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스타크래프트 과학공부 4탄
스타크래프트 속 투명기술

안녕하세요. 국가과학기술위원회 블로그 기자단 2기 최형일입니다.
오늘은 스타크래프트를 통해 이야기해보는 과학기술 제4탄을 들고왔습니다. 지금까지 전해드린 스타크래프트 과학공부 시리즈는 아래 하단의 링크를 통해 보실 수 있습니다. ^^

http://nstckorea.tistory.com/203 1탄, 마린의 스팀팩과 저글링의 아드레날글랜즈
http://nstckorea.tistory.com/469 2탄, 테란의 과학유닛, 사이언스 베슬(Science Vessel) 편
http://nstckorea.tistory.com/523 3탄, 스타크래프트 속 기적의 치료사들의 이야기

그럼, 오늘의 이야기를 시작해볼까요?
스타크래프트에는 첨단과학의 게임답게 스타크래프트 내에서는 투명기술이 많이 등장합니다. 대표적인 유닛이 바로 관측선, 암흑전사, 벤시, 모선, 유령 인데요. 이런 투명기술을 보유한 유닛들은 적들이 모르는 사이 기지에 엄청난 피해를 줄 수 있습니다. 과연 이것이 과학적으로 가능한 이야기인지 지금부터 살펴보겠습니다.

1. 암흑전사, 유령의 투명기술

암흑전사가 기지를 쑥대밭으로 만들고 있다


스타크래프트에서 전투를 하다보면 투명유닛의 위력은 실로 대단하다고 볼 수 있습니다. 프로토스를 한껏 밀어붙이며 전세를 주도하던 테란이 암흑전사의 기지 침투로 인해 전세가 역전되는 상황을 게임을 하시는 분들은 많이 경험해보았을 것입니다. 영화 ‘할로우맨’에서 보았듯이 투명인간은 단지 게임이나 영화의 SF적 환상만은 아닙니다. 충분히 과학적으로 가능할 수 있는 이야기지요.

@wHaTEvEr- / http://www.flickr.com/photos/whatever-/4857333630


투명인간은 동물의 은폐 기술에서 그 기원을 찾을 수 있는데요. 생태계에서 잘 알려진 은폐의 기술은 주위의 색깔에 자신을 비슷하게 함으로써 포식자로부터 자신을 보호하며, 동시에 먹잇감에 쉽게 접근할 수 있게 해줍니다. 대표적인 동물이 바로 ‘카멜레온’이죠. 또한 치타의 줄무늬 또한 먹이에게 자신이 눈에 띄지 않도록 도와주는 은폐의 기능을 합니다. 이러한 은폐 기술은 동물들이 살아가는데 매우 중요한데요, 군사작전에서도 위장크림을 바르며 군복을 입듯이 은폐는 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 하지만 무엇보다 신체가 투명상태가 된다면 이보다 더한 은폐는 없을 것입니다.

@lostintheredwoods / http://www.flickr.com/photos/meghannfinn/4948824591

우리는 빛을 흡수하거나 산란시키지 않고 그대로 투과시키는 물체를 ‘투명체’라고 합니다. 우리 주변에 있는 유리와 물을 보시면 어떤가요? 투명하죠? 이런 유리와 물을 바로 투명체라고 합니다. 단, 가시광선 내에서만 투명체라고 할 수 있습니다. 이 말은 즉, 빛의 종류에 따라 투명도가 결정된다고 볼 수 있는데요, 유리는 가시광선은 흡수하지 않고 그냥 통과시키지만 자외선은 흡수를 한다고 합니다. 만약 자외선만을 유리에 쪼여준다면 유리는 불투명하게 보인다고 하네요. 물 또한 마찬가지입니다. 이같은 투명체가 되기 위해서는 항상 주위의 매질과 밀도가 같아야 합니다.

@fox_kiyo / http://www.flickr.com/photos/s_fox/358189266


여기서 매질파동을 전달시키는 물질이나 공간을 말합니다. 예를 들어 우리가 소리를 지르면 소리는 파동을 일으키며 공기 중을 움직이겠죠? 여기서의 공기가 바로 매질이라고 생각하시면 됩니다. 또 우리가 물에 돌을 던졌을 때 퐁당! 하면서 물결과 같은 파동이 일어나는 것을 볼 수 있습니다. 이때의 물도 매질이라고 생각하시면 됩니다. 이렇듯 매질과 밀도가 같아야만 투명체가 될 수 있는데요. 그렇지 않으면 광선이 굴절되기 때문에 물체가 있음을 느낄 수 있습니다. 하여 물이 잔잔할 때는 투명하게 보이지만 만약 물에 힘을 가했을 때는 물의 밀도가 바뀌면서 공기의 밀도와 달라지게 되고 그로 인해 빛이 굴절되어 물의 움직임을 볼 수 있는 것입니다.


게임 내에서도 암흑기사나 관측선이 움직일 때 화면이 어른거리는 것은 바로 빛이 굴절되고 있기 때문에 나타나는 현상이라고 설명할 수 있습니다. 이런 빛의 굴절 현상은 자연현상에서도 많이 볼 수 있습니다. 뜨거운 아스팔트위에 아지랑이가 피어오르는 것도 빛의 굴절 현상이라고 볼 수 있습니다. 따라서 완벽한 투명체가 되기 위해서는 물이나 유리와 같이 단순히 광선을 통과시키는 것만으로는 부족하고 굴절률도 공기와 같아야 한다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 공기와 굴절률이 같이 위해서는 공기와 밀도가 같아야 하는데 이렇게 되면 우리 몸의 형태를 유지할 수 없기 때문에 곤란합니다. 그렇다면 자신의 몸을 투명한 물질로 바꾸는 방법외에는 투명하게 되는 방법이 없을까요?

투명복을 입고 침투하는 유령요원들


그래서 현대 과학자들이 개발한 것이 사방에서 오는 빛을 그대로 받아서 반대편에 보내주는 역할을 하는 디스플레이를 온 몸에 붙이는 방법입니다. 이러한 방법으로 일본의 도쿄 대학에서는 투명복을 만드는데 성공 하였다고 합니다. 이것은 옷에 스크린 역할을 하는 유리를 붙이고 여기에 뒤쪽의 화면을 투영시키는 원리를 이용한 것입니다. 하지만 이것은 투명인간을 목적으로 만든 것이 아니라 외과 수술 시에 투명장갑을 끼고 수술을 하면 손에 의해 가려지는 부분을 없애 수술하는데 도움을 주는 것과 같은 실용적인 측면을 고려하여 개발된 것입니다. 그렇기에 이 옷을 입고 투명인간인척 돌아다니다가는 큰 코 다치는 셈이죠.

또 하나 투명인간이 되면 문제점이 상대방도 나를 볼 수 없지만 나 또한 상대방을 볼 수 없습니다. 왜냐하면 우리는 물체를 보기 위해서는 빛이 망막의 상에 맺혀야 합니다. 하지만 모든 빛을 통과시키는 것이 투명인간이기 때문에 눈 또한 빛이 통과해 버리죠. 결국 망막에 상이 맺히지 않아 아무것도 볼 수 없게 되는 것입니다. 그렇기에 투명인간은 만든다 해도 매우 까다로우며 적외선 카메라 하나만 있으면 쉽게 발견이 되기 때문에 매우 비효율적이라고 할 수 있습니다. 개인적인 생각이지만, 그래서 많은 과학자들이 투명인간을 만들려고 하지 않는 것이라고 생각됩니다.

2. 벤시, 관측선의 스텔스 기술
벤시나 관측선은 투명인간이라기 보다는 적의 레이더에 걸리지 않는 스텔스 기술이라고 볼 수 있습니다. 스텔스 기술은 가시광선 영역에서도 최대한 감지되지 않아야 합니다. 아무리 레이더와 적외선을 피했다고 해도 광학적 조준에 의해 격추될 수도 있기 때문이죠. 스텔스 기술은 비행기와 레이더 간의 쫓고, 숨는 경쟁에서 탄생한 것입니다. 비행기는 레이더를 속이기 위한 기술로 채프(Chaff), 전파교란(Jamming), 스텔스(Stealth) 등이 있습니다. 레이더의 원리는 전파가 빛과 같이 직진하고 물체에 부딪히면 반사되는 성질을 이용한 것입니다. 전파도 빛도 모두 전자기파이며, 따라서 전파도 빛과 같이 직진, 반사, 굴절, 회절과 같은 성질을 지니고 있습니다. 이 원리를 알고 있기 때문에 위와 같은 레이더 교란전술이 나오게 된 것입니다.

첫 번째로 채프는 레이더를 혼란시키기 위해 금속조각을 뿌리는 것입니다. 전파를 최대한 잘 반사시키기 위해 알루미늄 호일을 파장의 2분의 1에 해당하게 잘라서 공중에 살포합니다. 이렇게 되면 레이더 환하고 넓게 물체가 감지되는 것으로 나타나기 때문에 어떤 비행기가 날아오는지 정확하게 알 수 없는 것이죠.

두 번째로 전파교란은 일종의 흉내내기 전술로 적의 레이더를 속이는 기술입니다. 즉, 적의 레이더에서 발사된 전파를 감지하면 그것과 비슷한 전파를 만들어 되돌려 보내면 적의 레이더 스코프에 진짜와 함께 가짜 영상이 뜨게 되는 것이죠.

@12me / http://www.flickr.com/photos/12me/7227778


세 번째로 스텔스는 바로 투명기술과 비슷합니다. 즉, 레이더의 전파가 비행기에 맞고 굴절되지 않고 그대로 통과하도록 하는 것입니다. 이를 위해 스텔스기는 겉 표면에 전파를 흡수 할 수 있도록 페라이트와 흑연성분으로 된 페인트를 사용한다고 합니다. 또한 일반 비행기와 다르게 스텔스기는 다면체의 형태를 취하고 있는데, 이것은 곡선이 있을 경우 곡선 어떤 특정 부분에서 반사된 전파가 레이더로 반송될 가능성이 있기 때문입니다. 심지어 스텔스기에 조여진 나사 하나만 잘못되도 레이더에 포착된다고 하니 스텔스 만드는 기술은 초정밀의 기술이 필요한 것이죠. 또한 적외선 추적도 피하기 위해 엔진에서 나가는 열기를 냉각기로 식혀서 내보내고 공기 흡입구 또한 위쪽으로 만들어 놓는다고 합니다.

정말 엄청난 과학의 힘이 아닌가 생각이 드네요. 정말 인간의 상상력이란 대단한 것 같습니다. 이렇게 게임 속의 상상력이 현실로 나타날 때 우리는 과학의 힘을 느끼게 됩니다. 한편으로는 이런 상상력이 스텔스 폭격기와 같은 전쟁무기로 만들어진다는 것을 생각하면 어쩌면 과학은 무엇보다 두려운 존재인지도 모른다는 생각이 드네요.

인간의 상상력이 과연 어디까지 뻗어나갈 수 있을지는 과학의 세계에 관심을 가지고 지켜보신다면 느끼실 수 있을 것입니다. 이상 스타크래프트 속의 투명과 스텔스기술에 대해 알아보았습니다. 물리학의 파동부분이 들어가 있기에 이해하는데 약간의 어려움이 있었을지도 모르겠지만 최대한 쉽게 설명해보려고 노력했습니다.^^
그럼 다음에 제가 전해드릴 첨단 과학 이야기도 기대해 주세요~     


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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

MEMORY - 기억과 첫사랑의 상관관계

가을이 왔습니다. 따가운 햇살을 자랑하던 여름이 언제 있었냐는 듯, 선선한 바람과 높은 하늘, 나무에 수놓은 단풍 소식도 들려옵니다. 특히 가을엔, 날씨 탓인지, 기분 탓인지, 왠지 모르게 외롭다는 생각이 들기도 하고, 첫사랑을 떠올리기도 하는데요. 첫사랑이 오랫동안 기억되는 이유는 무엇인지, 기억에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

@trustypics / http://www.flickr.com/photos/trustypics/5458596371

+기억의 습작

기억이라는 특별한 활동을 이해하려면 기억을 여러 종류로 구분해야합니다. 기억은 하나의 덩어리 같은 것이 아니며 뇌는 새로운 자극을 무조건 순서대로 차곡차곡 쌓아 놓는 장소가 아닙니다. 만약 이런 기억력이라면, 우리는 0세부터 현재까지의 모든 기억을 한 톨 남김없이 다 기억하고 있어야겠죠?

감각 기관을 통해 받아들이는 자극은 뇌에서 아주 잠깐, 기껏해야 몇 십분 정도 저장됩니다. 이 짧은 시간 동안 뇌는 그 자극에 대해 판단을 내리는데요. 예를 들어 왼쪽에서 어떤 소리가 났다면 뇌는 그 소리가 오른쪽 귀보다 왼쪽 귀에서 조금 먼저 들렸다는 사실을 기억해 내어 소리의 방향을 판단합니다. 뇌에는 감각 정보를 기억하는 부분이 있고 그곳에 외부 세계에서 수집한 모든 정보가 계속 남아 혼란스럽게 뒤섞여 있다면 뇌가 너무 부담이 되어서 아무 일도 하지 못할 것이기 때문입니다.

첫사랑에 대해 다룬 영화 '건축학개론' ost 기억의 습작

우리가 어떤 정보에 조금 더 주의를 기울이면 그 정보는 곧바로 사라지지 않고 단기 기억으로 넘어갑니다. 단기 기억은 이름 그대로 짧은 시간 동안 지속됩니다. 대체로 단기 기억으로 들어간 정보는 몇 분에서 몇 시간 정도 머물게 됩니다. 그래서 어떤 정보를 되풀이하려고 애쓴다면 단기 기억에 머무는 시간도 그만큼 길어집니다. 단기 기억에는 언제나 반대로 움직이는 두 가지 힘이 작용합니다. 새로운 정보를 받아들이는 힘과 저장된 정보를 사라지게 하는 힘이 그것이죠.

뇌에는 단기 기억 외에 장기 기억이라는 것도 있습니다. 단기 기억에서 머무는 정보가 중요하거나 강한 인상을 준다면 장기 기억으로 옮겨집니다. 이 장기 기억은 수십 년까지도 보존됩니다.

우리가 첫사랑을 잊지 못하는 이유도, 어쩌면 처음으로 느낀 사랑의 강한 인상 때문이 아닌가 하는 생각을 해봅니다.

@CarbonNYC / http://www.flickr.com/photos/carbonnyc/132922595/

+ 기억을 위한 뇌

뇌는 정보를 독립적으로 저장하지 않습니다. 기억은 다양한 연결망으로 이루어져있기 때문입니다. 신경 세포의 연합은 새로 들어보는 정보에 반응하여 다른 정보나 감정과 연관을 짓습니다. 이것은 전두엽이 어떤 정보를 저장하고 어떤 정보를 저장하지 않을지 결정하는 데 큰 영향을 줍니다.
신경 전달물질도 기억에서 중요한 역할을 맡습니다. 아세틸콜린은 기억을 위한 집중력을 향상시켜줍니다. 기분을 좋게 해주는 세로토닌과 노르아드레날린이 분비될 때면 정보가 기억에 훨씬 더 잘 남게 됩니다. 그래서 정신이 맑고 즐거울 때 배우는 지식이 나중에도 기억하기 쉽습니다.

장기 기억에서 무엇보다도 결정적인 역할을 하는 것은 도파민에 의한 뇌의 보상 체계입니다. 보상 체계가 작동되면 도파민이 분출되면서 새로운 정보를 과거의 즐거운 경험과 연결시킵니다. 이 과정에서 보상 체계가 그 정보를 긍정적으로 평가하면 할수록 장기 기억에 강하게 저장됩니다.

새로운 사람과 연애를 할 때, 새로운 사람이 좋지만, 첫사랑이 자꾸 생각나는 이유도 여기서 찾아볼 수 있는데요. 첫사랑 때 느꼈던 과거의 즐거운 경험을 새로운 사랑과 연결시켜 자꾸 떠올리게 되는 것 아닐까요~?

@IYLIAAA / http://www.flickr.com/photos/-lucaslove/2480196861


+ 내 머릿속의 지우개(?)

길거리를 걷다가, 어디선가 좋아하는 노래가 흘러나옵니다. 엇! 이 노래는- 분명 아는 노래인데, 노래 제목의 이름이 생각나지 않아서 답답한 적 있으셨나요?
기억력이 감퇴되고 있는 건지, 혹시 조기치매(?)나 알츠하이머 같은 몹쓸 병이 아닌지 의심하기도 하고.. 그러다가 몇 시간 뒤, 혹은 하루 뒤에 문득 ‘아, 그 노래 제목이 이거였지’ 하며 기뻐하던 순간.

이런 경우에는 저장된 정보를 기억하지 못하는 게 아닙니다. 단지 장기 기억으로부터 재빨리 불러내지 못했을 뿐인거죠. 비유를 하자면, 돌에 새겨진 이름 위에 오랜 세월 동안 먼지가 덮여 있었던 것과 같습니다. 그리고 조금씩 그 먼지를 털어 내는 순간 다시 그 돌 위의 이름이 보이는 것이죠.

알츠하이머를 다룬 영화 '내머리속의 지우개' (출처:보도자료)

이에 반해, 위에서 언급한 알츠하이머와 같은 질병은 수많은 기억이 다시 회복될 수 없을 정도로 사라지게 됩니다. 뇌 속에 있는 기억을 불러내기도 인지하기도 힘듭니다. 알츠하이머는 뇌 속 신경 세포가 파괴되어 버리기 때문에 돌에 새겨진 이름 위에 먼지가 쌓였다기 보다는 그 이름 자체가 점차 지워지는 것과 같습니다. 특히 신경 전달 물질의 균형도 깨지고 마는데, 신경 전달 물질 중에서도 특히 아세틸콜린이 부족해집니다. 알츠하이머 환자들은 장기 기억이 저장되지 않으니 자신에게 발생하는 모든 자극이 계속 새롭다고 느낍니다.

로맨틱 코미디 영화에서 알츠하이머병이 다루어진 적이 있습니다. 손예진 주연의 ‘내 머릿속의 지우개’, 드류베리모어의 ‘첫키스만 50번째’ 등.. 영화 속 주인공들은 사랑했던 사람과 함께했던 추억은 기억할 수 없었지만, 그럼에도 불구하고 운명처럼 아름다운 사랑을 이어갑니다. 뇌 속에 담긴 기억이나 추억이 아닌 심장이 반응하고 기억하며 순간순간 사랑하는 모습은 참으로 신기하기만 합니다. 뇌의 숨겨진 잠재기억 때문일까요?

@forbidden.snowflake / http://www.flickr.com/photos/forbiddensnowflake/414318418


+ 심리학적 측면에서 본 첫사랑이 잊혀지지 않는 이유

이번에는 '뇌'라는 범주를 벗어나 심리학적 측면에서 첫사랑의 기억이 오래가는 이유를 살펴볼까요? 유독 남자에게 '첫사랑'의 존재는 절대 잊혀질 수 없는 기억으로 남아있게 되는데요. 사실 남자와 여자, 모두에게 '첫사랑'은 특별한 기억으로 남게됩니다. 그 이유는 무엇일까요? 심리학적 측면에서 본다면 '자이가르닉(Zeigarnik Bluma)' 효과로 설명할 수 있겠습니다. 자이가르닉 효과란 어떤 일을 할 때 그 일을 끝마치지 못하거나 완성하지 못했을 때 두고두고 오랜 시간 머릿 속에 남아 완성할 때까지 계속해서 기억하게 되는 현상을 말합니다. 물론 일을 마치게 되면 관련 기억들은 쉽게 잊혀진다고 하네요. 어쨌든 첫사랑 역시 이루어지지 않았을 때 더 오래 기억하게 되는데, 바로 이 자이가르닉 효과 때문이겠죠?

이처럼 첫사랑에 대한 기억은 다양한 방식으로 뇌에 새겨지게 됩니다. 강렬한 인상, 그보다 더 전에 새겨진 추억에 의해, 그리고 잊혀진 듯 보이지만 잠재기억이란 이름으로.. 물론 장기기억으로 넘어가는 기억들은 많지 않습니다. 하지만 많은 이들에게 첫사랑에 대한 기억은 두고두고 후회나 아쉬움, 혹은 그리운 기억으로 진하게 남게 되죠.

어떤 실험결과에 따르면 이별을 경험했을 때 뇌가 반응하는 부위가 뜨거운 열이 가해졌을 때 반응하는 부위와 동일하다고 합니다. 우리가 이별을 경험했을 때 '가슴이 찢어진다'고 표현하는 것 역시 이와 비슷한 맥락으로 볼 수 있지 않을까요?

지금 당신의 옆에 있는 이를 소중히 대하세요. 후에 후회로 남지않기 위해서..

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

풍선의 재발견!
- 풍선으로 풀어나가는 고분자공학 -

 안녕하세요? 국가과학기술위원회 블로그 기자단 2기 이다호라입니다.
우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 풍선. 그런데 이 풍선은 어떤 재질로 이뤄져 있을까요? 왜 잘 늘어났다가 다시 원상태로 돌아가는 것일까요? 또 시간이 지나면서 풍선의 부피가 줄어드는 이유는 무엇일까요? 그리고 왜 오래된 풍선은 흐물흐물해지며 쉽게 찢어져버릴까요? 여러분은 평소에 이런 질문들을 해보신 적이 있나요?

 

@fotobydave / http://www.flickr.com/photos/fotobydave/244541336

당연한 듯 지나쳤던 이 질문들은 모두 풍선의 고분자적인 성질과 관련이 있습니다. 그래서 오늘은 여러분의 궁금증을 풀어드리기 위해, 고분자 공학적인 관점에서 풍선에 대한 이야기를 하고자 합니다.

고분자 물질이란 무엇일까요?
고분자 물질이란 저분자 물질들이 모여 화학적 결합을 통해 형성한 긴 물질입니다. 또한 고분자 물질은 일반적으로 분자량이 10,000이 넘는 화합물입니다. 고분자 화합물에는 천연으로 합성되는 천연고분자와 화학적으로 합성하여 만드는 합성 고분자가 있습니다.

천연 고분자에는 식물의 줄기나 감자에서 추출할 수 있는 ‘녹말’, 그리고 식물의 잎에서 추출할 수 있는 ‘셀룰로오스’, 그리고 우리 몸을 구성하는 ‘단백질’과 ‘천연 고무’가 있습니다. 합성 고분자에는 우리가 ‘플라스틱’이라고 부르는 PVC와 PP 등과 ‘합성수지’라고 불리는 나일론과 폴리에스테르. 마지막으로 ‘합성고무’가 있습니다. 고분자 공학은 천연적으로 합성되어 있는 천연고분자를 모방하면서 시작되었습니다. 고무의 역사도 천연고무에서 시작되었으니까요. 

고무의 원료가 되고 있는 고무나무 @SJ photography / http://www.flickr.com/photos/sjliew/2247052944


고분자 물질의 대표적인 특성은 무엇일까요?
고분자 물질은 탄성(Elasticity)과 점성(Viscosity)이라는 특성을 가지고 있습니다. 여기서 탄성이란 외부 힘에 의하여 물체의 모양에 변형을 일으킨 후 그 힘을 없앴을 때 다시 원래의 모양으로 돌아가려는 성질을 말합니다. 고무나 스프링을 양 옆으로 늘렸을 때 그것들이 다시 제 모습으로 돌아가려고 하는 것을 쉽게 볼 수 있죠? 고무와 스프링이 바로 탄성의 대표적인 예입니다.

점성이란 흐르는 물체가 흐르는 운동에 저항하는 특성을 말하며, 운동하는 액체나 기체 내부에 나타나는 마찰력이라고도 말할 수 있습니다. 쉽게 말하면 점성은 액체가 가지는 끈끈한 성질로, 치약을 튜브에서 짰을 때 흐르는 성질이랑 같습니다.

@hey mr glen / http://www.flickr.com/photos/glenscott/3492619886


  물체에 따라서는 탄성만 가지기도 하고, 또는 점성만을 가지기도 합니다. 또한 어떤 물질은 중간적 성질인 점탄성(Viscoelasticity)을 가지기도 하며, 일부 물질은 온도에 따라 점성과 탄성의 성질과 그 영향력이 달라지기도 합니다.

풍선은 어떤 고분자 물질로 이뤄져 있으며, 왜 잘 늘어났다 다시 돌아갈까요?

예전에는 돼지 방광 등의 건조된 동물 방광으로 풍선을 만들었다고 합니다. 현대에서 가장 많이 쓰이는 고무풍선은 마이클 패러데이에 의해 1824년 처음 발명되었으며, 현재는 고무나 라텍스, 폴리클로로프렌, 또는 나일론 섬유로 풍선을 만들고 있습니다.

풍선의 일반적인 원료인 고무(Rubber)는 고분자 물질 중에서 탄성의 영향력이 더 큰 물질입니다. 따라서 고무를 힘을 주어 늘릴 경우, 다시 원래대로 돌아가려는 성질이 강하기 때문에 힘을 제거했을 경우 본 모습을 다시 찾게 되는 것입니다. 풍선이 잘 늘어났다가 다시 줄어드는 이유도 바로 ‘탄성’과 관련이 있습니다. 힘을 줄 경우 늘어나지만 탄성 때문에 다시 원래 모양으로 돌아오는 것이지요. 그래서 손바닥보다 작은 풍선에 바람을 불어넣어 사람 머리 만하게 풍선을 불더라도, 바람을 빼면 다시 줄어드는 것입니다.

@Accretion Dischttp://www.flickr.com/photos/befuddledsenses/1333672492


시간이 지나면서 풍선의 크기가 줄어드는 이유는 무엇일까요?
풍선은 사슬구조의 고분자로 이뤄져있습니다. 고무가 사슬구조의 분자이기 때문에 어느 정도 공기가 출입하는 것을 막을 수 있지만, 시간이 지나면서 그 사슬구조 사이사이로 공기분자가 빠져나갈 확률이 높아집니다. 그래서 공기가 확실하게 차단되지 않기 때문에 시간이 지나면서 풍선의 크기가 줄어드는 것입니다.

왜 오래된 풍선은 흐물흐물해지며 쉽게 찢어져버릴까요?
우리가 맨 처음 풍선을 사고 손으로 늘리면 쉽게 찢어지지 않지만, 불어 놓은지 일주일이 지난 풍선은 흐물흐물하며 쉽게 찢어집니다. 풍선은 굉장히 복잡한 사슬구조의 고분자로 이뤄져있지만, 고분자안의 결합은 항상 안정하지만은 않습니다.

시간이 지날수록 사슬구조가 끊기게 되어 이전보다 저분자의 물질이 많이 생기게 됩니다. 따라서 고무끼리의 분자 결합력도 작아지게 될 뿐 아니라, 풍선 안의 고무 분자들 사이사이로 공기가 더 쉽게 빠져나가게 되는 것입니다. 그래서 풍선이 더 흐물흐물해지며 쉽게 찢어져버리는 것입니다. 여러분은 오래된 바지의 고무줄이 뚝뚝 안에서부터 끊겨버린 경험을 해보셨나요? 이처럼 오래된 머리끈이나 고무줄에서도 이 현상을 관찰 할 수 있답니다.

고무줄이 오래되면 끊긴 경험 다들 있으시죠?@MrVJTod http://www.flickr.com/photos/mrvjtod/212060990/

풍선은 어떤 용도로 사용되고 있나요?
풍선은 단지 장식용으로 쓰일까요? 아닙니다! 기상청이나 군사 방어, 운송 등의 여러 가지 분야에서 실용적인 목적으로도 사용되고 있답니다. 풍선은 밀도가 낮고 가격도 저렴하기 때문에 다양하게 응용될 수 있는 것이지요. 풍선은 의학적인 용도로도 사용되고 있는데요, 혈관 성형 수술에서는 매우 작은 풍선이 막혀있는 혈관에 삽입되어 동맥 안의 이물질을 없애거나 압축시키기 위해 팽창하여 혈관 벽을 늘리는 역할을 합니다. 뿐만 아니라 위장이나 자궁의 출혈을 막는데도 사용되고 있답니다. 참 신기하죠?

혈관 성형 수술용 풍선@denn / http://www.flickr.com/photos/denn/2482754723


  평범한 줄 알았던 풍선의 재발견, 어떠셨나요? 우리 주위에 있는 평범한 것들을 매의 눈으로 살펴보며, 과학적으로 분석하는 것도 흥미롭지 않을까요. 모두가 과학을 사랑하는 그날까지, 국과위 블로그 기자단이 앞장서겠습니다!

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

우리 몸의 숨은 도우미, ‘효소’

  요즘 ‘효소’라는 건강식품이 선풍적인 인기를 끌고 있다. 최신 트렌드를 알려주는 여러 방송 프로그램에서 화두가 되었을 정도로, 효소는 다이어트와 인체의 신진대사에도 효능이 있다고 한다. 시중에서 구할 수 있는 효소 제품은 가루에서 농축액, 곡물에서 민들레에 이르기까지 그 종류와 형태가 매우 다양하다. 심지어 효소 마사지, 효소 찜질까지 등장할 정도로 ‘효소’라는 단어가 가지는 영향력이 크다고 하는데, 그렇다면 ‘효소’란 과연 무엇일까?

@mental.masala / http://www.flickr.com/photos/41084246@N00/3305287983


 # 효소란 무엇인가?
  어떠한 반응이 쉽게 일어나도록 도와주는 물질을 통틀어서 ‘촉매’라고 한다. 예를 들어, 무거운 물체를 들어 올릴 때 도르래를 사용하면 원래 물체의 무게보다 훨씬 적은 힘으로 들어 올리는 것이 가능해진다. 도르래가 원하는 일을 쉽게 해낼 수 있도록 도와주는 일종의 ‘촉매’ 역할을 하고 있는 것이다. 생명체 내에서 일어나는 여러 가지 화학 반응도 이러한 촉매에 의해 속도가 빨라진다. 특히, 생명체 내에서 작용하는 촉매를 ‘효소’라고 부르며, 주로 단백질로 이루어져 있다.

  온도나 산성도에 영향을 받는 단백질로 이루어져 있기 때문에, 우리 몸의 효소는 작용하는 환경에 따라 기능 차이를 보인다. 대개의 효소들은 인체의 온도 범위인 35~45℃에서 가장 높은 활성을 보인다. 이보다 낮거나 높은 온도 범위에서는 단백질 구조가 변성되어 그 기능을 다하지 못한다. 이렇게 효소는 자기에게 꼭 맞는 환경에서, 자신에게 할당된 일정한 반응만을 조절하는 특이성을 갖고 있다. 예를 들어, 알코올을 분해하는 효소는 알코올만을 분해하는데, 정상 체온 범위에서만 작용한다. 
 

알코올 탈수소효소 @dullhunk / http://www.flickr.com/photos/dullhunk/439735959



  우리 몸은 효소의 지배를 받는다고 해도 과언이 아니다. 소화에서 배설, 호흡에 이르기까지 인체 내의 거의 모든 반응은 효소에 의해 촉진된다. 만약 인체에 ‘효소’라는 물질이 없다면, 아니 단 하나의 효소라도 결핍된다면 사람의 생명 활동은 큰 지장을 받을 것이다. 호흡을 통해 얻은 산소를 체내에 고정하는 효소가 없다고 가정해보자. 우리는 몸이 필요로 하는 산소량을 얻기 위해 개처럼 헐떡거려 호흡량을 늘려야 할지도 모른다. 너무 자연스러워서 당연하게 생각되는 인체의 반응들은 사실 수많은 효소들의 도움으로 이루어진다. 소화 작용, 지방분해, 해독, 혈관 정화, 항산화 작용은 효소 자체가 가지고 있는 기능이다.

@peter pearson / http://www.flickr.com/photos/peterpearson/755249159


# 실제 출시된 효소 식품들, 어떤 효과가 있나? 
  이러한 체내 효소들의 중요성을 인식해, ‘건강을 위한 효소’를 재화와 서비스로 제공하려는 시도가 늘고 있다. 현대인들은 조리 과정에서 효소가 파괴된 식품을 섭취하거나, 인스턴트 식품 섭취로 효소 능력이 저하되기 쉬워, 효소 건강 제품을 통해 부족한 효소를 보충하거나 체질 개선을 시킬 수 있는 방법이 개발되고 있다. 가장 잘 알려진 효소 식품은 ‘곡물 발효 효소’로, 현미, 율무 등의 여러 곡물을 발효시켜 얻은 효소들을 정제하여 섭취하는 형태이다. 이외에도 마늘, 민들레, 산야초, 쑥, 질경이, 블루베리 효소들이 있어, 입맛에 따라 선택하여 먹을 수 있다.

  우리 몸에서 일어나는 소화 작용은 특히 더 많은 효소의 도움을 받는다. 따라서 소화불량의 경우, 효소 부족에서 비롯될 가능성이 크다. 최근 효소가 건강식품으로 주목을 받은 이유도 소화의 문제를 해결할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 몸 안에 보유하고 있는 소화효소가 현저히 줄어들면 소화 장애를 겪을 수밖에 없다. 최근에는 이러한 소화 효소를 보충하는 제품이 개발되어 소화 기능 개선이 도움을 주고 있다.

@Rivard / http://www.flickr.com/photos/rivard/60673041


   전기나 화석 연료를 이용하지 않고, 100% 발효과정에서 발생하는 열을 이용한 ‘효소욕’도 개발되었다. 특히 인체에 유익한 미생물의 생명활동을 통해 열을 발산하기 때문에 아토피, 관절염, 당뇨병 등 각종 질병예방에 효과를 얻을 수 있다. 또한 피부개선, 심신피로해소, 비만개선 등에 도움을 주고 있다. 웰빙 유행을 타고 외국에서도 관광객이 찾아오는 등 인기를 끌고 있다고 한다. 또한 효소욕에 사용된 발효 부산물은 친환경 유기퇴비로 재활용되면서 친환경 농업에도 도움이 되고 있다.

# 효소가 풍부한 음식, 가까운 곳에서 찾자

@Hyunwoo Sun / http://www.flickr.com/photos/hyunwoosun/4893594211/


  우리는 꼭 건강식품을 통해서 효소를 얻어야 할까? 효소 부족에 시달리는 현대인들이 평소에 효소를 보충하는 방법은 무엇이 있을까? 바로 식단을 조절하는 것이다. 효소가 풍부한 발효음식은 멀리 있지 않다. 고추장, 젓갈, 쌈장, 간장, 장아찌 등 친숙한 우리나라 전통의 발효 식품이 그 대표적인 예이다. 이러한 식품에는 효소뿐만 아니라 몸에 유익한 미생물도 들어 있다. 이외에 효소가 풍부한 무즙이나 생과일 즙을 식사에 곁들여 먹는 것도 좋다. 발효식품의 대명사, ‘김치’ 종주국 국민으로서, 평소 효소가 많은 음식을 섭취하는 습관을 통해 튼튼하고 건강한 몸을 가꾸자.

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

날아라, 2전3기 나로호!

나로호 발사가 이제 하루 앞으로 다가왔습니다. 3번째 도전인만큼 많은 사람들의 기대와 관심을 한몸에 받고있는 나로호 발사! 그래서 오늘은 나로호의 구성과 발사과정, 그리고 나로호 발사의 의미 등 나로호의 모든 것에 대해 소개해드리려합니다.

About 나로호(KSLV-I), 그리고 나로과학위성(STSAT-2c)!

100Kg급의 인공위성을 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 한국 최초의 우주발사체인 '나로호(KSLV-I)’는 1단 액체엔진(러시아 개발)과 2단 고체 킥모터(국내 개발)로 구성되는 2단형 발사체입니다.

1단 발사체는 액체상태의 연료 및 산화제를 연소실로 각각 분사한 후 혼합시켜 연소하며, 대형 발사체의 주엔진으로 많이 사용됩니다. 2단 발사체는 연료와 산화제가 혼합된 고체형태의 추진체를 사용하는데, 발사작업이 비교적 간단하기 때문에 신속성이 있어 군사용으로 많이 사용된다는 특징을 갖고 있습니다.


나로호 1단
은 크게 5개 부분으로 구성되어 있습니다. 전방 동체부, 1단 탑재체부, 산화제 탱크부, 엔진을 포함한 연료탱크부, 공력핀을 포함한 후방동체부가 바로 그것인데요, 상단은 2단 탑재체부와 킥모터부, 페이로드 페어링, 탑재 어댑터, 위성 등으로 구성되어 있습니다.
이중 페이로드 페어링은 나로호 가장 앞쪽에 위치한 원뿔 모양의 보호덮개를 말하는데 비행중에 발생하는 공력가열 및 소음 등으로부터 과학기술위성 2호를 보호하는 역할을 합니다.

나로호에 실리는 나로과학위성(STSAT-2C)저궤도 인공위성으로, 지구를 103분에 한바퀴씩, 하루에 약 14바퀴 정도 돌게 됩니다. 발사 11시간 27분 뒤에 지상국과 첫 교신을 하게 되고 궤도에 진입한 후 비콘 송출 및 레이저 반사경을 이용한 위성 레이저 레인징등 정밀 궤도 측정 기술을 연구하고, 300~1,500km를 갖는 타원궤도 주변의 전자밀도와 우주방사선량 측정 등 우주환경 관측 임무를 1년동안 수행하게 됩니다.

나로호 과학위성 그래픽

나로호 2전3기의 기록!

드디어 내일 한국 최초의 우주발사체 나로호가 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됩니다. 현재까지의 준비 상황은 매우 순조로운데요, 현재 당일 전남 해안에 비 예보가 나와있기는 하지만 밤늦게부터 비가 내릴 것으로 예상되어 발사에 지장은 없을 것으로 보입니다. 참고로 나로호 발사 최적의 기상조건은 상공 3km 이내 풍속 30m/s 이하이고 주변 50km 이내 비구름이 없어야한다고 하네요.

이번 나로호 발사는 교육과학기술부와 한국항공우주연구원(KARI)가 우주개발진흥기본계획에 의거하여 진행되는 것으로, 국내 최초로 나로우주센터에서 100kg급의 '나로과학위성(STSAT-2c)'을 한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-I)’에 실어 지구 저궤도(근지점 고도300km, 원지점 고도 1,500km)에 쏘아 올리는 의미있는 작업입니다.

나로우주센터 우주과학관


나로호 발사는 지금까지 2번 시도되었는데요, 지난 2009년 8월 25일 첫번째 발사 시도가 이루어졌으며, 2010년 6월에 두번째 시도되었지만 아쉽게도 모두 실패로 돌아갔습니다. 1차 발사 때는 위성 보호덮개(페어링) 한쪽이 분리되지 않아 발사 216초 만에 실패했고, 2차 발사 당시에는 발사대와 연결한 후 전기점검을 하던 중 1단 지상관측시스템에서 전기신호 불안정 현상이 발견되어 기립 작업이 5시간 지연되었으며, 발사 137초 후 고도 70km에서 공중 폭발했기 때문이죠.

나로호, 그 새로운 도전의 막이 열리다

어제 오전 나로호를 발사대로 이송하여 설치작업이 진행되었으며, 오늘은 1단과 2단 발사부터 발사체와 발사대, 추적시스템까지 발사리허설이 이뤄지게 됩니다. 그리고 발사일인 내일은 오전 9시에 나로호3차발사관리위원회가 개최되는데요, 이곳에서 발사 당일 기상상황, 우주환경상황, 우주물체와의 충돌 가능성 분석 결과 등을 종합적으로 검토하여 발사여부가 결정되고 오후 1시 30분쯤 발사 시각이 공개될 예정입니다. 발사 시간은 가능한 시간대가 한정되어 있으므로 오후 3시 30분에서 7시 사이가 될 것으로 예상하고 있습니다.

발사 시퀀스

발사시간이 정해지면 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 주입이 시작됩니다. 그리고 발사준비 작업이 종료된 후에는 최종 발사를 위한 카운트다운이 시작됩니다. 나로호는 자동발사프로그램인 자동시퀀스에 의해 우주로 향해 발사되는데, 이 자동시퀀스는 PLO(Prelaunch Operation)로 불리며 1단 및 2단의 발사관제시스템에 의해 진행돼 발사체를 발사시킵니다. 발사 후 54초에 이르면 나로호는 음속을 돌파하게 되고, 200여초 뒤 위성을 감싸고 있던 페어링이 떨어져 나가며, 발사체 2단이 분리됩니다. 고도 300km쯤에서 2단 킥모터(고체연료 엔진)가 연료를 다 태우고 난 뒤, 100여초 후 나로과학위성이 분리됩니다.
발사 성공여부는 과학위성이 궤도에 정상 진입해야 판정하는데요, 최종 성공 여부는 발사 12시간 뒤 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터와의 교신으로 확인하게 됩니다
만약 날씨나 기기 이상이 발생할 경우 발사 절차가 바로 중단되기 때문에 항우연에서는 31일까지를 발사 예비일로 잡고 있습니다.


이번 발사가 성공하게 되면 우리나라로서는 10번째로 우주클럽에 가입하게 됩니다. 우주클럽이란 자국 우주기지에서 자체 기술로 개발한 로켓으로 자국의 위성을 성공적으로 쏘아올린 나라를 지칭하는 말인데요 현재까지 우주클럽에 가입된 나라는 러시아·미국·프랑스·일본·중국·영국·인도·이스라엘·이란 등 9개국입니다.

우주클럽은 우주개발 기술분류(A~D그룹) 중 A그룹에 속하는 나라들로, 현재 우리나라는 인공위성 개발 기술을 보유한 나라를 지칭하는 B그룹에 속해있습니다. 우리나라가 이번 발사에 성공하게 되면 인공위성 개발, 로켓 발사 기술을 보유한 A그룹에 속하게 되는 것입니다.

미래 우리나라 우주기술개발계획


교육과학기술부에서는 나로호 3차 발사 이후에는 발사 성공이나 실패에 상관없이 2021년 발사를 목표로 1.5톤급 실용위성을 국내기술로 지구저궤도(600∼800km)에 투입할 수 있는 한국형발사체 개발사업이 가속화 될 예정이라고 밝혔습니다. 나로호 개발사업은 독자적인 우주발사체 개발을 위한 준비과정으로 이번 3차 발사를 끝으로 종료되나, 2010년 기 착수한 한국형발사체 개발사업은 나로호 개발과정을 통해 습득한 기술과 경험을 바탕으로, 7톤 및 75톤 액체엔진 등을 포함해 최종적으로 국산 독자 발사체를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

또한, 2021년 한국형발사체개발사업이 완료되면 75톤 중형엔진의 신뢰성 및 경제성을 높여 위성의 수출산업화와 함께 ‘외국 위성을 국내에서 수주‧생산하여 국산발사체로 국내에서 발사’하는 등 상업용 발사체 시장에도 적극적으로 진출할 계획이라고 하네요.


2전3기! 마지막 도전을 준비하고 있는 나로호 발사. 오랜 노력이 빛을 발해 이번에는 기필코 성공할 수 있기를 간절히 바라봅니다.

자료 및 이미지 출처: 나로호 홈페이지(http://www.kslv.or.kr), 교과부 보도자료 등

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

비뚤어진 거울 속의 또 다른 나
 

@! Santiago Alvarez ! / http://www.flickr.com/photos/s4n7y/3063941395/


천고마비의 계절, 가을이 한창입니다. 하늘은 높고 말은 살찌는 계절.. 여름동안 혹독한 다이어트로 체중을 감소한 사람들은 가을이 되면 혹여나 겨우 뺀 살이 다시 찔까 노심초사하게 됩니다. TV를 봐도 연예인들의 마른 몸매만 눈에 들어오고, 그들의 다이어트 이야기가 화제가 되곤 하죠. 하지만 실상 연예인들은 지나친 다이어트로 인해 거식증을 겪는 사람들도 많습니다. 단기간에 체중을 감소해야하는 사람들은 무리한 다이어트 방법을 사용하게 되고 부작용을 겪게되는 것이죠. 실제 레이디 가가는 15세 때부터 거식증과 폭식증으로 고생을 했다고 밝히기도 했었죠.

그럼에도 불구하고 마른 몸매를 지닌 연예인들이 워너비 스타로 떠오르면서 앙상한 몸매임에도 불구하고 체중을 자꾸만 줄이려는 사람들이 많습니다. 심한 경우 병적 증세를 겪는 경우도 허다합니다. 다른 사람들은 말랐다고하는데도 거울 속 자신의 모습이 뚱뚱해 보이기만 하는 현상, 혹시 여러분도 오늘 아침 거울을 보실 때 이런 현상을 경험하진 않으셨나요?

@upside of inertia / http://www.flickr.com/photos/53748207@N08/5233947439/


 현대 사회에서는 지나치게 날씬함만을 강조하는 강박관념이 거식증을 유발하는 새로운 원인으로 나타났습니다. 외모지상주의를 일컫는 ‘루키즘(Lookism)’이 현대 사회를 대변하는 단어로 등장할만큼 외모에 대한 지나친 집착이 팽배한 현대 사회. 이로 인해 건강한 몸이 아닌 마른 몸매를 선호하는 경향이 커지고, 이를 위해 불규칙한 식습관과 음식물을 전혀 섭취하지 않는 등의 ‘나쁜 다이어트’를 시도하는 사람들이 증가했습니다. 그리고 이러한 현상과 함께 나타난 증상이 바로 ‘거식증과 폭식증’입니다.

다이어트의 그림자, 거식증

거식증은 ‘신경성 식욕부진장애(anorexia nervosa)’의 한 유형으로, 대뇌의 시상하부(hypothalamus)의 이상으로 발생합니다. 시상하부는 식욕이나 체온 등 신경내분비 기능을 조절하는 기능을 하는데, 시상하부에 이상이 생기면 음식을 제대로 섭취하지 못하는 상태에 빠지게 되는 것이지요.

@vitre0us / http://www.flickr.com/photos/meggielawl/5224003806/ (Photo taken by Kathryn)


거식증을 일으키는 시상하부의 이상은 유전적인 요인으로 발생하기도 하지만 지속적으로 음식을 섭취하지 않는 불규칙한 생활이 원인이 되기도 합니다. 처음에는 대부분 단순 식욕부진 상태를 보이다가 점차 음식을 소화시키지 못하게 되고 계속 구토를 하게 됩니다. 거식증을 겪고 있는 사람들은 거울 속의 자신의 모습이 뚱뚱하다고 스스로 왜곡하며, 음식을 섭취하는 것을 극단적으로 거부하기도 합니다.

@KairosOfTyre / http://www.flickr.com/photos/kairos_of_tyre/6317725969

 일반적으로 10대에서 30대 사이에 많이 나타나는 거식증 환자들은 무서운 결과를 가져오는데 비해 치료에 무관심한 경우가 많습니다. 거식증 환자의 40%는 20~30대 여성인 것으로 조사되었는데요 외모나 타인의 시선에 많은 신경을 쓰다보니 타인과의 식사를 꺼려하므로 대인관계에도 문제가 발생하게 됩니다. 거식증으로 인해 음식물을 온 집안에 숨겨 놓는 병적인 증세를 보이고 체중감소가 심각할 경우 저체온증, 무월경, 부종, 저혈압 등의 증세가 나타납니다. 체중이 적정 체중에 비해 15%이상 감소하며, 심한 경우 30% 이상 감소하여 사망에 이르게 하는 무서운 증상입니다. 
 
또다른 섭식장애, 폭식증

 일반적으로 거식증과 폭식증을 혼동하는 경우가 많습니다. 폭식증 또한 거식증과 함께 신경성 식욕부진장애(anorexia nervosa)의 한 유형입니다. 거식증과 달리 평소에는 음식 섭취를 많이 하지 않다가 어느 날 갑자기 폭식을 하고, 음식에 대한 통제력을 잃기 때문에 배가 부른데도 음식 섭취를 멈추지 못하고 계속해서 먹게 됩니다. 폭식 후에는 이에 대해 죄책감을 느끼고 스트레스를 받으며 구토나 약을 통해 섭취한 음식을 게워내기도 하는 증상입니다. 이 또한 거식증과 유사하게 마른 몸매를 원하는 사람들의 잘못된 식이습관이 요인이 됩니다. 

@habacuc_1988 / http://www.flickr.com/photos/habacuc1988/2458452161

미국 정신의학회의 정신장애 진단통계 편람(DSM-iv-TR)의 진단 기준에 따라, 다음과 같은 증상을 보일 경우 신경성 식욕부진장애(anorexia nervosa)로 진단할 수 있습니다.

1. 연령과 신장에 비하여 체중을 최소한의 정상 수준이나 그 이상으로 유지하기를 거부한다.
2. 낮은 체중임에도 불구하고 체중 증가와 비만에 대한 극심한 두려움이 있다.
3. 체중과 체형을 보는 방식이 왜곡되고, 체중과 체형이 자기 평가에 지나친 영향을 미치며, 현재의 낮은 체중의 심각함을 부정한다.
4. 월경이 시작된 여성이 무월경, 즉 적어도 3회 연속으로 월경 주기가 없다.

 위의 네 문항에 해당되는 증상을 보인다면, 빠른 시일내에 치료를 받는 것이 좋습니다. 특히 여성들이 많이 겪는 거식증의 경우 자신의 거식증 증세 여부를 테스트하는 ‘거식증 자가진단 테스트’도 있습니다. 테스트를 통해 스스로의 건강상태와 거식증 증세를 확인해 볼 필요가 있습니다. 

거식증 자가진단 테스트

다음의 문항에 해당되는 사항이 많은 수록 거식증에 가깝습니다.
1. 살찌는 것이 두렵다.
2. 배가 고파도 식사를 하지 않는다.
3. 나는 음식에 집착하고 있다.
4. 억제할 수 없이 폭식을 한 적이 있다.
5. 음식을 작은 조각으로 나누어 먹는다.
6. 자신이 먹고 있는 음식의 영양분과 열량을 알고 먹는다.
7. 빵이나 감자 같은 탄수화물이 많은 음식은 특히 피한다.
8. 내가 음식을 많이 먹으면 다른 사람들이 좋아하는 것 같다.
9. 먹고 난 다음 토한다.
10. 자신이 좀 더 날씬해져야겠다는 생각을 떨쳐 버릴 수 없다.
11. 먹고 난 다음 심한 죄책감을 느긴다.
12. 운동을 할 때 운동으로 인해 없어질 열량에 대해 계산하거나 생각한다.
13. 남들은 내가 너무 말랐다고 생각한다.
14. 내가 살이 너무 쪘다는 생각을 떨쳐 버릴 수가 없다.
15. 식사시간이 다른 사람 보다 더 길다.
16. 설탕이 든 음식은 피한다.
17. 체중조절을 위해 다이어트용 음식을 먹는다.
18. 음식이 나의 인생을 지배한다는 생각이 든다.
19. 음식에 대한 자신의 조절 능력을 과신한다.
20. 다른 사람들이 나에게 음식을 먹도록 강요하는 것 같이 느껴진다.
21. 음식에 대한 많은 시간과 정력을 투자한다.
22. 단 음식을 먹고 나면 마음이 편치 않다.
23. 체중을 줄이기 위해 운동이나 다른 것을 하고 있다.
24. 위가 비어있는 느낌이 있다.
25. 새로운 기름진 음식 먹는 것을 즐긴다.
26. 식사 후 토하고 싶은 충동을 느낀다.

(거식증 테스트 출처 : http://www.dietrecover.com/new2012/mn04/mn04_03.php)

여러분의 테스트 결과는 어떤가요? 혹시 여러분도 거식증 혹은 폭식증 증상을 보이고 있지는 않나요?
‘아름다움’은 마른 몸매에서 오는 것이 아니라, 자신의 몸을 사랑하고 당당하고 자신감 있는 모습, 그리고 환한 미소로부터 온다고 생각합니다. 그러니 겉모습이 아닌 내면의 자신을 좀 더 사랑해주세요.

그리고 거식증과 폭식증은 주변 사람들의 도움이 반드시 필요한 질환입니다. 만약 도움이 필요하다고 생각된다면 지금이라도 여러분 주위에 있는 가까운 이들에게 적극적으로 알리도록 하세요. 거울 속 비뚤어진 자신에게서 눈을 돌리면 지금보다도 더 아름다운 자신과 마주할 수 있을테니까요.

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

현대인을 급습하는,
만성 피로 증후군(chronic fatigue syndrome,CFS)

 잠을 자도 개운하지 않거나 일상생활에서 피로감을 느끼는 경우가 있습니다. 만약 일상생활에 지장을 줄 정도로 피로를 느끼거나 지속적으로 기운이 빠져 무력감을 느낀다면 한번쯤 ‘만성 피로’를 의심해봐야 합니다. 요즘같은 환절기에는 특히 피로감을 많이 느낄 수 있는데요. 자신도 모르는 사이에 다가와 우리를 무기력하게 만드는 만성 피로 증후군에 대해 한 번 알아볼까요?

@madamepsychosis / http://www.flickr.com/photos/belljar/5614677

 사실 만성 피로 증후군에 대한 명확한 정의와 확실한 원인을 내리기는 어렵습니다. 이는 만성 피로가 복잡한 질환이기 때문입니다. 일정한 검사수치로 증상을 판별하는 것이 아닌, 피로의 주관적인 감각, 증상을 통해서 ‘내가 만성 피로를 가졌구나’를 판단하기 때문이고, 그 원인들이 다방면의 여러 갈래로 나뉘기 때문입니다.

 보편적으로 쓰이는 만성 피로 증후군은 특별한 신체적 결함이 없음에도 불구하고 충분한 휴식을 취해도 계속적인 피로로 인해 일상적인 활동의 비정상적인 탈진 증상이나 기운이 없어서 지속적인 노력이나 집중이 필요한 일을 할 수 없는 상태가 6개월 이상 지속되는 경우를 뜻합니다. 보통 남성보다는 여성에게 2배 이상 많이 발생하고, 20~40대 젊은층에서 주로 발생합니다. 휴식을 취하면 금방 회복되는 일반적인 피로감과 달리 휴식을 취해도 계속 피곤하다는 특징을 갖고 있습니다.

@fchelaru / http://www.flickr.com/photos/fchelaru/2990942366

만성 피로증후군은 감기 같은 증상을 앓거나 급성 스트레스에 노출된 후 건강하던 사람에게 갑자기 발병하며 때로는 만성적으로 서서히 나타나기도 하는데, 의학적으로는 생체활동에 필요한 영양소(글리코겐, 포도당 등)의 부족이나 신진대사 결과로 생기는 노폐물이 축적되서 발생한다는 견해도 있습니다.

또한 피로 증상을 불러일으키는 수면무호흡증, 갑상선 기능 저하증, 빈혈, 약물부작용, 각종 만성질환 등의 의학적 질병에 의해 발생하기도 하며, 현대인의 과도한 스트레스와 영양 불균형으로 인해 면역체계의 이상으로 발생하기도 한다고 전해집니다.

@stockarch / Image URI: http://mrg.bz/YPH3bc / JPEG URI: http://mrg.bz/GBsIuD

 만성 피로 증상을 가지고 있는 사람은 피로와 함께 다른 증상들을 동반할 수도 있습니다. 장기간 심한 피로와 함께 근육통, 기억력 집중력 저하, 불면증 혹은 일상 전반에서 피로로 인한 불쾌감, 탈진, 무력감, 근육통, 두통, 권태감 등을 동반하게 됩니다.

<만성 피로 자가 진단>
① 기억력 혹은 집중력 장애
② 인후통(침을 삼킬 때 목이 아픈 것)
③ 경부 혹은 액와부 림프선 압통 머리와 가슴을 잇는 좁은 신체 부위
④ 근육통
⑤ 다발성 관절통
⑥ 새로운 두통
⑦ 잠을 자도 상쾌한 느낌이 없음
⑧ 운동 혹은 힘들여 일을 하고 난 후 나타나는 심한 권태감
참조_ : http://health.naver.com/medical/disease/detail.nhn?diseaseSymptomCode=AA000251&diseaseSymptomTypeCode=AA&selectedTab=detail#con4

 만성 피로 증후군 자가 진단 목록에서 8가지 중 4개 이상 해당된다면 만성 피로 증후군을 의심해보아야 합니다. 병원에서 혈액검사, 간 기능 및 신기능 검사, 당 검사를 비롯한 전자체액분석검사(ECS)와 타액호르몬검사를 통해 신체의 균형 상태나 부신 상태, 에너지 상태를 파악해 만성 피로 증후군과 관련된 검사를 받을 수 있습니다.


 그렇다면 만성 피로를 어떻게 극복해야 할까요?

 만성 피로 증후군을 가진 사람들은 수면 장애를 가진 경우가 많으므로 쾌적한 수면을 할 수 있도록 물통에 40도 정도의 따뜻한 물에 10~15분 정도 족욕을 하거나 식후 1시간 정도 가벼운 운동, 규칙적인 수면 습관을 만들면 좋으며, 수면 장애가 심할 경우 수면 클리닉, 가까운 병원에서 치료를 받으시는 것이 좋습니다.

@KilljoyDivine / http://www.flickr.com/photos/killjoydivine/5521371759


또한 변비가 심해 대장에 숙변이 있을 경우, 숙변에서 나오는 독소를 해독하기 위해 간과 신장의 기능이 나빠져 피로감을 느낄 수 있고 카페인을 과다 섭취해도 피로감을 느낀다고 합니다. 잠을 깨기 위해 자주 커피를 먹는 습관은 만성 피로 증후군에 좋지 않은 습관입니다. 최근에는 피로감을 줄이고 잠을 쫓기위해 에너지드링크를 마시는 경우가 많은데요, 에너지드링크는 카페인의 중독성이 강하고 과다섭취할 경우 오히려 불면증과 신경과민, 혈압상승 등의 부작용을 겪을 수 있으니 주의해야 합니다.


 

 H음료(250ml)

 R음료(250ml)

 타우린

1000 mg

1000mg 

 고카페인

 60mg

62.5mg 

 에너지드링크에 함유된 ‘타우린’이란 성분은 체내 콜레스테롤을 저하시키고 심근의 수축력을 강화시키는 역할을 하며, 간 기능을 보조해주므로 피로 해소에 좋습니다. 오징어, 문어 겉에 붙어 있는 흰 가루가 바로 타우린이라고 합니다. 하지만 에너지드링크에 들어 있는 과라나에서 추출된 고카페인은 각성 효과가 있어 단시간의 정신을 일깨워줄 수는 있어도 과다 섭취하게 된다면 역효과를 불러올 위험이 있습니다. 

@o5com / http://www.flickr.com/photos/o5com/5081595200

 만성 피로 증후군을 극복하는 가장 좋은 방법은 걷기 운동입니다. 최근 세계 3대 의학연구지 중 하나인 ‘란셋’에는 영국 킹스 컬리지런던 트루디 첼더 박사팀이 만성 피로를 느끼는 환자 640명에게 운동을 시키며 24주 및 52주 후에 관찰한 결과, ‘집 밖에서 운동할수록 회복 확률이 높아진다’ 는 연구결과를 얻었다는 내용이 실리기도 했습니다. 따라서 만성 피로를 극복하기 위해서는 규칙적인 걷기 운동을 하는 것이 좋은데요, 이때 한가지 유의해야할 점은 반드시 저강도 운동으로 시작하여 운동량과 운동강도를 점점 늘려야한다는 것입니다. 무리해서 처음부터 고강도 운동을 하게되면 오히려 피로감이 더 심해질 수 있습니다. 그러므로 자신의 체력을 제대로 알고 운동강도를 정해야 합니다.

이밖에도 채소나 과일을 많이 섭취하는 것도 도움이 되는데요. 브로콜리나 버섯, 딸기가 특히 좋다고 합니다. 브로콜리는 비타민C 함유량이 레몬의 2배이며 딸기의 안토시아닌 성분 역시 피로 해소에 도움이 되므로 꾸준히 챙겨먹도록 합시다.

딸기 @Fried Dough / http://www.flickr.com/photos/42787780@N04/6984507532

브로콜리 @whologwhy / http://www.flickr.com/photos/hulagway/5941767410

 현대인의 삶의 무게를 가중시키는 만성 피로 증후군! 보통 2년 6개월 정도 지속되다가 자연스럽게 회복되는 것으로 알려져있지만 잘못된 식습관 및 생활습관, 수면습관 개선과 적당량의 운동이 더해진다면 빠른 시간내에 충분히 개선될 수 있습니다.

 


 

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

바람이 전기를 만든다!
우리나라의 풍력발전 모든 것!

 어제는 비바람이 몰아쳐 출근길 어려움을 겪은 분들이 많으셨죠? 여름철에는 우리의 땀을 식혀주기도 하고, 때론 막대한 피해를 입히기도 하는 바람. 여러분들은 이처럼 다양한 얼굴을 갖고있는 바람이 전기도 만들어내고 있다는 사실을 아십니까? 바람을 이용하여 전기를 얻는 풍력발전이 바로 그것입니다.

 ‘바람이 전기를 생산해낸다’라는 말이 어떻게 보면 어색해보이기도 합니다. 그러나 세계적으로도, 그리고 우리나라에서도 신재생에너지분야 중 풍력발전은 매우 유망한 산업으로 보아 이미 풍력단지가 설치되었거나 건설 중에 있습니다. 풍력발전은 어디에서, 어떻게 이루어지며, 어떠한 조건이 필요한지, 그리고 우리나라 어디에 건설되어 있는지 알아보겠습니다.

해상풍력발전 @Kim Hansen / http://ko.wikipedia.org

풍력이란?
 풍력은 바람에너지를 전기에너지를 바꿔주는 원리로 풍력발전기의 날개가 회전되면서 생기는 회전력으로 전기를 생산합니다. 날개, 변속장치, 발전기로 구성되어 있으며, 바람이 날개를 회전시키면 기계적 에너지로 변환하는 장치입니다. 여기서 발생한 회전력이 중심 회전축을 통해 변속기어에 전달되면 발전기에서 회전수를 높여 발전기를 회전시킵니다. 즉, 발전기는 날개에서 생성된 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 합니다.


풍력발전의 분류
 풍력발전의 분류는 회전축의 방향에 따라 수직축 발전기와 수평축 발전기로 나뉩니다.
수직축 발전기는 회전축이 지면과 수직으로 설치되어 바람의 방향과 상관없이 가동이 가능하며 바람추적장치가 필요하지 않고 사막이나 평원에 많이 설치되지만, 비용이 비싸고 효율이 수직축 발전기에 비해 떨어진다는 것이 단점입니다. 현재 미국에서는 소용량으로 가동 중에 있습니다.

수평축 발전기는 우리가 흔히 알고 있는 풍력 발전기로 회전축이 지면과 수평으로 설치되어 있으며 바람을 최대로 받기 위해 바람추적장치가 필요합니다. 풍력발전 중에서도 안정적이고 효율적이라는 장점을 갖고 있습니다. 
 

강원도의 풍력발전


 운전방식에 따라 기어드(Geared, 증속기형) 발전과 기어리스(Gearless, 집결식) 발전이 있습니다. 기어드형 풍력발전시스템은 간접구동식으로 풍력터빈의 초기 개발 단계부터 적용되어 지금까지 발전되어 왔고 관련 시장의 대부분이 이 형식입니다. 정속운전 유도형 발전기기를 사용하는 발전시스템이며, 높은 정격회전수에 맞추기 위한 회전자의 회전속도를 증속하는 기어장치(증속기)가 장착되어 있습니다.

기어리스형은 가변속 운전동기형 발전기기를 사용하는 시스템이며 증속기어 장치가 없어 회전자와 발전기가 직결되는 형태입니다. 발전효율이 높으나 가격이 비싸고 크기가 큰 단점이 있습니다.

육상풍력발전 @WAstateDNR - Department of Natural Resources / http://www.flickr.com/photos/wastatednr/3290759855/

풍력발전의 기본 원리
 풍력발전의 기본 원리는 풍속이 세고 풍차가 크면 클수록 많은 에너지를 생산할 수 있습니다. 그래서 바람의 세기와 풍차의 크기가 풍력발전의 핵심입니다. 날개 길이에는 제곱에 비례하며 풍속은 세제곱에 비례합니다. 또 높이가 높아질수록 바람이 세게 불기 때문에 높은 산에 풍력발전소가 위치하는 경우가 많습니다.

바람은 평균 초속 4m/s 이상이 부는 바람이 필요합니다. 이 정도의 풍속은 나뭇가지가 흔들리는 정도이며, 2m/s는 바람을 느끼는 정도, 7m/s는 먼지가 이는 정도이고 30m/s는 유리창이 깨질 정도의 풍속입니다. 우리나라에는 산이 많은 강원과 경북, 제주도에 풍력발전소가 많이 있습니다.

 전 세계 풍력발전시설용량은 대부분 유럽에 몰려 있으며 전력생산단가가 싸지고 청정에너지여서 시설용량이 매년 증가하고 있는 추세입니다. 신새쟁에너지에서 유망한 분야이며 낙후 지역에도 전력이 보급이 가능하며 해안이나 산간지역 등에 설치가 가능한 것이 장점입니다. 해외의 경우 해상풍력발전도 있어 풍력발전의 가능영역은 더욱 넓어지고 있습니다.

풍력발전의 장단점 @GDS Infographics / http://www.flickr.com/photos/gdsdigital/4016463222/


육상풍력발전은 풍력터빈의 대형화로 설치장소의 한계가 대두되고, 소음이나 자연 경관을 해치는 문제가 발생
하면서 이러한 육상풍력발전의 단점의 해결책으로 고안된 것이 해상풍력발전입니다. 해상풍력발전은 풍력터빈을 호수나 피오르드 지형, 연안과 같은 수역에 설치해 그곳에서 부는 바람의 운동에너지를 회전날개에 의한 기계에너지로 변환하여 전기를 얻는 발전방식을 말합니다.

해상풍력발전은 육상풍력발전이 가지는 설치 장소의 한계를 보완하고, 해안과 15km 내외로 떨어져 설치되므로 소음이나 자연경관을 해치는 등의 문제를 보완할 수 있습니다. 하지만 일부에서는 풍력발전소를 건설하면 생태계에도 영향을 주어 건설이 반대되기도 합니다. (위키백과 참조:http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%95%B4%EC%83%81%ED%92%8D%EB%A0%A5%EB%B0%9C%EC%A0%84#.EC.86.8C.EC.9D.8C.EA.B3.BC_.EC.8B.9C.EA.B0.81.EC.A0.81.EC.9D.B8_.EC.9C.84.EC.95.95.EA.B0.90_.ED.95.B4.EC.86.8C)

풍력 사업수행 현황 http://www.kepco-enc.com/korea/sub.asp?Mcode=B040000&ConIdx=93


 우리나라의 주요 풍력발전단지는 대관령, 태백 풍력발전단지가 있습니다. 2005년 기준으로 하여 대관령(3,390kW), 태백(4,250kW), 울릉도(600kW), 제주의 한경(6,000kW)과 행원(9,757) 등의 소규모 발전단지가 조성되어 있습니다. 영덕에 한국 최대의 상업용 풍력발전단지가 있는데, 24개의 바람개비가 120m의 높이의 풍력발전기가 있습니다. 연간 발전량은 9만 7000mW로 2만 가구가 한 해 동안 사용할 수 있는 양입니다.
또한 제주도 서귀포시 대정읍 앞 바다 2km지점, 수심 약 30m 해상에 대정해상풍력단지가 건설될 예정이라는데요, 2014년말까지 공사를 마무리하여 2015년부터는 상업운전이 가능하도록 할 예정이라고 합니다.

여수엑스포 국제관 - 덴마크 풍력발전

 이렇게 풍력발전은 석유가 안 나는 우리나라에 있어 큰 도움이 됩니다. 또 풍력발전단지 인근을 공원으로 만들어 관광자원으로도 활용되기 때문에 보물단지나 다름없습니다. 풍력발전을 하기 위한 조건을 갖춘 지역도 많으니 더 많은 풍력발전단지가 생겼으면 좋겠습니다. 앞으로 신재생에너지에 대한 지속적인 관심이 필요합니다. 이번 주말에는 풍력단지에 다녀와보시는 건 어떠신가요?


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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

탈모, 남성 호르몬과의 함수 관계

 최근 탈모 인구가 급격하게 증가하고 있습니다. 예전에는 50대 이상 남자들의 전유물로만 여겨졌던 탈모가 점차 연령과 성별을 가리지 않고 발생하면서 그리 달갑지 않은 ‘국내 탈모인구 천만명 시대’가 열린 것이지요. 물론 여전히 탈모는 여성보다는 남성에게서 더 많이 발생하는 것으로 알려져 있는데요, 오늘은 탈모와 남성 호르몬과의 함수 관계를 통해 탈모의 원인과 최근의 탈모 방지 연구에 대해서 전해드릴까 합니다.

탈모(alopecia)는 머리카락 또는 전신의 털이 빠지는 증상으로 정의되고 있으며 그 원인은 매우 다양합니다. 유전적 원인으로 탈모가 되는 경우 M자 탈모의 유형으로 가장 많이 발생하고 있습니다. 앞머리 모양이 M자인 경우에 나이가 들어서 대머리가 되는 경우가 많지요.

이는 모발에 영향을 미치는 각종 호르몬 때문이라고 합니다. 모발은 사람의 체온을 보호하는 역할과 동시에 사회적, 성적 매력을 표현합니다. 모발의 성장과 탈락에 관여하는 호르몬에는 에스트로겐, 갑상선 호르몬, 부신피질호르몬, 남성호르몬 등이 있습니다.

최근 탈모 인구 증가 추세출처 : 건강보험심사평가원

그 중에 가장 많은 영향을 주는 것이 바로 남성 호르몬인데요, 남성호르몬은 사춘기 때 분비가 시작되어 남성의 솜털을 성모로 발달시키는데 기여합니다. 그렇지만 유전적 배경이 있는 사람의 경우 전두부 혹은 두정부 모발이 솜털에서 성모로 성장하는 것을 억제하기도 합니다. 이것이 바로 탈모로 이어지는 것이지요.

남성 호르몬, 안드로겐
이러한 이유로 최근에는 남성호르몬인 안드로겐에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 현재까지 밝혀진 바에 의하면, 안드로겐 수용체가 결핍된 유전질환을 겪는 환자의 경우 혈중 안드로겐 수치가 정상 혹은 증가되나 수용체가 없으므로 안드로겐이 작용할 수 없게 됩니다. 그렇기 때문에 이 환자는 전신에 털이 나지 않습니다.

신체에 털은 외부로부터 신체를 보호하는 역할을 하는데, 탈모 환자의 경우 보호막이 없는 무장해제 상태에 놓인 것과 같은 것입니다. 남성은 일반적으로 여성보다 더 많은 모발이 성장하는 것이 정상적이며, 상대적으로 많은 안드로겐의 양이 요구된다는 점을 고려할 때 안드로겐 수용체가 결핍된 상태는 남성 탈모에 있어 굉장히 위험하다고 볼 수 있는 것이죠.

테스토스테론 http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=File:Testosteron.svg&page=1

남성의 2차 성징에 관여하는 호르몬, 테스토스테론
 남성 호르몬 안드로겐 중에서 고환에서 분비되는 호르몬을 테스토스테론이라고 합니다. 테스토스테론은 남성의 2차 성징을 촉진시키는 작용을 하지요. 테스토스테론이 신체에서 ‘5알파 리덕타제(5-alpha Redectase enzyme,5aR)’라는 효소에 의해 ‘디하이드로 테스토스테론(DHT-Dyhydro testosterone)’로 변하면 모발을 생성하는 모낭의 크기를 감소시키고 모근을 공격해 생장기를 멈추게 하고, 휴지기를 길게 만들어 탈모를 유발합니다. 그래서 ‘피나스테라이드’라는 전립선 치료제를 투입하여 5알파리덕타제가 DHT로 변환하는 것을 차단하기도 합니다.

여성의 경우는 DHT를 생성하는 5알파리덕타제 효소가 남성의 절반 밖에 되지 않으며, ‘아로마티아제(Aromatiase)’라는 DHT 생성을 억제하는 효소를 두피의 앞부분에 많이 가지고 있어 남성에 비해 M자형 탈모 비율이 현저히 적습니다.  

디하이드로 테스토스테론 @Benjah-bmm27 / http://en.wikipedia.org/wiki/File:Dihydrotestosterone-3D-balls.png

남성들이 운동을 하면 테스토스테론의 분비양이 증가한다는 설이 있습니다. 그러나 운동은 그 이외의 인자와 복합적으로 작용하여 테스토스테론의 분비에 영향을 미치는 원인 중 하나이고, 테스토스테론의 분비량 보다는 DHT로의 변환이 탈모에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 오히려 규칙적이고 일정한 양의 운동은 탈모를 유발하기 보다 신체를 건강하게 유지하는데 도움이 될 것입니다. 

탈모 방지 한걸음 더 다가가기!
 남성 호르몬과 탈모가 이토록 직접적인 상관관계가 있다는 사실이 무척 흥미롭지 않나요? 물론 그동안 남성 호르몬이 탈모에 많은 영향을 끼친다는 사실은 알고 있었지만 자세한 원인은 몰랐었으니까요. 하지만 아시다시피 최근의 탈모는 유전적 요인과 함께 환경적 요인도 작용한다고 하니, 스트레스나 외부의 자극, 음식 등도 신경써서 탈모 예방에 신경써야 할 것입니다.

@MadAboutCows / http://www.flickr.com/photos/madaboutcows/2488680010

한가지 더 알려드리자면, 탈모 예방에는 정상체온인 36.5~37도를 유지하는 것이 중요하므로 체온이 떨어지기 쉬운 추운 겨울철에는 체온유지에 주의해야합니다. 특히 여성들의 경우 상의를 따뜻하게 입고, 하의를 얇게 입는 하의실종 패션으로 인해 상열하한 현상(머리 위쪽으로 열이 몰려 뜨거워지고, 손발이나 하체는 차가워 혈액순환이 제대로 이루어지지 않는 상태)이 발생하고 한열분리증(상체와 하체의 체온이 분리되는 증상)으로 이어져 탈모를 가속화할 수 있습니다. 두피에 열이 계속 모이게 되면, 열을 발산하기 위해 모공이 벌어지게 되고, 모근을 잡는 힘이 약해져 쉽게 모근이 빠지게 되는 것입니다.

가을철, 내 머리카락도 우수수~
이맘때쯤이면 여기저기서 탈모 예방 기사가 쏟아져 나오기 시작합니다. 가을이 되면 부쩍 늘어난 빠진 머리카락를 걱정하는 사람들이 많기 때문이죠. 다른 계절보다 더 많은 양의 모발이 빠지는 가을, 왜 가을이 되면 탈모가 심해지는걸까요?

우선 여름철 덥고 습한 날씨로 인해 두피에 땀과 먼지, 노폐물이 쌓여 두피의 모공을 막아버리기 때문입니다. 여름철 직사광선에 노출된 두피는 예민해지고 트러블도 자주 발생하게 되며 늘어난 피지 분비량으로 지루성 두피염이 발생하기 쉽죠. 이렇게 모공이 막힌 두피에서는 모근이 정상적으로 자라기 어렵습니다.

테스토스테론 @Benjah-bmm27 / http://en.wikipedia.org/wiki/File:Testosterone-from-xtal-3D-balls.png

또한 일조량이 떨어지는 가을에는 남성호르몬인 테스토스테론의 분비가 일시적으로 증가하는 것도 하나의 원인이죠. 앞서 전해드린바와 같이 테스토스테론은 DHT(디하이드로테스토스테론)로 전환되면서 모발이 자라는데 필요한 단백 합성을 지연시켜 탈모를 가속화하게 됩니다.

남성형 탈모 치료제 개발의 길 열릴까?
올해 3월, 영국 국영 BBC는 대머리 남성과 실험용 쥐에 관한 연구를 통해 탈모를 유발하는 단백질을 발견했다는 기사를 보도했습니다. 과학전문지 '병진의과학저널'에 발표된 이 연구는 미국 펜실베니아 대학의 연구진이 진행한 것으로, 연구진은 탈모가 시작된 남성의 유전자를 분석한 결과 '프로스타글란딘 D 합성효소'라는 핵심 단백질의 양이 탈모가 진행된 두피 부위에 많이 나타나고, 모발이 있는 부위에서는 적게 나타나는 사실을 발견했다고 합니다. 실제 이 단백질을 실험용 쥐에 다량 투여하자 쥐의 털이 모두 빠졌다고 하는데요, 연구를 주도한 조지 코트사렐리스 피부과 교수는 프로스타글란딘 단백질이 모낭 세포에 있는 수용기와 결합하면 모발 성장이 억제된다고 설명했습니다. 현재 몇 가지 치료제를 개발 중이라고 하니 그 결과를 기대해보아도 좋겠죠?

이렇게 남성 호르몬과 탈모의 상관관계를 통해 탈모에 대해 자세히 알아보았습니다. 물론 남성 호르몬의 영향이 적지않은 것은 사실이지만 최근에는 환경적 영향도 무시할 수 없게 되었습니다. 유전적, 호르몬적 원인이라 어쩔 수 없다고 포기하지 말고 꾸준한 관리를 통해 건강한 머리카락을 지키는 것은 어떨까요?

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우리 생활 속 과학이야기

국과위,「과학기술 패러다임 전환 모색」
  ① 경제성장 중심에서 삶의질 및 행복 증진으로
  ② 효율적인 사회문제해결 R&D 시스템 개발

국가과학기술위원회(위원장 김도연, 이하 국과위)는 국민들이 실제 체감할 만한 성과를 창출하고, 국민 삶의질․행복증진에 실질적으로 기여할 수 있도록 「사회문제 해결을 위한 新 과학기술(R&SD) 전략」을 추진 중에 있습니다.

‘사회문제 해결을 위한 新 과학기술(R&SD*)’이란 과학기술에 기반해 국민 행복과 직결된 사회문제를 해결하기 위한 목표지향적 사업으로, 이제는 과학기술이 국민의 필요**에 귀 기울여 더 살기 좋은 나라를 이루어가는데 기여해야 한다는 사회적 요구와 자성에서 시작되었습니다.
     * Research & Solution Development : 연구․기술공급 중심이 아닌 솔루션 제공형 연구개발
     ** 신종 감염병 대응, 게임 중독, 미래주거(1인용) 문제, 교육, 사회적 약자 지원 등

기존 연구개발 사업과 차별화되는 이 사업의 특징국민과의 적극적인 소통·교감을 통해 한국적 현실에서 해결이 시급한 주요 사회문제를 발굴하고 이에 필요한 기반 R&D를 선정하는 한편, 관계 부처가 함께 해법을 모색하여, 사회문제 해결의 효과를 국민이 체감할 수 있도록 연구개발 뿐 아니라 법·제도 개선, 인력양성 등 관련 인프라 구축까지 종합적으로 추진한다는 점이라고 할 수 있는데요, 현재는 추진전략 마련을 위해 전문가 토론회․실무 차원의 부처협의 등이 진행되고 있으며, 향후 논의된 사항들을 토대로 추진전략을 보완하여 관련 세부 지침을 마련하고 시범사업에 착수할 계획*입니다.

    * 11월경 국과위 본회의에 추진전략(안) 상정 →(본격화)매해 5~10개의 사회문제 발굴

【 참고1 】기존 정부 R&D사업 패러다임과 비교

【 참고2 】사회문제 인식과 해법 예시

장진규 국과위 과학기술정책국장은 이번에 논의되는 추진전략(안)은 과학기술의 사회적 역할 확대에 관한 최근의 패러다임 변화를 반영한 의미있는 출발로, 향후 국과위는 범부처의 역량을 결집하여 사회문제 해결을 위한 과학기술의 역할 제고에 매진할 것임을 밝혔습니다.

한편, 이와 관련하여 「사회문제 해결을 위한 新 과학기술(R&SD) 추진전략(안)」전문가 토론이 22일 오늘, 오후 2시에 강남 노보텔 샴페인 A홀에서 개최될 예정입니다. (붙임 토론회 개최계획 참고)




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인간의 공감 능력, 거울 뉴런

 드라마의 슬픈 장면을 보면서 주인공의 감정에 몰입해 마치 주인공이라도 된 듯 눈물을 흘리거나 친구의 기분 좋은 소식을 들었을 때 같이 행복해하거나 스승의 날에 다 같이 선생님께 감사하는 마음을 갖고 기쁘게 해드리는 등의 행동을 일상생활에서 한번쯤 겪어본 적이 있으실 텐데요. 이러한 공감의 기술은 ‘거울 뉴런(Mirror neuron)’이라 불리는 특별한 거울 신경 세포가 있기 때문입니다.


 거울 뉴런, 즉, 거울 신경 세포(Mirror neuron)는 특정 움직임을 행할 때나 다른 개체의 특정 움직임을 관찰할 때 활동하는 신경 세포입니다. 이 신경세포는 다른 사람의 행동을 거울처럼 반영한다고 해서 붙여진 이름으로, 아기들에게서 종종 볼 수 있는 아기들의 ‘따라하기’와 같이 특정 행동을 모방할 때 열심히 반응하는 신경 세포입니다.

 거울 신경 세포가 맨 처음 발견된 것은 이탈리아의 저명한 신경심리학자인 리촐라티(Giacomo Rizzolatti) 교수의 연구를 통해서였습니다. 리촐라티 교수는 원숭이에게 다양한 동작을 시켜보면서 원숭이가 그 동작을 함에 따라 이와 관련된 뇌의 뉴런이 어떻게 활동하는가를 관찰하고 있었는데요, 연구 도중에 한 원숭이가 다른 원숭이나 주위에 있는 사람의 행동을 보기만 하고 있었는데도 자신이 움직일 때와 마찬가지로 반응하는 뉴런들이 있다는 것을 발견하게 되었습니다. 이것이 바로 거울 신경 세포입니다.

출처 : Evolution of Neonatal Imitation. Gross L, PLoS Biology Vol. 4/9/2006, e311 http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040311저작자 : see Sourcehttp://www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.0040311

즉, 관찰자가 상대방을 관찰하면서도 마치 자신이 스스로 행동하는 것처럼 느낀다는 것인데 우리가 흔히 이야기하는 '공감’이라고 할 수 있습니다.

'모방'과 '공감'에 작용하는 거울 뉴런은 원숭이를 포함한 영장류, 조류, 사람 등이 가지고 있는데요, 그렇다면 동물인 영장류와 사람은 공감이나 모방하는 능력에 있어 차이가 없는 것일까요? 거울 뉴런이 발견된 영장류와 사람에게는 한가지 차이점이 있습니다. 바로 거울 뉴런이 분포되어 있는 뇌의 부분이죠. 최초로 거울 뉴런이 발견되었던 원숭이의 경우, 거울 뉴런이 주로 운동을 담당하고 있는 뇌에서만 발견된 반면 사람은 전두엽 전운동피질(Premotor Cortex)과, 두정엽(Parietal Lobe) 그리고 측두엽 뇌섬엽 앞쪽(Anterior Insula) 이 세곳에 분포되어 있습니다. 또한 이 세 영역은 서로 협력하며 작용합니다.

파란 부분이 전두엽, 노란 부분이 두정엽, 초록 부분이 측두엽이다.캡션 : Principal fissures and lobes of the cerebrum viewed laterally.출처 : Vectorized in CorelDraw by Mysid, based on the online edition of Gray's Anatomy저작자 : Mysid


따라서 원숭이는 단순한 행동은 따라할 수 있어도 높은 차원의 행동은 모방할 수 없지만 사람은 수만 가지의 행동을 모방할 수 있습니다. 거울 뉴런은 사람이 지구상에서 가장 우수한 생명체로 자리 잡을 수 있었던 놀라운 근거를 제공해준다고 하지요. 체험하지 못했던 것들에 대해서도 보는 것을 통해 간접체험하고, 이를 모방하여 자신의 것으로 습득하는 능력! 그것이 인간 진화의 한 축이었을지도 모릅니다.

공감에 있어서도 마찬가지입니다. 사람은 사회적 동물로서 타인의 의도를 파악하고 공감하며 다른 사람들과 ‘함께’ 살아가야 하는 존재인데요. 화가 난 여자친구의 표정만 보고도 그녀의 기분상태를 이해할 수 있다거나 선생님께서 무서운 표정으로 아무 말을 하지 않을 때도 우리는 그의 기분을 짐작할 수 있고, 책을 보면서 마치 주인공처럼 행복해하거나 슬퍼하고 친구나 주변 사람들의 관계를 만들어가면서 함께 울거나 웃기도 합니다. 사회적 존재인 인간에게 거울뉴런은 그래서 더욱 중요한 것이기도 합니다.

@Clover_1 / http://www.flickr.com/photos/clover_1/4861811309


게다가 보다 뛰어난 거울 뉴런의 능력은 타인의 의도를 파악하고 공감할 뿐만 아니라, 고차원의 ‘문화’를 형성할 수 있도록 도와주기도 한다는 것입니다. 아이들은 '따라하기'를 통해 다양한 행동과 말을 배우고, 우리는 책에서 얻은 간접경험으로 문화의 이해를 시도하기도 하죠.

일부 학자의 경우 거울 뉴런이 자폐의 원인과 행동패턴에 대한 설명이 되기도 한다고 주장합니다. 자폐아의 경우, 흔히 자신만의 세상에 갇혀 산다고 이야기할 정도로 타인에 대한 공감 능력이 부족한데 이들의 뇌에서는 거울 뉴런의 활동이 거의 이루어지지 않는다고 하는 것이 이들 주장의 근거입니다.

최근 연구에서는 인간의 '거울 신경 영역'(인간이 어떤 행동을 하거나 다른 사람이 어떤 행동을 하는 것을 볼 때 활발한 반응이 나타나는 특정 영역)에서 온 신호를 기능성 자기공명영상장치(fMRI)가 측정한 결과 그것이 반드시 진짜 거울 신경 세포가 발생시키는 신호와 같은 것은 아니라는 점을 확인하였습니다. (개별 신경 세포가 자신과 다른 신경 세포에 대하여 같은 반응을 하는 식의 신호가 아니라는 것.) 이런 이유 때문에, 과학자들이 인간을 연구하는 경우에는 ‘거울 신경 세포’보다 ‘거울 신경 체계(mirror neuron system)’에 더 초점을 맞추고 있다고 하네요.
(위키백과 참조: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B1%B0%EC%9A%B8_%EC%8B%A0%EA%B2%BD_%EC%84%B8%ED%8F%AC)

‘공감’과 ‘모방’에 있어 중요한 신경세포 거울 뉴런이 없다면 어떻게 될까요? 싸이코패스를 공감 능력이 부족한 사람이라고 하는데 거울 뉴런이 없다면 우리는 다른 사람의 말의 의도를 파악하지 못해 의사소통이 원활하지 못하고 우리가 감정을 공유하고 느끼는 문화 생활이라는 행위 자체가 없어지겠지요.
 
거울 뉴런이 지닌 사람들의 ‘공감’은 이제는 ‘공감 능력’으로까지 불리기도 합니다. 이제는 공감 능력도 경쟁력이라는 말이 있을 정도로 ‘공감’이라는 단어가 점차 중요해지고 있습니다. 프레젠테이션 발표에서도 청중의 공감, 다른 말로 호응이 필요하며 정치인들의 선거 활동에도 유권자와의 공감이 반드시 필요하게 되었지요. 사람의 공감 능력을 만들어내는 신기한 신경 세포, 거울 뉴런! 우리의 삶을 더욱 풍요롭게 만들어주는 신경 세포입니다.


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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

2035년 미래세상은?
- ‘전쟁·테러 현장’, ‘지하’ 편 -

#1. 2035년, 전쟁·테러 현장의 미래 모습은?


#2. 2035년, 지하의 미래 모습은?

 

출처 : 「제4회 과학기술예측조사」- 생활공간별 일러스트

시점별(2022년, 2035년)․생활공간별(가정, 학교 등) 미래세상의 모습을 그린 일러스트.
※ ‘지하’와 ‘우주’ 생활공간은 2035년 시점에 대해서만 정리.

 

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우리 생활 속 과학이야기

컴퓨터가 협동하는 클라우드 컴퓨팅
 

 컴퓨터에 있는 자료를 다른 컴퓨터로 옮기기 위해 USB 외장형 디스크로 옮기거나 메일로 보낸 경험은 누구나 한 번쯤 있습니다. 그러나 요즘은 굳이 내가 가지고 있는 자료는 다른 곳으로 옮기기 위해 물리적인 장치를 이용할 필요가 없어졌습니다. 바로 클라우드 컴퓨팅이 활성화 되고 있기 때문입니다. 오늘은 우리 생활을 크게 바꾸고 있는 클라우드 컴퓨팅에 대해 알아보겠습니다.


  클라우드 컴퓨팅, 영문 그대로 의미를 따져보면 클라우드(Cloud)는 ‘구름’, 컴퓨팅(Computing)은 ‘컴퓨터 사용' 정도로 해석 할 수 있습니다. 구름 속에 숨겨진 컴퓨터를 사용한다는 의미일까요? 좀 더 정확히 말하면 ‘클라우드’는 네트워크 상의 복잡한 인프라 구조, 즉 인터넷을 의미하며, 클라우드 컴퓨팅은 인터넷을 기반으로 둔 컴퓨팅 환경을 의미합니다.

다시말해, 유형의 서버(PC)가 아닌 구름과 같은 무형의 인터넷(중앙서버)을 통해 스마트폰이나 서로 다른 IT기기에서도 데이터를 손쉽게 공유하는 사용환경을 말합니다.

네이버 블로그 편집기

  이해하기 쉽게 한 가지 예를 들어 볼까요, 여러분은 네이버 블로그에서 포스팅을 할 때 ‘스마트 에디터’라는 편집기를 사용합니다. 이 편집기는 간단한 문서 작성에 필요한 대부분의 기능을 제공하고 있습니다. 글씨 크기, 색깔, 이미지 편집, 표 삽입 등... 헌데 여러분이 이 편집기를 사용하기 위해서 프로그램을 설치 한 적이 있나요? 없습니다. 그저 인터넷에 접속해 ‘네이버’라는 포털 사이트에서 제공되는, 클라우드에 설치되어 있는 편집기를 사용한 것입니다. 우리가 쉽게 접하는 이같은 서비스도 클라우드 컴퓨팅의 활용이라고 할 수 있습니다. 

  여러분이 지금 읽고 있는 이 포스트의 초안은 ‘아래한글 2010’이라는 프로그램으로 작성되고 있습니다. 하지만 아래한글 프로그램이 없어도 인터넷에서 온라인으로 제공되는 ‘씽크프리(Think Free)’라는 서비스를 이용하면, 문서의 작성 및 편집이 가능합니다. 씽크프리는 언제, 어디서든 접속할 수 있는 문서전용 웹 스토리지 서비스인데요, 어디서든 접속만 하면 자신만의 문서 파일을 사용할 수 있으며, 웹브라우저만 있으면 어디서든 오피스 문서를 편집 할 수 있는 서비스입니다.


 이러한 것들을 SaaS(Software as a Service, 서비스로서의 소프트웨어)라고도 하는데, 초기 클라우드 컴퓨팅에서 중요하게 생각했던 개념으로 ‘on-demand software’라고도 불립니다. SaaS는 유저가 필요로 하는 것만을 서비스로 배포하는 것을 말하는데, 굳이 소프트웨어를 구입하지 않아도 웹에서 필요한 소프트웨어를 빌려쓴다고 생각하시면 됩니다.

최근에는 PC뿐만 아니라 스마트폰을 활용한 클라우드 서비스의 이용도 크게 늘었습니다. 우리나라 양대 포털사이트라고 할 수 있는 네이버, 다음에서도 ‘N드라이브’, ‘Daum클라우드’라는 이름으로 서비스하고 있습니다. 이곳에 파일을 올려놓으면 언제 어디서든 이 파일에 접근하여 사용할 수 있게 됩니다. 

Daum클라우드, n드라이브

 
  클라우드 컴퓨팅은 여러 가지 장점이 많습니다. 앞서 언급한 내용처럼 물리적인 공간이 절약됩니다. 구름 속 가상의 서비스들이 항상 준비되어 있기 때문에 인터넷만 되는 곳이라면 언제, 어느 곳이든 내가 사용하는 컴퓨터 환경을 그대로 사용할 수 있습니다.

한 예로, 컴퓨터를 포맷해 보신 분들은 알겠지만, OS를 다시 설치하고 나면 자신이 사용하는 프로그램을 일일이 다시 설치하는 일에 굉장히 많은 시간과 노력이 소요됩니다. 하지만 클라우드 컴퓨팅에서는 그럴 필요가 전혀 없습니다. 관리자가 항상 관리하고 있기 때문에 사용자는 그저 접속해서 사용만하면 되기 때문입니다. 이는 개인적으로 시스템을 관리할 필요가 없다는 의미이기도 합니다. 이 모든 데이터는 안정적인 서버에 관리되기 때문에 개인이 관리하는 것보다 높은 신뢰성을 가지고, 데이터를 분실하거나 망가질 가능성도 거의 없다는 장점을 갖고있습니다. 

  하지만 이런 장점으로 인해 단점으로 우려되는 부분도 있는데, 바로 보안입니다. 다수의 사용자의 자료를 하나의 클라우드 서비스에서 관리하는만큼 한 번 공격 당하면 심각한 정보유출이 발생하게 됩니다. 또한 이런 클라우드 서비스는 이를 제공하는 기관에 사용자가 종속되는 현상을 낳게 됩니다. 업체가 제공해주는 서비스만을 사용할 수 있고, 추가적인 프로그램을 설치해서 사용할 수 없기 때문입니다.

구름 속 클라우드 컴퓨터가 보이나요?

 더불어 이 모든 서비스가 인터넷을 기반으로 하고 있기 때문에 인터넷이 되지 않는 환경에서는 아무것도 할 수 없으며, 네트워크 관리에 대한 부담이 더욱 커지면서 이를 감당할 수 있는 거대 IT 기업만이 살아남는 결과를 가져올 수 있다는 점도 큰 문제점으로 지적되고 있습니다. 지금은 단순 문서나 이미지 정도의 편집을 제공하고 있지만, 향후 운영체제까지 클라우드 컴퓨팅을 통해 제공받는다면 또 다른 문제가 발생할 수도 있습니다. 

 클라우드 컴퓨팅은 이미 대세가 되어버렸습니다. 하지만 이에 따른 문제점과 수정·보안되어야 할 부분도 많습니다. 아직까지는 처음 도입되어 다양한 각도로 연구되고 활성화 되고 있는 시점이기 때문에 차근차근 해결해 나갈 수 있으리라 생각됩니다. 우리 생활을 새롭게 바꿀 클라우드 컴퓨팅, 내가 갖고 있지 않은 컴퓨터가 서로 협동하게 되면서, 우리는 새로운 세상을 경험하게 될 것입니다. 앞으로 컴퓨터 과학이 어디로 어떻게 발전하게 될지 기대됩니다. 

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

전세계적 물부족과 식량부족, 과학이 해결할 수 있을까?
“물 부족으로 인해 1억 1천만 명이 수인성 질병을 앓고 있어.”
“식량 부족의 딜레마, 방법은 없을까?”

물부족 사태는 이미 오래 전부터 가장 시급히 해결해야할 문제 중 하나로 대두되고 있었다. 물부족 국가는 점차 늘어가고 있으며, 우리나라 역시 예외는 아니다. 하지만 더 큰 문제는 이러한 물부족 문제가 식량공급에 악영향을 끼칠 수 있다는 사실이다. 농업을 위해 필요한 물의 양이 부족해지면서 식량 확보에도 비상이 걸렸다. 이에 이번 기사에서는 물과 식량부족의 현주소를 알아보고, 과학기술이 이들 문제를 해소하는데 어떤 도움을 줄 수 있을지 알아보고자 한다.


# 물 부족
세계보건기구(WHO)는 부족한 물과 위생이 나쁜 물의 음용으로 인해 전세계 인구 61억 명 중 1억 1천 만 명이 다음의 여섯 가지 수인성 질병(설사, 주혈 흡충증, 과립성 결막염, 복수염, 기니아 흡충, 십이지장충) 중 한 가지에 언제든지 걸릴 수 있다고 경고하고 있다. 그리고 실제 같은 이유로 5백만 명의 사람들이 매년 사망한다.

@quinet / http://www.flickr.com/photos/quinet/6000373323

중국의 상황을 살펴보자. 중국 역시 물 부족 사태에 있어 예외는 아니며, 현재 물 부족으로 가장 어려움을 겪고 있는 나라 중 하나다. 중국은 매해 지하수의 깊이가 낮아지는 것을 발견하였으며, 이로 인해 농작물이 잘 자라지 않고, 만성적인 물 부족에 시달리기 시작했다. 중국정부 역시 300개의 도시가 물 부족에 시달리고 있다고 인정하였다. 또한 인구 620만 명의 이스라엘의 경우, 물 보존 기술을 많이 개발했지만 물에 대한 수요는 여전히 과잉상태다. 그래서 인접해 있는 요르단과 마찬가지로 신선한 물을 요르단 강에 의존하고 있다.

@sharmili r / http://www.flickr.com/photos/sharmilirakhit/5345084674/


현재에도 세계 인구의 약 40% 정도가 만성적인 물 부족에 시달리고 있는 것으로 알려져 있으며, 특히 2025년에 이르면 기후변화와 인구증가 1인당 물수요 증가로 인해 예상 세계인구 80억 중 절반인 40억 인이 물 부족을 겪게 될 것이라고 한다. 이처럼 심각한 물 부족 사태를 개선할 수 있는 방법은 없는 것일까? 많은 학자들은 하나의 대안으로 과학기술을 제시한다. 환경개선 등 기본적인 문제점을 해결하는 방안이 선행되어야겠지만, 악화일로를 걷고 있는 현재의 상황을 개선할 수 있는 과학기술 역시 중요하다는 것이다. 그리고 그 선봉에는 '해수담수화(海水淡水化)‘가 있다.

해수담수화란 생활용수나 공업용수로 사용할 수 없는 해수에서 염분을 포함한 용해 물질을 제거하여 음용수나 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수(水)처리 과정으로, 많은 나라들이 관련 기술을 개발하여 실제로 시행하고 있는 방법이기도 하다.

해수담수설비 @roplant.org(막여과해수담수화연구센터) / http://www.flickr.com/photos/21182585@N07/2058634656


3면이 바다로 둘러싸인 우리나라의 지형을 고려했을 때 가장 적합한 방법이기도 하며, 무엇보다 담수화 설비는 지구상의 물 중 98%나 되는 해수나 기수를 인류의 생활에 유용하게 쓸 수 있도록 하는 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 바닷물의 담수화 과정이 필요한 이유는 물론 염분의 문제도 있지만 물이 땅 위와 땅 속으로 흐르는 동안 물속에는 무기염류와 다른 물질 등이 용해되기 때문에 이런 물질 역시 걸러내야 하기 때문이다.

해수담수화 방법에는 대표적으로 2가지를 들 수 있다. 하나는 증발식이고, 다른 하나는 삼투압을 역으로 이용한 역삼투법이다.

증발식은 가장 고전적인 방법으로, 해수를 끓여 증발된 수증기를 냉각시켜 증류수를 얻어내는 방법이다. 간단하다는 장점이 있지만 연료를 쓰지 않으면 시간이 오래 걸리고, 주변에서 염수나 오염된 물조차 구할 수 없다면 아예 식수를 구할 방법이 없다는 것이 단점이다. 

역삼투법 원리 @roplant.org / http://www.flickr.com/photos/21182585@N07/3574730241


다음으로 역삼투법을 알기 위해서는 우선 ‘삼투현상’에 대해 알아야 한다.
만약 동일한 양의 저농도 용액과 고농도 용액을 반투과성 분리막으로 차단하면, 시간이 지남에 따라 물은 농도의 평형을 유지하기 위해 저농도에서 고농도 쪽으로 이동하여 고농도 용액의 양은 점점 증가하게 되고, 일정 시간이 지나면 더 이상 고농도 용액의 양이 증가하지 않고 농도는 평형상태에 이르게 된다. 이를 ‘삼투현상’이라고 한다.

그렇다면 해수담수화에 사용되는 ‘역삼투현상’은 무엇일까? 농도의 평형상태에서 고농도 용액에 수압을 가하면 고농도의 용액의 용매인 물은 분리막을 통과하여 저농도 용액 쪽으로 이동하고, 용질은 막을 통과하지 못하게 되는데, 이를 ‘역삼투현상’이라고 한다. 가압된 염수에서 물을 용질과 분리하는 것, 그것이 해수담수화 방법 중 하나인 ‘역삼투법’이다.

올해 여수세계박람회에서 많은 관심을 받았던 해수담수화시설은 역삼투법 처리방식으로 되어 있으며, 박람회장 내 해수를 이용해 하루 12㎥/일을 생산하는데 이는 6,000명 정도가 하루(1인당 하루 식구 사용량 2ℓ기준)를 먹을 수 있는 양이라고 한다.

# 식량부족
과학자들은 몇 십 년 전부터 심각한 문제로 제시되고 있는 아프리카의 식량 문제가 지금까지의 인구 팽창 속도를 감안했을 때 전 세계적인 식량 문제로 확대될 수 있다고 보고 있다.

@Feed My Starving Children (FMSC) / http://www.flickr.com/photos/fmsc/6073007889


그리하여 과학자들은 과학기술로 인구 팽창에 따른 식량 문제를 해결하고자 노력하고 있다. 유엔이 발표한 ‘2008 인구예측보고서 수정판’에 따르면 세계 인구가 올해 68억 명에서 오는 2050년께는 94억 명으로 늘어날 것으로 전망했다. 이에 따라 지구촌의 식량난 심화에 대한 우려의 목소리도 한층 높아지고 있다. 2050년까지 식량 생산량을 지금의 두 배로 늘리지 못하면 21세기형 신(新)기아민의 출현을 배제할 수 없기 때문이다. 영국 일간 가디언은 유엔식량농업기구(FAO)의 자료를 인용하여 2002년 평균 107일이던 세계 식량재고가 올해 74일로 떨어졌다고 전하기도 했다. 이는 1974년 이후 가장 낮은 수치로, 계속되는 가뭄 등 기상 악화가 하나의 요인으로 작용했다.
이러한 식량부족 사태를 막기 위해 해수온실을 이용하여 작물을 재배한다던가, 로봇 농부를 이용한 농사, 센서를 이용한 농장 자동화 시스템 등이 그 해법으로 제시되고 있다.

첫 번째, 로봇을 이용하라

agricultural robotics @striatic / http://www.flickr.com/photos/striatic/245603625


식량부족 문제를 해결하기 위한 대안 중 하나는 생산량 자체를 증가시키는 것이다. 지난 1월 한 매체의 기사에 따르면 동경 농공대학 대학원에서는 지난 2007년부터 농업용 로봇 슈트를 만들고 있다고 한다. 농업용 로봇 슈트(Robot suit)란 사람의 동작을 돕는 로봇으로, 이 로봇을 착용할 경우 농부들의 신체 기능을 높일 수 있다고 이 기사는 밝혔다. 또한 '자동주행 모내기 로봇'은 경사진 곳과 작업 진행 방향을 스스로 예측할 수 있어 스스로 모내기를 할 수 있는 자율주행이 가능하다.

지난 2009년에는 미국 메스추세츠공과대학(MIT) 분산로봇공학연구실의 학부생들이 '농부로봇'을 개발했는데, 이 농부로봇은 물을 주고, 꽃가루받이는 물론 추수까지 할 수 있다고 한다. 흙 속에 설치된 센서와 컴퓨터 통신망이 연결돼 물과 비료 등을 맞춤형으로 공급한다. 이 로봇을 이용할 경우, 적은 인원으로도 다량의 농작물 재배가 가능해질 것으로 보인다.

두 번째, 바이오연료 정책 수정이 필요하다
식량부족 해결 방법의 하나로 떠오르고 있는 바이오연료 정책 수정. 바이오연료와 식량부족은 어떤 관계가 있을까? 바이오 에너지는 원료로 주로 옥수수와 같은 곡물이 사용된다. 미국의 경우, 2009년 미국 옥수수 생산량의 30%가 자동차 연료로 사용되기 위해 에탄올을 제조하는데 사용되었다고 한다. 이는 2006년에 비해 2배나 증가한 수치인데, 이를 위해 다른 작물의 생산량은 적어질 수밖에 없었다고 한다.
미국은 세계 최대 곡물 수출국이었기에, 이러한 미국에서 곡물을 자동차 연료로 소비하면서 수출량이 줄게 되었고, 미국으로부터 곡물을 수입하던 수많은 나라들은 식량난이 생길 수밖에 없었다는 것이다.

@jungmoon / http://www.flickr.com/photos/missmoon/2507318625

또한, 농촌진흥청에서 발표한 보고서에 따르면 용도별 곡물 소비증가율(2012년 대비 2020년) ‘식용(12%)<사료용(17%)<바이오에너지 원료용(40%)’라고 한다. 분명 바이오에너지 사용은 전 세계 식량수급에 영향을 미칠 수밖에 없다.

하지만 미국은 2022년까지 연간 360억 갤런의 바이오연료를 사용한다는 목표를 갖고 있고, EU(유럽연합) 역시 2020년까지 운송연료의 10%를 바이오연료 등으로 충당할 계획을 갖고 있다고 전해져 바이오에너지 사용은 더욱 늘어날 전망이지만, 바이오에너지 사용이 식량난을 가중시킨다는 의견이 대두되면서 바이오에너지 사용 의무화 비율을 낮추어야 한다는 목소리도 나오고 있다.

실제 지난 8월 이명박 대통령은 G20 회원국에 국제 식량위기 해소를 위한 공조를 촉구하는 서한을 발송했는데, 이 중 바이오 연료 정책의 수정에 대한 제안이 들어있다.
(이 대통령이 제안한 5가지의 공조 방안농업생산 증진과 생산성 향상을 위한 노력 배가, 바이오 연료 정책의 수정, 식량 수출제한 조치의 억제, 원자재시장 투명성 제고 및 투기행위 방지를 위한 조치 가속화, 신속대응포럼 등 위기관리회의체 조속 개최 등이다.)

식량부족 문제는 식량 생산량 증가와 불안정한 곡물시장의 안정화 등 다각도의 노력이 필요하다. 그리고 이러한 노력에 대한 전 세계인들의 꾸준한 관심 역시 중요하다. 우리나라는 식량부족 국가가 아니라고 생각하는 사람들이 많지만, 우리나라 역시 식량 자급률이 OECD 국가 중 최하위 수준으로, 수입에 의존하는 곡물이 많다는 것을 기억해야 할 것이다.


참고자료 | 해수담수화 플랜트 사업단
국가환경산업기술정보시스템(
http://www.konetic.or.kr/)

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영화 '페이스 블라인드'를 통해 본 안면인식 장애

@raelga / http://www.flickr.com/photos/raelga/4408707170/

 중절모를 쓴 남자의 얼굴 앞에 연두색 사과 하나가 떠 있는 이 작품은 초현실주의 화가인 르네 마그리트의 대표작 중 하나로 손꼽히는 ‘중절모를 쓴 남자’입니다. 사과가 얼굴의 이목구비를 완전히 가리고 있어서 남자가 누구인지 알 수 없는 이 작품은 안면인식장애의 개념을 완벽하게 표현하고 있습니다. 전문용어로 ‘안면실인증(Prosopagnosia)’이라 불리는 안면인식장애. 우리나라에서는 정확한 수치가 알려지지 않았으나 미국인의 경우 약 2% 정도가 안면인식 문제를 가지고 있다고 보고되고 있습니다.

 지난 6월에 개봉한 영화 ‘페이스 블라인드’는 바로 이 안면인식장애를 겪는 사람의 심리상태와 이를 극복해나가는 과정을 그린 작품으로, 당시 많은 화제를 불러일으켰는데요, 실제 이 영화를 통해 자신이 안면인식장애를 가지고 있는 것이 아닌지 불안해진 사람들이 안면인식장애 테스트를 해 볼 정도였다고 합니다. 

영화의 원제는 ‘Face In the Crowd’로, ‘군중 속의 얼굴’이란 의미를 담고 있습니다. 영화 속 주인공은 불의의 사고로 안면인식장애를 갖게 되고, 이로 인해 군중 속에서 자신을 해치려는 범인의 얼굴을 눈앞에서 알아채지 못합니다. 점차 극도의 공포감에 사로잡히는 영화 속 주인공의 모습은 안면인식 장애 환자들이 겪게 되는 상황을 사실적으로 표현하고 있습니다.

눈을 뜨는 순간 모든 얼굴이 뒤바뀐다!

본격적으로 안면인식장애를 알아보기에 앞서, 뇌의 기억 장치에 대하여 알아봅시다.

뇌에 대해서는 이미 여러 차례 블로그에서 다뤄진 적이 있습니다. 하지만 다시 한 번 뇌의 기억 장치에 대해 상기해보도록 하죠. 우리의 뇌는 정보를 통제하는 곳입니다. 단기 기억은 뇌의 ‘편두엽’이란 곳에 저장되는데, 이때 ‘기억’이란 감각을 느끼는 것과 같다고 보시면 됩니다.

@biologycorner / http://www.flickr.com/photos/40964293@N07/4160835158


예를 들어보죠. ‘바나나’라는 개념의 기억은 바나나의 미각, 촉각, 시각, 청각, 후각 등의 모든 감각이 이를 인지하는 기관을 통과한 후 편두엽에 들어오게 됩니다. 그리고 이렇게 만들어진 신경 회로를 ‘파페츠 회로’라고 부르는 것입니다. 파페츠 회로는 '해마-유두체-시상-대상회-해마방회-해마'로 이어지는 뇌 연합구조를 말하며, 우리가 생활 속에서 필요로 하는 정보들은 이 회로로 들어가 장기기억으로 저장되게 됩니다.  

 ‘처리과정의 장애’, ‘범주화의 장애’라 불리기도 하는 안면인식장애는 시각을 담당하는 좌측 두정엽 손상, 충격으로 인한 두부의 외상, 뇌졸중, 퇴행성 질환의 변화 등 뇌에 직접적인 손상으로 얼굴을 판단하는 영역의 뇌 세포가 사라져 안면인식 기능이 상실되므로 사람의 얼굴을 인식하는 능력이 사라지는 것입니다. 이외에도 정신적 충격이나 유전적 요인으로 인해서도 발생하는 것으로 알려져 있으나 정신적 요인보다는 뇌 손상으로 인한 발생이 더 많다고 합니다.

영화 페이스 블라인드의 한장면


실제 '페이스 블라인드' 속 주인공은 연쇄살인범의 살인 현장을 목격하고 그를 피해 도망치다가 바다로 떨어지면서 머리를 크게 다치고, 그 후 안면인식장애를 갖게 되었었죠.

최근 fMRI 등의 연구로 밝혀진 바로는 측두엽(temporal lobe)의 방추이랑(fusiform gyrus)에 얼굴 정보만을 받아들여 처리하는 영역이 있는데 이곳이 손상될 경우 안면인식장애가 발생한다고 합니다. 물론 이곳에서만 얼굴 정보를 인식하는 것은 아니기에 100% 이곳의 손상이 원인이라고 할 수는 없습니다. 

안타깝게도 안면인식장애는 한번 발생하면 치료가 불가능하여(아직까지 알려진 치료법은 없습니다.) 영구적으로 증상을 겪어야 한다고 합니다. 물론 정신적인 원인으로 발생한 경우에는 심리치료를 통해 개선되기도 한다고 하네요.

영화 '페이스블라인드'의 한장면. 사고 당시 잃어버린 가방을 지하철에서 발견하면서 공포에 휩싸이는 주인공.

 안면인식장애의 가장 큰 고통이라고 한다면, 바로 사람의 얼굴을 알아보지 못하는 데서 오는 두려움일텐데요. 안면인식장애 환자는 감각이나 지능장애, 주의력 결핍, 실어증 등의 증상이 없으며 오직 사람들의 얼굴을 인식하지 못한다고 합니다. 다시 말해, 안면인식장애는 지금 보고 있는 얼굴이 몇 초 뒤에 다른 사람의 얼굴로 보이는 증상으로, 다양한 사람들과 마주하는 현대인들에게는 사회생활에 있어 심각한 지장을 줄 수 있는 장애입니다.

영화 ‘페이스 블라인드’ 주인공의 직업은 초등학교 교사였으나 자신이 가르치던 아이들의 얼굴을 제대로 인식하지 못해 더 이상 아이들을 돌볼 수 없게 되었습니다. 또한 자신의 남자친구나 친한 지인들을 믿지 못하게 되거나 범인이 앞에 있어도 알아보지 못하는 등 정신적으로도 심한 고통을 느끼게 되죠.

영화 '페이스 블라인드'의 한장면. 주인공은 사고 후

이렇듯 안면인식 장애를 가진 사람들은 가족과 친구 등 주변의 가까운 사람들의 얼굴을 제대로 구별하지 못하며 심지어 거울 속 자신의 얼굴조차 자신의 얼굴로 인지하지 못하는 경우도 있습니다. 심한 경우 거울로 자신을 보았을 때 아무것도 보이지 않는다고 느끼기도 한다는데요, 이를 ‘거울현상’이라고 합니다. 

안면인식장애를 겪는 사람들은 주변 사람들을 인식할 때 얼굴이 아닌 특징으로 인식한다고 합니다. 예를 들어 콧수염이 길거나, 특정 헤어스타일, 목소리, 자주하는 몸짓이나 습관 등을 잘 기억한 후 사람들은 인식한다고 하니 오히려 주변을 인식하는 능력은 보통사람들 보다 더 뛰어날 수도 있을 것입니다.

하지만 자신의 얼굴을 알아보지 못하고, 내가 아끼고 사랑하는 이들의 얼굴을 낯설게 느끼는 그 슬픔은 너무나 크지 않을까요? 고칠 수 없기에 더 안타까운 안면인식 장애. 멀지 않은 시간에 치료방법이 나오길 기대해봅니다.

출처 : 임상신경국소진단학(Localization in Clinical Neurology) Third Edition
- Paul W. Brazis, Jaseph C. Masdeu, Jose Biller  -김승민, 선우일남, 이광수, 최경규, 최일생  -도서출판 정담

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국과위, 연구개발 네트워크를 통해 원 아시아를 꿈꾸다
-세계지식포럼 아시아 R&D 네트워크 특별포럼, 그곳에서 어떤 일이?

 제13회 세계지식포럼(World Knowledge Forum)이 10월 9일부터 11일까지 쉐라톤 워커힐 호텔에서 열렸습니다. ‘위대한 도약, 글로벌 위기에 대한 새로운 해법 : 리더십, 윤리성, 창의력 그리고 행복’이라는 주제를 가지고 세계 각 분야의 연사가 모여 다양한 주제로 포럼을 진행했습니다.

 굿가이도 이번 세계지식포럼에 취재를 다녀왔는데요, 왜일까요? 많고 많은 포럼 중 바로 한국에너지기술연구원과 매일경제가 주최하고 국가과학기술위원회가 후원하는 ‘아시아 R&D 네트워크 특별포럼’을 취재하기 위해서였습니다!

‘아시아 R&D 네트워크 특별포럼’은 한국을 포함하여 사우디 아라비아, 쿠웨이트, 베트남, 인도네시아, 태국 등 에너지 및 과학 기술 전문가가 한자리에 모여 아시아 네트워크 활성화 방안, 그리고 에너지 문제와 기술협력에 대해 토론하기 위해 마련된 자리로, 참석을 원하는 사람들에게 사전예약을 받았으며 이날 현장에는 160명 가량의 사람들이 모여 아시아 국가간 에너지 기술 협력과 아시아 R&D 네트워크에 대한 사람들의 관심을 엿볼 수 있었습니다.

 국가과학기술위원회의 김도연 위원장님께서 환영사를 하시는 모습입니다. 김도연 위원장님은 환영사를 통해 이번 포럼이 그린테크놀로지 협력을 통한 아시아의 동반성장을 위해 마련된 자리라고 전하며, 나눔 공동체, 인력 공동체, 연구 공동체를 통한 아시아의 네트워크 협력 구축의 필요성을 강조하셨습니다.

아시아는 더 이상 지구의 변방이 아니라 국제무대의 중심으로 부상하고 있으며, 경제분야 뿐만 아니라 과학기술 분야에서도 전 세계 연구개발 인력의 약 42%를 차지하는 등 아시아의 영향력과 과학기술 역량이 나날이 커지는 지금, 아시아 전체의 지속적인 성장과 환경, 에너지, 기후변화 등과 같은 공동의 문제해결을 위한 유기적인 '아시아 R&D 네트워크'의 필요성이 그 어느때보다 크다고 할 수 있습니다.

환영사가 끝나고, 본격적인 포럼이 시작되었습니다. 아시아 R&D 네트워크 특별포럼은 두 파트로 나뉘어 진행이 되었는데요, 첫 번째 파트는 ‘Green One Asia’를 주제로 하는 토론시간이었습니다.

 신성철 한양대 교수(좌장), 황주호 한국에너지기술연구원 원장(발제), 안남성 한국에너지기술평가원 원장, 나지 무하마드 알 무타이리 쿠웨이트 과학연구소 소장, 세르한 다크타스 터키 리서치센터 에너지연구소장, 술래이만 알야히야 사우디 콰심대학교 공과대학 학장, 오사마 타옙 왕립 압둘아지즈 대학 총장이 참가했습니다.

 먼저 황주호 한국에너지기술연구원 원장의 발제가 진행된 후, 에너지 기술에 관한 아시아 각국의 발표가 이어졌습니다. 첫 번째 세션에 참가한 국가별 패널들은 상호간의 협력 활성화를 통해 녹색 성장을 이뤄나가자고 뜻을 모았습니다.

 패널로 오신 오사마 타옙 사우디 왕립 압둘아지즈대학 총장은 “화석연료가 아닌 태양 에너지를 시작으로 다양한 재생 가능한 에너지원을 통한 연구 및 개발을 하고 있다”며 “이와 연계하여 다른 아시아 국가와의 기술 협력을 강력히 원한다”고 전했습니다. 나지 알 무타이리 쿠웨이트 과학연구소 소장은 “2030년까지 재생 가능 에너지비율을 전체 에너지의 10%까지 늘려 경제성장과 고용창출 등을 함께 꾀할 것”이라고 포부를 밝히기도 했습니다.

 2부에서는 ‘One Asia through R&D Network’을 주제로 동반성장과 공동번영을 위한 아시아 R&D 네트워크의 발전방안을 논의하였습니다.

이번 세션은 장용석 과학기술정책연구원(좌장), 장대환 매경미디어그룹 회장(발제), 인도네시아 연구기술부 구스티 무하메드 하타(Gusti Muhammad Hatta) 장관, 베트남 과학기술부 트란 비엣탄(Tran Viet Thanh) 차관, 태국 과학기술부의 위분 샴슌(Wiboon Shamsheun) 차관, 그리고 말레이시아 총리실 자크리 압둘 하미드(Zakri Abdul Hamid) 과학기술 특별자문관 등이 패널로 참석했습니다.

One Asia through R&D Network’! 이 세션은 '원 아시아 모멘텀'을 중심으로 합니다. '원 아시아 모멘텀'은 아시아가 하나이며, 세계의 미래이고, 아시아 국가 모두가 힘을 합쳐 아시아를 하나로 만들고 노력하자는 의미를 담고 있습니다. 과학기술 분야에서 아시아 국가간의 긴밀한 국제협력은 국가 경쟁력 확보를 위해 필수적이기에 이번 세션을 통해 원 아시아가 갖는 의미와 함께 원 아시아를 형성하기 위해 어떤 노력이 필요한 지 점검하고 토론함으로써 아시아 R&D 협력공동체 마련의 기반을 닦는다는 점에서 큰 의의가 있었습니다.

장대환 매경미디어그룹 회장은 하나의 아시아의 네트워킹 구축에 대해 아시안 혁신평가위원회, 아시아 과학기술 연합대학, 아시아 표준국, 원아시아 특허사무국 등을 만들자는 제안을 했는데, 이 역시 원 아시아 모멘텀의 일환이라고 볼 수 있습니다.

패널로 참가한 인도네시아 연구기술부 구스티 무하메드 하타(Gusti Muhammad Hatta) 장관은 과학에는 국경이 없기 때문에 많은 나라와의 협력을 원한다며 아시아 국가들의 공동 협력 및 회의를 많이 하자는 의견과 함께 그 중심에 한국이 있기를 원한다고 말했습니다.


약 3시간 가량 이어진 포럼에 참여하며 느꼈던 것은 생각보다 아시아의 각 국들이 에너지산업, 특히 재생 가능한 에너지에 관심이 많았고 연구 및 개발 협력을 원하는 목소리가 높았다는 점이었습니다. 우리나라 또한 신재생에너지 산업에 관심이 많은데요, 앞으로는 인도네시아 장관의 바람처럼 우리나라가 중심이 되어 아시아 국가들과의 협력을 통한 발전이 많이 이루어졌으면 좋겠습니다.


 

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2035년 미래세상은?
- ‘도시’, ‘재난·재해현장’ 편 -

#1. 2035년, 도시의 미래 모습은?

#2. 2035년, 재난·재해 현장의 미래 모습은?


출처 : 「제4회 과학기술예측조사」- 생활공간별 일러스트

시점별(2022년, 2035년)․생활공간별(가정, 학교 등) 미래세상의 모습을 그린 일러스트.
※ ‘지하’와 ‘우주’ 생활공간은 2035년 시점에 대해서만 정리.


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과학기술로 일자리 해법을 제시한다
- 국과위, 제2차 「과학기술정책 미래 포럼」 개최 -
 

○ 주제 : 과학기술 기반 일자리 창출방안
○ 일시/장소 : 10.10(수) 14:00~16:00 / 서울 프레스센터 기자회견장
○ 주최/주관 : 국가과학기술위원회[주최] / KISTEP․전국경제인연합회[주관]

국가과학기술위원회(위원장 김도연, 이하 국과위)가 주최하고, 한국과학기술기획평가원과 전국경제인연합회가가 주관하는  「제2차 과학기술정책 미래 포럼」이 10월 10일(수) 오늘 서울 프레스센터 기자회견장에서 개최됩니다.

이번 포럼에서는 ‘과학기술 기반 일자리 창출 방안’이라는 주제로 산․학․연 관계자 150여명이 모여 토론을 진행할 예정인데요, 홍성민 STEPI 인력정책센터장“고용 없는 성장시대, 기술혁신 기반 일자리 창출전략”으로, 이기석 한국창업보육협회 부회장은 “미래 과학기술정책의 방향”으로 주제발표를 하고, 손진훈 충남대 교수, 김도현 국민대 교수, 박인숙 창업진흥원 본부장, 박재민 건국대 교수, 변순천 KISTEP 실장, 진미석 직능원 선임연구위원, 임상혁 전경련 상무, 홍창우 중소기업기술혁신협회 전무 등 각 계 전문가 8명이 패널로 참석합니다.

이번 토론회는 경제규모가 성장함에도 불구하고 일자리는 늘어나지 않는 ‘고용없는 성장’ 시기에 과학기술로 신산업을 창출하고, 기술창업 및 기술혁신을 통한 일자리를 창출하는 방안에 대해 논의할 계획이며 특히, 고용 없는 성장의 원인, 기술혁신활동의 고용창출 현황 및 기술 창업 시의 문제점 등을 진단하고, 고용구조 개선, R&D 투자확대, 기업과의 연계강화, 시스템 개선 등을 통한 R&D 고용창출력 제고 및 성공창업 방안에 대하여 집중적으로 모색할 예정입니다.

또한 이번 토론회에서 논의된 정책방향과 의견들은 국과위가 현재 수립․추진 중인 『제3차 과학기술 기본계획』에 적극 반영할 예정입니다. 

이번 포럼은 당일 현장 참여도 가능하니 많은 참여 바랍니다~

※ 붙임 : 1.「제1차 과학기술정책 미래 포럼」개최 계획 1부.
          2. 발표자료 요약 각 1부.

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백색 소음, 괜찮을까요?

  여러분은 특정 소리가 계속해서 들리는 환경에서 공부할 수 있으신가요? 예를 들면, 음악이 흘러나오는 카페 안이나 독서실에서 들리는 일정한 에어컨 소리 밑에서요. 아주 조용한 환경이어야 집중이 잘 된다는 보통의 생각과 달리, 일정한 소음이 있을 때 집중력이 높아진다고도 하는데요. 집중력을 높일 수 있는 소음을 ‘백색 소음’이라고 합니다.

@scui3asteveo / http://www.flickr.com/photos/scubasteveo/296747958


# 백색 소음, 무엇인가요?

  거의 일정한 주파수 스펙트럼을 가지는 신호로 특정한 청각패턴을 갖지 않고 단지 전체적인 소음레벨로서 받아들이는 소음입니다. 일정한 주파수를 가져, 귀에 쉽게 익숙해지는 백색 소음은 작업에 방해되는 일이 거의 없으며, 오히려 거슬리는 주변 소음을 덮어주는 작용을 합니다. 따라서 백색소음은 ‘의미가 없는 소리’로도 불립니다. ‘컬러소음’처럼 특정 음을 내는 것이 아니기 때문에 의미가 없고, 그래서 의식하지 않으면서 들을 수 있습니다. 결국 소리는 소리지만 의미가 없는 빗소리는 안정감을 주는 동시에 주변의 다른 컬러소음을 차단해주는 효과를 냅니다.

@db0yd13 / http://www.flickr.com/photos/db0yd13/3085020258/

  대표적인 예로, 깊은 밤에 빗소리를 들으면 적막감을 해소해 주면서 주변 소음을 막아줘 더 쉽게 잠들 수 있는 경우가 있습니다. 백색소음에는 주변에서 흔히 접할 수 있는 진공청소기나 사무실의 공기정화장치, 그리고 파도소리, 폭포소리 등도 포함됩니다. 여름날 켜놓는 선풍기나 에어컨도 백색소음이라고 할 수 있어요.


# 백색 소음, 효과가 있을까요?

 백색 소음으로 분류되는 소리들은 주변에서 들어왔던 자연음이기 때문에, 안정감을 느끼고 청각적으로 적막감을 해소하는데 도움을 줍니다. 한국산업 심리학회의 연구에 따르면 백색소음이 집중력 47.7% 향상효과, 기억력 9.6% 향상효과, 스트레스 27.1% 감소효과 및 학습 시간을 13.63% 단축시키는 효과가 있어, 공부하는 학생들에게 도움을 주는 게 사실이라고 합니다.

@buksy4free / http://www.flickr.com/photos/buksy4free/405681381

또한 백색소음은 주변 소음을 중화시켜 차단하고, 심신이 안정될 때 나오는 알파파를 유도하며 알파파가 오랜 시간 지속되도록 돕습니다. 숭실대학교 소리공학연구소 배명진 교수는 “태아 시절에 엄마 뱃속에서 많이 들어 익숙했던 소리들이 백색 소음”이라며, “백색 소음을 들으면 태아 시절의 편안함을 떠올리게 되고, 심리적으로 안정을 찾는 것이 사실”이라고 말합니다. 이를 반박하는 연구 결과가 밝혀지기도 했으나, 공신력을 얻지 못한 실험결과로 판명되어 현재는 백색소음이 이롭다는 의견이 우세하다고 합니다.


# 백색 소음이 실제로 사용되는 경우가 있나요?

  먼저, 음향 분야에서는 백색소음을 이용하여 원치 않는 다른 신호를 마스킹(덮어버림)하는데 사용합니다. 이것을 응용하여 실제 사무실에서 주위 소음을 없애기 위하여 사용합니다. 또한 사람이 방해 받지 않는 편안한 수면을 보장받기 위한 보조음으로 이미 오래 전부터 사용되어 왔습니다.

@leekelleher / http://www.flickr.com/photos/leekelleher/2290435097



  음향작업에 사용하는 것뿐만 아니라, 미국의 경우 ‘Oral Privacy(구두정보보호)’ 보호를 위한 법률을 제정하여, 백색소음을 이용한 제품을 사용하도록 법제화하고 있으며, 모든 정부 기관에서는 기밀보호 차원에서 사용하고 있습니다.
  금융권에서는 고객의 프라이버시 보호와 직원들의 업무수행 능력을 높이기 위하여, 도서관에서는 집중력 향상을 위하여, 병원에서는 환자의 보호 및 안정을 위하여 사용하고 있다고 합니다. 최근 국내에서도 대학을 중심으로 연구가 진행되고 있으며 이와 관련된 제품들이 출시되고 있습니다.


tip) 백색 소음 어플도 출시

최근에는 백색 소음 어플도 출시되어, ‘백색 소음’에 대한 사람들의 관심이 날로 높아진 것을 알 수 있습니다. 이 어플을 통해 청소기 소리나 바람 소리, 물 떨어지는 소리 등을 얻을 수 있다고 합니다. 실제 사람들은 아기를 재우거나 집중이 안될 때 어플을 이용하고 있다고 하는데요. 백색 소음이 자신에게 맞는지 확인해보고 싶으신 분들은 이용해보시기를 추천합니다.


어플, ‘백색 소음은 휴식과 수면’
불면증에 괴로워하는 사람들에게 효과적인 어플.
갈색, 회색, 분홍색, 보라색, 파란색 노이즈 등 6가지 색상의 잡음 소리가 있으며, 이들 백색 소음을 알람소리로 맞추거나 잠자기 전 타이머를 맞출 수 있어 편리하게 이용할 수 있다.

 

 

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가을에 아름다운 단풍이 드는 이유

  어느 덧 더운 여름이 지나고 시원한 가을이 다가왔습니다. 우리의 눈을 즐겁게 해주는 단풍을 볼 수 있는 날도 얼마 남지 않았는데요, 올해 단풍은 지난해 보다 9일이나 빨리 시작되고 있다고 합니다. 이미 설악산에서는 첫 단풍(9/25)이 관측됐다는 소식도 접할 수 있었습니다. 이는 평년보다 2일 이른 관측입니다.

자료출처 : 기상청


보통 첫 단풍은 산 정상에서부터 20% 정도가 단풍이 든 상태를 말하는데, 이렇게 빨리 단풍을 즐길 수 있게 된 것은 설악산 평균 기온이 지난해 보다 1.1도 낮은 20.1도를 기록했기 때문이라고 합니다. 올해 단풍은 지리산과 중부지방에서는 10월 하순에, 남부지방은 10월 하순부터 11월 초순에 찾아올 것이라고 합니다. 벌써부터 아름다운 단풍을 볼 생각을 하니 가슴이 설레는 것 같습니다. 

지리산 계곡의 아름다운 단풍

  이렇게 아름다운 단풍이 드는 이유는 식물 잎 속에 들어 있는 다양한 색소 때문입니다. 봄과 여름에 나뭇잎이 녹색을 띠는 이유는 식물의 잎에 녹색을 띠는 색소인 엽록소가 있어서 그렇습니다. 엽록소는 가장 쉽게 분해되는 성질을 가지고 있지만 햇빛이 강한 계절(봄,여름)에는 일정량 이상의 광합성이 유지되면서 나뭇잎이 녹색을 띌 수 있도록 해 줍니다.

  하지만 나뭇잎에는 엽록소 외에도 안토시아닌(anthocyanin)카로티노이드(carotinoid)라는 색소가 있습니다. 노란색을 띠는 카로티노이드는 광합성이 활발한 계절에는 녹색의 엽록소에 가려져 사람의 눈에 띄지 않고, 붉은 색을 띠는 안토시아닌은 늦은 여름부터 생성되어 잎에 축적되기 시작합니다.

우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 단풍나무

  그러다가 하루의 해가 짧아지고 기온이 낮아지면 식물은 변화합니다. 나뭇잎과 가지사이에 떨켜층이라는 단단한 세포층을 형성하기 시작하는데, 이는 다가오는 겨울을 준비하기 위함입니다. 떨켜층이 만들어지면 뿌리에서 잎으로 공급되던 영양분과 수분이 차단되고, 광합성을 하고 있던 잎도 생성된 영양분을 줄기로 이동하지 못하고 잎 속에 남아 있게 됩니다. 잎은 계속해서 산도가 증가하고, 엽록소는 가장 먼저 분해되기 시작합니다. 나무가 엽록소의 생산을 중지하고, 엽록소가 파괴되기 시작하면 잎은 색을 잃어가기 시작합니다. 그리고 숨어있던 카로티노이드와 안토시아닌이 노란색과 붉은 색으로 발현되어 단풍이 지는 것이죠. 이 둘이 혼합되면 화려한 주황색으로 물들게 되는 것입니다.

  결국 가을의 단풍은 ‘식물의 잎에 함유된 색소들의 분해 시기가 달라서 발생하는 현상’이라고 할 수 있습니다. 그렇게 가을이 깊어지면 노란색의 카로티노이드와 붉은 색을 띠는 안토시아닌조차 분해되고 나뭇잎에는 가장 쉽게 분해되지 않는 갈색의 탄닌(tannin) 색소만 남게 됩니다. 기온이 점점 더 낮아지고 공기가 건조해지면 나뭇잎은 수분이 부족해 나뭇잎을 떨어뜨리며 겨울을 맞이합니다. 
 

지리산 정상에서 촬영한 아름다운 단풍나무


 단풍은 일교차가 크고 서늘한 기온이 빨리 유지되는 곳에서 잘 듭니다. 그래서 일교차가 큰 산악지역이나 강수량이 적은 지역에 예쁜 단풍이 많이 드는 것입니다. 또한 가장 먼저 서늘해지는 산꼭대기에서부터 단풍이 드는 것도 그 때문이지요. 대개 첫 단풍이 들면 산 아래 쪽으로 하루 40km씩, 남쪽으로는 하루 25km씩 남하하는 현상을 보입니다. 첫 단풍이 들고 2주정도 지나면 단풍의 절정기라고 하는데, 산의 80% 정도가 단풍이 들었을 때로 판단하게 됩니다.

출처 : 기상청

올해는 그 어느 해 보다 아름다운 단풍이 기대되는데요. 빨갛게 노랗게 물든 단풍을 보면서 단풍이 드는 과학적 원리에 대해서도 생각해 보는 시간을 가졌으면 좋겠습니다.

(+) 덧붙이기
10월이 되면 단풍을 구경하기 위해 산을 찾는 분들이 많으신데요, 단풍이 되면 항상 나오는 뉴스 중 하나가 바로 등반 안전사고에 대한 것입니다. 몇 가지 안전예방 수칙을 알려드릴 테니 잘 기억해두셨다가 즐겁고 안전한 단풍 구경하시길 바랄게요.

1) 산행은 아침 일찍 시작하여 해지기 한두 시간 전에 마쳐 주세요.
2) 하루 최대 8시간 정도 산행하고, 체력의 30%는 비축합시다.
3) 2인 이상 등산을 하되, 일행 중 가장 약한 사람을 기준으로 산행합시다.
4) 배낭을 잘 꾸리고, 손에는 가급적 물건을 들지 맙시다.
5) 등산화는 발에 잘 맞고 통기성과 방수능력이 좋은 것을 신어주세요
6) 산행 중에는 한꺼번에 너무 많이 먹지 말고, 조금씩 자주 섭취합시다.
7) 길을 잘못 들었을 때는 당황하지 말고 알고 있는 지나온 위치까지 되돌아가서 다시 위치를 확인합시다.
8) 산행 중 길을 잃었을 때에는 계곡을 피하고, 능선으로 올라가야 합니다.
9) 등산화 바닥 전체로 지면을 밟고 안전하게 걸읍시다.
10) 보폭을 너무 넓게 하지 말고 항상 일정한 속도로 걸읍시다.
11) 발 디딜 곳을 잘 살펴 천천히 걸읍시다.
12) 처음 몇 차례는 15~20분 정도 걷고 5분간 휴식하고, 차츰 30분 정도 걷고 5~10분간 휴식한 다음 산행에 적응이 되면 1시간 정도 걷고 10분간씩 규칙적으로 휴식하는 것이 바람직합니다.
13) 산행 중에는 수시로 지형과 지도를 대조하여 현재 위치를 확인하는 것이 좋습니다.
14) 내려갈 때에는 자세를 낮추고 발아래를 잘 살펴 안전하게 디뎌야 합니다.
15) 썩은 나뭇가지, 풀, 불안정한 바위를 손잡이로 사용하지 맙시다.
16) 급경사 등 위험한 곳에서는 보조 자일을 사용하는 것이 좋습니다.

(자료출처 : 소방방재청 / http://www.nema.kr/safe_season/autumn/mountain/mountain06.jsp)

 

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시각과 청각의 미학
아름답고 화려한 불꽃놀이 속 숨은 과학

지난 해, 서울과 부산에서는 세계불꽃축제가 세계인의 관심 속에 성대하게 열렸다. 밤하늘을 화려하게 수놓는 불꽃이 펑, 펑 하는 소리와 함께 형형색색 다양한 모양을 그리며 터지자 사람들의 환호성이 터져 나온다. 커플들에게는 따뜻한 사랑의 불꽃을, 가족들에게는 또 하나의 추억을 선사해주는 불꽃놀이, 그 속에는 어떤 과학이 숨어있을까?

불꽃놀이

화려한 불꽃의 향연

아름답고 화려한 불꽃을 만드는 기본 원리는 화학인데, 화약의 경우 75%의 질산칼륨(KNO3)과 15%의 숯(C3) 그리고 10%의 황(S)으로 만들어진다. 여기서 황은 촉매제로, 낮은 온도에서 연소할 수 있도록 만들어주는 역할을 한다. 황과 숯이 연소되면서 질산칼륨의 산소(O3)를 방출하게 되고, 이 산소가 불에 공급되면 황은 연기 상태로 배출되면서 화약 특유의 냄새를 만드는 것이다. 이러한 화약을 숯의 검은색과 연기가 나온다해서 흑색화약이라 부르는데, 곱게 갈수록 입자의 표면적이 증가하기 때문에 빨리 연소하는 것이 특징이다.


전문가들은 색색의 불꽃을 ‘스타’라고 부른다. 불꽃놀이의 아름다움은 스타들의 다양한 형태와 크기에 있다. 스타의 색깔과 모양은 배합제 속 금속원소의 불꽃반응과 연소반응에 따라 결정된다.



불꽃반응이란 어떤 물질을 겉불꽃 속에 넣었을 때 그 속에 포함된 원소에 따라 독특한 불꽃색을 나타내는 반응을 말하며, 연소반응은 물질이 산소와 결합하여 다른 물질로 변하면서 열과 빛을 내는 현상을 말한다. 배합제 내에 있는 금속원소가 어떤 것이냐에 따라 불꽃의 색이 결정되고 이 배합제가 연소반응을 일으키면서 강렬한 빛을 내며 하늘을 수놓았다가 사라지게 된다.

불꽃의 색깔을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 칼륨(K)은 주황색을 만들고 스트론튬(Sr)은 빨강색, 바륨(Ba)는 녹색, 나트륨(Na)은 노랑색, 구리(Cu)는 파랑색을 만든다. 이때 조금 더 고급스러운 색깔을 내기 위해서는 색을 혼합하는데, 예를 들면 구리와 스트론튬을 혼합하여 보라색을 만드는 식이다. 


                                    
불꽃놀이는 그 시각적 아름다움과 더불어 관객들을 들뜨게 만들고, 흥미를 자극하는 소리를 통해 완성된다고 할 수 있다. 그래서 스타(불꽃)의 제작자들은 불꽃의 크기와 형태뿐만 아니라 제작할 때 소리도 고려해 만든다. 전문가들은 이것을 ‘살루트’라고 부르는데, 만드는 방법은 의외로 간단하다.

먼저 곱게 간 티타늄과 급속히 연소하는 산화제를 혼합하여 ‘플래시 파우더’라는 소리를 증폭하는 가루를 만든다. 이 플래시 파우더는 열과 압력을 증가시켜 소리를 더 크게 만드는 작용을 한다. 또한 알루미늄을 사용하여 지지직거리는 소리를 만들거나 탄피에 구멍을 뚫어 휘파람 소리가 나게 만들기도 한다. 이런 식으로 다양한 소리를 불꽃에 맞도록 제작하여 불꽃이 터질 때 그 현장감과 화려함을 배가 시키는 것이다.

하지만 스타를 가득 채운 불꽃탄은 실수로 떨어뜨릴 경우 마찰의 충격 때문에 폭발할 위험이 있다. 이러한 문제 때문에 안전성을 높이는 연구가 시작되었고, 뉴멕시코 DMD 시스템의 폭약 화학자 마이클 히스키는 탄피 속 색상 물질의 연기를 줄이고 안전성을 높일 수 있는 방법을 만들었다. 이러한 연구 과정 속에서 아질산 셀룰로오스를 사용하여 무연 추진제를 만들어 연기 없는 깔끔한 불꽃을 제조할 수 있게 되었다. 최근에는 수분이 포함된 섬유 가공품들을 이용하여 안전성을 더욱더 높이고 있다.


사람들에게 즐거움과 설렘을 선사하는 불꽃. 그 불꽃 속에 담긴 과학은 계속 진보하고 있다.

2012년도 세계불꽃축제 일정

일시: 2012년 10월 6일 13:00-22:00
장소: 여의도 한강시민공원 (63빌딩 앞)
참가국: 이탈리아, 중국, 미국, 한국 (총 4팀)
불꽃축제 본격 시작 시간 : 19:30~21:30



국가과학기술위원회 블로그 기자 박인환

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우리 생활 속 과학이야기

차세대 액정 디스플레이 개발 가능성 열리다!


경희대학교 최석원 교수
(41세)와 김민준 석사생이 주도한 연구로 고속 응답의 차세대 고성능 액정 디스플레이(LCD) 개발 가능성이 새로운 전환점을 갖게 됐습니다. 영국왕립화학회의 권위 있는 학술지인 ‘Chemical Communications’지 최신호(9월 14일)에 내부 표지논문으로 발표된 이번 연구는 기존의 액정에 비해 넓은 온도범위(25도 이상)에서 매우 안정적으로 발현되며, 기존 액정보다 반응속도도 최대 1000배이고 생산 공정도 단축할 수 있는 3차원 나노구조 액정으로 변환시키는 기술입니다.

Chemical Communications에 실린 내부표지 사진 (자외선 빛에 노출되어 유도된 3차원 나노 구조를 가진 액정상의 현미경 사진 모식도)


      (논문명 : Photoisomerization-induced stable Liquid Crystalline Cubic Blue Phase)

LCD(Liquid Crystal Display)는 액체와 고체의 중간상인 액정의 전기적‧광학적 성질을 이용한 표시소자인데요, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정과 같이 규칙적으로 배열된 것으로, 이 분자배열이 외부전계(電界)에 의해 변하는 광학적 성질을 이용하여 표시소자로 만든 것이 바로 LCD입니다.

1888년 처음 발견된 액정은 1968년 디스플레이에 응용되면서, 현재 스마트폰, 노트북PC, 모니터, TV 등에 다양하게 활용되고 있습니다. 특히 LCD 산업은 우리나라가 세계를 선도하는 주요 산업 기술 중 하나라는 점에서 의미가 깊죠.

최근에는 국내외적으로 LCD산업의 경쟁력을 강화하기 위해, 화질이 더욱 선명하면서도 신속하게 반응하는 LCD를 구현하고자 집중적인 연구가 진행되고 있는데요, 현재 이것을 가능하게 하는 차세대 핵심재료로서 ‘광학 등방 액정재료*’가 주목 받고 있습니다. 그러나 지금까지 이 액정재료는 1~2도 정도의 극히 짧은 온도범위에서만 구현된다는 온도 범위의 제약으로 응용에 있어 단점으로 지적되어 왔습니다. 

 * 광학 등방 액정 : 액정 재료의 분자간의 상관거리가 가시광의 파장보다 작은 액정으로, 이 액정재료가 있으면 별도의 분자정렬 공정과정이 필요 없음

사용된액정재료의분자식


최석원 교수 연구팀은 우선 액정상(液晶相)을 나타내는 굽은 형태 분자 (BC1)에, 광반응성 반응기를 도입한 새로운 형태의 액정 재료 (BC2)를 혼합한 후, Chiral dopant를 혼합계에 도입시켜, 단일 나선구조를 가지는 콜레스테릭 액정상을 발현시키고 365nm의 자외선을 쬐어 기존의 액정을 25도 이상의 넓은 온도 범위에서 별도의 분자정렬 공정 없이 3차원 나노구조 액정으로 변환시키는데 성공하였습니다.

이로써 액정 혼합물에 ‘빛에 의해 분자의 형태가 변하는 분자(광응답성 분자**)’를 혼합한 후, 자외선을 쬐어 분자의 형태를 변화시켜(광이성질체화***), 분자 간에 서로 섞이지 않는 현상(상 분리)을 이용하면, 스스로 별도의 분자정렬 공정이 필요 없는 3차원 나노구조 액정을 만들 수 있다는 사실을 밝혀낸 것입니다.

 ** 광응답성 분자 : 빛에 의해 물성과 기능이 가역적으로 변하는 분자
*** 광이성질체화 : 분자가 빛을 흡수하여 들뜬상태를 거쳐 이성질체화를 일으키는 현상

특히 기존의 연구결과에서는 별도의 분자정렬 공정이 필요 없는 3차원 나노구조 액정으로 변환된 후, 가시광선이나 열처리로 원래의 액정으로 되돌아갔지만, 이번 연구에서는 분자 간에 서로 섞이지 않는 현상(상 분리) 기술을 이용해 원래 상태로 되돌아가지 않고 안정된 상태를 유지한다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있습니다.

3차원적으로 나노 구조를 가지는 액정상의 발현 온도 범위


이번 연구를 주도한 최석원 교수는 “이번 연구를 통해 자발적으로 3차원 나노구조를 갖는 차세대 핵심재료를 개발함에 따라, 국내 디스플레이 분야에서 새로운 경쟁력을 확보하고 차세대 디스플레이 개발에 밑거름이 될 것으로 기대한다”고 연구의의를 전했습니다.

이번 연구에 참여한 연구원의 실험 모습 (현미경을 보고 있는 김민준 석사과정, 왼쪽에 박경원 석사과정, 최석원 교수 및 허성택 박사과정)

놀라운 산업적 파급효과가 기대되는 고속 응답의 차세대 고성능 액정 디스플레이! 이제 그 모습을 보게 될 날도 머지않아 보입니다.

자료 | 교육과학기술부 보도자료

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영화 속 바람을 입는다
웨어러블 컴퓨터

입는 컴퓨터(Wearable PC)가 스마트폰 영화와 만나 4D 극장이 됐다. 용을 타고 나는 장면에선 목줄기로 바람이 지나가고 물에 빠질 때는 팔에 물이 실제로 튄다. 3D 영상에 감각을 끌어올린 4D 효과를 옷 한 벌 입는 것만으로 해결했다.


간단한 조작만으로 4D 효과를 만드는 툴을 이용하면 영화 장면에 맞는 4D 효과를 ‘타이밍’에 맞춰 구현할 수 있다. 영화 파일과 함께 4D 효과 파일을 내려받아 스마트폰에서 재생하면 끝이다. 스마트폰과 옷이 블루투스로 통신하며 옷으로 4D 효과를 전송한다. 옷에는 소형 진동모터, 송풍팬, 물분사기 등이 장착돼 장면에 맞는 4D 효과를 만들어낸다. 맥박을 측정할 수 있는 센서를 장착하면 맥박의 변화를 감지해 사용자가 영화를 보고 얼마나 흥분했는지 파악할 수도 있다.

1. 스피커
음성을 출력한다.
2. 송풍팬
바람 효과를 내기 위해 팬에 블루투스 신호 센서를 넣었다.
3. 물 분사기
영화 장면 중 물이 튈 때 물을 뿜는다.안개 효과도 가능하다.
4. PPG센서
손에 장착돼 맥박 신호를 출력한다.
감정그래프로 변환돼 감상평으로 업로드된다.
5. MCU모듈
스마트폰과 의상의 블루투스 통신을 제어하고 PPG 센서에서 나오는 데이터를 처리한다.
6. 진동모터
영화 장면에서 물리적 충격이 있을 때 진동 효과를 낸다.


웨어러블PC 경진대회 역대 수상작

KAIST 시스템설계응용연구센터가 주관하는‘입는 컴퓨터’ 경진대회가 지난해 말 7번째 수상작을 배출했다. 2010년도 대회에 비해 달라진 점은 두가지. 참가팀이 54개팀에서 96개팀으로 두배 가까이 늘어났다는 점과 모든 수상작들이 스마트폰을 응용했다는 것. 대상 수상작인 ‘옷이포디’는 스마트폰, 컴퓨터 소프트웨어, 블루투스 통신, 다양한 인터페이스 장치를 십분 활용했다.

2005년(손으로 말해요)
입력하는 텍스트를 자연스러운 목소리와 억양으로 출력. 입력장치가 장갑 내부에 부착돼 사용하기 편리한 게 특징.

2006년(운동학습 웨어러블PC)
휴대용 동작 캡처 PC. 동작 녹화를 통해 사용자의 운동량 정보를 PC 매니저 프로그램으로 분석.
운동 극대화 효과.

2007년(Melody-Go-Round)
장갑에 센서를 부착, 블루투스 통신으로 작곡 및 녹음, 재생 등 장갑으로 음악을 연주.
화음이 들어간 반주 기능을 통해 초보자도 쉽게 연주 및 작곡 가능.

2008년(소울 메이트)
시각장애인과 도우미견의 감정 교류를 위한 웨어러블PC.
도우미견의 옷과 시각 장애인의 손목밴드를 무선통신으로 연결.

2009년(익스트림 스키)
게임 요소를 가미한 스키복. 스키를 타면서 친구들과 대화 및 음악 감상 가능.
GPS수신기로 친구들 위치 확인하고 초음파 센서로 주변 사람들과 충돌 위험 경고.

2010년(Movatar)
아바타와 함께 춤을 추는 웨어러블 PC.
각 관절 부분에 센서가 있어 사용자 움직임을 컴퓨터 아바타가 똑같이 따라함.

2011년 (옷이포디)
스마트폰으로 영화를 보면서 블루투스 통신을 통해 진동이나 바람 등 4D 효과를 즐길 수 있는 의류.

글 | 김민수(동아사이언스 기자)
일러스트 | 박장규, 이미지 출처│드림웍스, KAIST
출처 | FOCUS 8월호

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