문신을 한 사람이 그렇지 않은 사람에 비해 혈액암의 일종인 림프종에 걸릴 위험이 더 크다는 연구 결과가 나왔다. 24일(현지시간) 스웨덴 룬드대 크리스텔 닐슨 박사 연구팀은 20~60세 1만 1905명을 대상으로 문신과 림프종 발병의 연관성을 조사한 결과, 문신을 한 사람들 사이에서 림프종 발병 위험이 21% 더 높았다고 밝혔다. 우리 몸 구석구석에는 외부 세균이나 바이러스의 침입을 막아주는 림프계라는 조직이 있다. 외부에서 병균이나 바이러스가 침입하면 림프계 속 면역세포가 이들과 치열한 전투를 벌이는 것이다. 이런 림프계에서도 면역세포가 종양으로 변하면서 암이 발생하는데, 바로 혈액암의 일종인 림프종이다. 연구 결과에 따르면 첫 문신을 한 후 2년까지 림프종 발병 위험이 가장 높았다. 3~10년 사이에는 발병 위험이 감소했지만, 11년이 지난 경우에 발병 위험이 다시 증가했다. 연구팀은 문신 크기가 클수록 발병 위험이 높을 것으로 예상했으나, 크기가 림프종 위험에 영향을 미치진 않았다. 연구팀은 “놀랍게도 문신을 한 신체 표면의 면적은 중요하지 않은 것으로 나타났다”고 했다. 타투 잉크의 발암성 화학물질이 림프종 발병과 연관이 있었다. 연구팀은 “문신 잉크가 피부에 주입되면 신체를 이를 이물질로 인식한다”며 “잉크의 대부분이 피부에서 림프절로 운반되고 침착돼 암 위험이 높아진다”고 설명했다. 지난해 미국 암 연구협회 연례 회의에서 발표된 연구에서도 문신과 혈액암 사이에 잠재적 연관성이 있다는 결과가 나온 것으로 알려졌다. 다만 문신이 장기적으로 건강에 미치는 영향에 대한 연구는 많지 않다. 이 연구 역시 인과관계를 입증하는 게 아닌 관찰연구였기 때문에 연구팀은 “추가 연구가 필요하다”고 말했다. 연구 결과는 임상의학(eClinicalMedicine) 최신 호에 게재됐다. 한편 림프종은 신체 어디에서든 발생하고, 전이도 잘 돼 세부 종류만 100여가지에 달하는 게 특징이다. 그 이유는 림프계를 구성하는 혈관 모양의 림프관과 림프절이 온몸으로 퍼져 있기 때문이다. 림프관에는 림프구를 포함해 혈액의 혈청과 흡사한 무색의 림프액이 흐르고 있으며, 또 림프절은 이 림프관을 따라 다양한 크기로 목, 겨드랑이, 사타구니, 뱃속, 가슴속 등의 전신에 분포한다. 비장, 흉선, 편도 등도 림프계 조직의 일부다.

지구보다는 작지만 금성보다는 큰 생명체가 거주가능한 외계행성이 발견됐다. 최근 영국 워릭대학교와 일본 도쿄 우주생물학센터 등 공동연구팀은 이론적으로 생명체가 살 수 있는 외계행성 ‘글리제 12b’(Gliese 12b)를 발견했다는 연구결과를 영국 왕립천문학회 월보(MNRAS)에 발표했다. 우주망원경 TESS의 관측 데이터를 통해 존재가 밝혀진 글리제 12b는 지구에서 약 40광년 떨어진 물고기 자리에 위치해있다. 특히 글리제 12b는 별인 ‘글리제 12’(Gliese 12) 주위를 공전하는데, 12.8일 만에 한바퀴를 돌 정도로 바짝 붙어있는 것이 특징이다. 이처럼 글리제 12b가 별 주위에 바짝 붙어있는 위치임에도 ‘생명체 거주 가능’(habitable zone)한 곳으로 예측되는 이유는 글리제 12가 적색왜성이기 때문이다. 적색왜성은 태양보다 작고 희미한 별인데, 실제 글리제 12의 크기는 우리 태양과 비교하면 27%, 온도는 60% 정도인 것으로 분석됐다.또한 연구팀은 글리제 12b에 대기가 없다는 가정 하에 표면온도를 42℃로 추정해 생명체가 살 수 있는 조건으로 봤으나 이는 말 그대로 이론에 불과하다. 연구에 참여한 라리사 팔레소프 연구원은 “글리제 12b에 실제로 물과 생명체가 있는지 여부는 현재로서는 알 수 없다”면서 “이 행성은 지구와 비슷한 대기가 있을 수 있고, 온실효과로 인해 금성과 같은 상태일 수도 있다”고 짚었다. 이어 “글리제 12b는 지구와 금성이 이렇게 다르게 진화한 이유에 대해 단서를 줄 수 있을 것”이라면서도 “현재 존재하는 가장 빠른 우주선으로 그곳에 도착하려면 22만 5000년이 걸려 누군가 방문할 가능성은 거의 없다”고 덧붙였다. 한편 차세대 ‘행성 사냥꾼’으로 불리는 미 항공우주국(NASA)의 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사 중이다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 케플러 우주망원경의 후임이기 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. TESS는 행성이 별(항성) 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 식현상(transit)을 이용해 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단해 논문으로 발표된다.

국내 연구진이 오래가고, 안전한 고용량 리튬이온전지 소재를 개발하는 데 성공했다. 성균관대 화학공학과 연구팀은 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 이용해 고용량, 장(長)수명 리튬이온전지 음극 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘에너지 및 환경과학’에 실렸다. 배터리 소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질 4가지로 구성된다. 음극재는 충전 과정에서 환원반응으로 리튬을 저장하고 방전 과정에서 산화반응으로 리튬을 방출하는 기능을 한다. 리튬이온전지는 이런 산화환원 반응을 통해 충·방전을 거듭할 수 있는 전지로 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 사용된다. 전기차 시장이 확대되면서 핵심인 배터리 기술 경쟁도 치열해지고 있다. 현재 음극재로 쓰이고 있는 흑연은 용량 한계에 이르러, 이론상으로 흑연의 약 11배에 이르는 고용량 실리콘으로 대체하기 위한 연구가 활발하다. 문제는 실리콘 소재는 전기전도도가 낮고, 충·방전을 반복하면 부피가 팽창해 안정성이 떨어진다는 점이다. 이에 연구팀은 다양한 조성의 원소로 이뤄진 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 개발해, 한 가지 소재로는 구현하기 힘든 물성을 부여해 실리콘 성능 저하 문제를 해결했다. 연구팀은 고용량 실리콘(Si), 고반응성 인(P), 빠른 전도성을 가진 게르마늄(Ge), 자가 복원력을 가진 액체 금속 갈륨(Ga)의 장점을 도입한 GaGeSiP3라는 소재를 개발했다. GaGeSiP3는 2000회의 충·방전 이후에도 1121㎃h/g의 고용량을 유지하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 박호석 성균관대 교수는 “이번 연구는 리튬이온전지 에너지밀도를 향상하는데 핵심 소재인 실리콘의 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시했을 뿐만 아니라, 고엔트로피 합금 소재를 반응성이 높은 인(P) 원자에서도 처음으로 구현하였다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

