월리를 찾아라!!(KOFAC 마스터/교과부블로그기자): 9월 2012

2012년 9월 28일 금요일

제1회 과학기술 융합심포지엄 "창의적 인재양성을 위한 심포지엄"

제1회 과학기술 융합심포지엄 "창의적 인재양성을 위한 심포지엄"

일시 : 2012년 10월 13일 토요일 오후 1시
장소 : 고려대학교 자연계캠퍼스 공학관 5층 대강당
(서울 성북구 안암동 5가, 지하철 6호선 안암역 4번 출구)

초대 : 과학에 관심있는 전국 고등학생 250여명
내용 : 물리, 생물, 정보보안, 화학의 융합
신청기간 : 2012년 9월 27일(목) - 10월 10일(수)
신청방법 : (사)한국과학기술나눔포럼 홈페이지 www.kstof.org 에서
참가신청서 파일 다운로드 후 이메일접수 nanum@kstog.org
참가비 : 무료
패널 : 김승환교수(포항공대) - 인간과 소통하는 과학
김빛내리교수(서울대) - RNA로 푸는 유전체 수수께끼
유지범교수(성균관대) - 박막형 화학물 반도체 태양전지
임종인 교수(고려대) - 사이버 보안의 현황과 과제
문의 : (사)한국과학기술나눔포럼 02-3431-3928

2012 동계(9기) 대학생 과학나눔 봉사단 모집 공고

[공고번호] 2012-021

□ 모집 공고문

한국과학창의재단은 2008년 겨울부터 과학체험활동 기회가 적은 지역의 학생들에게 직접 찾아가 과학 지식과 체험을 제공하는 ‘과학나눔 봉사활동’을 추진하고 있습니다.
2013년 1월 중 진행 예정인「2012 동계(9기)대학생 과학나눔 봉사단」의 주인공을 모집하오니 창의적이고 재능 있는 대학생 여러분의 많은 참여 바랍니다.

2012년 9월
한국과학창의재단 이사장

1. 모집 대상
- 전국 대학교 재학생, 전공 무관 (휴학생 및 대학원생 제외)

2. 대상 인원 : 111팀 (동일학교 5~7인 1팀 구성)

3. 활동 내용
- 전국 초등학교를 방문하여 초등학생을 대상으로 과학체험교실 운영

4. 모집 기간 : 2012년 10월 28일(일) 까지

5. 봉사활동 일정
- 2013년 1월 7일(월) ∼ 1월 18일(금) / 해당 기간 중 4박 5일

6. 접수 방법
: pms.kofac.re.kr 접속 → 회원가입 → 봉사단 신청 양식 작성 및 제출물 등록 → 소속대학 담당부서에 출력물 제출
(※ 세부내용 모집요강 참조, 10월 10일경부터 사업관리시스템 접수 가능)

7. 합격 발표 : 재단 홈페이지 공고
- 11월 10일경 예정(발표일은 유동적일 수 있음)

8. 참가 특전
- 각 팀별 ‘봉사활동 지원금’ 210만원 지원
- 봉사활동 학점 인정(해당 대학에 한함)
- 봉사활동 수료증 발급(한국과학창의재단 이사장)

9. 모집 요강 확인
- 한국과학창의재단 홈페이지 (www.kofac.re.kr)
- 한국대학사회봉사협의회 홈페이지 (www.kucss.or.kr)
- 대학생과학나눔봉사단 네이버 카페 (www.cafe.naver.com/scienceplay)
- 대학생과학나눔봉사단 페이스북 (www.facebook.com/scienceplay)

10. 문의
- 대학생 과학나눔 봉사단 운영사무국 : 02-559-3878
※ 기본문의사항은 모집요강을 참조하여주시고 전화문의는 자제 바랍니다.

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문의안내 : 김유림 사원
문의연락처 : 559-3878
문의부서 : 청소년활동지원팀

스마트교육 미래가 보인다

세종시 참샘초에서 스마트교육 시범

교육과학기술부는 올해를 스마트교육 원년으로 삼고 교육과정과 교과서, 교원연수, 인프라와 관련된 5대 과제를 설정해 추진해오고 있다. 스마트교육 모델 연구학교 13개를 운영하고 있으며 120여명의 중앙선도교원과 교과연구회의 활동을 지원하고 있다.

이 계획에 따라 스마트교육 모델 연구학교로 세종시에 있는 참샘초등학교가 지난 27일 수업을 공개하고 스마트교육 활성화를 위한 워크숍을 열었다. 신정균 세종시 교육감을 비롯, 교과부 관계자, 한국교육학술정보원 연구사, 교장(감), 장학사, 교사 등 150여명이 참석했다.

▲ 참샘초등학교는 27일 세종시 교육감 등 교육 관계자들이 참석한 가운데 스마트기기를 활용한 수업을 공개하고 스마트교육 활성화를 위한 워크숍을 열었다. ⓒScienceTimes

워크숍에서 정순원 한국교육학술정보원 스마트기획부장이 스마트교육 활성화 지원 방안에 대해 발표했고, 김현진 한국교원대학교 교수는 교원 역량 강화 방법에 대해 설명했다. 서희석 경남 충무초등학교 교사는 스마트 수업 사례를 공개했다.

"교사주도 모범적 사례 많이 나오고 있다"
정순원 한국교육학술정보원 스마트기획부장은 “스마트교육은 교실수업 방법을 개선하고자 하는데 주목적을 두고 있으며 교원 역량을 강화하기 위한 연수에 중점을 두고 있다”며 “ 스마트 환경 구축을 위한 가이드라인을 연말까지 만들어서 배포할 예정이고 하반기에 학부모를 대상으로 연수를 실시할 계획”이라고 밝혔다.

그는 “스마트교육이 스마트기기를 활용한 교육이고 정부의 Top-Down 방식으로 추진된다고 오해하는 시각이 있다”며 “인프라와 네트워킹을 구축해야만 할 수 있는 것이 아니라 기존의 환경을 활용해 교사가 주도적으로 시도한 모범적인 사례가 많이 나오고 있다”고 말했다.

스마트교육을 시작하는 방법으로 어떠한 과목이 적합한지, 학생들의 호응을 이끌어내는 방법은 무엇인지 묻자 그는 “주로 30대 중후반으로 사회나 과학을 담당하는 선생님이 시작한다. 처음에는 교장선생님도 잘 알지 못하는데 수업이 진행됨에 따라 자연스럽게 옆반까지 전파가 되는 경우가 있다”고 말했다.

김현진 한국교원대학교 교수는 “스마트교육에 적합한 과목의 제한은 없다. 내가 있는 그 자리에서 출발하면 된다. 분명 전 학기에 다 할 수는 없을 것이다. 그렇다면 전략적으로 한 학기에 한 두 번이라도 수업을 할 수 있도록 준비하라. 실천을 통해 사례가 만들어진다”고 말했다.

김 교수는 “현장에서 실제적으로 적용 가능한 교사 역량 중심으로 접근한다. 수업준비, 학습지도, 생활지도 등과 같은 교사의 일상 업무 중에 스마트 역량이 자연스럽게 흡수되도록 하는 것이 중요하다”며 “지금까지 교사는 대부분의 의사결정을 독자적으로 내렸으나 요즘의 추세는 교사 공동체다. 수업 사례와 지식을 개방하고 공유하는 자세가 필요하다”고 강조했다.

서희석 경남 충무초등학교 교사는 “학생들이 스마트기기 조작법은 빠르게 익힐 수 있을지 몰라도 학습적으로 사용하는 방법은 모른다. 바로 이것이 교사가 해결해줘야 하는 부분이다. 기기에 익숙하지 않다고 교사 스스로 콤플렉스를 가질 필요가 없다”고 말했다.

서 교사는 “다른 학교와 화상 수업을 진행한 적이 있다. 엄청난 장비가 필요한 것이 아니라 웹캠만 있으면 된다. 웹캠 하나가 학생들에게는 새로운 경험과 즐거움을 선사했다”고 수업 사례를 발표했다.

이어 SNS를 활용해 글쓰기를 지도한 사례도 공개했다. 그는 “다른 친구들의 의견에 관심이 없던 학생들이 SNS를 활용하면서 친구들의 글을 읽고 평가하고 피드백을 바탕으로 퇴고하는 과정을 거친다”며 “이를 통해 서로 소통하고 생각과 지식을 공유하는 것이 큰 성과”라고 말했다.

원격화상시스템 통해 과천과학관 연결
이날 4학년 학생들의 과학 수업은 원격화상학습실에서 진행됐다. 원격화상학습실은 국내학교는 물론, 외국학교와 원격화상 시스템을 통해 실시간 양방향 수업 및 정보교환이 가능한 공간.

▲ 참샘초 원격화상학습실에서 과학 수업을 받는 4학년 학생들. ⓒScienceTimes

원격화상 시스템을 이용해 국립과천과학관이 연결됐다. 학생들은 국립과천과학관을 직접 방문하지 않고도 연구원의 설명을 듣고 지층과 화석에 대해 배웠고 궁금한 점을 즉각 질문할 수 있었다. 또한 과학관을 방문하면 연구원과 스스럼없이 인사를 나눌 수 있을 만큼 친분도 쌓았다.

수업을 마친 3학년 김태현 학생은 창의체험마당(인터렉티브러그)에서 게임을 즐겼다. 처음 접하는 게임이라 어떻게 하는지 잘 모르겠다고 말하면서도 이것저것 시도해보더니 이내 게임을 즐겼다. 폴짝 폴짝 뛰기도 하고 몸을 웅크렸다가 펼치기도 하는 등의 동작을 반복했는데 흡사 운동과 유사해보였다.

스마트교육이 스마트기기를 활용함에 따라 오락적 요소가 부각돼 우려를 받아온 것이 사실이다. 그러나 단순한 게임도 이미 게임 이상의 기능을 하며 학생들이 이를 적절하게 이용하고 있음을 확인할 수 있었다.

▲ 참샘초 창의체험마당(인터렉티브러그)에서 게임을 즐기는 3학년 학생의 모습 ⓒScienceTimes

권시연 객원기자 | navirara@naver.com

"실패를 통해 성공을 배운다"

나로호 3차발사… 카운터다운(1)

온 국민의 관심이 집중되고 있는 가운데 나로호 3차 발사가 눈 앞으로 다가오고 있다. 이번 발사는 한국이 로켓 발사국으로 세계 10번째 이름을 올리는 것 외에, 선진국 대비 50~60년간 뒤진 우주개발의 역사를 다시 쓸 수 있는 기회가 되고 있다는 점에서 매우 중요한 의미를 담고 있다. 사이언스타임즈가 발사 상황을 현장 취재했다. [편집자 註]

1950년대 말 소련과 미국이 잇따라 우주로켓을 통해 인공위성을 쏘아 올렸다. 이들 로켓들은 고체연료보다 화력이 월등히 강한 이 액체연료를 사용하고 있었으며, 그 기술을 독일에서 차용하고 있었다. 2차 대전 당시 런던을 초토화시킨 'V-2' 로켓이 그것이다.

두 나라가 치열한 경쟁을 벌이고 있는 가운데 1965년 프랑스, 1970년 일본과 중국, 1971년 영국, 1980년 인도, 1988년 이스라엘, 2009년 이란이 로켓을 통해 인공위성을 우주에 쏘아 올렸다. 지금까지 인공위성을 실은 로켓발사에 성공한 나라는 모두 9개국.

▲ 지난 22일 진행한 나로호 상단 부분(2단) 조립 장면. 러시아에서 들어온 1단 부분은 오는 10월 3일과 4일 양일 간 조립작업을 수행할 예정이다. ⓒ한국항공우주연구원

그리고 지금 한국이 10번째 나라가 되기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 교육과학기술부는 지난 11일 "오는 10월 26일에서 31일 사이 나로호 3차 발사를 추진키로 했다"고 밝혔다.

로켓 발사는 한국 우주개발의 한 과정
지난 2009년 8월 25일 '나로호 1호', 2010년 6월 10일 '나로호 2호' 발사가 실패로 돌아간 이후 2년 3개월여 만의 일이다. 오래 기다린 만큼 나로호 발사에 대한 국민의 관심도 높아지고 있다.

기자와 만난 김승조 한국항공우주연구원장은 "이번 '나로호 3호'의 발사가 한국 우주개발 역사의 디딤돌이 될 것"이라고 말했다. 한 국가가 우주개발을 하기 위해서는 지금 한국과 같은 과정을 거쳐야 한다는 것.

▲ 한국항공우주연구원 김승조 원장. 10월말 나로호 발사를 앞두고 현재 진행하고 있는 준비과정을 설명하고 있다. ⓒScienceTimes

김 원장은 나로호 발사에 상징적인 의미를 부여했다. 세계에 한국이 능력 있는 우주개발국가임을 널리 알리고, 또 한국인 모두에게는 '우리도 할 수 있다'는 자신감을 심어주는 중요한 계기가 될 수 있다고 말했다.

현재 한국과 러시아 기술진은 준비 과정에서 발사성공 가능성을 최우선적으로 고려하고 있는 것으로 전해졌다. 김 원장은 "엄격한 준비를 통해 모든 과정을 차질없이 준비하고 있다"고 말했다.

발사를 한 달 정도 남겨둔 지금, 나로우주센터 발사대는 모든 점검이 끝난 상태다. 모든 발사과정은 1, 2차 발사 때와 같다. 로켓 가장 아래쪽에 길이 25m의 1단 액체연료 로켓이 있고, 그 안에 연료와 산소가 채워져 있다.

그 위에 우주로 올라가는 역할을 맡은 2단 고체연료 로켓이 있다. 그리고 그 위에 페어링으로 덮은 나로과학위성이 있다. 이번에 만든 로켓에는 지난 2차 발사 때 내부폭발로 문제가 된 2단 로켓 안의 비상 폭발장치를 사용하지 않았다. 오작동을 방지하기 위해서다.

나로호는 지난 22일 상단 부분인 2단 조립을 마친 상태다. 러시아에서 들어온 1단도 점검을 마쳤는데, 앞으로 남은 일은 상단(2단)을 1단과 결합하는 일이다. 오는 10월 3일과 4일 양일 간 이 작업을 수행할 계획이다.

가장 중요한 일은 기술을 축적하는 일
지금과 같은 일정으로 준비가 진행된다면, 오는 10월 26일 나로호 발사가 가능하다. 그러나 발사 당시 기상상황 등을 고려해야 한다. 기상이 악화될 경우 발사를 수일 간 연기할 수도 있다. 또 다른 변수도 있다. 기술외적인 변수다.

지난 2009년 나로호 1차 발사예정일은 8월 11일이었으나, 실제 발사일은 8월 25일로 14일이나 늦어졌다. 러시아 내에 기술보호 여론이 형성돼 비준이 늦어졌기 때문이다. 또 계약을 맺은 흐루니체프사의 나로우주센터 공사에 차질에 생겨 발사일을 더 연기해야 했다.

김 원장은 3차 나로호 발사과정에 큰 의미를 두고 있다. 오랜 기간을 통해 한국 기술진이 중요한 우주개발 경험을 쌓고 있다는 것이다. 실패에도 큰 의미를 두었다.

"실패로 인해 로켓 제작에서 조립, 발사, 관제, 그리고 사고조사까지 모든 과정을 되짚어 보면서 우리나라로서는 처음 해보는 로켓기술에 대한 세부적인 내용들을 점검할 수 있었다"고 말했다.

또 "실패를 조사하는 과정에서도 많은 것을 배울 수 있었다"고 말했다. 조사 과정 속에서 많은 기술적인 문제들을 점검하고 또한 많은 기술발전을 도모할 수 있다는 것.

김 원장은 "한국의 우주개발이 선진국과 비교해 50~60년 뒤져 있다"고 말했다. "그런 만큼 모든 과정이 우주개발을 위해 꼭 필요한 경험들을 축적하는 과정이 될 수 있다"며 "이번 나로호 발사를 진행하는 과정에 지나친 부담을 가질 필요는 없다"고 말했다.

"중요한 것은 한국형 발사체로 아리랑 위성과 같은 무거운 인공위성을 띄울 수 있는 로켓을 개발할 때까지 충분한 기술을 축적하는 일"이라며, 현재 진행하고 있는 우주계획이 목표하고 있는 지점에 도달할 수 있도록 국민적 관심을 가져줄 것을 부탁했다.(계속)

대전= 이강봉 객원편집위원 | aacc409@naver.com

2012년 9월 27일 목요일

제5회 과학토요토크 (광주/호남지역) 참가 접수 안내

제5회 과학토요토크 (광주/호남지역) 참가 접수 안내

우리재단이 주관하고 교육과학기술부 주최로 청소년과 과학기술자와의 만남을 통해 과학기술에 대한 올바른 이해와 과학기술인의 꿈을키울 수 있도록 과학창의앰배서더와 함께하는 제5회 과학토요토크 (광주/호남지역) 참가 접수 안내 하오니 참여 신청하여 주세요.

1. 행사개요

○ 주제 : 과학 나눔 창의 세상 : 과학과 HEALING
○ 일시 : 2012년 11월 17일(토) 14시-16시

○ 대상 : 초(5-6학년)·중, 고 학생, 교사 등 500여명

○ 장소 : KT 광주정보통신센터 3층 대강당 (광주시 동구 서석동 31-9 : 약도 별첨)

○ 주최 : 교육과학기술부

○ 주관 : 한국과학창의재단

○ 후원 : 광주광역시교육청 / 동신대학교 / YTN 사이언스TV (취재 방영)

2. 참가자등록 안내

○ 신청기간 : 2012년 10월15일 ∼ 11월15일 (선착순 500명 마감, 참가비 무료)

○ 신청방법 : 과학창의앰배서더 홈페이지(http://www.kofac.re.kr/ambassador/)에서 신청

○ 신청대상 : 초 (5-6학년)‧중‧고 ‧대학생 및 학부모, 교사 일반인등

○ 참가자 등록시 각각 강연자에게 질문 사항을 기입 하여 주세요.

○ 행사당일 2012년 11월 17일(토) 13시50분까지 입실완료 ( YTN 사이언스TV 녹화방영)

과학기술 분야 성별 소득격차 적어

제46회 과총포럼 개최

“글로벌 경기 불황이 지속되면서 불황의 터널을 뚫고 나가는 출구전략과 미래로 향하는 입구전략을 동시해 마련해야 합니다. 이를 해결할 수 있는 방법은 두 전략의 공통 핵심 키워드인 ‘여성의 부가가치화’입니다. 여성의 가치를 높여주고, 가치가 높아진 여성들이 사회에 기여할 수 있도록 여성 인력의 육성과 활용이 절실히 필요한 시점입니다”

지난 26일 서울 한국과학기술회관에서 ‘여성 가치창조 사회로 가는 길-과학기술과 여성’이라는 주제로 열린 ‘제46회 한국과학기술단체총연합회(회장 박상대, 이하 과총) 포럼’에서 곽재원 한양대학교 석좌교수는 여성 과학기술 인력의 필요성을 강조하며 이와 같이 말했다.

지속적인 경제성장을 위해 고급 과학기술 인력에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히 우수 여성 과학기술 인력을 적극 유입해 활용하는 문제가 시급한 정책 현안으로 제기되고 있다. 이번 포럼은 이런 현실을 반영해 과총이 여성 과학기술인 지원정책 현황을 소개하고, 체계적이며 종합적인 여성 과학 인력 육성정책 방향 및 대안을 모색하기 위해 자리를 마련한 것.

▲ 26일 서울 한국과학기술회관에서 열린 ‘한국과학기술단체총연합회 포럼’에서 여성 과학기술 인력의 육성과 활용 방안에 대한 논의가 이뤄졌다. ⓒ한국과학기술단체총연합회

유명희 대통령실 미래전략기획관의 축사와 이상목 과총 사무총장의 환영사로 시작된 이날 포럼은 곽재원 한양대 석좌교수의 주제발표가 있었고, 권대봉 고려대학교 교수가 좌장을 맡아 지정토론을 진행했다.

패널로 민철구 과학기술정책연구원 선임연구위원, 박재민 건국대 교수, 이석봉 대덕넷 대표, 이혜숙 한국여성과학기술인지원센터 소장, 한선화 KISTI 선임연구부장이 참석했다.

성별 소득 격차에 주목
곽 교수는 “여성계가 지금까지 많은 전략을 펴왔지만 시각을 달리해 미국이나 유럽에서는 어떠한 전략을 수립하고 있는지를 살펴봄으로써 우리나라에 시사점을 얻고자 한다”고 말하며 주제발표를 시작했다.

곽 교수는 주요국의 기업 내 임원 비율, 여성오너 개인기업 비율, 영유아를 가진 유럽 여성의 고 취업률, 주요국 출산율 등의 수치를 근거로 제시하며 여성의 사회활동 현황에 대해 설명했다. 이어 여성 노동력 비중, 여성 연평균 수입, 대졸 남녀 간 직업 선택의 차이, 직업 진출분야의 차이와 소득비교, 여성 연구자 비율 등의 데이터를 근거로 성별 소득 격차를 문제점으로 지적했다.

그동안 여성관련 정책이 성 평등과 여성 차별제도 철폐 위주로 진행돼 왔다면, 최근에는 남녀 간 소득 격차 해소에 주목하고 있다. 여성 사회진출의 양적 증가는 고무적인 일이지만, 이제는 질적 성장 즉 고부가 가치가 발현되는 직업 분야로의 진출을 모색해야 할 시점이라는 것. 주목할 분야가 바로 과학기술, 공학, 엔지니어링 등이다.

▲ 과학·공학 분야의 여성인력 비중 추이. 여성 과학자·공학자는 사회과학(53%), 생명·의학(51%)에 상대적으로 많이 몰려있으며, 컴퓨터·수학(26%), 공학(13%)에는 남성에 비해 집중도가 낮음 (출처: 미국과학재단(NSF) ‘Science and Engineering Indicators 2012’)

곽 교수는 “총 인구 대비 노동력 인구를 살펴보면 ‘노동력 률’을 구할 수 있고, 노동력 인구 대비 총 부가가치 액을 알아보면 ‘생산성’이 나온다”며 “여성의 노동력 률 유지와 생산성 향상이 관건”이라고 강조했다.

또한 그는 “여성가치창조와 고복지사회는 매우 연관성이 높다”며 “복지 서비스직을 늘리면 여성이 일하게 되고 이것은 가계 수입 증대로 이어져 궁극적으로 세수 확보에 도움이 된다. 또한 일과 생활의 밸런스를 넘어 시너지까지 창출할 수 있다”고 말했다.

여성 과학기술자의 활력을 통한 경제 활성화를 위한 제언으로 정책과 방침 결정과정에 여성 참여 확대, 여성 중심의 공모형 연구개발사업 확대, 중·고생의 이공계분야 진로선택 지원 등을 언급했다.

여성의 취업률보다 승진비율 중요

여성 과학기술자를 육성하고 지원하기 위한 정책은 2000년부터 본격화돼, 2002년에는 ‘여성 과학기술인 육성 및 지원에 관한 법률’이 제정됐다. 이혜숙 한국여성과학기술인지원센터 소장은 “10년을 돌아보고 미래를 준비할 수 있는 적기인 것 같다. 과학기술인은 타고나는 것이 아니라 길러지는 것이다”며 여성이 리더십을 갖출 것을 주문했다.

▲ OECD 주요국가의 여성경제활동참가율(15~64세) (출처: 여성정책연구원 연구보고서 '경력단절의 임금손실 추정')

민 연구원 역시 “이제는 여성의 취업률보다는 승진비율에 주목할 때이고, 사회 참여비율보다는 오피니언 리더비율을 눈 여겨 봐야 한다”고 밝혔다. 덧붙여 이석봉 대덕넷 대표는 여성의 사회적 책임을, 박재만 건국대 교수는 커리어 단절을 극복할 수 있는 별도의 커리어 완성과 승진을 위한 교육 시스템을 지원해야 한다고 강조했다.

한선화 연구부장은 여성 문제에 대한 남성의 참여가 확대돼야 한다고 주장했다. 남성의 참여로 문화와 제도를 바꿔 남성이 ‘우리는 여성을 원해요’라고 말할 수 있는 분위기를 만들어야 한다는 것. 그는 “여성을 주제로 한 많은 학술 행사에 참여했지만 오늘과 같이 남성이 좌장이고, 토론자인 모임은 처음이다. 이런 시도가 중요하고 필요하다”고 말했다.

한국과학기술단체총연합회는 500만 과학기술인을 대변하는 과학기술단체 대표기관이다. 지난 45년간 축적해 온 역량을 기반으로 과학기술인의 권익신장을 도모하고, 그 역량을 다시 결집해 국가발전과 국격 제고에 헌신하겠다는 설립목적을 갖고 있다.

권시연 객원기자 | navirara@naver.com

비만의 예방과 치료… 두 마리 토끼를 잡다

[인터뷰] 한국한의학연구원 김정현 박사

21세기를 살고 있는 현대인들이라면 누구나 관심을 가질 만한 다이어트. 최근에는 고지방·고열량 음식이 증가하면서 비만으로 치닫는 인구도 점점 증가하고 있다. 국민건강보험공단이 국내 비만인구를 분석한 결과, 건강 검진을 받은 국민 3명 중 1명꼴로 비만 판정을 받은 것으로 나타나, 더 이상 한국도 살과의 전쟁에서 자유로울 수 없음을 암시했다.

더불어 심미적 기능이 강조되면서 다이어트는 대부분의 사람들에게 평생 숙원이 됐다. 때문에 TV 홈쇼핑이나 시중 약국에서도 다이어트 제품의 판매량이 꾸준히 증가하고 있지만, 뉴스에서 보도되는 다이어트 약으로 인한 부작용에 사람들은 내심 불안하다.

이런 가운데 천연 한약재를 이용, 부작용이 발생하지 않는 비만치료 물질이 국내 연구진에 의해 개발돼, 기술이전을 앞두고 있어 눈길을 끌고 있다. 한국한의학연구원 김진숙 박사팀이 마디풀과(科)에 속하는 다년생 한약재에서 추출한 한약기반 치료물질(POCUb)로 동물 실험을 한 결과, 지방 축적을 예방하고 체내에 축적된 지방까지 분해를 유도하는 기술을 개발한 것이다. 전임상 독성실험을 모두 거쳐 안전성을 확인한 것으로 나타났다.

지방은 분해하되 부작용은 ‘제로’
김진숙 박사팀이 연구개발한 비만치료 물질은 크게 두 가지 기능을 한다고 볼 수 있다. 먼저 지방의 소화와 흡수를 억제한 ‘비만 예방’과 이미 축적된 지방을 분해하는 ‘비만 치료’가 그것이다. 기존에 상용되던 약물의 경우 비만 예방에 초점이 맞춰져 있던 것에 비하면 이번 연구결과는 매우 차별적이라고 말할 수 있다.

▲ 김정현 한국한의학연구원 박사 ⓒ황정은

비만은 결국 몸 안의 균형이 깨진 상태를 말한다. 사람의 몸은 에너지를 축적하고, 축적된 에너지를 소비하면서 균형을 맞춰야 하는데, 공급되는 에너지가 넘쳐나고 소비되는 에너지가 적어 결국 한 쪽의 균형이 깨지면 비만이 되는 것이다. 특히 현대인의 경우 고열량의 음식 섭취는 증가했으나 운동량은 부족하기 때문에 비만 인구가 더욱 증가하고 있다.

실질적으로 연구를 맡은 한국한의학연구원 김정현 박사는 “몸의 균형을 맞추는 방법에는 다양한 기전이 있다. 가장 쉽게는 에너지 공급을 줄이는 것이다. 방법은 매우 다양한데, 음식 섭취를 적게 할 수 있으며 약물로 신경계를 자극해 섭취되는 음식의 양을 조절할 수도 있다”며 “이번 우리 연구팀의 연구결과는 섭취하는 음식의 양은 그대로 하되, 지방이 흡수되지 않도록 하는 것”이라고 전했다.

일반적으로 우리가 섭취하는 음식에 포함된 지방은 사이즈가 크기 때문에 장에서 바로 흡수되지 않는다. 작은 크기로 분해된 후 흡수를 통해 체내에 축적되는 것이다. 연구팀은 이러한 지방의 소화 과정에 집중했다. 소화 과정에 관여하는 효소는 바로 췌장지방분해효소로, 지방세포를 잘게 쪼개 몸에 흡수되도록 하는 주요인이다. 연구팀은 이 과정을 차단, 즉 췌장지방세포의 활성을 통해 몸에서의 지방 흡수를 줄이는 방법을 택했다.

“췌장지방분해효소의 작용으로 인해 지방이 잘게 쪼개져 몸에 흡수되는데 본 연구는 췌장지방분해효소의 활성을 억제해 그 과정을 차단하게 된다. 그 결과 지방을 아무리 섭취해도 흡수가 안 된 채 배설물과 함께 체외로 빠져나가게 되고 에너지 균형이 맞게 된다. 살이 찌는 것도 예방될뿐더러 여기서 에너지 소비를 늘릴 경우에는 자연스럽게 살이 빠지는 결과도 얻게 된다.”

약물의 효과는 지방의 흡수를 억제해 비만을 예방하는 효과에만 머물지 않고, 이미 축적된 지방까지 분해하는 데도 효능을 보이고 있다. 이는 실제적으로 많은 사람들이 이미 찐 살을 빼려고 한다는 점을 생각할 때 매우 중요한 요인이라고 할 수 있다. 축적된 지방을 분해하는 데는 지방 분해 세포의 신호 조절과 관련 있는 효소인 포스포디에스테라아제(phosphodiesterase)의 활성을 억제함으로써 효과를 얻었다.

이처럼 비만의 예방과 치료라는, 두 가지 기능을 갖고 있는 제품이 시중에 판매되고 있지 않다는 점에서 김 박사는 이 약물이 매우 기대되는 장점을 갖고 있다고 전했다.

그러나 아무리 효능이 좋다 해도 부작용을 동반하면 그림의 떡이다. 실제로 국내에 시판되고 있는 다수의 다이어트 약품이 우울증 등의 부작용을 동반하는 경우가 많다. 이는 신경계를 자극해 식욕을 감소시키는 방법으로 접근한 약물이 갖고 있는 필연적 결과이기도 하다.

이러한 부작용을 인식한 연구팀은 최대한 뇌의 신경계는 건드리지 않는 차원에서 접근을 시도했다. 배고픔을 장시간 느끼면 스트레스를 받게 되고, 더 나아가 우울증을 동반하는 만큼 음식 섭취는 그대로 하되 장내 흡수를 억제하는 방법을 사용한 것이다.

실제로 비만을 치료하는 기전은 약 네 가지를 들 수 있다. 먼저 식욕을 억제하거나 포만감을 유도한다. 또한 실제로 운동을 안 했지만 신체가 약물을 통해 운동한 것처럼 착각하게 하는, 즉 약물로서 인위적으로 대사량을 증가시킬 수 있고 지방흡수 자체를 억제할 수도 있다. 연구팀은 이 중 가장 마지막 방법인, 지방흡수를 억제하는 약물을 개발했다.

최대 61% 체중 증가 억제

연구 방법은 총 1천여 가지의 약물을 일일이 검토하는 방식으로 시작됐다. 한의학연구원에서 보유하고 있는 1천여 종의 한약재로부터 성인병 질환을 연구하면서 시작된 과제인 만큼 총 3차 스크리닝(screening)을 거쳐 1천여 가지의 약재를 3~4가지의 약재후보로 간추리는 데까지 1년이 걸렸다.

▲ 지방세포 내 신호전달 과정. 지방세포네 포스포디에스터라아제(PDE)의 활성이 억제되고, 아데노신1인산 의존 단백질 인산화효소가 활성화 되면 지방의 분해가 촉진되어 체중이 감소한다. ⓒ한국한의학연구원

김 박사는 “1차적으로 시험관 내에서 돼지 췌장에서 분리한 췌장지방분해효소와 이 약재를 혼합한 후 췌장지방분해효소의 활성이 떨어지는지를 확인했고, 지방 흡수 억제만으로 효과가 충분치 않을 수 있어 2차적으로 이미 축적된 지방세포 분해를 유도하기 위해 포스포디에스테라아제 효소의 활성을 억제하는 효능을 재검증했다”며 “최종적인 3차 스크리닝에서는 실험용 쥐에 지방에멀젼(ex. 콩기름)과 약물을 혼합 투여해 혈액 내 흡수되는 지방성분(중성지방)의 양을 실시간으로 모니터링, 이 약물이 실제 지방흡수를 억제하는 것을 확인해 최종 동물실험에 들어갈 수 있었다”고 전했다.

그렇다면 해당 약물은 과연 비만 치료에 어느 정도의 효능을 지닌 것일까. 이에 대해 김 박사는 동물실험에서 나온 수치를 바탕으로 한 결과, 비만 예방의 경우 최대 61%의 체중 증가가 억제되고 비만 치료의 경우 최대 84%의 체중이 감소한 것을 알 수 있다고 언급했다.

이러한 수치는 체지방 수치가 아닌 체중을 기준으로 한 자료로, 그 효과는 매우 크다고 할 수 있다. 본 약물의 효능을 살펴보기 위해 연구팀에서 실시한 실험은 총 두 가지다. 바로 예방과 치료실험이다.

예방실험의 경우 체중이 같은 쥐를 대상으로 했으며 정상 사료를 투여한 음성대조군과 정상 쥐에 고지방사료로 비만을 유도한 비만유도군, 다른 농도로 약물을 투여한 3가지 실험군 등 총 5개 군에 실험을 실시했다. 총 10주간 연구팀이 발견한 약물과 사료를 혼합해 쥐에 사료를 통해 투입하는 방법으로 진행됐다.

그 결과 농도를 짙게 한 약물이 혼합된 사료를 섭취한 쥐의 경우 고농도 섭취 실험군의 경우 61%만큼 체중이 늘지 않아 최대 61% 체중증가가 억제되는 것을 확인할 수 있었다.

비만치료 실험의 경우 정상사료를 투여한 음성대조군과 정상체중 대비 2배 이상의 고도비만을 갖고 있는 고도비만군, 2가지 다른 농도의 약물을 투여한 실험군 2가지 등 총 4개 군에 실험을 실시, 총 7주간 약물을 사료와 혼합해 섭취케 하는 방식으로 이뤄졌다.

그 결과 약물을 섭취한 쥐의 경우 실험 1주일 만에 체중의 약 15%가 감소했으며 실험 종료일인 7주 후에는 84%까지 체중이 빠진 것으로 나타났다. 이러한 실험을 위해 연구팀은 약 17주에 걸쳐 쥐를 비만 상태로 만들고, 7주의 실험을 거치는 등 상당한 기간을 들이기도 했다.

한편 한약재료를 사용한 약품을 제작할 때 가장 큰 난점은 과학적 검증에 대한 문제다. 일반적으로 약재를 사용해 약품으로 취급할 때는 과거의 용례를 따르는 경우가 대부분이기에 과연 과학적으로 정확하게 검증된 약효와 안전성이 있는지, 충분한 설명이 부족했던 것이다.

김진숙 박사팀에 따르면 이번 연구 결과는 지난 1년간 전임상 독성시험을 통해 과학적인 과정을 모두 거쳤다. 김 박사는 "본래 3년의 연구비를 지원받기로 돼 있었지만, 우수한 성과를 인정받아 상용화를 위한 연구비를 1년 더 지원받게 돼, 전임상 독성시험까지 진행할 수 있었다"면서 이번 연구의 과학적 검증을 자신했다.

황정은 객원기자 | hjuun@naver.com

한가위 보름달이 더 크게 보이는 이유

추석에 숨겨져 있는 과학이야기

민족 대명절, 추석 연휴가 이번 주말부터 시작된다. '더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라'라는 말이 있을 정도로, 추석이 사람들에게 주는 의미는 크다. 예부터 아무리 가난하고 어렵게 사는 사람도 함께 음식을 나누어 먹으며 즐겁게 보냈기에 이런 말이 생겨났다. 또한 1년 동안 지은 농사를 수확하고, 그 수확물을 가족과 함께 나누어 먹으면서 1년을 정리하는 시기이기도 하다.

사실 추석이 언제부터 시작됐는지 정확하게 알려지지는 않았지만, 중국이나 신라시대에 있었던 것으로 보아 그 이전에도 있었을 것이라고 추측하고 있다. 추석은 '한가위'라고도 하는데, 이는 '크다' 라는 뜻의 '한'자와 '가운데'라는 뜻의 '가위'가 합쳐진 말이다.

▲ 추석은 1년의 농사를 마무리 짓는 시기이자, 다음해 농사의 풍년을 기원하는 시기이기도 하다. 이러한 추석에 뜨는 보름달은 예로부터 단순한 '만월' 그 이상의 의미를 가지고 있다고 봐도 무방하다. ⓒScienceTimes

추석하면 생각나는 음식, 송편

추석에는 추석빔을 입고 햅쌀로 빚은 송편과 여러 가지 햇과일, 토란국 등의 음식을 장만하여 추수를 감사하는 차례를 지내는 것이 오랜 풍습이다. 또한 맛있는 음식을 가족, 이웃과 함께 나눠 먹으면서 즐거운 하루를 보내는 것도 하나의 풍습이라고 할 수 있다.

추석하면 생각나는 가장 대표적인 음식은 바로 '송편'이다. 송편은 떡의 한 종류로 추석 때 햇곡식으로 빚는 명절떡이다. 가장 먼저 수확한 햅쌀로 빚은 이른바 '오려송편'은 차례상을 차릴 때나 산소에 바치며, 송편의 종류는 색별로 다르고 속에 넣는 소와 떡의 모양도 지역별로 다르다.

송편을 찌는 방법도 다양하다. 대부분은 찜기에 면을 깔고 찌는데, 예전에는 솔잎을 깔고 쪘다. 지금도 종종 솔잎을 깔고 찌는 사람도 있지만, 솔잎을 구하기 어려워 대부분은 그냥 찌는 편이다. 송편을 찔 때, 솔잎을 까는 이유는 무엇일까?

솔입으로 향과 항균 효과를 한번에
송편을 찔 때 솔잎을 넣는 일차적인 이유는 솔잎 향이 송편에 배게 하기 위해서다. 솔잎향은 원래 악취를 없애고 해로운 균들이 접근하는 것을 막아 주위 환경을 청결하게 하기 위해 사용되기 시작했다. 다른 어떤 향보다 솔잎에서 나는 향이 탁월한 살균 작용을 하기 때문이다.

한국식품과학회에서 발간한 식품과학기술대사전에 의하면 솔잎은 구황식의 대표적인 것의 하나로 밝혀져 있다. 조선조 현종 때 이미 솔잎에 쌀가루를 섞어 죽을 끓여 먹었다는 기록이 있기 때문이다. 솔잎은 병에 저향력을 생기게 하고, 느릅나무 껍질과 함께 곡식가루에 섞어 먹으면 위와 장을 튼튼하게 한다는 보고도 있다. 또한 동의보감에서도 뼈마디가 저리고 아픈 질환 등을 다스리며, 오장육부를 편하게 한다고 적혀 있기도 하다.

솔잎을 까는 이유는 또 있다. 바로 솔잎이 가진 항균 효과를 이용하기 위해서이다. 식물은 다른 미생물로부터 자기 몸을 방어하기 위해 여러 가지 살균 물질을 발산한다. 발산하는 이 살균 물질을 과학적인 용어로는 '피톤치드'라고 하는데, 이 피톤치드는 공기 중의 세균이나 곰팡이를 죽이고 해초와 잡초 등의 식물이 침해하는 것을 방지한다. 또한, 인간에게 해로운 병원균^*을 없애기도 한다.

스트레스 해소와 마음의 평안을 주는 피톤치드
피톤치드는 1937년 현 상트페테르부르트 대학의 전신인 러시아 레닌그라드 대학의 생화학자인 토킨(Boris P. Tokin)이 처음 제안한 개념으로, 희랍어로 '식물의'라는 뜻의 'phyton'과 '죽이다'라는 뜻의 'cide'가 합쳐져서 만들어진 말이다. 피톤치드가 사람들에게 널리 알려진 것은 바로 삼림욕의 효능 때문이었다.

웰빙바람이 불면서 사람들은 잘 먹는 것뿐만 아니라, 잘 쉬는 것에도 많은 관심을 보였고 그중 하나가 바로 삼림욕이었다. 20세기 초만 하더라도 폐결핵을 치료하기 위해서는 숲속에서 좋은 공기를 마시며 요양을 해야 한다고 생각했다. 오늘날에도 이것은 일반적인 생각인데, 이는 바로 피톤치드의 구성물질 때문이다.

피톤치드의 구성물질은 테르펜을 비롯한 페놀 화합물과 알칼로이드 성분, 글리코시드 등으로 이뤄져 있는데, 삼림욕을 하면서 이러한 피톤치드가 몸에 들어가게 되면 몸속에서 나쁜 병원균과 해충, 곰팡이 등을 없앤다고 한다. 즉, 삼림욕을 하면 식물에서 나오는 각종 항균성 물질을 이르는 피톤치드가 몸으로 들어가면서 병이 없어진다는 것이다.

▲ 삼림욕을 하면서 얻는 피톤치드는 호흡기 질환 및 결핵 치료에도 좋다는 이야기가 있어왔고, 실제로 몇몇 연구 결과 피톤치드는 병을 치료하는데 도움이 되는 것으로 밝혀졌다. ⓒScience Times

피톤치드의 효과는 산 중턱이 효과적이며, 숲 한가운데서 숲의 향기를 깊이 들이마시고 조금씩 내뱉는 복식 호흡을 하면 효과가 훨씬 크다고 한다. 삼림욕은 초여름부터 초가을까지 일사량이 많고 온도와 습도가 높은 오후 시간대가 효과적인 것으로 알려져 있다. 이와 관련하여 광주보건환경연구원은 2012년 9월 '2012 보건,환경 연구성과' 발표를 통해 피톤치드가 여름철 숲속에서는 시간에 관계없이 하루 종일 검출되고, 봄과 겨울에는 아침 8시부터 오후 4시까지 방출량이 많다고 했다.

추석하면 떠오르는 보름달

추석에 뜨는 보름달은 특별한 의미를 가지고 있다. 물론 정월대보름과 6월 유두, 7월 백중도 보름 명절이지만, 그 가운데서도 정월대보름과 추석은 가장 큰 명절이다. 추석은 그동안의 농사를 잘 짓게 해준 것을 감사하는 이른바 농공감사일이며, 농사의 결실을 보는 절일이다. 또한 한 해 농사를 마무리 하는 시기이며, 다음해의 풍년을 기리는 시기이기도 하다.

농경사회에서 보름달은 농사의 풍작을 비롯, 풍요와 다산을 상징하면서 대단히 중요한 의미를 갖는다. 추석은 보름달이 뜨는 보름날이고, 보름달은 곡물로 치면 수확 직전의 알이 꽉 찬 모습이라고 볼 수도 있다. 그래서 추석을 달의 명절이라고도 한다.

곡물 농사의 경우, 싹이 돋고 만개해서 열매를 맺으면 추수를 한다. 그리고 이러한 과정을 한 해에만 하는 것이 아니라 해마다 반복한다. 이는 민속학에서 생성과 소멸을 반복하는 달의 속상과 그 궤를 같이 한다고 본다. 초승에 소생한 달은 꽉찬 보름에 생명력의 최대점을 보여주다가 그믐 무렵에는 사라지고, 이어서 다시 초승에는 소생해서 '차고 기우는' 것을 반복한다.

또한 이것을 죽음과 삶의 반복이라고 보기도 하는데, 이는 곧 재생하는 속성을 나타내는 것이기도 한다. 농경사회에서 달의 재생과 농사의 재생적인 속성을 같은 것이라고 보았고, 그렇기 때문에 달의 형상 가운데서도 풍요를 상징하는 보름달은 중요하다. 이러한 보름달이 뜨는 만월명절인 추석은 더할나위 없이 중요하게 여겨진다.

추석에 뜨는 보름달이 더 커보이는 이유는?

그렇다면 추석에 뜨는 보름달이 더 커보이는 것은 이유는 무엇일까? 예로부터 선조들은 한가위에 뜨는 달을 보면서 소원을 빌었다. 한가위에 뜨는 달은 특별한 의미를 가지고 있기 때문이다.

사실 실제 달의 크기는 변함이 없다. 추석이라고 해서 더 크게 보이는 것은 아니다. 달의 크기가 때마다 다르게 보이는 이유는 달의 공전 궤도 때문이다. 달이 지구를 도는 공전궤도가 타원형이기 때문에, 달의 크기가 다르게 보이는 것이다. 달의 공전궤도는 한쪽으로 기울어진 타원형이다. 그렇기 때문에 날짜에 따라, 때에 따라 그 크기가 다르게 보일 수밖에 없다.

달이 지평선에 있을 때, 커보이는데 바로 이때는 지구의 대기 때문에 커보이는 것이다. 지평선 부근에서 달빛이 들어오면, 하늘 높은 곳에 있을 때보다 훨씬 두꺼운 대기층을 통과해야 하는데 이때 빛의 산란이 많이 일어나게 된다. 그래서 높은 곳에 뜬 달보다 지평선 부근에 뜨는 달이 더 커보이는 것이다. 그래서 이를 두고 '달 착시' 현상이라고 부른다.

미국의 천문학 교수인 제프세커는 미국과학아카데미회보를 통해 이와 관련된 실험 보고서 하나를 발표했다. 대부분의 사람들은 같은 크기의 달임에도 동녘의 지평선 또는 수평선에서 막 떠오른 보름달이 머리 위로 높게 떠오른 중천의 달보다 크다고 생각한다는 것이다. 인간의 시신경은 물체가 위치한 곳의 거리를 고려해 그 크기를 파악하는데, 지평선의 건물, 나무와 비교해 달이 훨씬 멀리 있을 때는 비교 대상이 없기 때문에 그 크기를 가늠하기가 어렵다고 한다. 그렇기 때문에 같은 달이지만 지평선의 달을 훨씬 크다고 느끼는 것이다.

그러니까 추석에 뜨는 보름달이 더 커보이는 이유는 눈의 착각 때문이라고 할 수 있다. 평상시 보는 달보다 지평선 가까이에서 뜬 달이기 때문에 훨씬 더 크다고 느껴지는 것이고, 이러한 이유로 사람들이 추석 보름달을 가장 크다고 느끼는 것이다.

▲ 지구 주변을 도는 달의 공전궤도가 정원형이 아닌 타원형이기 때문에, 때에 따라 달의 크기가 다르게 보이는 것이다. ⓒ연합뉴스

추석에 뜨는 보름달이 가장 크다고 느끼는 것이 과학적으로는 눈의 착각 때문이라고 한다. 하지만, 어쩌면 그 눈의 착각은 1년 동안 농사를 잘 지을 수 있게 도와준 하늘에 대한 고마운 마음 때문이지 않았을까. 추석은 모두에게 감사하는 마음으로 주변 사람들과 함께 보내는 명절이기 때문에, 그 어느 때 뜨는 보름달보다 더 큰 의미를 가지고 있는지도 모른다.

*병원균 : Pathogenic bacteria. 동물에 기생해서 병을 일으키는 능력을 가진 세균. 병원세균이라고도 하며, 같은 세균이라도 기생하는 숙주인 동물에 따라 또는 그 부위에 따라 병원균이 되기도 하고 그렇지 않기도 하므로 과학적으로 정의하기 어려운 점이 존재한다. 근래에는 병원체에 포함되기때문에 병원균이라는 말 자체를 많이 사용하지는 않는다.

이슬기 객원기자

'꿈의 신소재' 그래핀, 강철의 120배 탄성

기존 값보다 2배 이상 큰 2.4테라파스칼

'꿈의 신소재'로 불리는 탄소 형태인 그래핀(graphene)의 탄성률(elastic modulus)이 지금까지 알려진 것의 2배 이상이며 강철의 120배에 달한다는 연구결과가 나왔다.

서강대 물리학과 정현식 교수팀은 26일 그래핀을 풍선처럼 부풀려 늘어난 정도를 정밀하게 측정한 결과 그래핀의 탄성률이 2.4테라파스칼(TPa·1Pa은 1㎡의 면적에 1N의 힘이 가해질 때의 압력)이라는 사실을 규명했다고 밝혔다.

그래핀은 탄소 원자들의 단일 층으로 구성된 물질로, 다이아몬드와 함께 가장 큰 탄성률을 가지고 있다. 그래핀의 탄성률은 강철이나 탄소섬유강화 플라스틱보다 50배 큰 약 1TPa 수준인 것으로 알려져 왔다. 탄성률이 큰 물질은 외부의 힘에 의해 쉽게 변형되지 않아 강한 구조물을 만들 수 있다.

연구팀은 라만분광법(Raman spectroscopy)이라는 측정 방법으로 그래핀이 늘어난 정도를 분석해 그래핀의 정확한 탄성률을 구하는데 성공했다.

▲ 서강대 물리학과 정현식 교수와 이재웅 석사과정생은 26일 그래핀을 풍선처럼 부풀려 늘어난 정도를 정밀하게 측정한 결과, 그래핀의 탄성률이 2.4테라파스칼이라는 사실을 규명했다고 밝혔다. 사진은 그래핀을 설명한 그림.

연구팀은 먼저 실리콘 기판 위에 둥근 우물 모양의 구멍을 판 뒤 그래핀으로 구멍을 덮는 방법으로 흑연(graphite)의 적층 구조로부터 그래핀 층을 분리하고 깨끗한 시료를 만들었다.

이 시료를 진공 상태의 구멍에 넣으면 우물 안에 갇힌 공기의 압력과 바깥의 압력 차에 의해 그래핀이 늘어나면서 부풀게 되는데, 그 정도를 측정해 탄성률을 계산했다는 게 연구팀의 설명이다.

연구 책임자인 정현식 교수는 "그래핀의 탄성률이 정확하게 측정됨에 따라 그래핀 복합소재를 이용한 구조물을 설계하는데 중요한 정보를 확보하게 됐다"며 "항공기, 고속철도 등의 연료효율이나 안정성을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

교육과학기술부와 한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 미국화학회가 발간하는 학술지 '나노 레터스(Nano Letters)' 최근호에 실렸다.

사이언스타임즈

공공정보화 가치창출에 성공하려면?

2013 예측 공공정보화 성공전략 컨퍼런스

대한민국 공공정보는 2012년 9월 현재 '국가공유자원포털(www.data.go.kr)'을 통해 수도권 버스운행정보와 공공취업정보 등 민간에 활용도가 높은 13종의 국내외 공공정보 서비스를 제공하고 있다.

▲ 국가공유자원포털의 업무계통도 ⓒ행정안전부

공공정보 업무를 수행하고 있는 행정안전부 정보자원정책과의 관계자는 “오는 2015년 까지 민간의 활용수요가 높은 100여종의 공공정보를 개방 할 계획”이라고 밝혔다.

공공정보화 사례를 공유하고 예측하는 기회
26일(수) 서울 코엑스에서는 최근 공공정보화의 전략과 사례를 공유하고 2013년의 공공정보화 시장을 예측해 보는 행사가 '공공정보화의 성공적인 사업방안과 소프트웨어 품질의 최적화'라는 주제로 열렸다.

▲ 최근 공공정보화의 전략과 사례를 공유하고 2013년의 공공정보화 시장을 예측해 보는 자리가 마련되었다. ⓒScienceTimes

행정안전부와 지식경제부가 후원하고 한국소프트웨어산업협회가 주관하는 이날 ‘2013년 예측 공공정보화 성공전략 컨퍼런스’에는 많은 대기업 관계자들이 참여해 주목을 받았다.

현재 한국은 상호출자제한기업집단인 대기업 계열 기업들에게 2013년부터 공공 소프트웨어 사업 참여가 제한된다는 내용의 소프트웨어 산업진흥법 개정안 시행을 앞두고 있는 상황으로 많은 기업들이 개정안 시행 이후의 대처방안을 모색 중이다.

공공정보화도 새로운 가치창출 필요
이날 행사의 기조강연을 맡은 KAIST 정보미디어 경영대학원의 김성희 교수는 ‘공공정보화 추진에서 본 소프트웨어산업 진흥 전략’이라는 주제를 통해 “소프트웨어산업을 발전시키기 위해 정부와 공공기관이 공공정보화를 추진하는데 있더 아웃소싱에 대한 체계적인 접근이 이뤄져야 한다”고 조언했다.

김 교수는 또 “소프트웨어 개발 및 운영 프로젝트를 아웃소싱으로 수행할 때 성공만을 위주로 하는 관리방식에서 벗어나, 가치 창출을 위한 새로운 관리 방법을 마련해야 하며, 특히 아웃소싱 체계에서는 확고한 거버넌스 수립이 필요하다”고 강조했다.

▲ 특별강연 중인 정보통신산업진흥원 소프트웨어공학센터의 이상은 센터장 ⓒScienceTimes

정보통신산업진흥원 소프트웨어공학센터의 이상은 센터장은 ‘공공정보화 프로젝트 품질의 최적화 방안’이라는 주제의 특별강연을 통해 성공적인 공공정보화 사업을 위해서는 목표일정과 비용, 그리고 품질관리가 중요하다는 점을 강조했다.

현재 공공정보화 프로젝트는 발주자, 관리자, 개발자 간에 여러 문제를 안고 있다가 말했다.

발주자의 경우는 일정준수 여부와 전체적인 프로젝트의 진행 파악, 그리고 요구사항 적용 여부 등의 문제가 있고, 관리자 입장에서는 관리 투명성과 프로젝트 결함 등의 문제가 있으며, 개발자는 명확한 요구사항과 작업의 편의성 등이 원활하지 못하다는 문제를 보이고 있다는 것.

이와 관련 이 센터장은 “정부정책의 실현과 대국민 서비스를 적시에 제공하기 위해서는 공공정보화 사업을 완성시키는 것이 매우 중요하지만 공공정보화 사업을 발주자, 관리자, 개발자 모두가 같은 관점에서 소통하며 성공하는 것은 쉬운 일이 아니기 때문에 효과적인 수행활동과 비용이 높은 수행활동의 구분을 명확히 구분하는 품질지표 구성이 필수적”이라고 말했다.

2.0에서 3.0으로 진화하는 전자정부

오후 세션에서는 ‘공공정보화 전략 및 사례’이란 주제로 다양한 공공정보화 사례들이 소개되었는데, 그 중에서도 ‘전자정부 3.0 환경을 이용한 공공정보의 공유와 연동전략’이란 사례를 발표한 메타빌드의 하회신 부사장의 발표가 큰 주목을 받았다.

하 부사장은 먼저 전자정부의 패러다임이 빠르게 변화하고 있다고 말했다. “차세대 인터넷 환경 변화과 스마트 기기의 빠른 확산은 전자정부 2.0의 시민 중심 서비스에서 빅데이터와 클라우드 환경, 그리고 개인 맞춤형 서비스가 결합된 지능화된 인터넷 환경기반의 전자정부 3.0으로 전환되고 있다”는 것.

하 부사장은 패러다임 변화와 관련, “양방향 소통을 추구하는 커뮤니티 확산과 다수의 사용자가 참여하는 집단지성의 확산, 그리고 서비스 중심의 플랫폼 연동 확산과 지식생태계 중심의 공유 확산 등 4가지의 확산으로 변화하고 있다”고 말했다.

▲ 공공정보와의 공유를 통해 재난안전방재를 예측한 실제 사례 ⓒ행정안전부

하 부사장은 또 전자정부 3.0 환경 구축을 위한 4대 정책방향을 설명했는데 “전자정부 3.0은 스마트 기기를 기반으로 하는 ‘시민과의 온라인 소통’과 정보공유로 능동적 지식생태계를 만드는 ‘공공정보 연동’, 그리고 언제 어디서나 생활에 활용하는 ‘실시간 공공정보의 공유’, ‘참여 민주주의 실천’ 등이 있다고 밝혔다.

한편 행정안전부는 지난 2010년에 ‘공공정보활용지원센터(https://www.pisc.or.kr)’를 정보화진흥원내에 개소했다. 센터에서는 공공정보의 개방ㆍ수집ㆍ활용과 관련된 애로사항을 통합적으로 접수해 상담지원하는 전담창구 역할을 하고 있으며, 공공정보 수요자와 공급자를 연결하여 공공정보 개방과 민간의 활용을 활성화하는 업무를 수행하고 있다.

김준래 객원기자 | joonrae@naver.com

원자력 R&D 효율화 방안은?

‘과학기술 100분 토론회’ 개최

국가과학기술위원회(위원장 김도연, 이하 국과위)는 지난 26일 서울 한국과학기술회관에서 ‘원자력 R&D 효율화 방안’이라는 주제로 ‘과학기술 100분 토론회’를 개최했다. 이번 토론회는 지난 7월 18일, 8월 31일에 이어 세 번째로 진행된 에너지 분야 R&D 전략을 논하는 자리였다.

▲ 국가과학기술위원회가 26일 서울 한국과학기술회관에서 ‘에너지분야 제3차 과학기술 100분 토론회’를 개최했다. ⓒ국가과학기술위원회

패널토론에 앞서 김도연 국가과학기술위원회 위원장의 환영사와 홍재민 국가과학기술위원회 심의관의 ‘원자력 에너지 현황과 특성’에 대한 발표가 있었다.

김경민 한양대 교수가 좌장을 맡은 이번 토론회에서는 김문환 POSTECH 교수, 김용균 국과위 원자력WG 위원장, 김은희 서울대 교수, 박상덕 지경부 지식경제R&D 전략기획단 MD, 박성원 원자력연구원 부원장, 안현실 한국경제 논설위원, 조성경 명지대 교수가 패널로 참석했다.

부처 간 칸막이 제거하는 연구개방 필요
토론에서는 먼저 원자력 관련 R&D 현황 및 이슈를 짚어봤다. 이어 안전연구 및 사용 후 핵연료 관리, 미래형 원전 개발 등에 대한 원자력 R&D 포트폴리오를 어떻게 재구성할 것인가에 대한 논의가 진행됐다.

또한 정부 전체 R&D 성과를 높이기 위해서는 원자력 R&D 발전의 저해요인으로 지적돼 온, 부처 간 칸막이 제거와 원자력계의 개방성 확보가 이뤄져야 한다는 토론이 이어졌다. 국과위는 토론회에서 논의된 사항을 정부 과학기술 정책에 반영할 예정이라고 밝혔다.

▲ 김도연 국가과학기술위원회 위원장이 26일 열린 ‘에너지분야 제3차 과학기술 100분 토론회’에서 환영사를 하고 있다. ⓒ국가과학기술위원회

김 교수는 “경쟁을 통한 투명한 예산 배분이 필요하며, 부처 차원이 아닌 국가 차원에서 장기적인 기획이 수립돼야 하고, 책임의 유연성이 필요하다”고 말했다. 또" 원자력은 다양한 학문과 기술이 섞여있는 ‘종합과학’이라며, 교육에서 답을 찾아야 한다고 말했다.

조 교수는 “과학기술은 사회적 요구를 반영하고, 미래사회의 욕구를 충족하며, 연구자를 위한 연구가 진행돼야 한다”고 말했다. “국민이 요구하는 안전성 문제는 폐로와 핵폐기물 처리에 관한 것인데, 문제는 이 분야에 전문가가 거의 없다는 것"이라며, "인력 양성이 시급한 문제이고, 인력 양성 없이는 안전도 담보할 수 없다”고 말했다.

원전사고 제어연구 더 확대해야
박상덕 지경부 지식경제R&D 전략기획단 MD는 “에너지 R&D의 방향은 생산자 중심에서 소비자 중심으로, 중앙 집중형에서 분산형으로 옮겨가는 추세지만, 그러나 원자력에너지는 이와는 정반대 상황”이라며 “앞으로 인적인 실수를 제어하는 연구, 인문사회적 연구가 필요한 시점”이라고 말했다.

세계 각국 정책 동향을 보면 2011년 후쿠시마 사고 이후 원전 안전성이 전반적으로 강화됐다. 국가별 정책 방향은 원전정책을 유지하고 건설을 추진하는 측과 정책을 재검토하고 건설을 보류하는 등으로 다양하게 전개되고 있다. 우리나라는 2011년 원자력안전위원회 출범으로 규제 기능을 분리해 국민 신뢰성을 높이기 위해 노력하고 있다.

우리나라는 1978년 고리 1호 원전을 가동한 후 2009년 기준 원전이용률이 93.3%에 달한다. 한국 표준형 원전(OPR1000), 한국 신형원전(APR1400) 등의 개발에 성공했고 SMART 표준 설계인가를 획득한 상태다.

가압경수로 19기와 가압중수로 4기 등 총23기의 원자력발전소를 가동하고 있고, 신고리3~4호기, 신월성2호기, 신울진1~2호기 등 5기의 원전을 건설 중이다.

권시연 객원기자 | navirara@naver.com

진화하는 수소에너지 기술

꿈의 에너지, 실용단계 진입하나

수소에너지(hydrogen energy)는 수소의 형태로 에너지를 저장하고 사용할 수 있도록 한 대체에너지의 일종이다. 수소는 연소시켜도 산소와 결합하여 다시 물로 환원된다. 배기가스로 인한 환경 오염 없이 무한정 사용할 수 있는 꿈의 에너지다.

그러나 이러한 에너지 개발에 문제가 없는 것은 아니다. 우선 가솔린과 비교할 때 효율성이 부족하다. 그래서 가격이 너무 비싸 아직은 실용화 단계가 아니다. 그러나 과학자들은 효율성을 높이기 위한 노력에 박차를 가하고 있다.

조만간 수소에너지가 우리의 일상생활의 에너지로 정착될 것이다. 대서양 북부의 북극권 바로 남쪽에 위치한 섬나라인 아이슬란드는 수소 에너지 실용화에 가장 앞장서고 있는 나라다. 연구도 활발하다. 미래전문지 ‘트렌드’가 전하는 25년 후에 보도될 가상뉴스에 귀를 기울여 보자.

[가상뉴스] 2041년 5월 4일= 뉴스를 말씀 드리겠습니다. 아이슬란드에게 있어 오늘 아침은 역사적인 날입니다. 대통령이 참석해 마지막 가솔린펌프 가동을 공식적으로 종료한 날이기 때문입니다. 아이슬란드는 가솔린 연료를 수소연료로 대체하는데 있어 모범국가라 할 수 있으며, 오늘 이를 성공리에 마친 세계 최초의 국가가 되었습니다.

아이슬란드, 수소연료 실용화에 가장 앞장 선 나라
이날은 약 5년 전부터 계획되어왔기 때문에 아이슬란드 사람들에게는 더 이상 자동차에 가솔린을 주유할 수 없다는 사실은 결코 놀라운 일이 아닙니다.

가솔린 차량을 폐기처분 하도록 운전자들에게 제공되는 정부 보조금과 더불어 수소 연료 차량의 조기 도입으로 인해 성숙한 자동차 중고시장은 이러한 전환을 가능하게 했습니다. 또 다른 요인으로는 저렴한 수소연료 가격을 들 수 있는데, 아이슬란드는 국내 생산이 수요를 충당하기 시작한 이래 세계에서 수소연료 가격이 가장 저렴한 나라가 됐습니다.

아이슬란드는 수소 연료를 자급자족할 뿐만 아니라 수소와 지열발전을 사용해서 전기분해를 일으켰습니다. 미국 자동차에 사용되는 수소 연료는 10% 정도에 불과합니다. 그러나 아이슬란드 자동차가 소비하는 수소 연료 100%는 리하이드로(Re-Hydro)라고 알려진 재생 가능한 자원으로부터 생산됩니다. 또한 이러한 100% 전환으로 이제 아이슬란드는 세계에서 가장 최첨단 차량을 보유하게 되었습니다.

현재 판매되는 자동차 4대 중 3대가 연료전지 차량인데도 233만대 차량 가운데 절반은 수소 하이브리드 자동차이며, 나머지 절반은 연료전지 모델입니다. 35년 전 아이슬란드 자동차는 선박만큼이나 많은 가솔린을 소비했지만, 자동차 보조금과 늘어난 선박의 수명 덕택에 선박은 그러한 추세에 보조를 맞출 수 없었습니다.

아마 디젤 엔진으로 가동되는 아이슬란드의 마지막 어선이 가동을 멈추게 되기까지는 앞으로 10년이 더 걸릴 것으로 예상됩니다. 하지만 그 때가 되면 아이슬란드는 2005년 석유 소비량에서 80% 정도 감소할 것으로 전문가들은 내다보고 있습니다.

현재 옛 추억에 잠긴 감상적인 이유로 몇몇 사람들은 마지막 날까지 가솔린 차량을 소유할 예정입니다. 그러나 그들의 감상도 오래 가지 않을 전망입니다. 현재 그들의 자동차에 마지막 주유가 된 이후, 아이슬란드에는 더 이상 가솔린을 구할 곳이 없어지기 때문입니다.

고대 동식물이 화석화된 석유자원은 오늘날 인류문명의 근간이 됐다. 하지만 석유자원 고갈과 환경오염이라는 거대한 장벽 앞에서 석유대체자원 개발을 통한 에너지원의 다원화와 안정적 에너지 공급체계를 확보하는 일이 시급한 과제로 등장했다. 이는 21세기 인류가 지속가능한 발전을 추구하기 위해 반드시 해결해야 할 과제다.

전 세계 에너지 흐름은 석탄에서 석유, 천연가스 그리고 바이오매스 쪽으로 흘러가며 점차 탄소 배출을 줄이는 방향으로 진행되고 있다.

특히 수소에너지는 직접 연소 또는 연료전지 등의 연료로 사용이 간편하고 고압가스, 액체수소 등의 다양한 형태로 저장이 용이해 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 또 산업용 기초소재부터 현재 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모둔 분야에 이용될 수 있다는 장점이 있다.

2050년 무렵에는 궁극적 청정에너지원인 수소를 사용하는 '수소경제 Hydrogen Economy' 시대가 도래 할 것으로 전망하는 학자들도 있다. 과학자들은 석유대체화학과 대체청정연료의 개발을 위한 촉매와 공정기술 개발에 중점을 두고 다양한 연구를 수행하고 있다

무공해 에너지, 그러나 효율성은 떨어져
수소는 물을 전기분해 하면 쉽게 얻어지나 발전효율은 최고 40%정도에 불과하다. 열에너지의 약 30%만이 수소에너지로 전환된다. 그래서 효율을 올리는 방법으로 열화학 분해법이 자주 적용되고 있다.

이것은 화학반응의 평형이 온도에 따라서 깨지는 점을 이용하여 온도가 다른 2개의 열원을 사용해서 물을 분해하는 방법이다. 수소 가스의 저장법으로는 금속 산화물에 흡착시키는 방법이 오늘날 가장 유망하다.

마그네슘을 비롯하여 금속 중에는 수소를 잘 흡수하는 금속수산화물이 들어 있는데, 이를 수소저장합금이라고 한다. 이 합금은 일정량의 열을 가해서 압력을 감소시키면 흡수한 수소를 다시 방출하는 성질이 있다.

따라서 수소를 잘 흡수하는 금속분말에 흡착시켜 수송하거나 저장하기란 그리 어려운 문제가 아니다. 이 방법을 쓰면 가스를 저장하는 경우보다 3분의 1내지 5분의 1 정도로 부피를 줄일 수 있고, 폭발될 염려도 없다.

수소에너지는 주로 연료전지(fuel cell)를 써서 사용한다. 연료전지는 연료에너지를 전기에너지로 변화시킬 때 연료와 공기를 전극 표면에서 산화반응 시켜 그 반응에 따라 얻어지는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시킨다.

화학에너지를 일단 열에너지로 변화시키므로 열기관을 사용하여 전기에너지로 바꾸는 보통의 발전 방식에 비해서 간단하고 효율적이다. 수소에너지는 석유를 연료로 삼는 모든 엔진과 석유를 열원으로써 쓰는 모든 연료분야에서 사용할 수 있다.

이미 1956년에 액체수소를 로켓 연료로 사용하기 위한 연구가 시작되었다. 아폴로 우주선의 새턴5형 로켓, 그리고 스페이스셔틀에서는 엔진용 연료로서 실용화되면서 세계 이목을 집중시켰다. 이를 계기로 세계 여러 나라들이 수소 에너지 개발에 뛰어 들었다. 그러나 아직 수소의 가격이 비싸 실용화 단계는 시일이 걸릴 것으로 전망되고 있다.

수소에너지는 공해물질이 배출되지 않아 대안에너지의 가장 이상적인 매개체라 할 수 있다. 우선수소를 얻을 수 있는 원료로 물이 풍부하게 존재한다. 그리고 여러 가지의 1차 에너지를 사용하여 제조할 수 있다. 그리고 전력과는 달리 수소 에너지는 저장이 쉽다. 수소 에너지는 단순히 꿈이 아니라 조만간 현실로 나타날 것이다.

김형근 객원기자 | hgkim54@naver.com

미국 경쟁력의 열쇠는 '융합연구'

GE 최고과학자 미 하원 과학위원회 연설

미국 제너럴일렉트릭(GE)은 1878년 발명가 에디슨(Thomas A. Edison)이 세운 전기조명회사를 모태로 하고 있다. 이후 종합전기회사인 톰슨휴스톤전기회사와 합병해 지금의 GE가 탄생했다.

지금은 발전, 수처리, 석유·가스, 에너지관리, 항공, 운송, 헬스케어, 금융서비스까지 다양한 사업을 하고 있다. R&D 규모 역시 세계적이다. 미국 뉴욕 주 스케넥터디의 니스카유나, 중국 상해, 독일 뮌헨 및 인도 방갈로르에 글로벌 연구센터를 운영하고 있으며, 연구원 수만 3만6천여 명(2011년 기준)에 달한다.

최근 GE 연구진을 대표하는 최고 과학자가 미 의회에 섰다. 어네스트 홀(Ernest Lenard Hall) 박사다. 신시네티 대학 공학, 컴퓨터사이언스 교수이기도 한 그는 최근 미 하원 향후 국가 R&D가 나아가야 할 방향에 대해 GE 연구원인 자신의 의견을 피력해 큰 주목을 받았다.

하원 과학·우주·기술위원회와 에너지·환경 분과위원회 위원들이 모인 자리에서 홀 박사는 먼저 미국 에너지부(DOE)의 R&D 프로그램에 대해 언급했다. 현재 GE 등 많은 기업들이 DOE의 R&D 지원에 큰 도움을 받고 있으며, 이 정책을 국가와 기업경쟁력 차원에서 더욱 강화해줄 것을 주문했다.

"극도로 경쟁적인 글로벌 기업환경에 직면"
그는 GE에서 연구 활동을 해오면서 에디슨처럼 국민들의 삶을 바꿀 수 있는 기술혁신가로 프라이드를 갖고 살아왔다고 말했다. GE가 100여 개국에서 사업을 하고 있는 지금도 그 생각에는 변함이 없다고 말했다.

자신을 비롯 GE 연구진들, 그리고 30만여 명의 직원들의 관심은 현재 수행하고 있는 에너지·항공·수송·수자원·헬스케어·금융 등 각 부문에 걸쳐 사업이 발전하는 것이고, 더 궁극적인 목표는 지구촌에 '오염이 없는 더 지속가능한 미래'를 선사하는 것이라고 말했다.

▲ 생산은 물론 소재, 디자인 등에 이르기까지 종합적인 융합연구 시스템을 구축해야 한다는 주장이 지금 미국에서 제기되고 있다. 사진은 GE 관계자들이 최근 개발한 스마트그리드 시스템 모형을 둘러보고 있는 모습. ⓒGE Reports

그러나 오늘날 GE를 비롯한 미국 기업들은 극도로 경쟁적인 글로벌 기업 환경에 직면하고 있으며, 이런 상황은 연구진들에게 (경쟁에서 이길 수 있는) 매우 혁신적인 연구결과를 요구하고 있다고 말했다.

미국의 혁신 시스템이 세계 최고라고 평가받을 만큼 강하다는 것은 매우 다행스러운 점이라고 보았다. 세계적 수준의 대학들이 움직이고 있고, 미 연방 R&D기금 센터(FFRDC)에서 적극적인 자금지원을 하고 있는 등 다각적인 지원이 이어지고 있다고 보았다.

홀 박사는 그러나 연구진들이 약속한 목표를 달성하기 위해 시급히 해야 할 일이 있다고 말했다. R&D 혁신 모델을 더 업데이트해야 하며, 이를 위해 생산은 물론 소재, 디자인 등에 이르기까지 종합적인 융합연구 시스템이 구축돼야 한다는 것.

"융합연구 통해 일자리 문제 해결 가능…"
이런 연구 환경이 조성됐을 때 연구원들의 폭넓은 재능들이 복잡하게 얽혀 있는 기업환경과 연결돼 새로운 사업들을 창출할 수 있으며, 이를 통해 곧 미국의 산업기반을 구축하는 것은 물론, 최근 심각한 사회문제로 대두하고 있는 일자리 문제를 해결할 수 있을 것으로 보았다.

홀 박사는 지금의 미국 R&D의 혁신 모델이 산업 중심으로 개편돼야 한다고 주장했다. 현재 GE가 진행하고 있는 배터리 플랜을 예로 들었다. 이 사업은 에너지부(DOE)와 대학, 그리고 GE 연구진의 공동성과로 세계 시장에서 큰 성공을 거두고 있다고 설명했다.

지금 시점에서 무엇보다 필요한 것은 국가 R&D 시스템이 기업의 사업성과 연계돼 있다는 것을 인식하는 일이고, 이런 인식을 통해 지금 미국이 직면한 경제 문제를 해결해나갈 수 있을 것이라고 주장했다.

중소기업을 위한 R&D 시스템에도 관심을 기울여줄 것을 주문했다. 경제성장과 일자리 창출의 키를 쥐고 있는 이들 중소기업들을 지원하기 위해 SEMATECH와 같은 연구조합들이 많이 생겨나야 한다는 것.

이 기관은 미국 반도체산업의 제조공정 개선과 국제경쟁력 강화를 위해 설립한 반도체 제조기술 연구조합(컨소시엄)이다. 현재 벤처연구자들을 비롯 대학, 정부, 국가연구소 등의 연구자들이 공동연구를 진행하고 있다.

홀 박사는 정부가 국가 R&D 시스템 혁신에 더 큰 관심을 기울여주기를 부탁했다. 특히 에너지 분야에 있어서는 더 큰 혁신이 요구되고 있다며, 의회로부터의 보다 더 적극적인 지원이 있어야 한다고 주장했다.

이강봉 객원편집위원 | aacc409@naver.com

2012년 9월 26일 수요일

남성의 수명이 여성보다 짧은 이유

항노화제 개발 가능성 열려

남성의 수명이 여성보다 짧은 원인이 바로 ‘남성호르몬’에 있다는 사실이 국내 연구진의 조선시대 환관족보(양세계보*) 연구에 의해 밝혀졌다. 이는 생물학적 관점에서 역사자료를 바라본 것으로 향후 항노화제 개발이나 남성의 수명 연장에 새로운 가능성이 열렸다.

양세계보 : 조선시대 환관들은 생식기관이 불완전한 남자(고자)를 입양하여 대를 잇고 이를 기록한 족보로 국립중앙도서관에 소장되어 있음

남성의 평균 수명은 여성에 비해 약 10% 짧은데, 이것은 사람뿐만 아니라 모든 포유류에서 공통적으로 나타나는 현상이다.

남성의 수명이 여성에 비해 짧은 원인에 대해 학자들은 여러 가지 가설을 제시하고 있는데, 그 중 하나가 바로 남성 호르몬의 분비가 남성의 수명을 단축시킨다는 것이다.

남성호르몬의 분비를 억제하는 ‘거세’가 동물의 수명을 연장한다는 사실은 과학적으로 증명되었지만, 사람의 거세가 수명에 어떤 영향을 미치는지는 거의 알려지지 않았다.

인하대 민경진 교수와 고려대 이철구 교수 연구팀은 조선시대 환관들의 족보(양세계보)를 분석해, 환관들이 같은 시대 양반들에 비해 최소 14년 이상 오래 살았다는 사실을 규명했다.

▲ 환관가문과 양반가문에서의 수명. 각 박스는 데이터의 25%-75%를 나타내며 박스안의 수평선은 중간 값 (median)을 의미함. 제일 위와 아래의 선은 각 가문에서 최대와 최소 수명을 의미함.

연구팀이 양세계보를 분석한 결과, 조선시대 환관들은 평균 수명이 70세로, 당시 51~56세를 살았던 양반들에 비해 최소 14년 이상 오래 살았다. 특히 조사한 81명의 환관 중 3명은 100세(上壽)를 누린 것으로 확인됐다. 또한 일부 환관들의 수명은 ‘조선왕조실록’과 ‘승정원일기’에서도 재확인됐다.

민경진 교수는 “지금까지 다른 문화에서도 환관은 존재했지만, 입양을 통해 대를 이은 것은 우리나라가 유일해 가능했던 연구”라며, “향후 중년 이후 남성호르몬 차단을 통한 항노화제 개발이 가능할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

인하대 민경진 교수와 고려대 이철구 교수가 주도하고 국사편찬위원회 박한남 연구원이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(모험연구)의 지원으로 수행되었고, 생명과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘최신 생물학(Current Biology)’지 최신호(9월 25일자)에 발표됐다. (논문명 : The lifespan of Korean eunuch)

사이언스타임즈

"의약용 나노입자, 인체 독성 유발해"

의약용 나노입자 개발 기초

국내 연구진이 사람의 세포 속으로 들어가는 과량의 의약용 나노입자가 인체 세포에 유해하다(나노독성)는 사실을 종합적으로 밝혀, 의약용 나노입자와 나노독성 바이오마커 개발에 새로운 장을 열었다.

아주대 의과학연구소 이광 교수 연구팀은 25일 과다한 양의 의약용 나노입자가 인체에 독성을 유발해 에너지의 합성을 저해한다는 연구결과를 발표했다.

나노입자는 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 입자로 분자나 원자를 조작해 만들어진다. 크기가 작으면서도 활용 가능성이 무궁무진해 산업체, 의료, 바이오, 식품, 화장품 등에서 각광 받고 있다.

그러나 나노입자는 부피당 비표면적(比表面積)이 매우 넓기 때문에 인체에 유해하다면 심각한 문제가 될 수 있다. 지금까지는 은(銀)나노입자, 이산화티타늄, 탄소나노튜브 등의 나노입자의 크기가 작아질수록 세포에 염증과 면역반응을 유발하는 독성이 강해진다는 사실이 밝혀져 왔다. 그러나 의약용 나노입자가 근본적으로 어떻게 인체에 유해한 독성을 유발하는지는 종합적으로 규명되지 못했다.

이광 교수 연구팀은 진단을 위해 다양하게 활용되는 자성(磁性)을 띠는 나노입자가 과량으로 들어간 동물세포에서 활성산소가 증가해, 궁극적으로 에너지의 합성을 저해한다는 사실을 규명했다. 활성산소는 생체 조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소로, 노화, 당뇨, 암 등을 유발한다.

연구팀은 나노독성을 분석하기 위해 줄기세포의 추적과 검출, 세포 분리 및 약물 전달 등에 두루 응용되는 자성 나노입자(실리카 코팅 자성 나노입자)를 동물세포에 넣었다.

그 결과 나노입자가 들어간 세포에서 활성산소가 증가해, 정서불안, 불면증, 기억상실 등을 유발하는 신경전달물질(글루타메이트)을 축적시키고, 유전자를 변형시키며 미토콘드리아를 손상시킨다는 사실을 밝혀냈다.

이광 교수는 "의약용 나노입자가 어떻게 인체에 유해한 독성을 유발하는지를 종합적으로 밝혔다"며 "향후 인체에 해롭지 않은 의약용 나노입자를 개발하는데 기초가 될 것으로 기대한다"고 말했다.

▲ 그림 A. 대조군과 처리군에서의 탐지자를 이용한 활성산소 탐지 결과, 그림 B. 미토콘드리아의 손상을 전자 현미경으로 분석한 결과.

이번 연구성과는 교육과학기술부와 한국연구재단 지원으로 이뤄졌으며, 미국화학학회가 출판하는 세계적인 저널 ACS지의 자매지로 나노분야의 권위 있는 학술지인 '에이씨에스 나노(ACS Nano, 피인용지수 10.77)'에 소개됐다.

사이언스타임즈

STEAM 배우는 교사 열기 후끈

융합 리터러시 갖춘 미래교사 양성

인천광역시교육청과 경인교육대학교 STEAM 교육센터는 22일, 23일 양일간 인천 경인교육대학교 캠퍼스에서 인천 지역 내 초등학교 교사 240명을 대상으로 '2012 STEAM교육 교원 직무연수'를 실시했다.

이번 직무연수는 초등 교사들을 대상으로 STEAM 교육의 기초적인 이론과 정책의 방향을 이해하고 STEAM 교육의 교수학습 전략을 신장하기 위해 마련되었다. STEAM(융합인재교육)은 미래 과학기술 사회가 요구하는 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야의 융합적 지식을 기반으로 새로운 가치를 창출하고, 종합적인 문제해결력을 갖춘 인재를 양성하는 교육이다.

이번 연수에서는 미래를 보는 과학교육, 융합인재교육(STEAM) 미래, 융합인재교육 수업모델 및 교수 전략 소개, 수업 운영 사례, 수업 콘텐츠 개발 전략으로 15시간 동안 진행되었다.

경인교육대학교 STEAM 교육센터 소장이며 한국과학창의재단(이사장 강혜련)의 STEAM 수업모델개발연구단에 참여하고 있는 신영준 교수는 소개 연수를 통해 “현재 국가적 차원에서 융합인재교육(STEAM)은 교육 흐름의 한 중심에 서 있다. 학생들을 위한 다양한 접근이 가능하겠지만 무엇보다도 가장 중요한 것은 현장 교육 일선에 있는 교사들의 열정이다. 이번 연수를 계기로 그 열정을 모아 접근 가능한 융합인재교육을 위한 프로그램을 개발하고, 이를 실현하기 위한 교육과정을 재구성하고, 실시해야 한다. 가장 명심할 점은 학습자를 고려한 상황을 만들어야 한다는 점이다.”고 당부했다.

STEAM 수업 운영은 이렇게

STEAM 수업 운영 사례를 발표한 인천심곡초 하동훈 교사는 미니미(miniME) 프로그램을 소개하였다. 하 교사가 소개한 미니미(miniME) 프로그램은 학생들이 주위에 있는 신소재의 특성에 따른 변화를 이해하고 학생 스스로 신소재를 이용하여 자기만의 캐릭터를 만드는 활동이다.

하 교사는 “다양한 조건의 상황 속에서 조작을 통해 발생하는 신소재의 변화를 관찰하고 학생 스스로 신소재의 특성을 밝혀내는 수업의 기회를 제공하고자 한다. 또한 제작 활동에서 기술공학적인 기능, 소재, 디자인을 고려하는 설계과정을 경험하도록 하여 우리 주위의 물체가 다양한 물질로 만들어져 있음을 알고 융합적 사고를 기르고자 했다.”고 프로그램을 소개했다.

인천능내초 이종선 교사는 ‘지구 수호대 활동을 통한 환경보전의 필요성과 재활용 방법’ 수업을 소개하였다. 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 발생 정도를 알아보고 나라에 따른 쓰레기의 양, 쓰레기의 재활용 정도를 탐구토론수업으로 진행하였다. 그 후 쓸모와 아름다움을 생각하며 재활용작품 설계 및 만들기를 해보고 서로의 작품전시를 통하여 다시 한번 쓰레기 문제를 되짚어 보는 시간을 통해 사례를 소개하였다.

이 교사는 “학생들이 버려지는 물건을 이용하여 편리하고 아름답게 바꾸는 활동을 통해 창의적인 문제해결 방법에 이를 수 있도록 설계하였다. 학교에서 배운 지구온난화와 날씨와의 관계를 이해하면서 생활 속에서 실천할 수 있는 내용도 제시하여 학습을 통해 긍정적인 감정 및 성취감을 제공해 줄 수 있다.”고 설명하였다.

수업에 참여한 인천소양초 이랑 교사는 “이번 연수를 통해 막연하게 알고 있던 STEAM 교육을 자세히 알 수 있는 계기가 되었다. 앞으로 심화과정을 통해 다양한 전략과 콘텐츠 개발 과정을 좀 더 알아보고 싶다.”고 소감을 밝혔다.

STEAM 교육 수업콘텐츠 개발 전략은?

경인교대 한선관 교수팀은 이번 연수에서 8시간 이상을 STEAM 교육 수업콘텐츠 개발 전략으로 구성하여 교사들에게 소개하였다. 콘텐츠를 개발하기 위해서는 프로그램의 대상을 선정하고, 교육과정을 고려한 주제를 선정하여 잠정적 문제 선정과 문제 지도를 그려 프로그램을 설계해야 한다고 소개하였다.

예로 든 ‘오토마타를 활용한 STEAM 수업’을 통해 먼저, 자격루의 원리를 설명하면서 자격루의 각 장치에 지렛대의 원리가 포함되어 있다고 소개하며 에너지의 전환과 지레, 도르래 등 편리한 도구에 대해 설명하였다(과학). 그리고 대응하여 변하는 두 양 사이의 관계를 알고, 정비례와 반비례의 성질을 이용해 문제를 해결하고(수학), 기계의 작동 원리를 이해하면서, 골드버그 장치 만들기를 진행하였다(공학). 이어서 폐품을 활용하여 움직이는 작품을 만들고(미술), 협력하여 각종 경기를 진행(체육)하는 수업을 통해 STEAM 교육 수업콘텐츠 개발 전략을 소개하였다.

강사로 나선 고양시 문촌초 문성준 교사는 “교사들이 STEAM에 대해 생소하게 여겨 어려워하는데 이번 콘텐츠 개발 전략으로 인해 학급에서 활용할 수 있는 콘텐츠를 많이 얻어갔으면 좋겠다.”고 소감을 밝혔다.

경인교대 한선관 교수는 “융합인재교육의 수업 모형은 주제중심 학습, 프로젝트 중심 학습, 문제 중심 학습의 3가지 정도로 말할 수 있지만 학습자 중심 수업이라는 공통점이 있다. 모두 학습자가 문제해결을 위해 수업을 이끌어 가도록 구성되어 있다. 즉, 학습자의 지식, 기능, 가치를 적용할 기회를 제공한다. 학습자들은 자신들이 갖는 경험 속에서 자신의 재능을 발견하고 새로운 산출물을 만들어가는 생산적 학습을 할 수 있다.”고 설명했다.

인천광역시교육청 임병권 장학관은 “우리나라는 인적 자원이 경제유지의 동력이고 경제 발전의 원천이다. 과학기술 인재육성은 교사들의 노력으로 이룰 수 있다. 인천광역시교육청은 한국과학창의재단이 운영하는 STEAM 리더스쿨과 교사연구회의 숫자를 2배 이상 늘릴 예정이다. 이러한 노력을 바탕으로 선생님들이 아이들에게 과학의 꿈을 키워주는 위대한 멘토가 되자.”고 격려했다.

정영찬 객원기자 | jyc1630@nate.com