동아사이언스

[표지로읽는 과학-네이처] 이번주 네이처 표지는 천재 예술가 레오나르도 다빈치의 모나리자가 장식했다. 은은한 유화는 아니고 맨눈으로 관찰할 수 있을 정도로 크지도 않다. 2차원 DNA 나노 구조물을 이용해 8704개의 픽셀로 이뤄진 0.05㎛2(1㎛, 100만분의 1m) 캔버스 위에 재현했기 때문이다. 염색체의 구성요소인 DNA나 RNA 같은 핵산은 특정 기능을 갖는 분자기계처럼 나노 크기의 구조물을 만드는데 쓰인다. 구조생물학이나 생물물리학, 합성생물학 등에서 주로 연구하는 소재다. 미국 캘리포니아공대 생물공학과 루루 치엔 교수팀이 DNA를...

종이접기 방식으로 자유자재로 움직이는 로봇 팔이 개발됐다. 이기주 미국 케이스웨스턴리저브대 기계항공공학과 교수팀이 만든 ‘트위스터’다. 트위스터는 일본의 종이접기 작가 타치바나 미호코가 고안한 꼬여진 탑에서 영감을 받았다. 꼬여진 탑은 종이접기로 다각형 구조물을 만들고, 이 구조물을 여럿 합쳐 만들었다. 트위스터 역시 삼각형, 육각형, 팔각형 등 규칙적인 다각형이 합쳐져 팔의 기능을 한다. 구부리거나 펴지고 다양한 방향으로 움직일 수 있는 것은 물론 옆으로 기어갈 수도 있다. 연구팀은 실제로 종이를 접어 로봇 팔을 만들기...

도로에서 발생하는 소음은 다양하다. 무거운 짐을 싣고 달리는 트럭은 낮은 주파수의 소음을 내고, 같은 자동차라도 평소보다 빨리 달리면 더 높은 주파수의 소음을 발생시킨다. 기존에는 이런 다양한 소음을 차단하기 위해 두꺼운 콘크리트 차단벽을 설치했다. 그런데 최근 마노즈 토타 미국 미시간대 기계공학과 박사팀이 종이접기의 원리를 이용해 도로의 소음 차단벽을 얇고 효율적으로 제작할 수 있는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 격자 모양으로 접을 수 있는 알루미늄 시트를 제작하고, 접히는 모서리마다 소음을 확산시키는 원기둥 모양의 구조...

박쥐가 초음파를 이용해 길을 찾는다는 사실은 잘 알려져 있다. 하지만 사람이 만든 빌딩 같은 인공구조물에서는 그 능력이 통하지 않는다는 연구 결과가 나왔다. 이는 박쥐의 생명을 위협할 수 있는 문제다. 스테판 그레이프 독일 막스플랑크 조류학연구소 연구원팀은 박쥐가 건물의 유리창처럼 매끈하고 수직으로 서 있는 물체는 잘 인식하지 못한다는 연구 결과를 ‘사이언스’ 9월 8일자에 발표했다. 연구팀은 생쥐귀박쥐 21마리가 어둠 속에서 사각형의 인공 터널을 비행하는 모습을 관찰했다. 터널 모퉁이에는 표면이 매끈한 금속판을 지면에 수...

최근 건물일체형 태양광 발전(BIPV·Building Integrated Photovoltaics)이 뜨고 있다. 건물의 지붕이나 외벽에 기존의 건축 자재 대신 태양광 발전 모듈을 이용하는 방법이다. BIPV는 태양광 산업에서 가장 빠르게 성장하고 있다. 하산 바이그 영국 엑스터대 환경및지속가능성연구소 박사는 새로운 건물일체형 태양광 발전 ‘솔라 스퀘어’를 개발했다. 건물 외벽에 벽돌이나 유리창 대신 설치할 수 있는 유리 블록이다. 일반적으로 건물용 태양광 패널은 검은색을 띤 판 형태다. 하지만 솔라 스퀘어는 투명한 유리 블록 안에 은빛으로 빛나는...

