화공학도 모여라

성공하는 사람들은 이런 습관을 지녔다.

2009-07-24T08:59:10Z

1. 반드시 커드란 꿈과 희망을 가슴에 안고 산다.

2. 많이 생각한 뒤 결정하고, 결정한 뒤에는 빨리 실행에 옮긴다.

3. 모든 행동은 반박자 앞당겨서 한다.

4. 누굴 만나든 몇년 못 본 사람처럼 반갑게 대한다.

5. 꿈을 이룰 구체적인 계획을 문자화하여 갖고 있다.

6. 경조사에는 꼭 참석하고 특히 조사는 절대 빠지지 않는다.

7. 얘기할 때는 즐겁고 경쾌하게 한다.

tag : 성공, 습관

chm (HTML help file)으로 엮어본 Time essay

2009-05-27T14:56:35Z

한번 만들어 보았습니다.

그런데 단순 반복작업이 장난이 아니군요. 아무래도 얼마 안가 중단되지 않을까 하는 걱정은 됩니다만 관심있으신 분들 한번 받아 보시기 바랍니다.

- Time essay 2편이 실려 있으며 어려운 단어는 hyperlink로 해석을 볼 수 있게 하였습니다.

- "index"를 보시면 어려운 단어를 사전식으로 정리해 놓은 것을 보실 수 있습니다.

Time.rar

tag : 영어

[기사] 미래형 에너지, 수소

2009-05-18T12:46:32Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

두바퀴로 가는 자동차, 네바퀴로 가는 자전거, 물속으로 나는 비행기, 하늘을 나는 돛단배... 복잡하고 요지경 같은 세상살이를 빗댄 노랬말이다. 그런데 이것이 우리의 미래가 된다면 어떨까? 실제로 미국 행성협회는 2002년 태양의 빛 입자로 추진력을 얻어 우주를 여행하는 우주범선 코스모스 1호를 계획해 관심을 모으기도 했다. 하늘을 나는 돛단배가 등장한 셈이다.

요즘에는 물로 가는 자동차가 화제다 . 자동차에 기름 대신 물을 넣으면 움직인다니 순전히 사기는 아닐까. 실제로 1916년 제1차 세계대전 중 미국은 일명 ‘맹물자동차사건’으로 떠들썩했었다. 루이스 엔리히라는 70세 노인이 자동차 연료탱크에 맹물을 붇고 녹색알약 몇 개를 넣자 자동차에 시동이 걸렸고, 도로를 달리기까지 했기 때문이다. 당시 모델 T로 선풍적 인기를 끌며 자동차 업계의 선두를 달렸던 헨리 포드사를 비롯해 대학교수, 기업가 등 관련업계와 지식인들조차 마치 마술 같은 물로 가는 자동차의 매력에 흠뻑 빠졌다. 그런데 이 사건은 결국 사기극으로 끝이 났다. 그리고 맹물에 탄 녹색알약이 무엇이었는지는 아직까지 밝혀지지 않았다고 한다.

그렇다면 최근 물로 가는 자동차가 다시 각광을 받는 이유는 뭘까 . 바로 수소 때문이다. 물을 전기 분해하면 수소 기체와 산소 기체를 얻을 수 있다. 자동차 연료탱크에 물을 넣는다고 하자. 그 물이 관을 타고 엔진까지 간다. 여기에 물을 수소와 산소로 분해하는 장치가 있다. 물은 그 장치를 통해 수소 기체로 바뀌고 자동차는 이 수소 기체를 동력원으로 움직인다. 물로 가는 자동차는 정확히 말해 ‘수소로 가는 자동차’인 셈이다.

이미 독일의 자동차회사 벤츠가 1998년 세계 최초로 수소자동차를 공개했다. 또 최근에는 ‘네카3’이라는 수소자동차를 개발해 올해부터 시판에 들어간다. 또 다른 독일의 자동차회사 BMW 역시 최근 ‘H2R’을 선보였는데, ‘H2R’은 최고속도 시속 302.4㎞를 기록해 경주용 자동차로서도 손색이 없을 정도로 ‘쿨’한 기량을 뽐냈다. 국내도 수소자동차 개발은 예외가 아니다. 2000년 현대 · 기아자동차가 처음으로 수소자동차를 개발했다 . 특히 지난해 11월에는 수소로 가는 스쿠터가 국내에서 최초로 개발돼 6ℓ의 수소연료로 무려 140㎞를 주행하는데 성공했다.

과학자들이 수소에 ‘열광’하는 이유는 뭘까 . 우선 수소는 지구상에서 가장 풍부한 원소다. 지구 표면 물질의 70% 이상이 수소로 구성돼 있고, 물분자(H2O) 3개중 2개가 수소다. 물론 수소기체의 무게가 너무 가벼워 대기 중에는 0.1ppm 정도의 극히 적은 양만 존재하기 때문에 수소를 대량으로 얻기 위해서는 물이나 화석연료에서 화학적으로 분리해내는 작업이 필요하다.

수소는 환경오염 걱정이 없는 무공해 청정연료이기도 하다 . 수소기체를 연소시키면 물이 생성되기 때문이다. 화학식으로 생각하면 쉽다. 수소(H)가 연소되는 것은 산소(O)와 만나는 것이므로 수소와 산소가 반응해 물(H2O)이 생성되는 것. 현재 우리가 사용하는 화석연료인 기름은 주 구성성분인 탄소 (C)가 연소돼(O) 일산화탄소(CO)나 이산화탄소(CO2) 같은 배기가스를 배출해 대기를 오염시키는 것과 대조적이다. 또 수소는 에너지 효율도 높아 휘발유와 비교해 단위 무게당 4배 이상의 에너지를 발생시킬 수 있다.

하지만 아직 수소로 가는 자동차는 갈 길이 멀다 . 현재 수소를 얻기 위해 물을 전기분해 하거나 탄화수소의 화학반응을 이용하는 방법이 가장 많이 쓰인다. 문제는 이 방법을 사용할 경우 비용이 많이 들고 효율성이 낮다는 것이다. 물에서 수소기체를 얻는 비용이 기름값보다 훨씬 비싸다. 현재 가장 저렴하다는 천연가스에서 수소를 만들어도 천연가스 값의 3배나 든다고 한다. 배보다 배꼽이 더 큰 격이다. 수소기체를 저장하는 것도 어렵기는 마찬가지다. 수소는 밀도가 낮아 저장할 때 매우 큰 부피를 차지한다. 때문에 실제로 사용 가능한 양의 수소를 저장하기 위해서는 수소기체를 고압으로 압축하거나 아예 액체수소로 만들어야 한다. 하지만 수소기체는 350기압 이상 되는 고압에서 압축이 가능해 이 정도의 압력을 견딜 수 있는 안전한 용기가 필요하다. 액체수소의 경우에도 끓는점이 -252.6℃로 매우 낮기 때문에 온도를 지속적으로 유지해줄 수 있는 저장용기가 필요하다. 수소의 이런 단점들을 감안해 현재 가장 많이 발전한 수소자동차는 수소연료전지 자동차다. 수소와 산소를 연료로 사용하고, 이들의 전기화학반응에서 직접 전기에너지를 얻는 방식이다. 수소만 연료전지에 공급해주면 산소는 대기 중에 있는 것을 쓰면 된다. 수소와 산소가 반응해 만들어진 물은 저장탱크에 보관되고, 반응 후 남은 수소는 수소공급장치에 모여 있다가 필요할 때 다시 연료전지에서 산소와 반응한다.

한편 태양에너지를 이용해 수소를 합성하는 방법도 연구 중이다 . 이는 식물의 광합성에서 힌트를 얻었다. 식물의 엽록체는 빛을 흡수해 물을 분해할 때 수소이온과 전자를 만들어내고, 박테리아에 존재하는 수소발생효소는 이 수소이온과 전자를 이용해 수소를 만든다. 하지만 엽록체를 구성하는 요소들과 수소발생효소는 단백질이기 때문에 변성되기 쉬워 과학자들은 이들의 메커니즘을 모방해 화학적으로 합성하는 연구에 초점을 맞추고 있다.

미래학자 제러미 리프킨은 수소를 민주적 에너지라고 표현했다 . 석유는 산유국의 소수에게 부를 집중시키는 반면 수소는 어느 나라든 기술개발에 땀방울을 흘린 만큼 보상을 받을 수 있다는 의미일 것이다. 이미 북유럽의 아이슬란드는 수소충전소 1곳과 수소버스 3대를 운영하면서 석유 의존도 ‘제로’를 표방해 수소에너지의 가능성을 보여주고 있다. 석유처럼 자원고갈의 염려나 환경오염의 우려가 없는 수소, 미래에너지의 대표주자가 아닐까.

[기사] 물과 기름을 섞었다. 계면활성제

2009-05-18T12:10:33Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

아침부터 회사가 발칵 뒤집혔다. 김과장과 이대리가 전격 결혼 발표를 한 것! 두 사람의 만남을 처음부터 지켜본 사무실 사람들은 귀를 의심할 수 밖에 없었다. 하는 일마다 사사건건 의견이 엇갈린데다 성격상 비슷한 점이라고는 도무지 눈꼽만큼도 찾아볼 수 없고 매일같이 서로 으르렁대기 일쑤였으니 말이다. 도데체 무엇이 이 두 사람을 하나로 엮이게 했을까?

사람들이 더불어 사는 사회뿐만 아니라 물질세계에서도 이 같은 일이 일어난다 . 보통 때는 서로 결코 섞이지 않는 물질이 버젓이 혼합돼 있는 것을 종종 볼 수 있다. 어떻게 이런 일이 가능할까. 바로 계면활성제 덕분이다. 마요네즈나 화장품이 들어있는 용기를 흔들리지 않는 선반에 놓고 오랫동안 방치해 보자. 두 개의 층으로 분리되는 것을 볼 수 있을 것이다. 원래 마요네즈에는 물에 녹는 수용성 성분과 물에 녹지 않는 지용성 성분이 섞여 있기 때문이다. 물과 기름은 섞이지 않는데도 말이다. 서로 섞이지 않는 물질들을 섞기 위해서는 입자의 크기를 수 나노미터(nm, 1nm=10-9m)에서 수십 마이크로미터(㎛, 1㎛=10-6m) 정도로 아주 작게 만들어 분산시킨다. 하지만 완전히 섞기에는 이 방법만으로 부족하다. 이때 필요한 것이 바로 계면활성제. 계면이란 다른 종류의 물질들이 서로 만나는 경계 면이다 . 같은 종류라도 고체, 액체, 기체와 같이 상태가 다른 물질이 만날 때도 계면이 생긴다. 계면이 존재한다는 것 자체가 이를 경계로 만난 물질들이 쉽게 섞이지 않음을 뜻한다. 계면활성제는 이 계면을 허물어뜨리는 역할을 한다.

계면활성제 분자는 물을 싫어하는 소수성 부분과 물을 좋아하는 친수성 부분의 이중구조로 이뤄져 있다 . 예를 들어 물과 기름이 함께 담긴 용기에 계면활성제를 넣으면 친수성 부분은 물을, 소수성 부분은 기름을 향해 배열한다. 친수성과 소수성인 두 팔로 물과 기름을 각각 붙잡고 있는 셈. 이렇게 물과 기름 사이의 경계를 허물어뜨리면서 섞인 상태를 유지시키는 것이다. 대표적인 계면활성제가 바로 비누. 기름때로 얼룩진 천을 비눗물에 담가 빨면 때가 빠진다. 비누 분자의 소수성 부분이 기름때를 둘러싸 천으로부터 쉽게 떨어지게 하기 때문이다.

비누는 인류가 만든 가장 오래된 계면활성제이기도 하다. 1957년 발견된 고대 수메르인의 토판을 보면 기원전 2500년경 티그리스, 유프라테스 강 유역에 살던 수메르인들이 비누를 만들었던 방법이 상세히 적혀 있다고 한다. 이집트의 파피루스에도 기원전 600년경 동식물의 기름을 이용해 비누를 만들었다고 적혀 있다. 유럽에서는 기원 후 2세기경 그리스의 한 의사가 비누가 몸이나 옷에 묻은 때를 씻어낼 수 있고 치료 효과도 있다고 기록했다. 그 후 비누의 효과가 널리 알려졌다. 7세기경에는 아랍인들이 비누를 지금처럼 단단하게 만드는 방법을 개발했고, 이 방법이 지중해 연안의 다른 여러 나라들로 전파됐다.

18세기 중반 유럽에서 지방산의 구조가 밝혀지면서 좀더 과학적인 방법으로 비누를 생산하기 시작했다. 1907년 독일에서 비누를 대신할 수 있는 세제가 처음 만들어졌고, 그 후 세계 각국에서 각종 합성세제들이 쏟아져 나오기에 이른다. 일상생활에서 찾아볼 수 있는 계면활성제는 비누뿐만 아니라 다양하다. 자동차의 엔진에 탄소화합물 찌꺼기가 달라붙어 있으면 연비를 떨어뜨리는 주범이 된다. 이 찌꺼기를 벗겨내는데 쓰이는 엔진첨가제에도 계면활성제가 들어 있다. 계면활성제 분자가 엔진 속 찌꺼기를 둘러싸 떼어내는 것이다. 파스처럼 몸에 붙이는 의약품에도 계면활성제가 쓰인다. 치료 효과를 내는 약의 성분은 친수성인데 반해 피부 표면에 붙게 하는 점착 성분은 소수성이기 때문이다. 이 외에도 버터나 아이스크림 같은 식품과 페인트, 살균제, 염색액, 잉크, 구두약, 샴푸 같은 생활용품에도 각종 계면활성제 성분이 들어 있다.

이런 다양한 필터들의 장점들을 조합해 만들어진 이온정수기가 최근 물 시장에서 인기를 끌고 있다 . 기존 역삼투압 방식만을 사용했던 정수기는 몸에 좋은 미네랄까지 모두 걸러낸다는 점을 흠잡으며 공격적으로 소비자들을 유혹하고 있는 것이다. 이온정수기는 활성탄 필터, 중공사막식 필터, 나노 필터 등을 통해 정수된 물을 이온 전기 분해해서 알카리 이온수와 산성 이온수로 나누어준다. 알칼리 이온수는 마시는 용도로 사용하고 산성이온수는 세안이나 세척용으로 사용한다는 것이다. 알칼리 이온수의 특징은 물 분자의 크기가 작고, 활성 미네랄이 풍부하며, 환원력이 크고, 육각수가 풍부해서 마시기에 최적이며 산성 이온수는 모공의 수축 작용을 유도하거나 음식물 찌꺼기를 제거하기에 용이해 몸에 뿌리거나 설거지를 할 때 쓰면 좋다고 한다.

계면활성제는 어떤 소수성과 친수성 팔을 갖고 있느냐에 따라 다양한 특성을 나타낸다 . 표면장력을 현저히 떨어뜨리기도 하고, 표면에 잘 달라붙기도 하고, 자기들끼리 똘똘 뭉치기도 한다. 이 같은 특성들을 적절하게 조합하면 원하는 세정제, 윤활제, 침투제, 광택제, 살균제, 방수제, 부식방지제, 정화제 등 용도에 맞는 계면활성제를 만들 수 있다. 계면활성제 연구 초기에는 서로 다른 액체 사이의 경계를 허무는 연구가 많았다. 그러나 점점 기체와 액체, 고체와 액체, 고체와 고체를 대상으로 연구가 확장돼왔다. 뿐만 아니라 이제는 고분자와 고분자, 유기재료와 무기재료, 생물과 미생물 간 계면을 다루는 연구도 이뤄지고 있으며, 대체혈액 제조기술, 세포융합 기술 같은 생명과학 분야에까지 응용되고 있다.

[기사] 노벨상 - 비타민의 아버지 리하르트 쿤

2009-05-18T12:03:20Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

최근 웰빙 바람이 불면서 현대인에게 비타민은 필수적인 건강보조식품이 되는 듯 하다. 비타민의 새로운 기능이 밝혀졌다는 뉴스도 심심찮게 매스컴을 탄다. 이런 현상을 바라보며 빙그레 웃을 사람이 있다면 바로 비타민 연구로 1938년 노벨화학상을 수상한 화학자 리하르트 쿤일 것이다.

리하르트 쿤은 1900년 12월 3일 오스트리아 빈에서 태어났다. 어릴 때부터 천재로 유명했던 그는 김나지움 (고등학교에 해당하는 대학입학을 위한 준비교육기관 ) 시절 역시 세기의 천재로 1945년 노벨 물리학상
수상자인 볼프강 파울리와 동급생이었다. 둘은 평생 우정을 교환했다고 한다. 쿤은 빈대 화학과에 입학했으나 당시 유명한 화학자인 리하르트 빌스테터가 있는 뮌헨대로 옮겨 그의 지도아래서 박사학위를 받았다. 이때가 1922년으로 불과 22살 무렵이었다. 그는 26살에 취리히 연방공대 교수로 취임하는 등 당시 독일 화학계의 ‘젊은 피’로 주목 받게 된다. 3년 뒤인 1929년 그는 새로 설립된 ‘카이저-빌헬름-연구소’(KWI)의 화학책임자로 자리를 옮긴다. 이곳은 그의 평생 직장이었는데 1950년 ‘막스 플랑크 연구소’(MPI)로 개명된 이후에도 1967년 사망할 때까지 자리를 지켰다. 화학 전반에 관한 폭넓은 지식으로 무장한 쿤은 이론화학에서 유기화학, 생화학에 걸치는 광범위한 연구를 동시다발적으로 수행한 것으로 유명하다. 그는 수십 명의 과학자들로 이뤄진 ‘쿤 사단’을 거느리며 평생 700편이 넘은 논문을 발표할 정도로 정력적인 연구가였다.

초기 그의 관심은 일련의 이중결합이 교대로 배치된 화합물이었는데 특히 생물체에 존재하는 카로티노이드 (carotenoids)의 구조를 밝히는 연구에 집중했다. 비타민A가 카로티노이드에서 비롯된다는 것을 밝힌 것도 그의 연구팀이다. 한편 그는 비타민B2, 비타민B6 등에 대해서도 중요한 연구를 수행했다. 이 과정에서 그의 연구팀은 물질을 분리하고 분석하는 여러 방법을 개발해 현대 화학실험에 지대한 영향을 끼쳤다. 대표적인 것이 크로마토그래피다. 혼합물을 흡착제가 들어있는 관을 통과시키며 각 성분별로 분리하는 장치인 크로마토그래피는 원래 러시아의 화학자 미카엘 츠비트가 1906년 처음 고안했으나 성능이 시원치 않아 잊혀진 상태였다. 문헌을 보다가 크로마토그래피에 대해서 알게 된 쿤은 흡착제의 종류를 바꿔가며 실험한 결과 분리능이 뛰어난 현대 크로마토그래피 방법을 확립했다.

쿤의 연구팀은 1930년대 250편이 넘는 논문을 발표하는 경이로운 업적을 올렸고 그는 불과 37세에 독일화학회 회장으로 선출되기도 했다. 그러나 1930년대 독일은 나치의 집권으로 암운이 감돌고 있었다. 쿤 역시 한때 독일을 떠날 생각도 했으나 결심을 하지 못해 독일에 남게 된다. 그 결과 자신이 그토록 원했던 노벨상의 수상자로 선정되고도 거절의 편지를 써야 하는 황당한 처지에 놓이게 된다. 1939년 9월 히틀러의 폴란드를 침공으로 유럽은 점차 전쟁의 깊은 수렁으로 빠져들고 있었다. 이해 11월 17일 뒤늦게 전년도인 1938년 노벨 화학상 수상자로 쿤이 선정됐다. 어수선한 와중에도 연구소에서는 이날 밤 ‘젊은 보스’인 쿤의 수상을 축하하는 떠들썩한 파티가 있었다고 한다. 한편 역시 독일 화학자들인 제라드 도마크와 아돌프 부테난트가 1939년 노벨 화학상 수상자로 선정됐다. 평상시였다면 노벨상 연속 수상은 국가적인 경사였을 것이다.

그러나 이들 세 사람은 즉각 베를린으로 소환된다. 그곳에서 이들은 노벨상을 거절한다는 편지를 스웨덴에 보내게 된다. 사실 이들의 노벨상 수상은 아리안족의 우수성을 외쳐대는 나치의 입장에서는 자신들의 주장을 입증하는 절호의 기회이기도 했다. 그럼에도 이런 기회를 스스로 포기(?)한 것은 히틀러가 노벨위원회를 아주 싫어했기 때문. 히틀러는 1935년 반나치 주의자였던 저널리스트 칼 폰 오시츠키가 노벨 평화상을 수상한 이후 노벨상을 나치정권에 대한 참을 수 없는 모독이라며 혐오했다고 한다 . 아무튼 쿤은 2차 세계대전이 끝나고 나서야 노벨상을 받게 된다.

쿤은 나치 치하에서 여전히 일했지만 화학무기개발 같은 국가연구계획에는 참여하지 않았다 . 그 결과 연구비가 계속 줄어 연구가 위축돼 1945년에는 불과 두 편의 논문을 발표하는데 그치기도 했다. 이 기간 동안 그는 그때까지의 자기 연구결과에 대한 이론적 측면을 고찰하는데 많은 시간을 할애했다고 한다. 나치의 패배로 전쟁이 끝나고 폐허가 된 독일에서 연구소를 재건하데 전력하는 그에게 미국으로 오라는 제의가 있었지만 우여곡절 끝에 그는 이를 거절하고 독일에 남게 된다. 결국 그는 독일의 화학이 다시 일어서는데 정신적인 지주역할을 했다. 1952년에는 BASF의 R&D 소장으로 임명됐고 이후 이 회사의 경영 진으로 활동하기도 했다 .

전후 쿤의 관심은 항미생물 특성을 지닌 천연물을 분리하고 이를 바탕으로 새로운 약품을 설계하는 연구에 모아졌다 . 식물에 존재하는 알칼로이드가 해충을 억제한다는 사실과 모유에 들어있는 당류가 세균과 바이러스의 성장을 막는다는 사실을 처음 발견한 것도 쿤의 연구팀이다. 이처럼 다양한 분야에 걸친 연구를 수행하기 위해 그는 여러 분야의 과학자들을 불러모아 팀을 만들었고 각 프로젝트를 진행하는 연구자들에게 최대한 자유로운 연구분위기를 만들어준 것으로 유명하다.

유기화학에서 생화학 , 미생물학 등 광범위한 영역의 연구를 진행시키면 ‘학제적 연구’라는 연구소의 설립취지를 살리기 위해 매진했던 쿤은 안타깝게도 1965년 후두암 진단을 받는다. 치료를 받기에는 이미 늦은 상태였지만 쿤은 절망하지 않고 최후의 순간까지 연구에서 손을 놓지 않다가 1967 년 7월 31일 숨을 거두었다.

과학자가 되기 전 배우가 되는 것을 진지하게 고려했을 정도로 강단에만 올라서면 유머와 명쾌한 설명으로 좌중을 몰입하게 했다는 쿤 . 그는 지적으로 예외적인 천재였지만 수많은 제자들과 함께 실험실 생활을 즐겼고 새로 만들어낸 분자 결정이나 색소의 빛깔을 보면 어린아이처럼 좋아하는 순수한 마음의 소유자였다고 한다.

[기사] 2004 노벨화학상 - 단백질 분해의 메커니즘을 밝힌...

2009-05-18T11:52:41Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

'죽음의 키스' (kiss of death), 미스터리 멜로 영화의 제목으로 딱 어울릴 것 같은 멋진 이 은유적 표현이 노벨상 수상식에서 화학상을 수상한 논문에 쓰여 화제다. 키스의 주인공은 세포내에서 단백질을 분해하는데 관여하는 분자인 유비퀴틴(ubiquitin). 단백질은 자신을 찾아온 유비퀴틴과 서로 달라붙는 순간 세포의 시스템에 의해 조각조각 분해돼 사라지는 수순을 밟게 된다. 유비퀴틴과의 키스의 대가가 자신의 죽음으로 이어지는 것이다. 2004년 노벨화학상은 유비퀴틴이 관여한 단백질의 분해 메커니즘을 밝힌 이스라엘의 아브람 허쉬코 박사와 아론 시카노버 박사, 미국의 어윈 로즈 박사에게 수여됐다.

유비퀴틴은 76개의 아미노산으로 이뤄진 분자량 9000의 폴리펩티드로 1975년 소의 가슴샘에서 그 존재가 처음 확인된 이후 여러 다른 조직과 기관에서도 발견됐다. 이 폴리펩티드에 ‘도처에’란 뜻의 라틴어 ‘ubique’에서 유래한 유비퀴틴이라는 이름이 붙은 것도 이 때문이다. 언제 어디서나 컴퓨터와 네트워크에 연결해 생활하는 의미로 최근 유행되고 있는 단어인 유비쿼터스(ubiquitous)도 같은 맥락이다.

발견된 당시만해도 유빈퀴틴은 면역작용과 관계가 있다고 여겨졌다 . 한편 단백질을 분해하는 효소는 이미 알려져 있었다. 음식물을 분해하는 소화효소인 펩신이나 트립신이 대표적인 것들이다 . 그렇다면 유비퀴틴이 면역이 아니라 단백질 분해에 관여한다는 이들의 발견이 노벨상으로까지 이어진 이유는 무엇일까.

단백질은 생체 내 각종 반응을 촉매 하는 효소 , 세포나 기관사이의 정보를 전달하는 호르몬, 콜라겐이라 케라틴처럼 세포를 지지하는 구조물 등 생명체의 만능 재주꾼이다. DNA가 CEO라면 단백질은 각종 업무의 실무자인 셈이다. 인체에는 10만 가지가 넘는 단백질이 존재하는 것으로 알려져 있다.

프랜시스 크릭이 ‘센트럴 도그마’라고 불렀던 가설, 즉 DNA의 정보가 RNA로 가고, 이를 토대로 아미노산이 사슬처럼 줄줄이 결합돼 3차원적으로 꼬인 단백질이 만들어진다는 주장이 입증된 이래 세포에서 단백질이 형성되는 구체적인 메커니즘이 하나 둘 밝혀지기 시작했다. 그러나 이런 다양한 세포내 단백질들이 어떻게 분해되는지는 의문에 쌓여있었다. 물론 세포내에는 다양한 단백질분해효소를 포함하고 있는 ‘리소좀’이라는 소기관이 있어 이 안에서 여러 단백질을 분해한다. 그러나 리소좀 만으로는 세포 내에서 더 이상 쓸모 없거나 잘못 만들어진 단백질만을 골라 선별적으로 파괴할 수 있는 정밀한 시스템을 구축할 수 없다. 연구자들은 1970년대 후반에서 1980년대 초반에 걸쳐 이런 시스템이 따로 존재함을 밝혀낸 것이다.

당시 연구자들이 제시한 ‘다단계 유비퀴틴-표지 가설’은 매우 복잡하면서도 정교한 메커니즘을 보여준다. 즉 유비퀴틴 뿐 아니라 많은 효소들이 동원돼 파괴할 단백질을 선별해 작업을 수행하는 것이다. 특히 수백 가지가 존재하는 E3라는 효소가 단백질 선별에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. E3가 파괴할 단백질을 인식해 붙잡아두면 유비퀴틴이 다가와 단백질에 달라붙는다. 유비퀴틴이 단백질에 ‘죽음의 키스’를 하는 것이다. 일단 단백질에 유비퀴틴이 결합되면 이들의 운명은 필연적 수순을 밟는다. 즉 단백질-유비퀴틴 복합체는 세포내 쓰레기처리장인 ‘프로테아좀(proteasome)’으로 들어간 뒤 단백질은 조각조각 잘려 분해되고 다시 떨어져 나간 유비퀴틴은 재활용되는 것이다.

이런 복잡한 메커니즘을 밝힌 것은 물론 대단한 연구지만 이들이 노벨상까지 타게 된 데는 유비퀴틴이 관여하는 단백질 분해가 생물학적으로 심오한 의미를 갖는다는 사실이 추후 밝혀졌기 때문이다 . 사실 이들의 가설이 실험적으로 확증된 1983년 무렵만 해도 연구 당사자를 비롯해 연구자들은 이 메커니즘의 생리학적 중요성을 완전히 이해하지 못하고 있었다. 이들의 가설이 입증된 이래 지금까지 유비퀴틴 관련 연구논문이 1만여편이 넘는다고 한다. 유비퀴틴이 개입된 단백질 분해가 직간접적으로 관여하는 생명현상이 그만큼 다양하다는 것이다. 현대인의 심리에 늘 불안한 그늘을 드리우는 암이 대표적인 예다. 암은 특정 유전자의 돌연변이로 세포가 통제를 벗어나 제멋대로 증식한 결과다. 다행히 세포에는 p53이라는 종양억제단백질이 있다. 평소 p53은 적당량이 만들어지고 역시 적당량이 유비퀴틴 시스템을 통해 분해되면서 세포 내에서 일정 농도를 유지한다. 그러다 돌연변이가 생기면 p53의 구조가 바뀌면서 유비퀴틴 시스템이 인식하지 못하게 된다. 그 결과 더 이상 분해가 되지 않고 농도가 높아지면서 돌연변이를 수리하는 작업을 한다.

만일 p53이 제대로 작동하지 못하면 돌연변이가 누적돼 암세포로 발전한다. 자궁경부암이 대표적인 예다. 자궁경부암을 유발하는 사람유두종바이러스 인체의 유비퀴틴 시스템을 교란해 구조가 바뀐 p53도 인식해 분해할 수 있게 만들어 버린다. 그 결과 돌연변이가 생겨도 이를 고치지 못해 암세포로 바뀌는 것이다. 이밖에도 세포가 분열할 때 염색체가 분리되는 과정이나 면역 방어와 염증 반응에도 유비퀴틴 시스템이 관여하는 것으로 밝혀지고 있다. 즉 유비퀴틴 시스템을 통해 적시에 단백질 분해를 조절하는 것이 생명체의 유지에 결정적인 것이다. 최근에는 유비퀴틴 시스템 조절을 통해 암이나 면역체계 이상 같은 각종 질병을 치료하고자 하는 신약 연구도 활발하다. 이런 응용연구와는 별개로 유비퀴틴 시스템에 대한 기초적인 연구도 아직까지 활발히 수행되고 있다. 유비퀴틴 시스템이 정밀하게 단백질을 분해하기는 하지만 세포내 수많은 단백질 각각의 분해 시기를 누가 어떻게 결정하는지는 아직까지 베일에 가려져 있기 때문이다. 따라서 국내외 수많은 과학자들이 현재 유비퀴틴 시스템을 연구하고 있다.

1970년대 후반, 대부분의 단백질 연구자들이 단백질의 생성과 기능, 구조연구에 관심을 쏟을 때 그 분해에 눈을 돌렸던 시카노버와 허쉬코, 그리고 로즈 박사. 이들은 30년을 앞서가는 연구를 수행한 셈이다. 과학적 사고를 도약시킨 혁신적인 연구에 주어지는 노벨상이 이들에게 돌아간 것은 당연한 귀결이 아닐까.

[기사] 생명수를 길어내는 웰빙의 꽃 정수기

2009-05-18T11:42:05Z

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지금으로부터 20여년 전, 초등학교를 다니던 시절의 일이다. 수업시간에 선생님께서 '앞으론 물도 수퍼에서 사서 마시고, 공기도 사 마시는 시대가 올 것이다.'란 말씀을 하셨다. 그 이야기를 들은 아이들은 폭소를 터뜨렸고, 나 역시 선생님이 농담을 하시는 거라고 생각했다. 그런데 오늘 난 출근길 편의점에 들러 아무렇지 않게 생수를 한 병 사 마신다. 이제 누가 물을 사서 마신다고 해서 웃는 사람은 아무도 없다. 홍콩이나 방콕등지에서는 오염되지 않은 신선한 산소를 사서 마실 수 있는 카페까지 등장했다고 하니, 그 시절 선생님께서 하신 예언은 모두 들어맞은 셈이 되었다.

최근 웰빙이라는 화두와 함께 환경과 건강에 대한 관심이 증폭되면서 보다 깨끗하고 맑은 물을 먹고 싶어하는 사람들의 욕구도 증가하고 있다. 수돗물을 그냥 끓여 마시던 사람들이 오염물질이 걸러진 물을 찾게 되면서, 관공서나 학교 등의 기관뿐만 아니라 일반 가정집에서도 정수기를 설치하는 일이 많아졌다. 새로 짓는 아파트의 기본 옵션으로 정수기가 등장했고, 정수 기능이 있는 냉장고가 인기를 끌고 있다.

그렇다면, 정수기는 어떤 원리에 의해 오염 물질을 걸러내는 것일까?
정수의 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 정화 방식과 여과 방식이 그것이다.
먼저 정화방식의 원리는 원자폭탄 폭발 시 발생되는 서브마이크론 분자와 방사선 분자의 포획 기술로, 물이 유입되면 마이크로필터레이션과 분자분리흡착, 이온흡착기능 등이 동시에 이뤄지며 물을 정화시키는 방법이다.

여과 방식은 4-5 단계의 필터에 의해 걸러지는 방법으로 역삼투압식(Reverse Osmosis)과 중공사막식(Ultra Filtration)로 나눠진다. 일반 정수기에 가장 많이 쓰여지고 있는 역삼투압식은 1950년 초 미국 내무성의 후원 아래 U.C.L.A 의과대학교에서 식물의 자연 삼투막을 모방하여 인공 삼투막을 개발한 것으로 시작되었다. 삼투 현상이란 농도가 다른 두 용액 사이에 반투막을 설치해 놓으면 농도가 낮은 쪽의 물이 막을 통과해 농도가 높은 쪽으로 이동하는 현상을 말한다. 이런 현상은 김치를 담글 때도 볼 수 있다. 배추 위에 소금물을 뿌려주면 소금물에 잠긴 배치가 점점 풀이 죽어 흐물흐물 해지고 부피도 줄어드는데, 이는 농도가 낮은 배추 속의 수분이 농도가 높은 소금물 쪽으로 빠져 나왔기 때문이다.

‘역삼투압 방식’(R/O)이란 삼투 현상과는 반대로, 농도가 높은 쪽에 강제로 가해진 압력으로 인해 수분이 농도가 낮은 쪽으로 이동하는 현상을 말한다. 정수가 안된 물은 농도가 높은 물인데, 역삼투 필터에 이르면 수압에 의해서 오염 물질들은 모두 걸러지고 물은 필터를 통과해 깨끗하게 걸러지는 것이다. 보통 이 필터에는 머리카락 굵기의 100만분의 1 정도 되는 0.0001 마이크론의 수많은 구멍들이 뚫려 있는데, 이 굵기면 박테리아(약 0.4～1 마이크론), 담배 연기(0.07 마이크론), 바이러스(0.02～0.4 마이크론) 등 각종 오염 물질이 99 % 이상 걸러지게 되고, 순수한 물 분자만이 통과하게 된다. 이렇게 걸러진 물은 거의 모든 불순물들이 다 걸러진 순수한 물이어서 안심하고 마실 수 있다는 장점이 있는 반면, 우리 몸에 필요한 여러 유용한 미네랄 성분까지도 모두 걸러지게 된다는 단점도 있다. 또한 필터들을 통과하지 못한 물은 모두 밖으로 버려지는데 그 양이 정수된 물의 양과 비슷해 전반적인 물 소비량이 많아진다는 단점도 있다.

