유럽 여행을 다녀온 사람들은 고딕양식의 성당에 들어갔을 때 형형색색의 스테인드글라스를 통해 쏟아지는 빛 때문에 황홀경에 빠진 경험이 있을 것이다. 국내 연구진이 스테인드글라스처럼 형형색색의 태양전지를 만들 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 지금처럼 지붕이나 건축물 외벽에 보기싫게 설치된 태양전지가 아닌 디자인적 요소까지 가미돼 건물 미관을 해치지 않는 예술적인 태양전지 패널이 설치될 수 있을 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부, 국민대 응용화학부 공동연구팀은 건축물 외벽에 1680만 가지 이상의 색깔을 표현할 수 있는 풀컬러 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 성과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 태양전지는 햇빛 중에서 가시광선을 흡수해 빛에너지를 전기에너지로 바꾼다. 사물의 색깔은 그 사물에 반사되는 가시광선에 따라 결정된다. 태양전지에 색깔을 표현하려면 가시광선을 모두 흡수하는 것이 아니라 일부는 반사하도록 해야 하기 때문에 태양전지의 효율이 떨어지게 된다. 이 때문에 태양전지 연구자들은 태양전지의 색 표현과 효율이라는 딜레마에 맞닥뜨리게 된다. 또 현재 사용되고 있는 실리콘 태양전지는 태양광이 전지로 들어오는 입사각도에 따라 발전효율이 달라진다. 이 때문에 건물 외벽처럼 태양광이 비스듬하게 부딪치는 곳에는 설치가 쉽지 않다.연구팀은 빛 반사 영역을 최소화한 나노필터와 입사각의 영향을 받지 않는 페로브스카이트 태양전지를 결합시켜 이런 문제들을 해결했다. 나노필터가 빛 반사 파장과 각도를 최소화하면서 다양한 색깔을 구현하는 동시에 많은 태양광을 흡수하도록 했고 페로브스카이트 태양전지로 태양광 입사각이 달라져도 발전효율 저하가 없도록 한 것이다. 연구팀은 나노필터를 적용한 풀컬러 페로브스카이트 태양전지의 효율을 측정한 결과 19%에 이르는 것을 확인했다. 연구팀은 이와 함께 나노필터에 태양전지 수명을 단축시키는 일명 노화현상을 막기 위해 자외선 차단기능도 추가했다. 장성연 UNIST 교수는 “이번에 개발한 다양한 색깔의 태양전지를 건물 외벽에 적용하면 미적 감각을 살릴 수 있으면서도 에너지를 생산할 수 있기 때문에 건축분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무더운 여름이나 격한 운동을 한 다음에는 이가 시릴 정도로 차가운 맥주 한 잔이 생각난다는 사람들이 많다. 역사상 가장 오래된 알코올 음료인 맥주는 물, 차(tea) 다음으로 세계에서 세 번째로 많이 소비되는 음료라는 말처럼 전 세계인이 즐겨 마시는 술임은 확실하다.약 1만년 전 인류가 농경을 시작하면서 저장된 곡물과 물이 만나 발효되면서 만들어진 것이 바로 ‘취하게 하는 물’인 맥주라는 것에 대해 많은 학자들이 의견 일치를 보이고 있다. 실제로 기원전 4000년쯤 수메르인들이 설형문자로 맥주를 만드는 방법을 기록해 놓고 있기도 하다. 맥주를 의미하는 영어단어 ‘비어’(beer)가 ‘마시다’라는 뜻의 라틴어 ‘비베레’(bibere)와 ‘곡식’을 뜻하는 고대 게르만어 ‘베오레’(bior)에서 유래됐다는 것만 봐도 그 역사를 짐작할 수 있다. 맥주의 주원료는 물, 대맥이라는 보리, 홉, 효모 등이다. 그런데 똑같은 원료로 만들더라도 맥주의 맛은 천차만별이다. 맥주의 본고장이라는 독일, 벨기에 과학자들과 미국 과학자들이 효모의 종류에 따라, 그리고 발효 중 서로 다른 효모들이 혼합되고 결합되는 하이브리드 과정을 거치면서 독특한 맛을 만들어 낸다는 사실을 각각 밝혀냈다.벨기에 VIB-KU 루벵 미생물센터, 루벵대 유전학연구소, 루벵 맥주연구소, 겐트대 식물생명공학·바이오인포매틱스학과, 독일 바이헨스테판 발효·식품관리 연구센터 공동연구팀은 밀가루를 빵으로 만들고 당분이 포함된 물을 맥주나 와인으로 바꾸는 대표적인 효모균 200여종의 게놈을 분석한 결과 이들 중 4분의1이 여러 종의 효모균 DNA가 섞인 ‘하이브리드 효모균’이라는 사실을 밝혀냈다. 미국 위스콘신 메디슨대, 스페인 농화학·식품기술연구소, 프랑스 파리 샤클레대, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지, 포르투갈 리스본 노바대, 아르헨티나 코마휴국립대 국제공동연구팀도 전통 발효주인 맥주, 와인, 과실주 효모의 게놈을 분석한 결과 대표적인 7가지의 효모종(種) 게놈 조합을 발견했다. 이들의 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 에콜로지 앤드 에볼루션’ 22일자에 함께 실렸다.독일과 벨기에 연구팀은 전 세계적으로 유명한 괴즈 맥주(자연 발효시킨 에일 맥주의 한 종류)와 트래피스트 맥주(벨기에 등의 수도원에서 생산하는 에일 맥주) 같은 독일과 벨기에 정통맥주 속 효모를 분석했다. 그 결과 이들 맥주에는 에일 맥주를 만들어 내는 사카로스미세스 세레비지에를 비롯해 사카로스미세스 쿠드리아브제비, 유아바누스, 우바룸 등 다양한 맥주효모 DNA가 재조합된 새로운 잡종 효모균들이 작용함으로써 맥주의 독특한 맛과 향을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 현재 전 세계적으로 널리 쓰이는 맥주 효모들의 기원을 분석한 결과 대부분이 중세시대 벨기에와 독일에서 유래된 것이라는 점도 밝혀냈다. 또 미국 포함 6개국 국제공동연구팀은 발효주에서 발견되는 100여개의 혼합 효모 게놈을 분석한 결과 혼합 효모에 영향을 미치는 대표적인 7가지 DNA 시퀀스를 발견했다. 이와 함께 대부분의 혼합 효모는 2~3개의 효모가 결합된 것으로 나타났지만 독특한 맛과 향으로 맥주 애호가들의 사랑을 받는 맥주들은 4~5개의 효모에서 비롯된 혼합 효모가 만들어 내는 것으로 연구팀은 밝혀냈다. 케빈 베르스트레펜 벨기에 루벵대 교수는 “맛이 좋고 향이 좋은 맥주를 만들기 위해 가장 중요한 것은 효모를 어떻게 구성하는가에 따라 달려 있다”며 “맥주의 맛도 발효화학 같은 과학의 힘에 좌우될 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 말했다. 크리스 토드 히팅거 미국 위스콘신 메디슨대 교수(유전학)도 “효모의 유전적 차이가 맥주라는 최종 산물까지 가는 분자반응 메커니즘을 다르게 만들고 그 때문에 맛과 향이 제각각 달라질 수 있는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌과학과 신경과학 관점에서 사람의 뇌는 생존의 뇌에서 시작돼 감정의 뇌, 사고의 뇌로 발달해 나갑니다. 겉으로는 어른과 다름없어 보이는 청소년기는 감정의 뇌에서 사고의 뇌로 넘어가며 급속히 발달하는 단계로, 완전히 뇌가 자란 상태는 아닙니다. 이 때문에 영유아기에서 청소년기, 청소년기에서 성인기로 넘어가는 시기에 문제가 생기면 뇌 발달에 문제가 생길 수밖에 없습니다. 소셜네트워크서비스(SNS)를 하면서 오랜 시간을 보내거나 엄마에게서 학대를 받은 아이들은 뇌 발달에 심각한 장애를 일으킨다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 나탄클라인연구소, 뉴욕대 의대 아동청소년정신의학과, 록펠러대 의대 신경내분비연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 세포생리학과 공동연구팀은 부모, 특히 엄마의 신체적·정서적 학대는 감정조절, 기억, 학습 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 편도체와 해마에 심각한 손상을 미칠 수 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했습니다. 연구팀은 새끼를 막 출산한 어미 생쥐에게 일주일가량 전기충격 같은 외부자극으로 공포와 스트레스를 줬습니다. 그다음 출산 8일째 되는 날부터 새끼와 함께 지내도록 했습니다. 극도의 스트레스를 받은 어미는 새끼 생쥐에 대해 관심을 갖지 않고 방치하거나 새끼가 가까이 다가오면 앞발로 때리는 시늉을 하고 물어뜯는 등 물리적 학대를 하는 것이 관찰됐습니다. 연구팀은 어미에게 학대를 받은 새끼 생쥐의 뇌를 추적 관찰한 결과 편도체와 해마가 제대로 성장하지 않고 태어났을 때의 크기와 비슷한 상태로 남아 있다는 사실을 알게 됐습니다. 또 연구팀은 정상적인 새끼 생쥐에게 스트레스 호르몬이라고 불리는 코르티코스테론을 주입해 봤지만 학대받은 새끼 생쥐들처럼 뇌 성장에 문제가 발생하지는 않았다고 합니다. 학대가 여타 스트레스와 달리 뇌에 치명적이라고 볼 수 있는 부분입니다. 한편 영국 글래스고대 의대 정신의학부 연구진은 페이스북이나 트위터, 인스타그램은 물론 왓츠앱 같은 인스턴트 메신저 등 SNS를 하루 3시간 이상 사용하는 청소년의 경우 수면 시간에 이상이 발생하고 생체시계 교란으로 뇌 활동이 저하되면서 학습능률이 떨어질 뿐만 아니라 우울감, 불안감 같은 정서장애를 느끼는 경우가 많다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 ‘BMJ 오픈’ 23일자에 실렸습니다. 아동 또는 청소년 관련 뇌과학, 심리학 분야 연구 중 ‘아이들을 제대로 키우기 위해 부모들은 이래서는 안 돼’라는 내용들이 많아 보이는 것이 사실입니다. 그런 연구 성과들을 보면 세상의 모든 부모들은 ‘우리 아이 잘 클 수 있을까’라는 불안감이 더 커지기도 합니다. 사실 현대 과학은 부모의 불안감이 자녀의 성장에 별 도움이 되지 않고 ‘다 너를 위해 그런 거야’, ‘나중에 잘살기 위해 지금은 조금 힘들 수밖에 없어’ 같은 부모의 말도 자기 위안에 불과하다는 것을 알려줍니다. 실제로 현재 행복감을 느끼는 아이들이 미래에도 행복한 어른이 된다는 것은 수많은 장기 추적 연구 결과에서 알 수 있습니다. 또 사회 안전망이 충분치 않고 사회 변동성이 지나치게 크거나 사회 구조가 경직돼 있을 때 불안감은 심해진다고 합니다. 한국 부모들이 자녀의 미래에 대해 막연한 불안감을 갖는 이유이기도 할 것입니다. 그렇지만 신이 아닌 이상 그 어떤 과학으로도 아이들의 미래를 예측하기는 쉽지 않습니다. 형제가 아무리 많아도 아이 한 명, 한 명의 성장 과정은 다릅니다. 그래서 육아는 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 것처럼 ‘한 번도 가 보지 않은 길’입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가 보지 않은 새로운 길을 가고자 고군분투하는 세상의 모든 부모들에게 격려의 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

SF의 단골 주무대이자 지구의 바로 옆에 있어 우주 첫 식민지로 꼽히는 행성. 다름 아닌 ‘화성’이다. 더군다나 화성은 과거에 지구와 비슷한 환경을 가지고 있었을 것이라 추정되면서 생명체도 존재했을 것이라는 추정하에서 많은 과학자들이 그 가능성을 추적하고 있다. 그런데 최근 과학자들이 화성에도 지구의 바다와 같이 짜디 짠 소금이 녹아있는 바다가 있었을 것이라는 증거를 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소, 인디애나대, 텍사스A&M대, 볼더 우주과학연구소, 테네시 녹스빌대, 애리조나주립대 지구·우주탐사학부, 다트머스대, 로스알라모스 국립연구소, 프랑스 리옹대 지질학연구소, 앙제대 행성·지구역학연구소, 캐나다 뉴브룬스윅대 공동연구팀은 화성의 게일 크리에이터에 거대한 소금물이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 실렸다. 연구팀은 화성 탐사선 큐리오시티가 2012년부터 보내온 자료들을 분석했다. 큐리오시티는 2011년 11월 말 발사돼 2012년 8월 화성의 게일 크리에이터에 착륙했다. 큐리오시티는 약 35~38억년 전에 운석 충돌로 만들어진 게일 크리에이터의 지형과 지표면을 분석해 화성의 역사와 지질구조를 정밀분석하는 임무를 수행 중이다. 연구팀이 이번에 발견한 소금호수의 흔적은 게일 크리에이터가 만들어졌던 당시에 형성됐으며 그 이후로 최소 수 백년에서 길게는 수 만년까지 오랜 기간 존재했던 것으로 분석되고 있다. 그러나 이후 우주선(線)이나 우주 방사능을 막아줄 수 있는 자기장이 사라지면서 대기층도 점점 약해져 지표면에 대한 압력이 낮아지게 되고 액체 상태의 물이 안정될 수 있는 조건은 없어져 결국 소금호수도 증발된 것으로 연구팀은 분석하고 있다. 연구팀은 화성에 있었던 소금호수는 현재 볼리비아-페루-칠레 국경을 맞대고 있는 중부 안데스 고산지대에 위치한 알티프라노 고원의 우유니 소금호수와 비슷했을 것으로 보고 있다. 알티프라노가 고도가 높고 건조한 고원지대에 위치한 것처럼 산맥의 강이나 개울이 바다로 흐르지 않고 닫힌 공간에서 호수로 만들어진 것처럼 화성의 소금호수 역시 마찬가지로 형성되고 사라졌을 것이라는 설명이다. 연구팀은 게일 크리에이터의 고대 소금호수가 몇 차례의 차고 마르는 과정을 거친 뒤 지금처럼 완전히 말라버린 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 윌리엄 래핀 미국 칼텍 박사(행성과학)는 “이번 연구결과를 통해 과거 화성의 기후가 덥고 습한 시기와 건조하고 마른 시기가 번갈아가며 나타났다는 것을 알 수 있다”라며 “화성 생명체가 존재했다면 이 같은 기후 변화에 어떻게 적응했는지 파악할 수 있는 좋은 단서”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식물은 햇빛과 물, 이산화탄소로 광합성을 해 필요한 영양분을 만들어 낸다. 과학자들은 지구온난화의 주범 중 하나인 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환할 수 있다는 점에서 식물의 광합성을 인공적으로 만들어 내려는 시도들을 하고 있다. 국내 연구진이 햇빛을 직접 이용한 인공광합성 방법이 효율이 더 높다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구팀은 반도체 전극과 금속복합체를 이용해 빛의 유무에 따라 인공광합성 반응경로가 달라진다는 점을 규명하고 이산화탄소를 이용해 고부가가치 물질인 일산화탄소를 선택적으로 생산하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 표지논문으로 실렸다. 자연 광합성은 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하는 환원 반응만 일어나지만 빛을 흡수해 전력을 만들어내고 촉매반응을 촉진시키는 조촉매를 사용하는 인공광합성은 환원반응과 함께 수소 발생 반응이 함께 일어나 일산화탄소 생산효율을 높이기 어려운 것으로 알려져 있다. 또 인공광합성은 태양광을 전기에너지로 바꾼 다음에 수행되는 것과 빛 에너지를 직접 이용하는 방법이 있는데 두 방법 간 차이가 아직 알려지지 않아 인공광합성 기술 설계에 큰 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 광전극과 조촉매를 이용해 빛 에너지를 직접 공급하는 인공 광합성 방식이 자연 광합성처럼 이산화탄소 환원 반응만 일어나게 할 수 있다는 사실을 확인했다. 또 전기에너지를 이용한 인공 광합성 방식은 이산화탄소 환원 반응을 일으키기 위해 높은 에너지가 필요하고 그 과정에서 수소 발생 반응이 나타날 수 밖에 없다는 것도 밝혀냈다. 이런 사실을 바탕으로 실험을 한 결과 빛에너지를 이용한 인공광합성을 할 경우 98% 이상 전자가 이산화탄소 환원반응에 참여해 수소 발생반응이 거의 일어나지 않고 전기에너지를 이용해 인공광합성을 할 경우는 14%의 전자만 이산화탄소 환원 반응에 사용되고 대부분 수소 발생반응에 참여하면서 고부가가치 물질 생산 효율이 떨어지는 것을 확인했다. 주오심 KIST 박사는 “이번 연구는 그동안 잘 알려지지 않았던 인공광합성의 빛반응 원리를 밝혀낸 것으로 고효율 인공광합성 시스템을 만들 때 중요한 이론적 기반이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

해외에서 먼저 주목한 그룹 VAV가 지금까지 보여주지 않은 치명적인 매력으로 돌아왔다. VAV(에이노, 에이스, 바론, 로우, 지우, 제이콥, 세인트반)는 21일 오후 서울 강남구 청담동 일지아트홀에서 5번째 미니앨범 ‘포이즌’(Poison) 발매 쇼케이스를 열고 동명의 타이틀곡 무대와 뮤직비디오를 최초 공개했다. 지난 3월 ‘쓰릴라 킬라’(Thrilla Killa), 7월 ‘기브 미 모어’(Give me more)에 이어 올해 3번째 컴백이다. 리더 세인트반은 “이번에는 저희가 지금까지 보여드리지 못한 감성적이고 몽환적인 색다른 매력을 보여드리고자 열심히 준비했다”고 컴백 소감을 밝혔다. 사회를 맡은 MC딩동이 왕성한 활동에 대해 “거의 가요계의 공무원”이라고 농을 던지자 세인트반은 “앞으로도 지치지 않고 좋은 퀄리티의 앨범을 내면서 가요계의 공무원이 되겠다는 남다른 각오로 활동하겠다”고 말했다. 타이틀곡 ‘포이즌’은 마치 독같이 변해버린 지독한 사랑의 끝자락에서 느끼는 슬픔을 표현한 팝발라드곡이다. 빗소리로 시작하는 그루비한 비트 위로 VAV의 감성이 어우러진다. 바론은 “상대방에게 중독돼 벗어날 수 없는 모습을 담았는데, 팬들이 저희에게 중독돼서 헤어나올 수 없는 매력에 빠지게 하겠다는 포부도 담았다”고 소개했다. 펜타곤 후이가 작사·작곡한 ‘119’는 강력한 타이틀곡 후보였다. 로우는 “지난 앨범 활동이 펜타곤과 겹쳤었다. 대기실에서 만났을 때 농담반 진담반으로 ‘곡을 써달라’고 했는데 ‘119’라는 곡을 써주셨다”며 후이와 인연을 맺게 된 계기를 설명했다. 세인트반은 “녹음할 때도 와서 10~12시간 동안 녹음과 디렉팅을 봐줬다”며 “보컬·작곡 등 다방면에서 많이 배우게 됐다”며 후이에게 감사를 표했다.멤버들의 적극적인 곡 참여도 눈에 띈다. 에이노는 EDM 장르를 기반으로 다채로운 소스가 돋보이는 자작곡 ‘런웨이’(Runway)를 통해 기존 VAV의 음악과는 다른 색다른 시도에 도전했다. 첫 자작곡을 앨범에 담은 에이스는 팬들에게 전하고 싶은 메시지를 감미로운 어쿠스틱 팝발라드곡 ‘스위트 하트’(Sweet Heart)에서 표현했다. 에이스는 “에이노한테 항상 보고 배우는 게 있다. 에이노는 작년부터 계속 곡을 써왔는데 스케치한 곡을 들어보라고 하면 제가 모니터를 해줬다. 그랬던 것들이 작곡하는 데 도움이 됐다”고 말했다. VAV는 쉴 틈 없는 꾸준한 활동의 비결을 묻는 질문도 나왔다. 세인트반은 “비결은 멤버들간의 팀워크”라며 “저희는 팀워크를 항상 1순위로 생각한다”고 했다. 에이노는 “멤버들이 운동을 정말 좋아한다. 공백기 시즌에도 운동을 끊임없이 하고 대기실에서도 운동하며 다들 체력 관리를 열심히 한다”고 덧붙였다. 한국에서뿐만 아니라 해외에서도 활발한 활동을 하고 있다. 이번 국내 활동이 끝나면 다음달 곧바로 유럽 투어를 떠날 예정이다. 지우는 “활동이 끝나고 얼마 안 지나서 유럽 투어를 가게 됐다. 전에도 몇 번 갔지만 정말 기대된다”고 말했다. 세인트반은 “‘포이즌’ 무대에 대한 팬들의 반응이 기대된다”고 부연했다. 해외 투어 중 남은 특별한 기억을 묻는 질문에 바론은 “최근 인도 투어를 갔었는데 공항에 팬 2000분이 마중나왔다. 굉장히 신기하기도 하고 감사했던 하루였다”고 돌이켰다. 2015년 데뷔와 2017년 팀 재정비를 거친 VAV는 매 앨범 한 단계씩 성장해가고 있다. 세인트반은 “지난 활동 때 음악방송 1위 후보까지 올랐는데 그게 이번 앨범을 더 열심히 준비하게 하는 자극제가 됐다”며 “더 좋은 앨범을 만들어서 더 많은 사랑을 받고 싶다”는 바람을 전했다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

맷 데이먼이 주연한 SF 영화 ‘마션’(2015)은 ‘SF 영화는 흥행이 어렵다’는 징크스를 깨고 영화 ‘인터스텔라’(2014)에 이어 또 한 번 관객들에게 인기를 끌었다. 사고로 동료들과 떨어지게 된 주인공은 구조 때까지 기다리기 위해 여러가지 준비를 하는데 그 중 하나가 먹을거리 확보였다. 영양분이 풍부하고 충분한 에너지를 공급할 수 있는 식량을 확보하기 위해 주인공이 생각해 낸 것은 다름 아닌 ‘감자’이다. 영화적 상상력이 아니라 실제로 지구력이나 에너지를 지속적으로 내야 하는 운동을 하는 선수들에게 가장 좋은 식품이 ‘감자’라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 일리노이대 운동역학 및 공중보건학과, 영양과학부, 동물과학과, 일리노이 어바나-샴페인대 생명공학센터, 미국 올림픽·패럴림픽 위원회 공동연구팀은 지구력이 필요한 장시간 운동을 위해서는 혈당 수치를 일정하게 유지하고 에너지를 내는 것이 필요한데 이를 위해 가장 좋은 식품이 다름 아닌 감자라고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국생리학회에서 발간하는 국제학술지 ‘응용생리학’ 19일자에 실렸다. 지구력이 필요한 운동을 하는 선수들의 경우 흔히 ‘에너지 젤’이라고 불리는 젤 형태의 탄수화물 농축액을 섭취하는 경우가 많다. 그런데 판매되고 있는 탄수화물 젤은 먹기 편하게 하기 위해 단맛을 가미해 오래 복용할 경우 거부감을 갖는 경우도 많은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 연구팀은 지구력이 필요한 운동이나 일을 할 때 간편하고 오래 동안 먹어도 식상하지 않을 수 있는 대체제를 찾았다.연구팀은 여러 식료품 중 인체에 필요한 필수 아미노산들이 포함돼 있을 뿐만 아니라 체내 혈당을 급격히 높이지 않기 때문에 최적의 식품으로 감자를 꼽았다. 이에 연구팀은 건강한 사이클 선수 12명을 선발해 세 그룹으로 나눈 다음 운동을 하기 전 감자를 죽처럼 만든 퓌레나 탄수화물 젤, 물이나 에너지 음료를 마시도록 했다. 그 다음 120분 동안 사이클을 타도록 한 다음 혈당과 체온, 운동 강도, 위장 상태, 음식의 소화정도, 혈액 내 젖산염 농도 등을 측정했다. 그 결과 감자 퓌레를 섭취한 선수들의 혈당은 서서히 증가해 체내에 에너지를 일정하게 공급했을 뿐만 아니라 피로도를 의미하는 혈액 내 젖산염 농도는 탄수화물 젤을 섭취한 사람들보다 덜 상승하는 것으로 조사됐다. 더군다나 감자 퓌레를 섭취한 사람들은 탄수화물 젤이나 에너지 음료를 섭취한 사람들보다 위에 부담을 훨씬 덜 느낀 것으로도 조사됐다. 니콜라스 버드 일리노이대 교수(운동역학)는 “감자는 다른 식품이나 영양제보다 비용이 저렴하고 영양소가 풍부할 뿐만 아니라 탄수화물도 충분히 공급해줘 포만감까지 주기 때문에 지구력이 필요한 운동선수는 물론 밤샘 근무를 하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화요일인 22일에도 서울, 경기 등 수도권과 충남지역은 미세먼지 ‘나쁨’ 단계를 보이겠다. 국립환경과학원과 기상청에서 운용하는 대기질통합예보센터는 “서울, 경기, 인천 수도권 지역은 오전에 대기 정체로 국내외 미세먼지가 축적돼 미세먼지 ‘나쁨’ 단계를 보일 것”이라고 21일 예보했다. 올 가을 들어 처음으로 고농도 미세먼지 예비저감조치가 시행된 수도권 지역은 21일 오후까지도 미세먼지가 비교적 양호한 수준을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 오후 3시를 전후해 서해를 통해 중국과 북한에서 미세먼지가 유입되면서 수도권과 충청지역을 중심으로 농도가 높아질 것으로 보인다. 그렇지만 오후부터는 ‘보통’ 단계로 회복될 것으로 예상된다. 한편 22일 화요일은 내륙지역을 중심으로 일교차가 10~15도까지 벌어지는 날씨를 보이겠다. 22일 아침 전국 최저기온은 8~17도, 낮 최고기온은 19~24도 분포를 보일 것으로 전망됐다. 22일 지역별 아침 기온은 서울 13도, 춘천 11도, 대전, 광주, 대구 12도, 부산 15도, 제주 17도 등이 되겠다. 23일 아침 기온도 8~16도, 낮 기온은 18~23도 분포로 평년보다 다소 높겠지만 토요일인 26일부터는 다시 낮 최고기온이 20도 이하로 떨어지는 등 평년과 비슷한 기온 분포를 보일 것으로 기상청은 전망했다. 22일 오후에는 제주도, 23일 낮 동안은 강원 영동에 동풍의 영향으로 가끔 비가 오는 곳이 있겠다. 예상 강수량은 제주지역 5~20㎜이다. 기상청 관계자는 “낮에는 일사에 의해 기온이 20도까지 오르다가 밤이 되면 지표면 온도가 빠르게 떨어지면서 내륙을 중심으로 일교차가 크게 날 것으로 예상되는 만큼 건강관리에 각별히 유의해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근에는 스마트폰이 컴퓨터, 디지털카메라는 물론 오디오 기능까지 수행하는 등 그야말로 만능 스마트기기로 활용되고 있다. 스마트폰에서 운용되는 기능들이 늘어나면서 배터리 용량도 커지고 있다. 그렇지만 배터리 용량에는 한계가 있기 때문에 스마트폰을 사용하지 않는 경우는 충분히 충전이 돼야할 필요가 있다. 더군다나 5G통신, 사물인터넷(IoT) 등으로 인해 언제 어디서든 충전이 필요한 상황에서는 무선 충전의 중요성이 커지고 있다. 국내 연구진이 언제 어디서든 빠르게 무선충전이 가능하며 여러 개의 전자기기를 동시에 무선 충전할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수팀은 여러 개의 스마트기기를 동시에 무선 충전할 수 있을 뿐만 아니라 무선충전대에 정확히 거치시키지 않아도 충전이 가능한 대면적 자율배치 무선충전기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 트랜쟁션 온 파워 일렉트로닉스’에 실렸다. 스마트 기기의 무선충전은 전류가 자기장을 일으키기도 하고 자기장이 전류를 발생시키는 원리를 이용하고 있다. 전원장치의 전류에서 발생된 자기장을 전자기기가 받아 다시 전류로 바꾸는 것이다. 기존 무선충전 기술을 자기장을 보내는 매질로 공기를 이용하는데 전자기기와 무선충전기가 정확히 일치하는 위치에 놓이지 않으면 충전효율이 급격히 떨어지거나 충전이 중단된다. 이에 연구팀은 자기장을 전달하는 매질을 ‘페라이트’라는 물질로 바꾼 것이다. 페라이트를 이용할 경우 공기로 자기장이 전달될 때보다 전송효율이 1000배 가량 좋아진다. 연구팀은 이와 함께 전원장치에서 자기장을 발생시키는 코일을 감는 방식도 다르게 해 전송효율을 높였다. 평평한 판형 구조의 페라이트에 코일을 위 아래로 감으면 판을 기준으로 위와 아래의 전류방향이 반대가 되면서 자기장이 상쇄된다. 그렇지만 코일을 비스듬하게 감으면 자기장 상쇄현상을 줄일 수 있게 된다. 변영재 교수는 “공기보다 자기저항이 낮은 페라이트를 이용함으로써 충전범위도 넓힘으로써 충전하고자 하는 휴대기기를 자유롭게 배치할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술이 상용화될 경우 책상, 탁자, 벽, 바닥 등 원하는 부분에 무선충전장치를 설치해 어디서든지 간편하게 충전할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정부출연연구기관들의 여성 과학자 채용비율은 낮고 세금이 투입되는 정부연구과제의 중단율은 높다는 지적이 나왔다. 18일 국회에서 열린 국회 과학기술정보방송통신위원회의 과학기술정보통신부 종합감사에서 더불어민주당 김성수 의원은 국가과학기술연구회에서 제출받은 ‘최근 5년간 출연연 기관별 수행 중단연구 사례’와 출연연별 경영정보 공개시스템 자료를 분석한 결과 이 같이 밝혔다. 김 의원은 26개 과기부 산하 정부출연연구기관 중 절반 이상이 여성과학자 채용비율이 20% 미만이라고 지적했다. 특히 한국기계연구원, 한국원자력연구원, 한국항공우주연구원 3개 기관의 경우 2017년부터 3년째 여성직원 비율이 10%를 밑돌고 있다. 올해 6월 기준으로 여성직원 비율은 기계연구원이 8.6%, 원자력연구원 9.4%, 항공우주연구원 9.7%로 나타났다. 특히 고용비율의 격차는 평균임금 격차로 이어지는데 김 의원에 따르면 출연연 정규직 남녀 평균임금 격차는 1500만원이며 여성 고용비율이 낮은 3개 기관의 경우는 1900만원 이상 격차가 발생하고 있다. 이와 함께 김 의원은 일본 수출규제 대응과 혁신성장 가속을 위한 국가 연구개발(R&D)의 주축이 되어야 할 출연연구기관의 연구과제 중단 사례가 지나치게 많다고 꼬집었다. 최근 5년간 연구과제 중단으로 인한 손실금액은 연구비 환수금액을 제외하고도 610억원에 달하는 것으로 확인됐다. 김 의원에 따르면 에너지기술연구원, 전기연구원, 식품연구원 3개 기관의 연구중단 비율이 특히 높아 손실금액이 전체의 절반을 훌쩍 넘는 400억원에 이른다. 김 의원은 이번에 분석한 25개 정부출연연구기관의 최근 5년 간 연구 과제 중단 사례는 93건으로 에너지연구원, 전기연구원, 식품연구원의 연구 중단사례는 총 38건이라고 밝혔다. 자세히 살펴보면 에너지기술연구원의 경우 전체 연구중단 22건 중 14건이 국가현안을 해결하기 위한 연구개발 사업인 ‘주요사업’에 포함돼 다른 기관과 비교해서도 이례적으로 많은 것으로 나타났다. 또 연구부정행위와 불성실 평가를 받아 중단된 사업들도 다수로 확인됐다. 이들 3개 기관에서 중단된 과제들 중에는 초기 계획 대비 50% 이상 진행된 과제가 24건, 90% 이상 진행된 과제도 5건이나 되는 것으로 확인돼 상당 기간 인력과 예산이 투입된 과제들인 것으로 나타났다. 이에 대해 김성수 의원은 “과학기술 연구라는 것이 결과가 성공적이지 못할 수는 있지만 세금으로 운영되는 출연연의 연구들이 결과물을 내지 못하고 중단되는 것은 최소화해야 할 것”이라며 “과학기술 분야 정부 R&D 비용이 커지고 있는 만큼 정부출연연구기관의 과제기획과 관리, 연구부정 방지를 위한 철저한 관리감독이 필요한 시점“이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

밤샘근무하거나 시험을 앞두고 며칠 동안 잠잘 시간을 줄여가며 밤새워 공부를 한 다음에는 머릿 속에서는 달콤한 도넛이나 달달한 음료가 간절하게 생각난다. 그러나 이처럼 ‘수면이 부족하면 단 음식에 대한 유혹이 커진다’는 생각은 착각일 뿐이라는 이야기도 있었다. 그렇지만 수면부족이 인체 대사기능에 영향을 미쳐 실제로 기름지고 달콤한 음식에 대한 갈망을 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경학과, 정신의학 및 행동과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 보건복지학부, 펜실베니아대 의대 신경학과, 심리학과 공동연구팀은 수면부족 현상은 후각처리 신경경로에 영향을 미쳐 단 음식을 먹고 싶어하는 충동을 자극한다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 수면 부족이 체내 엔도카나비노이드 시스템(endocannabinoid system, ECS)에 영향을 미친다는 기존 연구에 착안했다. ECS는 두려움, 걱정 같은 감정 조절에 관여할 뿐만 아니라 혈압, 수면, 식욕, 칼로리 연소, 체내 염증 제어 같은 수많은 대사과정에 관여함으로써 신체 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 특히 식욕을 불러일으키는 중요한 요소인 후각 기능에 ECS가 중요한 역할을 한다. 연구팀은 41명의 건강한 성인남녀를 선발했다. 연구 대상으로 선정된 사람들의 나이는 18~40세이고 담배를 피우지 않고 하루 7~9시간의 규칙적인 수면을 하며 체질량지수(BMI)가 18.5~24.9로 정상 수준이고 신경정신적으로 문제가 없으며 모두 오른손잡이로 사전 조건을 통일했다. 연구팀은 사전 실험을 통해 41명 중 정식실험을 위해 25명을 추려내서 두 그룹으로 나눴다.연구팀은 한 그룹은 새벽 1~5시까지 4시간만 자도록 하고 다른 그룹은 밤 11시에 잠들어 다음날 아침 7시에 일어나도록 했다. 28일 후에는 각 그룹의 수면 패턴을 바꿔서 다시 4주를 실험했다. 즉 4시간을 잤던 그룹은 8시간을, 8시간을 잤던 그룹은 4시간만 자도록 한 것이다. 이렇게 하면서 연구팀은 실험대상자들의 혈액을 채취해 검사했다. 실험이 끝나는 날에는 이들에게 뷔페식을 제공해 섭취하는 음식과 칼로리를 측정하기도 했다. 분석결과 잠을 덜 잤던 사람들은 ECS에 작용하는 단백질 수준이 높은 것으로 나타났다. 또 뷔페식사를 할 때 잠이 충분이 잔 그룹과 그렇지 않은 그룹 모두 식사량은 비슷했지만 잠을 덜 잔 사람들은 달고 기름진 음식을 선호한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 뷔페식을 제공하기 전 다양한 냄새들을 맡게 하면서 기능성자기공명영상(fMRI)를 찍어 뇌의 움직임을 확인했다. 분석 결과 잠이 부족하게 되면 뇌에서 후각을 담당하는 조롱박피질과 음식섭취를 조절하는 뇌섬이라는 영역이 민감해지면서 달달한 음식을 더 찾게 되는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 토스텐 칸트 노스웨스턴대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 ECS와 후각, 수면, 식욕 간 상관관계를 밝혀낸 거의 첫 연구”라며 “이번 연구는 비만을 유발하는 새로운 원인을 설명해줄 뿐만 아니라 섭식장애를 치료하는 방법을 새로 제시해줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2009년 미국 애플사에서 ‘아이폰 3GS’를 처음 내놓으면서 휴대전화 시장은 스마트폰 중심으로 재편됐다. 현재 전세계 성인 대부분이 스마트폰 1대씩은 갖고 있는 것으로 알려져 있을 정도로 등장 10년 만에 스마트폰 없는 세상은 상상할 수 없게 됐다. 스마트폰 이전의 휴대전화는 전화와 문자메시지 사용이 주요 기능이었지만 스마트폰 시대에서는 전화는 부수적인 기능으로 밀려나고 다양한 컨텐츠를 언제 어디서나 사용할 수 있도록 하는 단말기 개념이 강해졌다. 이 때문에 스마트폰으로 인한 각종 정신적, 신체적 건강 문제도 제기되고 있는 상황이다. 대표적인 것이 스마트폰 중독 증상일 것이다. 그런데 보건과학자들이 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트가 노화도 촉진시킬 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 오레곤주립대 통합생물학과, 오레곤보건과학대 산업보건과학연구소, 폴란드 바르사바대 동물생리학과 공동연구팀은 스마트폰, 컴퓨터, TV 화면에서 발생하는 블루라이트에 장시간 노출될 경우 시신경은 물론 뇌와 피부 세포에 심각한 손상을 일으킨다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 보건학 분야 국제학술지 ‘노화와 질병 메커니즘’ 18일자에 실렸다. 블루라이트는 우리 눈에 파란색으로 보이는 빛으로 380~500㎚(나노미터) 파장을 갖는 가시광선 영역으로 빨간색이나 노란색 같은 다른 가시광선들에 비해 파장은 짧고 에너지는 크다는 특징이 있다. 물체를 선명하게 볼 수 있게 해주는 대신 블루라이트에 오래 노출되면 불면증을 유발할 수 있고 시력손상 등의 건강상 문제가 발생할 수 있다는 주장은 꾸준히 나오고 있다. 연구팀은 질병이나 노화연구에 많이 사용하는 초파리를 이용해 스마트폰과 컴퓨터에서 나오는 블루라이트 파장대의 빛에 매일 노출될 경우 세포와 생체 변화를 관찰했다. 연구팀은 초파리를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 매일 12시간씩 블루라이트 파장대 빛에 노출시키고 나머지 초파리들은 블루라이트 파장이 걸러진 빛에 노출되도록 했다.그 결과 매일 12시간씩 블루라이트에 노출된 파리들은 그렇지 않은 파리들에 비해 같은 시기에 태어났음에도 불구하고 수명이 절반에 가까운 42%나 짧은 것으로 나타났다. 또 블루라이트에 지속적으로 노출된 초파리들은 망막 세포와 뇌 신경세포인 뉴런에 손상을 입어 벽을 쉽게 기어오르지 못하는 등 이동능력이 눈에 띄게 저하되는 것도 관찰됐다. 실험에 사용한 일부 초파리들은 태어날 때부터 눈이 발달되지 않은 상태였는데 이들도 블루라이트에 지속적으로 노출되면 뇌 손상과 운동장애 증상을 보이는 한편 수명이 짧아진 것을 연구팀은 관찰했다. 예드비가 기볼도비치 오레곤주립대 교수(통합유전학)는 “빛은 뇌파 활동, 호르몬 생성, 수면 패턴은 물론 세포 재생 같은 인체 순환리듬에 중요한 역할을 하는데 블루라이트 같은 인공광에 대한 노출이 증가하면 이런 생리적 메커니즘 전체가 무너지게 된다”라며 “이번 연구를 통해 인공광이 노화를 가속화시킨다는 사실을 밝혀낸 것은 매우 놀라운 일이며 생체에 영향을 덜 미치는 인공광 개발을 촉진시킬 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 깊어지면서 많은 사람들이 산과 들, 야외를 찾아나선다. 이 때 여름만큼은 아니지만 햇볕에 얼굴이 타는 것을 피하기 위해 자외선차단제를 사용한다. 그런데 하얀 피부를 위해 자외선 차단제를 지나치게 사용할 경우 안에 포함된 나노물질이 인체 주요 장기에 축적될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 생체유해성연구그룹 유욱준 박사팀은 이산화티타늄 나노물질이 체내에 들어가면 뇌와 간, 태반 등에 축적되기 쉽다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘파티클 앤드 파이버 톡시콜로지’에 실렸다. 나노물질은 다양한 생활용품 제조에 쓰이고 있는데 특히 이산화티타늄은 페인트, 코팅제는 물론 자외선차단제, 화장품에서 많이 사용되고 있다. 그렇지만 다른 나노물질처럼 이산화티타늄에 대한 안전성 여부는 명확히 밝혀져 있지 않은 상태이다. 더군다나 나노물질에 많이 노출될 경우 민감한 반응을 나타낼 수 있는 임산부에 대한 연구는 더 적다. 연구팀은 임신한 생쥐에게 이산화티타늄 나노물질을 투여한 뒤 안전성과 체내 주요 장기에서 나노물질이 어떻게 분포하는지 관찰했다. 그 결과 임신 중 이산화티타늄에 노출되면 간과 뇌, 태반에 축적된다는 것이 확인됐다. 그러나 특이한 독성학적 영향은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 유욱준 박사는 “이번 연구는 노약자나 임산부 같은 건강취약층에서 나노물질이 체내에 들어갔을 때 어떤 영향을 미치는지를 살펴본 기초적인 연구”라면서 “동물실험에서 이산화티타늄 나노물질에 대한 독성이 발견되지 않았을 뿐 이산화티타늄이 안전하다고 단정하기는 어렵고 나노물질의 다양한 물리화학적 특성을 고려할 때 사람에 대한 추가적 안전성 연구는 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이번 주말은 아침과 낮의 기온차가 크겠지만 맑은 날씨를 보여 단풍 구경 같은 가을 나들이 가기는 좋겠다. 기상청은 “19일 토요일은 중국 산둥반도 부근에 위치한 고기압의 영향을 받아 전국이 맑은 날씨를 보이겠다”고 18일 예보했다. 그러나 기압골에 의해 제주도와 남부지방은 18일 흐리고 비가 내리기 시작해 밤에는 경기남부, 강원 영서, 충청도에도 빗방울이 떨어지겠으며 강원영동, 경상동해안, 제주도는 18일 오전까지 비가 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 예상 강수량은 경상해안과 제주도는 20~60㎜, 강원 영동, 전남 남해안, 경상도 지역은 5~20㎜, 전라 동부 내륙은 5㎜ 미만이 될 것으로 보인다. 19일 전국의 아침기온은 9~17도 분포로 평년의 5~14도보다 다소 높겠지만 낮 최고기온이 18~25도 분포로 일교차가 10도 가까이 날 것으로 보인다. 19일 지역별 아침 최저기온은 서울 12도, 세종 9도, 춘천 10도, 대전 13도, 광주 14도, 대구 15도, 부산 16도, 제주 18도 등이다. 일요일인 20일 전국 아침 기온은 7~16도, 낮 기온은 20~24도 분포를 보이겠다. 한편 18일 새벽 3시 필리핀 마닐라 동북동쪽 해상에서 발생한 올해 20번째 태풍인 ‘너구리’는 소형 태풍으로 서쪽으로 이동하고 있어 한반도에는 전혀 영향을 미치지 못할 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계 바깥 6개 백색왜성 대기 분석 美연구팀 “지구 암석분포와 구성 비슷”올해 노벨물리학상 수상자 중 미셸 마요르 스위스 제네바대 교수는 제자인 디디에 쿠엘로 제네바대 교수와 함께 태양계 바깥 외계행성을 처음으로 발견한 공로를 인정받아 공동 수상자로 이름을 올렸다. 이들의 발견 이후 많은 과학자들이 외계행성 관측에 뛰어들어 지금까지 4000개에 이르는 외계행성이 발견됐다. 과학자들이 외계행성 발견에 열심인 이유는 태양계 바깥에 우리 지구와 비슷한 행성이 있을 것이며 거기에 또 다른 생명체가 살고 있을지 모른다는 기대와 호기심 때문이다. 이런 가운데 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구·행성·우주과학과, 물리·천문학과, 매사추세츠공과대(MIT) 지구·대기·행성과학과 공동연구팀은 현재까지 발견된 외계행성들 중 일부가 지구와 매우 유사한 지질화학적 구성을 갖추고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 18일자에 실렸다. 연구팀은 태양계 바깥 백색왜성 6개와 태양, 지구, 달, 금성, 화성, 태양계를 76년 주기로 돌고 있는 헬리혜성의 대기와 지표 구성성분을 비교했다. 특히 암석을 구성하는 주요 6개 원소인 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 산소(O)에 연구팀은 주목했다. 분석 결과 6곳의 백색왜성의 대기는 지구에 있는 암석들과 비슷한 분포의 구성성분을 갖고 있으며 특히 산화철 성분이 풍부한 것으로 밝혀졌다. 이는 백색왜성 주변부에 있는 행성들 역시 지구와 유사한 지질학적 구조를 갖고 있다는 의미이다. 연구팀은 “지구와 멀리 떨어져 있는 별 주위를 도는 외계행성 중 일부가 지구와 매우 유사한 지질학적 구조를 갖고 있다는 것은 매우 의미심장하다”고 자평했다. edmondy@seoul.co.kr

지구상에 사는 동물 중 가장 빠른 것은 무엇일까. 육상에서는 치타(시속 120㎞), 바다에서는 돛새치(시속 112㎞), 하늘에서는 군함조(시속 400㎞)가 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 현재 지구상에 존재하는 동식물을 통틀어 가장 많은 종(種) 숫자를 자랑하는 것은 바로 곤충이다. 곤충은 종류가 많다 보니 아직까지 어느 것이 가장 빠른지는 명확히 밝혀져 있지 않다. 이 같은 상황에서 독일 울름대 신경생물학연구소, 프라이부르크대 생물학연구소 공동연구팀은 우리가 일상에서 가장 흔히 볼 수 있는 곤충인 개미 중에서는 아프리카 사하라 사막에서 사는 ‘사하라은색개미’가 가장 빠르다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘실험생물학’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 사막개미를 연구하기 위해 튀니지 쪽 사하라 사막을 조사하던 중 친척뻘인 사하라은색개미가 모래언덕에 집을 짓고 살고 있는 것을 발견했다. 또 사막개미보다 몸집이 작은 사하라은색개미들이 더 빨리 움직인다는 것도 알게 됐다. 이에 연구팀은 사하라은색개미의 거주지와 이동모습을 촬영한 다음 정밀분석했다. 그 결과 사하라은색개미들은 초당 0.855m로 이동하는 것으로 밝혀져 현존하는 개미 중 가장 빨리 움직이는 것으로 확인됐다. 보통 곤충의 이동속도는 몸길이(체장)의 몇 배로 움직이는지로 표시하기도 하는데 사하라은색개미는 초당 체장의 108배 속도로 이동하는 것으로 분석됐다. 반면 친척인 사막개미는 사하라은색개미보다 다리가 20% 정도 더 길지만 이동속도는 초속 0.62m이며 체장속도도 절반 수준인 50배에 불과한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 사하라은색개미들은 4.3~6.8㎜의 다리를 초속 1.3m의 속도로 움직이는데 이는 사막개미보다 30% 정도 더 빠른 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“대전시 유성구 도룡동 일대 오후 3~4시까지 집중호우가 내리면서 홍수가 발생할 가능성이 높습니다. 대비하세요.” 2023년부터는 이처럼 해당 지역에 거주하는 사람들에게만 맞춤형 재난안전 문자가 발송될 예정이다. 현재는 화재, 지진, 폭우, 태풍 등 재해가 발생하면 모든 사람들에게 일괄적으로 문자메시지가 발송되고 있다. 안전 대비에 도움을 주겠다는 취지이지만 관련 없는 지역 사람들은 문자를 받지 않으려고 휴대폰 설정을 바꾸면서 재난재해가 발생했을 때는 오히려 문자를 받지 못하는 어처구니 없는 상황이 벌어지기도 한다. 국내 연구진이 일상 속 안전 위험관련 문자나 지도정보를 지역별, 개인별 맞춤형으로 알리는 기술을 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 일상 속 위험에 대비할 기술을 개발하기 위한 ‘생활안전 예방서비스 기술개발 연구단’을 구성해 연구개발, 실증시험, 지방자치단체 시범사업까지 2023년까지 마치겠다고 17일 밝혔다.연구단은 정부, 지자체, 산업계, 학계는 물론 시민단체, 자원봉사단체 등과 함께 국민들에게 필요한 기술을 개발하는 ‘리빙랩’ 형태로 진행해 나갈 계획이다. 우선 안전, 위험 상황을 지역별-개인별 맞춤형으로 알림을 제공하는 기술을 개발할 계획이다. 지금까지는 공급자 입장에서 불특정 다수에게 안전정보를 뿌리는 방식이지만 새로운 맞춤형 알림 기술이 개발되면 위치, 개인 선호도, 스마트폰 사용조건, 장애여부 등을 파악해 수요자 중심의 서비스가 제공될 계획이다. 연구팀은 가축전염병 확산예측, 미세먼지를 포함한 대기질 알림, 다중이용시설 위험 알림, 맞춤형 교통사고 확률, 범죄통계기반 예측, 전염병확산예측, 산사태, 홍수해일, 화재, 유해물질유출 알림, 아동실종 알림 등 15개 서비스를 개발하고 국민들에게 의견을 물어 우선 순위를 정한다는 계획이다. 김형준 ETRI 연구단장은 “올 초 교통사고 발생시 골든아워 확보와 교통사고 사망률을 획기적으로 줄일 수 있는 차량 단말 7종을 개발했다”라며 “생활안전예방 서비스와 관련된 가상체험 교육용 자료를 개발하는 한편 기업과 함께 생활안전 위험분석, 예측, 맞춤형 서비스 제공 플랫폼 개발도 할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　지구상에 사는 생물체 중 가장 빠른 것은 무엇일까. 땅에 뿌리박고 사는 식물은 당연히 제외될 것이고 육상에서는 치타(시속 120㎞), 바다에서는 돛새치(시속 112㎞), 하늘에서는 군함조(시속 400㎞)가 가장 빨리 움직이는 것으로 알려져 있다. 현재 지구에 사는 생물체 중 가장 많은 종(種) 숫자를 자랑하는 것은 동식물 통틀어 바로 곤충이다. 곤충의 종이 많다보니 어느 것이 가장 빠른지는 아직 명확히 밝혀져 있지 않은 상태다. 　이 같은 상황에서 독일 울름대 신경생물학연구소, 프라이부르크대 생물학연구소 공동연구팀은 우리가 흔히 볼 수 있는 곤충인 개미 중 아프리카 사하라 사막에서 사는 ‘사하라 은개미’가 가장 빠르다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘실험생물학 저널’ 17일자에 발표했다. 　연구팀은 사막개미를 연구하기 위해 튀니지 쪽 사하라 사막을 조사하던 중 사하라 은개미가 모래언덕에 집을 짓고 살고 있는 것을 발견했다. 그런데 사하라 은개미들의 이동속도가 다른 개미들보다 빠르게 움직인다는 것에 주목했다.　연구팀은 사하라 은개미의 집과 개미들의 이동모습을 촬영한 뒤 정밀분석한 결과 초당 0.855m로 이동하는 것으로 나타나 현존하는 개미 중 가장 빨리 움직인다는 것을 확인했다. 보통 곤충 이동속도는 몸길이(체장)의 몇 배로 움직이는지 표시하는데 사하라 은개미는 초당 108배로 이동하는 것으로 확인됐다. 반면 사하라 은개미의 친척뻘인 사막개미는 다리가 20% 정도 더 길지만 이동속도는 초속 0.62m이고 체장속도는 절반 수준인 50배에 불과하다. 　사하라 은개미들은 4.3~6.8㎜의 다리를 초속 1.3m의 속도로 움직이는데 이는 사막개미보다 30% 정도 더 빠른 초당 47걸음의 속도로 움직인다고 연구팀은 설명했다. 또 연평균 온도가 60도에 육박하는 사막온도와는 달리 10도까지 낮춘 실험실에서 사하라 은개미의 이동속도는 초속 0.057m까지 떨어지는 것으로 관찰됐다. 　연구를 주도한 사라 엘리자베스 푀퍼 울름대 박사(응용신경행동학)는 “이번 연구를 통해 사하라 은개미들의 이동속도는 부드러운 모래라는 거주지 특성과 기후에 좌우된다는 것을 알게됐다”라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

모든 공룡이 비강 이용해 열 식힌 게 아닌 몸집 크기 따라 다른 체온냉각 체계 가져 거대 공룡은 코·입 모두 사용해 과열 막아6500만년 전 중생대 백악기 말 전체 생물의 75%가 사라진 ‘제5차 대멸종’이 찾아오기 전까지 지구의 지배자는 공룡이었다. 사람 크기만 한 공룡도 있었고 심지어는 닭보다 작은 육식 공룡도 살았지만 ‘공룡’이라는 단어를 들으면 많은 사람들이 ‘쥬라기 월드’를 비롯한 많은 영화에 등장했던 브라키오사우루스, 티라노사우루스 같은 거대한 몸집을 떠올린다. 사실 공룡이 살았던 중생대는 극지방에도 거의 얼음이 얼지 않았고 여름과 겨울의 기온차도 거의 없을 정도로 덥고 습했던 것으로 알려져 있다. 이런 환경 때문에 식물들이 하늘 높은 줄 모르고 자라게 되고 이를 먹이로 하는 초식 공룡들이 덩달아 커지면서 초식 공룡을 잡아먹는 육식 공룡의 덩치까지 커지는 일종의 ‘진화론적 군비경쟁’이 이뤄졌다. 동물은 움직이면 필연적으로 체온이 오를 수밖에 없다. 사람이나 새 같은 항온동물은 체온을 일정하게 유지할 수 있는 대사 시스템을 갖추고 있지만 변온과 항온동물 중간 단계인 공룡들이 뜨거워지는 몸을 어떻게 식혔을까 하는 점은 여전히 과학자들이 궁금하게 여기는 부분이다. 미국 오하이오대 의생명과학과, 오하이오 생태·진화학연구센터 공동연구팀은 유체역학과 컴퓨터 3차원(3D) 이미지 기술을 활용해 더운 기후 속에 살았던 공룡들이 열사병과 싸우기 위해 어떻게 몸을 냉각시켰는지에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 해부학회에서 발간하는 국제학술지 ‘애너토미컬 레코드’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 이에 앞서 지난해 12월 말 초식 공룡인 안킬로사우루스의 머리뼈를 분석한 결과 비강이라고 불리는 콧속 공간이 거대한 몸집에서 발생하는 열을 조절하는 에어컨 역할을 한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 연구팀은 공룡 화석과 동물원, 야생 등에서 자연사한 파충류와 조류의 사체들을 컴퓨터단층촬영(CT)해 컴퓨터 이미징 기술로 재현한 다음 유체역학 분석으로 체온냉각 시스템을 재현해 냈다. 연구 결과 연구팀은 포유동물이 더울 때 땀을 흘려 증발시킴으로써 체온을 낮추는 것처럼 반(半)변온동물인 공룡은 공기와 피를 동시에 순환시켜 열을 낮췄을 것이라는 점을 밝혀냈다. 또 지금까지 알려진 바와는 달리 모든 공룡이 코(비강)를 이용해 열을 식혔던 것이 아니라 몸집에 따라 다른 체온냉각 체계를 갖고 있었다고 연구팀은 주장했다.사람의 몸집과 비슷하거나 작은 공룡들은 항온동물들처럼 피부와 혈액순환으로 체온을 일정하게 유지했다. 반면 몸집이 큰 거대 공룡들은 혈액순환 속도가 작은 공룡에 비해 느렸기 때문에 뇌나 눈 같은 중요 신체부위를 보호하기 위해 코와 입까지 활용해 열을 식히는 일종의 공냉식 체온 조절 전략을 구사했다고 연구팀은 설명했다. 디플로도쿠스나 카마라사우루스처럼 몸 크기가 15~20m에 가까운 거대 초식 공룡은 코와 입을 모두 사용해 체온을 유지했지만 안킬로사우루스처럼 몸 크기가 10m가 안 되는 중간 크기의 공룡은 비강에 공기를 빨아들여 체온을 유지했다는 것이다. 또 육식 공룡들은 코와 입은 물론 턱을 계속 움직여 부채처럼 공기를 펌프질해 머리 쪽으로 열이 오르는 것을 막았다. 루거 포터 오하이오대 교수(인간해부학)는 “이번 연구는 공룡들이 뇌를 포함한 중요한 신체 부위가 있는 머리 부분의 과열현상을 막기 위해 다양한 방법을 활용했으며 그에 맞게 진화했음을 보여 주고 있다”며 “추가 연구로 공룡에 따라 다른 체온 유지 기능이 서식지 선택에 어떤 영향을 미쳤는지를 탐구할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부산대 고분자공학과 김일 교수팀은 벤젠, 나프탈렌과 같은 비교적 값싼 원료를 이용해 균일한 다공성 유기 나노소재와 탄소 나노소재를 만들 수 있는 기술을 확보했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 제올라이트나 실리카겔 같은 다공성 나노물질은 균일한 구멍과 넓은 표면적 때문에 수(水)처리, 촉매, 가스 분리 같은 다양한 분야에서 활용되고 있지만 제작 과정이 까다롭다는 단점이 있다. 연구팀은 벤젠과 나프탈렌으로 중고등학교 과학시간에 배우는 간단한 화학반응인 산·염기 반응을 이용해 원하는 크기와 종류의 나노캡슐, 나노튜브, 나노시트를 만드는 데 성공했다. 이번 기술을 활용하면 각종 촉매, 연료전지, 리튬이온전지, 항공우주 및 자동차용 복합재료, 바이오센서 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 다공성 나노물질을 저렴하고 간단하게 만들 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr