IBS 나노의학연구단, 사람 발걸음부터 미세세포 움직임 인식가능한 촉각장치 개발 국내 연구진이 사람의 발걸음부터 미세한 세포 움직임까지 인식할 수 있는 3차원(3D) 촉각인식장치를 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대, 한양대, 카이스트 공동연구팀은 큰 힘부터 초미세 압력까지 모두 감지해 낼 수 있는 고감도 촉각 인식장치와 압력을 감지할 수 있는 발광물질을 개발하는데 성공했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 15일자 표지논문으로 실렸다. 피부에 닿아 느껴지는 감각인 촉각은 압력, 온도, 통증 등을 느낄 수 있도록 돼 있다. 최근에는 온도, 소리, 빛 등을 피부로 감지할 수 있는 다양한 인식 장치개 개발되고 있다. 특히 3D 촉각인식 장치가 주목 받고 있는데 이 장치는 센서를 조밀하게 배열함으로써 정밀한 촉각을 감지할 수 있다. 문제는 센서간 거리가 가깝게 만들어야 하다보니 조밀하게 배열하는 것이 쉽지 않을 뿐만 아니라 상호 간섭현상 때문에 오작동 되는 경우도 있다.연구팀은 압력에 따라 두께가 변하는 물질을 이용한 트랜지스터 센서를 개발해 센서간 간섭 없이 조밀한 배열이 가능토록 하고 세밀하게 감지할 수 있게 만들었다. 센서를 기판에 배열하는 식이 아니라 트랜지스터 자체를 압력센서로 작동하도록 한 것이다. 연구팀은 사람 머리카락 단면보다 작은 면적에 가로, 세로 각각 20줄씩 400개의 센서를 배열한 3D 촉각 인식장치를 개발하고 장치가 잘 작동하는지를 실험했다. 연구팀은 50㎏의 사람이 직경 2㎝ 크기의 굽을 가진 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때 굽에 가해지는 압력의 면적과 세기가 실제 인식되는지와 사람 심장세포의 움직임을 측정한 결과 사람 심장세포 하나가 움직일 때 압력은 구두 굽이 가하는 압력보다 1만분의 1 수준이라는 것을 확인했다.여기에 연구팀은 촉각을 느끼면 스스로 빛을 내는 화학물질을 결합시켜 촉각을 시각화하는 일종의 공감각화하는 기술도 개발했다. 박장웅 IBS 연구위원(연세대 신소재공학과 교수)은 “이번 연구는 매우 작은 크기의 물체 압력을 실시간으로 측정하고 시각화시킬 수 있다는 장점이 있다”라며 “심장 박동, 혈압 등 인체신호를 모니터링하는 장치를 개발하고 신체정보를 빅데이터로 만들어 인공지능 진단 등에 활용할 수 있는 방법을 연구할 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

21세기 지구상에 살고 있는 인간을 포함한 모든 생물체에 가장 중요한 과학적 문제는 지구온난화로 인한 기후변화일 것이다. 기후변화로 인해 겨울철 혹한과 폭설, 여름철 폭염과 열대성 폭풍 등이 잦아지고 있다. 특히 태풍이나 허리케인, 사이클론 등 열대성 저기압은 적도 부근 바다온도에 영향을 받고 있다. 많은 과학자들이 열대지역의 해수온도가 높아지는 이유에 대해 찾고 있지만 아직까지 정확한 해석을 내놓고 있지 못하다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부, 미국 하와이대 대기과학과, 시애틀 워싱턴대 대기해양합동연구소 공동연구팀은 아열대 지역에서 발생한 온실기체가 열대지역 온도 상승을 부추긴다는 사실을 밝혀내고 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 14일자에 발표했다. 이산화탄소, 메탄 같은 대기 중 온실가스가 지구 평균기온을 상승시킨다는 것은 잘 알려져 있지만 그 정도는 지역마다 차이를 보이고 있다. 지난 50년 간 지구 전체 평균 해수면 온도는 0.55도 상승했지만 동태평양을 제외한 열대지역 해수면 온도는 0.71도 높아졌다. 열대 해수면 온도상승은 4~5년에 한 번씩 발생하는 엘니뇨 현상과 맞물려 날씨와 강우를 불안정하게 만들기 때문에 기후과학자들의 관심 대상이었다. 연구팀은 열대 지역은 해들리 순환이라는 대규모 대기순환을 통해 아열대 지역과 영향을 주고 받는다는 사실에 착안했다. 연구팀은 열대와 아열대에서 발생한 온실가스가 온도상승에 기여하는 정도를 분리해 접근했다. 기후모형으로 열대와 아열대 지역에 이산화탄소 농도가 증감을 시뮬레이션해 대기와 해양순환과정을 정밀분석했다. 기존 기후분석 모형들은 전 지구에 동일한 농도의 이산화탄소가 있다고 가정했기 때문에 지구온난화가 다른 지역에 어떤 영향을 미치는지에 대해 정확히 알지 못했었다.그 결과 아열대 지역 이산화탄소는 같은 양의 열대지역 이산화탄소보다 열대 해수면 온도를 40% 이상 상승시키는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 온실가스 증가로 아열대 지역의 온도가 상승할 경우 적도-아열대 간 온도차가 줄어들고 해들리 순환이 약화된다는 것이 관찰됐다. 이에 따라 무역풍과 해수용승 현상이 줄어 결국 열대 해수면 온도 증가로 이어진다는 설명이다. 이와 동시에 무역풍이 열대지역으로 수송하던 수증기량도 감소해 열대지역 구름양이 줄어들어 맑은 날이 계속되면서 일사량이 늘어나고 온도 증가를 촉진시킨다는 것도 확인됐다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단 단장(부산대 석학교수)은 “이번 연구는 아열대 지역인 중남부 아시아, 미국 남부 등에서 온실가스 감소가 열대지역의 온도 상승에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “온실가스 이외 대기 질이 미치는 영향을 추가로 연구해 이 같은 상관관계를 명확하게 밝힐 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학산업은 물론 제약산업에서 다방면으로 쓰이는 과산화수소를 저렴하면서도 친환경적이고 생산효율을 8배 가량 높일 수 있는 촉매기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 서울시립대 화학공학과, 포항가속기연구소 공동연구팀은 산소와 물만으로 화학산업의 ‘쌀’로 불리는 과산화수소를 저렴하게 생산해 낼 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 14일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 기존에 사용되던 촉매보다 2000배 가량 저렴해 가격, 효율, 환경 문제를 모두 해결한 것으로 평가받고 있다. 과산화수소는 치약, 주방세제 같은 생활용품은 물론 폐수처리장, 멸균과 살균이 필요한 의료현장, 불순물 제거가 필수적인 반도체 공정 등 다양한 화학, 의료, 환경분야에서 활용되는 화학물질이다. 과산화수소 분자식을 보면 원자 2개, 산소 원자 2개가 결합된 형태이기 때문에 이론적으로는 수소기체, 산소기체, 물만으로도 합성이 가능하지만 실제 세 종류만으로는 활성이 낮아 거의 활용되지는 않는다. 현재는 과산화수소를 만들 때 안트라퀴논을 유기용매에 녹인 뒤 값비싼 귀금속인 팔라듐으로 만든 촉매를 이용해 산화, 환원반응을 거쳐 만들어 진다. 비싼 촉매를 이용해 다단계를 거치기 때문에 에너지 효율이 낮고 유기 용매를 사용하기 때문에 환경오염을 일으킨다는 단점이 있다. 연구팀은 철이나 코발트, 니켈 같은 저렴한 원자가 그래핀 위에 놓여있을 때 전기화학적 반응 효율이 높아진다는 점에 착안했다. 실제로 연구팀은 계산화학적 방법을 이용해 촉매 활성 조절이 가능하다는 것을 확인하고 꿈의 신소재라고 불리는 2차원 그래핀 위에 저렴한 코발트 원자를 올린 형태의 촉매를 만들었다. 팔라듐으로 촉매를 만들었을 때보다 가격이 2000분의 1 수준에 불과하다. 연구팀이 개발한 코발트-그래핀 촉매를 산소포화 수용액에 넣고 전기를 가하면 별도의 화합물이나 복잡한 공정없이 간단히 과산화수소를 생산할 수 있는 것이다.1㎏의 촉매를 사용했을 때 하루 341.2㎏의 과산화수소를 생산할 수 있어 현재 가장 효율이 높다는 귀금속계 촉매보다 8배 이상 생산효율이 높은 것으로 평가받고 있다. 이번에 개발한 촉매는 110시간 이상 연속 생산을 한 뒤에도 성능이 98% 이상 유지되는 것도 관찰됐다. 이와 함께 기존 촉매와는 달리 반응 후 회수해 재활용할 수 있다는 장점을 갖고 있기 때문에 폐촉매 발생 같은 환경문제도 일으키지 않는다. 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수)은 “최근 초정밀 반도체, 정밀 기계부품 기술이 발전하면서 과산화수소 수요도 증가하고 있는 만큼 저렴하고도 높은 효율로 생산할 수 있는 방법이 필요한 상황”이라며 “이번 연구는 과산화수소를 환경친화적이며 경제적으로 생산할 수 있게해줄 뿐만 아니라 화학산업 전반의 생산성 향상에도 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■ 광주 남구청 ◇ 3급 승진 △ 지역혁신국 정정석 ◇ 4급 승진 △ 월산동 고영라 ◇ 5급 교육 의결 △ 교통지도과 김석기 △ 도서관과 양미영 △ 도시계획과 안길웅 △ 기획실 이연범 △ 고령정책과 김병모 △ 건강생활지원과 임지영 △ 건강생활지원과 나송주 △ 자치행정과 권윤중 △ 토지정보과 조란경 ■ 광명시 △ 경제문화국장 한상준 △ 안전건설교통국장 성동준 △ 도시재생국장 박춘균 △ 평생교육사업소장 조옥순 △ 환경수도사업소장 이병해 △ 홍보담당관 서준희 △ 회계과장 이병철 △ 민원여권과장 한동석 △ 토지정보과장 강병철 △ 지역경제과장 방진호 △ 문화관광과장 서호준 △ 체육진흥과장 황정환 △ 복지정책과장 유순호 △ 장애인복지과장 박호승 △ 보육정책과장 장승권 △ 위생과장 장순강 △ 도시교통과장 신민철 △ 환경관리과장 박명우 △ 수도과장 김학기 △ 차량등록사업소장 이준형 △ 건설지원사업소장 김원곤 △ 광명1동장 직무대리 윤영덕 △ 철산1동장 설미현 △ 철산2동장 박상현 △ 철산3동장 김태영 △ 하안2동장 직무대리 전동진 △ 하안4동장 유연홍 △ 소하2동장 김운주 ■ JIBS 제주방송 △ 경영사업국장 전광호 △ 보도국장 강석창 △ 편성제작국장 유화성 △ 기술국장 양은철 ■ 파이낸셜뉴스 △ 문화스포츠부장 정순민 △ 국제부장 조창원 △ 논설위원 최진숙

세포 깨우면 회복… 근본적 치료 기대영화 ‘백투더퓨처’의 배우 마이클 J 폭스, 유명 권투선수 무하마드 알리, 교황 요한 바오로 2세 등이 앓았던 파킨슨병은 도파민 신경세포의 활동이 줄어들어 잠들면 발생한다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 인지교세포과학그룹, 서울아산병원, 한국과학기술연구원(KIST), 충남대 의대, 한국뇌연구원, 분당서울대병원 공동연구팀은 뇌 속에 있는 별모양의 신경세포인 별세포가 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병이 유발된다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10일자에 발표했다. 파킨슨병은 손발이 심하게 떨리거나 운동 능력이 저하되는 퇴행성 뇌질환으로 나이가 들수록 발병 확률이 높아진다. 지금까지는 운동에 관여하는 도파민 신경세포가 죽으면서 파킨슨병이 발생한다는 것이 정설이었다. 그런데 이번에 국내 연구팀이 동물실험을 통해 별세포에서 ‘가바’라는 물질이 과다하게 분비돼 도파민 신경세포 활동을 둔화시켜 도파민 분비가 제대로 되지 않으면 파킨슨병이 생긴다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐로 별세포가 가바를 분비하지 못하도록 하는 실험을 한 결과 도파민이 정상적으로 분비되면서 운동 기능 이상 같은 파킨슨병 증상이 완화되는 것을 관찰했다. 또 연구팀은 정상적인 생쥐의 머리에 광섬유를 심어 도파민 신경세포를 빛으로 제어하는 광유전학 실험도 했다. 실험 결과 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병에 걸린 것처럼 몸이 떨리고 걸음이 불안정해지는 것이 관찰됐고 도파민 신경세포를 깨우면 다시 정상으로 돌아온다는 사실을 재확인했다. 연구팀은 이번 결과를 활용하면 파킨슨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단장이 국가지원 연구성과를 자기 회사 명의로 출원했다가 기소됐다. 대전지검 특허범죄조사부는 김 단장을 사기와 업무상 배임 등 혐의로 기소했다고 7일 밝혔다. 김 단장은 서울대 교수로 있던 2010∼2014년 한국연구재단 연구비(29억여원)로 발명한 유전자 가위 관련 특허기술 3건을 자신이 최대 주주로 있는 툴젠에 이전했다. 또 서울대와 IBS 재직시 발명한 특허기술 2건을 신고 없이 툴젠 명의로 미국에 특허 출원한 혐의도 받고 있다. 서울대 산학협력단은 김 단장의 직무발명 지식재산권을 승계받아야 하는 데도 이를 제대로 관리하지 않은 것으로 나타났다. 검찰은 김 단장 범행에 가담한 툴젠 임원 A(39)씨도 기소했다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

“기초과학연구원(IBS)이 명실상부한 국내 유일의 기초과학연구소로 자리잡도록 하는 작업이 향후 5년간 진행될 겁니다.” 지난해 11월 22일 제3대 IBS 원장으로 취임한 노도영(57) 신임 원장은 6일 과학기자들과 만나 5년 임기 동안 IBS의 운영계획을 설명하는 자리에서 이같이 밝혔다. 노 원장은 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고 1991년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 물리학과에서 박사 학위를 취득한 뒤 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수를 역임하는 등 방사광 분야에서 세계적인 권위자로 인정받는 인물이다. IBS는 세계 최고 수준의 기초과학 연구를 수행하기 위해 2011년 11월에 설립된 연구기관으로, 중이온가속기건설구축사업단 등 총 31개 연구단으로 구성됐다. 2250명의 연구자가 2249억원의 연구개발 예산을 받아 다양한 기초과학 연구를 진행하고 있다. 노 원장은 우선 지난해 과학기술정보통신부 감사에서 일부 연구자의 연구비 부정 사용 문제가 지적된 것을 언급하며 “대부분 의도적이라기보다는 행정적 실수가 많았다”면서 “운영상 발생했던 여러 문제점에 대해 후속 조치를 하고 있다”고 말했다. 노 원장은 좋은 연구 성과지만 응용이나 산업기술 쪽으로 쏠려 있거나 연구가 우수하지 못하다는 결론에 이르면 해당 연구단을 종료하겠다는 계획을 밝혔다. 종료되는 연구단은 우수한 연구자들을 불러 재구성한다는 계획이다. 노 원장은 “많은 분이 언제 노벨과학상 수상자를 배출하느냐고 묻는데 우리는 ‘노벨상’이 아닌 ‘새로운 발견’이 목표”라며 “연구자들이 원하는 연구를 마음껏, 꾸준히 할 수 있도록 지원한다면 좋은 연구 성과들이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　“기초과학연구원(IBS)이 명실상부한 국내 유일의 기초과학연구소로 자리잡도록 하는 작업이 5년 동안 이뤄질 것입니다. 연구 수월성이 부족하거나 ‘기초과학 연구’라는 목적에 맞지 않는다면 과감히 연구단을 종료하겠다는 것도 그런 취지입니다.” 　지난해 11월 22일 제3대 IBS 원장으로 취임한 노도영(57) 신임 원장은 6일 과학기자들과 만나 5년 임기 동안 IBS 운영계획을 설명하는 자리에서 이 같이 밝혔다. 노 원장은 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고 1991년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 물리학과에서 박사학위를 취득한 뒤 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수를 역임하는 등 방사광 분야에서 세계적인 권위자로 인정받고 있는 인물이다. 　IBS는 세계 최고수준의 기초과학 연구를 수행하기 위해 2011년 11월에 설립된 연구기관으로 현재 30개 연구단과 중이온가속기건설구축사업단으로 구성돼 있다. 올해 기준으로 2250명의 연구자가 2249억원의 연구개발예산을 받아 다양한 기초연구에 참여하고 있다. 　노 원장은 우선 지난해 과학기술정보통신부 감사에서 일부 연구자들의 연구비 부정 사용 문제가 지적된 것에 대해 언급하며 “연구자들이 규정이나 법을 어긴 경우가 있는데 대부분 의도적이라기보다는 행정적 실수가 많았다”라며 “취임후 운영상 발생했던 여러 문제점들에 대한 파악은 끝났고 후속조치를 하고 있다”라고 말했다. 　노 원장은 올해 8년차 연구단 평가를 통해 ‘우수성’이라는 기준에 미달하거나 좋은 연구성과들이지만 응용이나 산업기술 쪽으로 쏠려 있다면 ‘기초과학 연구기관’이라는 설립취지에 맞지 않는 만큼 연구단을 종료하겠다는 계획을 밝혔다. 이렇게 종료되는 연구단이 있을 경우 우수한 연구자들을 불러 새로운 연구단을 만드는 계기로 삼겠다는 것이다. 　노 원장은 “많은 분들이 IBS에서는 언제 노벨과학상 수상자를 배출하냐고 묻는데 우리는 ‘노벨상’이 아닌 ‘새로운 발견’을 목표로 하고 있다”라면서 “연구자들이 원하는 연구를 마음껏, 꾸준히 할 수 있도록 지원한다면 좋은 연구성과들이 나올 것”이라고도 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미래의 탈거리에 대한 개념을 완전히 바꿀 것으로 기대되는 자율주행차 기술은 4차산업혁명의 대표적인 분야로 꼽힌다. 구글이나 테슬라를 비롯해 많은 자동차기업들이 자율주행차 시장에 뛰어들어 기술이 점점 발달하고는 있지만 여전히 불완전한 것이 사실이다. 특히 자율주행차의 눈이라고 할 수 있는 레이더의 불완전함은 자율주행차 사고의 가장 큰 원인으로 지목받고 있다. 흰색 트럭을 하늘로 인식하거나 빛 흡수율이 높은 물체는 인식하지 못해 추돌사고나 인명사고로 이어지는 경우가 많았다. 이는 자율주행차에 쓰이는 레이더가 반사되는 신호를 이용하기 때문인데 신호 흡수율이 높은 물체는 인식을 못하게 된다는 것이다. 그런데 과학자들이 이처럼 물질에서 반사되는 빛이 아닌 흡수되는 빛까지 이용해 물체를 감지하는 원리를 발견해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 빛이나 전파를 흡수해 자신의 위치를 숨기는 스텔스기까지도 추적이 가능하게 된다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단 연구진은 소리, 전파, 빛 같은 파장의 반사 뿐만 아니라 흡수로 인해 나타나는 미세한 온도증가까지 탐지해 초고해상도 영상으로 촬영할 수 있다는 사실을 발견했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 일반적으로 캄캄한 어둠 속에서 손전등으로 빛을 비추거나 장애물에 음파를 쏴서 피하는 박쥐, 레이다나 라이다 같은 장치로 다른 차나 보행자의 위치를 인식하는 자율주행차 모두 목표물에서 반사돼 돌아온 빛, 소리, 전자기파로 정보를 얻는 원리이다. 이는 물체가 충분한 에너지를 반사했을 때만 가능하다.그렇지만 스텔스기나 스텔스함처럼 레이더의 파장을 반사하는 대신 흡수해버리면 감지가 쉽지 않다. 연구팀은 스텔스기처럼 파장의 반사가 아니라 흡수를 하는 경우 미세한 온도변화가 발생한다는데 착안했다. 문제는 레이더나 음파가 전달하는 에너지가 아무리 크더라도 온도 변화는 크게 나타나지 않기 때문에 이를 어떻게 감지하느냐가 관건이다. 연구팀은 대상에 빔을 쏴서 발생시킨 온도변화에 따라 복사량이 달라진다는 것을 확인했다. 빔의 강도가 강할수록 물체에 반사하는 것도 강해지지만 복사로 방출되는 빛의 세기는 온도에 따라 크게 달라진다는 것이다. 상온에서 적외선 영역에 속한 800나노미터(㎚)의 빛을 비추면 온도가 1% 증가할 때 복사로 발생하는 광자의 수는 57% 늘어난다. 연구팀은 이를 이용해 아주 짧은 시간동안 나타나는 온도상승을 포착해 복사광선 감지가 가능하다는 것을 보였다. 빔을 물체에 비추면 중심부분의 온도가 더 올라가 복사는 빔의 지름보다 더 작은 부분에서 발생한다는 것을 확인했다. 이런 복사광선을 감지하면 현재 사용하는 현미경보다 더 높은 초고해상도의 현미경을 개발할 수 있을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 또 이 원리를 활용하면 스텔스기나 스텔스함도 쉽게 포착할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 기욤 카시아니 IBS 첨단연성물질연구단 연구위원은 “이번 연구는 자율주행차 레이더나 스텔스 물체의 중거리·장거리 감지 등 분야에 활용될 수 있다”라며 “이번 발견을 활용해 나노미터 크기의 물체에서부터 비행기 같은 큰 물체에 이르기까지 다양한 크기의 물체와 상황에서 선명한 영상을 얻을 수 있음을 이론적으로 예측했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월 10일자에 실렸다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만들려는 시도를 해 왔다. 연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소 기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름 형태의 초박형 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. ‘F다이아메인’으로 이름 붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 로드니 루오프(UNIST 자연과학부 특훈교수) IBS 단장은 “이번 연구 결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업 분야에서 활용할 길을 열었다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월 10일자에 실렸다. 꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 물질이며 다이아몬드는 지구상 가장 단단한 물질이지만 이들은 모두 탄소 원자로만 이뤄져 있다는 공통점이 있다. 대신 그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양을 이룬 평면 형태이고 다이아몬드는 탄소 원자가 정사면체 형태로 이뤄져 있다는 차이점이 있다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만들려는 시도를 해 왔다. 문제는 얇은 평면 구조의 다이아몬드(다이아메인)를 제조하려면 고압 환경을 만들어야 하기 때문에 제조 비용이 많이 들고 수율도 높지 않다는 것이다. 연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소 기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름 형태의 초박형 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. ‘F다이아메인’으로 이름 붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 또 기존 공정과 달리 고압 환경이 필요치 않아 제조 비용도 대폭 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 로드니 루오프(UNIST 자연과학부 특훈교수) IBS 단장은 “이번 연구 결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업 분야에서 활용할 길을 열었다는 데 의미가 크다”며 “다음 단계 연구는 다이아몬드 박막의 전기적, 기계적 특성까지 조절 가능한 대면적 다이아몬드 필름을 만드는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 시즌 세계 랭킹 2위였던 ‘아이언맨’ 윤성빈(강원도청)이 올 시즌 첫 스켈레톤 월드컵 무대에서 다소 더딘 출발을 보였다. 윤성빈은 9일 새벽 미국 뉴욕주 레이크플래시드에서 막을 내린 19~20시즌 국제봅슬레이스켈레톤경기연맹(IBSF) 월드컵 1차 대회 남자 스켈레톤 경기에서 1·2차 시기 합계 1분46초96을 기록하며 7위에 머물렀다. 전체 10위에 그친 1차 시기가 아쉬웠다. 전체 4번째로 빠른 4초83에 스타트를 끊었으나 주행에서의 몇 차례 실수로 53초41이라는 저조한 성적을 기록했다. 반면 2차 시기에서는 전체 10번째인 4초90에 스타트를 끊었지만 이후 무난한 주행으로 53초55, 전체 5위로 마무리했다. 함께 출전한 정승기(가톨릭관동대)는 합계 1분47초72로 전체 15위, 김지수(강원도청)는 1분47초74로 16위에 올랐다. 1차 대회 정상은 지난 시즌 세계 5위인 독일의 악셀 융크에게 돌아갔다. 한편 오는 13일 같은 장소에서 월드컵 2차 대회가 열린다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는데 성공했다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 10일자에 실렸다.꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 한 층을 얇게 벗겨낸 물질이며 다이아몬드는 지구상 가장 단단한 물질이지만 이들은 모두 탄소 원자로만 이뤄져 있다는 공통점이 있다. 대신 그래핀은 탄소원자가 육각형 벌집모양을 이룬 평면형태이고 다이아몬드는 탄소원자가 정사면체 형태로 이뤄져 있다는 차이점이 있다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만드려는 시도를 해왔다. 문제는 얇은 평면구조의 다이아몬드(다이아메인)를 만들기 위해서는 고압 환경을 만들어야 하기 때문에 제조비용이 많이 들뿐만 아니라 다이아메인으로 전환율이 높지 않다는 것이다.연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름형태의 초박형 다이아몬드를 만드는데 성공했다. ‘F-다이아메인’으로 이름붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 또 기존 공정과는 달리 고압 환경이 필요치 않아 제조비용도 대폭 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 로드니 루오프 IBS 단장(UNIST 자연과학부 특훈교수)은 “이번 연구결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업분야에서 활용할 수 있는 길을 열었다는데 의미가 크다”라며 “다음 단계 연구는 다이아몬드 박막의 전기적, 기계적 특성까지 조절가능한 대면적 다이아몬드 필름을 만드는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

햇빛을 전기로 바꿔주는 태양광 에너지는 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 대표적인 신재생에너지 중 하나로 꼽히고 있다. 그러나 광자 한 개를 하나의 전하입자로만 변환시킬 수 있다는 제한 때문에 태양전지의 효율을 높이는데 한계가 있다. 국내 연구진이 광자 한 개를 더 많은 전하입자로 변환시킬 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 네덜란드 암스테르담대 공동연구팀은 빛 에너지(광자)에 비례해 전하 캐리어 수가 늘어나는 캐리어 증폭현상을 2차원 물질에서 처음 관찰하는데 성공해 태양전지 효율을 획기적으로 늘릴 수 있는 단초를 마련했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2일자에 실렸다. 일반적으로 에너지가 아무리 커도 광자 한 개는 전하 운반입자(캐리어) 한 쌍만 만들어 낼 수 있다. 그렇지만 특정 조건에서는 캐리어 증폭현상이 일어나 광자가 두쌍 이상의 전하입자를 만들 수 있는 것으로 알려져 있었다. 이런 물질은 나노미터 크기의 양자선(線)이나 양자점(點), 2차원 물질이 있다. 2차원 물질은 그래핀처럼 두께가 원자층 수준의 얇은 물질로 기존 물질과는 전혀 다른 물리현상이 나타나 차세대 반도체로 주목받고 있다. 특히 2차원 물질에서는 여분의 빛 에너지가 캐리어로 모두 전환될 수 있다고 이론상 알려져 있지만 관측된 적은 없었다. 연구팀은 캐리어 증폭현상을 발생시킬 수 있는 가능성 높은 후보물질을 합성했다. 그 결과 서로 다른 화합물을 기체로 만든 다음 진공 상태에서 반응을 일으켜 얇은 막을 형성시키는 기상화학증착 방식으로 광변환 효율이 좋은 것으로 알려진 몰리브덴디텔루라이드와 텅스텐디셀레나이드를 대면적으로 합성시키는데 성공했다.이렇게 만들어진 전이금속 칼코젠 화합물을 초고속 분광법으로 분석한 결과 캐리어 증폭현상이 관찰됐다. 관찰 결과 여분의 에너지가 추가 캐리어를 만들어 냄으로써 기존 실리콘 태양전지의 빛-전기 전환효율의 한계인 33.7%를 넘어서는 것이 확인됐다. 이 때문에 연구팀은 이번 합성물질을 태양전지로 활용하면 전지효율을 46% 가까이 끌어올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 나노구조물리연구단 단장(성균관대 교수)는 “이번 연구결과를 활용하면 태양전지는 물론 광검출기 등 다양한 광전자 분야 기기를 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “특히 이번에 찾아낸 2차원 전이금속 칼코젠 소재는 가볍고 우수한 빛흡수력, 뛰어난 내구성, 유연성 때문에 플렉서블 태양전지 상용화까지 기대할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 5월 30일 시진핑 중국 국가주석은 과학자 400명을 모아놓고 “신중국 성립 100주년이 되는 2049년까지 중국을 전 세계 과학기술 선도국으로 만들겠다”며 ‘과학굴기’를 선언했다. 과학굴기 선언 3년이 지난 현재 중국을 보면 2000년대 초반까지만 해도 ‘세계의 공장’으로 불리며 서방국가들의 하청업체 정도로 여겼던 그 나라가 맞나 싶을 정도로 과학기술의 발전속도가 무서울 정도이다. 약 14억명이라는 엄청난 인구와 경제력을 바탕으로 인공지능(AI), 빅데이터, 블록체인 같은 첨단기술 분야는 물론 기초과학까지 전통적인 과학강국인 미국과 유럽을 무섭게 추월하고 있는 상황이다. 실제로 네이처가 2016년 자연과학 분야 우수 연구기관과 대학을 선정해 발표한 ‘네이처 인덱스 라이징 스타’의 결과를 보더라도 1~9위까지 중국 대학과 연구소가 싹쓸이했다. 올해 중국은 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자’ 숫자도 영국을 제치고 2위로 우뚝 올라섰다. 학술정보기업 ‘클래리베이트 애널리틱스’가 20일 발표한 ‘2019년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자’(HCR) 명단을 보면 중국은 636명으로 미국(2737명)에 이어 세계 2위 HCR 국가로 이름을 올렸다. HCR은 각 분야에서 동료 연구자들의 연구에 중요한 영향을 미치며 다른 연구자들에게 논문이 인용되는 피인용 횟수가 가장 높은 상위 1% 논문을 기준으로 선정하는데 올해로 6번째를 맞고 있다. 올해 HCR은 전 세계 60여개국 6126명이 상위 1% 연구자로 선정됐고 미국이 전체 44%에 해당하는 2737명의 연구자를 배출한 것으로 조사돼 HCR 1위 국가를 6년째 유지하고 있다. 중국은 지난해보다 HCR에 이름을 올린 인원이 32%나 늘어난 636명으로 2위를 지키고 있던 영국(517명)을 3위로 내려앉혔다. 미국-중국-영국에 이어 독일, 호주, 캐나다, 네덜란드, 프랑스, 스위스, 스페인이 상위 10개국에 이름을 올렸다. 또 상위 1% 연구자를 배출한 대학과 연구기관을 살펴보면 가장 많은 HCR을 갖고 있는 곳은 미국 하버드대로 203명이 소속돼 있는 것으로 나타났다. 그 다음으로는 미국 스탠포드대, 3위로는 중국과학원(CAS), 그 뒤를 독일 막스플랑크협회, 미국 브로드연구소, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 등이 있다. 특히 HCR 연구자가 많은 20대 대학 및 연구기관은 미국이 14곳으로 가장 많았고 영국 3곳, 중국 2곳, 독일 1곳으로 조사됐다. 한편 상위 1%의 한국 연구자들은 복수 분야에 선정된 이들까지 포함해 45명이 선정됐다. 이는 지난해 58명보다 13명이 감소한 숫자로 올해 한국의 HCR 순위는 19위로 나타났다. 국내 연구자들의 소속기관별로 살펴보면 서울대가 9명으로 가장 많았고 울산과학기술원(UNIST) 6명, 고려대 4명, 카이스트, 성균관대 각각 3명 등으로 나타났다. 이들 중 김대형, 김진수, 로드니 루오프, 악셀 팀머만, 이영희, 장석복, 현택환 교수는 기초과학연구원(IBS)에서 연구비를 받아 활동하기 때문에 IBS 소속 연구자로 구분할 경우 서울대 다음으로 IBS가 HCR 연구자를 많이 보유하고 있는 것으로 볼 수 있다. 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

최근 송도국제도시가 수요자 및 투자자 사이서 높은 관심을 받고 있다. 이에 송도 내 상업시설 역시 인기를 얻고 있는데 그 중에서도, 10년 전 초기 분양가격 그대로 공급하는 상업시설이 있어 투자자들의 눈길을 사로 잡고 있다. 경제자유구역인 송도국제도시는 인천국제공항의 배후지로 90년대 조성계획 수립 후 2005년 이후부터 아파트가 순차적으로 입주하기 시작해 신도시로서의 모습이 갖춰지기 시작했다. 이국적인 분위기를 자아내는 송도국제도시는 미국 센트럴파크를 모티브로 한 송도센트럴파크와 송도국제학교 등을 통한 지역 만의 특성을 갖췄다. 그렇지만 서울과의 접근성은 떨어졌기 때문에, 높은 상승세를 보이지 못했다.그러나 지난 8월 수도권 광역급행 GTX-B노선의 예비타당성 통과 소식이 전해지면서 송도를 찾는 수요가 급등하고 있다. 송도에서 서울역까지 약 30분으로 도착할 수 있기 때문에 송도까지의 물리적 거리가 줄어든 것이 큰 이유 중 하나다. 또한 즐길거리가 풍부한 이 곳을 찾는 유동인구가 더욱 늘어날 것으로 보여 송도 국제도시의 위상이 더욱 높아질 것으로 전망된다. 이 곳을 찾는 주거 수요가 증가하면서, 상업지역 역시 자연스럽게 활성화될 것으로 예상된다. 이 중 송도 국제 도시 중심지에 위치해 있으면서 저렴한 가격으로 공급되는 ‘송도 커낼워크’가 눈에 띈다. 그간 다양한 언론 매체를 통해 홍보되면서 인지도가 높고 주변 시세대비 저렴한 가격으로 공급해 투자자들의 관심대상이 됐다. 또한 이미 성숙된 상업지역인 만큼 안정적인 수익도 나타내고 있다. 대출여부에 따라 다소 차이가 있으나 약 3~5%의 수익률을 보인다. 여기에 교통호재뿐 아니라 주변에 굵직한 개발호재들로 인해 유동인구가 유입될 가능성이 높다. 올해 12월 인천항 신국제여객터미널이 개장할 예정이다. 신국제여객터미널 배후부지에는 복합쇼핑몰, 호텔, 리조트 등이 들어서 쇼핑, 레저, 휴양을 한 곳에서 즐길 수 있는 해양관광단지가 조성되는 만큼 유입되는 인구가 상당할 것으로 예상된다. 또, 2021년 준공을 목표로 워터프론트 1단계 개발이 시작됐으며, 상업시설 맞은편에는 복합문화공간이 들어설 예정이다. 국립세계문자박물관, 연수세무서가 인근에 신설된다. ‘송도 커낼워크’가 기본적으로 보유한 배후수요도 탄탄하다. 이 상업시설은 송도 1공구 내 위치해 있어 총 1만2400여 세대를 고정수요로 확보하고 있는데다 주변 대형 공원이 위치해 있어 유동인구가 상당하다. 이 공원에서는 매년 세계맥주축제와 팬타포트 락 페스티벌이 개최되며, 연간 약 100만여 명의 방문객이 다녀간다. 인천경제자유구역청과 UN국제기구인 GCF 등이 입주한 G타워를 비롯해 포스코타워, IBS타워가 들어서 있어 근로자 수요까지 확보 가능하다. 분양관계자에 따르면, “송도 커낼워크처럼 완성된 상권을 저렴한 가격으로 잡을 수 있는 기회가 많지 않다”며, “입지조건 및 개발호재가 분명한 안정적인 투자처다”라고 전했다. ‘송도 커낼워크’는 인천시 연수구 송도동에 위치해 있으며, 지하 2층~지상 5층, 총 연면적 117,595.573㎡ 규모로 조성됐다. 이 중 회사보유분은 165개 호실이며, 현재 선착순으로 동호수 지정 계약중이다. 인천시 연수구 아트센터대로에서 홍보관을 운영중에 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상 공동 수상자인 윌리엄 케일린 미국 하버드 의대 교수가 5일 울산과학기술원(UNIST)에서 강연했다. 케일린 교수는 이날 ‘브이에치엘 종양 억제 단백질’과 산소 감지, 암세포 신진대사 등 최근 노벨상을 받은 연구를 소개했다. 강연에는 울산과기원 학생과 고등학생 등 220여명이 참석했다. 케일린 교수는 강연에 앞서 울산과기원 노벨동산에서 기념 나무를 심었다. 강연 후에는 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단 소속 연구자, 연수 학생들과 함께 소규모 세미나를 진행했고 울산과기원, 기초과학연구원과 공동 연구 방안을 논의했다. 케일린 교수는 산소량을 감지하는 세포 메커니즘을 규명한 업적으로 피터 랫클리프 영국 옥스퍼드대 교수, 그레그 서멘자 미국 존스홉킨스의대 교수와 함께 올해 노벨 생리의학상을 공동 수상했다. 암 등으로 산소가 부족해진 상황에서 세포 반응을 구체적으로 규명해 암과 빈혈 등 질환 치료 가능성을 제시한 공로를 인정받았다. 그는 울산과기원을 방문한 일곱 번째 노벨상 수상자다. 그는 울산과기원에 있는 기초과학연구원 유전체 항상성 연구단 초청을 받아 방문했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 ‘호모사피엔스’(현생인류)가 아프리카 칼라하리 지역에 처음 나타났으며, 첫 번째 인류 대이동의 원인은 기후변화였다는 사실을 밝혀냈다. 호주의 가반의학연구소와 뉴사우스웨일스대, 한국의 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 남아프리카공화국 로즈대, 나미비아 빈트후크중앙병원 등 10개 기관 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 현생인류가 20만년 전 아프리카 칼라하리 지역에서 처음 나타났고 13만년 전 기후변화 때문에 인류 대이동이 있었다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 현생인류가 아프리카 대륙에서 출현했다는 것은 이미 알려져 있는 사실이지만 정확한 발상지와 전 세계로 퍼지게 된 원인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았었는데 이번 연구는 이를 규명해 냄으로써 과학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 남아프리카 일대에 거주하고 있으며, 최초의 어머니에게서 갈라져 나온 현생인류의 가장 오래된 혈통으로 알려진 ‘L0’ 유전자를 지닌 후손 198명의 혈액을 채취해 미토콘드리아 DNA를 정밀 분석한 뒤 새로운 인류 출현 계통지도를 만들었다. 그 결과 최초 인류는 현재 나미비아와 짐바브웨 국경에 이르는 보츠나와 북부 지역인 칼라하라 지역에서 나타났으며, L0 혈통이 처음 출현한 시점은 지금까지 알려진 15만~17만 5000년 전이 아니라 20만년 전이라는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 해양 퇴적물 같은 고(古)기후 및 지질학적 데이터와 슈퍼컴퓨터를 이용한 기후 모델을 분석한 결과 약 13만년 전 지구 자전축의 움직임이 변해 남반구의 일사량이 변하고 강수량이 이전과 달라지면서 현생인류가 발상지에서 벗어나 이주를 시작했다고 분석했다. 연구팀에 따르면 최초 인류는 13만년 전 칼라하리 북쪽 잠비아와 탄자니아 지역으로, 11만년 전에는 발상지 남서쪽인 나미비아와 남아공 지역의 녹지를 찾아 이동했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반감기가 1시간인 방사성 물질과 독가스가 들어 있는 상자 속에 있는 고양이는 1시간 뒤 살아있을까, 죽어있을까. 양자역학의 파동방정식을 만들어 낸 물리학자 슈뢰딩거가 고안한 사고 실험인 ‘슈뢰딩거의 고양이’는 양자역학의 불확실성을 보여주는 대표적인 사례이다. 양자역학에 따르면 우리 눈에 보이지 않는 물질인 원자, 분자, 양자 등이 존재하는 미시세계에서는 관측하는 행위가 측정 대상에 영향을 미친다. 이 때문에 정밀한 실험을 할 때는 문제가 될 수 있다. 그런데 한-미 공동연구진이 이런 양자역학적 딜레마를 극복하고 단일 원자의 정확한 사진을 촬영할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 IBM 알마덴연구센터, 한국 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단, 이화여대 물리학과, 영국 옥스포드대 물리학과 공동연구팀은 양자역학 원리를 이용한 주사터널링현미경(STM)을 이용해 개별 원자의 전자기적 상태를 측정하고 제어하는 실험에 성공하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 25일자에 발표했다.연구팀은 산화마그네슘(MgO) 표면 위에 티타늄(Ti) 원자를 올려놓고 STM으로 관찰했다. 티타늄 원자는 스핀 상태가 두 가지만 갖고 있기 때문에 다른 원자들에 비해 실험하기가 쉽다는 장점이 있다. 고체 표면 위에 있는 티타늄 원자를 관측할 때는 STM에서 마이크로파를 연속적으로 투사시켜 나오는 스핀정보를 측정하는데 두 종류의 스핀 상태 밖에 없음에도 불구하고 양자역학적 특성상 스핀을 원하는 방향만큼만 바꾸거나 특정 방향에서 멈추게 하는 것은 쉽지 않다. 관찰이라는 행위 자체 때문에 스핀 모양이 끊임없이 바뀌기 때문에 정확한 관측이 사실상 어렵다는 설명이다. 이에 연구팀은 마이크로파를 연속적으로 투사시키는 것이 아니라 나노초 단위로 끊어서 티타늄에 쏘는 방식으로 스핀 상태를 제어하고 측정했다. 그 결과 연속 투사방식에서는 할 수 없었던 티타늄 원자의 스핀을 원하는 상태로 설정하는 것이 가능해졌다. 이번 기술은 원자 스핀 제어능력이 더 높아진 만큼 측정 자체가 주는 영향에 신경쓰지 않고도 정밀한 미시세계 관찰을 가능케 해줄 뿐만 아니라 스핀 기반 양자컴퓨터에 정보를 저장할 때도 여러 큐비트(양자컴퓨터의 정보처리 단위)를 통제할 수 있어 정보처리 능력을 높일 수 있게 된다. 안드레아스 하인리히(이화여대 물리학과 석좌교수) IBS 양자나노과학연구단 단장은 “이번 연구결과는 물질 표면 위 원자의 양자 시스템을 제어하는데 중요한 단초를 마련했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 활용하면 양자컴퓨터의 정보저장 단위인 큐비트에도 활용이 가능해 양자컴퓨터의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr