오 대학병원 공동 연구팀은 오전이나 낮보다 저녁에 운동하는 것이 건강에 훨씬 도움이 된다고 12일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘비만’ 6월 10일자에 실렸습니다. 연구팀은 체질량지수(BMI) 32.9㎏/㎡ 이상의 비만한 성인 남녀 186명에게 3축 진동 가속도 센서와 연속 혈중 포도당 측정기가 달린 시계 형태의 모니터링 장치를 착용시켜 14일 동안 신체 활동을 측정했습니다. ●고강도 신체 운동이 당뇨 위험 줄여 연구팀은 측정치를 바탕으로 고강도 신체 활동 50% 이상이 오전 6시~낮 12시까지 집중돼 있으면 아침형, 낮 12시~오후 6시까지는 오후형, 오후 6시~밤 12시까지는 저녁형으로 구분하고 고강도 신체 활동이 거의 없는 경우를 ‘비활동’으로 분류했습니다. 그 결과 고강도 신체 활동을 전혀 하지 않는 것보다 어떤 시간대이든 운동을 하는 것이 건강에 도움이 되는 것으로 확인됐습니다. 특히 체중을 줄이고 혈당 수치를 낮춰 당뇨 위험을 줄이는 데 도움이 되는 고강도 신체 활동은 저녁형인 것으로 나타났습니다. 당뇨 전 단계에 있는 사람들에게는 그런 효과가 더 확실히 드러났다고 합니다. ●지구건강식단, 조기사망 위험 30%↓ 그런가 하면 미국 하버드대 공중보건대, 브리검여성병원, 베트남 하노이의대 공동 연구팀은 ‘지구건강식단’(PHD)을 충실히 지키면 암, 심혈관질환, 폐질환 등 모든 질병의 발생 위험을 줄여 육류 중심의 식사를 하는 사람보다 조기 사망 위험이 30% 낮다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 식품영양학 분야 국제 학술지인 ‘미국 임상 영양학회지’ 6월 10일자에 실렸습니다. PHD는 식단의 절반 이상을 과일과 채소로 채우고 육류를 최대한 줄여 건강과 지구환경에 도움을 주는 식단입니다. 연구팀은 ‘간호사 건강 연구 Ⅰ 및 Ⅱ’, ‘건강 전문가 후속 연구’에 참여한 20만명 이상의 성인 남녀 건강 데이터를 활용했습니다. 연구 시작 시점에 참가자들에게는 주요 만성질환이 없었으며 연구가 진행되는 34년 동안 참가자들은 4년마다 식단 설문조사에 응했습니다. 연구팀은 식단 설문조사를 바탕으로 통곡물, 채소, 견과류 등 15종의 식품군 섭취량을 기준으로 PHD 식단을 정량화했으며 질병 발생과 비교했습니다. 그 결과 PHD를 가장 잘 지키는 상위 10%의 조기 사망 위험은 하위 10%보다 30% 낮은 것으로 나타났으며 각종 암과 심혈관질환, 호흡기 질환의 발생도 적은 것으로 확인됐습니다. 더군다나 PHD 식단은 온실가스 배출량을 29% 낮추고 토지 사용량을 51% 줄여 환경에 미치는 부담도 덜어 내는 것으로 나타났습니다. 이번 연구들이 입증하는 사실은 간단합니다. 건강을 위해서는 꾸준히 운동해야 하며 채소와 과일 중심의 식사를 해야 한다는 것. 뭐든 처음이 어려운 법입니다. 당장 내일부터 실천해 보는 것은 어떨까요.

현대 문명을 지탱하고 있는 건축 소재인 콘크리트는 쉽게 구할 수 있고 풍부한 원료를 이용해 저렴하게 생산할 수 있습니다. 여기에 강도와 내구성이 매우 뛰어나고 건설 현장에서 쉽게 가공해서 어떤 형태로도 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 이렇게 유용한 콘크리트이지만, 생산 과정에서 큰 단점이 하나 있습니다. 바로 콘크리트의 주원료인 시멘트를 1톤 생산하는 과정에서 보통 0.9톤의 이산화탄소가 배출된다는 것입니다. 시멘트 생산 과정에서 생산된 이산화탄소는 결국 대기 중으로 배출되어 지구 온난화를 더 심각하게 만듭니다. 내연기관 자동차는 전기 자동차나 수소 자동차 같은 친환경적 대안이 있지만, 현대 건축에서 콘크리트를 대신할 물질을 찾는다는 것은 불가능에 가까운 일이기 때문에 과학자들은 이산화탄소 배출을 줄인 친환경 콘크리트 개발에 집중하고 있습니다. 현재 활발히 연구되고 있는 방법의 하나는 바이오 숯(biochar) 첨가 콘크리트입니다. 일반적인 숯보다 낮은 온도인 섭씨 350도에서 구워 만든 탄소를 콘크리트에 섞으면 강도도 높아지고 유기물 폐기물을 함께 처리하는 일석이조의 효과를 거둘 수 있습니다. 바이오 숯 콘크리트 연구 초기에는 약간만 함량을 높여도 콘크리트 강도가 떨어지는 문제가 있었지만, 최근에는 상당 부분을 바이오 숯으로 대체해도 강도를 높일 수 있게 됐습니다. 바이오 숯 소재도 과거 주로 사용하던 나무 폐기물인 우드 칩 대신 더 다양한 유기물이 시도되고 있습니다. 호주 RMIT 대학 과학자들은 바이오 숯 소재로 분쇄 커피 폐기물을 사용했습니다. 원두를 갈아서 커피를 내린 다음 남은 찌꺼기는 별다른 재활용 방법이 없어 소각하거나 매립하는 것이 일반적인 처리 방법이었습니다. 