특정 이유로 바깥출입을 하지 않고 심한 경우 가족과도 접촉을 꺼리는 일이 6개월 이상 지속되면 ‘은둔형 외톨이’로 분류된다. 일본에서는 일찍부터 ‘히키코모리’라고 부르는 이런 증상을 보이는 사람이 늘고 있어 심각한 사회문제가 됐다. 최근에는 한국에서도 사회적 문제로 부각되고 있다. 미국 CNN 방송이 26일(한국시간) 사회적 관계를 단절하고 정서적으로 고립된 채 살아가는 한국과 일본, 홍콩의 은둔 청년들을 조명했다. CNN은 ‘움츠러드는 삶:일부 아시아 젊은이들이 세상에서 물러나는 이유’라는 제목의 기사에서 세 나라의 은둔 청년을 포함해 해당 문제를 다각도로 살펴봤다. 최근 일본 정부 조사에 따르면, 일본에는 히키코모리가 150만명에 달하는 것으로 나타났다. 일본에서 은둔형 외톨이는 생활비 상승, 임금 정체 등 광범위한 경제 문제가 반영된 문제로 여겨진다. 세키미즈 뎃페이 메이지가쿠인대 부교수는 “일본에서는 직장을 잃거나 가족을 부양하기 위해 고군분투한 후 히키코모리가 되는 경우가 많다”고 전했다. 또 가토 다카히로 규슈대 부교수는 “나가서 열심히 일하라고 남자아이들에게 가해지는 압력” 때문에 특히 남성들이 사회적 고립의 위험에 처해있다고 설명했다. 35세부터 5년간 은둔형 외톨이로 살았다는 한 일본 남성은 “부모 병간호를 위해 고향으로 내려온 후 외동아들로서 간병과 재정관리를 잘해야 한다는 심한 압박감을 느꼈다. 이후 침실에 틀어박히게 됐다”고 말했다. 홍콩에도 최대 5만명의 은둔형 외톨이가 있는 것으로 추산됐다. 홍콩대 폴 웡 부교수는 이들 대부분이 중학생이나 고등학생이지만 10대 초반 청소년에게서도 은둔형 외톨이 문제가 나타나고 있다고 전했다.한국도 24만 4000명 규모…‘완벽주의적 걱정’ 성향 한국보건사회연구원 조사에 따르면 2022년 기준 한국의 19∼34세 인구 중 2.4%가 은둔형 외톨이로 파악된다. 전국적으로 24만 4000명 규모다. 허지원 고려대 심리학과 교수는 “은둔 청년의 증가와 관련해 밀레니얼 세대와 Z세대에 속한 많은 이들이 ‘완벽주의적 걱정’을 하는 성향이 있다”고 분석했다. 윤철경 지엘청소년연구재단 상임이사는 “과거에는 대가족이었고 형제자매가 많아서 관계를 맺는 방법을 많이 배울 수 있었는데, 생활 환경이 바뀌면서 예전보다 공동체적 관계 형성 경험이 적다”며 핵가족이 은둔형 외톨이 문제와 관련이 있다고 진단했다.“사회적 고립 상태, 뇌의 형태까지 변형 시킨다” 최근 영국 글래스고대 의학·수의학·생명과학대, 수학통계학부 공동 연구팀은 타인과 만남이 적은 고독한 사람은 그렇지 않은 사람들보다 수명이 짧다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 히키코모리 같은 사회적 고립 상태는 뇌의 형태까지 변형시킬 수 있다는 것이다. 연구팀은 대표적인 의생명과학 분야 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 등록된 성인 남녀 45만 8146명을 대상으로 사망률과 5가지 유형의 사회적 상호 작용 사이의 연관성을 정밀 분석했다. 연구팀은 가까운 사람에게 속마음을 털어놓는 빈도, 외로움을 느끼는 빈도, 친구나 가족의 방문 빈도, 여러 형태의 집단 활동 참여 빈도, 독거 여부에 대한 조사를 정기적으로 실시하고 약 13년 동안 장기 추적 조사했다. 그 결과, 친구나 가족의 만남이 6개월 동안 한 번도 없는 사람은 그렇지 않은 사람보다 사망 위험이 39% 높은 것으로 나타났다. 특히 개인적인 만남이 없는 사람은 매주 각종 모임에 참여하더라도 사망 위험이 낮아지지 않는 것으로도 확인됐다. 연구팀은 개인적 대인 접촉이 사망 확률을 낮추는 데 중요한 역할을 한다고 설명했다. 은둔형 외톨이 현상이 아시아에서 처음 나타났지만, 미국, 스페인, 프랑스 등 다른 국가에서도 비슷한 문제가 감지되고 있다고 했다. 전문가들은 인터넷 사용 증가와 대면 상호작용 감소가 은둔형 외톨이의 전 세계적 확산을 가져올 수 있다고 진단했다. CNN은 “아시아 전역의 정부와 단체들이 은둔형 외톨이의 사회 재진입을 돕기 위해 노력하고 있다”며 “많은 국가가 인구 노령화, 노동력 감소, 출산율 저하, 청소년 문제로 어려움을 겪고 있는 가운데, 이와 관련된 해결책이 더욱 시급해지고 있다”고 전했다.

종종 곤충의 일종으로 오해받긴 하지만, 사실 거미와 전갈은 곤충보다 더 역사가 깊은 생물이다. 거미와 전갈은 곤충이 속한 육각아문보다 더 오래 전인 5억 년 전에 등장한 협각아문(협각류)에 속하기 때문이다. 협각류는 입 앞에 있는 협각(Chelicerae, 鋏脚)이라는 독특한 부속지로 먹이를 먹는 방식 덕분에 생긴 이름이다. 협각류는 뛰어난 사냥꾼으로 곤충이 등장하기 오래전부터 두각을 나타냈다. 예를 들어 4억 년 전만 해도 바다에서 가장 큰 최상위 포식자는 지금은 멸종한 협각류인 바다 전갈이었다. 바다 전갈 가운데 가장 큰 야이켈롭테루스 레나니아이(Jaekelopterus rhenaniae)는 몸길이가 2.3~2.6m에 달해 사람보다도 컸으며 역사상 가장 큰 해양 절지동물로 알려져 있다. 바다에서 올라온 협각류인 거미와 전갈 역시 몸집은 작지만, 거미줄과 독을 효과적으로 이용해 3억년 전 석탄기부터 지금까지 지구에서 가장 성공적인 사냥꾼으로 자리잡고 있다. 하지만 이렇게 중요한 동물군임에도 불구하고 협각류의 초기 진화 과정은 베일에 가려져 있다. 협각류 초기 진화를 알려줄 수 있는 5억 500만 년 전부터 4억 3000만 년 전 사이 화석이 거의 없기 때문이다.최근 스위스 로잔 대학 로렌조 루스트리가 이끄는 연구팀은 오랜 미스터리인 협각류의 기원을 설명해 줄 수 있는 화석을 발견했다. 연구팀이 모로코의 페조우아타 혈암에서 발굴한 세타페디테스 아분단티스(Setapedites abundantis, 사진)가 그 주인공이다. 연구팀은 화석에 손상을 주지 않고 내부를 상세히 분석하기 위해 고해상도 CT 스캔과 X선 촬영을 통해 신체 내부 구조를 복원했다. 세타페디테스는 5~10mm 정도의 작은 절지동물로 처음 봤을 때는 거미나 전갈보다는 원시적인 갑각류나 분류 미상의 절지동물처럼 생겼다. 그러나 그 속을 자세히 들여다보자 전혀 다른 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 내부 신체 구조를 상세히 분석해 세타페디테스가 원시적인 협각류에 속한다는 사실을 확인할 수 있었다. 세타페디테스 화석의 연대는 4억 7800만 년 전으로 아직 거미나 전갈류는 물론이고 투구게나 바다전갈의 조상이 분리되기 전이다. 따라서 세타페디테스는 나중에 등장한 다양한 협각류들의 첫 번째 공통 조상이라고 볼 수 있다. 세타페디테스는 1cm 남짓한 작은 생물에 불과했지만, 그 후손들은 고생대의 바다에서 다양하게 진화해 일부는 바다전갈과 투구게가 되고 일부는 4억 년 전 육지로 상륙을 시도해 거미와 전갈의 조상이 됐다. 이번 발견을 통해 과학자들은 협각류 진화의 전체 그림을 더 정확히 그릴 수 있게 됐다. 이 연구는 네이처 커뮤니케이션스 최신 호에 실렸다.

45세 이상 중년은 ‘초가공식품’(Ultra-processed foods)을 소량만 섭취해도 뇌 기능이 떨어지고, 뇌 질환 발병 위험이 커진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 매사추세츠종합병원(MGH) 등 공동 연구팀은 45세 이상 3만명을 대상으로 식단이 뇌 질환을 유발하는 데 미치는 영향을 20년간 추적 관찰했다. 연구팀은 참가자가 섭취하는 식단에서 초가공식품이 차지하는 비중에 따른 뇌 질환 발생 위험을 비교·분석했다. 실험 참가자의 인종은 백인과 흑인이 각각 절반을 차지했다. 연구 결과, 초가공식품을 가장 많이 섭취한 그룹은 가장 적게 섭취한 그룹보다 뇌졸중 발생 위험이 8%, 인지 능력 저하 위험이 16% 증가하는 것으로 나타났다. 초가공식품 비중을 10%만 높여 섭취해도 인지 능력 저하 위험이 커졌다. 초가공식품 섭취량이 늘수록 위험도도 증가했다. 반면 가공되지 않거나 가공이 적게 된 식품을 섭취하면 뇌졸중 발생 위험은 9%, 인지 능력 저하 위험은 12% 낮아졌다. 초가공식품은 여러 공정 과정을 거치며 첨가제나 방부제 등이 들어 있는 식품을 말한다. 대표적으로 햄버거, 과자, 간편식(인스턴트 식품) 등이 있다. 당분과 지방, 나트륨이 대거 들어가 열량이 높은 반면 단백질과 식이섬유는 적은 것이 특징이다. 초가공식품은 뇌 질환뿐 아니라 여러 심혈관·대사 질환도 유발한다. 초가공식품을 섭취해 체중이 증가하면 비만으로 이어지고, 당뇨병·고혈압 등 대사 질환으로 진행될 수 있다. 실제 여러 연구에서는 초가공식품 섭취가 당뇨 발생 가능성을 40% 높인다는 결과가 나오기도 했다. 가공이 적게 된 식품은 신선 재료에 소금 등 조미료가 첨가된 식품으로, 냉동 과일과 통조림 음식 등이 있다. 가공되지 않은 식품은 생고기나 우유, 신선한 과일과 채소 등을 말한다. 초가공식품인지 구별하려면 식품을 구매하기 전 원재료 목록을 살피면 된다. 유엔 식량농업기구(FAO)는 ▲카세인 ▲유당 ▲글루텐 ▲말토덱스트린 ▲고과당 옥수수 시럽 ▲경화유 ▲향미 강화제 등이 함유돼 있으면 초가공식품에 해당한다고 정의했다. 테일러 킴벌리 하버드대 신경학과 교수는 “인지 능력 저하는 치매로 이어질 수 있어 주의해야 한다”며 “건강한 식단은 중·장년층의 뇌 건강을 향상시킬 수 있다”고 설명했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘신경학’(Neurology)에 실렸다.

제주도가 폐어구에 걸린 새끼 남방큰돌고래(종달이) 긴급구조를 오는 6월말까지 마무리할 전망이다. 제주특별자치도는 지난 8일 제주돌고래긴급구조단의 구조 재허가서를 발급해줬다고 23일 밝혔다. 구조 재허가 기간은 오는 6월 30일까지다. 도 관계자는 “긴급구조단은 기존 뜰채와는 달리 분리형 후프넷 그물(특수제작)을 이용해서 포획하고 동행한 수의사를 통해 치료해 방류하는 것으로 알고 있다”면서 “종달이의 폐어구 제거가 여의치 않을 땐 보트로 옮겨 치료한 뒤 방류할 수도 있다”고 전했다. 다큐제주와 제주대 돌고래 연구팀에 따르면 지난 4월 29일 마지막으로 확인된 이후 행방이 묘연했던 폐어구 걸린 새끼 남방큰돌고래가 이날 오전 10시 30분쯤 한경면 고산리 한장동 소재 양어장 앞 바다에서 활동하는 모습을 포착했다. 오승목 다큐제주 감독은 “한동안 확인이 안 돼 모슬포를 중심으로 집중 모니터를 실시하며 중간중간 제주도 해안 한바퀴 돌기를 반복하다 다시 만났다”면서 “새끼 돌고래의 컨디션은 예전처럼 여전히 안 좋으며 어미와 함께 계속 지내온 것으로 보인다”고 전했다. 이어 “주둥이로부터 꼬리까지 걸려 있는 줄이 새끼 돌고래가 성장함에 따라 점점 팽팽해져 조여오는 모습이 관찰됐다”면서 “남방큰돌고래가 성장하면서 주둥이에서 지느러미까지 걸린 낚싯바늘과 낚싯줄이 뻣뻣해져 통증이 올 수 있다”고 우려했다. 특히 “돌고래가 통증이 오면 낚싯줄을 느슨하게 하려고 몸을 한쪽으로 휘려고 할 가능성이 높다”면서 “자칫 꼬리뼈가 휘어 기형이 생기는 사례가 발생할 수 있다”고 경고했다. 다큐제주와 제주대 돌고래 연구팀이 보내온 영상에 따르면 행동패턴도 예전처럼 정형행동을 보이는 등 안 좋은 상태다. 또한 남방큰돌고래가 부쩍 성장하면서 낚싯줄이 점점 압박하는 요인으로 작용하고 있는 것을 육안으로 확인할 수 있다. 정형행동이란 어느 특정한 행동만 반복하는 것 뿐만 아니라 목적의식 없이 하는 행동도 포함한다. 물위에 멍 때리듯 가만히 있는 행동도 정형행동에 속한다. 김병엽 제주대 해양과학대 교수는 “전문가들도 어구(가두리방식 그물)를 이용한 구조 방식이 가장 안전하다는 게 공통된 의견”이라며 “제주도에서도 그물로 구조하는 방식을 추진해야 한다는데 동의한 바 있다. 3000만원을 들여 그물도 제작해 구조 준비를 완료한 상태였다”고 말했다. 이어 김 교수는“누가 구조하는게 중요한 것이 아니라 힘을 합쳐서라도 어떤 방식으로든 돌고래를 안전하게 구조하는게 더 중요하다”며 “돌고래가 거의 기진맥진한 상태여서 설령 구조되더라도 돌고래에 걸린 낚싯바늘을 뺄 때 돌고래를 마취시킬 수도 없어 걱정된다”고 호소했다. 앞서 제주돌고래긴급구조단은 지난 1월 29일 오전 11시 59분쯤 새끼남방큰돌고래의 입에 낚싯줄이 걸려 지느러미 뒤까지 길게 늘어서 있던 것을 일부 잘라내는데 성공했다. 꼬리에 걸려 제거한 낚싯줄은 길이 250㎝, 무게 196g으로 확인됐다. 어미와 분리했을 때 예기치 못한 상황이 벌어질 수 있어 포획보다는 낚싯줄을 자르는 방안을 택했다. 이어 지난 4월 8일 2차 긴급 구조에 나섰지만 별다른 성과 없이 보냈다. 오 감독은 “세 번째 구조인데 마지막이라는 각오로 구조에 신중을 기했으면 좋겠다”며 “더 이상 체력이 고갈되고 움직임이 없을 때 포획하는 일이 발생해서는 돌고래의 생명에도 안 좋은 영향을 줄 수 있다”고 지적했다.

국내 연구진이 재생 에너지를 이용한 청정에너지 ‘이퓨얼’(E-Fuel)을 생산하는 기술을 개발했다. 이퓨얼은 일종의 ‘인공 석유’로 재생 전력으로 물을 전기 분해해 얻은 청정수소와 공기 중에서 포집한 이산화탄소를 활용해 휘발유나 디젤 같은 화석 연료와 화학적으로 같거나 유사한 연료를 말한다. 한국기계연구원 탄소중립기계연구소 연구진은 이퓨얼 연료 생산에 드는 촉매 양을 3분의1로 줄이는 대신, 용량은 30배 늘린 고효율 마이크로채널 반응기를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번에 개발한 반응기는 고온고압 환경에서도 안전하고 발열을 쉽게 차단할 수 있다는 장점이 있는 것으로 알려졌다. 유럽연합(EU)은 오는 2035년부터 휘발유나 디젤을 사용하는 내연기관 차량 판매를 금지한다. 단 이퓨얼 연료를 사용하는 신차는 예외가 적용되는 만큼, 많은 자동차 제조사와 석유화학기업들은 관련 연구에 박차를 가하는 상황이다. 이퓨얼 연료 생산을 위해서는 그린수소와 이산화탄소를 합성하는 과정을 거치는데, 이 과정에서 심한 발열 현상이 나타난다. 이에 연구팀은 발열 현상을 제어할 수 있는 반응기를 만들었다. 이 반응기는 마이크로채널 구조의 판을 접착제가 아닌 고온 방식으로 접합해 발열 제어 성능이 뛰어난 구조로 설계했다. 기존에는 슬러리 반응기나 유동층 반응기를 사용했지만, 소량 생산에서는 경제성이 떨어진다는 단점이 있었다. 더군다나 재생발전소에서 잉여전력으로 생산되는 수소의 양은 소량이라 대형 반응기를 사용하면 경제성과 효율이 낮아진다.그러나 이번에 개발한 반응기는 크기도 작고 효율이 높아, 합성가스의 93%를 연료로 전환하는 것으로 확인됐다. 실제로 연구팀이 개발한 반응기를 이용해 생산한 이퓨얼 연료는 세탄지수가 55.7로 국내 차량용 디젤의 세탄가 품질기준인 52를 훨씬 뛰어넘고, 국내 정유업체에서 생산·판매하는 디젤 세탄가(54~57)와 비슷한 수준이다. 연구를 이끈 김영 기계연 박사는 “이번에 개발한 장치는 열 제어 성능이 뛰어나 태양열, 풍력 등 저장량이 불규칙한 재생 전력의 공급량 변화에도 빠르게 대응할 수 있다”라면서 “이산화탄소를 디젤과 유사한 연료로 바꿀 수 있어, 향후 국제적 연료 규제 대응은 물론 이퓨얼 이외에 암모니아 합성 등 열제어가 필요한 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

인류의 역사를 살펴보면 전쟁은 규모나 성격을 떠나 잔혹한 결과를 만들고 모든 분야에 장기적으로 영향을 미친다는 것은 부동의 사실이다. 그러나 인간이 만들어 내는 최악의 상황인 전쟁이 생태계에 미치는 영향은 명확하지 않았다. 영국 이스트앵글리아대, 영국 조류학협회(BTO), 에스토니아 생명과학대 공동 연구팀은 전쟁이 동물의 생존과 생태계에 심각한 영향을 미친다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 5월 21일자에 발표됐다.철새의 생존을 위협하는 요인은 폭염·가뭄 같은 이상기후와 중간 기착지나 최종 서식지의 파괴, 토지 이용 변화 등으로 알려졌다. 이에 연구팀은 2017년부터 벨라루스와 폴란드에서 번식 중인 항라머리검독수리 암수 19마리에 GPS(위치추적장치) 태그를 부착해 이동 경로와 생태 등을 연구했다. 항라머리검독수리는 국제자연보전연맹(IUCN)에서 멸종 취약종으로 분류하는 대형 맹금류로 이들의 이동 경로를 추적하고 주요 서식지를 파악해 보존 노력을 기울이기 위한 목적이었다. 그러던 중 2022년 2월 러시아가 우크라이나를 침공하면서 연구팀은 침공 전후 독수리의 움직임과 이동 거리를 비교해 행동 변화를 정량화하는 연구로 방향을 전환했다. 분석 결과 전쟁이 일어난 후 독수리들은 먹이나 물을 구하고 잠시 쉬기 위해 반드시 거치는 중간 기착지에 머무는 일이 눈에 띄게 줄었다. 또 전쟁 전에 주로 이용했던 비행경로를 크게 벗어난 것으로도 밝혀졌다. 러시아·우크라이나 전쟁 이후 독수리들은 중간 기착지를 거치지 않아 이동 거리가 평균 85㎞ 더 늘어났다. 이동 시간 역시 전쟁 이전과 비교해 크게 늘었다. 암컷은 193시간에서 246시간, 수컷은 125시간에서 181시간으로 증가했다. 애덤 애시턴 버트 BTO 박사는 “이번 연구 결과를 조금 과장한다면 인간이 움직이는 것만으로도 동물의 행동을 변화시키고 생태계를 파괴할 수 있다는 의미”라고 말했다. 그런가 하면 생물 다양성 확보를 위해 우선 필요한 것은 넓은 보호구역의 확보라는 조사 결과가 나왔다.미국, 케냐, 영국, 브라질, 호주, 스위스, 콩고의 생명 과학자들로 구성된 공동 연구팀은 전 세계 생물 다양성 목표를 달성하기 위해서는 ‘생태적 온전성’이 높은 대규모 보호구역을 설정하고 관리하는 것이 필요하다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 22일자에 실렸다. 2022년 캐나다 몬트리올에서 열린 유엔 생물다양성협약 당사국 총회에서 체결된 ‘쿤밍-몬트리올 글로벌 생물 다양성 프레임워크’(GBF)는 생태계 회복력을 유지하기 위해서는 자연 그대로의 서식지를 최대한 보호하는 것이 중요하다고 강조했다. 이를 위해 GBF는 2030년까지 전 세계 육지와 바다의 최소 30%를 보호구역으로 정하고 지킨다는 ‘30×30 목표’를 설정했다. 생태적 온전성은 생태계란 다양한 구성원으로 이뤄져 있으며 생태계의 구조와 기능이 별개로 작용하는 것이 아니라 전체성을 띠고 작동한다는 점을 강조하는 개념이다. 연구팀은 전 세계 주요 지역을 조사한 결과 GBF 목표를 달성하기 위해서는 생태적 온전성이 높고 상호 연결된 대규모 보호구역을 우선 지정하는 것이 필요하다고 밝혔다. 또 거대 생태계와 그 안에 포함된 모든 생물을 공평하고 효과적으로 관리하는 것이 중요하다고 강조했다.

그리스 테살리아대 운동과학과, 포르투갈 포르투대, 영국 울버햄프턴대 스포츠·보건 연구소, 버밍엄대 고전·고대사·고고학과 공동 연구팀이 고대 그리스 미케네 시대의 화려한 갑옷은 장식용이 아니라 실제 전투에 쓰였다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 5월 23일자에 실렸다. ●특수전 해병대 착용 실험서 확인 ‘아가멤논의 황금가면’으로 대표되는 미케네 문명은 청동기 말 그리스 남부 지역에서 번성했던 황금 문명이다. 유럽에서 발견된 가장 오래된 갑옷도 약 3500년 전 미케네 시대에 만들어진 것이다. 1960년 미케네 문명 유적지와 가까운 덴드라 지역에서 발견돼 ‘덴드라 갑옷’으로 알려졌다. 그렇지만 갑옷의 용도가 의장용인지, 전투용인지는 정확히 알려지지 않았다. 연구팀은 덴드라 갑옷과 청동기 시대 무기를 똑같이 만들었다. 연구팀은 복제품을 그리스 해병대 특수전 군인 지원자 13명에게 착용케 한 뒤 11시간 동안 청동기 시대 전투 상황을 재현하도록 했다. 연구팀은 호머의 ‘일리아드’를 비롯한 역사적 기록과 환경적 증거를 바탕으로 미케네 군대의 전형적 식단, 활동 등을 그대로 구현했다. ●전투 능력 높이고 각종 활동에 편해 실험 결과 덴드라 갑옷이 착용자의 전투 능력을 제한하거나 각종 활동에 불편을 끼치지 않았던 것으로 나타났다. 연구를 이끈 안드레아스 플로리스 테살리아대 교수(생리학)는 “이번 연구 결과로 덴드라 갑옷이 전투에 쓰이기 편하게 만들어졌음을 확인했으며, 미케네가 군사 강국으로 강력한 영향력을 행사할 수 있었던 이유도 부분적으로 알 수 있었다”고 말했다.

국어사전에 ‘공감’은 ‘남의 감정, 의견, 주장 따위에 대해 자기도 그렇다고 느끼거나 그렇게 느끼는 기분’이라고 설명돼 있습니다. 사실 공감 능력은 거울 뉴런으로 타인의 행위를 관찰해 얻은 정보를 감정 처리 역할을 담당하는 변연계로 이동시켜 얻는 것으로 알려졌습니다. 공감 능력이 결핍되면 자폐 스펙트럼 장애, 조현병 등이 나타납니다. 그러나 공감 능력이 어떻게 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았습니다. 미국 버지니아대 연구팀은 공감 능력이 부모에게서 자녀, 그리고 손주에게로 3대 유전되며 친구 관계를 통해 부족한 공감 능력을 보완할 수 있다는 사실을 확인했습니다. 장기 추적 연구로 공감 능력이 ‘전달’된다는 증거를 제시한 것은 이번이 처음입니다. 이 연구 결과는 심리과학 분야 국제 학술지 ‘아동 발달’ 5월 22일자에 실렸습니다. 연구팀은 ‘KLIFF VIDA 종단 연구’ 데이터를 활용했습니다. KLIFF VIDA 종단 연구는 아동·청소년기에 부모와의 관계, 자율성, 애착이 성인기에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위한 장기 프로젝트입니다. 1998년 13세 청소년 184명을 대상으로 신체적·정신적 건강지표를 포함해 다양한 측면에서 청소년 개인이 부모에게 어떤 영향을 받고 친구들과 어떻게 상호작용하는지와 성인이 되어 직업을 구한 뒤 동료와의 관계, 결혼 후 자녀와의 관계 등을 종합 평가한 것입니다. 1998년부터 매년 조사 대상 아이들과 그들의 부모, 친구를 연구실로 초대해 상담 내용을 비디오로 녹화했습니다. 연구팀은 아이들이 13세 때 어머니와 얼마나 상호 공감하는지에 주목했습니다. 또 5~7년 뒤 친구들이 도움을 청했을 때의 반응을 포함해 교우 관계에 있어 전반적 태도를 관찰했습니다. 조사 시작 10년 뒤 조사 대상 청소년 일부가 자녀를 갖기 시작했을 때 그들의 양육 행동과 자녀에 대한 공감 능력을 묻는 설문조사도 추가 실시했습니다. 그 결과 공감 능력이 좋은 어머니에게 양육된 아이들은 역시 공감 능력이 우수한 것으로 나타났습니다. 청소년기에 또래 친구와의 관계는 어머니로부터 경험한 공감 능력을 반복해 실행하고 훈련하는 장이 된다는 사실을 확인했습니다. 어머니에게 배우고 친구들과의 관계를 통해 체화한 공감 능력은 나중에 자녀를 키우는 데도 도움이 되는 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 제시카 스턴 버지니아대 박사는 “부모의 태도는 자녀가 성인이 될 때까지 발달에 장기 영향을 미칠 수 있음을 보여 주는 것이 이번 연구의 핵심”이라고 말했습니다. 스턴 박사는 “부모에게 전해 받지 못한 공감 능력은 또래와의 긍정적 관계로 보완할 수 있다”고 덧붙였습니다. 공감 능력은 건강한 대인 관계를 형성해 아이의 성장과 발달에 큰 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다. 그래서 많은 부모가 아이의 공감력을 키워 주려고 합니다. 핵심은 공감하는 부모가 공감하는 자녀를 키운다는 점입니다. 또 어른들은 아이들이 친구와 함께 시간을 보내는 것의 중요성을 과소평가할 때가 많습니다. 공감 능력을 갖춘 아이로 키우고 싶다면 아이들에게 이해와 지지를 제공하는 것은 물론 또래 친구들과 어울릴 시간을 많이 제공하는 것이 필요합니다.

기존 촉매 전극의 한계를 극복해 그린수소를 더 저렴하게 대량 생산할 수 있는 탄소섬유 전국이 개발됐다. 22일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 신소재공학과 채한기 교수팀, 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 사우디아라비아 킹압둘라과학기술대(KAUST) 자페르 야부즈 교수팀과 함께 고기능성 촉매가 부착된 탄소섬유 전극을 만들었다. 연구팀은 잘 떨어지는 파우더형 촉매 대신 탄소섬유 형태의 촉매를 사용해 큰 면적에서도 안정적으로 구동할 수 있게 했다. 또 화학적 촉매로 값비싼 백금 대신 루테늄을 사용해 같은 성능을 유지하면서 제조 가격을 대폭 낮췄다. 특히 상용화된 백금 파우더형 촉매가 1만번 작동 후 과전압이 6배 증가한 반면 개발된 전극은 6.5%의 낮은 과전압 증가율을 나타냈다. 100배 더 긴 시간 동안 안정적으로 사용할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 채한기 교수는 “탄소섬유 고유의 뛰어난 기계적, 전기적 특성을 활용했다”며 “추후 탄소섬유가 다재다능한 전기화학 반응 소재로 활용될 수 있는 길을 열었다”고 말했다. 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지인 ‘미국화학회지’(JACS) 표지 논문으로 선정돼 지난 15일 정식 출판됐다. 연구팀은 관련 특허와 PCT(특허협력조약) 출원도 완료했다. 연구는 과학기술정보통신부와 교육부가 지원하고 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업, 리더연구자지원사업을 통해 이뤄졌다.

남중국해 영유권을 둘러싸고 베트남, 필리핀 등과 무력 충돌을 벌였던 중국이 미국의 압박때문에 인공섬에 이어 해저 인공터널을 건설할 수 있다는 관측이 나왔다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 22일 중국 해양대학교 연구팀이 남중국해 인공섬에 대형 해저 터널 건설이 가능한 공법 개발에 성공했다고 전했다. 중국은 2013~2014년 필리핀의 미군 기지에 대응하기 위해 남중국해 산호초 위에 7개의 인공섬을 건설했다. 하지만 비행장, 정착지, 미사일 발사대 및 기타 기반 시설 등으로 섬 면적이 포화 상태에 이르자 해저 터널을 건설해 군사 인력 및 장비 운용에 필요한 공간을 확보하겠다는 취지다. 특히 인공섬과 달리 해저터널은 위성에서 관측이 불가능하기 때문에 미국이나 필리핀, 베트남 등 영유권 분쟁 중인 다른 국가를 자극하지 않는다. 중국은 남중국해 스프래틀리 군도(중국명 난사군도)에 7개 인공섬을 만들었는데 이 가운데 규모가 큰 수비 암초(중국명 주비), 미스치프 암초(중국명 메이지), 피어리 크로스 암초(중국명 융수) 등 3곳이 대형 해저터널 공사 대상으로 알려졌다.중국 해양대 연구진은 지난 4월 대학 저널에 발표된 논문에서 “섬이나 산호초에 필요한 기능이 늘어남에 따라 더 많은 인력이 주둔하면서 섬의 생활 시설이 부족하다”며 “인공섬 암초 터널은 열 안정성이 뛰어나며 섬에 있는 사람들에게 편안한 생활 조건을 제공하고 악천후로 인한 피해를 줄일 수 있다”고 밝혔다. 중국은 산호초에서 산호를 추출한 다음 분쇄한 뒤 다시 쌓아 해발 수 미터 높이의 인공섬을 건설했다. 해저 터널은 인공섬을 지지하는 산호모래층이 부드럽기 때문에 물이 쉽게 누출되거나 붕괴할 위험이 있다. 해양대에서 개발한 해저 터널 공법은 미세한 시멘트 입자를 혼합한 슬러리를 수직 파이프를 통해 땅에 주입하는 방식이다. 이렇게 하면 시멘트 혼합물이 산호 모래 알갱이 사이의 틈을 메워 바위처럼 단단한 지하 터널을 건설할 수 있다는 것이다. 연구진은 이미 소규모 실험실 테스트를 통해 외부 해수의 침입이나 지반 침하 등 2차 재해 없이 해저 터널 건설이 가능한 사실을 확인했다.해저 터널은 심지어 여러 층으로도 건설할 수 있어 지상보다 바닷속 면적을 더욱 확대할 수 있다. 해양대가 제시한 해저 터널 개념도에서는 위층을 생활 및 작업 공간으로 사용하고, 아래층은 대형 미사일, 장갑차 등 무기를 보관하는 복층 구조를 보여주고 있다. 게다가 고온, 다습, 높은 염분, 안개, 강한 자외선 등의 가혹한 지상의 자연 조건을 벗어난 해저 터널은 군사 장비의 수명을 연장할 수 있다고 덧붙였다. 연구진들은 자신들의 제안이 정부와 군사 기획자들을 위한 지침일 뿐 실제 건설 프로젝트의 청사진으로 해석되어서는 안 된다고 단서를 달았다. 남중국해에 U자 형태로 구단선(9개의 선)을 긋고 선 내부 면적의 약 90%에 대해 영유권을 주장해온 중국은 국제상설중재재판소(PCA)의 근거 없다는 판결에도 아랑곳하지 않고 있다.이에 미국 바이든 행정부는 지난 4월 사상 처음으로 미국, 일본, 필리핀 3국 정상회의를 열어 남중국해에서의 항해의 자유를 강조했다. 중국 네티즌들은 해저 터널을 두고 가자지구에 땅굴을 파서 이스라엘의 공격을 피해 은신하고 있는 팔레스타인 무장단체 하마스가 연상된다고 지적했다.

체외 혈액에서 염증반응을 일으키는 물질만 제거할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 환자와 유사한 실험조건에서도 뛰어난 치료 효과를 나타내 패혈증 치료의 새로운 길을 제시할 것으로 보인다. 울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 강주헌·주진명 교수팀과 분당서울대학교병원 응급의학과 이재혁 교수팀이 적혈구-초상자성 나노입자 기반 체외 혈액정화 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 기술은 초상자성 나노입자를 활용해 패혈증의 원인 물질을 제거할 수 있다. 패혈증은 박테리아, 바이러스 등 감염에 대한 인체의 전신성 이상 염증 반응이다. 주요 장기에 기능 부전을 일으켜 높은 치사율을 동반하지만, 지금까지 뚜렷한 치료법이 존재하지 않았다. 강주헌 교수팀은 2022년 선행 연구를 통해 유사한 기술을 개발했다. 니켈, 철과 같은 자성 나노입자가 체외로 순환하는 환자의 혈액과 반응해 병원체를 포획하게 한 다음, 외부 자기장으로 염증 반응을 일으키는 물질을 혈액에서 제거해 패혈증을 치료하는 방법이다. 그러나 자기장에 의해 끌려오는 힘인 자화율이 낮아 수 리터의 체외 혈액을 정화하기 어려운 점 등 실제 임상에서 기술적 한계를 보였다. 이번 연구에서는 이론적으로 성인 환자의 전혈을 1시간 안에 정화하는 데 필요한 자성 나노입자의 크기, 크기 분포 등을 계산하고, 최적화 값을 예측했다. 또 새로운 수열 합성법으로 기존보다 자화율과 입자의 균일도가 높은 초상자성 나노입자를 합성했다. 연구팀은 초상자성 나노입자에 적혈구 세포막 기술을 입혀 기능성 초상자성 나노입자를 개발, 혈액 속 병원균을 시간당 6ℓ의 빠른 유속에서도 쉽게 제거할 수 있었다. 이 기술은 돼지 모델을 통한 전임상실험에서 치료 효과와 유효성이 검증됐다. 강 교수는 “실제 의료 현장에서 사용할 수 있도록 의료 기기 인증 등을 계획 중”이라며 “사전 진단 없이 다양한 종류의 병원체를 제거할 수 있기 때문에 신·변종 감염병 유행에 대응할 수 있는 새로운 개념의 감염병 치료 기술로 개발할 계획이다”고 말했다. 연구 결과는 와일리(Wiley) 출판사에서 발간하는 국제 학술지 ‘스몰 메소드’에 실려 17일 정식 출판됐다. 연구는 삼성전자미래기술육성센터, UNIST, 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업, 중견연구자지원사업, 보건산업진흥원 치매극복연구개발사업, 포스코청암재단의 지원을 받았다.

다 녹으면 지구에 재앙적인 위기를 가져올 수 있는 남극의 초대형 빙하가 예상보다 더 격렬하게 녹고있다는 주장이 나왔다. 최근 미국 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI) 연구팀은 스웨이츠 빙하(Thwaites glacier)가 과학자들의 예상보다 ‘훨씬 빠르고 격렬하게’ 녹고 있는 것으로 보인다는 논문을 발표했다. 스웨이츠 빙하는 서남극해에 위치해 있으며 한반도 전체 면적보다 조금 작은 19만1659㎢ 크기로, 현재도 매년 약 500억t의 얼음을 바다로 유입시키며 해수면 상승의 4%를 유발하고 있다. 전문가들은 이 빙하가 붕괴해 완전히 녹으면 해수면을 60㎝가량 끌어올릴 것으로 분석하고 있다. 이 때문에 스웨이츠 빙하는 지구에 재앙을 가져올 수 있다는 의미에서 ‘지구 종말의 날 빙하’(Doomsday Glacier)라는 무시무시한 별칭으로 불리기도 한다.UCI 연구팀은 지난해 3월부터 6월 사이 고해상도 위성레이더를 통해 스웨이츠 빙하를 분석했다. 그결과 빙하의 얼음 아래로 기존 예상보다 훨씬 많은 수㎞에 걸친 따뜻한 바닷물이 매일 조수에 따라 밀고 들어왔다가 나가고 있다는 사실을 확인했다. 연구책임자인 에릭 리그노 교수는 “이같은 바닷물의 침입은 빙하를 온난화에 더욱 민감하게 만들고 바다가 따뜻해짐에 따라 붕괴 가능성을 높인다”면서 “광범위하고 거대한 해수 침입은 남극 대륙의 해수면 상승 예측을 증가시킬 것”이라고 설명했다. 특히 교수는 “스웨이츠 빙하가 완전히 녹는데 수세기가 아니라 수십 년이 걸릴 수 있다”면서 “그 답은 기후가 계속 따뜻해지는지 여부에 있으며, 이는 전적으로 우리가 지구를 관리하는 방법에 달려있다”고 덧붙였다. 논문의 공동저자인 캐나다 워털루 대학 크리스트 다우 교수도 “스웨이츠 빙하는 남극에서 가장 불안정한 곳으로 해수면을 60㎝가량 끌어올릴 수 있다”면서 “걱정되는 점은 우리가 빙하의 변화속도를 과소평가하고 있다는 점으로 이는 전세계 해안 지역 국가에 엄청난 피해를 줄 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표됐다.

1980년대 ‘슈퍼맨’으로 이름을 날렸던 ‘크리스토퍼 리브’ (1952~2004)는 1995년 승마를 즐기다가 낙마 사고를 당해 얼굴을 제외하고 전신마비가 됐다. 전신마비가 된 지 5년 만인 2000년에 자신의 의지로 손가락 하나를 움직이는 데 성공하면서 전 미국인을 흥분시키기도 했다. 전신마비는 리브처럼 낙상, 충돌사고 같은 외상이나 척수종양, 척수염 등 질병으로 인해 척수 손상이 생기면서 척수신경에 신호 전달이 끊기면서 생기는 증상이다. 미국, 네덜란드, 캐나다, 영국, 스위스 5개국 25개 연구기관이 참여한 국제 공동 연구팀은 비침습적 척수 자극 장치를 이용해 사지 마비 환자들의 기능을 개선했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 5월 21일 자에 실렸다. 신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 전신마비나 상반신 또는 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 척수 손상은 신경 기능을 조절하는 뇌와 척수 사이의 연결이 끊기면서 생기는 증상이다. 특히 경추에 문제가 발생하면서 팔과 다리 기능에 장애를 일으킨다. 보통 척수에 전기 자극을 가하면 손상된 신경 기능이 회복되는 연구 결과가 많았다. 문제는 이를 위해서는 척수 특정 부위에 전극을 이식하는 침습적 수술이 필요하다. 이에 연구팀은 피부에 붙이는 방식의 표면 전극을 통해 척수에 전류를 전달해 문제를 일으킨 척수 부위의 뉴런을 변화시킬 수 있는 비침습 장치 ‘ARCEX’를 개발했다. 연구팀은 척수 손상으로 인한 사지 마비 진단을 받은 지 12개월 이상 된 환자 65명을 대상으로 임상시험 했다. 모든 시험 참가자는 2개월 동안 표준 재활 프로그램을 받은 뒤, 추가로 2개월 동안 재활 프로그램과 함께 ARCEX 치료를 추가했다. 4개월 뒤, 임상에 참여한 환자 중 43명이 근력과 기능이 모두 개선된 것으로 나타났다. 또, 손가락 끝의 잡는 힘과 움직임, 근력과 감각 기능이 부분적으로 회복됐으며 삶의 질도 향상된 것으로 나타났다. 연구를 이끈 그레구아르 쿠르틴 스위스 로잔연방 공과대(EPFL) 교수(생체공학)는 “이번에 개발한 ARCEX 요법은 경추 손상을 입은 사람들의 손과 발 기능의 신경학적 회복을 돕는 데 효과적”이라고 말했다.

벌써 10여 년 전 구글은 눈물을 이용해서 혈당을 측정하는 스마트 콘택트렌즈 기술을 발표해 스마트 웨어러블 기기의 미래를 보여줬습니다. 하지만 세간의 화제였던 구글 스마트 콘택트렌즈는 정확도가 높지 않아 상용화되지는 못했습니다. 농도가 일정한 혈액이 아니라 상황에 따라 쉽게 변하는 체액인 눈물을 이용하다 보니 임상적으로 활용할 수 있을 정도의 정확도를 확보하지 못했던 것입니다. 그러나 이후에도 스마트 콘택트렌즈를 위한 과학자들의 도전은 꾸준히 이어졌습니다. 당뇨 환자가 렌즈를 착용하는 것만으로 혈당을 측정할 수 있다면 엄청난 이점이 있기 때문입니다. 그리고 일부 과학자들은 혈당처럼 어려운 과제보다 안구에 직접 접촉하는 콘택트렌즈로 측정하기 쉬운 안압(안구 내부 유체의 압력)에 도전했습니다. 안압이 높아지는 대표적인 질환인 녹내장은 초기에는 증상이 없기 때문에 상당히 진행된 상태에서야 발견되는 경우가 드물지 않습니다. 더구나 사람의 안압도 하루 중 변화할 수가 있어 안과에서 1년에 1회 정도 측정하는 정도로는 조기 진단도 쉽지 않습니다.만약 안구에 직접 접촉하는 스마트 콘택트렌즈를 이용해서 안압을 지속해서 측정한다면 녹내장 초기에 약간 안압이 높아진 환자에서도 안압 측정이 가능합니다. 더 나아가 이미 진단받고 치료 중인 녹내장 환자에서도 안압이 잘 조절되는지 모니터링 할 때도 큰 도움이 될 수 있습니다. 따라서 다양한 형태의 안압 측정 스마트 콘택트렌즈가 개발되었으나 몇 가지 단점이 있어 상용화되지는 못했습니다. 대표적인 문제점은 스마트 콘택트렌즈가 외부에 노출되어 있어 기온 변화에 민감하다는 것입니다. 온도에 따라 물질이 수축과 팽창을 거듭하기 때문에 외부 온도 변화가 센서의 정확도에 영향을 미칩니다. 중국 덩바오 샤오 교수가 이끄는 베이징 공대 과학자들은 하나가 아니라 두 층의 센서를 콘택트 렌즈 사이에 삽입해 이 문제를 극복했습니다. 안쪽에 있는 센서와 밖에 있는 센서의 측정치를 서로 보정해 외부 온도변화에도 안정적으로 압력을 정확히 측정할 수 있게 만든 것입니다. (사진 참조) 사람과 안구 크기가 비슷한 돼지 안구에서 실험한 결과 연구팀이 개발한 스마트 콘텍트렌즈는 섭씨 10도에서 48.9도 사이의 넓은 온도 범위에서 실제 안압과 7% 이내의 높은 측정 정확도를 보였습니다. 따라서 12시간 이상 지속 착용하면서 안압을 측정해도 실내와 실외, 계절에 따른 온도 차이를 스스로 보정해 정확한 안압 변화를 측정할 수 있습니다. 현재 여러 가지 방식의 안압 측정 스마트 콘택트렌즈가 개발 중이고 이 중 일부는 상용화에 도전하고 있습니다. 지금처럼 도전이 이어진다면 안압 측정 스마트 콘택트렌즈가 상상이 아닌 현실이 될 날도 멀지 않을 것으로 기대됩니다.

가천대학교 화공생명·배터리공학부 최정현교수 연구팀이 탄소중립형 차세대 건식 극판 기술을 활용해 에너지밀도가 높은 리튬 인산철 배터리 개발에 성공했다. 한양대학교 송태섭 교수 연구팀, 경북대학교 김주현 교수 연구팀이 공동으로 연구했다. 이번 연구결과는 차세대 건식 극판 공정 기술을 도입해, 저렴하고 안정성은 높지만 낮은 에너지 밀도와 높은 이온 및 전하전달 저항의 문제를 갖고 있는 리튬인산철 전지의 단점을 극복했다는데 의미가 있다. 탄소 중립 달성을 위한 적극적인 환경규제와 친환경에너지 사용이 증가하면서 리튬 이온 전지가 에너지 저장 장치로서 각광받고 있으나, 현재 상용화된 배터리 전극의 경우 슬러리 기반의 습식 공정으로 극판을 제조할 때 용매를 건조하고 회수하는 과정에서 상당한 에너지와 비용이 발생한다. 특히, 제조 과정에 사용되는 유기용매는 독성이 매우 강하고 건조할 때 발생하는 이산화탄소가 1kWh당 42kg으로, 배터리 제조 공정에 대한 혁신 요구가 이어지고 있어 전극 제조 과정에서 용매를 사용하지 않는 건식공정이 차세대 전극 공정으로 주목받고 있다. 건식공정은 용매를 사용하지 않기 때문에 극판 제조 공정 중 건조 공정이 필요 없게 되며, 건조와 용매 회수에 투입되던 공정 비용을 크게 절감할 수 있고 용매의 건조 과정에서 모세관 현상에 의해 발생하는 극판 상부로의 바인더 편재 현상을 막을 수 있어 전극의 후막화도 용이한 장점이 있다. 이번 연구는 이러한 장점을 갖고 있는 건식공정을 리튬인산철 양극 제작에 도입해 리튬 이차 전지의 에너지 밀도를 대폭 향상시키는데 성공한 것이다. 이 연구는 논문명 ‘건식 전극 기술로 제조된 고에너지밀도 리튬이온 배터리용 저저항 리튬인산철 후막 전극’으로 재료화학 분야 세계 최고 수준의 학술지인 ‘Small Science (IF: 12.7)’ 5월호에 게재, 표지 논문으로 선정됐다. 최 교수는 “건식 극판 공정 기술은 기존의 이차 전지 제조 공정 전체를 대체할 수 있는 기술로, 이차 전지 시장 전체를 뒤흔들 수 있는 기술이다”라며 “탄소배출이 없고 공정 원가를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 에너지밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있어 환경적·기술적 파급력이 매우 클것이다.”고 말했다. 이번 연구 성과는 산업통상자원부가 추진하는 소재부품기술개발사업의 지원을 통해 수행됐다.

유튜브, 인스타그램 등 소셜 미디어(SNS)를 보면 음식 관련 콘텐츠가 쏟아진다. ‘먹는다’는 것은 자연스러운 행위지만, 식이장애를 앓는 사람들에게 먹방이나 쿡방이 건강하지 않은 식습관을 유도할 수 있다. 이런 상황에서 카이스트 전기및전자공학부 연구팀은 거식증이나 폭식증 같은 식이장애 환자들이 모바일과 PC에서 유해한 디지털 음식 콘텐츠나 먹방 ASMR 등을 차단하는 시스템 ‘푸드센서’를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 11~16일 미국 하와이서 열린 세계컴퓨터연합회(ACM) 컴퓨터 인간 상호작용 학술대회(CHI)에서 최우수 논문상을 받았다. 연구팀은 발달 인지 신경과학 분야의 ‘이중 체계 이론’(Dual Systems Theory)에 착안했다. 성숙 불균형 모델로 알려진 이 모델은 청소년기의 위험 감수 증가가 보상 민감도와 미성숙한 충동 조절의 조합 결과라고 가정한 것이다. 연구팀은 이를 바탕으로 SNS 사용자가 디지털 음식 콘텐츠를 소비할 때 더 의식적으로 평가한 뒤 시청에 관한 결정을 내릴 수 있도록 했다. 디지털 음식 콘텐츠에 대한 시각적·청각적 자극은 ‘체계 1’을 자극해 사용자가 반사적으로 콘텐츠 시청을 유발한다. 체계 1은 빠르고 자동으로 작용하는 체계로, 의식적으로 고려하지 않고도 일상적 상황에 대응하게 만든다. 길을 걷다가 갑자기 차가 다가오면 빠르게 물러나는 것은 체계 1의 작동 때문이다. 이번에 개발한 시스템은 실시간으로 음식 콘텐츠를 가리고 음 소거를 시켜, 이런 자동적 반응을 차단하고 사용자에게 의식적 콘텐츠 선택과 소비를 위한 질문을 제공한다. 체계 2를 활성화해 사용자가 더 의식적이고 건강한 콘텐츠를 소비할 수 있도록 돕는 것이다. 체계 2는 심사숙고 후 판단하는 시스템으로 어려운 문제를 풀거나 긴급 상황에서 결정을 내릴 때 작동하는 심리 시스템이다. 연구팀은 22명의 식이장애 환자를 대상으로 3주 동안 새로 개발한 시스템을 평가했다. 그 결과, 유튜브에서 음식 콘텐츠에 대한 노출과 소비가 유의미하게 줄어든 것이 확인됐다. 이번에 개발한 시스템이 일상생활에서 식이장애 환자들의 음식에 대한 강박을 완화하고 더 나은 삶의 질을 제공한다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 이성주 카이스트 교수는 “사용자가 디지털 콘텐츠를 건강하게 소비하는 방법을 지원하는 설계는 물론 콘텐츠를 검열하는 것 이상 사용자의 의도적 행동 변화를 촉진하는 관리 방법이 될 것”라며 “이번에 개발한 시스템은 음식 콘텐츠뿐 아니라, 폭력물, 선정적 콘텐츠 등 다양한 주제에 적용할 수 있다”라고 말했다.

국내 첫 동물용 방사성의약품1회 투여로 비정상 세포 제거임상 통과하면 내년 제품 출시 국내 첫 동물용 방사성의약품인 고양이 갑상선기능항진증 치료제가 농림축산검역본부의 임상시험 계획 승인을 받았다고 한국원자력연구원이 20일 밝혔다. 이번에 임상시험 계획 승인을 받은 ‘싸이로키티 주사액(I-131)’은 원자력연 임재청 박사와 충북대 동물의료센터 연구팀이 2018년 공동으로 개발한 국내 최초 동물용 방사성의약품이다. 갑상선기능항진증은 갑상선호르몬이 과다 분비돼 심혈관 장애 등을 일으키는 질환이다. 특히 고양이가 자주 걸리며, 10살 이상 노령 고양이의 10% 정도에서 발병한다. 미국 등 반려동물 선진국에서는 방사성동위원소를 이용한 갑상선기능항진증 치료제로 효과적인 치료가 가능하지만, 국내에서는 동물용 방사성의약품이 도입되지 않아 항갑상선제를 평생 매일 투약하거나 갑상선 제거 수술을 할 수밖에 없어 보호자와 고양이 모두에게 부담이 돼왔다고 원자력연은 설명했다. 임 박사 연구팀은 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 극대화한 방사성요오드(I-131) 투여량과 방법을 확인, 1회 투여만으로도 방사성요오드가 갑상선에 농축 흡수돼 비정상 갑상선 세포만을 선택적으로 제거하는 고양이 맞춤형 주사액을 개발했다. 임상시험 계획이 승인되면서 다음달부터 연구팀은 수의핵의학 치료시설이 있는 충북대 동물의료센터에서 질환이 있는 반려묘 약 40마리를 대상으로 1년간 임상시험을 진행할 계획이다. 임상시험을 통해 치료제의 효과와 안전성이 검증되면 품목 허가를 받은 뒤 내년까지 제품을 출시한다. 정영욱 원자력연 하나로양자과학연구소장은 “제품 개발이 완료되면 국내 1호 동물용 방사성의약품이 될 것”이라며 “반려묘의 비중이 높은 중국, 일본 등 아시아 지역 동물용 의약품 시장 수출도 기대된다”고 말했다.