국내 연구진이 세계 최초로 눈에 보이지 않는 작은 미생물을 이용해 의료용 고분자 물질을 만들어내는 데 성공했다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 ‘시스템 대사공학’ 기법을 이용해 미생물을 개량한 뒤 약물 전달체와 임플란트 등에 많이 쓰이는 ‘폴리락테이트-co-글라이콜레이트’(PLGA)라는 의료용 고분자를 생산해냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구 성과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 8일자 온라인판에 실렸다. 이번 연구 성과에 대해 기존 석유 의존형 화학산업을 지속가능한 바이오 화학산업으로 전환하는 기틀을 마련했다는 평가가 나오고 있다. 이 교수팀이 이용한 시스템 대사공학은 특정 화합물을 대량 생산하기 위해 미생물의 대사작용과 전반적인 생물 공정을 최적화하는 기술이다. 이 교수는 이전에도 시스템 대사공학 기법을 이용해 미생물로 가솔린을 만들고 식품이나 의약품에 들어가는 아미노산을 생산하는 데 성공하는 등 세계 최고 수준의 생명과학 성과를 보여왔다. 기존에 PLGA를 생산하기 위해서는 화학적 공법을 이용해야 했다. 이 경우 여러 단계의 화학적 전환과 정제 등 공정을 거쳐야 해 비효율적이었을 뿐 아니라 유독성 금속 촉매를 사용해야 하기 때문에 친환경적이지 않다는 단점이 있었다. 연구진은 폐목재, 볏집 등에서 미생물을 추출한 뒤 PLGA를 가장 효율적으로 생산할 수 있도록 유전자를 변형시켰다. 이렇게 만들어진 미생물을 이용하면 기존 화학공정에 비해 PLGA 생산 공정이 훨씬 짧아지고 친환경적이다. 연구팀은 미생물의 유전자를 변형시키는 방법에 따라 PLGA뿐만 아니라 다양한 바이오플라스틱을 생산할 수 있다는 사실도 이번 연구로 확인됐다고 밝혔다. 이 교수는 “이번 연구는 대표적인 의료용 고분자 물질인 PLGA를 만드는 미생물을 개발함으로써 인공고분자를 생물학적 방법으로 생산할 수 있는 시스템을 구축했다는 데 큰 의미가 있다”며 “최적화를 통해 대량생산 기술을 찾아낸다면 5년 내에 산업 현장에서 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해에는 벚꽃이 평년보다 3~5일 일찍 필 것으로 보인다. 민간기상업체 케이웨더는 7일 “올해 벚꽃 개화는 지역에 따라 다소 차이가 있지만 중부지방은 평년보다 3~4일, 남부지방은 4~5일 일러질 것으로 전망된다”고 밝혔다. 이에 따라 올해 벚꽃은 제주 서귀포에서 3월 20일 피기 시작해 남부지방은 3월 24~31일, 중부지방은 4월 1~10일, 경기 북부 및 강원 북부와 산간지방은 4월 10일 이후에 필 것으로 보인다. 서울은 4월 7일로 예상된다. 벚꽃의 절정기는 일반적으로 꽃이 핀 뒤 1주일 정도가 걸리기 때문에 서울에서 벚꽃이 만개하는 때는 4월 13일쯤이 될 것으로 전망된다. 벚꽃 개화시기는 2월과 3월의 기온과 강수량 등에 크게 영향받는다. 올 2월 전국 평균 기온이 1.7도로 평년(1.1도)보다 0.6도 높고 3월 기온도 평년보다 높을 것으로 예상되는 가운데 강수량도 남부지방을 중심으로 평년보다 많을 전망이어서 개화 시기가 빨라질 것으로 전망됐다. 한편 주말 동안 우리나라에 영향을 미쳤던 황사는 8일 오전 서해안을 중심으로 옅은 황사 현상을 보이다가 오후에는 사라지겠다. 기상청은 “8일 오후부터는 대기의 흐름이 원활하고 남부지방은 기압골의 영향으로 비가 내려 전국의 미세먼지와 초미세먼지 농도는 ‘보통’ 단계가 될 것”이라고 밝혔다. 8일 서울 낮 최고기온은 11도까지 오르는 등 전국적으로 평년보다 높은 기온을 보여 포근하겠지만 낮과 밤의 일교차가 10도 내외로 벌어지는 곳도 많을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“하늘의 신이 화가 나서 비나 눈이 아닌 흙가루를 땅에 뿌리는 우토(雨土)를 내려 왕과 신하들이 몹시 두려워했다.” - 신라 아달라왕 21년(174년), 삼국사기 중에서. “한양에 흙비가 내렸다. 전라도 전주와 남원에는 비가 내린 뒤에 연기 같은 안개가 사방에 꽉 끼었으며 지붕과 밭, 잎사귀에도 누렇고 허연 먼지가 덮였다. 쓸면 먼지가 되고 흔들면 날아 흩어졌다. 25일까지 쾌청하지 못하였다.” - 조선 명종 5년(1549년) 3월 22일, 조선왕조실록 중에서. 겨울이 끝나고 만물이 소생하는 봄이 되면 어김없이 찾아오는 것이 ‘황사’다. 올해에도 꽃샘추위가 끝나고 봄을 재촉하는 봄비가 내린 뒤 이 불청객이 우리나라를 엄습했다. 기상청은 중국에서 발생한 황사가 고기압 가장자리를 따라 우리나라에 영향을 미쳐 8일 오전까지 이어질 수 있다고 예보했다. 황사는 몽골과 중국의 사막 지역, 황하강 중류의 건조지대·황토고원, 내몽골 고원 등에서 발원한다. 한랭전선 뒤에서 부는 강풍이나 지형적 영향으로 발생하는 난류로 인해 위로 날려 올라간 미세 모래먼지가 하늘에 퍼져 있다가 서서히 땅으로 떨어지는 게 황사다. 일반적으로 저기압 활동이 왕성한 3~5월 봄철에 많이 발생하고, 강한 서풍을 타고 한반도를 거쳐 일본, 태평양, 멀리는 미국과 캐나다 지역까지 날아가는 경우도 있다. 황사와 달리 늦가을부터 초봄 사이에 우리나라에 자주 영향을 미치는 미세먼지는 산업, 운송, 주거활동으로 인한 연소 과정에서 배출되는 인공적 요소 때문에 발생한다. 본격적으로 산업화가 이뤄지기 시작한 20세기 들어 비로소 나타난 현상인 것이다. 반면 황사에 대한 기록은 기원전 1506년까지 거슬러 올라갈 정도로 오래된 기상현상이다. 당시 중국 문헌에 처음 등장한 황사 현상은 ‘흙이 떨어진다’는 뜻의 ‘우토’(雨土)로 표현됐다. 우리나라에서 관측된 황사 현상의 최초 기록은 김부식이 쓴 ‘삼국사기’에 적힌 신라 8대 왕 아달라왕 21년이었던 174년의 기록이다. 황사 현상에 대한 정의가 처음 등장한 것은 고려 때 ‘서운관지’에 “우토 때문에 사방이 어둡고 혼몽하여 띠끌이 내리는 것 같다”라고 기록된 것으로 관측 방법까지 자세히 기술돼 있다. 조선시대 들어서야 우토 대신 ‘토우’라는 표현이 사용됐고 현재와 같은 황사라는 표현은 1915년 3월 4~5일에 걸쳐 관측된 황사 현상에서 처음 사용됐다. 중국에서는 ‘모래폭풍’, 일본에서는 ‘코사’라고 부른다. 아프리카 북부 사하라사막에 나타나는 모래폭풍 현상은 ‘사하라 먼지’라고 부르며 황사와 구분하는 것이 일반적이다. 건조 지대와 반건조 지대에서 모래폭풍이 일어나면 모래나 먼지 입자들이 공중으로 올라가고, 올라간 입자 중에서 크고 무거운 입자들은 더이상 상승하지 못하고 부근에 떨어진다. 건조하고 가벼운 입자는 대기 상층까지 올라가 떠다니다가 상층기류를 타고 멀리까지 날아가게 된다. 이런 가운데 햇빛이 강하게 내리쬐면 지표가 뜨거워지면서 상승대류가 생겨 더 높이 올라가게 되고, 더 멀리 날아갈 수 있는 조건이 형성된다. 국내에 영향을 주는 황사의 발원지는 중국 북부 내륙과 내몽골처럼 바다에서 멀리 떨어져 있어 건조하고 비가 적게 내리는 지역들로 연간 강우량이 200㎜가 안 되는 곳이 많다. 우리나라에는 주로 내몽골 고원과 황토고원의 흙먼지가 영향을 준다. 타클라마칸사막은 한반도와 멀리 떨어져 있어 우리나라에 주는 영향은 적은 편이다. 일반적으로 국내에서 발생하는 봄철 황사는 발원지에서 짧게는 하루, 길게는 닷새 전에 발생한 것으로 국내에 도착하는 속도는 상층 바람의 속도에 따라 달라진다. 일반적으로 발원지에서 떠오른 먼지의 30%는 바로 떨어지고 20% 정도는 주변 지역에, 나머지 50% 정도가 한반도를 비롯해 멀리까지 이동한다. 이 양이 많게는 2000만t에 이른다는 연구 결과도 있다. 최근 황사는 한반도로 넘어오는 과정에서 산업 및 생활 분진 등 미세먼지와 결합되면서 독성이 강해지는 경향이 있기 때문에 기관지염 등 호흡기 질환자나 노약자들은 황사가 강하게 발생하는 날은 외출을 자제하는 것이 좋다. 그렇다면 항상 황사는 우리에게 불청객일까. 실은 그렇지만은 않다. 황사 속에 섞여 있는 석회와 같은 알칼리성 성분이 산성화된 토양이나 산성비를 중화시켜 토양이나 담수의 산성화를 막고 식물이나 해양 플랑크톤에 유기염류를 제공해 생물학적 생산성을 높인다는 이점이 있다. 또 황사 입자가 소나무 숲을 황폐하게 만드는 송충이의 피부에 붙으면 숨구멍을 막아 죽게 만들기도 하는 등 유용한 면도 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　주말 많은 봄비가 내린 뒤 시작된 황사가 화요일인 8일 오전까지 서해안을 중심으로 계속될 것으로 예상된다. 　기상청은 7일 “어제 유입된 황사가 대기 중 정체돼 있고 중국 중부지방 상공의 황사가 추가로 유입되면서 내일 오전까지 황사가 나타나겠다”고 밝혔다. 　8일은 중국 북부지방에서 발달한 고기압의 영향으로 중부지방은 구름이 많을 전망이다. 남부지방은 제주도 남서쪽에서 다가오는 기압골의 영향을 받아 차차 흐려지겠고,제주도와 전라남도,경상남도에서 오후부터 비가 오는 곳이 있으며 남부지방에서도 오후부터 산발적으로 빗방울이 떨어지는 곳이 있겠다. 예상 강수량은 제주도 5∼20㎜, 전라남도,경상남도 5㎜ 내외가 되겠다. 　아침 최저기온은 0~10도,낮 최고기온은 9~14도로 예보됐다. 　기상청 관계자는 “내일까지 평년보다 기온이 높아 낮 동안에는 포근하겠으나 낮과 밤의 기온차가 10도 내외로 크겠다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말부터 나타난 올해 첫 황사가 이번 주 초반까지 이어질 것으로 보인다. 그러나 당초 예보와 달리 황사의 강도는 그리 세지 않을 것으로 예상된다. 기상청은 6일 “몽골과 중국 북부 내륙지방에서 지난 4~5일 발생한 황사가 서해상에 위치한 고기압 가장자리를 따라 우리나라 전체에 영향을 미쳤다”고 밝혔다. 기상청은 그러나 “구름 없는 맑은 날씨 덕에 상승 기류가 생기면서 황사가 상당 부분 서해안을 넘어오지 못해 농도가 당초 예상보다 옅어졌다”며 “일부 지역에서는 9일까지 황사가 지속되겠지만 농도는 높지 않을 것”이라고 덧붙였다. 황사가 발생했을 때는 겨울철에 쓰는 방한용 마스크가 아닌, 식품의약품안전처에서 허가한 황사방지용이나 방진용 마스크를 착용해야 한다. 황사방지용 마스크는 세탁할 경우 마스크에 있는 필터가 손상돼 황사를 제대로 차단할 수 없기 때문에 한 번 사용한 후에는 버리는 것이 좋다. 우리나라는 고기압의 영향권에 들면서 당분간은 포근한 봄 날씨를 보일 것으로 예상된다. 월요일인 7일 낮기온은 서울·춘천 16도를 비롯해 대전·부산 17도, 제주 18도, 대구 19도, 광주 20도로 예상된다. 그러나 금요일인 11일부터 일시적으로 기온이 내려가 서울의 경우 주말 아침 최저기온이 영하 3도 안팎으로 떨어지는 꽃샘추위가 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“첨단 안전기술에 소홀히 했다…갑상선암 증가는 여전히 의문” 2011년 3월 11일 오후 2시 46분 일본 동북부 지역에서 발생한 규모 9의 강진으로 40m 높이의 쓰나미가 덮치면서 후쿠시마 원자력 발전소가 침수됐다. 이로 인해 원자로가 녹아내리는 노심 용융이 발생, 반경 20㎞ 내 15만명의 주민이 대피하는 등 후쿠시마 원전 사고는 1986년 구 소련 체르노빌 폭발 이후 최악의 사고로 기록됐다. 후쿠시마 원전 사고가 발생한 지 5년을 맞은 가운데 세계적인 양대 과학저널인 ‘사이언스’와 ‘네이처’가 사고 원인을 분석하고 이를 해결하기 위한 노력에 관한 기사와 논문을 내놨다. 일본 도쿄대 정책연구소 스기야마 마사히로 교수팀은 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 2일자에 “후쿠시마 사고 이전인 2010년까지만 해도 일본 에너지 정책은 2030년까지 원전을 지속적으로 확대해 에너지의 53%를 원자력에서 얻자는 것이었지만, 사고 직후부터는 장기적으로 원전 폐쇄와 신재생에너지 발전량을 늘리자는 쪽으로 옮겨가고 있다”는 내용의 분석 논문을 발표했다. 스기야마 교수팀은 “일본 내 원전 연구자들도 안전 신화에 사로잡혀 외국이나 인문사회 분야 연구자들과의 공동연구에 소홀했던 것이 사고의 또 다른 원인”이라며 “미국이 1995년부터 도입해 많은 원전 선진국들이 연구하던 ‘확률론적 위험평가’(PRA) 같은 첨단 안전기술에 대한 연구를 소홀히 했던 것도 문제였다”고 지적했다. 또 다른 과학저널 ‘사이언스’도 표지기사로 사고 후 5년 동안 제염(除染) 등 원전 안전 및 해체기술 연구를 하는 과학자들의 노력을 다뤘다. 사이언스는 “후쿠시마 원전에서는 지금도 하루 150t의 냉각수가 발생하는데 연구자들은 오염된 물이 지하수에 섞이지 않도록 하기 위해 지하에 울타리를 치고 방사능 오염수에 포함돼 있는 삼중수소를 정화하는 방안을 찾고 있다”고 소개했다. 사이언스는 녹아내린 연료봉을 회수하는 것이 핵심 과제 중 하나라고 밝혔다. 과학자들은 원자로 내에 남아 있는 연료봉의 상태와 위치를 확인하기 위해 소립자 붕괴로 만들어지는 중성미자의 뮤온을 활용하는 방안을 연구 중이다. 과학자들의 노력과는 별개로 해당 지역의 주민들의 고통은 여전하다고 사이언스는 지적했다. 후쿠시마 원전 사고 이후 인근 청소년들과 어린이들 사이에 갑상선암이 증가했다. “원전 사고와 직접적 영향은 없다”고 과학계 등은 주장하지만, 정확한 발병 원인을 찾을 수 없어 골머리를 앓고 있다고 소개했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“꿀벌이 사라진다면 인류도 4년 내 지구상에서 사라지게 될 것이다.”(물리학자 알베르트 아인슈타인) 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 꿀벌은 세계 주요 100대 농작물 중 71개 작물의 가루받이(수분·受粉)를 돕는다. 이 때문에 유럽에서는 꿀벌은 소와 돼지에 이어 세 번째로 중요한 가축으로 인식되고 있다. 그런데 최근 꿀벌과 나비 등 가루받이를 돕는 생물종의 개체 수 감소가 심각한 상황에 이르고 있다. ●50년 사이 유럽 벌 개체 수 37% 감소 생물다양성협약(CBD)의 과학적 자문을 위해 2012년 설립된 유엔 생물다양성과학기구(IPBES)는 지난달 20일부터 28일까지 말레이시아 쿠알라룸푸르에서 제4차 총회를 열고, 첫 번째 성과물인 ‘수분 및 수분매개체 평가서’를 발표했다. IPBES는 기후변화협약 부속 과학자문기구인 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)와 유사한 기능을 하는 조직이다. 안동대 식물의학과 정철의 교수를 포함해 전 세계 80여명의 전문가들이 만든 이번 평가서에 따르면 전 지구적으로 벌과 나비 같은 수분 매개체 곤충의 숫자가 급격히 감소하고 있다. 나비는 4%가 멸종 위기, 5%가 멸종 위협 상황에 놓여 있으며 야생벌은 2.8%가 멸종 위기, 1.2%가 멸종 위협에 처해 있다. 특히 벌의 경우 전체 종의 56% 이상에 대해서는 명확한 통계자료가 없는 상황에서 평가한 것이기 때문에 실제 멸종 위협 정도는 추정치의 2배를 넘을 것이라는 설명이다. 실제로 유럽에서는 50년 전보다 벌의 개체 수는 37%, 나비는 31%나 감소했으며 일부 지역에서는 40% 이상의 벌들이 멸종 위기에 처해 있다. 이처럼 꿀벌을 비롯한 수분 매개 동물이 급감하는 이유는 뭘까. 보고서는 서식지 감소, 병해충, 기후변화, 농약사용, 외래종 유입, 환경오염 등 6가지를 핵심 원인으로 꼽고 있다. 특히 도시개발이 확대되면서 곤충들이 서식할 수 있는 장소가 줄어들고 있으며 집약적이고 수확률을 높이기 위해 쓰는 농약이 해충뿐만 아니라 일반 곤충에까지 치명적인 영향을 미치기 때문이라는 것이다. 현재 전 세계적으로 수분매개 곤충에 의해 재배되는 작물의 생산량은 전체의 30%에 이르고 있으며 전 세계 농산물 생산액의 5~8%에 이른다. 돈으로 환산하면 최소 2350억 달러(286조 2000억원)에서 최대 5770억 달러(702조 7000억원) 정도다. 국립생태원과 정 교수팀은 작물 재배면적, 생산 농작물의 시장 가치, 화분매개 의존율 자료를 분석한 결과 우리나라에서 벌과 나비 등이 농업생산에 기여하는 시장 가치가 6조 6000억원 수준에 이른다고 추정했다. 특히 국내 농업은 곡류보다 과일과 채소류 비중이 높기 때문에 곡물 중심의 외국보다 꿀벌과 나비의 개체 수 감소는 더 심각한 영향을 받을 수 있다는 해석이다. ●하버드 “곤충 사라지면 매년 142만명 사망” 가루받이 곤충 감소는 작물 생산뿐만 아니라 인간의 생존에도 심각한 영향을 미칠 수 있다. 