알고 살아가자/일상의 지식 257

알루미늄 이야기

알루미늄(Al)은 지구의 지각에서 가장 풍부한 금속 원소다. 지각 무게의 약 8.2%를 차지하는데 이는 철(약 5.6%)보다 많은 양이다. 흔한 물질을 싸게 마련이지만 알루미늄은 한때 왠만한 귀금속보다 비쌌다. 금속으로 제련하기 쉽지 않기 때문이다. 알루미늄은 상대적으로 반응성이 큰 금속이라 자연 상태에서는 주로 화합물로 존재한다. 19세기 중반만 하더라도 이를 순수한 금속으로 만들기 어려워 알루미늄은 귀금속으로 취급받았다. 프랑스의 나폴레옹 3세는 신분이 높은 손님은 알루미늄 식기로, 신분이 낮은 사람은 금이나 은으로 만든 질이 떨어지는 식기로 대접했다고 전해진다. 결국 알루미늄의 활용 가능성은 얼마나 저렴한 제련법을 찾느냐에 달려 있었다. 미국의 화학자 찰스 마틴 홀은 대학생 시절 ‘알루미늄 제련법을..

양자 점, quamtum dot~디스플레이 뿐만 아니라... 태양전지와 바이오에도~

퀀텀닷(quantum dot·양자점)은 등장과 함께 여러 분야에 새로운 돌파구를 선사했다. 그동안 각 분야에서 실험적으로, 그리고 이론적으로도 분명했던 한계치가 퀀텀닷을 도입하면서 뚫리기 시작한 것이다. 이런 혜택을 보게 된 대표적인 분야가 TV 디스플레이다. 그리고 가장 중요한 미래 기술 중 하나로 꼽히는 태양광 발전과 바이오이미징에서도 퀀텀닷의 활약이 주목받고 있다. 태양전지, 광전환 효율 한계 생기는 이유 태양광 발전은 태양의 빛에너지를 태양전지를 통해 전기에너지로 바꾸는 기술이다. 1954년 당시 미국의 벨연구소에서 최초의 상용화 태양전지인 실리콘 태양전지가 개발된 이래 지금은 친환경 미래 에너지기술로 각광받고 있다. 태양광 발전의 기술력을 판가름 짓는 건 태양전지가 빛에너지를 전기에너지로 전환하..

노벨상 이야기... 귀와 청력

2012년 10월 9일 파키스탄 북부의 한마을에서 총성이 울려 퍼졌다. 스쿨버스가 정차했을 때 괴한들이 올라타서는 한 여학생에게 총을 난사한 것. 머리와 목에 총알을 맞은 그 여학생은 영국으로 이송되어 두개골 복원 및 인공 달팽이관을 이식하는 수술을 받은 끝에 극적으로 회복되었다. 그 여학생이 바로 2014년 노벨 평화상을 받아 역대 최연소 수상자가 된 말랄라 유사프자이다. 인공 달팽이관의 최초 시술자는 호주의 청각장애인이었던 로더 손더스였다. 그는 1978년에 그래엄 클라크 교수가 개발한 인공 달팽이관을 이식받은 후 호주 국가가 연주될 때 부동자세를 취해 모두를 감격시켰다. 달팽이관은 귀의 가장 안쪽 부분인 내이에 위치한 청각기관이다. 달팽이처럼 생긴 이 기관은 다양한 소리를 각각의 주파수에 따라 구별..

노벨상 이야기... 폴리에틸렌

플라스틱의 종류는 수만여 종에 달하며, 그 성질 또한 다양하다. 그중에서도 가장 많이 사용되는 플라스틱 재질인 폴레에틸렌(PE)은 세 번의 우연한 발견이 겹쳐서 현재의 모습으로 발전했다. 첫 번째 우연은 독일의 화학자 한스 폰 페크만으로부터 시작됐다. 그는 자신이 발견한 디아조메탄을 연구하던 중 1898년에 우연히 폴리에틸렌을 합성했다. 하지만 페크만은 이 물질의 엄청난 잠재성을 알아차리지 못했다. 그로부터 35년이 흐른 1933년 영국 ICI 사의 연구진은 에틸렌과 벤즈알데하이드를 합성하던 중 우연히 밀랍 같은 백색 물질을 만들었다. 두 번째의 우연한 발견이다. 하지만 그 실험은 재현하기 어려웠고, 2년 후 ICI 사의 다른 연구원인 마이클 페린에 의해 폴리에틸렌을 만드는 방법이 발견됐다. 그런데 플라..

모르핀 이야기

인류 역사상 최초의 현대적인 의약품은 모르핀이다. 알려져 있다시피 모르핀은 지속적으로 사용할 경우 만성중독을 일으키고 사용을 중단하면 심각한 금단현상을 일으키는 중독성 약물이다. 그러나 모르핀이 지닌 탁월한 진통 및 최면 효과 덕분에 인류는 마취제를 개발해 고통 없이 수술을 하게 되었다. 늦봄에서 초여름 사이에 꽃을 피우는 양귀비의 덜 익은 열매에 상처를 내어 흘러나오는 액을 채취한 것이 생아편이고, 거기에서 불순물을 제거해 농축시키면 아편이 된다. 이 아편의 성분 중 동물에게 독특한 생리작용을 일으키는 알칼로이드 성분이 바로 모르핀이다. ‘식물의 물질’이라는 의미에서 명명된 알칼로이드는 고대부터 의약품으로 사용되었다. 모르핀 외에도 코카인, 카페인, 니코틴, 퀴닌 등이 모두 알칼로이드 물질이다. 신이 ..

색맹 교정용 콘택트 렌즈

색을 인지하는 능력에 있어 사람은 매우 뛰어난 능력을 지니고 있다. 사람의 시력으로 약 100만 종의 색깔을 인식할 수 있다는 것이 과학자들의 설명이다. 그러나 색맹(colour blindness)으로 태어나는 경우가 있다.그럴 경우 색을 제대로 감지하지 못하는 일이 발생하는데 망막의 시세포를 교체하지 않는 한 치료가 불가능하다. 그러나 최근 이 선천적인 증상을 교정할 수 있는 콘택트렌즈가 개발돼 주목을 받고 있다. 안경처럼 색맹 정도에 따라 맞춤 교정 가능 10일 ‘사이언스 얼럿’은 이스라엘 텔아비브 대학 연구진이 색을 구분할 수 있는 콘택트렌즈를 개발했다고 보도했다. 샤론 카레포트(Sharon Karepov)과 탈 엘렌보겐(Tal Ellenbogen) 두 사람의 공학자가 그동안 개발해온 색상 교정용 ..

MRI, 펠릭스 블로흐

티베트의 정신적 지도자인 달라이 라마는 명상에 대한 과학적 연구의 적극적인 후원자였다. 그는 사람의 몸 안을 그대로 보여주는 한 진단용 영상장비에 대해 현대 기술이 이룩한 최고의 작품이라며 칭찬했다. 바로 최첨단 고가 장비로 알려진 ‘자기공명영상(MRI)’를 두고 한 말이다. MRI는 자기장과 고주파를 이용하므로 다른 진단 기기에 비해 인체에 해가 적다. 또한 조영제 같은 특별한 약물 없이도 고해상도로 혈관 영상을 찍을 수 있으며, 근육이나 인대 같은 연부조직의 해상도도 CT(컴퓨터단층촬영)보다 훨씬 좋다. 특히 뇌신경계 영상에서 그 진가를 발휘해 명상 중인 뇌의 상태를 촬영함으로써 명상의 효용에 대한 과학적 근거를 뒷받침하기도 했다. MRI는 핵자기공명이라고 불리는 현상을 이용한다. 모든 원자의 핵 내..

영상 편집 프로그램~

김모(45)씨는 지난해부터 영상 편집 프로그램 ‘파이널 컷 프로’를 사용해 동영상을 제작하고 있다. 그는 직접 제작한 동영상을 주기적으로 유튜브에 올린다. 김씨가 지난해부터 유튜브에 올린 영상은 10개가 넘는다. 김씨는 “영상 편집을 제대로 배운 것은 아니지만, 생각보다 쉽게 원하는 동영상을 만들 수 있었다”며 “보통 1개의 동영상을 편집하는 데 30~40분 정도밖에 안 걸린다. 영상 편집 프로그램을 사용하면서 영상 편집이 어렵다는 고정관념이 사라졌다”고 말했다. 유튜브가 널리 확산하면서 김씨처럼 평범한 사람도 영상을 직접 편집하는 경우가 늘고 있다. 한국방송광고진흥공사(코바코)에 따르면 유튜브 크리에이터(동영상을 제작해 유튜브에 올리는 사람)는 1만 명(2018년 초 기준)으로 추산된다. 이들 중 일부..