알고 살아가자 718

겨울 나기, 아파트의 난방과 열 관리 이야기

송구영신을 앞두고 올겨울 최강의 한파가 찾아올 전망이다. 기상청은 이번 주 중순 북극발 한파가 찾아와 영하 10℃ 이하의 강추위가 1주일 이상 계속될 것으로 예보했다. 엄동설한의 매서운 추위가 몰아붙여도 우리나라 사람들이 겨울을 따뜻하게 날 수 있는 이유는 뜨끈뜨끈한 방바닥이 있기 때문이다. 불을 피워 방바닥 구들장을 데우는 온돌을 발명한 선조들 덕분에 한국인들은 지금도 방바닥을 데우는 바닥난방 방식을 사용하고 있다. 반면 과거 벽난로를 사용하던 서양에서는 현재도 공기를 계속 데워야 하는 대류난방 방식을 주로 사용하고 있다. 이 때문에 바닥난방을 처음 접하는 외국인들은 따뜻함에 한 번, 에너지 효율성에 두 번 놀라게 된다고 한다. 일본에서는 바닥난방이 이미 대세로 정착했고, 미국과 서유럽에서도 신축 주택..

사랑의 동물들

‘탄광의 카나리아’는 다가온 위험을 먼저 알려주는 대상을 가리키는 말입니다. 탄광에서 나오는 유독 가스에 죽거나 다치는 일을 피하고자 광부들이 유독 가스에 민감한 카나리아를 데리고 갱도로 내려간 일에서 유래했습니다. 카나리아는 대서양 카나리아 제도가 원산지인 새입니다. 노란 깃털을 가지고 있고, 노랫소리가 아름다워 관상용으로 많이 길렀습니다. 이들이 광산에 출현한 것은 19세기 유럽이었습니다. 석탄 광산은 그 당시 찾을 수 있는 최악의 일자리 중 하나였습니다. 허리도 못 펼 정도로 좁은 지하에서 어둠과 더위와 싸워가며 석탄을 캐야 했습니다. 갱도가 무너지는 사고도 자주 발생했지만, 더욱 위험한 것은 벽에서 스며 나오는 유독 가스였습니다. 무색무취의 일산화탄소 때문에 자기도 모르는 사이에 질식사 할 수 있..

코로나, 버티어가기

전 세계적으로 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)의 확산세가 늘어나면서 사람들의 불안 또한 늘어나고 있다. 안타깝지만 봉쇄조치가 필요할지도 모르는 현실을 우리의 힘으로 당장 바꿀 수는 없다. 하지만 똑같이 암담한 현실에 대해 반응하는 방식은 사람마다 다르고, 어떻게 대응할지는 어느 정도 우리가 통제할 수 있는 부분이다. 불안에 떨거나 떨지 않는다고 해서 크게 달라지지 않을 힘든 현실을 어떠한 마음으로 버텨내면 좋을까? 통제할 수 있는 것과 없는 것을 인식하기 자존감이 건강한 사람이 그렇지 않은 사람들에 비해 안 되는 일에도 끊임없이 도전하며 끝까지 매달릴 것 같지만 의외로 정 반대의 현상이 나타난다. 사람들에게 해결이 어려운 문제를 줬을 때 자존감이 건강하지 않은 사람들은 절대 실패하..

콘크리트 이야기

20세기 중반 SF의 거장 아이작 아시모프는 미래에 인류가 강철 도시에서 살 것이라고 예상하며 소설 ‘강철도시(The Caves of Steel)’를 썼다. 그러나 실제 도시를 이루고 있는 것은 콘크리트다. 그리고 앞으로도 이를 대체할 재료가 출현할 가능성은 높아 보이지 않는다. 전 세계 인류의 대략 70%는 콘크리트 속에서 살고 있다고 한다. 인간은 콘크리트로 살 집을 만들고 일하는 건물과 공장, 다리, 터널, 도로, 항만, 댐, 상하수도관 등을 만든다. 전 세계적으로 매년 300억 톤에서 400억 톤 사이의 콘크리트가 사용되는 것으로 추산되는데, 콘크리트는 인간이 물 다음으로 가장 많이 사용하는 물질이다. 콘크리트가 최고의 건설재료인 이유 아파트의 살과 뼈를 이루는 것도 역시 콘크리트다. 정확히 말하..

플라즈마와 생활

최근 우리나라의 핵융합 실험 장치인 케이스타(KSTAR)가 1억℃ 상태의 플라스마(plasma)를 20초간 유지하며 기존의 세계 최고 기록을 갈아치워 전 세계의 이목이 집중되었다. KSTAR는 미래 청정에너지인 핵융합 에너지 상용화에 필수적인 초고온 플라스마를 300초 이상 유지하기 위한 조건을 연구하기 위해 지난 2007년 건설된 우리나라의 대표적인 연구시설이다. 주목할 점은 플라스마의 활용도다. 물질의 제4상태로 불리는 플라스마는 그동안 핵융합이나 가속기 같은 거대과학(Mega Science)에서나 활용되는 물질로 여겨져 왔었다. 그런데 최근 들어 플라스마가 생활 속 문제 해결에 있어서도 꼭 필요한 존재라는 사실이 밝혀지고 있어 관심이 모아지고 있다. 생활 속 문제 해결의 열쇠로 진화하고 있는 플라스..

인류 최악의 전염병

코로나바이러스감염증-19가 발생한 지 1년이 다 되었다. 그동안 이 전염병으로 인해 전 세계 사람들이 큰 고통을 당해왔다. 많은 사람이 목숨을 잃었고, 자유롭게 해외여행을 다닐 수도 없게 되었으며, 경제가 어려워져 많은 사람이 직장을 잃었다. 백신이 개발되었다는 소식이 들리고 있지만, 이 전염병이 언제까지 계속될지는 아무도 정확히 알 수 없다. 코로나바이러스감염증-19은 최근 전 세계에 창궐한 전염병 중 가장 최악이라고 할 수 있다. 하지만 질병의 역사를 살펴보면, 이보다 인류에게 더 큰 고통을 준 전염병은 수두룩하다. 중세 유럽 인구의 30%를 죽였다고 추정되는 흑사병이 있었고, 20세기 초반에 전 세계에서 2500만~5000만 명의 목숨을 앗아간 스페인독감도 있었다. 그리고 아프리카 사람들의 수명을 ..

지구 위에서 인간은 얼마나 만들었나?

인류가 지금까지 생산한 인공물의 총질량이 지구 위 생물의 총질량을 처음으로 넘어섰다. 인류는 지금도 전세계 인구 전체의 체중보다 무겁고 많은 양의 건물, 도로, 플라스틱 등 인공물을 매주 생산하는 것으로 분석됐다. 그 결과 자연이 만들어낸 지구상 생물의 총질량을 인공물이 뛰어넘게 됐다. 론 밀로 이스라엘 바이츠만연구소 식물 및 환경과학부 교수 연구팀은 인류가 지금까지 만들어 온 인공물의 총질량이 현재 전 세계 생물의 총질량인 약 1조 1000억t을 올해 처음으로 초과한 것으로 추정된다는 연구결과를 9일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 지구에서 인간은 전체 생물의 0.01%에 불과하지만 생태계에 미치는 영향은 막대하다. 약 1만 년 전 농업 혁명이 시작된 이후 인간은 삼림 벌채와 토지 이용 등..

QD-OLED, 내년에 시장으로

삼성디스플레이가 퀀텀닷(QD) 디스플레이 사업에 속도를 낸다. 라인 구축을 마무리하고 시험생산에 돌입한다. 8일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 충남 아산캠퍼스 QD 생산라인 ‘Q1’의 시험가동에 들어갔다. 지난 7월 설비 반입식 이후 5개월 만에 라인 설치를 마무리했다. Q1은 시험생산에 이어 수율 안정화 등을 거친 뒤 내년 하반기부터 본격 가동될 전망이다. 초기에는 월 3만장 내외 생산능력(CAPA) 수준으로 진행된다. QD디스플레이는 2~10나노미터(nm) 크기 반도체 입자인 양자점 물질을 활용한다. 백라이트유닛(BLU) 없이 자발광한다. 삼성디스플레이의 초기 제품은 청색(B) 유기발광다이오드(OLED)를 발광원으로 QD컬러필터를 활용해 구현된다. 이는 QD-OLED로 불린다. 해당 필터는 녹색(G)..

코로나 백신, 긍금증을 풀자

영국에서는 코로나19 백신 접종이 시작됐다. 미 식품의약국(FDA)은 10일 화이자‧바이오엔테크 백신을, 17일에는 모더나 백신에 대해 긴급사용 허가를 고려하고 있는 중이다. 코로나19 유행이 종말로 가고 있다는 분위기가 팽배하고 있지만 사람들 사이에서는 아직도 풀리지 않는 의문들이 남아 있다. 9일 ‘사이언스 뉴스’는 끊임없이 이어지고 있는 백신 관련 질문 6개를 선정해 과학적인 답변과 함께 게재했다. 접종 후에도 감염이 일어날 수 있는가? 코로나19 예방주사를 맞았다 하더라도 여전히 바이러스에 감염돼 다른 사람을 감염시킬 수 있느냐는 질문이다. 답변은 ‘가능하다’이다. 지금까지 시험을 진행한 백신 중 어떤 것도 100% 예방효과에 도달하지 못한 만큼 접종을 받은 사람들 중 일부는 여전히 ​​바이러스에..

최초의 원자로

1942년 12월 2일 미국 시카고대 미식축구장 지하에 긴장한 표정의 물리학자들이 하나둘 모였다. 이날은 세계 최초의 원자로인 ‘시카고 파일 1호(CP-1)’의 시험 가동이 예정돼 있었다. 대도시 한복판에서 이뤄지는 위험천만한 실험이다. CP-1은 ‘핵분열’을 조절하는 원자로다. 핵분열은 불안정한 방사성 원소가 더 작은 원자핵으로 분열되는 현상이다. 1939년 독일의 유대계 물리학제 리제 마이트너가 발견했다. 핵분열 과정에서 큰 에너지와 중성자 2~3개가 함께 방출돼 주변의 방사성 원소를 분열시킬 수 있다. 도미노처럼 차례로 원자핵이 분열되는 ‘연쇄 반응’이 일어나면 막대한 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 핵분열을 통제하는 게 관건이었다. 방사성 원소가 너무 적으면 연쇄 반응이 일어나지 않고, 반대로 너..