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연재 기사

종이로 만든 반도체

어린이과학동아 2007.09.01 17호

20만 장이 쌓여야 겨우 머리카락 한 가닥 두께가 되는 얇은 종이가 반도체로 쓰일 듯해요. 미국 노스웨스턴대학교 로드니 루오프 교수는 최근 ‘산화그라펜 종이’를 개발했어요. 그라펜은 연필심으로 쓰이는 흑연을 얇게 벗겨서 만듭니다. 이 물질은 다이아몬드 다음으로 튼튼하지만 말리거나 뭉치는 단점이 있었답니다. 루오프 교수는 그라펜에 산소를 붙여 단점을 없애고 더 강력한 산화그라펜 종이를 만들었어요. 이 종이는 전기가 통하는 성질을 조절할 수 있어서 반도체나 배터리로도 쓰일 수 있는 마법 같은 종이랍니다.


1만 년 전 붉은 쌀
곧 하얀 햅쌀이 추수돼 나올 거예요. 그런데 1만 년 전까지만 해도 쌀은 붉은 색이었다고 해요. 미국 코넬대학교 수전 매코치 교수와 충북대 조용구 교수, 농업진흥청 박용진 박사팀은 현재 벼 품종의 98%가 1만 년 전 야생의 붉은 쌀 벼에서 비롯됐다고 최근 밝혔어요. 붉은 쌀 벼에 돌연변이가 나타나 흰 쌀이 됐고, 초기 농부들이 흰 쌀 벼를 주로 기르는 바람에 흰 쌀이 널리 퍼졌다는 거예요. 흰 쌀은 붉은 쌀보다 껍질을 벗기거나 해충을 골라 내기 쉽고 쌀알의 강도도 약해 쉽게 요리할 수 있었다고 해요.


식물 생체시계 유전자 밝혀
식물의 생체시계에 관련된 유전자가 밝혀졌어요. 경상대학교와 포항공대 과학자들이 포함된 국제 공동 연구팀은 최근 식물에서 꽃피는 시기를 조절하는 유전자인 ‘자이겐티아’가 생체시계와 관련이 있다는 사실을 밝혀 냈어요. 생체시계는 계절이 변하면서 생활리듬을 조절하는 역할을 해요. 연구팀은 이번에 발견한 유전자의 작동 방식을 완전하게 이해하면 유전자 조작을 통해 식물이 한 해에도 여러 번 꽃을 피우고 열매를 맺게 만들 수 있을 거라고 기대하고 있어요.





빨강 파랑 노랑 카멜레온 유리의 비결
전기가 흐르면 색깔이 변하는 유리가 개발됐어요. 일본 산업기술종합연구소는 최근 ‘프러시안 블루’라는 물감의 입자를 아주 작게 만들었어요. 무려 머리카락 1만분의 1 굵기죠. 이것을 두 개의 투명한 금속판 사이에 바른 다음 액체를 채워 1.5V 건전지에 연결하면 10초 안에 유리의 색이 변하는 거예요. 사실 이미 비슷한 기술이 있었어요. 그런데 워낙 돈이 많이 드는데다 변하는 색도 한정돼 있었죠. 연구소가 이번에 개발한 기술을 쓰면 더 싸게 유리를 만들 수 있고 전에는 볼 수 없던 노랑, 빨강 유리도 만들 수 있대요.


침팬지만큼 똑똑한 까마귀
남태평양 누벨칼레도니 섬에 사는 까마귀는 야생 상태에서 막대기를 이용해 개미굴 속의 개미를 꺼내 먹는 것으로 유명해요. 뉴질랜드 오클랜드대학교 과학자들은 이 까마귀가 얼마나 똑똑한지 실험했어요. 부리가 닿지 않는 깊은 구멍에 고기를 넣어둔 뒤 먹이에 닿지 않는 짧은 막대기를 가까이에, 긴 막대기는 멀리 놓아두었어요. 실험에 동원된 까마귀 7마리는 평균 25번의 시도 안에 모두 긴 막대기를 이용해 먹이를 꺼내 먹었어요. 연구진은 이 까마귀의 지능이 침팬지 등 대형영장류에 맞먹는다고 말해요.


꼬리 길이가 13광년!
밤하늘 고래자리에는 ‘마이라’라는 유명한 별이 있어요. 이 별이 혜성처럼 긴 꼬리를 갖고 있다는 사실이 최근 밝혀졌어요. 꼬리 길이가 무려 13광년이나 된대요. 1광년은 빛이 1년 동안 가는 거리니까 얼마나 긴지 상상이 되나요? 지구와 태양의 거리가 광년으로 치면 8분이 조금 넘어요. 마이라는 지구에서 350광년 떨어진 고래자리에서 초속 130㎞로 우주를 항해하고 있어요. 이 별은 최후를 눈앞에 두고 있는 적색거성이에요. 별 뒤로 산소, 탄소, 질소 원자들이 떨어져 나가 꼬리를 만들었어요.


[소제시작]가상인터뷰
해파리 머리가 12개래요[소제끝]

최근 머리가 12개 달린 해파리를 만들었다는 소식을 들었어요. 머리가 12개라니…, 도대체 어떻게 생겼고 왜 만든 걸까요? 당사자도 할 말이 굉장히 많을 것 같은데요, 같이 들어 볼까요?

하나, 둘, 셋…, 열두 개! 오옷~~, 정말 머리가 12개로군요. 무슨 소리에욧! 전 머리가 없단 말이에요. 사람들이 해파리의 머리라고 부르는 부분은 사실 몸이랍니다. 정확히 말하면 저는 몸이 12개인 해파리인 셈이죠. 에헴~!

그게 몸이든 머리든, 어쨌든 12개잖아요! 그런데 도대체 누가 당신을 만들었나요? 독일 하노버대학교 진화발생학자인 번트 쉬에르바터 교수가 저의 몸 속에 있는 유전자를 조작해 만들었어요. 처음에는 머리가 2개인 해파리를 만들었지만 나중에는 머리가 12개인 저를 만들었어요.

사진을 보니 정말 신기하군요. 정말 어려운 실험이었겠어요! 그 동안 토끼 등 척추동물의 유전자를 조작해 몸의 형태를 바꾸는 실험은 많았지만 저처럼 바다에 사는 무척추동물을 이용한 실험은 처음이에요. 바다에 살면 몸에 소금기가 많기 때문에 실험이 상당히 복잡해요. 교수님은 증류 장치를 이용해 몇 번이나 제 몸에서 소금기를 없앴다고 해요.

머리만 주렁주렁 달린 당신은 도대체 어떤 의미가 있는 거죠? 밥을 많이 먹거나 수다를 떠는 것밖에 없잖아요! 훗~, 모르시는 말씀! 동물의 몸을 구성하는 유전자를 제대로 알기 위해서는 그 유전자가 어떻게 변해왔는지 알아야 하죠. 저처럼 하등생물의 유전자를 연구하면 그런 변화를 잘 알 수 있어요. 교수님은 앞으로 다른 동물을 이용해 계속 연구할 거라고 해요.


[소제시작]사이언스 시간여행 과거속으로[소제끝]

{BIMG_R10}1993년 9월 1일 과학 로켓 2호 서해안에서 발사 성공

한국항공우주연구소는 1993년 6월 3일 서해안 안흥시험장에서 과학 로켓 1호 발사에 성공한다. 고체로켓인 과학 1호는 길이 6.72m로 무게 1.4톤이었다. 같은 해 9월 1일 발사된 과학 2호는 크기는 같고 무게는 1.25톤으로 조금 가벼웠다. 213초 동안 101.3㎞를 비행했으며 대한민국 하늘의 오존층 농도를 측정했다.


{BIMG_R11}1853년 9월 2일 암모니아에서 질산을 합성한 오스트발트 출생

오스트발트는 독일의 화학자로 1909년 노벨화학상을 받았다. 그는 백금 촉매를 이용해 암모니아를 산화시켜 산화질소를 만들었으며 다시 산화시켜 최종적으로 질산을 만드는 방법을 개발했다. 그가 쓴 ‘화학의 학교’는 초등화학교육에도 많은 영향을 주었다.





{BIMG_R12}1914년 9월 7일 밴앨런복사대를 발견한 밴 앨런 출생

미국 아이오와주에서 태어난 밴 앨런은 우주물리학자가 돼 각종 천체 관측기기를 개발했다. 1950년대 말 미국의 첫 인공위성 익스플로러 1호가 지구를 돌다 그의 장비를 이용해 지구를 감싸고 있는 강력한 방사능대인 밴앨런복사대를 발견했다. 이 곳은 우주에서 날아오는 해로운 우주 입자가 지구에 닿지 않도록 보호한다.


{BIMG_R13}1972년 9월 8일 국립과학관(현재 서울과학관) 개관

서울시 종로구 와룡동에 있는 서울과학관은 1972년 국립과학관 본관 상설전시장으로 문을 열었다. 1980년 4월 국립과학관이 대전으로 이전한 뒤 서울과학관으로 새롭게 재개관하였다. 수시로 과학기술에 대한 기획전을 열고 있으며 산업기술관, 본관전시관 등 상설전시관이 있다.


[소제시작]사이언스 시간여행 미래속으로
우주에서 농사짓는다[소제끝]

{BIMG_R14}“오늘은 우주 작물을 추수하는 날. 멀리 은하수를 바라보며 햅쌀을 거뒀다. 비록 시험관에서 자라는 벼지만 지구에서 먹은 쌀보다 더 맛있다. 내일은 다 자란 배추를 거두는 날이다. 곧 우주김치를 만들어 먹을 수 있을 것 같다.”

우주인들은 우주정거장에서 과학 실험을 하거나 우주를 관찰한다. 미래에는 우주정거장에서 농사도 짓고 공장도 돌릴 것이다. 과학자들은 2024년에는 우주농장과 우주공장을 만들 수 있는 기술이 나올 것으로 예상하고 있다. 우주공장에서는 지구에서 만들기 힘든 첨단 약이나 초고밀도 반도체를 만들 것이다. 무중력 공간에서만 일어나는 화학반응을 이용해 암도 거뜬히 고치는 약을 만들 수 있을지 모른다. 우주에서 만든 다이아몬드는 지구에서 캐낸 다이아몬드보다 더 많은 사랑을 받을 것이다. 현재 우주인의 가장 큰 스트레스 중 하나가 푸른 채소를 먹지 못 하는 것이라고 한다.

미래의 우주농장에서는 우주인들의 식량이 될 곡물이나 채소를 재배할 것이다. 또 희한한 유전자변형작물을 우주에서 재배해 지구로 가져올지도 모른다. 수박만한 쌀, 배 맛이 나는 포도가 재배되지 않을까?

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