동아사이언스

미국 식품의약국(FDA)이 25일(현지시간) 미국의 제약사 화이자와 바이오엔테크가 개발한 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19 코로나19) 백신을 ‘일반 냉동고’에서 2주간 보관하는 것을 허용했다. 애초 화이자 백신은 영하 80도에서 영하 60도의 초저온 환경의 콜드 체인을 통해서만 보관하고 운송하도록 해왔다. 이번 결정은 일반 병원이나 약국의 냉동고에서도 보관할 수 있다는 뜻이어서 화이자 백신 사용이 더 확대될 것으로 기대를 모으고 있다. FDA는 이날 성명에서 냉동된 화이자 백신 원액을 '영하 25에서 영하 15도 사이...

코로나19 백신 운송 콜드 체인에도 적용 가능…출력 높여 액화천연가스 운반선에 사용 추진" 한국기계연구원은 최저 영하 200도까지 내려갈 수 있는 극저온 냉동기 시스템을 개발해 출력을 내는데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구팀이 개발한 냉동기를 이용해 천연가스와 질소가스를 액화 온도(각각 영하 162도, 영하 196도)보다 낮춰 액체 연료로 사용할 수 있다. 기존 냉매 헬륨보다 분자량이 5배 이상 무거운 네온을 냉매로 사용해 팽창기(냉매 가스를 팽창시켜 극저온 조건으로 만들어주는 장비) 작동 효율을 높였다. 팽창기 회전 속도를 ...

2017년 노벨 화학상은 세포나 수용액 속 생화학 분자의 구조를 고해상도 영상으로 관찰할 수 있게 해 주는 극저온전자현미경(Cryo-EM)을 개발한 과학자 3명에게 돌아갔다. 극저온전자현미경은 ‘극저온’이라는 이름 그대로 수용액에 담긴 생화학 분자를 영하 200도 이하의 극저온 상태로 급속히 냉각시켜 분자의 움직임을 잠깐 멈추게 한 뒤 정밀하게 관찰하는 전자현미경이다. 바이러스, 단백질 같은 생체 분자를 원자 수준에 가깝게 자세하게 볼 수 있다. 국제학술지 '네이처’는 이달 5일 이런 극저온전자현미경으로 촬영한 ...

2009년 개봉한 고전 SF 영화 ‘아바타(사진)’는 인류가 매우 비싸고 귀한 자원 ‘언옵테늄’을 캐러 외계 행성 판도라에 진출하는 장면으로 시작한다. 이 자원은 사람이 살아가는 온도인 상온에서 ‘초전도 현상’을 보이는 ‘상온 초전도체’로, 인류의 삶을 혁신할 매우 중요한 물질로 등장한다. SF영화에서도 태양계 바깥의 먼 외계 행성에서나 캘 수 있는 물질로 그려질 만큼 ‘꿈의 물질’로 여겨져 온 상온 초전도체가 사상 최초로 개발됐다. ●꿈의 물질 상온 초전도체 첫 성공 랜거 다...

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)을 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV2)가 세포에 침투할 때 활용하는 스파이크 단백질이 두 가지 형태를 띠는 것으로 나타났다. 이는 코로나바이러스가 외부 환경에 노출돼도 오래 살아남는 능력을 제공하면서 백신이나 면역체계를 회피하는 능력 또한 제공할 수 있는 것으로 분석됐다. 빙 첸 미국 하버드의대 소아과학부 교수 연구팀은 이같은 연구결과를 이달 21일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 연구팀은 사스코로나바이러스-2가 인체 세포에 침입할 때 이용하...

영하 50도 이하의 성층권을 날아 다니는 무인항공기(UAV), 험지와 화염 속에서 군인의 생명을 지키는 군사용 슈트 등을 개발하기 위해서는 강하고 내구성 높은 신소재를 개발하는 것이 중요하다. 옐레나 슬리오츠버그 미국 육군전투능력개발사령부연구소 연구원팀은 탄소나노튜브(CNT)와 폴리우레탄-우레아(PUU)를 이용해 진동이나 마모에 의한 손상이 적고 열 전달이 차단되는 신소재를 개발했다. 연구팀은 ‘소산입자동역학(dissipative particle dynamics)’이라는 시뮬레이션 기술(아래 작은 사진)로 다양한 폴리우레탄 계열 고...

미국의 국내 연구자가 금속 분자를 다른 금속 원자와 '충돌'시키는 방법으로 극저온 분자를 만드는 데 성공했다. 양자컴퓨터 등 입자를 자유자재로 제어해야 하는 분야나, 전혀 새로운 성질을 갖는 재료를 만들 때 도움이 될 것으로 기대된다. 손형목 미국 하버드대 물리학과 연구원과 울프강 케털리 매사추세츠공대(MIT) 교수, 줄리아나 박 연구원팀은 나트륨-리튬 분자와 나트륨 원자를 서로 충돌시키는 방법으로 모든 입자가 움직임을 멈추는 ‘궁극의 저온’인 절대0도(0K)에 근접한 500만 분의 1K를 인공적으로 만드는 데 성...

영화 터미네이터에서 로봇에 액체질소를 부어 얼린 후 총을 쏘면 산산이 부서지는 장면이 나온다. 일반적으로 금속은 저온에서 충격에 약하기 때문이다. 반대로 극저온에서 충격에 더욱 강한 이른바 ‘엔트로피 합금’도 있다. 지난 2014년 국제학술지 ‘네이처’에 엔트로피 합금이 보고돼 화제가 됐다. 그러나 엔트로피 합금이 어떤 이유로 충격에 강한지 알려지지 않았다. 한국원자력연구원은 국내외 7개 기관과의 공동연구를 통해 엔트로피 합금이 저온에서 더욱 강한 원인은 낮은 ‘적층결함에너지’라는 사실을...

장마가 끝나고 무더위가 본격적으로 기승을 부리는 8월이면 전력 사용량이 폭증한다. 기온을 낮추고자 냉방 장치를 가동하기 때문이다. 단 몇 도만 낮춰도 노약자들이 폭염으로 숨지는 확률을 크게 낮출 수 있다. 그런데 무려 300도 이상 온도를 낮추느라 고군분투하는 사람들이 있다. 극저온을 연구하는 물리학자들이다. 이들은 우주보다 차갑고 입자까지 얼어붙는 궁극의 저온을 만들기 위해 노력하고 있다. 물리학에서는 일상에서 주로 쓰는 섭씨 온도와 다른 온도를 기준으로 쓴다. 섭씨 영하 273.15도를 기준점으로 삼는 ‘절대온도’...

2000년대 들어 격년으로 노벨 과학상을 받다시피 하다 보니 일본인 수상자가 25명에 이른다. 이 가운데 필자가 가장 깊은 인상을 받은 사람은 2008년 물리학상 수상자인 마스카와 도시히데 나고야대 교수다. 1940년생인 마스카와 교수는 수상자로 선정될 때까지 평생 외국을 한 번도 가본 적이 없다고 한다. 관련 분야(물질·반물질 비대칭성)의 대가임에도 영어를 못해 국제학회에도 참석하지 않았다. 심지어 노벨상 수상식에도 안 가겠다고 해 주변 사람들이 애를 먹었다는 후문이다. 대학원 때나 기자를 할 때 외국 명문대에서 유학하고 외국...