연구팀은 이 커피 폐기물이 바이오 숯 소재로 가능성이 있다고 보고 소각하는 대신 섭씨 350도에서 구워 바이오 숯을 만들었습니다. 실험 결과 커피 폐기물 바이오 숯은 기존의 모래를 최대 15% 정도 대체할 수 있으며 콘트리트의 강도를 30%까지 높일 수 있는 것으로 나타났습니다. 후자가 특히 중요한 이야기인데, 콘크리트 사용량을 10% 줄여 그만큼 자원 소모와 이산화탄소 배출을 줄이고 건축물의 무게도 줄일 수 있기 때문입니다. 다만 실험실에서 테스트한 바이오 숯 콘크리트가 실제 환경에서 오랜 시간 기존의 콘크리트와 비슷한 내구성을 지니고 있을지는 장담할 수 없습니다. 오랜 세월이 지나도 튼튼하게 그 자리에 있는 능력이 모든 건축물의 기본이라는 점을 생각하면 반드시 검증해야 하는 부분입니다. 따라서 RMIT 연구팀은 지자체와 협력해서 호주 빅토리아주 마케돈 레인지스 사이어(Macedon Ranges Shire)에 테스트용 보행로를 만들었습니다. 이 보행로는 일반 콘트리트, 목재 폐기물 바이오 숯 콘크리트, 커피 폐기물 바이오 숯 콘크리트로 각각 포장해 같은 조건에서 내구성을 검증할 예정입니다. (사진 참조) 그리고 일단 초기 테스트에 성공하면 더 많은 하중을 받는 구조물에서 테스트할 것으로 보입니다. 바이어 숯 콘크리트가 지속 가능한 건축의 미래가 될 수 있을지 당장에 평가하기에는 이르지만, 이런 시도들이 성공해서 앞으로 쓰레기도 줄이고 이산화탄소 배출도 줄이는 친환경 콘크리트의 시대가 오기를 기대합니다.

최근 건강을 위해 운동과 식단 조절을 하는 사람들이 많이 늘고 있습니다. 운동과 식단 조절의 효과를 높이기 위해서 어떻게 해야 하는지에 대한 연구들이 잇따라 발표되면서 눈길을 끕니다. 스페인 그라나다대, 나바라 공립대, 왕립 카를로스 3세 보건 연구소, 산 세실리오 대학병원 공동 연구팀은 오전이나 낮보다 저녁에 운동하는 것이 건강에 훨씬 도움이 된다고 12일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘비만’ 6월 10일 자에 실렸습니다. 연구팀은 체질량지수(BMI) 32.9㎏/㎡ 이상의 비만한 성인 남녀 186명에게 3축 진동 가속도센서와 연속 혈중 포도당 측정 장치가 달린 시계 형태의 모니터링 장치를 착용시켜 14일 동안 신체 활동을 측정했습니다. 연구팀은 측정치를 바탕으로 고강도 신체 활동 50% 이상이 오전 6시~정오까지 집중돼 있으면 아침형, 정오~오후 6시까지는 오후형, 오후 6시~자정까지는 저녁형으로 구분하고, 고강도 신체활동이 거의 없는 경우는 비활동으로 분류했습니다. 그 결과, 고강도 신체 활동을 전혀 하지 않은 사람들보다 어떤 시간대든 운동을 하는 것이 건강에 도움이 되는 것으로 확인됐습니다. 특히 체중을 줄이고, 혈당 수치를 낮춰 당뇨 위험을 줄이는 데 도움이 되는 운동 시간대는 저녁형인 것으로 나타났습니다. 당뇨 전 단계에 있는 사람들에게는 그런 효과가 더 확실히 드러났다고 합니다. 그런가 하면 미국 하버드대 공중보건대, 브리검여성병원, 베트남 하노이 의대 공동 연구팀은 ‘지구 건강 식단’(PHD)을 충실히 지키면 암, 심혈관질환, 폐 질환 등 모든 질병의 발생 위험을 줄여 조기 사망 위험이 육류 중심의 식사를 하는 사람보다 30% 낮다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 식품영양학 분야 국제 학술지 ‘미국 임상 영양학회지’ 6월 10일 자에 실렸습니다. PHD는 식단의 절반 이상을 과일과 채소로 채우고 육류를 최대한 줄여 건강과 지구 환경에 도움을 주는 식단입니다. 연구팀은 ‘간호사 건강 연구 Ⅰ 및 Ⅱ’, ‘건강 전문가 후속 연구’에 참여한 20만 명 이상의 성인 남녀 건강 데이터를 활용했습니다. 참가자들은 연구 시작 시점에는 주요 만성 질환이 없었으며, 연구가 진행되는 34년 동안 4년마다 식단 설문조사에 응했습니다. 연구팀은 식단 설문조사를 바탕으로 통곡물, 채소, 견과류 등 15종의 식품군 섭취량을 기준으로 PHD 식단을 정량화했으며, 질병 발생과 비교했습니다. 그 결과, PHD를 가장 잘 지키는 상위 10%의 조기 사망 위험은 하위 10%보다 30% 낮은 것으로 나타났으며, 각종 암과 심혈관질환, 호흡기 질환의 발생도 적은 것으로 확인됐습니다. 더군다나 PHD 식단은 온실가스 배출량을 29% 낮추고, 토지 사용량을 51% 줄여 환경에 미치는 부담도 줄이는 것으로 나타났습니다. 이번 연구들이 보여주는 것은 간단합니다. 건강을 위해서는 꾸준히 운동하고, 채소와 과일 중심의 식사를 한다는 것. 뭐든 처음이 어려운 법입니다. 당장 내일부터 실천해보는 것은 어떨까요.

아프리카 코끼리가 사람처럼 서로 이름을 부르며 소통한다는 연구결과가 나왔다. 10일(현지시간) AFP·로이터 통신 등에 따르면, 미국 행동생태학자 마이클(미키) 파르도가 이끄는 국제 연구팀은 아프리카 사바나 코끼리들이 개별적인 이름과 같은 호칭 소리를 배우고 인식하고 사용하는 능력을 지녔다고 이날 ‘네이처 생태학 및 진화지’에 발표했다. 연구팀은 약 4년간 케냐의 암보셀리 국립공원과 삼부루 국립보호구에서 아프리카 사바나 코끼리 100여 마리가 다른 개체를 부르는 울음(우르릉) 소리 469건을 기록했다. 연구팀은 이들 소리를 자체 개발한 인공지능(AI) 기반 기계학습(머신러닝) 모델로 분석해 이름이 불려진 코끼리 17마리(27.5%)를 찾아냈다. 이를 통해 해당 코끼리들에게 녹음을 들려줬다. 그 결과 각 코끼리는 자신을 부르는 소리에 평균적으로 더 강하게 반응하는 것으로 나타났다. 이들 코끼리는 다른 소리보다 해당 소리에 더 열정적으로 행동하고 소리가 나오는 스피커로 다가갔다.코끼리들은 또한 사람처럼 대화할 때마다 항상 상대방의 이름을 부르지는 않는 것으로 나타났다. 다 자란 코끼리가 어린 코끼리를 부를 때나, 먼 거리에서 대화할 때 이름을 부르는 빈도가 높았다. 연구팀은 코끼리의 이 같은 호칭 체계가 소리를 내 상대를 부르는 개체로 알려진 돌고래와 앵무새 등과는 다른 방식이라고 설명했다. 돌고래와 앵무새도 특정 소리로 상대를 부르지만 이는 상대의 소리를 흉내내는 방식이다.미국 CBS 방송은 연구팀이 코끼리가 개별적인 호칭을 가진다는 점을 발견했다며 이는 “이전에는 인간의 언어에서만 발생하는 것으로 알려진 현상”이라고 지적했다. 현재 콜로라도주립대의 조지 위트마이어 박사 연구실에서 박사후 연구원으로 일하며 해당 연구를 수행한 파르도는 “이런 방식으로 서로 말을 걸기 위해서 코끼리는 특정 소리를 특정 개인과 연결하고 그 소리를 이용해 해당 대상의 주의를 끄는 방법을 배워야 한다”고 짚었다. 이어 “이를 위해선 정교한 학습 능력과 사회적 관계에 대한 이해가 필요하다”며 특히 “임의로 정한 이름으로 상대를 언급하려면 어느 정도 추상적인 사고 능력이 있어야 한다”고 설명했다. 논문의 공동 저자인 위트마이어 박사도 “이번 연구는 코끼리가 얼마나 영리하고 흥미로운 존재인지 보여준다”며 “이것이 코끼리의 보존과 보호에 관한 더 큰 관심으로 이어지길 바란다”고 말했다. 한편 아프리카 사바나 코끼리는 주로 밀렵과 토지 개발로 인해 개체수가 계속 감소함에 따라 세계자연보전연맹(IUCN) 적색목록에서 위기(EN)종으로 분류될 만큼 멸종위기에 처해 있다.

우주 선진국을 중심으로 달 탐사는 물론 화성까지 우주인을 보내겠다는 계획을 세우고 준비 중이다. 우주인을 보내겠다는 계획은 있지만, 인간이 우주에 나갔을 때 어떤 신체적, 정신적 변화가 있을지는 명확히 규명되지는 않았다. 이런 가운데 코넬대 의대, 펜실베이니아 의대 등 연구진과 함께 미국 항공우주국(NASA) 연구팀이 지금까지 항공우주 의학과 우주 생물학 분야에서 가장 방대한 연구 분석 자료를 만들어 내 주목받고 있다. 이들 연구 결과 중 대표 논문은 과학 저널 ‘네이처’에, 그 밖에 여러 논문이 네이처 커뮤니케이션 등 네이처 출판그룹에서 발행하는 다양한 저널의 6월 12일 자에 실렸다. 이번 연구 결과는 ‘우주 오믹스 및 의학 지도’(SOMA) 패키지로 이름 붙여졌다. 이번 연구 결과는 스페이스X의 인스피레이션4 탐사에 참여했던 최초의 민간인 승무원과 국제우주정거장(ISS)에서 최소 180일부터 최장 1년을 보낸 우주인은 물론 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 출신 우주인 등 다양한 우주탐사 프로젝트에 참여한 사람들로부터 수집한 각종 표본을 바탕으로 분석된 것이다. 우주 비행은 우주비행사의 분자, 세포, 생리적 변화는 물론 인체에 다양한 생의학적 문제를 일으키는 것으로 알려졌다. 우주 탐험과 관련된 건강 위험을 이해하는 것은 달이나 화성 등에 관한 장기적 탐사를 준비하는 데 필수적이다. 분석에 따르면 사흘 정도의 저 지구 궤도 우주 비행도 광범위한 분자 변화를 초래했고, 그 일부는 장기간 우주 비행에서 발생하는 변화와 유사하다. 여기에는 사이토카인 수치 상승, 텔로미어 연장, 면역 활성화, DNA 손상 반응, 산화 스트레스에 대한 유전자 발현과 변화 등이 포함됐다. 대부분의 변화는 지구로 복귀한 다음 빠르게 원상 복구되지만, 일부 단백질과 유전자 변화는 우주 비행 후 최소 3개월까지 지속되는 것으로 나타났다. 또 다른 연구에서도 단기간 우주 비행만으로도 면역 체계 교란이 심각하게 나타난다는 사실을 확인했다. 또 여성 우주인은 우주비행이 끝나고 지구로 복귀한 다음 남성보다 더 빠르게 원상 복구되는 것이 관찰됐다.코넬대 의대 연구팀에 따르면 우주 비행사들에게 가장 큰 영향을 미치는 것은 지구보다 중력이 약해지는 ‘미세 중력’이다. 연구팀은 미세 중력이 세포에 미치는 영향을 시뮬레이션한 데이터와 ISS에서 거주한 우주인, 생쥐의 데이터를 비교한 결과, 면역에 중요한 역할을 하는 림프구와 단핵구를 포함한 다양한 면역계 세포가 중력 감소에 심각한 영향을 받는 것으로 나타났다. 또 노화 과정에서 발견되는 변화가 우주여행 중에도 나타나는 것으로 조사됐다. 연구팀은 미세 중력 상태에서 나타나는 변화를 억제할 수 있는 물질로는 항산화 및 노화 방지 보충제로 사용되는 케르세틴이라는 사실도 확인했다. 케르세틴은 적양파, 포도, 베리류, 사과, 감귤류에 많이 포함된 물질이다. 연구팀은 “SOMA 데이터를 활용하면 정밀 항공우주 의학을 더욱 발전시킬 수 있을 것으로 기대되고, 우주 비행사의 건강 모니터링 및 위험을 완화할 수 있으며, 달, 화성 등 우주 탐사를 위한 우주인의 선발 기준 등을 정하는 데도 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다.

태양계에서 가장 큰 화산은 화성의 올림푸스 몬스(Olympus Mons)의 분화구에서 서리가 발견됐다. 최근 스위스 베른대학 등 국제공동연구팀은 화성의 적도 부근의 고원 화산지대에서 사상 처음으로 물 서리가 발견됐다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 지구과학’(Nature Geoscience) 최신호에 발표했다. 화성의 적도 부근에는 폭이 거의 5000㎞에 달하는 고지대인 타르시스 고원이 위치해 있는데, 이곳에는 무려 12개의 대형 화산이 모여있다. 특히 이중 올림푸스 몬스(Olympus Mons)는 태양계에서 가장 큰 화산으로 그 높이가 무려 21㎞가 넘는 것으로 추정된다. 화성에서 특히 극지방이 아닌 적도 부근 화산 꼭대기에서의 서리 발견은 우연히 이루어졌다. 논문의 수석저자인 아도마스 발란티나스 연구원은 “화성의 적도 부근에 서리가 형성되는 것이 불가능하다고 생각했다”면서 “이는 대기가 희박한 화성에서 충분한 햇빛을 받는 적도 부근은 기온이 상대적으로 따뜻해 서리가 내리기 힘들기 때문”이라고 밝혔다.그러나 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 엑소마스 TGO(Trace Gas Orbiter)와 또 다른 화성 궤도 탐사선인 ‘마스 익스프레스‘(Mars Express)의 관측 데이터를 분석한 결과 푸른 빛을 띤 수증기 서리가 이른 아침 화산 분화구 주변에 나타났다가 오후에 햇빛에 의해 증발한다는 사실을 밝혀냈다. 이에대해 공동저자인 니콜라스 토마스 박사는 “서리가 화성의 거대 화산 칼데라 내부에 형성되는 미기후에 의해 발생한다”면서 “바람이 화산의 측면을 휘저으면서 상대적으로 습한 공기가 표면 근처에서 더 높은 고도로 이동하여 응결돼 서리가 된다”고 설명했다. 연구팀은 타르시스 고원에 자리잡은 거대 화산 정상에 매일 서리가 내리면 그 양이 올림픽 수영장 60개에 맞먹는 약 15만 톤의 물 양이 될 것으로 예상했다. 특히 이는 향후 인류의 화성 탐사에 큰 도움이 될 것으로 보인다. 물이 인간에게 필수적인 것은 물론 화성에서 로켓을 발사하는 데에도 도움이 되기 때문이다.

항암 방사선 치료에 쓰이는 방사선 원료의약품이 국내 처음 승인받아 시장에 나온다. 한국원자력연구원은 연구용 원자로 ‘하나로’에서 생산되는 방사성 원료의약품 ‘KAERI 요오드화나트륨(I-131)’이 지난달 말 식품의약품안전처 품목허가를 획득했다고 11일 밝혔다. I-131은 난치성 암 치료를 위한 방사성의약품 원료로 쓰인다. 특히 I-131은 아동에게 주로 발병하는 신경모세포종 같은 희귀 소아암의 치료제로 쓰이는 방사성의약품 ‘요오드-131 엠아비지’(I-131 mIBG)의 주원료다. 그러나, 국내에서는 우수의약품 제조 및 품질관리 기준인 GMP에 맞는 제품이 없어 비싸게 전량 수입에 의존했다. 연구팀은 하나로에서 생산되는 I-131액의 제품화 전 과정에 GMP 기준을 적용한 절차 및 방법, 장비, 시설 등을 구축해 지난해 식약처에 품목허가를 신청했고, 이번에 허가를 획득함으로써 제품 출시가 가능해졌다. 하나로에서 생산하는 ‘I-131’ 생산 허가량인 연간 2000 큐리(Ci)는 국내 수요 모두 충족할 것으로 예상된다. 2020년 기준 국내 I-131 사용 총량은 1537 큐리다. 또, 국제의약품규제조화위원회(ICH)에서 규정한 의약품의 품질, 임상·비임상 자료 양식인 국제공통기술문서(CTD) 작성, 유럽약전에 따른 품질관리 등 국제 기준에 맞춘 표준화로 수출도 가능하게 됐다. 이에 따라 연구원은 ‘KAERI 요오드화나트륨(I-131)액’을 국내 방사성 완제의약품 제조·가공업체에 안정적으로 공급할 계획이다. 또, 이번에 GMP 적합 판정을 받은 원료의약품 제조 시설 및 인프라를 활용해 수입 의존도가 높은 다른 방사성 원료의약품 개발도 추진할 예정이다.

과체중이나 비만이 있는 사람의 경우 오전이나 낮 시간대보다 저녁에 중·고강도 운동(MVPA)을 하는 것이 혈당 수치를 낮추는 데 가장 효과적이라는 연구 결과가 나왔다. 11일 미국비만학회(TOS) 학술지 ‘비만’(Obesity)에 공개된 논문에 따르면 스페인 그라나다대 조나탄 루이스 교수팀은 “과체중·비만이 있는 사람들을 대상으로 한 운동 효과 실험 결과 저녁 시간대 운동이 혈당 조절에 가장 효과적인 것으로 나타났다”고 밝혔다. 연구팀에 따르면 그동안 중·고강도 운동이 인슐린 저항성 발병 위험이 큰 비만·과체중 성인의 포도당 항상성을 높이는 데 효과가 있다는 사실은 알려져 있으나, 이런 운동을 언제 하는 게 좋은지는 알려진 바가 없다. 연구팀은 그라나다와 팜플로나에 거주하는 체질량지수(BMI) 32.9㎏/㎡의 과체중·비만 성인 186명(평균 연령 46세)을 대상으로 14일 동안 손목 착용형 장치로 신체활동과 포도당 변화를 측정했다. 먼저 참가자들을 하루 전체 중·고강도 운동량 가운데 50% 이상을 오전에 수행한 아침 그룹과 정오부터 오후 6시까지 한 오후 그룹, 오후 6시부터 자정까지 한 저녁 그룹으로 구분한 뒤, 운동 시간대와 혈당 변화의 연관성을 분석했다. 그 결과 오후 6시 이후 중·고강도 운동 수준의 신체 활동을 한 경우 낮과 밤, 일일 혈당 수치가 모두 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다. 반면 오전과 오후 운동은 저녁 운동만큼 유의미한 상관관계를 보이지 않았다. 또 이런 연관성은 혈당 조절 장애가 있는 참가자에게 더 강하게 나타났으며, 남성과 여성 모두 비슷한 연관성 패턴을 보였다. 연구팀은 “이 결과는 저녁에 더 많은 중·고강도 운동을 하는 것이 과체중과 비만, 대사장애가 있거나 앉아서 생활하는 성인의 포도당 항상성 개선에 좋다는 것을 보여준다”고 설명했다. 루이스 교수는 “임상에서 처방하는 운동·신체활동 프로그램의 효과를 높이기 위해서는 최적 운동 시간대를 함께 고려해야 한다”고 조언했다.

경기 성남시 분당서울대병원은 산부인과 김기동 교수와 경희대학교병원 산부인과 황우연 교수 연구팀이 초기 자궁경부암 환자에서 방사선 치료의 필요성을 평가하는 예측 모델을 세계 최초로 개발했다고 10일 밝혔다. 자궁경부암은 전 세계적으로 악성 종양으로 인한 여성 질환 중에 네 번째로 많이 발생하는 질환으로 전체 발생률은 감소했으나 젊은 여성에서의 발병률은 증가하는 추세다. 자궁경부암 환자는 수술 후 조직검사 결과에 따라 방사선 치료를 받는다. 조직검사 결과 암세포가 자궁 조직 주변이나 림프절을 침범하는 등 위험 요소가 있는 경우에 방사선 치료 대상이 되며 그렇지 않은 환자는 방사선 치료를 받지 않아도 된다. 일반적으로 방사선 치료를 받으면 난소의 기능이 상실 및 저하되기 때문에 수술 시에 미리 난소의 위치를 방사선 치료 범위 밖으로 옮기는 ‘난소전위술’이 권장된다. 그러나 난소전위술은 그 자체로 난소의 기능을 저하시킬 수 있으며 복통, 낭종 발생, 혈관 손상 등 합병증을 일으키기 때문에 방사선 치료를 받을 것으로 예상되는 환자에게만 난소전위술을 시행하는 것이 바람직하다 현재는 수술 전 난소전위술 시행 여부를 결정하는 표준화된 지침이 없는 상태다. 전적으로 담당 의사의 경험에 기반한 판단을 따르다 보니, 난소전위술을 시행했는데 조직검사 결과 방사선 치료를 받지 않아도 되는 경우가 발생하기도 한다. 이에 김기동 교수, 황우연 교수 연구팀은 수술 전에 방사선 치료 여부를 예측할 수 있는 모델을 도출하기 위한 후향적 연구를 진행했다. 이번 연구에서는 대한부인종양연구회를 통해 수집된 2000년부터 2008년까지 자궁경부암으로 ‘변형 근치자궁절제술’ 및 ‘근치적 자궁적출술’을 받은 20세~45세 환자 886명의 데이터를 사용했다. 데이터에는 연령, 병력, 종양의 크기, 종양의 유형 등 다양한 수술 전 변수가 포함된다. 종양의 크기가 크거나 주변 조직으로의 침범 등 고위험 요소가 감지되면 방사선 치료 위험을 양성으로 정의했다. 반대로 이러한 특성이 없으면 음성으로 정의했다. 이후 이를 기반으로 기계학습 분석을 통해 종양의 크기와 연령을 기준으로 4개의 하위 그룹으로 계층화 시켜 비교 분석했다. 이들을 분석한 결과, 종양 크기가 2.45cm 이하인 환자는 13.4%, 종양 크기가 2.45cm 초과 3.85cm 이하인 환자는 43.3%의 방사선 치료 위험도(양성)를 나타냈다. 종양 크기가 3.85cm 초과하고 연령이 39.5세 이하인 환자는 84.4%, 종양의 크기가 3.85cm 초과하고 39.5세 초과인 환자는 88.5%의 위험도를 나타냈다. 김 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 폐경 전 자궁경부암 환자에서 수술 전 예측된 위험도에 따라 난소전위술 여부를 결정할 수 있게 되었다”고 말했으며 “해당 모델을 임상에 적용함으로써 환자가 중심이 되는 치료를 시행하고 이를 통해 부인과 종양학의 치료 표준을 향상시키는 계기가 되기를 기대한다”고 말했다.

국내에 자생하는 송편버섯에 근육세포를 보호하는 효능이 있는 것으로 확인됐다. 10일 국립생물자원관과 김승영 선문대 교수 연구팀은 송편버섯 균사체 배양액이 근육세포가 죽는 것을 막고 세포의 증식을 촉진하는 역할을 하는 것을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 관련 특허를 지난달 24일 출원했다. 앞서 연구진은 지난해 송편버섯 배양액이 염증을 유발하는 산화질소 합성효소(iNOS)를 90% 이상 억제하는 것을 확인해 특허로 출원하기도 했다. 실험에서 송편버섯 배양액은 세포의 죽음을 부추기는 ‘카스파아제(Caspase) 3’과 ‘카스파아제 9’ 단백질을 95% 감소시키고 사멸을 억제하는 BCL-2 단백질을 2배 이상 증가시켰다.송편버섯은 생김새가 송편과 비슷해 이런 이름이 붙었다. 버섯대가 없고 다 자라면 지름이 15㎝, 두께가 4㎝ 정도까지 된다. 색은 흰색, 황토색, 황갈색 등으로 표면이 벨벳처럼 부드럽다. 한반도와 일본, 중국, 필리핀, 유럽, 북아메리카 등에 분포하는 송편버섯은 예로부터 약으로 사용돼 왔다. 또한 송편버섯은 일년생 버섯으로, 죽은 활엽수에 무리를 지어 자라기 때문에 인공적으로도 대량 배양이 가능하다. 국립생물자원관은 송편버섯의 산업적 활용을 위해 추가적인 효능과 활성물질을 밝히기 위한 후속 연구를 진행할 계획이다. 김창무 국립생물자원관 생물종다양성연구과장은 “이번 연구결과는 관심을 받지 못하는 자생생물의 새로운 가치를 발굴한 좋은 예시”라며 “우리나라에 존재하는 생물자원이 산업적으로 활용될 수 있도록 발굴과 응용 연구를 위해 더욱 노력할 것”이라고 강조했다.

화성 표면과 대기 사이에 활발한 물 교환이 이뤄지고 있음을 보여주는 새로운 증거가 발견됐다. 스위스, 미국 등 9개국 공동 연구팀은 화성의 가장 높은 화산에서 물 서리(water frost)를 처음 관측했다. 물 서리는 수분을 많이 포함하고 있는 액체상 서리로, 대기 중 수분이 승화해 생긴 서리가 기온 상승으로 그 일부가 녹기 시작하는 현상이다. 이번 연구에는 스위스 베른대 물리학 연구소, 미국 브라운대 지구·환경·행성과학과, 애리조나대, 벨기에 왕립 천문대, 브뤼셀 자유대, 루뱅 가톨릭대 천문학 연구소, 독일 항공우주센터(DLR) 행성연구소, 이탈리아 파도바 천체 관측소, 천체 물리학·행성 연구소, 프랑스 파리 샤클레대, 파리 대학연구소, 캐나다 웨스턴대 지구과학과, UAE 칼리파대, 영국 오픈대 등 천문학자와 천체물리학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 6월 11일 자에 실렸다. 화성의 타르시스 산맥은 화성 적도 부근에 있는 고원지대로 21㎞ 높이의 올림포스산 포함해 에베레스트산의 1~2배 수준의 태양계에서 가장 크고 높은 화산들을 포함하고 있다. 올림포스산의 면적은 프랑스만큼 넓은 것으로 확인되고 있다. 이들 화산은 지질학적으로 겉보기에는 활동하지 않는 것처럼 보인다. 화성은 햇빛과 얇은 대기층 때문에 낮 동안 지표면이나 산 정상 모두에서 상대적으로 높은 온도를 유지하기 때문에 물 서리는 거의 관찰되지 않는 것으로 알려졌다. 화성 적도 주변에서는 더더욱 물 서리를 관찰하기 어렵다고 생각됐다. 연구팀은 유럽 우주국(ESA)의 가스 추적 궤도선(TGO)이 수집한 이미지를 분석해 화산 정상과 올림포스산의 칼데라 바닥에서 얼음 퇴적물을 확인했다. 얼음 퇴적물은 화성의 겨울 이른 아침에만 나타나는 것으로 알려졌다. 연구팀은 기후 모델 시뮬레이션을 통해 표면 온도가 이산화탄소가 아닌 물로 구성된 서리와 일치한다는 사실을 확인했다. 시뮬레이션에 따르면 타르시스 산맥 위에 흐르는 대기에 의해 생성된 대기 순환 패턴이 지구의 고산 지역에서 나타나는 미기후와 유사하게 서리 응결 조건을 충족시킨다.연구팀은 타르시스 산맥에서만 형성되는 서리의 총질량은 약 15만t으로, 올림픽 규격의 수영장 60개에 해당하는 양이다. 이런 물 서리는 겨울철 화성의 대기와 표면 사이에서 매일 교환되고 있을 것으로 추정했다. 이는 화성 대기 중 수증기 총량의 극히 일부에 불과하지만, 화성의 표면 환경에 중요한 역할을 하는 것으로 파악된다. 연구를 이끈 니콜라스 토마스 베른대 교수(태양계 동적 물리학)는 “이번 연구 결과는 화성에서 물의 존재 위치와 이동 방식을 이해하고 미래 탐사와 생명체 흔적을 찾는 데 필수적인 행성의 대기 역학을 이해하는 데 도움이 된다”라고 설명했다.

성신여자대학교는 지난달 23일부터 24일까지 서울대 평창캠퍼스에서 열린 학술대회 ‘ASK 2024’(Annual Symposium of Korean Information Processed Society)에서 융합보안공학과, 미래융합기술공학과, AI융합학부 소속 연구원 및 학부생으로 구성된 11개 팀의 논문이 연이어 수상했다고 10일 밝혔다. ASK 2024는 한국정보처리학회에서 진행하는 국내외 정보과학과 기술 분야 발전 및 연구를 촉진하기 위해 설립된 학회로, 현재 약 2만명에 이르는 회원을 보유한 국내 대형 학회 중 하나다. 이번 학술대회에는 국내·외 대학, 대학원에서 제출한 논문 총 318편이 접수된 가운데 성신여대 융합보안공학과, 미래융합기술공학과, AI융합학부에 소속된 11개 연구팀이 ▲한국정보기술학술단체총연합회 회장상 ▲한국인터넷진흥원 원장상 ▲우수논문상 ▲학부생논문경진대회 금상 ▲학부생논문경진대회 장려상 등을 받았다. 먼저 한국정보기술학술단체총연합회 회장상은 ‘인터프레임 스페이스 통신을 활용한 저지연 트래픽 전송기법’을 발표한 미래융합기술공학과 이선진 연구원(지도교수 이일구)이 수상했다. 이어 학부생인 융합보안공학과 유민정 학생은 ‘수사 관점에서의 보이스피싱에 활용되는 CMC 기능 및 아티팩트 분석’(유민정, 박승현, 지도교수 김성민)을 주제로 한국인터넷진흥원 원장상을 받았다. 우수논문상 수상자는 대학원생 3개 연구팀(▲멀티링크 기반 AP 파워 세이빙 메커니즘(김소연, 정예림, 지도교수 이일구) ▲경량 퍼징을 위한 테스트케이스 선택 기법(박나은 김연진, 지도교수 이일구) ▲비신뢰 무선 릴레이 통신 네트워크의 안전한 물리계층 키 생성 기법(박소현, 지도교수 이일구))이 수상했다. 학부생논문경진대회에서는 융합보안공학과 학부생으로 구성된 5개팀, AI융합학부 학부생 1개팀이 수상했다. 경진대회 최고상인 금상에는 융합보안공학과 이승은 학생이 ‘경량 IoT를 위한 안전한 무선 펌웨어 업데이트 메커니즘’(이승은, 이진민, 지도교수 이일구)을 주제로 수상했으며, 5개 연구팀이 장려상을 받았다. 이날 한국정보기술학술단체총연합회 회장상을 받은 이선진 연구원은 “연구 과정에 많은 도움을 준 이일구 교수님 덕분에 이 상을 받을 수 있었다”며 “앞으로도 다양한 연구 활동을 통해 우수한 성과를 내도록 노력하겠다”고 수상 소감을 밝혔다.

베네수엘라가 아메리카 대륙에서 사상 처음으로 빙하를 모두 잃은 첫 번째 국가로 기록된 가운데, 이 모습이 위성으로도 확인됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 지구관측소는 위성 랜드샛 8과 9로 촬영한 ‘훔볼트 빙하’의 ‘최후’를 담은 과거와 현재 이미지를 비교해 공개했다. 훔볼트 빙하는 남미 안데스 산맥 북쪽 지역인 시에라 네바다 데 메리다 산맥의 가장 높은 곳인 해발 4900ｍ 부근에 오랜 시간 자리잡고 있었다. 일반적으로 빙하하면 남극과 북극 같은 곳만 있는 것으로 생각하지만 사실 안데스산맥 고지대처럼 일부 열대지방의 고도가 높은 지역에도 빙하는 존재한다. 문제는 지구의 기후변화로 인한 영향으로 이곳의 빙하가 지속적으로 녹았다는 사실이다. 이에 베네수엘라 당국은 특수 덮개까지 덮어 훔볼트 빙하가 녹는 것으로 막기위해 안간힘을 썼으나 결국 자연의 뜻을 거스를 수 없었다. 결국 지난달 국제 지구빙하권 기후 이니셔티브(ICCI)는 “베네수엘라의 마지막 남은 빙하였던 훔볼트 빙하는 더 이상 빙하라고 볼 수 없을 정도로 그 크기가 작아졌다”고 밝혔다.베네수엘라 로스안데스대학(ULA) 연구팀에 따르면 훔볼트 빙하의 경우 과거에는 최대 4.5㎢에 달했으나 최근에는 약 0.02㎢까지 쪼그라들었다. 빙하의 최소 면적 가이드라인을 대체로 0.1㎢로 잡고 있기 때문에 사실상 더이상 빙하라 부를 수 없는 것. 이같은 사실은 이번에 NASA가 공개한 위성사진으로도 쉽게 확인된다. 지난 2015년 4월 28일 촬영된 위성사진을 보면 훔볼트 빙하가 한눈에 드러나지만, 지난달 사진에는 사실상 사라진 것이 확인된다. 이에대해 환경 전문가들은 빙하가 오래 전 부터 녹기 시작했으나 지구의 기후변화가 이 속도를 더욱 가속화시키고 있다고 우려하고 있다.

국내 연구진이 실내조명을 이용해 공기오염 원인 물질을 고감도로 감지할 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트 신소재공학과 연구팀은 가시광을 활용해 상온에서 초고감도로 이산화질소를 감지할 수 있는 가스 센서를 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 기존 가스 센서는 금속산화물 반도체 기반 저항 변화식이어서 300도 이상 가열이 필요하다. 이 때문에 일반적인 상온 측정에는 한계가 있다. 이를 대신할 광활성 방식 가스 센서 기술이 눈길을 끌고 있지만, 인체에 해로운 자외선이나 근자외선 영역의 빛을 활용해야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 광활성 방식 가스 센서를 녹색광을 포함한 가시광선 영역으로 확대해 범용성을 높였다. 녹색광을 조사했을 때 이산화질소 감지 반응성은 기존 대비 52배로 증가했다. 특히 실내조명에 사용되는 백색광을 조사했을 때도 최고 수준의 이산화질소 가스 감지 반응성을 달성했다. 연구팀은 이를 위해 가시광선 흡수가 어려운 인듐 산화물 나노섬유에 비스무스 원소를 첨가해 청색광을 흡수할 수 있도록 중간 밴드 갭을 형성했다. 여기에 금 나노입자를 추가로 덧붙여 가스와의 산화-환원 반응을 촉진하는 국소 표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 녹색광 영역에서도 활성도를 높였다. 비스무스와 금 나노입자 첨가 효과와 나노섬유가 갖는 넓은 비표면적 특성을 통해 상온에서 이산화질소 반응성을 기존 센서 대비 52배 늘어났다. 연구를 이끈 김일두 카이스트 신소재공학과 교수는 “이산화질소는 자동차 배기가스나 공장 매연 등에서 검출되는 대표적 대기 환경 유해가스”라면서 “이번 연구 결과는 우리 주변에서 일반적으로 접근할 수 있는 녹색 및 청색광(430~570㎚·나노미터) 영역의 가시광선을 활용해 상온에서 초고감도로 감지할 수 있는 신소재를 개발한 것”이라고 말했다. 김 교수는 “실내조명 및 기기와의 결합한 가스 센서의 상용화에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 덧붙였다.