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과학 기타형상기억합금, 살아있는 생물체와 다름없네!
휘고 구부려도 원래의 상태 기억하고 되돌아가지난 23일 독일 프라운호퍼 공작기계 및 성형 기술 연구소의 귄터 나우만 박사 연구팀은 하나의 와이어만 있으면 충분히 주유구 뚜껑을 열 수 있는 메커니즘을 개발했다고 발표해 주목을 받고 있다. 이 메커니즘의 작동원리는 이렇다. 잠긴 주유구 뚜껑에 연결된 와이어를 통해 전류를 보내어 뚜껑을 가열한다. 올라간 온도로 인해 형상기억 합금이 원래의 형상으로 돌아가고자 수축하게 되고 결국 주유구 뚜껑이 열리게 되는 원리다. 현재 우리 생활에서는 형상기억 합금이 많이 쓰이고 있다. 형상기억 합금의 역사와 그 쓰임새는 어떨까?⊙ 형상기억 합금의 역사형상기억 합금이 처음 역사에 등장한 것은 1938년 미국 하버드대학의 그래냉거 교수와 MIT의 무래디언 교수에 의해서였다. 그 후 1951년 미국 일리노이 대학의 리드 교수팀이 금-카드뮴 합금과 인듐-티타늄 합금의 형상기억 효과를 발견해냈다. 이후 많은 학자들은 여러 가지 합금이 정도의 차이는 있으나 형상을 기억하는 성질이 있다는 것을 발견했다. 가장 큰 발견은 1960년 미국 메릴랜드주에 있는 미해군 병기 연구소에서 이뤄졌다. 1963년 우연한 기회에 뵐러 박사가 이끄는 연구진에 의해서 니켈(Ni)-티타늄(Ti) 합금이 뛰어난 형상 기억성을 가진다는 것이 발견된 것.연구팀이 합금을 실험하던 도중 우연하게 니켈과 티타늄을 합친 조각을 담뱃불 근처에 접근시켰을 때 시편이 꿈틀거리기 시작했던 것이다. 연구팀은 처음 이 현상을 발견했을 때 재료를 잘못 다뤄서 나온 것으로 생각했다. 하지만 다음 실험 때 니켈-티타늄 합금을 가열하자 다시 동일한 현상이 나타났다. 그 후 학계 및 산업계의 큰
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과학 기타한국의 인공태양 'KSTAR' 불꽃 밝히다
핵융합 연구장치 세계 최초 운전 성공…플라즈마 발생 전 세계적으로 에너지 전쟁이 날이 갈수록 치열해지고 있는 가운데 지난 15일 국가핵융합발전소는 우리나라의 핵융합 연구장치인 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)가 지난달 최초 플라즈마 발생에 성공했다고 발표했다. KSTAR는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 인공적으로 만들어 미래 에너지원으로 개발할 수 있도록 연구하는 토카막 장치(핵융합 반응이 일어나는 환경을 만들기 위해 초고온의 플라즈마를 자기장을 이용해 가두는 핵융합장치)이다. KSTAR는 앞으로 핵융합에너지 상용화에 필수적인 초고온 고밀도 플라즈마의 장시간 운전기술(3억도, 300초)을 확보하는 실험을 수행하게 된다. ⊙ 꿈의 청정 에너지인 핵융합에너지태양과 같이 스스로 빛을 내는 별들은 핵융합반응을 통해 에너지를 발생시킨다. 별들의 중심은 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태다. 이런 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. 이는 아인슈타인의 특수상대성 이론 E＝mc²를 바탕으로 하며, 이와 대조적으로 핵분열반응을 이용한 것이 원자력발전이다. 하지만 지구는 태양처럼 핵융합 반응이 일어날 수 있는 초고온·고압 상태의 환경이 아니기 때문에 자기장이나 레이저를 이용해 태양과 같은 환경을 인공적으로 조성하는 '핵융합로'를 만들어야 한다. 우선 지구상에 존재하지 않는 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들어야 하고 이 플라즈마를 가두는 그릇 역할을 하는
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과학 기타"휴~ 덥다, 더워" 한반도는 찜질방…온난화로 아열대 기후?
이산화탄소·프레온가스 등이 온실 효과 부추겨 한반도에서 6월 말부터 7월 말은 해가 뜨는 날보다 비가 오는 날이 많은 장마철이다. 하지만 지난해부터 장마철이라는 것이 점차 짧아지는 추세를 보이고 있다. 특히 올해는 비가 내리는 것이 아니라 8월에나 나타났던 찌는 듯한 무더위가 7월 초부터 나타나는 등 이상현상을 보이고 있다. 기상 전문가들은 더위를 가져오는 북태평양 고기압의 세력확장이 원인이라고 하지만 따뜻했던 지난 겨울을 비롯해 한반도가 지구 온난화로 인한 아열대 기후로 바뀌고 있다는 의견도 제시되는 실정이다. 환경과 인류에 심각한 영향을 줄 것으로 여겨지는 지구온난화는 과연 무엇이고 어떤 해결책들이 제시되고 있을까?⊙ 온난화 현상의 원인온난화 현상의 가장 중요한 원인으로는 온실효과를 일으키는 온실기체가 꼽힌다. 온실기체로는 이산화탄소가 가장 대표적이며 인류의 산업화와 함께 그 양은 계속 증가하고 있다. 최근 탄소배출권 거래와 교토의정서 등을 통한 국가별 탄소배출 규제가 이뤄지고는 있지만 이산화탄소가 온실가스의 대표로 꼽힌다는 것에는 변함이 없다. 이외에 메탄가스, 수증기 등이 대표적인 온실기체다. 특히 20세기에 들어와 사용하기 시작한 프레온가스는 한 분자당 온실효과를 가장 크게 일으키는 물질로 유명하다. 또한 인류가 숲을 파괴하거나 환경오염 때문에 산호초가 줄어드는 것에 의해서 온난화 현상이 심해진다는 가설도 있다. 나무나 산호가 줄어듬으로써 공기 중에 있는 이산화탄소를 자연계가 흡수하지 못해 이산화탄소의 양이 계속 증가한다는 것이다. 이러한 가설 외에도 태양 방사선이 온도 상승에 영향을 준다
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과학 기타뇌(腦)의 신비 밝혀지나
국내 연구진, 뇌 기능 관련 논문 속속 발표 뇌(腦)는 동물의 중추 신경계를 관장하는 기관이다.뇌는 감각정보를 통합해 운동반응으로 나타냄으로써 본능적인 생명활동에 있어서 중요한 역할을 한다.또한 고등 척추동물에게 뇌는 학습의 중추이다.지금까지 뇌에 대한 많은 연구가 수행돼 왔지만 아직까지 알려지지 않은 영역이 훨씬 더 많을 정도로 미지의 세계로 남아있다.지난 2주간 국내 연구진이 뇌와 관련한 새로운 사실들을 세계 최초로 규명,관련 논문이 네이처와 미국립과학원회보(PNAS) 등 저명한 국제학술지에 잇달아 게재됐다.국내 과학자들이 전 세계에서 경쟁적으로 수행되고 있는 뇌연구의 주도권을 쥘 수 있을지 기대된다.⊙ 뇌의 시각피질이 시공간적 특징도 인식연세대 심리학과의 김민식，이도준 교수는 인간의 측두엽 아래에 위치한 시각 영역이 색이나 모양 등의 시각적 특징과 함께 이동궤적 같은 시공간적 연속성에 민감하게 반응한다는 사실을 규명했다.PNAS 최신호에 실린 이 연구 결과는 뇌신경의 기능적 이해와 함께 인공 시각을 개발하는데 기여할 것으로 기대된다.인간은 시각적 특징과 시공간적 특징을 모두 고려해 사물을 인식하는데 지금까지 많이 연구된 시각과는 달리 물체의 시공간적인 정보가 어떻게 처리되는지는 거의 알려지지 않았었다.연구팀은 정상인들에게 두 개의 똑같은 얼굴 사진을 시공간적 연속성이 있는 조건과 없는 조건에서 연달아 제시하고 기능성 자기공명영상장치(fMRI)를 사용하여 뇌 활동을 관찰했다.그 결과 뇌의 아래부분인 '복측 경로'의 시각피질에서 두 개의 똑같은 사진이 시공간적으로 연속성을 갖는 조건에서만 혈류량 감소가 나타났다.혈류량
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과학 기타'진짜같은 가짜 세상' 가상현실에 푹 빠져볼까
학교 안가고 가상 교실에서 현실처럼 공부할수도 영화 '매트릭스'를 보면 우리와 같은 세계를 살고 있는 주인공인 '네오'는 또 다른 등장인물인 '모피어스'로부터 놀라운 사실을 듣게 된다.우리가 살고 있는 삶이 모두 가상현실이고 실제로는 모든 사람이 일종의 수면상태에서 기계가 프로그램된 가상현실을 보여주고 있다는 것이다.그가 선택할 수 있는 것은 '진짜' 현실을 파악할 수 있는 파란색 알약과 가상현실 속에서 현재에 만족하며 사는 빨간색 알약이다.과연 가상현실이란 무엇일까?⊙ 가상현실의 의미와 현재 적용되는 분야가상현실은 인공현실, 사이버 공간, 가상세계, 가상환경, 합성환경, 인공환경 등 불리는 이름도 다양하다.가상현실은 사람들이 일상적으로 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고서도 그 환경에 들어와 있는 것처럼 보여주고 조작할 수 있게 해주는 기술이다.가상현실이 응용될 수 있는 분야는 교육, 고급 프로그래밍, 원격 조작, 원격위성 표면탐사, 탐사자료 분석, 과학적 시각화 등 다양하다.예컨대 학교에 가지 않고 가상현실 교육 시스템을 통해 집에서 수업을 받거나, 병원에서 인턴들이 가상현실 시스템을 통해 생성된 가상 수술환경에서 수술 실습을 하는 것이 가상현실을 적용한 예가 되겠다.이 외에도 가상현실 기술로 제작된 인터넷 쇼핑몰에서 고객이 직접 그 상품을 조작해보고 구입 여부를 결정하거나, 인터넷을 통해 자신이 입주할 아파트의 모델하우스를 가상현실을 통해 미리 둘러보고, 가상현실 기술로 제작된 영화나 게임을 즐기는 등 가상현실 기술은 경제, 사회 및 문화 등 모든 분야에서 인류 사회에 지대한 영향을 주고 막대한 부가가치를 창출할
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과학 기타구기고 접고 글 쓰고 정보 검색도 척척…전자종이는 마술사!!~~
전자종이에 다운로드한 책이나 서류에 밑줄을 긋거나 메모를 적어 넣을 수 있을까.이처럼 전자종이에 적어 넣는 기능을 실현할 수 있는 기술이 최근 등장했다.전자종이 전문기업 미국 E－Ink사는 전자종이 전용 컨트롤러로 전자종이에 무엇인가를 기록할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.이제 전자종이로 된 단말기를 들고 다니며 책도 보고 신문도 읽을 수 있는 날이 가까워 오고 있다.과연 인류의 역사에서 종이는 어떻게 발전해 왔을까? 정말 종이로 된 기록물이 없어질 수도 있을까?⊙ 종이의 역사동굴벽, 바위 위에 그림을 그리거나 해독은 불가능하지만 문자가 쓰여 있는 것을 봐서는 사람들은 예전부터 기록에 대한 욕구가 있었던 듯 싶다.인간은 어떤 내용을 기록하기 위해 돌, 금속, 찰흙 외에 동물의 가죽이나 뼈, 나무껍질, 나무, 대나무 등을 이용했다.이 중 오늘날의 종이와 가장 가까운 것은 이집트의 파피루스(papyrus)였다.고대 이집트인들은 나일강변에서 자라는 파피루스라는 갈대 비슷한 식물을 잘라 이어서 기록을 위한 재료를 만들었다.파피루스는 지금도 나일강변에 많이 자라고 있는데 키는 2∼3m이고, 굵기는 둘레 10㎝ 정도다.고대 이집트인들은 파피루스 줄기를 얇게 저며 가로 세로로 놓고 끈기 있는 액체를 발라 강하게 압착시킨 후 잘 건조시켜 사용했다.이 방법이 고안된 것은 기원전 2500년께라고 추측되고 있다.파피루스는 기록하는 재료로서도 우수했지만 만들기도 쉬웠기 때문에 당시 다른 어떤 것보다 편리하였으므로 제지술이 유럽에 전해진 8세기께까지도 지중해 연안에서 소아시아에 걸쳐 널리 쓰이고 있었다.종이를 뜻하는 영어단어 paper를 비롯하여 유럽국가들의 언어 속
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과학 기타석유 대체 말은 좋은데…식량 파동은 어쩌지!!!
유가가 천정부지로 치솟으면서 석유를 대체할 수 있는 에너지인 바이오연료에 대한 관심이 뜨겁다.동시에 곡물가격 급등이 전 세계적인 문제로 부각되면서 곡물을 원료로 하는 바이오연료가 애그플레이션(Agflation·농산물 가격 상승에 따른 물가 상승)의 주범이라는 비난의 목소리도 높아지고 있다.이 가운데 지난 2일 '바이오부탄올'을 저렴한 비용에 대량생산할 수 있는 핵심기술이 국내 기업과 대학의 공동연구로 개발됐다.바이오부탄올은 연비가 높을 뿐만 아니라 생산에 사용되는 원료로 식용 작물이 아닌 볏짚 폐목재 등을 활용하기 때문에 차세대 바이오에너지로 각광받고있다. ⊙ 바이오연료 어떤 것이 있나바이오연료(biofuel)란 식물이나 농작물，동물 배설물 등 유기체(바이오매스)나 이들의 추출물을 원료로 만든 연료를 말한다.바이오연료는 이론적으론 탄소 성분을 함유하고 있는 모든 유기체로부터 생산이 가능하다.현재까지는 광합성 식물을 사용하는 것이 가장 일반적이다.대표적인 것이 바이오에탄올과 바이오디젤 등 액체 바이오연료인데 바이오에탄올은 휘발유를，바이오디젤은 경유를 대체하는 데 사용된다.바이오에탄올은 옥수수 사탕수수 사탕무 고구마 카사바(열대작물의 일종) 등에서 추출한 녹말 성분을 발효시켜 생산한다.미국은 주로 옥수수，브라질은 사탕수수，유럽은 사탕무를 원료 작물로 사용한다.바이오에탄올은 휘발유에 일정한 비율로 섞어서 자동차 연료로 사용된다.특히 기존에 가솔린의 옥탄가를 높이는 첨가제로 사용해온 MTBE(화석휘발유첨가제)가 발암물질로 판명되면서 이를 대체하는 첨가제로 활용되고 있다.바이오에탄올 생산을 주도하는 미국과 브라질의
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과학 기타외계 생명체가 정말 있을까?
수학적 방정식으로 풀어보면 500억개 행성에서 존재 가능성 최근 개봉한 할리우드 영화 '인디아나 존스 4'에서는 고대 마야 문명을 건설한 것이 외계인이라는 내용이 나온다.실제로 외계인의 존재에 대한 궁금증은 오랫동안 영화나 소설의 소재가 돼왔다.이런 허구에서뿐만이 실제로도 외계인이 존재한다 아니다에 대한 논의는 있어왔고 지금도 계속되고 있다.지난 3일에는 지구가 태양주위를 도는 것처럼 정상적인 중심별 주위를 도는 외부 행성 가운데서는 지구 크기 3.3배에 불과한 행성인 MOA－2007－BLG－192Lb이 발견됐다고 BBC 뉴스가 보도했다.이 행성이 주목을 받는 이유는 다름아닌 생명이 존재할 가능성이 있기 때문이다.이 행성은 두꺼운 대기층과 액체상태의 바다까지 갖춘 것으로 보인다.또 태양에서 금성만큼의 거리에서 중심별을 돌고 있는 것으로 밝혀져 에너지도 충분할 것으로 보인다.과학자들은 여러가지 사실로 미루어 외계 생명체의 존재 가능성에 대해 조심스러운 전망을 내놓기도 했다.⊙ 외계 생명체가 있다? 외계인의 존재 가능성에 대한 것은 미국과 옛 소련이 우주개발 경쟁을 하던 냉전시대에 활발히 이야기됐다.외계인에 대한 가장 유명한 사건은 미국의 로스웰 사건과 소련의 스베르들로프스키 추락 UFO 사건이다.로스웰 사건은 미국 뉴 멕시코주 로스웰이라는 한 작은 마을에서 시작된다.1947년 6월14일 로스웰 북서쪽 1백㎞ 지점의 한적한 시골마을에 괴물체가 추락해 외계인 시체 4구가 나뒹굴고 있다는 신고가 접수되면서부터다.신고를 접수한 미국 항공기지에서는 현지 조사를 실시했고 이를 수습하는 과정에서 비행접시의 추락 사실을 일부 인정하는 발표를 한다.그러나 몇