미국 하버드대 연구진은 지난해 8월 의학분야 국제학술지 ‘랜싯’에 꿀벌 등 꽃가루 매개 곤충이 사라지면 매년 142만명 이상이 사망할 것이라는 전망을 내놓았다. 과일 생산량은 22.9%, 채소는 16.3%, 견과류는 22.3% 줄면서 임산부와 어린이에게 필수적인 비타민A, 비타민B, 엽산 등의 영양소 공급이 감소해 저소득층을 중심으로 사망자가 급속히 늘 것이란 분석이다. ●오바마, 꿀벌 등 보호 국가 전략 발표 상황이 점점 심각하게 돌아가면서 버락 오바마 미국 대통령은 지난해 5월 ‘꿀벌 등 화분매개체 보호를 위한 국가 전략’을 발표하고 태스크포스팀을 만들어 운영 중에 있다. 미국은 2007, 2008년에도 벌과 나비를 보호하기 위한 국가 전략을 수립한 바 있지만 지난해 수정된 전략은 관련 정부기관 14곳과 민간이 총동원되는 대형 프로젝트다. 백악관은 이 전략을 바탕으로 10년 내 꿀벌의 집단 폐사율을 15% 미만으로 떨어뜨리고 모나크나비 개체 수를 2020년까지 2억 2500만 마리로 늘리겠다는 계획이다. 이를 위해 곤충, 특히 벌에 치명적인 네오니코노이드 성분의 농약에 대한 영향 평가와 사용 제한을 고려하고 있으며 앞으로 5년간 2만 8327㎢에 이르는 꿀벌과 나비 등의 서식지를 복원하겠다는 구체적인 실행 방안을 내놨다. ●국내 벌 개체 수, 세계서 가장 많은 수준 외국처럼 심각한 상황은 아니지만 국내의 수분 매개 곤충 감소도 꾸준히 진행되고 있는 상황이다. 정 교수는 “우리나라는 양봉벌의 개체 수는 전 세계에서 가장 많은 편에 속하지만 재래종 꿀벌의 숫자는 급감해 멸종 위기에 놓여 있다”며 “국내에서도 수분 매개 곤충의 연구개발(R&D)과 보호를 위한 국가 차원의 대응이 필요하다”고 강조했다. 농촌진흥청 잠사양봉소재과 최용수 박사는 “국내에 있는 벌통 수는 170만~200만통(1통당 꿀벌 3만~5만 마리 서식) 정도로 추정되는데 전 세계에서 벌의 수가 가장 많다고 평가받고 있는 만큼, 미국이나 유럽처럼 벌 개체 감소가 심각한 상황은 아니라고 본다”며 “벌의 생존에 영향을 주는 요소들이 다양하기 때문에 꿀벌 생존 환경 변화에 대해 예의주시하고 있으며 꿀벌 생존력을 강화하는 연구를 지속하고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

꿀벌의 감소로 생태계에 적신호가 켜지고 꿀벌의 생존이 인간의 생존과 직결된다는 인식이 커지면서 도심에서 벌을 키우자는 도시양봉이 주목받고 있다. ●영국 런던시에만 벌통 3200개 넘어 2000년대 초 미국과 유럽을 중심으로 멸종 위기에 처한 꿀벌을 구하고 도시 생태계의 생물 다양성을 높이자는 취지에서 시작된 도시양봉으로 현재 영국 런던에는 벌통이 3200개를 넘어섰다. 미국 뉴욕과 프랑스 파리 등에서도 양봉을 취미로 하는 도시인들이 갈수록 늘고 있다. 도시 양봉가들은 도심 지역이 시골보다 벌을 키우기 좋은 환경이라고 강조하고 있다. 꿀벌은 따뜻하고 건조한 곳을 좋아하는데 아스팔트와 콘크리트로 둘러싸인 도심지역은 열섬 현상으로 고온건조하기 때문에 벌을 키우는 데 적절하다는 것이다. 실제로 겨울철 꿀벌의 생존율은 시골에서는 40%에 불과하지만 도시에서는 60%에 이른다. ●농업지역보다 살충제 노출도 적어 또 농업지역에서는 꿀벌이 살충제나 농약 등에 노출되는 경우가 많은데 도시는 그렇지 않기 때문에 꿀벌이 살기에 좋다는 설명이다. 도시에서 꿀벌을 키우기 위해서는 벌이 좋아하는 꽃과 나무를 심어야 하기 때문에 자연스럽게 벌을 먹는 곤충, 그 곤충을 먹는 새가 찾아들면서 도시 생태계가 다양해진다. 곤충과 새의 유입으로 부수적으로 모기나 파리 같은 해충의 감소효과도 있다. 안동대 식물의학과 정철의 교수는 “도심지의 다양한 식물 자원들이 원활한 종자 번식을 할 수 있으며 꿀벌의 중요성을 인식하게 한다는 교육적 측면에서도 도시양봉은 긍정적 측면이 많다”고 말했다. ●자연스럽게 녹지 확보 생태계 복원 도시양봉을 하는 사회적기업 어반비즈서울의 박진 대표는 “벌을 기르기 위해서는 벌의 먹이가 되는 ‘밀원(蜜源) 식물’을 심어야 하기 때문에 녹지가 많아지면서 자연스럽게 도시 생태계도 복원된다”며 “도시 녹지가 형성되면 벌의 개체 수가 늘어나는 등 되먹임 효과가 나타나 벌의 멸종을 막게 될 것”이라고 설명했다. ●IT 기술 결합 ‘스마트 양봉’도 등장 도시양봉이 주목받으면서 정보기술(IT)과 결합한 스마트 양봉 기술도 등장하고 있다. 북유럽에 있는 노르웨이의 건축설계 회사 스노헤타는 스마트 벌통인 ‘벌칸 비하이브’(Vulkan Beehive)를 개발해 고급 푸드마켓 옥상에 설치하기도 했다. 벌칸 비하이브는 진짜 벌집처럼 노란색 육각형 모양을 갖고 있는 벌통으로 최대 16만 마리의 꿀벌을 수용할 수 있다. 또 다양한 디지털 기기가 내부에 심어져 있어서 벌통의 온도, 외부 날씨, 꿀의 양을 측정한 뒤 스마트폰이나 태블릿PC로 전송해 주도록 설계됐다. 직접 벌통을 열어 보지 않고도 꿀의 채집 시기를 확인할 수 있는 등 바쁜 도시인들이 손쉽게 양봉을 할 수 있도록 한 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

패스트푸드나 튀긴 음식, 기름기가 많은 붉은색 고기 등 고지방 음식을 즐겨 먹으면 줄기세포를 자극해 대장암이나 소장암 등의 발병 위험이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 지금까지 비만을 유발하는 고지방식이 암을 유발할 수 있다는 통계 결과들은 있었지만, 정확한 발병 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 미국 MIT, 하버드대 하워드휴즈 의학연구소, 터프츠 의료센터, 위스콘신메디슨 의대 공동 연구팀은 기름기가 많거나 칼로리가 높은 고지방식을 장기간 섭취할 경우 장내 줄기세포를 자극해 대장암이나 소장암 발생 가능성을 높인다는 사실을 밝혀내고, 이를 국제 학술지 ‘네이처’ 2일자에 발표했다. 대장암은 음식 섭취 성향에 직접적으로 영향을 받는 암이다. 실제로 국가별 1인당 육류 소비량과 대장암 발생 사이에는 정확하게 비례관계가 성립하는 것으로 나타나고 있다. 실제로 우리나라 국가암정보센터에 따르면 국내 대장암 환자 수는 육류 소비가 증가하는 1990년대를 기점으로 매년 4.6~5.0%씩 증가하고 있는 추세다. 연구팀은 생쥐들에게 9~14개월 동안 이틀에 한 번 꼴로 고지방식을 섭취하도록 한 뒤 대장 내시경 촬영과 세포 조직검사를 했다. 그 결과 생쥐의 대장과 소장에는 용종이 생긴 것을 발견했고, 특히 암으로 발전할 가능성이 높은 선종성 용종들이 다수 발견됐다. 연구진은 조직검사를 통한 세포 분석 결과 고지방 식사가 장내 줄기세포 분열에 관여하는 ‘PPAR-δ’(피피에이알-감마)라는 물질을 자극한다는 사실을 밝혀냈다. PPAR-δ가 지나치게 활성화되면 줄기세포 분열 속도를 비정상적으로 빠르게 만드는 것으로 알려져 있다. 또 고지방 식사를 한 생쥐는 단백질과 지방, 탄수화물 등이 골고루 포함된 정상적인 식사를 한 생쥐들에 비해 흡수상피세포, 파네스세포 등의 숫자가 현저하게 줄어든 것이 확인됐다. 이들 세포는 외부에서 장으로 유입되는 유해 박테리아나 물질을 막아주는 역할을 한다. 한편 이번 연구에 따르면 탄수화물 섭취를 최소화하고 고지방 음식과 고단백질 음식을 먹어 살을 빼는 키토제닉 다이어트나 황제 다이어트를 오래 지속할 경우 대장암이 생길 수 있는 가능성이 커지는 만큼 고지방 식단을 오래 지속해서는 안 된다고 연구팀 관계자는 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

깨어 있는 2시간당 1시간씩 수면해야 적정… 적정시간 못 채우면 ‘잠의 양’ 점차 불어나 못 잘 땐 기억력·집중력 저하… 환각까지 “신은 현세에 있어서 여러 가지 근심의 보상으로 우리들에게 희망과 수면을 주었다.”(볼테르, 1694~1778) 겨울에서 봄으로 바뀌는 환절기가 되면 신체가 변화에 적응하지 못해 춘곤증에 빠지기 쉽다. 춘곤증은 환경에 대한 적응 과정이기 때문에 대개 1~2주 지나면 사라지지만, 한 달 이상 지속되는 경우도 있다. ●400만명 불면증… 80%는 1년 이상 지속 가뜩이나 온몸이 나른한데 일상의 스트레스와 불안감이 더해지고, 밤을 대낮처럼 비추는 빛 공해까지 추가되면 현대인들의 불면증과 수면 부족은 한층 심해지기 마련이다. 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며, 이 중 80% 이상은 그 증세가 1년 이상 지속돼 치료가 시급하다고 한다. 많은 사람이 일생의 3분의1 정도의 시간을 잠자면서 보낸다. 잠은 인간이 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적이며 삶의 활력소를 제공해 준다. 또 고갈된 신경전달물질을 다시 보충해 활발한 뇌 활동을 대비할 수 있게 해준다. 실제로 편안하고 깊은 잠을 잔 다음날은 상쾌하고 기분 좋게 하루를 시작할 수 있다. 반면 그러지 못한 경우는 신경이 곤두서고 매사에 의욕을 느끼지 못하게 된다. 최근 뇌과학의 발달로 잠이 우리 몸과 뇌에 구체적으로 어떤 영향을 미치는지에 대한 비밀이 속속 드러나고 있지만, 여전히 많은 부분은 수수께끼로 남아 있다. 미국 국립보건원(NIH)에서는 ▲잠을 자다가 여러 번 깨는 경우 ▲아침에 원하는 시간보다 일찍 눈이 뜨이는 경우 ▲일상생활에서 원하지 않을 때 잠에 빠져드는 경우 등을 ‘불면증’ 상태로 규정하고 있다. 적정 수면시간보다 실제 수면시간이 부족할 경우를 ‘수면부족’, ‘수면장애’ 상태로 보고 있다. ●수면 부족 시 스트레스 호르몬 2배 높아져 그렇다면 사람은 얼마나 잠을 안 자고 버틸 수 있을까. 1964년 당시 17세의 고등학생이었던 랜디 가드너가 미국 샌디에이고 과학경시대회에 입상하기 위해 잠 안 자기에 도전해 세운 11일 24분(264시간 24분)이 지금까지 최장 기록이다. 도전을 지켜봤던 수면 전문가 윌리엄 디멘트 스탠퍼드대 의대 교수의 기록에 따르면 가드너는 이틀째부터는 졸음과 피로감 때문에 물체가 흐리게 보이고, 사물의 입체감을 느끼지 못했으며, 사흘째부터는 우울감과 좌절감이 극심해지는 한편 기억력과 집중력이 저하되고 마지막 며칠 동안은 환각과 환청을 듣게 됐다고 한다. 도전이 끝난 뒤 가드너는 14시간 40분을 잤고, 이후 며칠 동안 10시간 30분 이상 잠을 잤다고 한다. 신경과학자들과 내분비 의학자들의 연구에 따르면 잠이 부족한 사람들에게는 스트레스를 받았을 때 분비되는 호르몬인 코르티솔의 양이 보통 사람들보다 2배 이상 높다. 코르티솔의 양이 증가하면 심혈관 압력이 높아져 고혈압 같은 심혈관 질환에 걸릴 가능성이 높아지게 된다. 또 잠을 충분히 못 잘 경우 포도당 내성이 증가해 당뇨와 비만이 발생하기 쉽다는 연구 결과도 있다. 음식을 섭취하면 체내에서는 인슐린이 분비돼 당을 분해해 에너지를 만들어 내는데 포도당 내성이 생길 경우 음식을 먹었을 때 인슐린이 충분히 나오지 않아 혈당이 높아지게 되고, 그런 상태가 지속되면서 당뇨가 생길 수 있다는 것이다. ●수면의 질이 삶의 질에 영향 미쳐 이런 신체적 변화뿐만 아니라 수면 부족은 감정 조절을 어렵게 만들고 상황에 대처하는 능력에 문제를 일으키는 등 정신적인 영향이 더 크다는 연구도 있다. 두려움이나 공포는 위험한 상황이 갑자기 닥쳤을 때 적절히 반응하고 대처할 수 있게 해주는 역할을 하는데, 잠이 부족할 경우 뇌에서 두려움을 처리하는 회로가 오작동을 일으켜 위험한 상황인지 판단하지 못하고 적절한 대응도 하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 실제로 1986년 구 소련에서 발생한 체르노빌 원전 폭발 사고나 미국 우주왕복선 챌린저호 폭발 사고 모두 작업자의 수면 부족으로 인한 판단 착오에 상당한 원인이 있는 것으로 밝혀지기도 했다. 일부 수면학자들 중에서는 발명왕 토머스 에디슨이 자주 화를 내고 다른 사람들과의 관계가 좋지 않았던 것은 하루 3~4시간만 자는 등 잠이 충분하지 않았기 때문이라는 분석을 내놓기도 했다. 사람은 깨어 있는 2시간당 약 1시간 정도의 잠이 필요한 것으로 알려져 있다. 이 비율에서 벗어나 잠을 충분히 못 잘 경우, 신체는 다음날 반드시 부족한 잠을 채우려는 속성을 보인다. 학자들은 이를 ‘잠빚’이라고 부르는데 적정 수면시간을 채우지 못하면 빚처럼 쌓여서 잠의 양을 증가시킨다. 예를 들어 2시간짜리 잠빚은 이자까지 붙어 2시간 이상을 자야 풀리게 된다는 것이다. 수면 과학자들은 “잠에 대한 비밀이 아직 완벽하게 풀린 상태는 아니지만, 수면의 질이 삶의 질에 영향을 미친다는 것은 확실한 만큼 적절한 시간 동안 질 좋은 잠을 자도록 노력하는 것이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여러분, 안녕? 나는 훔볼트 펭귄이야. 나는 남미 페루 남부에서 칠레 북부에 이르는 해안 지역에 살고 있지. 이쪽은 남극의 차가운 바닷물이 적도로 올라가는 길이야. 지리학자들은 그런 해류의 움직임을 ‘페루 해류’ 또는 ‘훔볼트 해류’라고 부르지. 우리가 훔볼트 펭귄이라고 불리게 된 것도 그 때문이야.전 세계적으로 우리 펭귄들은 17~18종이 있어. 갈라파고스 펭귄을 비롯해 3종 정도는 적도 부근의 열대지방에서 살고 있지만, 대부분 남극처럼 추운 데서 살고 있지. 많은 사람들이 우리가 어떻게 그렇게 추운 지방에서 살 수 있는지, 얼음장처럼 차가운 바닷물에 거리낌 없이 뛰어들 수 있는지 매우 궁금해하더군. 최근 중국 베이징의 베이항대와 중국항공우주연구소, 물리화학기술연구소 공동 연구진이 전자주사현미경을 이용해 방수와 보온 효과를 내는 우리 깃털의 물리적·화학적 비밀을 밝혀 냈다지 뭐야. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘물리화학 C 저널’ 최신호에 실렸고, 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일자에도 보도됐어. 연구팀은 전자주사현미경으로 우리 깃털을 관찰한 결과 깃털의 큰 줄기 옆에 마이크로미터(㎛·100만분의1m)급의 미세한 가지 형태의 털들이 나 있는 걸 발견했대. 깃털들이 촘촘히 박혀 있기 때문에 이런 작은 가지 형태의 털들이 옆의 털들과 서로 맞물리면서 차가운 바닷물이 피부에 도달할 수 없게 만든다는 거야. 뿐만 아니라 공기층까지 만들어 외부의 차가운 공기가 닿지 못하게 하는 방한 효과까지 내는 거래. 과학자들은 우리 깃털의 원리를 이용해 방한·방수 효과를 가진 나노섬유를 개발하는 데 착수했대. 그 연구가 성공한다면 겨울용 외투를 만들기 위해 우리 먼 친척들(오리, 거위 등)의 털을 뽑을 필요가 없을 거야. 차가운 바닷물에서 작업할 때 입는 잠수복을 만들 때도 도움이 될 거고. 이렇게 자연현상이나 생명체의 기본 구조 등에서 영감을 얻어 공학적으로 응용하는 기술을 ‘생체모방공학’이라고 한다는군. 나일론도 비단을 모방한 섬유고, ‘찍찍이’라고 부르는 벨크로 테이프도 엉겅퀴 씨앗에서 아이디어를 얻은 제품이야. 지구에 살고 있는 모든 생명체는 다양한 환경에 적응하는 방향으로 진화돼 왔어. 이런 생명체들의 모습을 공학적으로 응용한다면 새로운 기능의 소재나 시스템을 만들어 낼 수 있을 거라고 생각해. 그러기 위해서는 다양한 생물이 지구에 남아 있어야 하지 않을까. 우리를 동물원에서 흔하게 볼 수 있지만 사실 우리는 세계자연보전연맹(IUCN)에서 규정한 멸종위기종이야. 내 작은 소망은 사람들이 다른 생물들과 함께 오래 살 수 있는 지구를 만드는 데 조금만 더 노력해 줬으면 좋겠다는 거야. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라가 미국 항공우주국(NASA)이 갖고 있는 첨단 우주기술과 역량을 폭넓게 활용할 수 있는 길이 열렸다. 미래창조과학부는 한·미 양국이 지난 27일 우주협력협정 문안에 합의했다고 29일 밝혔다. 이번 협정문안 합의에 따라 2020년을 목표로 하는 달 탐사 프로젝트가 한층 탄력을 받을 것으로 보인다. 지난 2004년 우리나라는 러시아와 우주기술협력협정을 맺어 한국 최초 우주발사체 ‘나로호’ 프로젝트를 추진한 바 있다. 한·미 양국 정부 간 우주협력협정은 2010년 추진되다 중단됐다. 이후 지난해 10월 박근혜 대통령이 NASA 고다드 우주센터를 방문하고 한·미 정상회담에서 우주협력협정 체결 추진에 합의하면서 재추진됐다. 미국이 우주협력협정을 체결한 나라는 러시아, 캐나다, 프랑스, 우크라이나, 아르헨티나, 노르웨이, 헝가리, 스웨덴 등 10개국으로 아시아 국가로는 한국이 처음이다. 국가 차원에서 이뤄진 이번 협정은 우주기술의 평화적 활용이라는 큰 틀 아래에서 우주탐사와 지구관측 등 우주기술 전반에 적용될 전망이다. 이번 협정으로 가장 큰 탄력을 받을 분야는 달 탐사 프로젝트다. 2020년을 목표로 하고 있는 무인 달 탐사 프로젝트를 진행 중인 한국이 가장 필요로 하는 달 궤도선 개발과 달 탐사선과의 교신 문제 해결, 달까지 도달하는데 필요한 위성항법 기술 확보에 속도가 붙을 것으로 보인다. 이와 함께 정부는 심(深)우주통신 데이터 교환 같은 첨단 기술 개발은 물론 연간 350조원에 이르는 우주산업 분야에 국내 민간부분이 뛰어들 수 있는 기회도 만들어질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 협정은 또 우주개발 실무기관을 구체적으로 지정해 실질적인 협력이 이뤄질 수 있도록 했다. 한국은 한국항공우주연구원, 한국천문연구원, 카이스트, 기상청, 국토교통과학기술진흥원이 참여하고 미국은 NASA, 국립해양대기관리청(NOAA), 지질조사국(USGS)이 포함됐다. 협정이 발효되기 위해서는 법제처 심사와 국무회의 통과, 대통령 재가 등 국내 절차와 미국 정부 내 서명절차를 거쳐야 하기 때문에 2~3개월이 더 걸릴 것으로 예상된다. 미래부 박재문 연구개발정책실장은 “이번 협정 체결로 세계 최고의 우주기술강국인 미국과 본격적인 협력을 추진할 수 있게 됨으로써 정부가 추진하는 다양한 우주개발 프로젝트가 탄력받을 수 있게 됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일방적 러시아 의존 탈피 기술 자문·검증 형태 협력… 우리 기술 역량 향상 기대 中·日·인도 등과 달리 독자적 발전 저해 우려도 미국과 합의한 우주협력협정 문안에 따라 우리나라는 우주 분야 세계 최고 수준인 미국의 우주기술을 공유하게 됐다. 이번 협정은 양국 간 우주 협력이라는 큰 틀에 대해 합의한 것이기 때문에 구체적인 협력 내용이 명시되지는 않았다. 그렇지만 중장기 우주개발 과제를 함께 하며 우리 기술 역량을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 그동안 미국과는 다양한 과학기술 분야에서 협력이 이뤄졌지만 우주기술 분야에서는 미흡했다. 1990년대 중반 당시 과학기술처와 미국 항공우주국(NASA)이 지구·우주과학 협력 협의를 했지만 주목할 만한 성과는 없었다. 2008년 NASA가 중심이 된 9개국이 착륙선 5~6기를 달에 보내 달의 내부 구조와 역사 등을 연구하자는 국제달네트워크(ILN) 사업에 대한 참여의향서를 제출하고 서명했지만 미국의 프로그램 연기로 협력은 중단됐다. 한국이 2020년을 목표로 추진하고 있는 달 탐사 프로젝트 역시 국가 간 협력 체계가 아니라 정부 출연 연구기관인 한국항공우주연구원과 NASA 간 협력의향서로 진행되고 있는 상태다. 이 때문에 그동안 국내 우주개발은 러시아와의 협력을 통해 이뤄졌다. 실제로 2004년 우주기술협력협정, 2006년 우주기술보호협정 등을 통해 한국 최초 우주인 배출과 한국 최초 우주발사체 사업 등에서 러시아의 도움을 받았다. 한국 첫 우주인인 이소연 박사는 러시아 가가린우주센터에서 훈련받은 뒤 2008년 4월 러시아 소유스 로켓을 타고 국제우주정거장(ISS)에 올라갔다. 2013년 1월 이후 2전 3기 끝에 발사에 성공한 ‘나로호’의 1단 로켓은 러시아의 기술에 전적으로 의존한 것으로, 우주개발 분야 협력은 러시아 쪽에 쏠리는 분위기였다. 하지만 이번 협정으로 자연스럽게 러시아에 대한 우주기술 의존도가 줄어들고 한·미 동맹의 굳건함을 과시하는 효과를 얻을 것으로 관측된다. 나로호 개발 당시에서도 볼 수 있듯이 미국과의 기술 협력도 기술 이전 형태가 아니라 우리가 개발한 기술과 장비 등에 대한 자문과 검증 등 지원 형태로 이뤄질 것으로 보인다. 특히 북한이 제4차 핵실험 및 장거리로켓 발사로 유엔 안전보장이사회의 제재를 받게 된 반면 한국은 국제사회에서 인정한 합법적인 방식으로 우주기술을 발전시킬 수 있게 된 것이다. 또한 이번 협력을 계기로 한·미 간에 북한의 우주개발 활동을 포함한 관련 정보 교환도 더욱 활발해질 것으로 보인다. 박재문 미래창조과학부 연구개발정책실장은 “협정에서는 구체적인 협력 사업 분야에 대해 규정하고 있지 않지만 인적 교류 및 시설 접근, 정보 공개, 통관 및 물품 이동 등의 내용이 포함돼 있어 추후 협력 사업에 더 집중할 수 있고 협력 절차가 간단해질 것”이라고 설명했다. 일부에서는 아시아 국가 최초로 미국과 국가 차원의 우주협력협정을 맺었다는 데 대해 비판적인 시각을 보이기도 한다. 중국, 일본, 인도 등 아시아 지역 우주 선진국과 달리 향후에도 미국에 대한 기술 의존이 지속될 수밖에 없을 것이라는 점에서다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 강병철 기자 bckang@seoul.co.kr

18~19세기 유럽에서는 프랑스 해부학자 프란츠 J 갈이 창시한 골상학(骨相學)이 유행했다. 골상학은 태어날 때부터 갖고 있는 두개골의 크기와 모양으로 성격, 운명 등 개인의 특성을 알 수 있다고 주장한 사이비 과학이다. 미국 일리노이주립대 어바나-샴페인 캠퍼스 신경과학과 아론 바비 교수팀은 각자의 개성과 뇌의 활용 정도에 따라 뇌의 모양과 구조가 다르다는 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로 이미지’ 25일자에 발표했다. 골상학은 성격이나 지능이 두개골 모양에 따라 태어날 때부터 결정된다고 보는 반면 이번 연구는 개인의 두뇌 활용과 경험에 따라 뇌의 해부학적 구조가 변할 수 있다는 것을 밝혀냈다는 데 차이가 있다. 뇌 모양의 차이는 기능적 자기공명영상(fMRI) 촬영을 통해서만 구별할 수 있을 정도로 미세하다. 뇌 과학 연구에서 중요한 주제 중 하나가 지적 능력과 외향성·내향성, 남성적·여성적 등 성격 차이가 뇌의 구조와 기능을 어떻게 변화시키는지에 대한 것이다. 연구팀은 518명의 뇌에 대해 fMRI 촬영을 통해 신경섬유 다발, 뇌 백질(白質) 구조, 뇌의 부피, 대뇌 피질 두께 등을 측정했다. 그 결과 뇌의 부피와 모양은 나이에 따라서도 영향을 받지만 개인의 성격과 지능, 우뇌형·좌뇌형 같은 뇌 활용도에 따라 달라질 수 있다는 점을 확인했다. 바비 교수는 “사람마다 뇌를 활용하는 부위가 다르기 때문에 뇌 형태가 달라지는 것”이라고 밝혔다. 운동을 하면 특정 부위의 근육이 발달하는 것과 마찬가지 원리다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울을 비롯해 인천, 경기 북부, 충북, 강원 지역에 28일 함박눈이 내렸다. 눈이 그친 뒤 북쪽의 차가운 공기가 일시적으로 밀려와 꽃샘추위가 찾아오겠다. 기상청은 “중국 북부 지방에서 확장한 찬 대륙 고기압의 영향으로 29일 출근길 서울 아침 최저 기온이 영하 5도를 기록하는 등 큰폭으로 떨어져 일시적으로 추울 것으로 보인다”고 밝혔다. 기상청에 따르면 이날 오후 9시 기준 서울 5.0㎝, 인천 5.8㎝, 평창 7.5㎝, 의정부 8.5㎝, 영월 12.0㎝ 등의 적설량을 기록했다. 29일까지 예상 적설량은 강원도, 경북 북동 산간, 제주도 산간 지역은 2~7㎝ 안팎이 될 것으로 기상청은 전망했다. 눈과 함께 닥친 꽃샘추위로 29일 아침 최저 기온은 서울·수원 영하 5도, 대전 영하 4도, 청주 영하 3도, 전주 영하 2도, 대구 영하 1도 등의 분포를 보이겠다. 추위는 수요일부터 풀려 평년 기온을 되찾겠다. 기상청 관계자는 “교통안전과 시설물 관리에 유의해야 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반짝 기승을 부렸던 막바지 추위가 물러나 26일부터 평년 기온을 되찾으면서 더이상의 겨울 추위는 없을 것으로 보인다. 그렇지만 봄이 되는 3월에도 두세 차례 반짝 꽃샘추위가 찾아올 전망이다. 기상청은 25일 “3월에는 일시적인 대륙고기압의 영향으로 두세 차례 꽃샘추위가 찾아올 것으로 예상되며 4월에는 일교차가 큰 가운데 다소 쌀쌀한 날씨를 보일 때도 있겠지만 올봄은 전반적으로 평년보다 높은 기온 분포를 보일 것”이라고 밝혔다. 올해 우리나라 봄 날씨는 북극 해빙에 좌우될 것으로 기상청은 전망했다. 지난해 가을부터 북극과 가까운 러시아와 노르웨이 인근 바렌츠·카라해의 해빙 면적이 평년보다 적은 상태로 유지되고 있어 찬 기운이 기류를 따라 한반도로 유입될 가능성이 높다. 이와 함께 대륙고기압이 일시적으로 발달해 일교차가 큰 날씨도 잦을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1970년 3월 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에는 필립 보페이 기자의 ‘한국과학연구소, 개발도상국의 모델일까?’라는 기사가 실렸다. 4년 전(1966년 2월) 아시아의 작은 개발도상국에 세워진 연구소의 성공 가능성을 타진해 본 분석기사였다. 대상은 한국과학기술연구원(KIST)의 전신인 한국과학기술연구소였다. KIST가 설립됐던 1960년대 중반 우리나라 국민소득은 100달러가 채 되지 않았고 대부분의 인구가 농업에 종사하고 있었다. 정부 연구·개발(R&D) 예산은 고작 8700만 달러(당시 가치로 약 235억원)에 불과했고 산업연구는 전무했다. 당시 국내에는 80여개의 정부와 민간 과학연구기관이 있었지만 대부분 존재가치가 없는 것으로 평가됐다. 이런 상황을 바탕으로 보페이 기자는 “총 2400만 달러가 투입된 KIST 건립은 한국의 과학기술과 산업화 기술의 공백을 메울 것”이라고 기대감을 나타냈다. 그는 KIST 설립 아이디어를 제시한 미국 대통령 과학자문관 도널드 호닉 박사의 입을 빌려 “린든 존슨 미국 대통령과 박정희 한국 대통령의 합의로 설립된 KIST 같은 형태의 연구소는 본 적이 없으며 ‘다른 개발도상국에 과학기술 개발을 위한 좋은 사례’가 될 것”이라고 마무리했다. 그로부터 만 46년이 지난 올해, 사이언스는 KIST 이병권 원장의 특별기고를 2월 26일자로 실었다. ‘KIST 창립 50주년, 기적을 넘어’라는 제목의 기고는 46년 전 사이언스의 전망과 비교할 때 불가능할 것 같았던 격세지감을 느끼게 만드는 것이었다. 이 원장은 “1950년대 한국전쟁의 후유증과 경제난으로 극빈국 중 하나였던 한국이 2015년 기준 국민소득 2만 7000달러, 2016년 정부 R&D 예산 12조 6380억원 등 세계 11위의 경제규모를 자랑하는 국가로 초고속 성장하게 된 것은 과학기술 덕분이며 그 뒤에는 국내 최초의 종합연구기관인 KIST 설립이 있다”고 밝혔다. 이 원장은 이어 “KIST를 모태로 한 16개 정부출연연구기관의 연구개발과 상용화 노력으로 농업 중심 경제를 반도체, 자동차, 철강, 조선, 전자, 기계·부품, 석유화학 등을 포함한 기술기반 산업경제로 탈바꿈하게 만들었다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

깡촌 소작농의 아들 누나의 희생으로 진학 철도원으로 살다가 다시 주경야독육사에 붙고도 결핵으로 불합격그래도 내 결론은 도전박운상 선생님 덕에 물리학에 눈떠4년 만에 석·박사 탄소나노튜브 실험과 응용 연구나는 콧수염 학자 애벌레처럼 살 거야 “제가 원래 털이 빨리 자라는 편이에요. 철도원 생활을 하다가 스물두 살에 대학에 들어갔는데 공부를 오랜만에서 해서 그런가, 너무 재미가 있는 거예요. 공부에만 정신이 팔리니까 다른 일들은 다 귀찮아지더군요. 하루이틀 안 깎은 게 60이 넘은 지금까지 이어지고 있는 거죠.” 콧수염의 역사를 묻자 이영희(61) 교수는 “사람들이 전공인 탄소나노튜브보다 이 털들을 더 궁금해하니 큰일”이라며 껄껄 웃었다. 경기 수원에 있는 연구실(성균관대 자연과학캠퍼스 물리학과)로 그를 만나러 간 지난 15일은 전국에 매서운 한파가 몰아친 날이었다. 기초과학연구원(IBS) 나노물리구조연구단 단장을 겸하고 있는 이 교수는 7명의 교수, 30명의 박사후연구원 및 연구교수, 80명의 석·박사 과정 학생 등 120명에 이르는 대식구와 분주한 하루를 보낸다. “학생들 논문 지도 때문에 요즘 정신이 없다”며 약속 시간에 30분 늦은 데 대해 양해를 구했다. -1974년 2월의 어느 날 아침. 그날도 오늘처럼 추웠다. 기차를 타고 출근하며 메마른 창밖을 내다보는데 문득 ‘10년 뒤에 나는 어떤 삶을 살고 있을까’ 하는 생각이 들었다. 국립철도고를 졸업하고 철도청에 들어간 지 한 달 정도 됐을 때였다. 인천 부평에서 누나 집에 얹혀살며 매일 근무지인 서울역으로 통근을 했다. 갑작스럽게 든 생각처럼 결론도 갑작스럽게 났다. ‘그래, 다시 공부를 하는 거야. 공부를 하다 보면 새로운 길이 열리겠지.’ 그때 고민만 하고 끝났다면 지금쯤 난 한적한 시골역의 역장이 돼 있지 않았을까 생각해 본다. 물론 그렇게 산 것도 나쁘지는 않았을 것 같다. -중학교 때까지 전북 김제의 깡촌에서 자랐다. 논이 동네 주변을 빙 둘러싸고 있는 전형적인 농촌 마을이었다. 누가 “이 동네에서 가장 못사는 집이 어디냐”고 묻는다면 누구라도 우리 집을 가리켰을 것이다. 부모님은 다른 사람의 땅을 빌려 농사를 짓는 소작농이었다. 좀 더 정확히는 머슴에 가까웠지만. 그런 부모님을 보면서 초등학생 때 가진 꿈은 말을 타고 돌아다녀야 할 정도로 큰 농장을 갖는 것이었다. 가난하다는 이유로 아버지가 어린 사람에게까지 무시당하는 게 너무 싫었다. 그래서 초등학교 때는 동네 형들하고도 주먹질을 할 정도로 괄괄한 ‘이씨네 말썽꾸러기’로 통했다. -원래 집안 사정이 안 좋기는 했지만 애들이 공부도 제대로 못 할 만큼 어려워진 것은 ‘딸깍발이’ 할아버지 탓이 컸다. 일제가 쳐들어와 양반들이 몰락하자 “왜놈들 세상에선 아무것도 안 한다”며 평생 돈벌이라곤 하지 않으셨다. 집 안에 먹을 게 다 떨어져 자식들이 굶고 있는데도 할아버지는 소신만 지키셨던 것 같다. 평생 힘들게 사신 아버지와 어머니를 생각하면 할아버지에 대한 원망은 지금도 여전하다. 어려서 “할아버지 때문에 우리 집은 이게 뭐냐”고 대들다가 아버지나 삼촌들한테 맞은 적도 여러 차례 있었다. -가난한 집에 먹는 입은 많다고, 나는 3남 2녀 중 장남이었다. 바로 위 누나를 생각하면 지금도 눈물이 나고 미안한 마음이 크다. 누나는 집안 사정 때문에 제대로 된 교육을 받지 못했다. 우리를 위해 모든 것을 바쳤다. 내가 이만큼이나마 된 것도 그렇지만 여동생과 남동생이 초등학교 교사와 공무원을 하고 있는 것도 누나의 희생을 바탕으로 가능했다. -부모님은 “우리 장남 영희는 중학교까지는 나와야지”라고 입버릇처럼 말씀하셨다. 뒤집어 보면 중학교 졸업도 쉽지 않은 일이어서 그랬는지 모른다. 남의 집 머슴일을 하면서 틈틈이 중학교 등록금을 모아 놓으셨는데, 어느 날 그 돈을 한꺼번에 잃어버리는 일이 벌어졌다. 중학교에 못 가게 될 상황이 된 거였다. 그때 이웃집 할머니께서 “사내놈이 중학교까지는 나와야 하지 않겠나”라며 여기저기 수소문해 장학금을 받을 수 있도록 다리를 놓아 주셨다. 그게 나에겐 약이 됐다. 중학교 들어가서 정말 미친 듯이 공부만 했다. 한 초등학교 친구가 “영희가 미쳤다”고 말하고 다닐 정도였다. 꿈은 없었다. 그냥 공부를 잘하는 걸로 만족이었다. -대학교까지는 아니더라도 고등학교는 마치고 싶었다. 집안 사정을 생각하면 인문계는 언감생심이었다. 그러다 나라에서 세운 철도고에 들어가면 학비 대주고, 나중에 취업까지 시켜 준다는 얘기를 들었다. 딱 내 학교였다. 그렇게 철도고에 들어갔는데 철도원으로 인생의 방향이 정해지다 보니 별달리 꿈이란 게 생길 턱이 없었다. 머리건 몸이건 좀 더 써 보고 싶은데, 내 몸의 혈액과 호르몬들은 나에게 한계 상황까지 가 보라고 다그치는데 현실은 그저 ‘등교-수업-하교’가 전부였다. 그러다 유도를 시작했다. 먹고 자는 시간과 수업받는 시간을 빼고는 그것만 했다. 다른 생각은 없었다. 어떻게 하면 상대방을 멋지게 업어치고 메칠 수 있을까, 관심은 그것뿐이었다. -1974년 1월 5일 토요일에 졸업식을 하고 7일 월요일 서울역으로 첫 출근을 했다. 통신전자과 출신인 나에게는 통신기지국과 열차 간 송수신기에 문제가 없는지를 점검하고 열차 자동 정지장치를 수리하는 일이 부여됐다. 그렇게 정신없이 한달을 지내고 난 어느 날 아침, 불현듯 미래에 대한 고민이 들었던 것이다. -주경야독(晝耕夜讀)이 시작됐다. 딱히 어떤 대학, 어떤 학과를 가겠다는 생각 같은 건 없었다. 공부가 하고 싶었다. 배움에 대한 갈증에 공부를 벌컥벌컥 마시고 싶었다고나 할까. 실업계 학교를 나왔으니 당연히 대학 입시 기초가 약했다. 서울 종로2가에 있는 종로YMCA에서 대학입시반 수업을 듣기 시작했다. ‘난 책 읽고 글 쓰는 걸 좋아하는 국문학과가 어울릴까? 수학 문제를 풀 때가 제일 신나는데, 그리로 가 볼까?’ -물리학을 공부하기로 한 것은 학원에서 ‘분석물리’ 과목을 가르치던 박운상 선생님 덕이다. 입시 학원이었음에도 문제 풀이 요령만 가르치는 게 아니라 간단한 실험도구를 갖고 물리를 알기 쉽게 설명하는 모습을 보면서 “물리학도 문학만큼이나 세상을 아름답게 표현해 내는구나.” 거창하게 말하면 내 인생이 ‘코페르니쿠스적 전환’을 맞는 순간이었다고나 할까. -1975년 초 기관차 수리 공장이 있는 수색역으로 발령났다. 24시간 근무하고 24시간 쉬는 곳이라 공부하기엔 좋았지만 그러다 보니 체력은 바닥나고 업무 환경도 그리 좋지 않아 대입 공부를 시작한 지 1년 만에 결핵이라는, 당시로서는 꽤 중한 병을 얻었다. “고등학교 졸업해 번듯한 직장까지 얻었으면서 몸까지 상해 가면서 대학을 가려고 하느냐.” 아버지는 나를 꾸짖다가 “다 내가 못나서 널 제때 공부를 못 시켜 준 탓”이라며 통곡을 하셨다. -‘먹여 주고, 입혀 주고, 재워 주고, 공짜로 공부시켜 주는 곳.’ 내가 가야 할 대학의 최우선 조건이었다. 육군사관학교에 지원했다. 필기·실기시험에 모두 합격했지만 결핵 때문에 신체검사에서 떨어졌다. 그때의 상실감은 아주 컸다. 회사에 2개월 휴직계를 냈다. 머리까지 박박 밀고 고향집에서 2주 동안 한 발짝도 나오지 않았다. 나중에 들은 얘기지만 부모님께서는 ‘얘가 죽으려고 하는 것 아닌가’ 걱정하셨단다. 방 안에 틀어박혀셔 ‘과연 나는 뭘 해야 할까’ 고민을 했다. 결론은 ‘일단 시작한 것, 원 없이 한번 도전해 보자’는 것이었다. -2개월 휴직 기간이 끝나니 김제에서 가까운 익산역으로 근무지가 바뀌었다. 직장 생활과 대학 생활을 병행할 수 있는 곳을 찾았다. 전북대 물리학과였다. 입학 성적이 좋아 장학금을 받고 76학번으로 입학했다. 함께 일하는 직장 선배가 눈감아줘 근무 시간에 전공 수업을 들으러 학교에 갔다. 그러기를 1년. 공부도 어려웠지만 무엇보다 회사에 못 할 짓이란 생각이 들었다. 사표를 냈다. -죽어라고 공부만 했다. 장학금 받기 위해서도 필사적이 될 수밖에 없었다. 그렇게 이뤄진 공부가 쌓이자 내 평생의 업이 될 수 있겠다는 생각이 들었다. 대학원 진학을 결심했다. 지도교수님께서 미국 켄트대를 추천해 주셨다. 입학 지원서를 냈는데 놀랍게도 전액 장학금을 주겠다고 했다. 1982년 8월 졸업이 예정돼 있었는데 가을 입학을 하라는 통보를 받아 7월 미국으로 건너갔다. 유학 후 첫 학기를 끝낸 1월 갑자기 온몸이 아파 왔다. 이러다 죽는 것 아닌가 하는 생각이 들었다. 하지만 웬걸. 학교 보건소 의사는 타이레놀 한 알을 주더니 “푹 자라”고 했다. 다음날 거짓말처럼 멀쩡해졌다. 유학에서 비롯된 극심한 스트레스였다. -좋아하는 공부를 장학금 받고 해서 그랬을까. 석·박사 과정을 4년 만에 초고속으로 마쳤다. 박사 학위를 받게 됐다고 모교인 전북대 교수님께 말씀드렸더니 “마침 우리 학교에 교수 자리가 하나 났으니 지원하라”고 하셨다. 덜컥 합격했는데 그게 1986년 여름이었다. 7월 켄트대 학위수여식을 한 달 앞두고 모교에 돌아왔다. 고등학교 때부터 박사 때까지 희한하게 다음 단계로 진행하는 과정이 순조로웠는데 외려 그것 때문에 나는 졸업식에 참석해 본 적이 없다. 그 흔한 학위 모자를 쓰고 찍은 사진이 없다. 아들내미와 딸내미가 아빠 학력 위조한 거 아니냐고 말한 적도 있었다. -반도체 물리학이 전공이었지만 다양한 분야에 항상 눈과 귀를 열어 놓고 있었다. 1991년 탄소나노튜브가 세상에 처음 소개됐다. 논문들을 읽다 보니 지금까지와는 다른 세계를 본 듯한 충격을 받았다. 무엇보다 기초연구이면서도 실험과 응용연구가 가능했다. 대단한 매력이었다. 물리학은 다른 학문과 달리 이론과 실험 두 분야를 동시에 하는 경우가 거의 없다. 그렇지만 내게는 공고 출신이라는 남다른 이력이 있었다. 직장에서 열차 무전기를 고쳤던 경험 등 현장에도 익숙하다. 그래서 이론물리학을 전공했지만 실험과 응용연구에 두려움이 없었다. -일반 사람들에게 내 연구 분야는 아주 생소하다. 이름부터가 그렇지 않은가. 탄소는 뭐고, 나노는 뭐고, 거기에 튜브는 뭐란 말인가. 탄소나노튜브 연구가 잘 이뤄지면 요즘 많은 사람이 관심 갖는 전기자동차의 상용화를 앞당길 수 있다는 정도로 설명하면 이해가 쉬울까. 탄소나노튜브를 응용하면 고성능 에너지 저장장치를 만들 수 있고 이를 통해 전기차의 생명인 배터리 성능을 획기적으로 개선할 수 있다. 전자 소재로 응용될 경우 지금과는 비교도 안 되게 빠른 초고속 컴퓨터를 만들 수도 있다. 응용 분야가 무궁무진하기 때문에 각국의 연구자들이 지금 이 시간에도 눈에 불을 켜고 책과 논문을 파고 실험을 하는 것이다. 탄소나노튜브의 기초이론을 보강하고 응용연구로 연결시키는 과정은 앞으로도 지난할 것이다. 그게 바로 내가 후배들과 함께 가야 할 길이다. -과학자들은 다른 사람들이 가지 않은 길을 가는 경우가 많다. 그러다 보니 자주 막다른 길에 부딪힌다. 그럴 때마다 나 자신은 물론 연구원들에게도 나는 트리나 폴러스의 ‘꽃들에게 희망을’이란 책에 나온 구절을 인용한다. ‘애벌레가 화려한 나비로 거듭날 수 있는 것은 중간에 포기하고 싶어질 정도의 시련에도 불구하고 성공을 의심하지 않고 끝까지 도전하기 때문이다.’ 많은 사람들이 ‘인생 최종 목표’를 묻는데 나는 그런 것이 없다. “내 최종 목표는 이거다”라고 정해 버리면 그것을 성취하고 난 다음에는 무슨 재미로 삶을 살겠나. 나도 알 수 없는 미지의 내 인생 최종 목표를 향해 이제 제대로 한 걸음 뗄 수 있는 준비가 됐다는 생각으로 하루하루를 살아간다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 【이영희 성균관대 물리학과 교수】 우리나라보다 해외 학계에서 더 유명하다. 기초과학연구원(IBS) 나노물리구조연구단장을 함께 맡고 있는 그는 전 세계 대학 연구실과 산업 현장에 ‘탄소나노튜브’ 열풍을 일으킨 한국의 대표 물리학자 중 한 명이다. 차세대 신소재로 각광받는 단층 탄소나노튜브의 대량 합성과 성장 메커니즘 규명이 그의 성과다. 대부분의 물리학자들은 ‘이론’과 ‘실험’ 가운데 하나를 골라 자기 주력 분야를 정한다. 그러나 이 교수는 탄소나노튜브 이론뿐 아니라 수소 저장, 투명전극, 복합체 연구 등 산업화 기술도 함께 개발해 이론과 실제를 겸비한 학자로 평가받는다. 그래서 누가 “기초과학은 투자 대비 성과가 적다”, “기초과학은 돈이 안 된다” 같은 말을 하면 질색을 한다. ‘기초과학을 통해 우리나라의 국가 경쟁력을 높인다’는 게 그가 제자들에게 항상 강조하는 말이다. ▲1955년 전북 김제 출생 ▲1987년 전북대 물리학과 교수 ▲1989년 미국 에임스국립연구소 방문연구원 ▲1993년 IBM 취리히연구소 방문연구원 ▲2001년 성균관대 물리학과 교수 ▲2006년 한국물리학회 학술상 수상 ▲2006년 국가석학 선정 ▲2014년 수당상 기초과학분야 수상. 【탄소나노튜브 Carbon nanotube】 탄소 6개로 이뤄진 육각형 모양이 서로 연결돼 가늘고 긴 대롱 모양을 이루고 있는 신소재. 1991년 일본 이지마 스미오 박사가 처음 발견한 이 물질은 튜브의 지름이 머리카락 굵기의 10만분의1에 불과한 나노(10억분의1)급 크기여서 탄소나노튜브로 불린다. 탄소나노튜브는 구리보다 전기 전도율이나 열 전달률이 우수하고 강도도 강철보다 100배 높은 것으로 알려져 있다. 반도체, 배터리, 초강력 섬유, 생체 센서 등으로 다양하게 활용될 것으로 기대된다. “제가 원래 털이 빨리 자라는 편이에요. 철도원 생활을 하다가 스물두 살에 대학에 들어갔는데 공부를 오랜만에서 해서 그런가, 너무 재미가 있는 거예요. 공부에만 정신이 팔리니까 다른 일들은 다 귀찮아지더군요. 하루이틀 안 깎은 게 60이 넘은 지금까지 이어지고 있는 거죠.”

“그야말로 잃어버린 8년이에요. 과학기술에서 1년 차이는 다른 분야의 10년 차이와 같다고 보는 게 일반적인데, 요즘엔 당장의 성과에 연연하다 보니 긴 안목으로 보는 정책이 나오지 못하고 있는 거죠.” 얼마 전 과학계 인사 몇 명과 저녁 자리를 갖고 과학기술계 돌아가는 이야기를 주고받던 중 참석자 한 명이 던진 한마디였다. 말인즉 이명박(MB) 정부가 과학기술부를 해체하면서부터 우리나라 과학정책에서 장기적 안목을 찾아보기 힘들어졌다는 것이다. 그는 “요즘 내놓는 과학기술 정책이라는 것들이 대개 길어야 5년 앞을 보고 추진하는 근시안적인 정책들, 혹은 외국 사례들 베끼기에 그치고 있다”고 했다. 곰곰이 생각해 보면 틀린 말은 아니다. 2008년 이명박 정부는 경제개발협력기구(OECD)와 국내 과학기술계의 반대를 무릅쓰고 가장 선진화된 과학기술 정책 시스템으로 평가받던 과기부를 해체했다. 당시 과기부를 없애고 교육과학기술부를 신설한 이유 중 하나는 일본의 사례였다. 일본은 2001년 ‘작은 정부’를 목표로 문부성과 과학기술청을 통합해 문부과학성을 설치했다. 그러나 일본은 과학기술 정책 약화를 우려해 문부과학성과 별도로 총리 산하 내각부에 장관급인 과기정책 담당 대신을 따로 두고 관련 정책을 총괄하도록 했다. 이번 정부는 단기 성과를 중시하는 산업기술인 정보통신기술(ICT)과 중장기적 전망과 정책이 필요한 과학을 붙여 미래창조과학부를 신설했다. 또 국가 연구개발(R&D) 시스템을 혁신하겠다며 독일 프라운호퍼 연구회처럼 상용화 연구에 강한 정부출연 연구소를 육성하겠다는 정책도 내놨다. 프라운호퍼 소속 연구소들은 상용화를 목표로 하는 연구들을 하지만 평균 연구 기간 5~10년의 중장기 과제들이 많고, 연구소 운영에 정부가 관여할 수 없을 정도로 독립성과 자율성이 보장된다. 최근 ‘근시사회’라는 책을 펴낸 미국 저널리스트 폴 로버츠는 “현대사회는 미래를 생각하지 않고 눈앞의 이익만을 보는 ‘근시’ 상태에 빠져 있다”고 지적했다. 근시 상태에 빠지면 개인의 특수성과 상황을 고려하지 않은 채 무조건 다른 사람을 추종하는 모습을 보이고, 현재의 효율성 때문에 미래를 망각하게 된다. 사회나 국가도 마찬가지일 것이다. 1967년 4월 21일 국민소득이 100달러도 되지 않던 우리나라가 개발도상국 중 유일하게 과학기술 전담 부처인 과학기술처를 세워 40여년간 눈부신 과학기술 발전을 이끌어 온 것은 현재의 부족함에서 돌파구를 찾으려는 ‘빈곤의 철학’ 덕분이었다. 그렇지만 여기저기 휩쓸려 다니는 과학기술 정책 부처, 녹색성장이나 창조경제 같은 정부의 국정 과제에 과학기술을 억지로 끼워 맞추려고 하는 모습, 일관성 없는 R&D 정책 등 최근 10년간 정권의 변화 때마다 나타난 모습에서는 근시 상태에 빠진 ‘철학의 빈곤’이 느껴진다. 개인의 근시는 안경이나 콘텍트 렌즈 또는 외과 수술을 통해 보정이 가능하다. 그렇지만 국가의 미래를 바라봐야 할 과학기술 정책에서 철학의 빈곤과 근시안은 무엇으로 고칠 수 있을까. edmondy@seoul.co.kr

최근 요소·변온물감 화학 반응 이용 미술품 복원에도 첨단과학 기법 접목 얼마 전 대전 대덕연구단지 내 한국화학연구원이 ‘화학과 우주’라는 주제의 미술 전시회를 열었다. 전시되는 회화 작품들은 ‘요소’와 ‘변온 물감’이라는 화학 재료와 화학반응을 이용한 것들이다. 요소는 사람의 소변 속에 포함된 물질 중 하나로 독일 화학자 프리드리히 뵐러가 시안산암모늄 수용액을 가열해 만들어 냄으로써 인간이 처음으로 합성에 성공한 유기화합물이다. 요소액과 원색 안료, 아교, 먹과 소금 등을 섞어 만든 물감을 캔버스에 채색하면 시간이 지나면서 수분은 증발하고 결정체가 만들어져 독특한 작품으로 탄생하게 된다. 변온물감은 온도에 따라 색깔이 변하는데 아무것도 없어 보이는 캔버스에 뜨거운 물을 붓거나 온도를 높여 주면 그림이 나타나게 된다. 최근 들어 이런 과학과 예술의 만남의 장이 자주 마련되고 있다. 20세기 들어 과학기술이 눈부시게 발전하면서 미술과 음악, 영화, 문학 등 다양한 장르의 예술 분야에 영향을 주고 있다. 홍성욱 서울대 과학사및과학철학협동과정 교수는 “미술 분야는 과학에서 새로운 표현 매체, 세계관, 미술을 기록하는 새로운 방법, 인간과 인간 활동에 대한 새로운 이해를 가져오고 과학은 미술로부터 새로운 비전과 과학적 세계관의 정당화 같은 통찰력을 얻는 식으로 상호 영향을 주고 있다”고 말했다. 입체파를 탄생시키고 20세기 미술계의 최고 거장으로 꼽히는 파블로 피카소는 “내 그림들은 모두 논리적 순서를 가진 연구와 실험으로 과학자가 새로운 이론이나 현상을 발견하는 것과 같다”고 입버릇처럼 얘기했다. 피카소를 필두로 한 입체파 화가들은 기존 회화의 한계를 뛰어넘기 위해 당시 최첨단 과학인, 프랑스 과학자 푸앵카레의 물리학과 비(非)유클리드 기하학을 공부했다고 한다. 입체파 훨씬 이전인 르네상스 시기에는 풍경화나 인물화 등의 사실적인 표현을 위해 투시(透視)화법이라는 신기술을 도입했다. 한 시선에 포착되는 사물의 형태를 원근법 원리에 따라 평면에 그리는 이 방법은 지금도 많은 미술 작품에서 보편적으로 사용되고 있다. 3차원 세계를 2차원 세계에 투영시키는 투시화법은 기하학의 한 분야인 사영(射影)기하학에서 기원한다. 영국의 대표적인 풍경화가인 존 컨스터블은 자연현상에 대한 과학적 이해 없이는 무지개 같은 자연을 정확히 그릴 수 없다고 믿었다. 구름을 잘 그리기 위해 기상학에서 구름의 분류를 공부하고 무지개 그림을 위해 뉴턴의 광학을 독학으로 공부했다는 것은 미술계에 잘 알려진 사실이다. 물리학이나 수학이 미술 작품의 새로운 표현 언어나 논리를 제시한다면 화학은 실제로 캔버스나 조각 작품에 어떻게 표현할 것인가에 응용된다. 회화에 쓰이는 여러 가지 안료, 조각에 쓰이는 석재·구리·철 등의 재료는 화학적 재료이고, 공예작품에 쓰이는 섬유나 유리·금속·목재도 화학적 처리 과정을 거치면서 독특한 형태의 질감이나 형태를 갖는 작품이 된다. 미술과 과학의 접목이 가장 활발히 이뤄지는 곳은 복원·보존 분야다. 미술품 복원이나 보존 연구자들의 궁극적인 목표는 미술 작품이나 문화재를 손상시키지 않고 원재료와 작품을 분석한 뒤 손상된 부분을 수리, 복원함으로써 더이상 손상이 진행되지 않도록 하는 데 있다. 지난해 초 멕시코 미초아칸대 복원팀은 1초에 1조회를 진동하는 고주파인 ‘테라헤르츠’파를 이용해 18세기에 지어진 이 지역 성당의 제단화가 1850년대에 처음 그린 그림과 완전히 다르다는 사실을 밝혀내 화제가 된 바 있다. 복원팀은 테라헤르츠파로 분석한 결과, 성당 제단화가 1차례의 보강 처리 후 세 차례나 덧칠됐다는 것을 규명했다. 이에 앞서 2013년 미국 로체스터대 연구팀도 테라헤르츠파를 이용해 프랑스 루브르 박물관에 있는 로마시대 프레스코화가 여러 번 덧칠되는 과정에서 원래 그림과 다르게 변형됐다는 것을 찾아냈다. 엑스선보다 투과력이 좋고 인체에 무해해 국제공항 검색대에서 많이 활용되는 테라헤르츠파는 최근 들어 이처럼 원형 훼손이 심한 미술품과 문화재 복원에 활발하게 이용되고 있다. 미술 작품이나 문화재를 손상하지 않으면서 성질을 파악하는 데 가장 선호되는 과학은 ‘라만 분광법’이다. 라만 분광법은 1930년 빛의 산란 연구로 노벨 물리학상을 받은 찬드라세카라 라만이 발견한 분석 기법으로, 빛이 분자를 만나면 종류에 따라 고유한 파장이 나타나는 원리를 이용한 것이다. 이를 이용하면 원료 성분을 분자 단위로 분석해 낼 수 있다. 한 과학계 인사는 “최근 과학기술 분야가 점점 전문화, 세분화돼 새로운 기술을 창조하기가 더욱 어려워지고 있다”며 “미술 분야에서 새로운 기법을 만들어 내기 위해 과학기술을 활용하는 것처럼 과학기술 역시 예술적 감성을 바탕으로 창조성에 대한 돌파구를 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr