과학 기타
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과학 기타지구촌 곳곳에 지진 ‘재앙’… 한반도 역시 지진 안전지대는 아니다?
“한반도가 아무르판과 유라시아판의 경계에 있어 지진 위험” 최근 연일 신문과 방송을 장악하고 있는 큰 뉴스 중 하나는 바로 지진이다. 2010년이 시작된 지 불과 두 달 만에 아이티와 칠레 등지에서 대형 지진이 연이어 발생해 큰 피해를 냈다. 아이티의 경우는 100만명의 사상자가, 칠레는 약 1500명의 사망자가 발생한 것으로 집계되고 있다. 3월 들어 필리핀과 키르기스스탄에서도 각각 진도 6.1과 6.3짜리 지진이 발생했다. 최근 진도 6 이상의 큰 지진이 전 세계적으로 발생함에 따라 사람들의 불안도 커지고 있다. 과연 지진의 원인과 대처 요령은 무엇일까? 그리고 우리가 살고 있는 한반도는 지진에 안전한 것일까?⊙ 지진의 원인과 메커니즘은 무엇인가?대부분의 지진은 지층의 연결이 끊어지는 단층(斷層)과 함께 발생하는 것으로 알려져 있다. 단층의 중앙을 가로지르는 직선을 중심으로 지각의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에 변형력이 서로 반대 방향으로 작용하면 탄성에너지가 모여 지층의 모양이 변하기 시작한다. 변형이 점차 심해지면 변형력이 주위보다 강하게 작용하는 지각의 한 지점에서 암석이 쪼개져 어긋나며 단층이 생긴다. 이 점을 진원(震源)이라고 하고 진원으로부터 수직 방향으로의 지표상 지점을 진앙(震央)이라 한다. 진원에서의 지층이 어긋나게 되면 인접지역의 지층을 변형시키는 힘을 증가시켜 더욱 넓은 지역의 암석이 쪼개지면서 단층이 전달된다. 이러한 과정이 끝나면 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에 각각 위치 변화가 생기게 된다. 이때 지각의 양면이 쪼개져서 반대 방향으로 튕겨짐에 따라 주위에 모였던 탄성에너지가 파동에너지로 바뀌어 지진파가 사방으로 전파된
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과학 기타항공기·우주선 만드는데 쓰이는 타이타늄합금 볼트 기술 개발
재료硏 국내 최초로 ‘온간성형 기법’ 이용해 생산단가 대폭 낮춰 항공기,우주선 등에 사용되는 타이타늄 소재의 비싼 가격 문제와 성형 및 가공상의 어려움을 개선해 타이타늄합금 볼트의 생산 단가를 획기적으로 낮춘 생산기술이 국내연구진에 의해 개발됐다. 지난 24일 재료연구소는 염종택 구조재료연구본부 박사팀이 ‘온간성형 기법(냉간과 열간의 중간 온도인 400~600℃에서 성형)’을 이용해 타이타늄합금 볼트의 제조비용과 생산시간을 최대 30% 줄일 수 있는 기술을 국내 최초로 개발했다고 발표했다. ⊙ 타이타늄합금이란 항공기，선박 등에 활용되는 타이타늄합금은 일반 탄소강，스테인리스，특수합금강 보다 강도 및 내식성이 높고 가볍다는 특징이 있다. 또 타이타늄은 지구상에 채굴 가능한 다양한 금속 중에서 알루미늄，철，마그네슘 다음으로 풍부한 금속이다. 따라서 산업계에서는 기존의 철강 소재를 타이타늄으로 대체하기 위해 많은 노력이 수행되고 있으며 군수장비와 민간산업에서 급격한 수요 증가세를 보이고 있다. 국내에는 몇몇 중·소규모의 볼트 생산 업체가 있으나 대부분 탄소강，스테인리스강，특수합금강 등 철계 합금에 국한해 생산하고 있다. 성형하기 어려운 타이타늄 합금을 기반으로 일부 볼트 개발을 시도한 경험은 있으나，생산 공정 증가로 인한 단가상승과 품질상의 문제로 국산화에 실패해 국내 양산 업체는 전무한 실정이다. 향후 국내·외 타이타늄합금의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상되나 타이타늄 합금은 가공 난이도가 높고，가공구간(process window)이 좁기 때문에 현재 일부 골프클럽，안경테，산업용 부품에 한정돼 사용되는 상황이다. 반면
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과학 기타대기오염 물질이 이상 기후 일으키는 주범?
인구 밀집된 거대도시, 미세먼지·온실가스 등 집중 배출 최근 북미 대륙을 비롯한 전 세계에 몰아친 한파와 폭설의 원인으로 대기오염이 지목되고 있다. 이산화탄소(??)를 비롯한 각종 대기오염물질로 인해 기후가 이상현상을 보이고 있다는 것. 수억년 동안 거의 변동이 없던 지구의 기후가 최근 100년간 급격히 변동한 것은 빠른 도시화가 배경이라는 것이 전문가들의 지적이다.최근에 발간된 유엔의 세계 도시화 전망 보고서에 따르면 도시가 차지하는 면적은 지표의 1% 미만에 불과하지만 세계 인구의 50% 이상이 도시지역에 살고 있고 2030년에는 50억명의 인구가 도시지역에 거주할 것으로 전망하고 있다. 현재 인구 1000만명 이상이 거주하는 이른바 거대도시는 전 세계적으로 19개에 이른다. 서울을 비롯한 멕시코시티, 상파울루, 뭄바이, 자카르타, 테헤란 등은 1970년에 비해 2000년에 인구가 세 배 이상 증가한 도시다. 유엔은 2015년까지 거대도시의 수는 24개로 늘어나며 이들 가운데 16개가 아시아지역에 위치할 것으로 전망한다.거대도시의 발달은 인프라와 자원의 효율적 사용을 가능하게 하는 등 긍정적인 측면을 갖고 있지만 그러나 기후변화를 일으키는 원인 물질인 온실가스와 각종 대기오염 물질이 도시지역에서 집중적으로 배출되게 만드는 역기능도 갖고 있다. ⊙ 대기오염의 주범인 미세먼지 '에어로솔'공기 중에 떠다니는 크기가 수 마이크로미터 미만의 미세 먼지인 에어로솔이나 지표 부근의 오존 등 대기오염 물질은 호흡기 질환이나 심혈관 질환을 유발시켜 이로 인해 병을 유발하고 사망률을 크게 증가시킨다. 특히 우리나라의 서울과 같이 인구가 밀집된 거대도시에서는 영향이 더
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과학 기타식물도 사람처럼 유전자 네트워크가 있었네!
국내 연구진, 세계 최대 식물유전자 네트워크 규명 국내연구진이 세계 최대 식물유전자 네트워크를 규명해 농업 및 바이오에너지 연구의 새로운 발전 가능성 제시했다. 교육과학기술부는 이인석 연세대학교 생명공학과 교수가 식물유전자 2만개 간에 존재하는 100만 개 이상의 기능적 상관관계를 지도화한 세계 최대 식물유전자네트워크를 규명했다고 2일 발표했다. 이승연 미국 카네기연구소 박사, 마콧(Marcotte) 텍사스주립대 박사와의 국제 공동 연구를 통해 수행된 이번 연구결과는 생명공학분야의 국제저널인 ‘네이처 생명 공학(Nature Biotechnology)’ 온라인판에 게재됐다.⊙ 유전자 네트워크란? 유전자들간의 상호관계를 의미하는 유전자 네트워크는 밝혀지지 않은 유전자들의 숨겨진 기능을 쉽게 찾을 수 있도록 돕는다. 사람들은 서로 연결돼 ‘사회’라는 휴먼네트워크를 이룬다. 컴퓨터들은 서로 연결돼 ‘인터넷’이라는 컴퓨터 네트워크를 구성한다. 이같이 생물체 안에 존재하는 유전자들도 기능적으로 서로 연결돼 ‘유전자 네트워크’를 형성한다. 이같은 유전자 네트워크를 규명하는 것은 매우 유용하다. 이는 성격이 비슷한 사람들이 더욱 가깝게 지내듯이 기능이 유사한 유전자들은 보다 밀접하게 관련돼있기 때문이다. 이들 관련성을 지도화한 유전자네트워크를 이용하면 지금까지 알려지지 않은 유전자의 기능을 밀접하게 연관된 이웃 유전자들의 이미 잘 알려진 기능을 근거로 예측하는 것이 가능하다. 이전까지 생물학자들은 유전학은 유전자만 연구하면 되는 것으로 알았다. 그러나 2000년에 들어서면서 과학자들은 단순히 유전자만 연구하는 것으로는 생명체를 이해하기에
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과학 기타줄기세포가 신체 장애 치료 ‘구원의 빛’ 될까
제대혈 줄기세포 이식해 뒷다리 마비된 개 치료 성공 줄기세포를 이용해 불의의 교통사고로 하반신 등이 마비된 환자를 치료할 수 있게 될 가능성이 현실화되고 있다. 최근 국내 연구진이 사람의 줄기세포로 뒷다리가 마비된 개를 치료해 다시 뛰게 만들었기 때문이다. 김휘율 건국대 수의과대학 교수 연구팀은 히스토스템(서울탯줄은행)과 공동으로 사람의 탯줄혈액(제대혈)으로부터 분리한 줄기세포를 척수마비 개에게 이식，급성 척수손상을 치료하는 데 성공했다고 지난달 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 신경과학전문 저널인 '척추 신경외과(Journal of neurosurgery Spine)' 최신호에 게재됐다.⊙ 윤리적 문제 없는 제대혈 줄기세포 이용 지금까지 학계에 사람의 골수나 지방에서 추출한 줄기세포로 개의 척수손상을 치료했다고 보고된 적은 있으나 제대혈 줄기세포로 치료에 성공한 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 개에게 투여한 줄기세포가 분화를 거듭해 척수에 없어진 신경세포를 만들어냈으며 척수손상을 정상 수준으로 치료했다고 밝혔다. 연구팀은 이 같은 방법으로 척수신경이 손상된 실험견 비글 6마리 가운데 5마리에서 치료 효과를 확인했다. 치료 효과가 있던 5마리 가운데 4마리는 치료가 시작된 4주 후부터 걷기 시작했다.제대혈 줄기세포는 윤리적 문제가 없을 뿐 아니라 대량으로 보관이 가능한 장점을 갖고 있다. 척수는 척추(등뼈) 안에 있는 중추신경.제대혈 줄기세포는 출산 과정에서 나오는 탯줄 혈액인 제대혈에서 추출한 줄기세포를 말한다. 제대혈 줄기세포는 온전히 사람으로 분화될 가능성을 가진 배아 줄기세포가 아니기 때문에 생명윤리 논란에서 자유롭다.특히 이번
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과학 기타‘로봇의 진화’… 걷고 뛰고 집안일까지 도와준데요!
우리나라 인간형 로봇기술 두각… 일상생활 활용 가능성 잠에서 깬 주인에게 로봇이 다가와 인사를 하며 아침식사로 무엇을 먹겠느냐고 묻는다. 주인이 '토스트'라고 말하자 로봇은 부엌에 있는 다른 로봇에게 주인의 명령을 전한다. 명령을 전달받은 로봇이 토스트기에서 빵을 꺼내고 전자레인지 속에 데운 우유가 담긴 컵을 꺼내 접시에 담는다. 주인 곁에 있던 로봇은 그릇을 가져다 주인에게 전해준다.영화 속 이야기가 아니다. 지난 15일 유범재 한국과학기술연구원(KIST) 인지로봇센터 박사 연구팀이 KIST 서울 본원에서 개최한 시연회에서 인간형 가사도우미 로봇 '마루-Z'와 '마루-M'이 아침식사를 준비하는 장면이다.그동안 일본과 우리나라에서 두 발로 걷거나 뛰는 인간형 로봇을 선보인 적은 있었지만 집안일을 돕는 로봇은 처음 개발된 것이다. 지금까지 인간형 로봇기술은 로봇을 걷거나 뛰게 하는 데 집중돼 있었는데 이번 기술개발은 인간형 로봇이 일상에서 활용될 수 있는 가능성을 열었다는 데 의미가 크다는 것이 KIST 측 설명이다.공상과학영화나 만화에서만 볼 수 있었던 인간형 로봇. 우리나라의 인간형 로봇 기술은 어디까지 왔을까?⊙ 로봇의 역사'로봇'은 고된 일 또는 노예노동이란 뜻의 체코어 '로보타(robota)'에서 유래한 말이다. 체코의 극작가 카렐 차페크(Karel Capek)의 희곡 '로섬의 만능로봇(Rossum's universal robots)'에 처음 등장한 이 단어는 제조업에 종사하는 노동자를 의미하는 단어였다. 그 희곡에서는 주인공인 한 과학자가 단순하며 반복적인 작업을 수행하는 노동자인 로봇을 만들어내는 이야기가 나온다.로봇이 실제 우리생활에 등장한 것은 채 50년도 되지 않았다. 하지
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과학 기타깨끗하고 없어지지않는 ‘핵융합에너지’ 만들수 있을까?
KSTAR 인공태양 개발 사업 이끌어…플라즈마 실험 가시적 성과 오늘날 우리는 단 1분，1초도 에너지 없이 살 수없다. 휴대폰,MP3，비디오 게임, 컴퓨터，DMB TV 등 우리 주변의 전자기기 역시 에너지 없이는 움직일 수 없다. 전등，전기난로，에어컨，TV,자동차가 아니더라도 우리 삶을 즐겁고 편리하게 해 주는 발명품들은 모두 어떤 형태로든지 에너지를 필요로 한다. 따라서 우리의 삶이 더 편해지고 즐거워지기를 원하면 에너지 수요도 점점 더 늘 수밖에 없다. 우리가 필요한 만큼의 에너지를 얼마든지 얻을 수 있는 것은 아니지만 핵융합에너지는 무한 에너지에 대한 인류의 꿈을 현실로 만들어 줄지도 모른다.⊙ 제4의 물질상태인 플라즈마핵융합 에너지는 환경적으로 깨끗한 에너지를 무한정 제공할 수 있는 매력을 가지고 있어 전 세계에서도 핵융합을 이용해 에너지를 만들려는 노력이 끊임없이 이루어져 왔다. 그러나 핵융합 에너지를 얻기 위해서는 연료를 태양보다 더 뜨거운 1억도 이상으로 가열해야 하는데 그렇게 뜨거운 것을 담을 용기를 만들 수 있는 물질이 지구상에는 아직 존재하지 않는다. 인공 태양에 대한 연구는 바로 이 문제에서부터 출발한다.태양과 같이 스스로 빛을 내는 별들은 핵융합반응을 통해 에너지를 발생한다. 별들의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태인데 이러한 상태에서는 수소와 같은 가벼운 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어난다. 이 융합 과정에서 나타나는 질량 감소가 엄청난 양의 에너지로 방출되는데 이를 '핵융합에너지'라고 한다.우리가 사는 지구상에는 중성 원자가 핵과 전자가 서로 떨어져 각자 따로 존재
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과학 기타폭설… 한파… 홍수… 지구촌 기상이변 왜?
기상학자들 지구온난화 논란… 한반도 생태계 위협 올 겨울 들어 눈이 많이 내리고 있다. 지난 4일 서울에 25.8㎝의 눈이 내려 기상 관측 역사 103년 만에 서울시내 최대 적설량을 기록하기도 했다.이는 비단 우리나라만의 현상은 아니다. 아시아와 남미, 호주, 유럽을 비롯한 지구촌 곳곳에서 폭설과 한파, 홍수 등 기상이변이 속출하고 있다. 월스트리트저널(WSJ) 등 주요 외신에 따르면 영국은 30년 만의 한파로 도시 곳곳이 상당 부분 마비됐다. 스코틀랜드 등 영국 북부지방에서는 지난 5일(현지시간) 15㎝ 안팎의 눈이 내렸다. 벨기에, 이탈리아 등 전 유럽이 눈과 추위로 몸살을 앓고 있는 가운데 폴란드 동부에서는 폭설로 71명의 노숙자가 동사하고 강물이 불어나 둑이 터졌다. 고립된 마을 주민들은 한파 속에 홍수까지 만나 큰 어려움에 처하기도 했다.이런 기상 이변의 원인으로 기상학자들은 지구온난화를 지목하고 있다. 과연 현재 한반도의 온난화는 어디까지 진행돼 있을까?⊙ 한반도 대표 수종인 소나무를 볼 수 없다?'남산 위에 저 소나무'라는 가사로 시작하는 애국가 2절은 몇 십년 안에 바뀌어야 할지도 모른다. 지구온난화가 지금과 같은 속도로 진행되면 남산 위에서 소나무를 못 볼 수도 있기 때문이다. 지구의 온도가 조금씩 높아지면서 한반도의 기후도 달라지고 있다. 지난 100년 동안 전 세계 기온은 섭씨 0.7도 정도 상승했지만 한반도는 1.7도가 오르는 등 한국의 평균기온 변화는 전 세계의 변동 폭보다 큰 것으로 나타났다. 특히 앞으로 20~30년은 지금까지 올라간 속도보다 훨씬 더 빨라질 것으로 보인다. 100년 뒤에는 '아열대 기후'에 속하게 될지도 모른다는 한반도의 겨울 풍경도