최근 몇 년 사이 겨울철만 되면 추위 이외의 걱정거리가 생겼다. 다름 아닌 미세먼지. 중국이나 북한에서 유입되는 미세먼지도 있지만 국내에서 가동되고 있는 화력발전소나 공장들에서 배출되는 것들도 상당부분 차지하고 있다. 국내 연구진이 발전소나 산업분야에서 배출되는 미세먼지를 거의 완벽하게 잡아낼 수 있는 기술을 개발하고 실증을 완료했다. 한국에너지기술연구원 에너지절약연구실 연구진은 화력발전소 배출 가스에 포함된 1마이크로미터(㎛) 이하의 극초미세먼지(PM1)의 90%, 2.5㎛ 크기의 초미세먼지(PM2.5) 97%를 걸러낼 수 있는 ‘하이브리드 정전 분무 습식 전기집진기’를 개발했다고 19일 밝혔다. 특히 기술 개발 직후 4개월 동안 한국중부발전 보령발전본부 1발전소에서 실증 연구를 실시한 결과 그 효과가 입증돼 곧바로 상용화도 가능할 것으로 기대되고 있다. 연구진은 기존 전기집진기로 제거할 수 없었던 초미세먼지와 황 성분을 제거하는 탈황공정 중에서 만들어지는 초미세 석고입자의 배출을 함께 저감시키기 위해 습식 전기집진기에 정전 분무 기술을 도입했다. 습식 전기집진기는 전기집진 장치의 집진 표면에 물을 계속 공급해 수막을 형성해 오염물질을 제거하는 장치인데 일반 전기집진기보다 처리량이 2배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 여기에 물을 분무할 때 고전압을 가해 액체가 전기장을 갖도록 한 정전분무 기술을 결합시켰다.현재 산업분야에서 널리 사용되는 집진기에 이번 기술을 적용하면 집진기 내부에 수 킬로볼트(kV)의 높은 전하량을 갖는 미세 물방울이 분사되면서 10㎛ 이상 미세먼지는 원심력과 중력에 의해 떨어지도록 하고 그 이하의 미세먼지는 정전기적 인력과 물방울과 응집되는 현상으로 집진할 수 있게 된다. 현재 세계 최고 수준의 기술은 일본 NCM사에서 갖고 있는데 PM2.5를 약 90% 정도 걸러낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 그런데 이번에 국내 연구진이 개발한 기술을 이용하면 PM2.5는 97%, PM1은 95%를 저감시키는 것으로 측정돼 세계 최고 수준에 오른 것으로 평가받는다. 최종원 에너지기술연구원 박사는 “이번 기술에서 활용한 정전 분무 기술은 초미세먼지 외에 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 등 가스 상태의 먼지를 높은 효율로 저감시칼 수 있으면서도 폐수발생량도 최소화시킬 수 있다”면서 “현재 쓰이고 있는 집진기에 비해 설치 면적이 작고 물 사용량도 적어 발전소 외에도 제철소, 제련소, 석유화학 공장 등에서 다양하게 쓰일 수 있을 것”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 가상현실(VR), 증강현실(AR)용 기기에 쓰이는 디스플레이를 만들 때 일본 기술 의존도를 ‘0’으로 낮출 수 있는 방법을 개발했다. 한국생산기술연구원 마이크로나노공정그룹 연구진은 VR·AR용 유기발광다이오드(OLED)의 화소를 유리 기판 위에서 손쉽게 만들 수 있는 공정기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 기술로 만들어진 VR·AR용 OLED는 1867 PPI(인치당 픽셀수)의 해상도를 보여 세계 최고 수준이라는 평가를 받고 있다. 일반적으로 VR·AR에 쓰이는 디스플레이는 TV나 스마트폰보다 어둡고 선명도가 낮아 장시간 사용시 몰입도가 떨어지고 눈의 피로가 심해진다. 생생한 화질을 만들어 내기 위해서는 육안으로는 단위 화소를 구분할 수 없을 만큼 PPI를 높여야 한다. 일반적으로 현재 최고 화질의 TV라고 하는 4K UHD TV는 100~200 PPI, 스마트폰은 500 PPI를 요구하는데 VR·AR 기기는 최소 1800 PPI를 달성해야 한다. 이 때문에 스스로 빛을 내는 특성을 가져 화소 크기를 줄여도 색상 표현이 뛰어난 OLED가 VR·AR용 소재로 주목받고 있다. OLED 화소는 기판 위에 유기물질을 일정간격으로 증착시켜 만드는데 RGB 방식과 WOLED 방식으로 구분된다. 적색, 녹색, 청색 유기물질을 순서대로 증착시키는 RGB 방식은 백색 OLED에 컬러필터를 입히는 WOLED 방식보다 만들기가 어렵지만 밝기와 전력효율이 높다는 장점이 있다. 또 VR·AR용 고해상도 디스플레이를 만들 때는 유리 기판이나 실리콘 기판을 사용하는데 유리기판은 생산단가가 낮아 대형 디스플레이 제작에 유리하다. 이에 연구팀은 RGB 방식과 유리기판 방식의 장점을 살려 VR·AR용 고해상도 OLED 디스플레이 제조공정을 개발했다. 연구팀은 OLED 용액을 미세한 간격으로 담을 수 있는 특수용기와 채널 속에만 용액이 달라붙도록 한 선택적 표면처리 기법, 빛을 흡수해 열로 전환시켜주는 광열변환층 기술을 만들었다. 특수 용기 위에 유리기판을 놓은 다음 그 아래에서 순간적으로 강한 빛을 내는 제논 플래시 램프를 작동시켜 특수용기속 광열변환층이 300도 이상 열로 OLED 용액을 빠르게 기화시켜 정해진 간격대로 기판에 증착시키는 것이다. 이번 기술로 VR·AR용 OLED를 만들 경우 쉽게 대형화를 할 수 있으며 RGB 방식의 증착공정시에 필요한 파인메탈마스크를 사용하지 않아도 된다는 것이다. 파인메탈마스크는 일본에서 100% 독점 생산하는 것인데 이번 기술을 활용하면 VR·AR용 OLED 생산시 일본 기술에서 독립할 수 있게 된다. 조관현 생산기술연구원 박사는 “미세전자기계기스템(MEMS) 공정을 활용해 VR·AR용 OLED 해상도를 더욱 높일 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

쓸모없이 버려진 나무 같이 식물 폐기물을 햇빛과 미생물로 분해해 고부가가치의 석유화학제품을 만들 수 있는 기술이 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 연구진은 폐목재에 많이 있는 ‘리그닌’이라는 물질을 태양광 에너지로 고부가가치 화합물로 바꿀 수 있는 광-전기-생물촉매 시스템, 일명 융합촉매 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 바이오매스는 온실가스인 이산화탄소를 대기 중에 늘리지 않으면서도 석유나 석탄, 천연가스 같은 화석연료나 석유에서 만들어 낼 수 있는 석유화합물을 대체할 수 있는 자연 탄소물질이다. 특히 리그닌은 침엽수나 활엽수 같은 나무의 구성성분 주에서 지용성 페놀 고분자로 다양한 화합물을 만들어 낼 수 있는 잠재력 있는 물질이지만 셀룰로오스 성분과 달리 규칙성이 없고 복잡한 구조 때문에 쉽게 분해할 수 없다는 문제가 있다. 리그닌을 분해하기 위해서는 효소 같은 생물촉매를 사용해야 하는데 이 때 투입되는 과산화수소의 양을 잘못 조절할 경우 촉매반응이 방해돼 분해가 어려워질 수 있다.연구팀은 태양광 에너지에서 전기를 얻고 이 전기로 과산화수소를 만든 다음 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화시키는 연속적 메커니즘을 갖도록 했다. 이번에 개발한 기술은 광-전기-생물촉매가 각각 나눠진 반응용기 내에서 순차적으로 반응을 일으키도록 돼 있기 때문에 반응효율을 낮출 가능성을 원천 차단했다. 특히 과산화수소는 만들어지는 즉시 생물촉매에 의해 사용되기 때문에 과산화수소 농도가 일정하게 유지돼 리그닌 분해가 안정적으로 진행될 수 있다. 연구진은 “이번 연구는 전기에너지나 시약을 추가하지 않고 태양광 에너지만으로도 리그닌을 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 만들었다는데 의미가 크다”라며 “친환경적 방법으로 폐목재 같은 바이오메스를 바닐린이나 바이오고분자 같은 각종 고부가가치 화학물질로 전환할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“기초과학연구원(IBS)는 최고의 과학자들이 모여 최고 수준의 연구를 하는 집단이다. 연구비도 국내에서 최고 수준으로 주어지는데 연구비가 많은 만큼 기관은 물론 개별 연구자들도 책임감을 무겁게 느껴야 한다.” 지난 9월 10일 취임한 최기영 과학기술정보통신부 장관은 18일 서울 여의도 한 음식점에서 취임 후 첫 기자간담회를 갖고 이 같이 밝혔다. 최 장관은 “연구자들에게 연구비 집행같은 행정적 문제까지 맡다보니 문제가 발생하는 것”이라며 “연구와 행정을 엄격하게 분리하는 방향으로 행정시스템을 개편하면 연구자들의 실수나 부정이 줄어들고 좀 더 체계적이고 훌륭한 연구기관이 될 것이라 믿는다”고 말했다. 연구자가 연구에만 몰입할 수 있는 행정시스템 개편에 속도를 내겠다는 의미이다. 특히 최 장관은 IBS를 둘러싼 여러 뒷말들에 대해 “IBS에만 문제가 있는 것처럼 비춰지고 있지만 사람 사는 세상은 다 비슷한 것처럼 연구비나 인력이 많은 곳에서 문제가 생길 수 밖에 없다”라며 “그렇다고 과기부가 손놓고 있겠다는 의미는 아니며 행정시스템 개편을 비롯해 연구단의 인력문제 같은 앞으로 더 개선해야 될 문제들을 모두 살펴볼 것”이라고 말했다. 그는 “좋은 연구를 많이 한다고 하더라도 연구비를 많이 지원 받는 만큼 책임감도 무겁게 느껴야하는 것도 사실”이라고 덧붙였다. 또 최 장관은 2022년 7월 달 궤도선 발사와 관련해 일부 언론에서 보도된 것과는 달리 미국항공우주국(NASA)와 관련한 협의를 긴밀하게 진행하고 있는 만큼 걱정시킬 일은 없을 것이라고 말했다. 최 장관은 “지난달 주무 연구기관인 한국항공우주연구원과 NASA가 기술대면회의를 진행했으며 오는 19~21일에도 2차 기술대면회의를 진행할 것”이라며 “연구자 간 다양한 의견이 자유롭게 개진되고 연구자 의견을 존중하는 방향으로 사업을 추진할 것이며 이에 대해서는 NASA측에서도 동의하고 있다”라고 밝혔다. 한편 취임 직후 보안 분야와 인공지능 분야에 대한 과기부 제2차관실 조직 개편에 뒤따라 과학기술 분야를 담당하는 1차관실의 조직 개편에 대해서 최 장관은 “현재로서는 개편 계획이 전혀 없는 상태이고 개편 필요성이 있는지 검토해보겠다”고 밝혔다. ICT 분야를 담당하고 있는 제2차관실에서 주도하고 있는 인공지능(AI) 발전 계획에 대해서 최 장관은 “연내에 AI 국가전략을 만들어 경제활성화를 위한 재도약 발판을 만들 것”이라며 AI 분야에서도 인재양성이 핵심이라고 강조하며 이 부분에 과기부의 역량을 집중할 것이라고 말했다. 최 장관은 “산업현장에서 당장 필요한 AI 인재를 어떻게 빠른 시간에 확보할 수 있느냐하는 문제에 대해서는 세계 각국이 AI 전문가를 영입하려는 치열한 경쟁상황에서 어떤 이득을 줘야 그들을 끌어들일 수 있을 지 고민하고 있다”고 말했다. 그는 또 “모든 분야에서 그렇듯이 AI 분야에서도 인재양성이 가장 중요하고 장기적인 관점에서 봐야 하는 문제”라며 “초중등학교에서 소프트웨어와 AI 관련 교육 확대와 교대, 사범대 내에 AI와 소프트웨어 교육 필수화를 교육부와 논의 중”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨화학상은 리튬이온전지를 개발하고 상용화를 이끈 과학자 3명에게 돌아갔다. 원자번호 3번인 리튬은 최상급의 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐만 아니라 가볍고 용량이 큰 2차전지에 최적화된 소재이다. 문제는 고등학교 화학시간에 실험해서 알 수 있듯이 리튬과 나트륨 같은 금속은 물과 닿는 순간 엄청나게 폭발하는 특성을 갖고 있어서 전지로 만들었을 때도 자칫 폭발가능성이 크다. 이 때문에 폭발위험성을 낮추기 위해 흑연을 음극에 사용한 리튬이온전지가 먼저 상용화된 것이다. 국내 연구진이 리튬이온전지보다 이론상 에너지 밀도가 10배 이상 높은 것으로 알려진 ‘리튬금속전지’의 폭발위험성을 획기적으로 낮춘 연구결과를 내놨다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 연구진은 리튬금속전지의 상용화를 막는 가장 큰 문제인 물리화학적 불안정성을 없앨 수 있는 리튬-알루미늄 합금 기반 음극재를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 리튬이온전지는 상용화 후 기술개발이 지속적으로 이뤄져 무게당 에너지 밀도를 높이는데 한계에 다다른 상태이다. 전기자동차, 드론, 사물인터넷(IoT) 등 고용량 전지가 요구되는 만큼 리튬이온전지를 넘어선 2차전지의 필요성이 커지고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 리튬금속전지에 주목하고 폭발위험성을 낮추기 위한 연구에 착수했다. 그 결과 시중에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄을 리튬과 합금으로 만들어 불안정성을 잡은 것이다. 또 음극으로 사용되는 리튬-알루미늄 합금 표면에 이황화몰리브덴 기반의 초박막 인조보호막을 만들어 전지용랑과 수명을 급격히 떨어뜨리는 덴트라이트라는 현상을 억제했다. 한편 연구팀은 리튬-알루미늄 합금 음극재 개발 뿐만 아니라 전해질 시스템을 최적화시켜 리튬이온전지의 수명을 2배 이상 늘리는데도 성공했다. 조원일 KIST 박사는 “이번 연구로 기존 리튬이온전지를 대체하는 2차전지를 만들어 드론, 자율주행차, 에너지저장시스템(ESS) 등 발전에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“우리 애는 여자라서 그런지 수학이 좀 약한 것 같아요”, “제가 여자라서 그런지 길 눈이 좀 어두워요”라는 말을 하는 이들을 간혹 만날 수 있다. 과연 남자는 여자보다 수학을 잘하고 공간지각력이 뛰어나서 낯선 곳에서도 길을 쉽게 찾을 수 있는 것일까. 여자는 남자들보다 미술이나 음악 등 미적 감각이 뛰어난걸까. 최근에는 남자와 여자의 뇌가 다르다는 생각은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 뇌과학자와 실험심리학자들이 ‘남녀의 뇌 차이’라는 것은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과를 또 하나 내놔 주목받고 있다. 미국 로체스터대 뇌·인지과학과, 시카고대 심리학과, 카네기멜론대 심리학과 공동연구팀은 아동, 청소년들의 뇌에 발달에 대한 종합적 조사를 실시한 결과 남녀간 뇌 기능이나 수학능력에서 성별의 차이는 전혀 없다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 3~10세의 남녀 아동청소년 104명(여자 55명, 남자 49명)과 63명의 성인남녀(여성 25명, 남성 38명)을 대상으로 뇌활동을 측정하기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 또 11.6분 분량의 숫자세기, 덧셈과 같은 간단한 수학 관련 교육영상을 시청하도록 한 다음 fMRI를 찍었다. 여기에 한 문제 풀이에 평균 1.1~1.2초 정도 걸리는 간단한 수학문제 70문항을 내고 풀도록 하면서 fMRI를 촬영했다. 분석 결과 남자와 여자의 뇌활동에 있어서는 어떤 차이도 발견하지 못했으며 수학 관련 교육영상을 볼 때나 간단한 수학문제를 풀 때도 활성화되는 뇌부위가 일치한다는 사실을 발견했다. 또 수학문제를 풀거나 수학동영상을 볼 때 아이들이나 성인이나 같은 부위의 뇌영역이 활성화된다는 것도 확인했다. 생물학적으로는 남녀의 뇌 차이를 발견하지 못한 연구팀은 아이들과 성인들을 대상으로 수학과 과학수업 시간에 대한 기억과 문제를 잘 풀지 못했을 때 부모의 반응 등을 조사했다. 그 결과 연구팀은 여자아이들에게는 사회적, 문화적 편견이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야에서 멀어지게 만든다는 사실을 확인했다. 가정에서 수학이나 공간인지 같은 문제에 대해서는 남자아이들과 더 많은 시간을 보내며 학교에서도 교사들이 수학이나 과학시간에 남학생들에게 더 집중한다는 것을 밝혀냈다. 즉 수학과 과학능력에 대한 주변의 기대가 남녀의 차이를 만들어 낸다는 설명이다. 연구팀 관계자는 “일반적 사회화 과정에서 마찬가지로 과학과 수학분야에서도 사소한 편견이나 판단이 눈덩이처럼 불어나 남녀간 대하는 방법이 달라지게 되는 것”이라고 강조했다. 연구를 이끈 제시카 캔틀론 카네기멜론대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 아이들의 뇌가 성별에 상관없이 똑같이 기능한다는 것을 보여줌으로써 기존 편견이 사실과 다르다는 것을 보여주고 있다”라며 “지능이나 능력에 대한 성불평등은 사람이 아니라 상황 때문에 만들어진 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

병원이 문을 닫는 밤 시간에 아이가 아프거나 다치면 부모들의 마음은 급해진다. 칼이나 가위 같은 날카로운 물건에 베었을 때 필요한 소독약이나 반창고, 멸균 붕대 등은 막상 눈에 띄지 않기도 한다. 반창고나 소독약, 상처치료 연고, 탈지면 등이 들어 있는 응급 치료 세트를 갖고 있더라도 정작 필요한 것들은 하나씩 보이지 않아 답답한 경우가 많다. 미국 몬태나공과대 기계공학과, 나노기술연구소 연구팀은 상처에 스프레이를 뿌리는 것만으로도 치료제가 포함된 약물 붕대가 만들어지는 응급 치료 장치를 개발했다고 14일 밝혔다. 응급 상황에 신속하게 대응할 수 있는 이 같은 치료 기술은 기계공학 분야 국제학술지 ‘진공 과학기술’ 11월 13일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 전기방사라는 기술을 바탕으로 하고 있다. 전기방사는 생체적합성이 있는 고분자 용액에 강한 전기장을 가해 나노섬유를 만들어 내는 기술이다. 문제는 전기방사를 위해서는 고전압이 필요하기 때문에 인체에 가깝게 대고 사용할 경우 감전이나 화상을 입을 수 있다는 점이다. 연구팀은 고전압을 사용하는 것이 아니라 스프레이 페인트처럼 통 속 압력 펌프를 이용해 공기압만으로 고분자 용액을 나노섬유로 만들어 분사할 수 있는 장치를 만들었다. 캔에 들어 있는 모기약이나 페인트를 뿌리는 것처럼 상처 부위를 향해 버튼을 누르기만 하면 소독약이나 항생제가 섞인 나노섬유가 피부로 분사돼 붕대처럼 상처 부위에 달라붙게 된다. 나노섬유가 피부에 ‘착’ 달라붙기 때문에 피부의 굴곡에 상관없이 사용할 수 있고 세균 침투 가능성도 전혀 없다는 장점이 있다. 또 붕대 재료인 고분자 용액과 함께 사용되는 약물을 모듈 형식으로 필요에 따라 바꿔 사용할 수도 있다. 제시카 안드리올로 몬태나공과대 박사(의생명공학)는 “이번 기술은 상처를 손으로 만지지 않고 약물과 함께 붕대를 직접 뿌리는 방식으로 드레싱하는 것이기 때문에 감염 위험과 통증을 줄일 수 있다”며 “의료기관이 멀리 떨어져 있어 응급 상황에 빠르게 대처할 수 없는 의료 소외 지역에서 특히 유용하게 쓰일 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

‘일리아드’와 ‘오디세이’의 작가 호메로스는 ‘잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것’이라 했고, ‘돈키호테’의 저자 세르반테스는 ‘수면은 피로한 마음의 가장 좋은 약’이라고 말했다. 살아 있는 생명체는 어떤 방식으로든 잠을 자기 마련이다. 사람이 일생의 3분의1 정도의 시간을 할애한다는 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 깨어 있는 동안 고갈된 신경전달 물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 가능케 해준다. 이 때문에 많은 사람들은 편안하고 깊은 밤잠을 자고 싶어 한다. 그렇지만 잠자리에 눕기만 하면 깊은 잠에 빠져드는 사람이 있는가 하면 아무리 노력해도 숙면을 취하지 못하는 이들도 있다. 미국 보스턴대 물리학과 네트워크생리학연구실, 매사추세츠대 의대, 하버드대 의대 수면의학부, 베스 이스라엘 디코너스 메디컬센터, 브리검여성병원 공동연구팀은 깊은 잠을 자는 사람들은 잠이 드는 순간 지진이 났을 때 나타나는 지진파처럼 갑작스럽고 폭발적인 뇌파가 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 전산생물학’ 11월 15일자에 실렸다. 연구팀은 눈동자가 움직이지 않고 깊이 잠든 상태인 비렘수면(Non-REM)에 관여하는 뇌간의 PZ 영역을 손상시킨 생쥐 10마리와 일반 생쥐 5마리를 대상으로 뇌파(EEG)와 근전도(EMG) 조사를 10일 동안 했다. 그 결과 깊은 잠에 빠져드는 순간 뇌에서 델타파가 폭발적으로 증가한다는 사실을 확인했다. PZ 영역이 손상된 생쥐는 잠이 들면 델타파나 세타파가 발생하기는 하지만 일반 생쥐와 달리 폭발적으로 늘지 않아 숙면을 취하지 못한다는 것이 확인됐다. 플라멘 이바노프 보스턴대 교수(생물물리학)는 “깊고 조용한 잠을 자기 위해서는 역설적이게도 대뇌 피질에서 뇌파가 폭발적인 움직임을 보여야 한다는 사실을 알게 됐다”며 “이번 연구를 통해 잠에 대해 더 잘 이해할 수 있게 됐으며, 새로운 수면장애 치료법을 찾는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2020학년도 대학수학능력시험이 치러진 14일은 중부지방을 중심으로 올가을 들어 가장 추운 날씨를 보였다. 이런 입시한파는 주말에 다소 풀리겠지만 일요일 오후부터 월요일까지 전국에 비가 내린 뒤 다음주 화요일부터는 다시 추워지겠다. 14일 오전 8시 기준 서울은 영하 2.4도로 체감온도는 이보다 낮은 영하 7.5도를 기록했다. 이는 평년보다 6.4도 낮은 기온분포로 올가을 들어 가장 추운 날씨였다. 이 밖에도 인천 영하 1.1도, 춘천 영하 1.9도, 대전 0.2도 등 중부지방 많은 곳들이 올가을 들어 최저기온을 기록했다. 기상청은 “15일은 중부지방의 경우 북서쪽에서 다가오는 기압골의 영향을 받아 흐린 날씨를 보이겠고 남부지방은 고기압의 영향으로 맑을 것”이라고 14일 예보했다. 기압골의 영향으로 서울과 경기, 강원 영서, 충청북부와 경북북부 등 중부지방을 중심으로 15일 새벽부터 오전 사이에 비가 오는 것이 있을 것이라고 기상청은 전망했다. 예상 강수량은 5㎜ 내외가 되겠다. 15일 전국의 아침 예상기온은 영하 4도~영상 7도로 평년(영하 1도~영상 8도)보다 다소 낮을 것으로 전망됐다. 지역별 아침기온은 춘천, 세종 영하 2도, 대구 영하 1도, 대전, 광주 2도, 서울 3도, 부산 5도, 제주 8도 등이다. 이 같은 입시 한파는 토요일에 다소 풀리겠지만 일요일 오후부터 월요일 오전까지 전국적으로 비가 내린 뒤 화요일부터 다시 추워지겠다. 실제로 19일 화요일 서울 아침 기온은 영하 3도로 예상됐고 낮에도 5도에 머물러 추운 날씨를 보이겠다. 한편 국립환경과학원에 따르면 15일 전국의 미세먼지 농도는 대체로 ‘보통’ 수준을 기록하겠지만 수도권, 강원 영서, 충북지역은 늦은 오후부터 국외 미세먼지가 유입되고 밤에 대기가 정체되면서 ‘나쁨’ 수준을 기록할 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“두려워할 이유는 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무이다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠준다.” 소름 끼칠 정도로 방대한 양과 복잡한 문장을 자랑하는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’로 20세기 최고의 작가 중 한 명으로 평가받는 마르셀 프루스트가 이 세상 모든 나무에 바친 찬사이다. 오랫동안 인류에게 쉼터를 제공하고 건축자재로 사랑받았던 나무의 쓸모가 바뀐 것은 1867년이었다. 제2회 파리 만국박람회에 정원사 조지프 모니에는 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 ‘정원 물통’을 전시했다. 간단해 보이는 이 작품은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 시작점이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에도 용이하고 화재에도 강하다는 장점 때문에 벽돌과 목재를 순식간에 대체했다. 그러나 지구온난화 문제와 친환경 트렌드가 만나면서 나무에 대한 관심이 다시 높아지고 있다.실제로 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근, 철골, 시멘트를 만들어야 한다. 또 완공된 건물에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 투입된다. 이 때문에 건축 부분에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소 저장 능력이 떨어지는데 그대로 둬 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장하고 있던 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황에 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축자재로 쓰면 탄소가 공기 중에 배출되는 것을 막을 수 있다는 점에 연구자들은 주목하고 있다. 그러나 목조건축물이 화재에 취약하다는 문제점은 여전히 골칫거리이다. 그런데 영국 케임브리지대 건축학과 자연재료혁신센터, 오스트리아 빈 자연자원·생명과학대(BOKU) 목재기술 및 재생재료연구소 공동연구팀은 대나무를 세포생물학적으로 분석한 결과 에너지 효율이 높고 불에 강한 목재 건축 기술이 가능하다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 13일 자에 발표했다.대나무의 탄성과 강도 같은 물리적 특성과 관해서는 많은 연구가 있어왔지만 대나무 내부의 세포구조에 대한 연구는 많지 않았다. 이에 연구팀은 중국, 대만에서 주로 자라는 모소 대나무 3~5년생을 잘라 수분함량이 10%가 될 때까지 말린 다음 열전도율을 측정하는 주사열현미경(SThM)으로 분석했다. 모소 대나무는 최대 28m까지 자라기 때문에 중국이나 대만 등에서는 건물을 지을 때 작업자들이 오갈 수 있도록 하는 임시가설물인 비계 재료로 많이 쓰인다. 분석 결과 대나무 내부는 두꺼운 섬유질과 얇은 섬유질 층이 번갈아 있는 복잡한 셀룰로스 구조를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무의 강도에 영향을 미치고 얇은 섬유질 층의 세포들은 생장 방향과 직각에 가까운 각도로 정렬돼 있어 열전도율을 낮추는 역할을 한다는 것이다. 건물 성능 중 중요한 요소 중 하나는 필요한 열은 보존하고 불필요한 열은 차단시키는 단열 기능으로 열전도율을 낮추는 것이 핵심이다. 대나무의 얇은 섬유질 층은 천연 단열재 역할을 한다는 것이 연구진의 설명이다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무가 화염에 노출됐을 때 불이 붙기 어렵게 만들 뿐만 아니라 확산 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 확인됐다. 대실 샤 영국 케임브리지대 교수(자연재료·구조공학)는 “이번 연구를 통해 대나무의 열적 특성을 파악함으로써 목조 건축물의 에너지 소비를 줄이고 불이 났을 때 안전성을 높일 수 있는 방법을 찾을 수 있게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

푸에르토리코, 미국, 호주, 베트남, 영국 등 11개국 82개 연구기관이 참여한 대규모 국제공동연구팀은 치명적인 열대 전염병으로 알려진 뎅기열의 확산을 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12일 자에 실렸다. 뎅기열은 적도를 중심으로 한 열대지역에서 발생하는 전염병으로 확실한 치료법이 없는 상태다. 연구팀은 페루 이키토스, 푸에르토리코 산후안 2곳을 대상으로 1990~1991, 2000~2001, 2008~2009년에 발생한 뎅기열 통계와 기후 자료를 바탕으로 예측 모델을 만들었다. 이 모델은 뎅기열 발생 장소와 시기를 4개월 전에 예측할 수 있는 것으로 확인됐다. 예측 결과를 바탕으로 모기 서식지를 집중 방역하는 방식으로 뎅기열을 없앨 수 있을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“몸이 천 냥이면 눈이 구백 냥”, “이가 튼튼한 게 최고의 복”, “아픈 곳이 내 몸에서 가장 소중한 부위” 등등 건강에 관한 격언들은 많습니다. 겉으로 드러나 있는 피부에 상처가 나거나 눈이나 귀, 치아 등에 이상이 생기면 금세 알아차립니다. 그렇지만, 몸속 장기들은 심각한 상황이 되지 않으면 얼마나 문제가 있는지 알기 어렵습니다. 심장은 인체의 엔진으로 ‘요람에서 무덤까지’ 쉬지 않고 움직이는 가장 부지런한 신체 장기입니다. 쉬지 않고 열심히 일하는 심장이다 보니 고장 나기도 쉽습니다. 미국의 경우 해마다 약 61만명이 심장질환으로 사망하고 있고 한국인의 3대 사망원인 중 하나도 심장질환입니다. 심혈관질환은 노년층에게서 주로 발병하는 것으로 인식돼 왔지만 편리함을 추구하는 생활습관과 맛있는 음식들의 유혹 때문에 최근 들어 심장질환을 앓는 연령층은 점점 낮아지고 있는 추세입니다. 이런 가운데 미국 컬럼비아대 의대, 듀크대 의대 공동연구팀은 저녁 8시 이후 야식이 심장 건강을 위협하는 최악의 습관이라는 연구결과를 내놨습니다. 이 같은 연구결과는 오는 16~18일 미국 필라델피아에서 열리는 ‘미국심장학회 2019 과학콘퍼런스’에서 발표됩니다. 연구팀은 심장질환을 앓은 적이 없는 여성 112명을 대상으로 흡연과 음주 여부, 평소 식단, 운동 시간 및 횟수 같은 생활 습관과 체중, 콜레스테롤, 혈압, 혈당 등 건강관련 데이터를 측정했습니다. 연구팀은 이들에게 1년 동안 매일 식단, 식사 시간, 운동 시간을 컴퓨터나 스마트폰에 기록하도록 했습니다. 1년이 지난 뒤 연구팀은 실험 직전 데이터, 1년 동안 작성한 생활 데이터, 건강검진 결과들을 비교분석했습니다. 그 결과 오후 8시 이후에 먹는 야식을 즐겼던 사람들이 그렇지 않은 사람보다 혈압, 체질량지수, 혈당수치가 높았고 혈관 노화 역시 심각한 것으로 드러났습니다. 스페인 카를로스3세 보건연구소, 바르셀로나 의대, 그리스 아테네 하로코피오대, 아테네대, 호주 캔버라대, 호주국립대 의대 공동연구팀은 중년 이후에도 근육량을 일정하게 유지하는 것이 심장질환을 막는 데 도움이 된다는 연구결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘역학과 공중보건’ 12일 자에 발표했습니다. 연구팀은 18세 이상의 성인남녀 3042명을 10년 동안 장기추적 조사했습니다. 그 결과 꾸준한 운동을 통해 적정한 근육량을 유지하고 있는 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 체중, 체지방, 혈압이 정상인 경우가 많았으며 혈관 나이도 생물학적 나이보다 어린 것으로 조사됐습니다. 특히 40세 이후 중년 남녀들에게 근육량은 심장질환 발병률과 밀접한 관계가 있다고 연구팀은 강조했습니다. 하버드대 공중보건대 연구진 역시 심장마비를 한 번 이상 경험했던 50세 이상 남성 1500명을 대상으로 14년 동안 장기추적 관찰을 한 결과 심장마비 환자들도 하루 30분~2시간 정도 걷거나 가벼운 운동을 매일 하면 기대수명만큼 살 수 있다고 밝히기도 했습니다. 진화의학 차원에서 인간의 몸과 유전자는 여전히 원시시대에 머물러 있다고 합니다. ‘공부에 왕도가 없듯’ 건강을 유지하는데도 왕도는 없는 법입니다. 건강한 삶을 위해서는 원시시대 선조들처럼 덜 먹고 부지런히 움직이는 수밖에 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

2020학년도 대학입학수학능력평가 시험을 하루 앞둔 13일 서울과 인천, 경기도, 강원도 일부지역에 한파주의보가 발령됐다. 기상청은 13일 밤 11시를 기해 서울, 인천, 경기도(여주, 안성, 이천, 평택 제외), 서해5도와 강원도 일부 지역에 한파특보를 발령한다고 밝혔다. 한파주의보는 전날 아침 기온보다 10도 떨어졌을 때 발령되고 15도 이상 떨어질 때는 한파경보가 내려진다. 13일 오후부터 한반도 북서쪽에서 차고 건조한 공기가 남하함에 따라 중부지방으로 아침 기온이 큰 폭으로 떨어지면서 전날보다 4~10도 가량 낮아 영하로 떨어지는 곳이 많겠으며 전국 대부분 지역에 바람까지 강하게 불어 체감온도는 5~10도 더 낮을 것으로 보인다. 서울의 경우 당초 14일 아침 기온이 영하 1도로 예상됐지만 영하 3도로 수정됐으며 체감온도도 영하 8도 안팎이 될 것으로 보인다. 지역별 14일 아침 기온은 춘천 영하 4도, 서울 영하 3도, 대전 1도, 대구 3도, 광주 5도, 부산 6도, 제주 12도 등이 되겠다. 기압골의 영향으로 수능 예비소집일인 13일 오후부터 밤 사이에 전국 대부분 지역에 비가 내리고 일부 중부내륙과 경북내륙은 밤사이에 기온이 떨어지면서 비가 눈으로 바뀌는 곳도 있을 것으로 보이며 강원도 높은 산지에는 눈이 쌓이는 곳도 있을 것으로 기상청은 전망했다. 예상 강수량은 서울, 경기, 강원영서, 충청도는 5~30㎜, 강원영동, 전라도, 경상도, 제주도 지역은 5㎜ 내외가 되겠다. 이 비는 수능 당일인 14일에 잠시 그쳤다가 15일에 중부지방을 중심으로 다시 비가 내릴 것으로 보인다. 기상청 관계자는 “13일 내린 비가 밤 사이 기온이 떨어지면서 얼어 14일 아침에는 도로가 미끄러운 곳이 많고 바람 때문에 몹시 추울 것으로 예상되는 만큼 수험생들 교통안전과 건강관리에 각별히 유의해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

액상형 전자담배는 기존 불을 붙여 피우는 일반담배보다 유해물질이 적다고 인식되면서 흡연자들에게 애용됐다. 그런데 최근들어 미국에서 액상형 전자담배를 피운 사람들 사이에서 기침, 호흡곤란, 가슴통증 등 폐질환이 증가하면서 유해성 논란에 불이 붙었다. 이 같은 가운데 미국 연구진이 전자담배가 일반담배보다 건강상 절대 안전하지 않다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국심장학회 산하 담배규제과학센터 연구진은 각각 다른 2가지 실험을 진행한 결과 전자담배가 각종 건강지표에 부정적인 영향을 미치고 혈류량을 감소시킴으로써 일반담배와 똑같거나 건강에 더 심각한 문제를 일으킬 수 있다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 오는 16~18일 미국 필라델피아에서 열리는 ‘미국심장학회 2019 과학컨퍼런스’에서 발표될 예정이다. 연구팀은 심혈관 질환을 앓았던 적이 없는 21~45세의 건강한 성인남녀 476명을 대상으로 각종 건강지표를 비교분석했다. 분석대상으로 꼽힌 이들은 비흡연자 94명, 전자담배 흡연자 45명, 일반담배 흡연자 285명, 전자담배와 일반담배를 함께 피우는 흡연자 52명으로 구성됐다. 분석결과 전자담배 흡연자는 비흡연자에 비해 나쁜 콜레스테롤이라고 불리는 LDL 수치가 높았다. 전자담배나 일반담배를 피우는 사람들의 좋은 콜레스테롤 HDL 수치는 매우 낮게 나왔는데 전자담배를 피우는 사람들이 일반담배를 피우는 사람들보다 LDL 수치가 약간 더 높게 나왔으며 전자담배와 일반담배를 혼합해 피우는 사람들의 건강수치가 가장 나쁘게 나왔다. 연구팀은 연구팀은 24~32세의 심장질환을 앓은 적이 없는 19명의 흡연자를 대상으로 심장초음파 검사로 흡연 전후의 관상동맥기능과 형태, 혈류량 변화를 측정했다. 그 결과 일반담배를 피웠을 때보다 전자담배를 피웠을 때 관상동맥 내피질 손상이 더 크게 나타났고 혈류량 감소폭이 크게 나타났다. 미국 LA 시다스-시나이 메디컬센터 공중보건연구부 수잔 쳉 교수는 “이번 연구들은 전자담배가 일반담배보다 건강에 미치는 영향이 적다라는 생각을 뒤집는 것”이라며 “심혈관질환에 대한 가족력이 있는 사람들은 전자담배 사용을 피하는 것이 바람직하며 전자담배든 일반담배든 흡연은 건강에 악영향을 미치는 만큼 금연이 최선의 방책”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2002년 스티븐 스필버그 감독의 영화 ‘마이너리티 리포트’는 SF의 거장 필립 K. 딕의 소설을 원작으로 하고 있다. 미래에 벌어질 범죄를 사전에 파악해 잠재적 범죄 피의자를 체포함으로써 도시를 범죄로부터 안전하게 만든다는 내용을 골자로 벌어지는 문제점을 다루고 있는 영화이다. 범죄자를 사전에 체포한다는 내용은 황당하다고 할 수 있겠지만 정책개발자들은 자신의 정책이 실제로 어떤 결과를 가져올지 몹시 궁금해 한다. 국내 연구진이 교통 정책을 사전에 검증해볼 수 있는 시뮬레이션 소프트웨어, 일명 ‘교통 마이너리티 리포트’를 개발해 화제가 되고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 지능정보연구본부 연구진은 클라우드 기반 교통혼잡 예측 시뮬레이션 기술 ‘솔트’(SALT)를 개발했다고 12일 밝혔다. 솔트는 새로 도입하려는 교통정책이나 변경되는 신호체계가 해당 지역의 전체 교통소통 상황을 어떻게 바꾸는가를 한 눈에 보여주고 교통혼잡율을 계산해주는 기술이다.연구진은 서울시, 경찰청, SKT에서 데이터를 제공받아 지역도로망, 신호체계 데이터베이스를 구축했다. 여기에 실시간 측정 교통량 데이터를 기반으로 도로의 차량수요까지 분석할 수 있게 했다. 이렇게 만들어진 솔트는 구축된 도로 데이터를 ‘1차선 X 30m’ 단위로 나눠 구역 내 차량정보를 파악하게 된다. 기존에 개별 차량단위로 분석하는 마이크로스케일 분석법보다 더 넓은 범위를 빠르게 파악할 수 있다는 장점이 있다. 이 기술을 활용하면 특정 장소에서 도로공사를 하거나 대형 스포츠 행사로 인해 발생할 수 있는 교통량이나 혼잡도 변화를 예측해 분석값으로 볼 수 있는 것이다. 연구팀은 교통 혼잡지역 중 하나인 서울 강동구를 대상으로 하루 평균 40만대 차량이 지나는 도로를 1만 3000개 단위로 쪼개 24시간 교통흐름을 5분 내에 시뮬레이션했다. 이는 차량 이동량 측정에 가장 많이 쓰이는 ‘수모’기술보다 18배 빠른 속도이다.실제로 연구팀은 강동구 둔촌로 길동사거리 신호체계를 변경할 때 나타나는 결과를 시뮬레이션했다. 분석 결과는 평일 기준 하행 속도를 2.4% 개선할 수 있다고 예측됐는데 서울시에서 실제 신호체계를 변경한 결과 통행속도가 4.3% 개선된 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 교통정책의 사전검증은 물론 불법주차 탐지, 상습정체 구간 파악, 기상 영향 예측 등 다양한 상황에서 교통변화를 예측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 민옥기 ETRI 지능정보연구본부장은 “매년 우리나라에서 발생하는 교통혼잡비용은 약 30조원대에 이르며 증가추세를 보이고 있는데 이 같은 사회경제적 비용을 낮추는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대학입학수학능력평가가 치러지는 14일 목요일 서울 아침 체감온도는 영하 7~8도를 기록하는 등 매서운 ‘입시한파’가 몰아칠 것으로 예상되는 만큼 수험생들 건강관리에 각별히 유의해야겠다. 기상청은 “수능 예비소집일인 13일 오후부터 한반도 북서쪽에서 차고 건조한 공기가 내려오면서 중부지방을 중심으로 수능 당일인 14일 아침 기온이 큰 폭으로 떨어지고 강원 산지와 일부 중부내륙에서는 한파 특보가 발효될 가능성도 있다”고 12일 예보했다. 또 14일 아침에는 전국적으로 바람이 강하게 불면서 체감온도는 5~10도가 더 낮을 것으로 기상청은 전망했다. 14일 전국 아침 예상기온은 영하 4도~영상 9도, 낮 기온은 3~12도로 평년보다도 낮은 기온분포를 보이겠다. 14일 지역별 아침 기온은 서울, 춘천 영하 1도, 대전 4도, 대구 5도, 광주 7도, 부산 9도, 제주 12도 등이다. 특히 14일 오전 9시 기준 서울의 체감온도는 영하 7도, 낮에도 체감온도는 영상 1도에 머무는 등 추운 날씨가 되겠다. 한편 한반도 북서쪽 대기 하층에서 영하 5도 이하의 차고 건조한 공기가 해수면의 16~17도인 비교적 따뜻한 서해로 접근하면서 기온차 때문에 형성된 구름대가 14일 새벽과 아침 사이에 충남 서해안과 전라도에는 비나 눈, 제주도에는 산발적인 비를 뿌릴 것으로 기상청은 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고온 환경에서도 안 터지고 배터리 용량도 커서 오래가서 주목받고 있는 차세대 배터리인 ‘리튬-황 배터리’를 프린트해서 만드는 기술을 국내 연구진이 개발해냈다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구진은 프린트 방식으로 폭발이나 화재 위험성이 없고 오래 가는 ‘다형상 전고체 리튬-황 전지’를 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 표지논문으로 실렸다. 리튬-황 전지는 리튬을 음극(-)재로 사용하고 황을 양극(+)재로 사용하는 2차전지로 현재 널리 사용되는 리튬 이온전지에 비해 에너지 밀도가 5배 이상 높다. 이 때문에 전기차, 사물인터넷(IoT) 등 2차전지 활용처가 점점 늘어나면서 주목받고 있는 차세대 전지이다. 그러나 충전과 방전을 거듭할 수록 황화합물이 음극 표면에 얇은 막을 만들면서 전기를 만들어 내는 리튬 이온의 움직임을 가로막아 시간이 지날수록 성능이 저하된다는 문제가 있다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 두 개의 층으로 이뤄진 젤 상태의 전해질을 만들었다. 음극에는 황화합물이 이동해 들어붙는 것을 억제하는 전해질을, 양극에는 황의 산화환원 반응이 잘 일어나도록 해 황화합물이 만들어지지 않도록 한 것이다. 두 전해질은 액체가 아니라 반 고체인 젤 상태이고 열역학적으로 안정돼 있어 서로 섞이지 않는다는 장점도 갖고 있다. 또 글자나 그림을 종이에 인쇄하듯 연구팀은 단계적 프린팅 공정도 개발해 리튬-황 전지를 만들기 때문에 원하는 자리에 다양한 모양의 전지를 직접 만들 수 있기 때문에 다양한 형태의 배터리를 구현할 수 있다.실제로 연구팀은 굴곡진 비행기 날개 위에 알파벳 형상의 리튬-황 전지를 만들어 작동시키는데 성공하기도 했다. 연구팀이 이번에 만든 리튬-황 전지는 다양한 방식으로 접고 구부리고 펴기를 반복해도 정상 작동하는 것이 확인됐으며 LED램프와 연결된 전지를 가위로 일부를 잘라내도 램프에 빛이 계속 유지될 정도로 안전성이 높았다. 또 전지에 불을 붙여도 폭발하지 않고 정상 작동하는 것도 관찰됐다. 인화성 액체 전해질 대신 젤 전해질을 사용했기 ?문이다. 이상영 교수는 “이번 연구는 가위로 자르거나 불을 붙이는 상황에서도 정상 작동하는 매우 안전한 고용량 고안전성 전고체전지를 만드는 새로운 개념을 제시했다는데 의미가 크다”라며 “또 프린팅 공정을 이용해 다양한 모양을 갖는 전고체전지를 쉽게 제조할 수 있기 때문에 리튬-황 전지의 실용화를 앞당기는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의료진단기술의 발달로 암의 조기진단 사례가 늘어나면서 환자의 시간적, 금전적 비용을 줄이고 빠르게 건강을 되찾는 경우가 증가하고 있다. 그러나 간혹 암이 아닌 것을 암으로 진단한다든지, 암을 다른 질환으로 진단하는 경우가 발생하기도 한다. 국내 연구진이 암진단 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 연세대 의대 의생명시스템정보학교실 연구진은 환자의 암세포 시료를 분석할 때 외부 오염요인을 줄여 분석 정확도를 높일 수 있는 방법을 개발하고 생물학 분야 국제학술지 ‘지놈 생물학’(Genome Biology) 11일자에 발표했다. 의료진은 암에 걸린 것으로 추정되거나 치료를 받고 있는 환자에게서 유전자검사, 약물반응검사 등을 위해 종양조직을 여러 차례 분석한다. 여러 번 분석하기 때문에 충분한 양의 암 세포가 필요하지만 검사를 위해 채취할 수 있는 종양세포의 양은 제한적이다. 이 때문에 종양세포를 한 번 채취한 다음 종양유도생쥐(PDX, patient-derived xenograft model)나 미니장기, 유사장기로 불리는 오가노이드를 만들어 증식시켜 분석에 활용하는 것이 일반적이다. 문제는 이렇게 만든 종양세포는 살아있는 쥐의 몸 속이나 생쥐에게서 추출한 세포질에서 배양된 것이기 때문에 최소 10%, 최대 70%까지 쥐의 세포가 묻어 함께 성장하게 된다. 이처럼 종양세포의 오염상태를 고려하지 않고 분석했다가는 잘못된 진단 결과가 나올 수도 있다. 이런 가능성은 의학계에서 꾸준히 제기돼 왔었지만 발생빈도가 밝혀지거나 예방법이 나오지는 않은 상태이다.연구팀은 이런 종양세포 분석 모델에서 나타날 수 있는 돌연변이 분석 오류를 찾아내고 사전에 오류를 막아 암세포 진단율을 높일 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 생쥐와 사람에게서 나타나는 모든 유전자 서열의 차이점을 찾은 뒤 이를 ‘하마’(HAMA)라고 이름붙였다. 암세포 분석 과정에서 이런 하마가 나타나면 질병 관련 유전적 변이로 판단할 수 있는데 이번 연구를 통해 생쥐의 유전체 정보로 인한 오류 가능성을 다시 확인할 수 있도록 만든 것이다. 연구팀은 이번 분석을 통해 그동안 잘 알려진 암 관련 돌연변이 데이터베이스 정보 중 생쥐를 이용한 실험모델에서 ‘하마’ 관찰빈도가 높게 나타난 것을 확인했다. 그동안 암 관련 돌연변이로 알려진 것들이 실제 사람의 몸에서 발생한 돌연변이가 아니라 생쥐의 세포에서 비롯된 것이라는 설명이다. 또 유전체 검사 데이터를 통해 나오는 하마의 비율을 토대로 환자의 암세포 배양시 나타날 수 있는 쥐 세포의 비율까지 계산할 수 있는 수식을 제시했다. 여기에 150가지가 넘는 가상의 오염데이터를 기반으로 비교분석함으로써 최적의 오염 배제 방법을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 이번 분석을 적용할 경우 기존 분석 대비 정확성이 58% 정도 높아진다. 김상우 연세대 의대 교수는 “이번 연구는 체외에서 보존, 증식된 환자 암세포 시료의 유전체 분석과정에서 발생할 수 있는 오류를 바로잡을 수 있도록 함으로써 더 정확한 정보에 기초해 환자를 치료할 수 있게 해 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 1인가구, 고령화인구 증가, 저출산 추세 등의 영향으로 반려견, 반려묘 등 반려동물을 키우는 인구가 급속히 늘고 있다. 대한민국 국민 5명 중 1명에 해당하는 1000만명이 반려견을 키운다는 주장도 나오고 있다. 예년에 비해 공원이나 길거리에서 반려견과 함께 산책하는 사람들이 많이 보이는 것이 사실이다. 이 때문에 통계청과 농림축산식품부는 국내 반려동물의 규모를 정확하게 파악하기 위해 내년도 인구주택총조사에서 관련 질문을 포함하는 방안까지 논의 중인 것으로 알려졌다. 사랑스러운 반려견이 집에 왔을 때 주인들이 가장 골머리를 앓는 부분은 길들이기 이다. 충분한 훈련이 되기 전까지는 집 안 여기저기에 배변을 한다든가 옷이나 가구를 씹고 다른 반려동물들에 공격성을 보이기도 한다. 반려견 주인들은 훈련을 시키지만 사람들처럼 개성이 다른 반려견들이 훈련을 받아들이는 속도도 제각각이다. 이 때문에 일부 반려견 주인들은 반려견들에게 소리를 지르거나 혼을 내기도 한다. 그런데 진화생물학자들이 국내 대표적인 반려견 조련사인 강형욱 씨가 이야기하는 것처럼 ‘나쁜 개는 없다, 훈련시키기 나름이다’라는 연구결과를 내놔 주목받고 있다.포르투갈 포르투대 분자세포생물학연구소, 건강및혁신연구소, 아벨 살라자르 생명과학연구소, 영국 에딘버러대 왕립수의과학대, 이탈리아 트리에스테대 공동연구팀은 소리를 지르거나 목줄을 잡아 당기는 것 같은 비교적 가벼운 처벌이라도 반려견에게 상당한 스트레스를 주기 때문에 훈련에 도움이 되지 않는다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 10월 31일자에 실렸다. 보상과 처벌을 적절히 조합한 훈련방법이 가장 효과적이지만 대부분 반려견 훈련에 관한 내용들은 경찰견이나 실험견들에 초점이 맞춰져 있어서 반려견 훈련에 실제 적용하기는 부적절하다는 지적들이 있어왔다. 연구팀은 92마리의 반려견을 두 그룹으로 나눠 한 그룹(42마리)은 보상 중심의 훈련을 다른 그룹(50마리)은 체벌 중심의 훈련을 하도록 했다. 체벌 중심 훈련은 반려견이 훈련 중 실수를 하면 훈련자가 소리를 지르거나 목줄을 당기고 실수가 반복될 경우는 회초리로 때리기까지 했다. 연구팀은 훈련하는 동안 반려견들을 비디오로 촬영했고 훈련이 끝날 때마다 침을 채취해 스트레스 호르몬이라고 불리는 코티솔 농도를 분석했다.그 결과 체벌 중심 훈련을 받은 반려견들은 보상 중심 훈련을 받은 반려견들보다 코티솔 농도가 높았고 이는 훈련이 끝난 후에도 지속되는 것으로 확인됐다. 또 체벌 중심 훈련을 받은 반려견들은 훈련 기간은 짧았지만 외부 자극에 민감하게 반응했으며 주변 환경에 관심을 갖지 않고 분리불안 증세가 심하게 나타나는 것으로 관찰됐다. 보상 중심 훈련을 받은 반려견들은 생활에 필요한 버릇을 들이기까지 시간이 오래걸리기는 했지만 낙천적이었으며 타인에 대해서도 지나친 공격성을 드러내지 않는 것으로 확인됐다. 아나 카타리나 비에이라 데 카스트로 포르투갈 포르투대 박사(분자생물학·동물심리학)는 “반려견이나 아이들에게 체벌은 단기적으로는 효과가 있는 것처럼 보일 수 있지만 끊임없는 스트레스에 노출시키는 것이기 때문에 미래에 부정적 결과를 초래할 수 있다”라며 “보상 방식의 훈련이 반려견을 훈련시키는데 시간은 더 걸리겠지만 주인과 반려견의 관계를 더 돈독하게 만들 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

겨울의 시작인 입동이 지나고 날씨가 쌀쌀해지기 시작하면서 스키, 스키보드, 스케이트를 좋아하는 겨울스포츠광들은 벌써부터 흥분하고 있다. 산꼭대기부터 멋지게 활강하는 모습이나 얼음 위를 신나게 지치고 지나가는 모습 등을 상상하면서 말이다. 눈과 얼음을 미끄러져 나갈 수 있는 것은 압력과 마찰력 때문이라는 사실은 잘 알려져 있다. 스케이트 날이나 스키 플레이트가 위에서 무게를 가하면 압력과 마찰열이 발생해 눈이나 얼음이 녹아 물로 바뀌면서 마찰력이 줄어든다는 것이다. 그런데 액체 상태의 물은 미끄럽게 만드는 윤활 성질이 약한 것으로 알려져 있는데 얼음이나 눈 위에 얇게 녹은 물의 막이 어떻게 마찰을 줄이고 겨울 스포츠를 즐길 수 해줄까. 프랑스 파리고등사범학교 물리학연구실, 파리과학인문대(PLS), 파리 디드로대(파리7대학), 소르본대, 에콜 폴리테크니크 공동연구팀은 마찰이 녹이는 얼음 위의 얇은 액체막의 두께와 성질을 측정하는데 성공하고 마찰과 압력으로 녹은 액체막은 예상보다 훨씬 얇고 일반적으로 볼 수 있는 물보다 점성이 높다는 사실을 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 X’ 4일자에 실렸다. 일반적으로 얼음이 ‘미끄러운’ 이유는 마찰에 의해 만들어진 얇은 액체층 때문인데 이 액체층의 두께나 특성에 대해서 잘 알려져 있지 않다. 심지어는 일부 과학자들은 얼음 위 생기는 액체막의 존재에 대해서도 여전히 의문을 표하고 있다. 연구팀은 원자 지름의 수 십분의 1까지 측정이 가능한 제3세대 현미경인 원자현미경의 일종인 원자힘 현미경(AFM)을 이용해 얼음 위에 생기는 액체막의 두께와 성질을 파악했다. AFM은 원자현미경 중에서 가장 널리 사용되는 것으로 진공 중에서도 사용이 가능하며 시료의 물리적, 전기적 성질을 알아낼 수 있다는 장점이 있다.분석 결과 마찰과 압력이 얼음 위에 만들어 내는 액체 상태의 물을 만들어 낼 뿐 만 아니라 얼음 위에 형성되는 액체막의 두께는 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 1미크론(㎛)에서 몇 백 나노미터(㎚)에 불과하다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이론적으로 계산한 값보다 훨씬 얇아 연구진을 놀라게 만들었다. 또 AFM으로 관찰한 얼음 위 액체막은 단순한 ‘물’이 아니라 기름처럼 점성이 강하다는 것도 확인됐다. 흔히 생각하는 완전한 액체상태가 아닌 액체와 얼음 사이의 그 중간 정도의 성질을 나타내는 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 주도한 알레산드로 시리아 파리고등사범학교 박사(유체역학)는 “이번 연구는 그동안 명확하게 풀리지 않았던 얼음 위 마찰에 대한 이론적 설명을 제시했으며 지금까지 고려되지 않았던 얼음 위 액체 막의 성질을 제시했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 시리아 박사는 “이번 연구는 동계 스포츠 선수들의 경기력 향상 뿐만 아니라 빙판길에서 자동차의 미끄러짐 방지를 위한 수단을 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr