오는 23일 코로나19 확진자 격리 의무를 해제할 경우 4주 뒤 하루 확진자가 5만명대에 이른다는 예측이 나왔다. 일각에서는 이달 신규 확진자가 1만명 밑으로 떨어진다는 관측까지 나왔지만, 이동량 증가 등으로 하루 약 2만명 신규 확진자가 나올 것으로 전망치를 높이고 있다. 19일 국가수리과학연구소 코로나19 수리모델링 태스크포스(TF)가 내놓은 보고서를 보면, 정은옥 건국대 수학과 교수팀은 오미크론 하위 변이가 유행하고 확진자 격리 의무가 사라지면 4주 뒤 하루 신규 확진자가 5만 5937명으로 증가한다는 결과를 내놨다. 하위 변이 전파율이 지금보다 20% 높아진다는 전제를 뒀다. 무증상·경증 환자가 자율적으로 방역수칙을 잘 지킨다면, 하루 확진자는 4만 5829명 안팎이 될 것으로 예상했다. 반면 격리 의무를 유지한다면 전파율이 높아져도 4주 뒤 신규 확진자는 3만 7113명 수준으로 전망했다. 격리 의무를 유지하고 전파율이 높아지지 않는다면 확진자는 1주 후 2만 6002명, 2주 후 2만 3616명, 4주 후 2만 525명으로 떨어진다고 봤다. 정 교수팀은 “확진자 격리 의무가 해제될 경우, 확진자들의 모임 자제나 방역 수칙 준수가 (단기적 재확산 여부에) 중요하다”면서 “오미크론 하위 변이가 우세종이 될 경우 여름에 재확산 가능성을 보였다. 확산 정점이 늦어질 경우 대비를 할 수 있어 발생 규모가 더 줄어들 수 있다”고 밝혔다. 사회적 거리두기 해제로 이동량이 증가하고 백신 접종 후 시간이 지나면서 코로나19 유행 감소세도 주춤했다. 권오규 국가수리과학연구소 공공데이터분석연구팀장은 “일일 신규 확진자가 감소하는 추세지만 예측보다 확진자 발생이 많았다”면서 “2주 전에는 일주일 뒤 신규 확진자가 1만명 이하가 될 것으로 봤지만, 현재로는 2만명이 넘을 것으로 전망한다”고 밝혔다. 현재 수준으로 유행이 계속되면 이달 말 하루 신규 확진자가 2만명 안팎이 될 것이라는 게 전문가들의 판단이다. 정일효 부산대 수학과 교수팀은 일 평균 확진자는 18~24일 2만 2571명, 오는 25~31일에는 1만 8321명이 될 것이라고 했다. 울산과학기술원(UNIST) 수리과학과 생물수학랩(이창형 교수)도 오는 25일 1만 9636명, 다음달 1일 1만 4016명으로 감소할 것으로 전망했다. 최선화 국가수리과학연구소 산업수학혁신팀 연구원은 하루 확진자를 다음 달 1일 2만 1861명, 다음달 15일에는 1만 8385명으로 예측했다. 이러한 전망치는 정부가 안착기 전환 시점을 결정하는 데 영향을 미칠 수밖에 없다. 코로나19 확진자 격리를 해제하면 유행세가 반등할 가능성을 배제할 수 없기 때문이다. 방역당국은 안착기 전환 시점을 늦추는 방향으로 가닥을 잡았다. 중앙방역대책본부 관계자는 “확진자 발생 추이는 일시적으로 등락이 있을 수 있어 전망치가 수정되기도 한다”면서도 “확진자 격리를 자율로 바꾸면 일부 확진자가 이동해 감염 위험력이 증가하기에 발생 예측치도 높아지게 된다”고 밝혔다.

암은 사전 진단만 한다면 완치도 가능한 질병이다. 그렇지만 단순한 건강 검진만으로는 암을 조기에 발견하기란 쉽지 않다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 혈액이나 소변 등 체액 한 방울만으로도 그 자리에서 암을 발견할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동 연구팀은 혈액이나 소변 같은 체액만으로 암을 현장에서 바로 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 5월 17일자 표지논문으로 실렸다. 소변이나 혈액 같은 체액에는 건강 상태를 알려주는 바이오마커가 포함돼 있어 이를 분석하면 질병 여부를 알 수 있다. 문제는 바이오마커를 분리, 정제해야 되는데 미량이기 때문에 시간과 비용이 많이 소요돼 샘플 분석을 위해서는 대형의료시설이나 실험실을 이용해야 한다. 이런 문제를 해결하기 위해 현장진단기기도 있지만 암이나 감염성 질환을 진단하기에는 정확성이 떨어진다. 이에 연구팀은 다공성 금 나노 전극을 이용해 소량의 샘플만으로도 정확하게 측정할 수 있는 민감도 높은 바이오센서를 개발했다. 이번에 개발한 바이오센서는 세포가 분비하는 세포간 신호전달물질인 엑소좀 같은 바이오마커를 분리, 정제하는 과정 없이 곧바로 현장에서 측정할 수 있다. 연구팀은 표면적을 넓혀 센서의 민감도를 높이는 대신 나노미터 크기 구멍을 만들어 샘플의 오염을 막았다. 연구팀은 이를 이용해 소변과 혈액 속 혈장에서 암세포 유래 엑소좀에 붙어있는 단백질을 검출해 전립선암 환자와 일반인을 구분하는 데 성공했다. 연구를 이끈 조윤경 IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더(UNIST 교수)는 “이번에 개발한 기술로 전립선암 진단에 성공한 만큼 감염병을 비롯해 다른 질병진단 분야에서도 활용 가능할 것으로 기대된다”며 “다공성 금나노 구조의 잠재력으로 현장진단기기 활용도를 높이는 연구를 계속해 나갈 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 실종 치매 환자를 찾고 우울증 극복을 돕고, 자원봉사를 촉진시키는 스마트폰 어플리케이션(앱)으로 세계적 디자인상을 수상했다. 울산과학기술원(UNIST) 디자인학과 김황, 이승호 교수가 이끄는 연구팀이 개발한 스마트폰 앱 4종이 ‘iF 디자인 어워드 2022’ 본상을 수상했다고 16일 밝혔다. 이번에 수상한 앱은 실종 치매 환자를 쉽게 찾을 수 있는 ‘파인디’(Findie)’, 우울증 환자를 모아 상담 효과를 높이는 ‘다들(DADLE)’, 자원봉사에 나서게 돕는 ‘볼룬(Volluun)’, 전시장에서 다른 사람들과 소통할 수 있는 ‘모이(Moee)’이다. 디자인학과 대학원 강윤구 연구원은 의무경찰로 복무하면서 실종 치매 환자를 찾는 경험을 했던 파인디 개발로 꽃피웠다. 파인디는 치매 환자와 주변 이웃 스마트폰에 설치해 사용하는데 치매 환자가 실종되면 예상 위치를 주변 이웃에게 바로 알려 더 빨리 발견할 수 있도록 한느 것이다. 실종자 예상 위치는 사용자가 평소에 입력해 놓은 장소와 평소 동선을 수집해 인공지능으로 학습한 결과에 따라 도출된다. 우울증 극복 도우미 앱 ‘다들’은 익명이 보장되는 그룹 상담을 돕는다. 참여자들이 간단한 설문지를 작성하면 이를 바탕으로 인공지능이 가장 적합한 상담사를 골라주며 유사한 어려움을 겪는 사람들이 집단 상담하도록 설계됐다. 특히 상담시 캐릭터 아바타와 닉네임을 사용해 익명성을 높이는 특징이 있다. 볼룬은 관심 영역을 설정해두면 관련 자원봉사 기회가 있을 때 각자에게 꼭 맞는 자원봉사 활동에 대해 알림을 받을 수 있고 활동 이력은 본인의 가상공간을 꾸미는 아이템으로 이어져 자원봉사에 재미를 느끼고 더 많이 참여하도록 돕는다. 모이는 전시 관람을 할 때 사용자가 작품 앞에 서서 자신의 감상을 기록하고 다른 사람의 감상도 볼 수 있도록 한 앱으로 지난해 여름 ‘레드닷 디자인 어워드 2021’에도 수상한 바 있다. 김황 교수는 “디자인 방법론과 창조적 과정을 통해 디지털 혁신을 만들어 내는 것이 목표”라며 “이번 iF 디자인 어워드 수상에도 그런 맥락이 닿아있다”고 말했다.

전기차 시대가 본격화되면서 배터리 산업도 급속도로 팽창하고 있다. 전기차 뿐만 아니라 드론과 각종 정보기술(IT) 기기 등 4차 산업에 배터리가 필수적이다. 이에 20세기에 유전을 많이 확보한 국가가 패권을 잡았다면 21세기에는 배터리 관련 기술과 자원을 가진 국가가 패권을 쥔다는 말도 있다. 이같은 ‘총성없는 전쟁’에서 전문 인력 확보가 필수적이다. 하지만 국내에서 배출되는 배터리 관련 인재가 부족해 기업들이 직접 인재 양성에 나섰다. 포스코케미칼, 한양대와 배터리 인재 양성 협약 포스코케미칼은 한양대와 지난 12일 ‘이배터리 트랙(e-Battery Track) 협약’을 체결했다고 13일 밝혔다. 포스코케미칼이 대학교와 맺은 배터리 인재 양성 협력은 포항공과대학(포스텍)과 울산과학기술원(UNIST)에 이어 올해 세번째다. 포스코케미칼은 올해 하반기부터 한양대에 배터리소재 전문인력 양성을 위한 맞춤형 학위 과정을 운영한다. 석·박사 과정의 우수 인재를 선발해 교육하고 졸업생은 포스코케미칼 연구소 등에 채용할 계획이다. 학생들은 사업 현장을 탐방하고 공동 연구 과제를 수행하며, 학위 과정 등록금과 장학금은 포스코케미칼이 지원한다. 김우승 한양대 총장은 이 자리에서  “21세기 경제와 산업의 핵심부품으로 평가받는 배터리 관련 학과를 신설했다”며 “포스코케미칼과 함께 우리나라 배터리 산업의 부응을 위해 최고의 배터리소재 인재를 양성하겠다”고 다짐했다. 민경준 포스코케미칼 사장은 “배터리소재 분야의 기초 기술을 선도하고 있는 한양대와의 협약은 포스코케미칼의 경쟁력을 한층 강화하는 계기가 될 것”이라며 “우수 인재들이 마음껏 연구 역량을 펼치고 K배터리의 주역으로 성장할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다. “배터리 관련 인력 부족 연간 1000명 이상” 기업이 인재 양성을 위해 가장 적극적으로 나서는 산업 부문은 반도체이지만 국내 배터리 업계의 인재육성 경쟁도 이에 못지 않다. 한국을 먹여살릴 ‘제2의 반도체’로 불리는 K배터리는 인력 부족에 시달리고 있다. 이에 처우개선과 인센티브 제공 등을 넘어 대학과 합종연횡을 통해 인력 양성에 나선 것이다.배터리 관련 인재를 직접 키우겠다고 나선 기업은 포스코케미칼이 처음은 아니다. 배터리 기업 중 가장 먼저 배터리 인재를 양성하는 계약학과를 개설한 곳은 LG에너지솔루션으로, 지난해 9월 고려대 대학원에 배터리학과와 스마트팩토리학과를 신설하는 협약을 체결했다. 이어 연세대와도 손잡고 이차전지융합공학협동 과정도 개설했다. SK온 역시 UNIST를 시작으로 최근 성균관대와 배터리 계약학과 프로그램 개설 업무협약을 맺었다. 삼성SDI는 포스텍, 서울대, 카이스트, 한양대와 계약학과 신설 협약을 맺었다. 국내 대표적인 배터리 관련 기업들이 연이어 인재 양성에 나선 것은 혁신해야할 기술적 난제가 그만큼 많기 때문이다. 업계 관계자는 “배터리 관련 학과 대수가가 석·박사과정으로 운영되다 보니 학기당 뽑을 수 있는 인력이 10~20명 정도로 제한된다. 하되지만 배터리 분야에 부족한 석·박사 인력이 연간 1000명 이상”이라고 말했다. 미국 배터리 현재 0%, 한국 전략 가치 높아에너지전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2030년 전기차 배터리는 중국이 4942Gwh를 생산해 1위를 차지하고, 한국은 1617Gwh로 2위, 일본이 418Gwh를 생산할 것으로 전망된다. 한·중·일의 배터리 생산량이 전세계의 90%가량을 차지한다. 배터리 산업은 계속 성장하지만 미국의 생산이 현재로는 사실상 전무한 상태여서 K배터리의 전략적 가치가 더욱 높다. 이와 관련해 익명을 요구한 업계 관계자는 “기업과 국가의 경제는 배터리가 좌우하는 시대가 됐다”며 “원료 확보뿐만 아니라 궁극적인 기술 확보도 총성없는 전쟁터”라고 말했다.

코로나19 대유행으로 진통제 타이레놀의 복용량이 급증했다. 덩달아 이 약의 성분인 아세트아미노펜이 하천에도 많이 흘러갔다. 복용한 의약품은 간에서 주로 해독되는데, 해독 과정에서 모두 파악하기 힘들 만큼 많은 인체 대사물질이 만들어져 밖으로 배출되고 하천으로 흘러간다. 한강의 평균 강폭과 수심을 각각 1㎞, 10m로 가정하면 흐르는 방향으로 100m 강물 속에는 최소 500㎎ 타이레놀 20알 정도가 들어 있다는 분석이 있다. 물 100㎥에 타이레놀 1㎎ 정도이니 엄청나게 적어 보이지만 미량이라도 먹는 물이라면 얘기는 다르다. 한강물을 식수원으로 수돗물을 만드는 정수 과정에서 아세트아미노펜은 거의 처리되지 않는다. 이 외에도 고혈압약, 신경정신질환 치료제, 항생제 등 각종 의약품 성분이 포함돼 있다. 서울, 부산 등 수돗물 공급 지방자치단체와 한국수자원공사는 정기적으로 수돗물에 포함된 의약품 농도를 측정한다. 그러나 음용수 수질 기준에는 이 성분들이 포함돼 있지 않다. 워낙 낮은 농도라 수돗물을 음용하는 시민들의 건강에 영향을 미치지는 않는다고 판단하기 때문이다. 수돗물 속 의약품이 극미량이라 위해성 분석 결과 안전하다 하더라도 만약 영유아, 임산부가 마신다면 상황은 달라진다. 건강한 성인이라 하더라도 지자체와 수자원공사, 그리고 독성학자들이 안전하다고 하니 믿긴 하겠지만 꺼림칙한 마음을 완전히 없애기 힘든 것이 사실이다. 하천에 포함된 의약품의 출처는 다름 아닌 소변이다. 수세식 화장실을 통해 소변은 하수처리장으로 흘러가 처리되지 못하고 하천으로 방류되기 때문이다. 하천의 물을 원수로 사용하는 정수장에서 고도처리기술을 사용해도 의약품은 완전하게 처리되지 않고 수돗물에 남는다. 수세식 화장실 변기 디자인을 바꿔 소변을 분리하면 문제 해결이 가능하다. 소변에 포함된 요소 성분을 질산성 질소로 바꾸고 인을 농축하면 고품질 액체 비료가 된다. 인은 60년 정도 지나면 고갈되는 한정 자원인데, 모든 인구의 소변을 모으면 1년간 인 채굴량의 10% 정도를 확보할 수 있다. 또 소변은 하수관을 부식시키는 주요 원인이므로 분리해 활용하면 사회 인프라 시설인 하수관 유지관리 비용도 절감할 수 있다. 스위스에서는 사람 소변으로 만든 액비(액상비료)가 마켓에서 판매되고 있다. 관련 기술이 추가 개발돼야 하겠지만 소변은 디젤엔진용 요소수로도 전환될 수 있다. 국내에서도 울산과학기술원(UNIST)에 설치된 사이언스월든에서 호주 시드니공대 연구팀과 함께 소변의 액비화 기술을 이미 개발했다. 국내 연구에 고무된 호주 시드니는 신공항과 연계한 생태공원에 대규모 소변 자원화 기술을 접목하는 연구에 투자하고 있다. 소변은 생태 위기를 극복하게 할 순환경제의 자원으로 손색이 없다.

국내 연구진이 빛을 이용해 암세포와 병균을 공격하는 물질을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 연세대 화학과 공동 연구팀은 레이저 빛을 받으면 활성산소를 발생시켜 암세포나 세균을 공격할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 국제학술지 ‘JACS Au’에 실렸다. 광감각제는 빛을 흡수해 주변 산소를 활성산소로 바꿀 수 있는 물질이다. 활성산소의 강한 산화력으로 암세포나 세균을 제거할 수 있다. 특히 일중항산소는 활성산소 중에서도 산화력이 강하다. 일중항산소를 만드는 광감각제는 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못해 인체에 유해할 뿐만 아니라 체내에서 작용하지 않는 경우가 많다. 이에 연구팀은 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 주원료로 한 광감각제를 만드는데 성공했다. 실제로 광감각제를 넣고 레이저빛을 조사하면 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어든 것이 확인됐다. 연구를 이끈 민승규 UNIST 교수는 “이번 연구는 고분자 광감각제의 높은 생체적합성을 비롯해 광반응성 항암 및 항생효과를 확인했다는데 의미가 크다”며 “이번에 개발한 기술은 새로운 암치료법 개발은 물론 식수나 공기 살균 같은 분야에 광범위하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 수소연료 저장체로 각광받고 있는 암모니아를 햇빛과 폐수만으로 이산화탄소 배출 없이 만드는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과, 한양대 화학공학과, 중국 쓰촨대 재료과학과 공동 연구팀은 햇빛을 이용해 폐수 속 질산염을 암모니아로 전환하는 광촉매 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미 국제판’에 실렸다. 비료 원료로 주로 사용되는 암모니아는 최근 수소를 저장하는 물질로 주목받고 있다. 문제는 청정 에너지 수소를 옮기는데 사용하기 위한 암모니아를 만들면서 배출되는 이산화탄소가 전 세계 탄소배출량의 1.8%를 차지한다는 점이다. 이 때문에 질소를 물에 녹인 후 전기분해 방법으로 암모니아를 생산하는 방법이 주목받고 있지만 질소가 물에 잘 녹지 않는데다가 화석연료로 만든 전기를 써야 한다는 문제가 있다. 연구팀은 이에 질산 대신 질산염은 물에 잘 녹는다는 점에 주목했다. 전기 대신 광촉매를 사용하면 햇빛을 받아 만든 전자가 질산염을 환원시켜 암모니아를 합성할 수 있다는 것이다. 더군다나 질산염은 폐수 속에도 많이 존재한다. 이 때문에 암모니아 생산을 하면서 이산화탄소 발생도 억제하고 폐수도 처리할 수 있는 일석이조의 효과를 거둘 수 있는 것으로 전망되고 있다. 실제로 연구팀은 반도체 물질인 실리콘을 나노미터 크기의 끈 형태로 만든 실리콘 나노와이어 광촉매를 이용해 저전압 상황에서도 질산염을 95.6% 환원시켜 암모니아를 만드는데 성공했다. 이재성 UNIST 교수는 “이번 연구는 암모니아 생산과정에서 나오는 이산화탄소도 잡고 폐수 속 질산염도 처리할 수 있도록 한 것”이라며 “광촉매 효율과 안정성을 보완한다면 태양광만으로 암모니아를 생산할 수 있는 이상적인 그린 기술”이라고 설명했다.

패혈증은 감염 때문에 신체가 비정상적 면역 반응을 보이면서 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 백혈구 수의 급격한 증감 등 호흡기, 신경계, 순환계 등 전신에 걸친 염증 반응이 급속히 진행되는 질환으로 치료의 골든아워를 놓치게 되면 사망에 이르게 된다. 실제로 패혈증은 10대 사망원인으로 꼽힐 정도로 치명률이 높다. 2014년 ‘마왕’ 신해철이 우리 곁을 떠나게 된 것도 이 패혈증 때문이다. 패혈증 증상이 나타나더라도 치료를 위해 원인균을 분석해야 하는데 수 일이 걸리는 경우가 많다. 국내 연구진이 2~3일 이상 걸리는 혈액의 세균 감염여부를 3시간 안에 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과, 분당서울대병원 응급의학과 공동 연구팀은 혈중 감염성 세균을 빠르게 검출하고 추가 검사 없이 세균의 종류와 양까지 분석이 가능한 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 기술은 동물모델과 세균 감염 환자의 혈액을 이용한 실험을 거쳤기 때문에 임상적 유용성도 증명해 빠른 상용화도 가능할 것으로 기대되고 있다. 이번 연구 결과는 나노·마이크로 분석과학 분야 국제학술지 ‘스몰 메서드’에 실렸다. 패혈증으로 인한 사망사고를 막기 위해서는 빠른 진단이 필요하다. 현재 사용되는 혈액 배양법은 최소 하루, 정확한 처방을 위해 원인균까지 밝혀내기 위해서는 추가 검사나 시간이 필요하다. 연구팀은 미세 유체 칩 기술에 ‘유전물질 검출’(FISH) 기술을 접목해 손가락 크기의 칩에 혈액을 흘리면 혈중 세균을 분리하고 농축한 다음 FISH 기술로 검출해 3시간 내에 원인균 종류까지 알 수 있는 방법을 만든 것이다. FISH 탐침이 특정 세균의 유전자와 결합하면서 형광빛을 내도록 해 색깔 변화에 따라 세균 감염여부를 알아내는 방식이다. 연구팀은 이번 기술로 기존 방법으로 음성이 나온 패혈증 의심 환자의 혈액에서도 세균이 얼마나 있는지 정량적 검출에 성공했다.한편, 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 서울대 화학생물공학부 공동 연구팀은 색 변화를 통해 신속하고 정확하게 바이러스를 관찰하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 기술을 활용하면 PCR 검사의 복잡성과 신속진단키트의 낮은 정확도를 보완할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀이 개발한 이번 바이오센서 플랫폼은 간단한 표면 처리만으로도 유전자 증폭이나 표지 부착 없이 직관적으로 낮은 농도의 바이러스도 감지할 수 있도록 했다. 또 현미경 스캐닝을 이용한 색도 분석으로 바이러스 입자 분포 및 밀도까지 파악할 수 있어 빠르고 간단하게 바이러스를 검출해 정량적 분석까지 할 수 있는 방법을 개발한 것이다. 연구팀은 일반인들도 육안으로 바이러스를 쉽게 식별할 수 있는 기술 개발을 위한 추가 연구를 진행하고 있다.

5월 출범하는 새 정부는 연구개발 예산을 대폭 확대하는 식으로 기초과학을 육성하겠다는 의지를 보이고 있다. 앞선 정부들에서도 만족할 수준은 아니지만 기초과학 연구개발(R&D) 예산을 꾸준히 증액시키고 지원책을 내 왔다. 발전 가능성에 대한 기대감을 갖고 외국 석학들 중에서도 단순한 연구 협력 단계를 넘어 아예 한국으로 자리를 옮겨 오는 경우도 늘고 있다. 그런 석학 중 가장 눈에 띄는 인물은 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단장인 로드니 루오프 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 특훈교수다. 루오프 교수가 이끄는 연구진은 대면적 단결정 그래핀 성장, 대면적 단결정 그래핀의 적층 성장, 새로운 유형의 다공성 탄소 합성 등 끊임없이 도전적인 연구 과제에 도전하고 있다. 이런 시도 덕분일까. 루오프 교수는 지난해 말 연구정보 분석기업 클래리베이트 애널리틱스가 발표한 ‘피인용 세계 상위 1% 연구자’에 8년 연속 선정됐다. 지난 10년간 분석정보를 바탕으로 22개 분야에서 상위 1% 연구자를 선정하는데 루오프 교수는 화학과 재료과학 2개 분야에서 8년 동안 이름을 올린 것이다. 최근 만난 루오프 교수는 “과학자로 살면서 가장 기분 좋은 일은 젊은 연구자에게 ‘당신 논문을 읽고 연구에 대한 영감을 얻었다’는 말을 들을 수 있다는 것”이라면서 8년 연속 최우수 연구자로 뽑힌 것이 기쁜 일이기는 하지만 후배 과학자들의 칭찬보다 기쁜 일은 없다고 했다. 그러면서 그는 “스스로 재미있다고 생각하는 일을 창의적으로 해결해 나간다는 것”을 세계 최고 수준의 연구자가 될 수 있는 비결로 꼽았다. 미국 텍사스 오스틴대 재직 당시에도 탄소재료 과학 분야에서 세계적인 명성을 갖고 있던 루오프 교수를 한국에 자리잡게 한 것도 한국 과학자들의 열정이었다. “2013년 UNIST에 부임하기 전에 다른 대학의 객원 석좌교수로 초청받아 한국을 몇 차례 방문했는데 그때마다 만난 연구자들의 열정에 감명받았다”고 떠올린 그는 “그러던 중 탄소재료 관련 기초연구에 집중할 수 있게 지원을 아끼지 않겠다는 요청을 받았는데 그런 제안을 거부하기 어려웠다”고 했다. 루오프 교수는 최근 10년 동안 한국의 기초과학 수준은 상당히 높아졌다고 평가했다. 그는 “9년 전과 비교하면 한국의 기초과학 연구 분위기는 점점 좋아지고 실력도 탄탄해지고 있다”며 “과학 연구에서 다른 나라들을 추격하는 것이 아니라 앞에서 이끌어 나가기 위해서는 기초과학의 새로운 연구 영역을 찾고 예측해 앞서 투자하는 것이 필요하다”고 조언했다. 이어 “다른 선진국 사례들에서도 볼 수 있듯이 기초과학은 응용연구들처럼 당장 성과를 보이지는 못하지만 결국 국부를 크게 증가시킨다는 사실은 명백한 만큼 장기적이고 지속적 투자가 필요하다”고 강조했다. 그는 또 기초과학 발전을 위해 지속적 지원만큼이나 중요한 부분이 있다고 덧붙였다. “초·중·고등학교 때 단순히 지식 전달이 아닌 호기심을 자극할 수 있는 과학교육이 필요하다”며 “어린 시절부터 어떤 질문이라도 할 수 있게 해 주고 잘못된 질문이나 실수를 하더라도 부끄러워하지 않는 분위기를 만들어 줘야 한다”고 말했다. 지식을 가르치는 것이 아닌 호기심을 키우는 교육이 어른이 돼서도 과학에 대한 흥미를 갖게 하고, 과학을 숨 쉬는 것처럼 자연스럽게 생각하는 문화를 만들 수 있다는 설명이다.

국내 연구진이 반응 용기에 숯과 금속 구슬을 넣고 회전반응 시켜서 천연가스를 얻는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 연구진은 볼-밀링 기법을 이용해 직접 나무를 태워 만든 숯을 원료로 써서 천연가스의 주 원료인 메탄을 생산하는 기술을 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 작은 금속 구슬이 들어있는 용기에 탄소 원료와 수소, 촉매를 넣은 뒤 용기를 회전시켜 반응하 볼-밀링법에 주목했다. 볼-밀링법은 구슬이 충돌하는 힘으로 탄소 원료가 촉매와 반응해 강한 탄소간 화학결합이 깨지고 분해된 탄소에 수소가 붙어 메탄이 합성되는 원리이다. 연구팀은 40도의 저온과 일반 대기압 조건에서 99.8%라는 높은 수율로 메탄가스를 합성하는데 성공했다. 일반적으로 탄화수소 제조는 600도 고온에서 이뤄지는데 이 때 수율은 80% 안팎이었다. 탄소 원료를 분해해 가스 형태의 탄화수소를 합성하는 탄화수소 가스화 반응은 가장 느린 화학 반응 중 하나인데 연구팀은 볼-밀링이라는 기계화학적 에너지를 이용해 수율을 높일 수 있었던 것으로 해석됐다. 특히 연구팀이 직접 만든 숯을 원료로 한 대용량 15ℓ 볼-밀링 공정에서도 전력 대비 메탄가스 생산 효율이 소규모 실험실 규모의 실험과 유사한 수준으로 높은 것이 확인됐다. 백종범 UNIST 교수는 “탄화수소 가스화 반응은 탄소 관련 반응에서 가장 다루기 어려운 반응으로 고온 대규모 공정이 필요하고 수율도 높지 않았는데 이번 연구는 볼-밀링 기법으로 이를 간단히 해결했다는데 의미가 크다”고 말했다. 백 교수는 “숯과 유사한 석탄 가스화 생산 공정에서도 응용이 가능할 것”이라고 덧붙였다.

지역 산업의 경쟁력을 높일 대학 연구개발비 지원이 잇따르고 있다. 부산시는 대학 중심으로 연구·개발(R&D) 기획을 지원하는 ‘대학 R&D 씨앗기획사업’에 참여할 팀을 18일까지 모집한다고 8일 밝혔다. 공모는 스마트 해양·지능형 기계·미래 수송기기 등 기존 사업 고도화와 시스템 반도체·디지털·신재생에너지 등 미래 신산업 육성 등 2개 분야다. 시는 18개 안팎의 연구 과제를 선정해 과제당 2400만원가량의 기획비를 지원한다. 부산지역 대학 전임교원을 연구책임자로 정하고, 부산지역 기업 직원 1명 이상을 포함해 모두 3명 이상으로 연구 기획팀을 꾸려야 한다. 또 독일 베바스토재단은 이날 울산과학기술원(UNIST)에 발전기금 12만 유로(한화 약 1억 6000만원)를 기탁했다. 베바스토재단은 독일에 본사를 둔 글로벌 자동차부품기업 베바스토SE가 설립한 재단이다. 재단은 세계 각국의 지사 인근에서 비영리 프로젝트 및 협회, 기관을 지원하고 있다. UNIST는 이번 지금으로 배터리전기자동차(BEV)의 자동차산업용 루프시스템 태양광 기술 관련 연구를 수행할 계획이다. 김진영 UNIST 연구처장은 “UNIST 대학원생들의 연구를 지원해준 베바스토재단에 감사를 들린다”면서 “상호 의미 있는 협력을 통해 산업계 발전에 기여할 수 있길 바란다”고 전했다.

국내 연구진이 비만으로 인해 발생하는 성인당뇨를 잡을 수 있는 생체물질을 발견했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 비만이 당뇨로 연결되는 고리를 차단할 수 있는 유전물질을 찾아냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨’에 실렸다. 최근 들어 당뇨 판정을 받은 환자 중에 절반이 넘는 53.2%가 비만한 것으로 알려져 있다. 20~30대 젊은 당뇨환자가 증가하는 것도 비만 때문으로 분석되고 있다. 비만과 당뇨를 연결시키는 물질은 ‘엔도트로핀’이다. 엔도트로핀은 세포를 둘러싼 콜라겐에서 잘려져 나온 신호전달물질로 지방세포 주변 환경을 변화시켜 염증을 일으키고 조직을 딱딱하게 만들어 인슐린 저항성을 높인다. 연구팀은 일반인과 비만환자의 지방조직을 분석한 결과 엔도트로핀을 분리하는 단백 분해효소를 찾아내고 miRNA-29라는 물질이 단백분해 효소 합성을 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 또 HIF1a라는 단백질이 엔도트로핀 분비를 증가시킨다는 사실도 처음으로 밝혀냈다. HIF1a는 암처럼 세포의 과다 증식으로 산소가 부족한 환경일 때 합성된다. 연구팀은 고지방식을 먹여 비만을 유발시킨 생쥐의 지방조직에 miRNA-29를 투여하는 실험을 한 결과 세포의 염증, 섬유화, 인슐린 저항성이 개선되는 것이 관찰됐다. 특히 지방조직에서 HIF1a 단백질을 합성하지 못하도록 유전자 변형된 생쥐에게서 그 효과가 더 뚜렷하게 나타났다. 박지영 UNIST 교수는 “이 연구는 HIF1a 억제제를 miRNA-29와 병용 투여하면 세포 독성은 억제하고 치료 효과를 높일 수 있음을 보여주고 있다”며 “이 같은 치료 전략은 비만 관련 당뇨치료 뿐만 아니라 엔도트로핀 생성이 크게 증가한 간 섬유화, 간암, 유방암 등 다양한 염증성, 섬유화 질환에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

경남도는 4일 경남테크노파크 정보산업진흥본부에서 인공지능(AI) 노바투스 아카데미아 경남과정 1기 개강식을 개최했다.이날 개강한 인공지능(AI) 노바투스 아카데미아 경남과정은 경남도와 울산과학기술원(UNIST)이 협력해 추진하는 AI 활용 전문인력 양성과정이다. 1기 교육에는 경남지역 산업체 근무자 가운데 선발된 30명이 참여한다. 1기 교육생은 신청자 52명 가운데 업종과 지역, 직무 등을 고려해 30명을 선발했다. 1기 교육에 참여하지 못한 신청자는 하반기에 계획된 2기 과정 신청을 통해 참여할 수 있다. 경남도는 앞으로 5년간 경남지역 산업현장 재직자 300명을 인공지능(AI) 전문인력으로 양성할 계획이다. 이번 AI 교육과정은 4차 산업혁명을 대비해 스마트제조업 육성과 제조업 생산라인에서 필요로 하는 맞춤형 AI 전문인력을 양성하기 위해 마련됐다. 경남지역 산업체 재직자를 대상으로 전문 교육을 통해 산업현장에서의 AI 활용 능력 및 문제해결 능력을 향상한다. UNIST 교수진이 직접 출강해 8주간 이론교육과 12주간 프로젝트 실습 교육을 병행하며 강의를 진행한다. 이론교육(64시간)은 파이썬, 딥러닝 등 인공지능 원리에 대한 이해 및 산업 적용사례 중심으로 진행된다. 실습교육(96시간)은 각 산업체 재직자들이 직접 회사의 데이터를 가져와 문제점을 해결하는 프로젝트 베이스 실습교육으로 진행한다. 경남도 관계자는 “교육과정을 기획하는 단계에서부터 기업 상담을 통해 지역 소재부품장비 등의 기업 현장 문제점을 해결할 수 있도록 맞춤형 인공지능(AI) 교육프로그램을 마련했다”고 설명했다. 경남도는 지난해 2월 창원국가산업단지가 AI기반 정밀가공장비 소재부품특화단지로 지정되고 5년간 국비 576억원을 지원받아 AI기반 초정밀 가공장비 국산화 사업을 추진하는 등 모든 산업 분야에 인공지능 수요가 증가하고 있다고 밝혔다. 김영삼 경남도 산업혁신국장은 “인공지능 활용 인재 중요성이 갈수록 높아지고 있는 상황에서 이번 인공지능 인재양성 교육이 교육생들에게 인공지능 전문가로 성장할 좋은 기회가 될 것으로 기대된다”고 말했다.

아모레퍼시픽이 피부감각을 측정할 수 있는 지능형 촉각 센서를 개발했다. 센서를 활용하면 더 정밀하게 사용감을 조절한 화장품을 개발할 수 있다. 지능형 촉각 센서는 기계 학습을 접목한 측정 기술이다. 사람의 피부에서 느껴지는 시원함과 촉촉함의 정도, 용액의 유형까지 인식해 디지털 수치로 나타내 준다. 아주 얇고 유연한 데다 외부의 압력과 변형에도 안정적으로 측정이 가능하다. 피부에 부착할 수도 있다. 이는 ‘인간 피부 모사’ 첨단 센서 기술을 보유한 고현협 울산과학기술원(UNIST) 교수 그룹과의 협업으로 일궈 낸 성과다. 박영호 아모레퍼시픽 기술연구원장은 “인간의 주관적 감각을 수치화, 정량화하는 데 오랜 기간 노력해 왔다”면서 “화장품이 주는 시원함과 따뜻함을 정확하게 비교·평가할 수 있어 객관적인 실증 결과를 제공할 수 있게 됐다”고 밝혔다.　

과거 암은 ‘불치의 병’으로 알려졌지만 여전히 치료가 쉽지 않은 암종들도 있기는 하지만 과학기술의 발달로 치료 및 관리가 가능한 질환으로 자리잡고 있다. 다양한 치료법이 나오고 있지만 외과수술, 화학항암제, 항암방사선 치료가 여전히 많이 쓰이고 있다. 문제는 항암치료법들이 암 조직 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하면서 탈모, 구토, 설사, 체중 감소 등 심각한 부작용들을 수반한다는 것이다. 이에 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 정상세포에서 손상을 주지 않고 부작용 없이 모든 종류의 암 치료에 적용할 수 있는 기술 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 22일자에 실렸다. 기존 항암치료법들이 부작용을 일으키는 것은 암세포 뿐만 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 연구팀이 개발한 신델라 기술은 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 이용해 암세포에만 존재하는 돌연변이 DNA의 이중나선을 골라서 잘라냄으로써 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있다. 기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 시도가 있었지만 각각의 암을 일으키는 돌연변이를 찾아 원인을 밝히고 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작해야 하기 때문에 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 생물정보학 분석을 통해 유방암, 결장암, 백혈병, 교모세포종 등 여러 암 세포주에서 정상세포에서는 발견되지 않는 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 연구팀은 이 돌연변이들을 표적으로 하는 크리스퍼 유전자 가위 ‘신델라’를 만든 뒤 생쥐 실험을 실시한 결과 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다는 것을 입증했다. 또 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다. 모든 암 형성 과정에서 공통으로 만들어지는 돌연변이의 DNA 이중나선을 자르기 때문에 암종에 상관없이 치료가 가능해졌다. 명경재 IBS 단장(UNIST 특훈교수)는 “이번 기술은 부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 기술을 개발한 것으로 암치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”며 “실제 암 환자에게서 채취한 암세포에 신델라 기술을 적용하는 실험을 하고 있으며 추가 연구를 통해 효율성을 높이고 상용화에 박차를 가할 것”이라고 설명했다.

지금까지는 과학자들이 물질들의 물리적, 화학적 반응을 살피면서 새로운 소재를 개발하거나 화합물을 합성했다. 그런데 국내 연구진이 인공지능(AI)를 이용해 개인용 비행체(PAV), 초고속열차 등에 쓰이는 꿈의 신소재를 개발하는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 기계공학과, 경상국립대 금속재료공학과, 한국재료연구원, 포스텍 공동연구팀은 인공지능을 이용해 새로운 고강도 경량 알루미늄 합금 설계기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘합금과 혼합물’(Journal of Alloys and Compounds)에 실렸다. 소재의 강도와 연성은 상반되는 특성이기 때문에 강도가 높으면서도 충분한 연성을 가져 강하지만 가공하기 편한 꿈의 소재를 찾는 것은 쉽지 않았다. 실험적으로 찾을 수도 있지만 첨가되는 원소의 최적 혼합비율과 공정조건을 발견하기 위해서는 엄청난 시간과 비용이 필요하다. 이에 연구팀은 최적의 강도와 연성을 갖는 첨가 원소 조합과 공정조건을 빠르게 찾는 인공지능 딥러닝 모델을 개발했다. 이번에 개발한 AI로 우수한 기계적 특성을 지닐 것으로 예측되는 합금의 공정조건도 얻을 수 있었다. AI의 추천 시간도 5분 이내 밖에 걸리지 않았다. 연구팀은 AI가 추천한 화학조성과 공정조건에 맞춰 알루미늄 합금을 제작한 결과 710㎫(메가파스칼) 이상의 강도를 유지하면서도 20% 정도의 연성을 갖는 것으로 확인됐다. 현재 널리 쓰이고 있는 상용소재인 7068-T6 합금은 590㎫의 강도와 연성은 8% 수준에 불과하다. 특히 이번에 활용한 AI는 설명가능한 인공지능 기술이기 ?문에 AI가 특정 조합과 공정과정을 왜 추천했는지 중간 과정까지 파악할 수 있다. 기존 AI는 입력과 출력 중간 과정에 대해 파악할 수 없다는 단점이 있었다. 설명가능한 AI를 사용했기 때문에 AI 추천합금을 만든 뒤 미세조직을 분석해 재료공학적 이론과 일치하는지도 확인할 수 있다. 성효경 경상국립대 교수는 “이번 기술은 다양한 경량 합금 소재 생산에도 적용할 수 있어 신소재 개발기간과 비용을 대폭 줄일 수 있을 것”이라며 “설명가능한 인공지능을 사용함으로써 기술신뢰도와 응용성을 높였다”고 설명했다. 정임두 UNIST 교수도 “실험적 방법만으로는 찾기 어려운 경량금속을 빠르게 찾을 수 있는 이번 기술은 탄소중립시대 새로운 운송장치를 생산할 때 필요한 차체 경량화 수요에 발빠르게 대응할 수 있을 것”이라고 말했다.

건강검진을 받을 때 빠지지 않는 항목 중 하나가 초음파검사이다. 한·미 과학자들이 초음파의 강도를 높여 암조직을 제거하는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 일리노이대 공동연구팀은 고강도 집속 초음파 기술로 암세포를 괴사시킬 수 있는 방법을 찾았다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 초음파 진동으로 ‘메카노포어’라는 특수 설계한 화학분자를 원격 자극해 세포 안에서 활성산소가 발생하고 결국 세포가 괴사하는 원리를 활용했다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐의 세포에 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 주입하고 고강도 집속 초음파를 가했다. 그 결과 암세포 증식이 억제됐으며 초음파를 조사한지 72시간 내에 암 조직들이 괴사했다. 초음파 진동으로 메카노포어 분자 결합이 끊어져 자유 래디컬이 생기면서 산소와 반응해 활성산소가 만들어졌기 때문이다. 연구팀은 초음파로 발생하는 진동 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼만 보낼 수 있는 정밀제어 기술을 개발해 초음파 전달시간을 최소한으로 조절했다. 전달시간이 길어지면 초음파 진동이 마찰열을 발생시킬 수 있다. 기존 초음파 이용 암치료법은 열을 이용했지만 열을 이용할 경우 암 이외 정상조직도 손상될 가능성이 크다. 연구를 이끈 김건 UNIST 교수는 “이번 기술은 초음파가 의료영상 진단에만 국한되는 것이 아니라 기존 비수술 의료기술과 병행해 개복 없이 암을 치료하고 치료 효과도 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.

한·미 연구진이 초음파로 암 조직을 제거하는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST)은 김건 도시환경공학과 교수팀이 미국 일리노이대 연구진과 함께 암세포를 괴사시킬 수 있는 고강도 집속 초음파 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 연구팀에 따르면 이 기술은 특수 설계한 화학분자인 메카노포어를 초음파 진동으로 원격 자극해 암 조직 내에서 활성산소를 발생시키는 원리다. 활성산소가 과다하게 발생하면 암 조직이 괴사한다. 메카노포어는 기계적 자극으로 활성화돼 특정 화학 반응을 먼저 발생할 수 있도록 설계된 화학분자다. 연구팀이 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 쥐의 암 조직에 주입한 뒤 고강도 집속 초음파에 노출하자 암세포 증식이 억제됐고, 72시간 이내에 암 조직이 괴사했다. 이번 연구 성과는 초음파에 의해 발생하는 기계적 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼 보낼 수 있는 정밀 제어 기술 덕분이라고 연구팀은 설명했다. 특히 전달 시간이 길게 지속되면 초음파 진동이 마찰열로 바뀌기 때문에 전달 시간을 짧게 조절하는 것이 매우 중요하다. 기존 고강도 집속 초음파 기반 치료는 마찰열을 활용하는 반면 연구팀이 개발한 기법은 초음파 진동을 활용하는 특성이 있다. 김건 교수는 “이번 연구로 초음파 기술이 건축물 안전 점검이나 의료 영상 진단에만 국한되지 않고 암 조직 제거에도 활용될 수 있음을 증명했다”며 “기존 비수술 의료 기술과 함께 개복 없이 암을 치료할 수 있는 기술로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 융복합 연구 국제 학술지인 미국국립과학원회보에 지난달 25일 자로 게재됐다. 연구는 미국국립보건원과 UNIST 신임교원정착과제의 지원을 받아 이뤄졌다.

5000만 국민의 똥을 수세식 화장실을 통해 하수처리장으로 보내는 대신 바이오 에너지로 바꾼다면 2020년 기준 국내 총발전량인 552테라와트아워(TWh)의 약 1.8%에 해당하는 전기를 생산할 수 있다. 축분까지 합치면 약 14.6%가 가능하다. 국내 신재생에너지 전력공급비율이 2020년 기준 7.5%임을 감안한다면 결코 적은 양이 아니다. 한 사람이 하루에 배출하는 변의 양은 100~800g 정도이다. 사람에 따라 달라 평균량을 잡기 어렵지만 약 200~250g으로 잡고, 이와 비슷한 양의 음식물 쓰레기 평균 발생량을 합치면 하루 한 사람이 배출하는 똥과 음식물 쓰레기는 500g 정도가 된다. 똥과 음식물 쓰레기를 미생물 소화조에서 분해해 생산된 메탄가스를 연료전지로 발전할 수 있다. 에너지뿐만 아니라 수세식화장실 변기 내리는 물과 하수처리장에서 사용되는 에너지, 화학약품 등을 줄일 수 있다. 하수관망 인프라 부담도 엄청 줄어든다. 에너지 생산 후 남은 부분을 활용해 양질의 퇴비 생산도 가능하다. 모든 사람의 똥을 바이오 에너지로 전환하는 게 현실적으로 어렵다고 판단할 수 있다. 하지만 오래전 소위 ‘푸세식’ 화장실을 떠올려 보면 무리한 상상이 결코 아니다. 비전을 갖고 관련 기술을 개발하면서 적용을 준비한다면 이루지 못할 것도 없다. 관련된 많은 기술들이 이미 개발돼 있다. 울산과학기술원(UNIST) ‘과일집’(과학이 일상으로 들어오는 연구실)에는 똥을 하수처리장으로 보내지 않는 화장실과 바이오에너지 생산 시설이 갖춰져 체험할 수도 있다. 과일집 변기는 디자인도 멋지지만 무엇보다 위생적이다. 변을 통한 건강검진도 일부 가능하다. 2018년 이후 약 4000명이 방문했다. 전 세계 약 70억 인구가 참여하는 시나리오를 상상해 보자. 한 사람 하루 평균 200g의 똥을 미생물 소화조로 보내 에너지원으로 활용한다면 1년 동안 대기 중으로 배출됐던 약 33테라그램 메탄가스를 줄일 수 있다. 화장실 변화만으로도 연간 총메탄가스 발생량의 약 5.6%, 인류 활동에 기인한 메탄 총발생량의 약 9.2%를 줄일 수 있다. 메탄이 대표적인 온난화 가스이고 이산화탄소에 비해 단위 질량 기준 약 28~100배의 온난화 유발 잠재력이 있다는 걸 감안하면 화장실 변화만으로도 엄청난 변화를 줄 수 있다. 국제기구와 정부의 기후위기 극복을 위한 목표는 과잉수치화된 측면이 있다. 이들 목표가 탄소중립, 경제, 산업과 연계돼야 한다는 사실에 공감하지만, 대중 입장에서는 생활 속 실천과는 거리가 느껴진다. 대신 똥을 에너지원으로 사용하는 화장실 변화는 구체적이라 피부에 와닿는다. 일상 속 실천이 생태와 기후위기 극복에 어떻게 기여할 수 있는지 매일 사용하는 에너지를 통해 확인 가능하다. 대중의 실사구시적 실천의 길을 제시해 준다. 일석이조가 아니라 ‘일석다조’일 것이다.

국내 연구진이 무당개구리의 피부세포로 호흡기 독성물질을 탐지할 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 호흡기 질환 연구에서 동물실험을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 환경부 국립생물자원관, 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 국내 자생 무당개구리의 배해 섬모상피세포로 호흡기 독성물질을 탐지할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 섬모는 포유류는 기관지 안쪽 표면, 양서류는 피부나 세포 표면에 돋아있는 기관으로 섬모상피세포는 비강, 후두, 기관지 등 표면에서 유래한 세포를 말한다. 유럽연합(UN)은 2010년 실험동물보호지침을 만들어 동물실험을 엄격히 규제하고 있고 미국도 2035년부터 의학 및 생물학 실험에서 동물실험을 원칙적으로 금지하는 등 실험대상 동물을 세포나 장기유사체(오가노이드)로 대체하는 분위기이다. 이에 연구팀은 동물실험을 대체할 수 있는 방법을 찾던 중 자생 무당개구리의 배아 섬모가 독성물질에 민감하게 반응한다는데 착안했다. 연구팀은 지난해 3월부터 벤젠, 포름알데하이드, 과불화옥탄술폰산, 아황산가스 호흡기독성물질 4종을 형광입자로 처리한 뒤 무당개구리 섬모에서 분리한 섬모상피세포가 형광입자에 어떻게 반응하는지를 관찰해 세포 독성 민감도를 관찰했다. 그 결과 무당개구리 섬모상피세포는 호흡기 독성물질 4종에 대한 민감도가 약 1.7~3.8배 높은 것으로 나타났다. 이 정도의 민감도는 사람의 구강세포에서 반응과 비슷해 호흡기 질환 연구에도 충분히 사용할 수 있는 수준인 것으로 확인됐다. 이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “이번 연구는 대기오염물질로 유발되는 호흡기 질환 연구에 많이 쓰이는 설치류를 이용한 동물실험을 대체할 수 있을 것”이라고 전망했다.