국내 연구진이 차세대 디스플레이로 각광받는 발광다이오드(LED)의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 원천기술을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학과 박성주 교수팀은 나노 크기의 은(Ag)을 표면 플라스몬(금속 내부의 전자들이 동시에 진동하는 현상) 물질로 사용해 LED 광효율을 30% 이상 향상시켰다고 23일 밝혔다. 이 연구는 산업 분야에서 경쟁이 치열한 고휘도 LED 개발에 크게 기여할 것으로 평가된다. 실제로 국내 대기업에 기술이전이 추진되고 있다. 박 교수는 “표면 플라스몬이 LED에서 발생하는 빛과 결합하면 발광 재결합 속도가 빨라지는 원리를 이용,LED의 밝기를 증가시켰다.”면서 “플라스몬 물질로 사용한 은을 LED 내부의 활성층과 매우 가까운 곳에 나노입자 형태로 삽입하는 기술을 개발해 30% 이상의 광효율 향상을 확인했다.”고 설명했다. 박 교수팀은 이와 함께 실리콘 포토닉스 기술의 필수적 구성요소인 나노 실리콘 LED에 이 표면 플라스몬 기술을 적용, 양자효율을 기존 실리콘 LED의 4배 이상으로 높이는 데 성공했다. 실리콘 포토닉스 기술은 한계에 이른 실리콘 정보 전송기술을 대체하기 위해 전세계적으로 개발이 진행되고 있다. 실리콘 LED는 실리콘 포토닉스 구현을 위한 필수적인 광원이다. 박 교수는 “이번에 개발된 기술은 국내 LED업계의 원천 기술 확보와 국제 경쟁력을 갖는 고휘도 LED 개발에 기여할 것으로 기대된다.”고 말했다. 연구결과는 재료분야의 세계적 학술지 어드밴스드 머티어리얼즈(Advanced Materials) 최근호에 게재됐다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 일본, 미국에 이어 세계 세번째로 난자를 사용하지 않은 ‘맞춤형 다기능줄기세포’(iPS) 생산에 성공했다. 이에 따라 황우석 사태 이후 극도의 침체기를 겪고 있는 국내 배아줄기세포 연구가 활기를 되찾을 수 있을지 주목된다. 제주대 줄기세포연구센터 박세필 교수팀과 미래생명공학연구소는 난자를 사용하지 않고 사람의 피부세포만으로 배아줄기세포 특성을 가진 iPS를 만드는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 박 교수팀은 이번 연구결과를 국내외에 특허 출원했으며, 지난 21일 건국대에서 열린 ‘한국동물번식학회 학술대회 및 제4차 한·일 공동심포지엄에 발표했다. 배아줄기세포는 성체줄기세포에 비해 각종 장기로 분화하는 능력이 뛰어나 다양한 난치성 질환을 치료해 줄 수 있을 것으로 기대를 모아왔다. 그러나 난자와 배아를 사용하는 윤리적 문제 때문에 종교계나 사회단체 등에서 연구에 반대하는 목소리가 높았다. 박 박사팀은 사람의 피부세포를 떼어낸 뒤 배아줄기세포의 성질을 갖도록 하는 4개의 특정유전자(Oct4,Nanog,Sox2,Lin28)를 주입하는 역분화 방식을 사용했다. 이 4개의 유전자는 배아가 배아줄기세포로 분화할 때 없어지는데 연구팀은 이 시간을 거꾸로 되돌린 셈이다. 이렇게 만들어진 iPS를 신경세포와 근육세포, 간세포 등으로 분화시켰으며, 유전자 발현과 현미경 검사를 통해 배아줄기세포 여부를 확인했다고 설명했다. iPS는 지난해 미국 위스콘신대 톰슨 박사와 일본 교토대 야마나카 박사팀이 수립한 바 있다. 이 연구결과는 국내외 언론에서 ‘2007년 최고의 의학발전’으로 꼽히기도 했다. 박 박사팀의 연구는 iPS로는 세계 세번째이지만 앞선 두 연구팀의 기술을 향상시켜 효율성을 5.1배가량 높인 것이 특징이다. 박 박사는 “지난 2005년 세계 최초로 미국특허를 획득한 ‘냉동 배반포기배 이용 인간배아줄기세포’ 확립기술이 토대가 됐다.”면서 “기술적으로도 의미가 있는 만큼 본격적인 경쟁에 나설 수 있다.”고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

“지구에 쏟아지는 태양광을 단 1시간 동안만이라도 모을 수 있다면 인류가 1년 동안 쓰는 에너지를 충당할 수 있습니다.” 2000년 노벨화학상 수상자인 앨런 히거 미국 샌타바버라 캘리포니아대학 교수는 20일 서울신문과 가진 단독 인터뷰에서 자신이 태양전지 개발에 매진하고 있는 이유를 이렇게 설명했다. ●“태양광은 엄청난 꿈의 에너지” 일흔의 나이인데도 태양전지에 대한 그의 믿음과 철학은 확고했다.“태양광은 엄청난 가능성을 가진 꿈의 에너지”라면서 상용화 아이디어를 얘기할 때는 소년처럼 들뜬 모습을 보이기도 했다. 히거 교수는 앨런 매거미드 박사, 시라카와 히데키 박사와 함께 전기가 통하는 플라스틱을 발견한 공로로 2000년 노벨화학상을 받은 석학이다. 그는 ‘실생활에 쓸 수 있는 기술’을 주창하며 본인의 기술을 기반으로 한 다양한 사업을 벌여 왔다. 이번에도 코오롱그룹과 태양전지 기술 개발을 논의하기 위해 한국을 찾았다. “지금 널리 사용되는 태양전지는 처음 개발된 지 50년이 지났지만, 가격이 너무 비싸고 두께가 두꺼워 상용화에 어려움이 많습니다. 얇은 필름에 기능성 잉크를 인쇄한 새 태양전지를 활용하면 많은 변화가 있을 것입니다.” 실제로 히거 교수는 1992년 전도성고분자를 이용해 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 유기태양전지의 개념을 주창,2005년 상용화에 근접한 5% 수준의 효율을 가진 플라스틱 태양전지를 만들어 냈다. 현재는 이 플라스틱 태양전지의 효율을 6.5% 수준까지 올려놓았다. ●태양전지 수명 2년 가까이로 늘려 그는 태양전지 상용화의 가장 큰 장벽으로 수명을 꼽았다. 플라스틱 태양전지의 경우 인쇄 방식이기 때문에 획기적으로 단가를 낮출 수 있고 구부리거나 접는 것도 가능하지만, 내구성이 떨어진다. 히거 교수는 “처음 개발했을 때 3∼4일이던 전지의 수명을 현재 2년 가까이로 늘려 놓았다.”며 “단가가 매우 낮기 때문에 상용화되면 아프리카 등 제3세계 오지에 전기를 쉽게 보급할 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다. 그는 자신의 태양전지가 실생활에 어떻게 사용될 수 있는지에 관한 아이디어도 제시했다. “군대 텐트 위에 플라스틱 태양전지를 붙여 전기를 공급받고, 핸드백 바깥에 태양전지를 붙여서 휴대전화의 전원을 공급할 수도 있습니다. 집을 지을 때부터 지붕에 태양전지를 내장할 수 있고, 대형빌딩의 외벽을 구성하는 유리창을 모조리 발전용으로 쓰는 일도 결코 불가능하지 않습니다.” 히거 교수는 “새벽 3시에 문득 아이디어가 떠오르면 그 생각을 마무리할 때까지는 잠이 오지 않을 정도로 여전히 과학기술에 흥미를 갖고 있다.”고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 대학들의 경쟁력 강화를 위해 차세대 융복합형 신기술 육성과 해외 과학자 유치에 5년간 8250억원이 지원된다. 교육과학기술부는 올해 신규 사업으로 추진하는 ‘세계 수준의 연구중심대학’(World Class University) 사업계획을 확정,19일 공고했다. WCU 사업은 ‘두뇌한국(BK)21’에 이은 대표적 대학 재정지원 사업으로, 지난달 시안 발표 후 공청회를 거쳐 구체안이 확정됐다. 이 사업은 국내 대학들의 국제화 수준을 획기적으로 끌어올리기 위해 고안됐다. 특히 정부가 외국의 저명 학자를 국내 대학에 임용하는 데 들어가는 인건비 전액과 연구비를 지원, 세계적 수준의 교수를 확보할 수 있도록 했다. 초빙 대상은 해외 대학·연구소·기업체 소속의 교수 또는 연구원으로 외국인, 외국 국적을 가진 재외동포, 해외 소재 한국 국적의 학자 등이다. 교과부는 또 해외 학자들을 전일제 교수로 채용해 새로운 전공이나 학부를 개설하는 경우 대학원생 정원을 늘리는 것도 허용하기로 했다. 현재 대학 설립·운영 규정상 대학원 정원을 늘리기 위해서는 각종 요건을 충족해야 하지만,WCU 사업에 선정되면 이에 구애받지 않도록 할 방침이다. 교과부는 세계 수준의 연구중심대학을 키우기 위해서는 선도·융합형 기술이 중요하다고 보고 신성장동력 창출을 위해 적극적으로 지원할 연구분야도 선정했다. 선정된 분야는 ‘나노-바이오-정보-인지(NBIC,Nano-Bio-Info-Cogno)´ 융합기술과 우주·국방기술, 에너지과학, 바이오제약, 뇌과학, 금융수학·금융공학, 인재·조직개발 분야 등이다. 이공학과 인문사회 학문간 융복합 분야, 인문사회와 이공학간 융복합 분야가 망라됐다. 교과부는 오는 9월20일까지 3개월간의 사업공고 기간을 거쳐 10월에 1차로 전공패널심사,11월에 2차 외국인 교수 심사와 3차 종합패널 심사를 벌인다.11월 말 지원과제를 최종 선정, 사업비를 지원할 예정이다. WCU 사업의 올해 예산은 총 1650억원이며 전국 단위로 1250억원, 지방 단위로 400억원이 각각 지원된다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 대기오염에 영향을 미치는 가장 큰 원인은 흙먼지 등 토양에서 비롯된 것으로 나타났다. 국립환경과학원은 19일 ‘동북아 대기오염 감시체계 구축 및 환경보전 협력사업’의 하나로 실시한 오염물질 모니터링 결과를 내놓았다. 과학원이 인천광역시 옹진군 덕적도와 제주 고산 등 두 곳의 한반도 배경대기 관측소에서 3년간 모니터링한 결과에 따르면 덕적도의 경우 유입되는 오염원은 흙먼지 등 토양에서 비롯된 물질이 53%로 가장 많았다. 이어 자동차, 석탄 및 석유 연소(22%), 산업활동 물질(8%)이 뒤를 이었다. 고산은 토양과 자동차, 석탄 및 오일 연소가 38%로 동등하게 조사됐다. 과학원 지구환경연구소 김정수 소장은 “토양을 통해 유입된 20여개 금속 물질의 농도가 미세먼지 등에 영향을 미치는 것으로 나타났다.”면서 “서해안에서 관측활동을 병행한 결과로는 중국 등 다른 나라로부터 국내로 유입되는 오염물질은 뚜렷한 증가 추세를 보이지 않는 것으로 나타났다.”고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

출산 후 흔히 버려지는 ‘양막’에서 성체줄기세포를 추출하고 냉동보관할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 분당서울대병원 산부인과 서창석 교수팀은 태아를 둘러싸고 있는 양막에서 성체줄기세포의 하나인 ‘중간엽 줄기세포’(mesenchymal stem cell)를 추출하고 이를 효과적으로 동결 보전할 수 있는 방법을 새로 발견했다고 17일 밝혔다. 이 연구결과는 생식의학분야 권위지인 ‘인간생식’(Human Reproduction) 최신호에 발표됐다. 줄기세포는 종류에 따라 배아 줄기세포, 성체 줄기세포, 원시생식선 줄기세포 등으로 나뉜다. 가장 널리 연구되는 인간 배아 줄기세포는 만능 치료용으로 쓰일 수 있지만 종교적·사회적·윤리적 논쟁이 있는 데다 체외에서 대량 배양이 어렵고, 배양이 계속될수록 유전자 변이 등의 문제가 발생하는 단점이 있다. 이 때문에 최근 지방세포, 골세포, 연골세포, 근육세포 등 한정된 세포로 분화가 가능한 성체 줄기세포 연구가 활발해지는 추세다. 특히 중간엽 줄기세포의 경우 체내에 약 100만개가량 있는 것으로 알려져 있다. 서 교수팀은 출산 후 폐기되기 때문에 산모와 태아에게 미치는 영향이 없고, 회수가 쉬운 양막을 새로운 성체 줄기세포 공급원으로 활용할 수 있을 것으로 판단, 양막으로부터 중간엽 줄기세포를 추출하는데 성공했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

경기도는 도내 주요 도로 및 택지개발지구의 교통정보를 실시간으로 수집, 제공하는 ‘지능형교통관리시스템(ITS)’ 구축사업에 착수했다고 17일 밝혔다. ITS가 올해 우선 설치될 구간은 지방도 309호선(학의JC∼청사IC,7.3㎞), 국지도 23호선(자유로, 서울시계∼구산IC,28.7㎞), 과천대로(청사IC∼선암IC,7.2㎞) 등 3곳으로 지방도 309호선과 국지도 23호선이다. 이어 과천대로도 올해 안으로 사업자를 선정해 추진할 계획이다. 도는 모두 1100억원을 들여 이 도로들에 차량 번호를 식별할 수 있는 차량검지기(VDS), 동영상정보수집용 폐쇄회로(CC)TV 등을 설치한다. 아울러 도내 상습정체구간 80곳과 대규모 교통유발시설 42곳에도 감시카메라와 교통정보 시스템이 설치된다. 이 기기들에서 수집된 교통정보는 수원에 있는 교통정보센터로 전송돼 취합 처리되며 도로변에 설치할 전광표지판을 비롯해 인터넷, 휴대전화,DMB, 교통방송 등을 통해 운전자들에게 실시간 제공된다. 이와 함께 토지공사, 주택공사, 경기도시공사 등 대규모 택지개발지구 사업시행자도 올해 모두 394억원을 투입해 광교, 판교등 택지개발지구 주변 광역도로에 ITS를 구축할 예정이다.수원 김병철기자 kbchul@seoul.co.kr

미래 기후변화 시나리오에 대응하기 위한 한반도 자연생태계의 영향평가 기틀이 마련됐다. 국립환경과학원은 기후변화에 의한 자연생태계의 영향평가를 위해 한반도 전역을 유사한 생태적 특성을 가진 21개 생물기후권역으로 구분·설정했다고 17일 밝혔다. 과학원은 기온, 강수량 등 67개 기후변수와 지형특성 등을 종합적으로 고려해 도서지역으로 제주도 3개 권역, 백령도 1개 권역, 울릉도 1개 권역 등 5권역과 내륙지역 16개 권역 등 총 21개 권역을 구분했다. 특히 내륙지역 중 지리산, 백두대간 등 산악지역의 경우에는 지형 특성을 반영해 보다 다양한 세분화가 이뤄졌다. 생물기후권역화 기법은 생물학적 의미를 가지는 기후변수 자료를 이용해 통계분석을 도입하는 기법으로 영국 등 선진국에서 기후변화 영향평가에 널리 사용되고 있다. 한국은 지난해부터 3개년 계획이 시행 중으로, 올해는 이 기후변화 시나리오에 따른 권역별 변화 추이를 모델링한 후, 내년 중 최종 대응전략을 마련하게 된다. 한편, 이번 권역 구분을 통해 한반도 기후권역에 대한 유의미한 결과물도 도출됐다. 연평균기온의 경우 제주서부권역과 제주동부권역이 가장 높았으며, 강원도 중부산악권역은 국내에서 가장 낮은 온도분포를 보였다. 또 한라산권역과 지리산권역은 연중 강수량이 가장 많은 지역으로, 경북내륙권역은 강수량이 가장 적은 지역으로 분석됐다. 과학원측은 “연구결과를 토대로 한 3개년 계획이 끝나면, 권역별로 차별화된 자연보전자원 관리정책 및 취약생태계 보전대책이 마련될 수 있을 것”이라고 밝혔다.박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국립공원관리공단은 다도해해상국립공원 해양생태계 조사를 통해 전남 완도군 소안도 일원에서 국내 최대 규모로 추정되는 거머리말 군락지를 발견했다고 17일 밝혔다. 군락지는 3㎢ 규모로 법정 보호대상 해양생물로 지정된 한국 고유종인 수거머리말과 거머리말 2종이 서식하고 있는 것으로 파악됐다. 거머리말은 수질정화와 광합성 기능이 뛰어나 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 잘 흡수한다. 또 산소생산 능력이 탁월해 연안습지 생태계의 중요 자원으로 꼽힌다. 계절적으로 번성했다가 사라지는 일반 해초와 달리 1년 내내 안정적인 바다 속 풀밭을 형성함으로써 생물의 다양성 증진, 기름유출 사고시 자연정화 기능 등을 한다.박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내연구진이 환경문제를 일으키는 해조류 구멍갈파래를 이용해 바이오에탄올을 생산하는 데 성공했다. 한국해양연구원 강도형 박사팀은 17일 강원대학교와 공동 연구를 통해 제주 연안에서 환경 문제를 일으키는 해조류 구멍갈파래를 이용해 대체에너지 바이오에탄올을 생산하는 데 성공했다고 밝혔다. 사탕수수나 옥수수 등 곡물에서 추출되는 바이오에탄올은 휘발유 및 경유와 섞거나 단독으로 자동차 연료로 사용할 수 있는 재생자원 에너지로 현재 전세계적인 관심을 모으고 있다. 그러나 바이오에탄올 수요가 급증하면 원료가 되는 곡물 가격 상승을 부추겨 최근 들어 식량난을 일으키는 원인으로 지목되고 있기도 하다. 강 박사 연구팀은 지난 수년 사이 제주 지역에서 녹조현상을 일으켜 온 구멍갈파래가 광합성으로 바이오에탄올의 원료인 전분을 만들어 낸다는 점에 주목했다. 연구 결과 구멍갈파래는 50% 정도의 탄수화물 함량을 보여 바이오에탄올에 적합한 원료로 평가됐다. 특히 구멍갈파래의 경우 지난해 10월 한국생산기술연구원이 바이오에탄올 생산에 성공한 우뭇가사리에 비해 에탄올 생산수율 및 농도를 월등히 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 현재 해양연구원은 이 기술을 특허 출원하는 한편 상용화를 위한 후속 연구를 진행 중이다. 강 박사는 “바이오에탄올 생산시설은 원료 수급 및 기후조건이 적합한 제주에 세우는 것이 적합하다.”면서 “정부 지원이 이뤄진다면 대규모 배양시설을 만들어 바이오에탄올을 대량 생산할 수도 있을 것”이라고 말했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

복제견 ‘스너피’로 대표되는 서울대의 개 복제 특허 사업권이 바이오기업 알앤엘바이오에 이전됐다. 알앤엘바이오는 특수견 복제시장에 본격적으로 도전하겠다는 입장이어서, 최근 애완견 복제시장에 출사표를 올린 황우석 전 서울대 교수측과 특허권 분쟁이 불가피할 전망이다. 알앤엘바이오는 서울대의 개 복제 기술을 이용해 수의과 이병천 교수팀과 공동으로 냄새로 암 환자 여부를 가려낼 수 있는 일본산 암 탐지견 ‘마린’ 4마리를 복제했다고 16일 밝혔다. 이번 복제 프로젝트는 일본 줄기세포기업인 ‘심스’사의 의뢰를 받아 이뤄졌으며, 서울대 의대 법의학 교실의 검증 결과 유전자는 물론 미토콘드리아까지 일치하는 100% 복제견으로 판명됐다. 복제된 개 마린은 일본 복지견육성협회에서 교육을 받은 ‘리트리버’ 종으로 암 환자의 입냄새와 입김 등의 차이를 감지해 정상인과 암환자를 구별해낼 수 있다. 알앤엘바이오측은 “올 1월 일본에서 마린의 체세포를 채취해 복제 작업을 진행한 결과 지난달 대리모견이 4마리를 출산했다.”면서 “복제견을 여러 마리 동시에 출산시킨 것은 이번이 세계 최초”라고 밝혔다. 알앤엘바이오 라정찬 대표는 “암 탐지견 ‘마린’은 탁월한 탐지능력을 인정받았지만 자궁축농증으로 자궁수술을 받아 더 이상 새끼를 낳을 수 없는 상태였다.”면서 “마약탐지견에 이어 암 탐지견 복제가 가능해지면서, 다양한 특성을 가진 특수목적견을 이용한 상업화를 추진할 것”이라고 밝혔다. 알앤엘바이오는 사업화를 위해 개 복제에 대한 원천기술을 서울대로부터 독점 기술이전 받기로 했으며 서울대가 보유한 개 복제 특허에 대해 국내외 전용실시권을 확보했다. 알앤엘바이오가 본격적으로 개 복제 사업을 추진하면 지난달 황우석 전 교수와 손잡고 애완견 복제에 성공한 미 바이오아트사와 특허권을 둘러싼 소송으로 이어질 가능성이 크다. 황 전 교수와 바이오아트사는 복제양 돌리의 특허권을 관리하는 미국 스타팅라이선스사에서 상용권을 사들인 뒤 복제사업을 진행했으며, 스타팅라이선스사는 최근 서울대측에 개 복제 사업화를 진행하면 소송을 제기하겠다는 의사를 전달한 바 있다. 라 대표는 “스타팅라이선스사가 보유한 양복제 특허기술로는 개 복제가 성공할 수 없다.”면서 “원천특허 침해 주장이 옳지 않다는 판단이 선 만큼, 소송을 제기하면 정면돌파하겠다.”고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

영국 법의학자들이 범죄 수사에 널리 쓰이는 획기적인 지문감식 기술을 개발했다.노스햄프턴셔 경찰청의 존 본드 박사와 데이시스터대 공동연구팀은 깨끗하게 닦인 금속표면에서 사라진 지문을 검출할 수 있는 방법을 고안해냈다고 최근 밝혔다. 지금까지의 지문 인쇄기술은 손가락에서 나온 기름 등이 표면에 옮겨져 생긴 자국을 더욱 뚜렷하게 만드는 방법에 의존해왔다. 이같은 방식의 문제는 자국이 쉽게 더럽혀지고, 닦여 없어지거나 오염물에 의해 흐려진다는 점이었다. 그러나 금속의 경우 지문 흔적에 존재하는 물과 염소이온의 혼합을 통해 지문이 육안으로는 보이지 않는 표면에 깊이 각인된다. 이 대목에 주목한 연구진은 우선 금속표면을 뜨거운 비눗물로 씻어내 지문 잔여물의 먼지와 미량 물질을 제거했다. 그리고나서 2500V의 전하를 금속에 가하고, 복사기 토너와 유사한 미세한 전도성 가루를 첨가해 금속 지문의 가장자리에 달라붙게 했다. 영국의 경찰 관계자와 미국의 연방 검사들은 이 기술에 대해 높은 관심을 나타내고 있다. 실제 현장에 기술을 적용한 결과, 구리 파이프나 금속 폭탄 파편, 황동 문고리 등 모든 종류의 금속 표면에서 우수한 성능을 나타냈다.박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 컴퓨터 하드디스크와 휴대용 메모리 반도체 분야에서 집적도 및 소형화 문제를 해결할 수 있는 획기적인 나노 연구성과를 국제무대에 동시에 내놓았다. 학문적으로 의미가 클 뿐 아니라, 세계 컴퓨터·반도체산업 전반에 걸쳐 새로운 혁명을 몰고올 연구성과들로 평가된다. 나노분야의 최고 권위지 ‘네이처 나노테크놀러지’ 15일자에는 나노 전자소자의 집적도를 1만배 이상 높일 수 있는 가능성을 제시한 포스텍 화학과 김광수(사진 왼쪽) 교수팀의 연구논문이 실렸다. 또 같은 학술지, 같은 일자에 차세대 테라비트급(10조비트급·1만 2500년치 신문기사,50만곡의 MP3 음악파일,1250편의 DVD 영화를 저장할 수 있는 용량) F램 반도체 신기술의 개발 길을 연 한국표준과학연구원 이우(오른쪽) 박사팀의 연구논문이 함께 게재됐다. 포스텍 김 교수와 박사과정 김우연씨는 미래 대용량 기억장치의 소형화 문제를 해결해줄 것으로 기대를 모으고 있는 나노전자소자의 자기저항 효율을 현재보다 1만배 이상 증대시키는 기술을 개발했다고 밝혔다. 김 교수는 “컴퓨터 하드디스크 등 기억장치의 대용량화·소형화에 혁명을 일으킬 것”이라고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

서기 2020년. 김미래(40)씨는 아침에 눈을 뜨자마자 화장실로 향했다. 좌변기에서 일어나자 주치의의 화상전화가 걸려 왔다. 주치의는 “오늘 아침 혈압이 상당히 높은 편”이라며 “처방전을 이메일로 보냈으니 약국에 꼭 가라.”고 당부했다. 주치의가 김씨를 만나지도 않은 상태에서 처방을 내릴 수 있었던 것은 좌변기에 설치된 ‘스마트바이오칩’ 덕분이다. 영화 속에서나 볼 수 있을 법한 일이지만, 의사와 환자가 컴퓨터 화면을 통해 진료와 상담을 할 수 있는 원격화상진료시스템인 ‘U-헬스케어 시스템’은 이미 우리 주변에서 상용화 단계에 들어서고 있다. ●BT, NT, IT 융합기술 ‘U-헬스케어’는 정보기술(IT)을 이용해 언제, 어디서나 제품과 서비스를 이용할 수 있는 ‘유비쿼터스’ 기술과 10억분의 1미터를 제어해 새로운 특성을 빚어내는 나노기술(NT), 그리고 생명공학기술(BT)이 한꺼번에 융합된 기술이다. 이 U-헬스케어 시대를 열 수 있는 가장 중요한 열쇠가 바로 ‘스마트 바이오칩센서’다. 스마트 바이오칩센서는 우리 몸에 있는 DNA, 효소, 항체 등을 이용해 몸속에 들어온 여러가지 세균이나 바이러스를 파악해 색깔로 그들의 정체를 알려주는 장치다. 암을 비롯한 각종 질환을 빠르고 정확하게 파악하는 것은 물론, 신체의 미묘한 변화도 감지해낼 수 있다. 스마트 바이오칩센서는 그동안 축적된 의약학 관련 콘텐츠, 칩센서의 제작기술, 측정기술 등이 유기적으로 결합된 분야다. 높은 부가가치와 시장성 때문에 생명공학기술, 나노기술과 IT의 융합을 거론할 때 항상 가장 먼저 등장하는 기술이다. 실제로도 상용화 가능성이 매우 높다. 한국생명공학연구원이 주력하고 있는 분야도 바로 이 스마트 바이오칩센서. 특히 ‘질병진단과 신약개발용 스마트 바이오칩센서’의 개발은 국민 생활과 산업 전반에 큰 영향을 미칠 전망이다. 프로젝트를 총괄하는 바이오나노연구단 정봉현 단장은 “나노바이오칩센서의 핵심기술인 다양한 바이오콘텐츠 개발 능력과 바이오칩 설계·생산 능력을 생명연이 이미 갖추고 있다.”고 밝혔다. 생명연은 이미 확보한 스마트 바이오칩센서 원천기술을 발전시키면 2012년까지 다양한 활용기술 개발을 마무리할 수 있을 것으로 보고 있다. 2016년에는 칩센서를 비용해 U-헬스와 신약개발의 상용화도 계획돼 있다. 현재 생명연은 가톨릭 중앙의료원, 울산대의대 등 종합병원과 상용화 기술을 개발할 U-헬스전문업체, 각종 소프트웨어와 하드웨어를 담당하고 있는 전자통신연구원 및 전자부품연구원, 표준연구원 등과 긴밀한 공조체제를 구축하고 있다. 스마트 바이오칩센서의 가장 큰 장점은 병의 진행이나 위험도를 예측해 정확하게 진단할 수 있다는 점이다. ●신약 개발 비용 - 시간 앞당겨 예컨대 암 환자를 스마트 바이오칩센서로 진단하면 환자가 화학요법을 받을 때와 물리요법을 받을 때 어떤 결과를 얻을지, 또는 어떤 약을 얼마나 사용해야 효율적인지 미리 알 수 있다. 따라서 스마트 바이오칩센서가 상용화되면 단순히 수치적으로 통계화된 치료가 아닌 개인의 유전자나 체질에 맞는 맞춤 치료가 가능해진다. 최근에는 스마트 바이오칩센서에서 한단계 발전한 미래형 기술로 ‘단백질칩센서’가 주목받고 있다. 단백질칩센서는 인체기능을 총괄하는 ‘단백질체’ 연구의 핵심 기술. 단백질 상호작용과 단백질 특성 분석, 신약 후보물질 검사, 질병진단, 그리고 식품·환경 모니터링 등에 널리 쓰일 수 있다. 단백질칩 스크리닝을 통해 찾은 생리활성 물질들은 질병 치료에 어떤 영향을 미치는지 1차적으로 세포를 이용해 검증받는다. 이때 발굴된 신약 물질은 질병의 표적이 되는 단백질의 기능을 선택적으로 파괴시키는지 확인한 뒤 임상실험을 통해 검증 단계를 거치게 된다. 현재 사람의 병을 치료하는 신약 하나가 나오기까지는 10∼15년의 시간과 약 1조원에 가까운 비용이 들어간다. 그러나 이같은 시간과 비용을 들이고도 대부분의 후보물질은 임상실험 과정에서 부작용을 나타내 중간에 사라지게 된다. ●막대한 시장 선점 가능 정 단장은 “신약개발의 리스크를 줄이기 위해 단백질칩을 이용하면 약물 재료의 사용량을 획기적으로 줄이고, 한번에 수천개, 수만개의 약물재료를 신속하게 검사할 수 있다.”면서 “단백질칩을 이용한 초고속 신약 스크리닝 기술은 ‘더 빨리, 더 많이, 더 싸게, 더 좋은’ 약물을 찾아낼 수 있는 21세기형 첨단 신약 개발 기술”이라고 설명했다. 스마트 바이오칩센서를 이용한 유비쿼터스 헬스케어 시스템 환경이 구축되면 시간과 장소에 상관없이 질병을 검사할 수 있는 시대가 열리게 된다. 휴대전화, 러닝머신, 화장실 등을 이용할 때 자동으로 건강상태를 체크해 담당 의사한테 정보를 보내며, 의사와 환자가 떨어져 있어도 원격진료와 치료가 가능하다. 환자의 모든 질병 기록이 저장돼 있어 신속·정확한 진료와 치료를 할 수 있는 것도 장점이다. ●10년 후면 현실화 가능 의사와 간호사들은 모바일 PDA폰을 이용해 화상진료를 할 수 있고, 의사가 병원 외부에 있어도 응급환자 상태를 실시간으로 확인할 수 있다. 반대로 환자가 병원에 있지 않더라도 원격진료가 가능해진다. 정 단장은 “스마트 바이오칩센서가 상용화되는 불과 10여년 뒤에는 엄청난 생활상의 변화가 찾아올 것”이라며 “건강상태에 따라 달리 발생하는 생체물질을 감지해내는 이른바 ‘고집적 바이오센싱’의 원천기술 확보가 관건”이라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr ■ 도움말 한국생명공학연구원

“우주에서 가져온 실험 결과물들도 중요한 성과이지만, 정말 중요한 것은 다음에 우주실험을 기획할 때 지금의 경험이 디딤돌 역할을 할 수 있다는 점입니다. 우주에 가는 것은 그 시도 자체만으로도 의미가 있는 일이라고 생각해요.” 한국 최초 우주인 이소연(30) 박사는 13일 대덕연구단지 안의 한국항공우주연구원에서 열린 ‘한국우주인 우주과학실험 발표회’에서 기자와 만나 우주실험의 의미와 다양한 우주체험을 소개했다. “열흘 동안 딱 두번 국제우주정거장(ISS)이 우리나라 상공을 지났는데, 그때는 다른 일정을 미루고 한국 사진을 담기 위해 노력했죠. 깜깜한 밤이나 대낮이었으면 우리나라 사진이 더 예쁘게 나왔을 텐데, 두 차례 모두 초저녁이었어요.” 긴박했던 귀환과정에 대해서는 “당시 TMA-11 우주선에 타고 있던 저를 포함한 우주인들은 동물원에서 부모를 잃어버리고도 동물 구경에만 정신이 없는 아이들 같았다.”면서 “주위에 몰려든 유목민들과 얘기하며 느긋한 마음으로 구조대를 기다렸고, 그것은 매우 특별한 경험이었다.”고 설명했다. 이 박사는 한국 최초 우주인으로서 어린이들에게 희망의 메시지를 전달해 달라는 요청에 “어린이뿐 아니라 우리 국민 모두에게 ‘도전하고 칭찬하자.’라는 말을 하고 싶다.”면서 “지금은 대체로 침체돼 있고, 도전을 두려워하는 분위기인데 서로 칭찬하고 격려하면 기분 좋은 사회가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 이날 발표회에는 이 박사가 ISS에서 수행한 18가지 우주과학 및 교육실험에 대한 다양한 결과가 발표됐다.18가지 실험이 모두 성공적으로 완수된 것으로 평가됐고, 과학적으로 큰 의미가 있는 실험결과도 여럿 있었다. 동료 우주인들의 관심을 끈 것은 고추장, 된장국, 밥, 라면, 수정과, 홍삼차, 녹차, 캔김치, 라면, 생식바 등 10가지 토종 우주식품에 대한 평가였다. 이들 음식에 대한 종합점수는 7점 만점에 6점으로 비교적 높게 나왔다. 특히 고추장은 식욕을 자극하는 매운맛으로 가장 좋은 평가를 받았다. 밥은 집에서 먹는 밥과 유사하다는 점에서 긍정적인 평가를 받은 반면 된장국은 특유의 발효 냄새 때문에 낮은 점수를 받았다. 볶음김치도 뜨거운 물에 불리는 시간이 너무 오래 걸려 이를 개선해야 할 것으로 평가됐다. 초파리를 이용한 중력반응 및 노화유전자 탐색실험 책임자인 건국대 조경상 교수는 우주실험을 통해 3만 2163개의 유전자 클론 중 우주노화에 관련이 있을 것으로 추측되는 699개의 유전자를 분리해 냈다고 밝혔다. 조 교수는 “우주공간에서의 노화촉진 과정, 중력감지와 노화의 관계 등을 밝혀내고 장기간 우주여행시 나타날 수 있는 문제점들을 예측하고 대책을 마련하는 데 활용될 것”이라고 내다봤다. 대전 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

소나무 가지와 느티나무 잎, 지렁이, 민물조개 등 14종이 ‘환경 타임캡슐’에 담기게 된다. 국립환경과학원은 2010년 완공 예정인 국가환경시료은행 운영을 위한 표준체제를 구축하고, 시료은행 저장 대상을 선정했다고 11일 밝혔다. 환경시료은행은 환경분야의 타임캡슐로, 시기별로 환경시료를 채취한 뒤 초저온 냉동상태로 보관하다 생태계 파괴 등 환경문제가 발생하면 저장한 시료와 새로운 시료를 비교해 환경변화와 생태계 반응의 함수관계를 분석하는 연구시설이다.미국·일본·독일 등 10개국에서 운영하고 있으며 프랑스와 노르웨이도 건립을 추진 중이다. 이번에 시료은행 저장이 결정된 시료는 육상생태계의 소나무·잣나무 가지, 신갈나무·느티나무 잎, 토양, 지렁이, 집비둘기 알 등 7종과 하천생태계의 민물조개·잉어 등 3종, 해양생태계의 해초·바닷조개·어류·갈매기알 등 4종이다.박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

미국 대학에서 연구 중인 한국 여성 과학자들이 인체 운동을 제어하는 신경세포의 형성 과정을 규명하는 데 성공했다. 이 연구결과를 활용하면 줄기세포를 이용한 치료용 세포 생산을 앞당길 수 있게 된다. 미국 휴스턴 베일러의대 분자·세포생물학과 이수경(사진 왼쪽) 교수와 이승희(오른쪽) 박사팀은 10일 쥐의 배아 신경줄기세포 분화실험을 통해 신경줄기세포를 운동신경세포로 분화시키는 유전인자들의 상호작용을 밝혀냈다. 연구는 ‘셀’ 자매지인 ‘세포 발달’(Developmental Cell) 최신호에 게재됐다. 줄기세포를 질병 치료에 실제로 이용하기 위해서는 줄기세포에서 원하는 치료용 세포를 분화시키는 기술이 필요하다. 그러나 사람의 경우 3만개가량의 유전자들이 복잡한 상호작용을 통해 수많은 단백질을 만들어내기 때문에 원하는 세포를 분화해내는 데 어려움을 겪어왔다. 이 교수팀은 연구에서 쥐의 신경줄기세포가 근육운동을 조절하는 ‘운동신경세포’와 전체 몸의 운동을 조절하는 척수운동신경계의 ‘중간신경세포’로 분화하는 과정을 분석했다. 연구 결과 ‘lsl1’과 ‘Lhx3’로 알려진 두 가지 ‘전사인자’(유전체 발현에 관여하는 단백질)의 작용방식에 따라 세포 분화 방향이 달라진다는 점을 확인했다.Isl1과 Lhx3가 함께 신경줄기세포에 작용하면 운동신경세포가 만들어지고,Lhx3만 작용하면 중간신경세포가 만들어진다는 것이다. 이 교수는 “하나의 유전자가 여러 신경세포를 만드는 데 관여하는 분자 구조를 밝혀내고자 했다.”며 “세포 운명을 결정하는 것은 하나의 인자가 아니라 여러 인자 또는 유전자들간의 상호작용”이라고 말했다. 전남대 약대에서 석·박사 학위를 받은 이 교수는 지난 2005년 미국 퓨(Pew) 재단이 임용 3년 이하의 미국 조교수 중에서 재능 있는 젊은 석학 15명을 선정하는 ‘퓨 스칼라’의 영예를 안기도 했다. 또 전남대 약대 졸업 후 베일러의대에서 박사 학위를 받은 이승희 박사는 2006년도 베일러의대 분자세포생물학과 최우수 졸업상을 수상한 과학자다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 양성자 가속 기술을 응용해 녹즙기 기어의 강도를 획기적으로 높이는 데 성공했다. 이 기술이 상용화되면 녹즙기로 채소나 과일을 갈 때 녹즙에 금속이 섞여 나오는 것을 억제할 수 있다. 한국원자력연구원 양성자기반공학기술개발사업단 박재원 박사팀은 양성자 가속기를 이용해 질소이온을 초속 1000㎞ 이상으로 가속, 이를 금속기어 표면에 균일하게 뿌려줌으로써 표면강도를 획기적으로 높이는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 연구원측은 “이 기술을 이용해 실제 불순물을 분석한 결과 금속 함유량이 기존의 5분의1수준으로 감소했다.”고 설명했다. 채소, 과일 등 식물의 섬유세포를 미세하게 분쇄하는 녹즙기에는 일반적으로 스테인리스강 재질의 기어가 주로 사용된다. 그러나 기어와 기어의 마찰, 기어와 섬유질간의 마찰로 금속 성분이 녹즙에 섞이는 문제가 발생했다. 이에 따라 업체들은 기어와 기어 사이 간격을 넓히거나 금속 기어 대신 플라스틱 기어를 사용해 왔지만 모두 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 박 박사는 “이온 빔을 쏘이면 기어의 강도가 획기적으로 개선돼 가깝게 물려도 금속이 섞이는 것을 막을 수 있고 부식성도 개선된다.”면서 “관련 기술의 특허 등록을 마치고 시제품 생산도 끝낸 단계”라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

“지금까지 환경운동가들은 ‘지구를 살리자.’고 주장해 왔지만 이제 이것만으로는 부족합니다. 지금부터는 인간문명을 살리기 위한 전쟁에 나서야 합니다.” ●“2020년까지 탄소 배출량 80% 줄여야” ‘환경운동의 위대한 스승’으로 불리는 레스터 브라운(74) 미국 지구정책연구소장은 9일 서울 태평로 한국프레스센터 7층 레이첼 카슨룸에서 열린 기자간담회에서 “2020년까지 이산화탄소 배출량의 80%를 줄여야 한다는 우리의 주장은 단순한 제언이 아니라, 그렇게 해야만 하는 과제”라며 “이 목표를 이루지 못한다면 인류는 멸망의 위기에 직면하게 될 것”이라고 강조했다. 워싱턴포스트가 ‘세계에서 가장 영향력 있는 사상가’로 평가한 브라운 소장은 오늘날 널리 쓰이는 ‘지속가능한 발전’의 개념을 30년전에 처음으로 주창했다. 월드워치연구소를 설립한 뒤 26년간 소장직을 맡아 매년 ‘지구환경보고서’ 발간을 주도했으며,50여권 이상의 책을 집필했다.‘에코 이코노미’,‘맬서스를 넘어서’,‘식량대란’ 등 저서들은 전세계 40여개 이상의 언어로 번역된 스테디셀러다. 브라운 소장은 최근 기존 에너지 위주의 경제를 유지하는 ‘플랜A’를 대체·재활용 에너지 위주의 ‘플랜B’로 전환해야 한다는 주장을 담은 책 ‘플랜B 3.0’을 펴내고 전세계를 돌면서 강연활동을 벌이고 있다. 그는 “현재의 에너지 효율성을 극대화시키고, 대규모로 신재생에너지 사업을 일으키며 전세계적으로 숲을 가꾸는 것이 플랜B 경제를 이룰 수 있는 대원칙”이라며 “각 국가들이 ‘얼마나 정치적으로 탄소 배출을 줄일 수 있는가.’라는 지금까지의 고민 대신 ‘어떻게 하면 탄소를 빨리 줄여야 하는가.’라는 고민을 해야 한다.”고 주장했다. 이어 “그린랜드와 히말라야의 만년설이 모두 녹아서 우리가 통제할 수 있는 수준을 벗어나기 이전에 문제를 해결해야 한다.”고 덧붙였다. ●“플랜A 고집하면 인류 문명 종말로” 브라운 소장은 “정부가 곡물가나 유가를 해결할 수 없는 상태에 이른 나라들이 점차 많아지고 있으며, 플랜A를 고집하면 이같은 국가들은 점차 늘어나 결국 인류 문명의 종말로 이어질 것”이라며 “조금씩 생활을 변화시키는 수준보다는 전시체제와 같은 방식으로 세계 경제시스템이 변화돼야 한다.”고 강조했다. 그는 “전세계 전구를 모두 소형형광등으로 바꾸는 것만으로도 에너지 12%가 절감된다는 사실은 시스템의 변화가 중요하다는 것을 보여준다.”면서 이는 2400개의 화력발전소 중 705개의 필요성이 없어지고, 그만큼 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다는 의미라고 설명했다. 브라운 소장은 10일 기후변화 시민포럼에서 강연을 가진 뒤 한승수 국무총리와 오세훈 서울시장, 안상수 인천시장 등과 한국의 환경정책에 관해 의견을 나눌 예정이다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

‘스발바르 종자저장고’는 유엔 산하 세계작물다양성재단(GCDT)의 주도로 북극 노르웨이령 스발바르 제도 스피츠베르겐섬에 지난 2월26일 완공됐다. 기상이변·핵전쟁 등 인류에 대재앙이 닥쳤을 때 후손들이 살아남을 수 있도록 각종 씨앗을 저장하는 이 창고는 ‘노아의 방주’에 비유되며 ‘최후의 날 저장고(Doomsday vault)’로 불린다. 이 저장고는 지구온난화의 영향으로 북극의 얼음이 다 녹더라도 잠기지 않도록 해발 130m 높이에 지어졌다. 갱도 길이는 120m. 추운 지역의 깊은 산 속에 저장고를 건설해 대재앙의 여파로 전기공급이 끊겨도 자연냉동이 가능하다. 최대 450만종의 씨앗들이 보관될 예정이다. 식물 종류에 따라 보존연한이 다르지만, 인류의 주식인 밀과 보리는 무려 1000여년간 냉동해도 발아가 가능하다. 깊이 50m의 동굴 안에 너비와 길이 각각 4.5m, 두께 1m의 강화 콘크리트 벽이 둘러싸여 핵전쟁에도 견딜 수 있다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr