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연재 기사

“에너지 팍팍!” 무릎 발전소

어린이과학동아 2008.03.01 05호

사람이 걸을 때 무릎 근육은 두 가지로 움직여요. 우선 한 무리의 근육이 무릎 아래를 밀어 내며 종아리를 뻗게 만들고, 이 근육이 완전히 늘어나기 직전 또 다른 무리의 근육이 다리를 당겨요. 이 때 근육들이 내는 에너지가 낭비되지요.

캐나다 시몬프레이저대학교 보행연구소는 이렇게 근육에서 낭비되는 에너지로 전기를 만드는 소형 발전기를 개발했어요. 발전기를 달고 평소처럼 걸은 결과 한쪽 다리에서 휴대전화 10대를 사용할 수 있는 5W의 전기를 모을 수 있었다고 해요. 아직은 무게가 1.6㎏으로 무겁다고 하니 앞으로 무게는 가볍게, 효율은 더 높게 발전하길 기대해 봅니다.


[소제시작]자몽의 쓴맛, 몸에는 달다[소제끝]

미국 매사추세츠 종합병원의 의학연구팀은 자몽이나 감귤류에 들어 있는 ‘나린진’이란 물질이 C형 간염바이러스의 이동을 막는다는 사실을 알아 냈어요. C형 간염바이러스가 우리 몸에서 만성간염을 일으키려면 감염된 간세포에서 나와 다른 간세포로 옮겨가야 하는데, 이 과정을 나린진이 방해하는 거예요. 그 결과 C형 간염바이러스가 더 이상 간세포로 퍼지지 못하게 되는 거죠.
자몽의 쓴 맛이 몸에 좋은 약효를 낸다니, 약은 입에 쓰다는 옛말이 맞나 봅니다.


[소제시작]용암과 강이 빚은 장관, 그랜드캐니언[소제끝]


겹겹이 쌓인 장대한 지층과 깎아지른 듯한 절벽을 자랑하는 그랜드캐니언. 그 동안 미국 애리조나 북부에 있는 그랜드캐니언의 서부지역은 120만 년보다 더 오래된 암석으로 이루어졌다고 알려져 왔습니다. 그런데 미국 뉴멕시코대학교의 라이언 크로우 박사팀은 최근 그랜드캐니언이 72만 5000년보다 젊은 지층이며, 4번 이상의 용암분출과 홍수, 퇴적작용 등이 복합적으로 작용해 만들어졌다는 연구결과를 발표했어요.

이번 연구에는 일정한 시간이 지나면 일정한 양으로 붕괴되는 방사선 동위원소법이 쓰였어요. 남아 있는 방사선 원소의 양과 새로 생긴 원소의 양을 비교해 그랜드캐니언 지층의 연령을 알아 낸 거죠. 거대한 장관의 생성비밀을 눈에 보이지 않는 원소를 분석해 알아 냈다니, 과학의 힘이 정말 놀랍네요.


[소제시작]“암, 꼼짝 마!” 나노캡슐 개발[소제끝]

아주 작은 나노캡슐을 이용해 질병을 진단하고 치료까지 할 수 있는 방법이 개발되었습니다. 서울대학교 공과대학 현택환 교수팀이 개발한 나노캡슐은 속이 비어 있어 안에 약물을 담아 암세포에 전달할 수 있어요. 게다가 나노캡슐의 껍질은 암세포를 찾아 내는 조영제로 쓰일 수 있어 암을 진단하고 치료하는 일이 동시에 가능하답니다.

이러한 나노캡슐을 만드는 데는 ‘싸고-굽고-벗기기’ 공정이 쓰였어요. 그 동안 나노물질의 성질을 개선하기 위해 열처리를 할 경우 영겨붙거나 물질의 성질이 바뀌는 경우가 많았어요. 하지만 현택환 교수팀은 ‘싸고-굽고-벗기기’ 공정을 이용해 이러한 문제점을 해결할 수 있었답니다.


[소제시작]태양계 닮은 외계 행성계 발견![소제끝]

충북대학교 한정호 교수, 한국천문연구원의 박병곤 부장, 이충욱 연구원 등 우리나라 천문학자가 참여한 국제천문연구팀이 태양계와 닮은 외계 행성계를 발견했다는 소식입니다.

우리 은하계 중심쪽으로 약 5000광년 떨어진 곳에서 발견된 외계 행성계에는 태양 절반 정도의 질량을 가진 중심별(OGLE-2006-BLG-109L)이 있어요. 이 중심별 주위에 질량이 목성의 0.71배와 0.27배 정도인 두 행성이 있고, 이 두 행성은 중심별에서 각각 지구-태양 거리의 2.3배, 4.6배 떨어져 공전하고 있지요. 중심별과 행성이 떨어진 거리를 비롯해 질량비, 행성들의 표면 온도 등을 비교하면 우리 태양계의 태양-목성-토성 축소판으로 볼 수 있답니다.



[소제시작]“신토불이~!”
우주로 가는 한국음식[소제끝]

2008년 4월 8일 우주로 가는 대한민국 최초 우주인은 우주에서 우리 음식을 먹을 수 있게 되었습니다. 한국원자력연구원과 한국식품연구원 등이 개발한 밥, 고추장, 된장국, 김치, 라면, 수정과 등 10개의 우주식품이 러시아 연방국립과학센터 생의학연구소로부터 승인을 받았거든요.

지금까지 우주식품을 개발하고 만들어 우주로 가져간 나라는 미국과 러시아뿐이었어요. 그런데 이번에 우리나라가 승인을 받으면서 세 번째 나라가 된 거죠.

지구에서는 안전한 미생물이 우주에서 돌연변이를 일으킬 수 있기 때문에 우주 식품은 꼭 멸균처리를 해야 해요. 그래서 김치는 방사선으로 젖산균을 없앴어요. 또 곡물가루는 막대 형태로, 수정과는 가루로 만드는 등 우주에서 편하게 먹을 수 있도록 형태를 바꾸었답니다. 신토불이 음식이 우주로 나간 대한민국 우주인에게 큰 힘이 되길 기대합니다.



{BIMG_l10}[소제시작]투명 물고기 “캐스퍼”[소제끝]

미국 보스턴어린이병원 줄기세포프로그램 연구팀의 리처드 화이트 박사는 ‘로이오빈슨’과 ‘네이커’라는 두 종의 지브라피시를 이용해 몸 속이 훤히 보이는 투명 물고기를 만들었다고 발표했어요. 로이오빈슨은 빛을 반사시켜 피부를 반짝거리게 하는 피부색소가 없고, 네이커는 검은색 피부색소가 없어요. 이 두 종을 교배한 결과 노란색 피부색소만 있는 투명 지브라피시가 태어났답니다. 이름은 유명한 애니메이션 주인공 이름을 따 ‘캐스퍼’라고 지었지요.

화이트 박사는 캐스퍼의 몸에 암세포를 넣어 퍼져 나가는 과정을 관찰했어요. 그 결과 투명한 몸 덕분에 암세포의 전이 과정을 한눈에 볼 수 있었어요. 앞으로 암연구에 도움이 될 캐스퍼의 활약이 벌써부터 기다려집니다.


[소제시작]가상 인터뷰[소제끝]

바다를 누비는 수중 글라이더 개발

{BIMG_r11}저기 바다 속에 날렵한 무언가가 휙~ 지나갑니다. 분명 고래는 아니고, 그렇다고 일반 잠수함도 아닌 것 같습니다. 저 물체는 과연 무엇일까요?
재빨리 잠수복을 입고 바다 속으로 들어가 수중 인터뷰를 시도해 보겠습니다.


잠깐만요! 잠시만 시간을 내 주세요. 대체 누구시죠?

안녕하세요? 전 ‘수중 글라이더’예요. 바다에서 얻은 열 에너지로만 움직이는 무인 해저탐사선이죠. 미국 우즈홀 해양연구소 데이비드 프라탄토니 박사팀이 나를 운행하고 있답니다.

그런데 흔히 잠수함에 달려 있는 모터나 프로펠러 같은 장치가 없네요. 대체 어떻게 움직이는 건가요?

나는 깊이에 따른 바닷물의 온도 차이를 이용해 동력을 얻어요. 바다 표면 가까이의 따뜻한 물과 깊은 곳의 차가운 물 사이를 왔다 갔다 하면 내 안의 왁스 튜브가 팽창했다 수축하며 펌프를 작동시키죠. 그 결과 톱니와 같은 궤적을 그리며 해수층 사이를 오르내리게 된답니다.

와! 그야말로 그린 탐사선이네요. 실제로 어디까지 갔다 왔나요?
나는 2007년 12월에 처음 운항을 시작했는데, 그 동안 한 번도 멈추지 않고 푸에르토리코 동쪽에 있는 세인트 토마스 섬과 세인트 크로이 섬을 왔다갔다하고 있어요. 날 만든 연구팀에 따르면 앞으로도 6개월 동안은 지금처럼 움직일 수 있을 거래요.

그런데 구체적으로 어떤 활동을 하며 왔다 갔다 하는 거죠?

나에게 여러 가지 장비를 달면 해수 온도, 염도, 생물 자원 등에 대한 정보를 수집할 수 있어요. 기계 소음이 없어 수중 음향 연구에도 아주 유용하답니다. 이렇게 모은 정보는 위성을 통해 연구소로 보내죠. 어떤 기상 조건에도 쉬지 않고 작동할 수 있는 그린 탐사선의 활약을 앞으로 지켜봐 주세요!


[소제시작]과학자 인터뷰[소제끝]

“알록달록~ 컬러 누에로 대상 탔어요!”
충북 청원군 미원초등학교 금관분교 과학반


{BIMG_R12}전교생이 19명뿐인 시골의 작은 학교가 ‘큰일’을 내고야 말았습니다. 지난 1월 29~30일에 열린 제7회 전국과학탐구발표대회에서 충북 청원군 미원초등학교 금관분교 과학반이 초등부 대상을 차지했거든요.

전국과학탐구발표대회는 전국 초중고등학교에 설치된 청소년과학탐구반(YSC) 학생들이 참여하는 대회로, 1년 동안 탐구한 주제를 발표하고 평가를 받는 자리예요. 이번에는 전국 16개 시도에서 올라온 48개 팀이 참여해 뜨거운 경쟁을 벌였어요.

“아이들이 텔레비전 프로그램에서 ‘핑크색으로 변신하는 누에도 있다’라는 내용을 보고 어떻게 그런 누에가 생기는지 궁금하다고 이야기를 했습니다. 누에는 알-애벌레-번데기-어른벌레의 완전변태 과정을 쉽게 관찰할 수 있는 곤충으로, 좋은 탐구주제라는 생각이 들었어요.”

{BIMG_R13}금관분교의 과학반을 맡고 있는 우관문 선생님은 2004년 올해의 과학교사상과 2007년 신지식인 교육분야를 수상할 만큼 과학교육에 많은 관심을 갖고 있었어요. 그래서 3학년부터 6학년까지 14명의 과학반 학생들이 ‘누에는 먹이에 따라 어떻게 변할까?’라는 주제로 탐구할 수 있도록 지도했지요. 하지만 직접적으로 아이들을 도와 주기보다는 탐구 동기나 의욕을 북돋아 주는 일에 힘썼답니다.

“학생들과 함께 누에를 기르고 관찰하면서 먹이에 따라 누에가 더욱 질긴 실을 만들거나 누에 몸의 색깔이 달라진다는 걸 알게 되었어요. 흥미로운 탐구주제인데다가 학생들이 스스로 관찰해서 알아 냈다는 점이 높은 점수를 받은 것 같습니다.”

탐구과제 발표는 5학년 신상수, 김영현, 김선화 학생이 함께 맡았어요. 탐구 계획에서부터 실험, 보고서까지 직접 참여해서 준비한 결과 어느 팀보다 더 자신 있게 발표했다는 평가를 받았답니다.
금관분교 꼬마 과학자들에게 다시 한 번 축하의 박수를 보내며, 누에 관찰로 시작된 관심이 더욱 다양한 탐구활동으로 계속 이어지길 기대해 봅니다.

댓글2

  • swp0425 2008-06-03 17:06

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    그랜드캐니언을 내려다 보는 것은 444층 높이에서 내려다 보는 건데...

  • tjdudwlsdu 2008-03-13 22:46

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    와우 재밌는기사들 더욱만이 부탁 드립니다. 어린이 과학동아 파이팅!

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