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[화보]'비눗방울 위 태양전지 떴다' 네이처 선정 올해 과학사진

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[화보]'비눗방울 위 태양전지 떴다' 네이처 선정 올해 과학사진

2020.12.15 15:18
비눗방울 위 태양전지부터 코로나바이러스의 모습까지
킹압둘라과기대 제공
킹압둘라과기대 제공

자그만 비눗방울 위로 은박지 같은 물체가 반짝이고 있다. 비눗방울 위에 은박지가 올라간다는 것도 놀랍지만 이 은박지 정체는 전기까지 생산할 수 있는 태양전지다. 사우디아라비아 킹압둘라과기대 연구팀은 잉크젯 프린터를 이용해 비누방울 위에 놓을 수 있을 정도로 가볍고 얇은 태양전지를 제조하는 데 성공했다. 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 포함한 잉크를 이용해 태양전지를 만들었다. 연구팀은 피부에 부착하는 의료용 패치 등에 이를 활용할 수 있다고 소개했다.

 

국제학술지 '네이처'는 14일 올해의 과학 사진 중 하나로 이 비눗방울 위에 떠있는 태양전지 모습을 선정했다. 네이처는 해마다 연말이면 과학의 현장을 빛낸 과학 사진과 이미지를 선정해 소개하고 있다.  올해는 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)에 대중의 관심이 쏠린 한 해이지만 다른 과학 영역에서 평소처럼 다양한 연구성과들이 쏟아져 나왔다. 네이처가 발표한 올해 과학 사진에도 초박형 태양전지부터 군집위성에 어지러워진 밤하늘, 유전자 편집 오징어 등 올해 화제를 부른 다양한 과학 분야의 사진이 포함됐다. 

 

대니얼 크롭 제공
대니얼 크롭 제공

독일의 사진작가 대니얼 크놉은 알 속에서 자라는 흰동가리의 모습을 카메라에 담았다. 흰동가리는 말미잘 사이에 서식하는 열대어로 애니메이션 영화 ‘니모를 찾아서’의 주인공으로도 알려져 있다. 첫 사진은 수정 후 수 시간 만에 촬영된 사진이다. 이후 1일, 3일, 5일, 9일 후 촬영했다. 이 사진은 카메라 제조기업 니콘이 올해 10월 발표한 현미경 사진전 ‘니콘 스몰월드 2020’에서 2위를 차지했다.

 

미국국립재단 제공
태양의 표면을 이노우에 태양망원경을 이용해 고해상도로 촬영한 영상이다. 미국국립재단 제공

이 사진은 지구에서 태양을 촬영한 가장 고해상도의 영상이다. 세계에서 가장 해상도가 높은 망원경인 하와이 마우이섬 이노우에 태양망원경으로 포착됐다. 태양 표면에서 떠오르는 플라즈마가 구획을 지은 모습이 선명하다. 어두운 경계선은 플라즈마가 냉각돼 가라앉는 위치를 보여준다. 이노우에 망원경은 올해 시험가동을 거쳐 내년 중 최종 완공돼 본격 가동될 예정이다.

 

흑색종 암세포를 실리콘 기판에 놓은 후 이온빔을 쪼아 단면을 잘라낸 모습이다. 크리스 바칼, 닉 모저 제공
흑색종 암세포를 실리콘 기판에 놓은 후 이온빔을 쪼아 단면을 잘라낸 모습이다. 크리스 바칼, 닉 모저 제공

과학자들은 암 치료를 위해 사람에게뿐 아니라 암세포에게도 칼을 들이댔다. 영국 임페리얼칼리지런던 크리스 바칼 교수와 닉 모저 교수는 흑색종 암세포 내부를 들여다보기 위해 이온 광선을 쪼아 세포 일부를 잘라냈다. 광선은 세포뿐 아니라 세포가 놓인 실리콘 기판 표면에 삼각형 모양 흔적을 남겼다. 이온빔 밀링이라는 기술을 통해 연구자들은 암세포 내부를 세부적으로 관찰할 수 있게 됐다.

 

카렌 크로포드 제공
카렌 크로포드 제공

이 오징어들은 머리부터 발끝까지 모두 투명하다. 카렌 크로포드 미국 세인트메리대 교수 연구팀은 올해 노벨 화학상을 수상한 기술인 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 아메리카창꼴뚜기의 배아에서 TDO라는 유전자를 삭제했다. TDO는 동물의 눈과 색 변화에 쓰이는 세포의 색소를 만드는 단백질에 관여하는 유전자다.

 

라파엘 스몰 제공
라파엘 스몰 제공

미국 우주개발기업 스페이스X는 2만 대가 넘는 군집위성을 띄워 전 세계에 위성인터넷을 제공하는 프로젝트 '스타링크'를 착작 진행하고 있다. 600대가 넘는 위성을 발사하며 올해 미국과 캐나다를 중심으로 시범사업도 시작했다. 반면 천문학자들에게는 고민을 남겼다. 스타링크 위성에 반사된 햇빛이 밤하늘에 궤적을 남기면서 망원경에 그대로 드러나기 때문이다.

 

알프레드베게너연구소 제공
알프레드베게너연구소 제공

20여개국 300여 명의 학자들로 구성된 세계 최대 북극 원정대가 약 1년간의 탐험을 마치고 올해 10월 복귀했다. 원정대는 북극 일대에 기후변화가 미친 영향을 생생히 목격했다고 입을 모았다. 원정대는 1900억 원 규모의 대규모 국제공동연구를 통해 150테라바이트의 자료와 1000개가 넘는 얼음 표본을 수집하고 복귀했다.

 

소프트 매터 제공
소프트 매터 제공

이 보트는 길이가 30마이크로미터(㎛·100만 분의 1m)로 머리카락 굵기보다도 작지만 스스로 화학 반응을 통해 앞으로 나아갈 수 있다. 네덜란드 레이던대 연구팀은 3차원 프린팅으로 배를 제작하고 금속으로 코팅했다. 배가 과산화수소 용액과 만나면 반응을 일으켜 배를 밀어내는 가스를 생성한다.

 

보스턴어린이아동병원 제공
보스턴어린이아동병원 제공

탈모는 해결될 수 있을까. 칼 쾰러 미국 하버드의대 교수와 이지윤 연구원은 모든 유형의 세포로 발전할 수 있는 ‘다능성’ 줄기세포를 이용해 모낭과 함께 피지선과 신경회로까지 재현한 인공피부를 개발했다고 올해 6월 네이처에 발표했다. 이 인공피부에서는 털이 최대 5mm까지 자라기도 했다. 연구팀은 이 세포가 질병 연구를 도울 뿐 아니라 피부이식과 같은 재건술에도 쓰이기를 희망한다고 밝혔다.

 

미국 질병통제예방센터(CDC) 제공
미국 질병통제예방센터(CDC) 제공

올해의 사진에 코로나19를 빼놓을 수는 없다. 이 사진은 미국 질병통제예방센터(CDC)에서 발표한 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV2)를 시각화한 모습이다. 둥근 바이러스 곳곳에 나 있는 돌기가 선명하다. 코로나19 바이러스는 인류가 가장 실제 모습을 잘 아는 바이러스로 기록될 전망이다. 코로나19가 빠르게 확산하면서 바이러스 시각화를 통해 이 질병의 위험함을 알리는 것 또한 과학자들의 중요한 임무가 됐다.

 

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