국내 연구진이 항공기나 우주선, 선박 등 선체 내부의 눈에 보이지 않는 손상을 정확하게 감지해내는 기술을 개발했다. 대형 이동 수단뿐 아니라 각종 산업 시설의 안전 관리 효율도 크게 높일 것으로 기대된다. 권일범 한국표준과학연구원 안전측정센터 책임연구원 연구팀은 구조물의 내부 손상을 쉽게 파악할 수 있는 ‘광(光)섬유 감지 신경망 시스템’을 세계 최초로 개발했다고 7일 밝혔다. 이 시스템은 선체 등 이동 수단에 매설된 광섬유를 통과하는 빛의 변화를 토대로 손상 부위와 부위별 충격 강도를 예측한다. 권 연구원은 “사람이 피부 ...

※ 1분 요약 1. 작게 발생한 균열이 물체에 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 2. 국내 연구진이 그간 알려지지 않았던 나노미터급 초소형 균열의 생성 원인을 밝혔다. 3. 기존에 알려진 3차원 소재의 균열 과정과는 다른 방식으로 균열이 일어난다는 것을 밝힌 것으로, 향후 더 견고한 반도체 제작에 기여할 전망이다. 모든 붕괴는 작은 틈에서 시작한다. 균열은 작지만 무시할 수 없는 존재다. 국내 연구진이 나노미터 크기의 균열이 형성되는 원인을 규명했다. 이영희 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단장(사진) 팀은 차세대 반도체 소재로 주목...

빈센트 반 고흐의 명작 ‘별이 빛나는 밤’이 DNA 종이접기(origami)로 다시 태어났다. 폭이 176μm, 높이가 77μm인 이 작품에서 붉게 빛나는 부분에는 전부 접힌 DNA가 있다. 미국 캘리포니아공대(칼텍) 연구팀은 DNA 총 6만5536개를 접어 반 고흐의 ‘별이 빛나는 밤’을 완성했다고 밝혔다. DNA 종이접기는 긴 가닥의 DNA를 원하는 모양대로 접는 기술이다. 나노미터(nm․10억 분의 1m) 단위의 작은 구조물을 만들 때 유용하지만, 접힌 DNA를 원하는 위치에 정확히 놓는 기술이 부족해 상용화되지 못했다. 연구팀은 DNA를 660nm 파장의 붉은...

박홍규 고려대 물리학과 교수(사진)팀은 압력을 가하면 색이 변하는 나노 레이저 압력센서를 개발했다고 23일 밝혔다. 이 장비를 건축물에 적용하면 건물이 소폭 기울거나, 지진 등으로 압력이 가해지는 것을 쉽게 감지할 수 있다. 최근 압력 변화를 감지하는 센서를 기찻길, 건축물, 의료기기 등에 적용하기 위한 연구가 활발하다. 하지만 실제 적용하기에는 측정의 정확도가 떨어진다는 한계가 있었다. 연구진은 레이저가 하나의 파장(색)만을 갖는다는 점에 착안해 압력센서를 개발했다. 레이저는 내부의 격자 구조에 따라 색이 결정되는데, 유연한...

물고기 아가미가 미세한 물질까지 걸러내는 원리가 밝혀졌다. 미국 윌리엄메리대 생물학과 로리 센데르손 교수팀은 신개념 필터에 적용할 수 있는 물고기 아가미의 여과 원리를 밝히고 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3월 29일자에 발표했다. 금붕어와 고래상어 등의 어류는 아가미로 바닷물을 빨아들인 뒤 물속에 들어 있는 먹이만 걸러내 먹는다. 아가미가 일종의 필터 역할을 하는 셈이다. 아가미 필터는 찌꺼기 때문에 막히는 일이 없고, 필터 구멍보다 더 작은 입자들까지도 걸러낸다. 연구팀은 원리를 알아내기 위해 3D 프린터를 이용해 주걱철갑상...