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과학 기타동해에서 캐낸 불타는 얼음 상용화 성공할까
지난 6월 동해안에서 환경친화형 차세대 대체 에너지로 주목받고 있는 천연가스 하이드레이트(일명 '불타는 얼음')가 세계에서 다섯 번째로 발견됐다. 이에 정부는 2015년께 천연가스 하이드레이트를 상용화하겠다는 목표를 세웠다. 그러나 천연가스 하이드레이트는 현재 기술로는 상용화하는데 천문학적인 비용이 들어 경제성이 없다는 게 전문가들의 대체적인 평가다. 따라서 세계 각국은 천연가스 하이드레이트를 인류의 새로운 에너지원으로 사용하는 데 필요한 기술을 개발하기 위한 경쟁을 치열하게 전개하고 있다.(생글생글 82호(2007년 1월29일자) 사이언스 참조)◆동해서 '불타는 얼음' 발견천연가스 하이드레이트는 물과 가스가 서로 물리적으로 결합돼 결정을 이루는 화합물로 물 분자의 격자 공간에 메탄 등의 천연가스 성분의 분자가 갇혀 있는 형태다. 매우 작은 부피에 다량의 천연가스가 함유돼 있고 간단한 온도나 압력의 조작을 통해 쉽게 다량의 천연가스를 얻을 수 있어 차세대 대체 에너지원으로 불린다. 주로 동토지역과 심해(1000∼2000m)에 분포하는 천연가스 하이드레이트는 세계적으로 약 10조t이 매장된 것으로 추정되고 있다.산업자원부와 가스하이드레이트사업단은 지난 6월 울릉도 남방 약 100km 지점에서 천연가스 하이드레이트를 세계에서 다섯 번째로 실물 채취하는 데 성공했다고 밝혔다. 동해 지역에 매장된 천연가스 하이드레이트는 6억t 정도로 추정되고 있다. 이는 우리나라 천연가스 소비량의 약 30년치에 해당되고,현재 천연가스 가격을 기준으로 약 150조원에 이르는 것으로 평가되고 있다.현재 소비 속도가 계속 유지되면 앞으로 60여년 후에는 세계적으로 천연가스가 고갈
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과학 기타꿈의 비행기 보잉 787, 우리는 그를 '드림라이너'라 부른다
탄소섬유로 동체 제작…연료소모는 적고 속도는 더 빠르게미국의 대형 항공기업체 보잉사가 이달 초 워싱턴주 시애틀 교외 본사에서 '보잉787'을 선보였다. 이 장소에는 언론을 포함해 전 세계 1만5000명가량이 참가했으며 45개국에 9개 국어로 위성 중계돼 1억명 이상이 시청한 것으로 알려졌다. 이 비행기는 첫선을 보이기도 전에 이미 세계 각국의 항공사에서 677대(7월6일 기준)의 주문이 밀려들어 있는 상태. 지금 비행기를 사겠다고 신청해도 7년 후에야 비행기를 인도받을 수 있을 정도로 인기를 끌고 있다. 그야말로 '슈퍼스타'의 탄생이다. 보잉787의 별칭은 '드림라이너'다. 말 그대로 '꿈의 비행기'라는 뜻이다. 이 비행기는 보잉사가 차세대 항공기 시장을 겨냥해 무려 13년에 걸려 개발한 야심작으로 최대 330명이 탈 수 있다. 보잉777에서 787로 시리즈 넘버가 바뀐 것은 이 비행기에 기존 비행기에서 볼 수 없는 특수한 변화가 일어났다는 뜻이다. 대체 어떤 변화가 있었기에 사람들은 이 비행기에 열광하는 것일까?◆탄소 복합소재로 만든 가벼운 비행기보잉787의 가장 큰 특징은 '가볍고 튼튼하다'는 점이다. 무게가 덜 나가는 첨단 탄소 복합소재로 기체의 절반 이상을 제작했다. 여기에 사용된 소재는 '탄소섬유 강화플라스틱'. 탄소섬유와 에폭시 수지를 결합한 물질이다. 기존 보잉777은 알루미늄 50%에 복합소재 12%를 사용했으나 보잉787은 50%의 복합소재와 20%의 알루미늄,15%의 티타늄을 썼다. 기존 항공기 동체는 볼트를 이용해 금속판들을 연결했다. 그러나 탄소섬유 복합소재는 이런 식으로 동체를 만들 수 없다. 이에 따라 보잉사는 '테이핑' 공법을 도입했다. 이는 동체 모양의 거대한 틀을 만든 뒤 이
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과학 기타햇빛으로 휴대폰ㆍ디카 배터리 충전!!!!!!
광주과학기술원 이광희 교수팀 유기물 플라스틱 이용, 경제성 뛰어난 '꿈의 태양전지' 개발 성공 오랜만에 친구들과 야외 나들이를 갔는데 디지털카메라를 제대로 충전하지 않아 낭패를 본 경험이 누구나 한 번쯤은 있을 것이다. 또는 중요한 전화를 기다리다가 휴대폰 배터리가 소진돼 황급히 근처에 있는 편의점을 찾아 휴대폰을 충전한 적도 있음 직하다.누구나 몸에 몇 개씩 디지털 기기를 지니고 다니는 정보화 사회에 종종 겪는 이 같은 불편도 조만간 해결될 가능성이 높아졌다. 국내 한 연구진이 휘거나 말아서 휴대할 수 있는데다 발전 효율이 높은 '꿈의 태양전지'를 개발하는 데 성공했기 때문이다. 이 태양전지가 상용화되면 가방 속에 둘둘 말아서 가지고 다니다가 디지털카메라나 휴대폰의 전지가 떨어지면 태양빛으로 충전할 수 있게 될 전망이다.◆태양에너지를 전기에너지로 바꾼다태양전지란 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광(光)전지를 말한다. 태양전지는 크게 '태양열 전지'와 '태양광 전지'로 나뉜다. 태양열 전지가 태양열을 이용해 터빈을 회전시키는 데 필요한 증기를 발생시키는 장치라면,태양광 전지는 태양빛을 반도체의 성질을 이용해 전기에너지로 변환시키는 장치다. 이 가운데 활발한 연구개발이 이뤄지는 것은 태양광 전지다. 태양광 전지의 작동원리는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 발광다이오드(LED)나 레이저다이오드와 정반대라고 생각하면 된다.태양전지에 대한 연구는 그동안 꾸준히 진행돼 일부는 시중에서 판매되고 있다. 그러나 현재 태양전지는 주로 반도체인 실리콘으로 만든 것이어서 재료가 비싸고 제조공정도 복잡하다. 이
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과학 기타플라스틱 스스로 자기몸을 치료하네
美일리노이大 연구원들금이 간 부분 스스로 치유할 수있는 폴리머 물질 개발우주선이 손상되는 것은 기술자들에게는 무척 골치아픈 일이다. 유인 우주선이라면 우주인이 위험을 무릅쓰고라도 어떻게 수리라도 해볼 수 있지만,무인 우주선은 그렇게 할 수 없으니 가능한 한 외부의 충격에 강한 재질을 사용할 수밖에 없다. 그런데 만약 우주선이 사람이나 나무와 같이 일부 손상되더라도 자체 치유가 가능하다면 어떨까.MIT가 발행하는 테크놀로지 리뷰(http://www. technologyreview. com)에 따르면 미국 일리노이 대학교 어배나 섐페인(University of Illinois at Urbana-ChampaignㆍUIUC)의 연구원들은 최근 금이 간 부분을 스스로 치유할 수 있는 폴리머 물질을 만들었다. (폴리머란 분자가 기본 단위(모노머)의 반복으로 이뤄진 화합물로 녹말은 천연 폴리머, 나일론은 인공 폴리머에 해당한다) 이 물질은 항공기나 우주선처럼 고장에 즉각 대처하기 어려운 곳에서 움직여야 하는 경우에 아주 유용하다. 또 치과용 임플란트(이를 빼낸 자리에 넣는 인공치아)나 전자회로에 사용된 플라스틱에 생기는 아주 작고 미세한 균열로 인한 문제를 미리 막는 데도 쓰일 수 있다. 이들 제품의 작은 균열은 고장의 주원인이지만 대개의 경우 어느 부위에 균열이 일어났는지 알더라도 수리가 불가능하다. 그런데 스스로 갈라진 틈을 메우는 물질을 이용한다면 이런 문제를 해결할 수 있다.자가치유가 가능한 물질을 연구한 사례는 이전에도 있었다. 2003년에는 일리노이대학 베크만연구소의 제프 무어 등이 마이크로 캡슐을 에폭시매트릭스에 넣은 자가치유물질을 선보였다. 균열이 발생하면 주변에 있는 마이크로 캡슐이 터지고, 그 안에 들어
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과학 기타네트워크로 움직이는 휴머노이드 곧 태어난다
사람과 같이 생활하며 서비스 제공로봇은 SF영화의 단골 소재다. 1987년 개봉한 '로보캅'에서부터 2004년 나온 '아이로봇'에 이르기까지 로봇은 다양한 모습으로 영화에 등장했다. 최근 스티븐 스필버그와 마이클 베이가 손잡고 로봇을 주인공으로 한 또 한편의 공상과학 영화 '트랜스포머'를 제작해 세계 영화팬들에게 내놓았다. 이들 영화에 등장하는 로봇은 어디까지나 작가와 감독의 상상력을 바탕으로 탄생했다. 그러나 일본 독일 등을 필두로 인간을 모방한 로봇인 '휴머노이드(Humanoid)'에 대한 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있어 영화 속에서나 볼 수 있었던 로봇이 현실화될 날이 머지않았다는 전망도 나오고 있다. ◆'로보캅'에서 '트랜스포머'까지로봇을 주인공으로 한 영화 중 대중들의 많은 관심을 끈 영화는 1987년 개봉된 '로보캅'이다. 경찰이던 주인공이 범인 검거 과정에서 치명상을 입고 뇌사 상태에 빠졌다가 첨단 과학기술로 무장한 '로봇 경찰'로 부활해 종횡무진 활약한다는 내용이다. 이 영화에서 로봇은 인간의 안전과 재산을 지켜주는 우호적인 존재로 묘사된다. 현재 3편까지 나온 '터미네이터'에서는 로봇의 보다 다양한 모습이 선보인다. 1편에서는 아놀드 슈왈츠제네거가 역할을 맡은 터미네이터가 영화 초반부 "인간들이 왜 우는지 이해할 수 없다"고 얘기하지만,영화의 끝장면에서는 용광로에 몸을 던지는 자신을 보고 우는 주인공을 향해 "이제야 눈물의 의미를 알 수 있겠다"고 말한다. 로봇도 인간과 같이 감정을 느낄 수 있다는 걸 보여준 것이다. 2편에서는 선과 악의 관점에서 확실하게 구분되는 두명의 로봇이 등장해 투쟁하는 장면으로 관심을 끌었다. 지난달 개봉해 올 여름 최
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과학 기타아시나요? 나무 아닌 바다식물로도 종이 만들 수 있다는 것
정보화 시대에는 종이를 사용하지 않아도 될 것이라는 예견은 틀렸다. 사람들이 점점 더 많은 정보를 주고받게 되면서 종이의 사용량은 오히려 늘어나는 추세다.종이를 만들려면 펄프가 필요하다. 중국의 채륜이 종이를 발명한 이후로 지금까지 2000년 동안 인류는 나무를 잘라 펄프 원료를 구했다. 그러나 20세기 들어 세계 인구가 폭발적으로 증가하고 종이 사용량이 급증하면서 삼림 훼손도 늘었다. '세계의 허파'로 불리는 아마존의 숲은 2050년까지 40%가량 줄어들 것으로 예상되고 있다.특히 중국·인도 등 후발 경제주자들의 경제 규모가 커지고 삶의 질이 높아지면서 이 같은 현상은 가속화하고 있다. 현재 69위에 머물러 있는 중국의 1인당 지류 소비량이 20위권 안에 진입할 정도로 늘어나면 전 세계 펄프 수요는 현재의 두 배로 증가할 것으로 예측되고 있을 정도다.이 같은 가운데 국내 연구진이 '바다에서 나는 펄프'를 개발해 주목받고 있다. 서영범 충남대 환경임산자원학부 교수팀은 최근 목재 펄프를 대체할 홍조류 펄프 생산 기술을 개발해 우리나라를 포함,세계 45개국에 특허를 출원했다고 발표했다. 홍조류는 붉은 색 계통의 해조류로 김·우뭇가사리 등이 여기 속한다. 서 교수팀에 따르면 홍조류에는 종이를 만들 수 있는 가늘고 긴 섬유가 많이 들어 있어 이를 이용해 고급 인쇄용지 등을 생산할 수 있다. 서 교수팀은 벤처기업 페가서스인터내셔널(대표 박준혁)과 함께 우뭇가사리를 이용해 홍조류 펄프를 대량 생산할 수 있는 체제를 갖추고 있다.◆육지식물보다 성장률 훨씬 높아서 교수팀에 따르면 홍조류 펄프는 목재 펄프를 대체할 수 있는 여러 가능성을 지니고 있는 것으로 나타났다. 우
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과학 기타뭐! 우주가 10차원의 시공간으로 이루어졌다고?
과학자들 "유사블랙홀 통해 실험적으로 검증할수 있다" 우리가 살고 있는 우주는 과연 몇 차원의 시ㆍ공간으로 이뤄져 있는지를 밝히는 것은 물리학자들의 영원한 탐구 주제다. 과거 사람들은 시간과 공간은 전혀 별개의 개념이라고 생각했다. 그러나 아인슈타인이라는 천재에 의해 시간과 공간이 시ㆍ공간이라는 물리학적으로 연결된 개념으로 다시 태어나면서 사람들은 우리가 인식하는 세계는 4차원이라고 생각하기 시작했다. 그러나 물리학자들은 우주는 우리가 생각하는 것과 달리 4차원 이상의 시ㆍ공간으로 이뤄져 있을 것이란 의문을 품기 시작했고,이를 뒷받침하는 이론을 내놓았다. 문제는 이를 어떻게 증명하는가였다.이런 가운데 최근 시간과 공간의 4차원 이외에 다른 차원이 있는지를 '유사 블랙홀'을 통해 실험적으로 검증할 수 있다는 연구 결과가 나와 관심을 끌고 있다.◆시ㆍ공간의 차원 밝히는 초끈이론4차원 이외의 다른 차원을 논하기 위해서는 먼저 초끈이론을 이해해야 한다. 초끈이론이란 우주를 구성하고 있는 최소 단위가 점 같이 생긴 입자가 아니라 끊임없이 진동하는 매우 가느다란 끈이라는 이론이다. 1970년대 초부터 등장하기 시작해 1980년대 미국의 이론물리학자 J 슈워츠와 영국의 M 그린이 본격적으로 연구했다.이 이론이 등장하기 전까지 우주의 궁극적 원리를 설명하는 이론은 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학이었다. 그러나 시간ㆍ공간ㆍ중력의 원리 등을 바탕으로 우주 전체의 모습을 거시적 연속성으로 보는 상대성이론으로는 불확정성 원리에 의해 움직이는 미시적인 세계를 설명할 수 없었다. 거시세계의 중력법칙인 일반 상대성이론과 원자와 같은 미시
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과학 기타무선충전의 시대, 본격 열리나
미국 사이언스誌 소개노트북 컴퓨터는 이제 우리 일상에서 거의 필수품처럼 자리 잡고 있다. 요즘 비즈니스 맨 치고 노트북 컴퓨터 한 대 정도 갖고 있지 않은 사람을 찾아 보기 힘들 정도다. 기자들은 불과 십수년 전만 해도 원고지에 기사를 썼지만 이제 취재 현장에서 또 다른 현장으로,회사로,집으로 바쁘게 오가야 하는 기자들에게 노트북 컴퓨터는 없어서는 안 되는 필수품이 됐다. 노트북 컴퓨터에는 이동성이 으뜸이다. 무선으로 웬만한 건 다 된다. 딱 하나,전원만 빼고. 두세 시간만 지나면 빨간 불이 켜지면서 경고음을 내보내는 컴퓨터를 위해 무거운 어댑터와 길고 긴 전원선을 끌고 다니며 밥 먹으러 가서도 "여기 전원 꽂는 데가 어디에요?" 천연덕스레 외치는 자신을 발견할 때면 '왜 전기는 무선으로 오갈 수 없을까?' 이런 생각이 뭉게뭉게 솟아 오르게 마련이다.◆와이트리시티,선으로부터의 해방미국 과학 학술지 사이언스는 최근 (하느님이 보우하사) 이 같은 불편함을 해결하는 '무선으로 전기를 전송하는 기술'을 소개했다. 이 기사에 따르면 최근 미국 매사추세츠공대(MIT)의 마린 솔랴시치(Marin Soljacic) 박사가 소속된 연구팀은 전기를 무선으로 보내서 2m가량 떨어져 있는 60와트 전구를 켜는 데 성공했다. MIT는 이 기술을 '와이트리시티(Witricity·Wireless electricity라는 뜻)'라고 이름 붙였다.연구팀은 두 개의 구리 코일을 같은 자장에서 공명하도록 파장을 조율하고 하나의 코일에는 전원을,다른 코일에는 전구를 연결했다. 전원을 공급하는 역할을 맡은 코일에 전류를 흘리면 전자기장이 형성된다. 이 전자기장은 수신자 역할의 코일을 공명시켜 전기가 흐르고 전기에너지는 전구의 빛에너지