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  • 과학 기타

    플라스틱 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

  • 과학 기타

    네트워크로 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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    아시나요? 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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    뭐! 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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    무선충전의 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

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    대체 연료 자동차로 온난화 위기 줄인다

    태양열ㆍ하이브리드ㆍ수소車…선진국 속속개발 상용화 눈앞지구 온난화를 막기 위한 온실가스 감축 문제는 최근 국제 사회에서 최대 관심사 중 하나다. 독일 하일리겐담에서 지난 6일 개막된 선진 8개국 정상회담에서도 온실가스 감축 문제는 주요 의제로 다뤄졌다.온실가스 감축이 지구촌의 주요 관심사로 본격적으로 부각된 것은 1997년 12월 일본 교토에서 개최된 기후변화협약 제3차 당사국 총회에서다. 당시 선진국들은 온실가스 배출량을 2010년까지 1990년 수준보다 평균 5.2% 감축하는 것을 골자로 하는 '기후변화협약에 관한 교토의정서'를 채택했다. 교토의정서가 2005년부터 발효됨에 따라 상당수의 산업이 영향을 받게 됐다. 자동차 산업이 대표적이다.◆교토의정서로 자동차 배출가스 규제 강화자동차 배출가스는 공해를 유발하는 유해가스와 이산화탄소 같은 온실가스를 포함하고 있다. 과거에는 주로 질소산화물이나 입자상 물질 등과 같은 유해가스에 대해서만 규제했으나 교토의정서 발효로 이산화탄소를 포함한 자동차 배출가스 전반에 대한 규제가 대폭 강화되고 있다. 특히 유럽연합(EU)은 2012년까지 신차에 대한 이산화탄소 배출량을 현재의 162g/㎞에서 130g/㎞ 수준으로 감축하는 법안을 마련하고 있다.이처럼 자동차 배출가스에 대한 규제가 강화될 움직임을 보이자 엔진 시스템 개량이나 정화장치 등을 이용해 배출가스를 최소화하는 기존의 방법으로는 한계가 있다는 인식이 확산됐다. 이에 세계 각국 정부와 기업들은 그린(green)에너지를 이용해 배출가스 생성을 근본적으로 억제하는 대체연료 자동차에 주목하기 시작했다. 대체연료 자동차란 기존의 화석연료 대신에 태양열,수소에너

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    애벌레처럼 로봇들이 살금살금 꿈틀꿈틀 기어가네

    실험실 테이블의 검은색 널빤지 위에 실리콘 고무 재질로 만들어진 애벌레 모양의 로봇이 뱀 껍질처럼 해체된 채 펼쳐져 있다.머리카락 굵기의 얇은 전선들이 인공 피부를 따라 지그재그 형태로 달려 있다.배리 트리머 교수가 스위치를 눌러 전선에 전류가 통하자 창백한 인공 피부가 수축하면서 위로 솟아올라 기어다닌다.뉴욕타임스는 최근 '살금살금 움직이고 꿈틀대는 로봇들'(Robots That Slink and Squirm)이라는 기사를 통해 트리머 교수 팀이 개발하고 있는 '부드러운 로봇'을 소개했다.트리머 교수는 미국 매사추세츠주 메드퍼드의 터프츠대에 소속돼 있는 신경생물학자다.그는 1990년대 이후 담배박각시과 나방의 애벌레(tobacco hornworm)를 연구하고 있다.그는 겉으로 보기에는 간단한 구조인 박각시과 나방의 애벌레가 거의 모든 방향으로 몸을 비틀고 나뭇가지를 올라갈 수 있다는 사실에 매료돼 있다.그가 소속돼 있는 연구팀은 부드러운 몸을 가진 로봇을 위한 생체 모방 기술(Biomimetic Technologies) 프로젝트의 일환으로 실제 애벌레와 비슷한 인공 애벌레를 만들기 위해 노력하고 있다.이 프로젝트에는 공과대학 예술대학 이과대학 출신의 터프츠대 교수 7명이 공동으로 참여한다.지금까지 개발된 로봇은 대부분 딱딱하다.휴보 아시모 에버원 등의 익숙한 인간형 로봇(안드로이드) 뿐만 아니라 지금 이 순간에도 화성에서 휘적휘적 걸어다니고 있을 탐사로봇 '스피리트(spirit)'와 '오퍼튜니티(opportunity)'도,로봇 강아지,로봇 새,로봇 청소기 모두가 딱딱하다.SF소설이나 만화를 훑어봐도 인간이 만든 로봇은 스타워즈의 R2D2나 로보트태권V처럼 단단한 외면을 가지고 있다는 설정이 거의 대부분이다.아메바처럼 물

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    10년전 기억도 생생히…뇌 메커니즘을 찾았다

    '夜 한 밤에'라는 TV 프로그램을 보면 '보고싶다 친구야'라는 코너가 있다.유명 연예인들이 출연해 여러 명의 사람 중에서 실제로 자신의 초등학교 동창생을 가려내는 게 주요 내용이다.이 프로그램에 출연한 연예인들 상당수는 10년 또는 20년 만에 처음 보는 동창생의 얼굴을 큰 어려움 없이 찾아내는 경우가 많다.어떻게 이런 일이 가능할까.이는 바로 인간의 장기기억 때문이다.인간의 기억이 오랫동안 유지되는 뇌의 메커니즘을 밝혀내는 것은 전 세계 신경과학자들에게 주요 연구 화두였다.이런 가운데 최근 국내 과학자들이 인간의 기억 형성에 핵심적인 역할을 하는 단백질을 잇달아 발견해 주목받고 있다.이 연구 성과는 치매 정신지체 등 각종 뇌 질환을 근본적으로 치료하는 방법을 찾기 위한 연구 작업에 실마리를 제공할 수 있을 것으로 과학계는 평가하고 있다.◆뇌과학의 역사신경과학(Neuro-Science)이라고도 하는 뇌과학은 인류 과학의 최후의 영역으로 불린다.혹자는 '21세기는 뇌과학의 시대'라고도 말한다.뇌과학자들은 뇌 연구야말로 여러 과학 분야 중에서도 우리의 지적 호기심을 가장 강력하게 불러일으키는 분야라고 얘기한다.과거 과학의 영역 밖에 있는 것으로 생각됐던 '정신' '의식' '마음' 등의 본질을 파헤치는 학문이 바로 뇌과학이기 때문이다.뇌과학은 뇌의 모든 국면을 연구대상으로 삼고 있다.뇌의 구조,뇌의 발달, 뇌의 뉴런, 여러 뉴런 간의 상호작용, 뇌의 독특한 소산인 행동과 경험 등 모든 것이 뇌과학의 대상이다.신경계를 연구하는 분야 중에서도 그 구조를 연구하는 해부학 분야나 기본적인 기능을 연구하는 분야 등은 오랜 옛날부터 이뤄졌으나, 하나의 통합된 학문으로