동아사이언스

길을 걷다가 눈앞에 멋진 풍경이 펼쳐지면 저절로 스마트폰이나 카메라를 들어 올린다. 하지만 사진에 담긴 풍경은 눈으로 보는 것과 다를 때가 있다. 녹색 나뭇잎과 푸른 하늘은 어딘지 모르게 노르스름하고 사진 곳곳에 잔상이 생길 때도 있다. 보통 사람들은 ‘고수는 장비 탓을 하지 않는다’는 격언을 떠올리며 자신의 실력을 탓하지만 이 경우만큼은 정말 ‘장비 탓’일 수 있다. 카메라에서 눈의 망막 역할을 하는 이미지 센서가 감지하는 빛의 파장 범위가 눈보다 넓어 불필요한 빛까지 받아들이기 때문이다. 카메라에 ...

새로운 소재를 개발하는 일은 사막을 헤매며 바늘을 찾는 것에 종종 비유되곤 한다. 힘든 실험을 거쳐 소재를 합성하고 물성을 평가하는 과정을 끝없이 반복해야 원하는 소재를 찾아낼 수 있다. 소재 개발에 긴 시간과 엄청난 자원이 투입되는 이유기도 하다. 최근에는 여러 소재를 결합하면서 새로운 물성을 찾아내는 연구가 주목을 받으면서 소재 개발 경우의 수는 기하급수적으로 늘어난 상황이다. 소재 선진국들은 자신들이 지금까지 쌓아놓은 데이터를 다시 분석해 돌파구를 찾고 있다. 미국은 2014년 소재 게놈 이니셔티브(MGI) 국가전략계획을...

“일본의 소재·부품·장비(소부장) 수출 규제 조치로 대기업과 중소기업간 적극적인 상생 협력 움직임이 생겨나고 있습니다. 정부의 소부장 연구개발(R&D) 투자도 올해 1조7000억원에 이르는 등 투자도 늘어나고 있습니다. 지금까지는 긴급 대응을 해왔다면 앞으로 한단계 업그레이드된 소부장 경쟁력 강화를 위해선 소재가 필요한 새로운 산업을 활성화하고 시장을 창출해 고급 인력을 유입시키는 장기적인 전략이 필요합니다.” 지난달 18일 부산대에서 열린 ‘미래소재 육성을 위한 산학연 간담회’에 참...

2019년 4월 강원 고성과 속초에 발생한 대규모 산불은 정부가 역대 세 번째로 재난사태를 선포할 정도로 컸다. 국립과학수사원은 고압 송전선이 바람에 흔들리다 잘리며 전신주에 부딪힌 것을 산불의 원인으로 지목했다. 송전선이 끊어지는 문제는 대규모 정전 사태뿐 아니라 산불 같은 화재로도 이어져 엄청난 재산피해와 인명피해를 낳는다. 검사자들이 전신주에 올라 전력선을 검사하며 이를 방지하려 하지만 실시간 감시가 어렵고 검사자들의 안전사고 또한 자주 발생한다. 검사자들의 안전사고를 막고 실시간으로 위험 여부를 찾기 위해 사물인터...

미국 전기차 회사 테슬라의 창업자인 일론 머스크는 1994년 여름 에너지 저장 스타트업인 피너클연구소에서 인턴십을 하고 있었다. 당시 피너클연구소는 에너지를 저장하는 슈퍼 커패시터를 개발하고 있었다. 머스크는 이듬해 미국 스탠퍼드대에서 에너지물리학 박사과정에 들어갔지만, 이틀 만에 그만두고 창업에 뛰어들었다. 그리고 2004년 테슬라에 합류하면서 전기자동차 개발의 역사를 새로 쓰고 있다. 강정구 KAIST 신소재공학과 교수는 “전기자동차의 핵심은 결국 배터리와 커패시터(축전기)”라며 “많은 에너지를 빨리 저...

소재개발에서 어려운 점은 새로운 기능을 요구하는 수요자가 많아질수록 소재에 요구되는 사항도 점차 많아진다는 점이다. 스마트폰을 예로 들면 아무렇게나 주머니에 집어넣고 던지는 특성상 부품들이 점점 단단해져야 한다. 그러면서도 전기가 통하는 부품은 점점 작아지면서 전기를 더욱 잘 통해야 한다. 접히거나 유연할 필요가 있는 부분은 변형도 잘 이뤄져야 한다. 문제는 부품에 쓰이는 금속 재료가 두 마리 토끼를 잡을 수 없다는 점이다. 금속 재료는 어떤 재료든 간에 강도가 증가하면 잘 늘어나는 성질인 연성과 전기전도도 등은 반대급부...

‘가짜 그래핀과의 전쟁’. 2018년 10월 국제학술지 ‘네이처’는 이 같은 제목으로 전 세계 60개 기업에서 생산되는 그래핀을 조사한 결과 ‘진짜’ 그래핀은 없다는 사실을 폭로했다. 김상욱 KAIST 신소재공학과 교수는 “국제표준기구(ISO)는 그래핀이 열 층 이하로 쌓인 그래파이트만 그래핀으로 인정하고 있다”며 “현재 이 정도 수준의 고품질 그래핀을 대량생산할 수 있는 기술은 그래핀 산화물을 이용하는 방법이 유일하다”고 말했다. 이 기술은 2011년 김 교수가 세계에서 처음으...

기상이변과 지구온난화로 여름철 에어컨 사용량이 급격히 늘고 있다. 2018년 국제에너지기구(IEA)가 발표한 보고서에 따르면 2016년 기준 전 세계에서 약 16억대의 에어컨이 가동됐고 2050년에는 소득과 생활 수준이 높아져 약 56억대가 가동될 것으로 보고 있다. 한국을 비롯해 미국, 영국, 유럽의 주요 국가가 저탄소와 친환경 경제를 추구하는 ‘그린뉴딜’ 정책을 추구하는 가운데 에어컨 사용량의 증가는 새로운 냉방 시스템을 요구하고 있다. 에어컨 냉매로 주로 쓰이는 프레온 가스와 불소계 냉매는 오존층을 파괴하고 지구온난화를...

“최근 소재 연구에서는 첨단기능을 가져 ‘부가가치’를 내는 소재를 찾는 일이 점점 중요해지고 있습니다. 서로 다른 성질을 가진 두 소재를 맞붙이면 그 표면에서는 이전에는 발견하지 못하던 새롭고 놀라운 기능과 현상들이 나타납니다.” 정부가 세계 수준의 성과를 내기 위해 설립한 10개 글로벌프론티어사업단 중 하나인 하이브리드 인터페이스기반 미래소재연구단 김광호 단장(부산대 재료공학부 교수)은 서로 다른 물질이 닿는 ‘인터페이스(경계면)’을 연구하는 학자다. 두 물질을 붙일 때 생기는 경계면...

사물인터넷(IoT)이 발발하면서 해커들이 침입할 통로가 많아지고 있다. 그만큼 현재 주로 쓰는 소프트웨어 기반의 키 방식을 보완할 ‘물리적 복제 방지 기능(PUF)’이 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 주현수 선임연구원은 부산대 고분자공학과 안석균 교수팀과 함께 빛을 이용해 PUF의 보안 성능을 강화하는 암호화 소자를 개발했다. 하드웨어 기반의 PUF 반도체 칩은 사람의 홍채나 지문처럼 고유의 키 값을 갖고 있다. 제조공정에서 만들어지는 미세구조의 편차가 키 값이기 때문에 PUF로 만들어지는...