여과 방식의 또 다른 방법인 중공사막식(U/F)은 인공신장기에 이용되는 첨단 소재를 응용해 만들어진 필터를 사용한다. 0.01～0.04 마이크론 이하의 틈새를 가진 중공사란 섬유로 된 막을 이용하는데, 이는 역삼투압 방식에 비해 상대적으로 구멍이 크다. 따라서 아무래도 역삼투압 방식에 비해 오염 물질 제거율이 떨어지는 단점을 갖고 있다. 하지만, 녹물이나 세균 등 물 속의 각종 불순물들은 제거하면서, 몸에 좋은 미네랄 성분은 그대로 통과시켜 보다 영양가 있는 물을 유지시킨다는 매력적인 장점이 있다.

정수기 필터에는 역삼투 필터와 중공사막 필터 외에도 석탄, 목재나 야자 열매를 태운 숯을 고온에서 수증기 처리해 제조한 활성탄 또는 화학 섬유를 원료로 한 활성탄소섬유 등으로 만든 활성탄 (Activated Carbon)필터가 있다. 그리고 나노 필터(Nano-filter)가 있는데, 이는 0.001㎛ 즉 1nm (나노미터) 정도의 기공 크기를 지니는 필터로서 기공의 크기가 중공사막 필터보다 작고 역삼투막 필터보다는 큰 수준으로서 지나치게 수압이 낮은 경우가 아니라면 별도의 고압 펌프 없이 일반 상수도에 접속해 사용이 가능하다. 역삼투막 필터에 비해 상대적으로 낮은 수압을 이용할 수 있지만 걸러낼 수 있는 물질은 그만큼 줄어든다. 역삼투막 필터와 마찬가지로 저수 탱크가 필요하며 정수 과정에서 많은 물이 버려지는 단점이 있다.

21세기에 들어서면서 소비자들의 물에 대한 요구는 훨씬 적극적으로 변했다. 단순히 ‘해가 되지 않는 물’에 대한 요구가 아닌, ‘안전하고 건강한 물’을 원하게 된 것이다. 옛 선현들은 비 온 뒤 우물물이 혼탁해지면 살구씨나 복숭아씨로 즙을 만들어 우물물 중간에 투입한 뒤 흔들어 저어서 혼탁해진 것을 우물 밑으로 가라앉힌 후 사용했다고 한다. 그런 간단한 방법만으로는 맑은 물을 먹을 수 없게 된 현실이 안타깝다. 눈부시게 발전하는 화학 기술의 산물인 정수기의 활약에 더욱 의지해 볼 밖에.

[기사] 플라스틱 자동차, 군살빼고 환경 지킴이까지

2009-05-18T11:34:49Z

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사실 자동차에 플라스틱이 사용된 것은 최근의 일은 아니다. 1941년 현재 포드사의 창립자인 헨리 포드가 차체 외판을 플라스틱으로 만든 것. 하지만 엄밀히 말해 당시 사용된 재료는 유리섬유 강화 페놀수지였다. 상업적으로 성공한 최초의 플라스틱 자동차는 1953년 GM이 선보인 콜벳(Corvett)이었다. 콜벳의 차체부품에 적용된 플라스 틱의 무게는 무려 114㎏에 달했다. 이후 1960년대에도 자동차 내외장 부품에 플라스틱이 일부 사용됐지만 여전히 강철(steel)이나 순철(iron)이 자동차 재료의 ‘주연’이었고 플라스틱은 ‘조연’에 불과했다. 플라스틱 자동차의 인기가 급상승한 것은 바로 ‘기름’ 때문이었다. 1973년 석유파동이 닥쳤고, 1년 사이에 원유 가격이 4배 가까이 뛰었다.

석유는 언제든지 싼값에 필요한 양만큼 살수있다는 안이한 믿음이 여지없이 무너졌다. 결국 자동차업계에서는 연료를 덜 소비하는 자동차 개발이 절실해졌다. 여기서 플라스틱이 진가를 발휘했다.철 대신 플라스틱으로 자동차를 만들 경우 무게를 65%까지 줄일 수 있기 때문이었다. 철 자동차가 군살을 빼고 ‘다이어트’ 에 성공한 셈이다. 무게가 줄어든다는 얘기는 자동차가 그만큼 기름을 덜 ‘먹는’다는 뜻이다.

예를 들어 포드의 P2000은 기존의 모델에 비해 40% 가량 무게가 덜 나간다. 또 2002년 4월 폴크스바겐은 길이 3.65m, 폭 1.25m의 초소형 2인승 차를 선보였는데, 이 차는 고작 1ℓ의 기름으로 무려 100㎞나 달릴 수 있었다. 이는 차체를 탄소섬유 복합소재로 만들어 차량 총중량을 290㎏으로 확 줄였기 때문에 가능한 일이었다. 그렇다면 차량의 무게가 가벼워지면 기름 소비는 얼마나 줄어들까. 현재 전문가들은 무게가 10% 줄어들 때마다 연비는 5-8% 가량 향상된다고 말한다. 수치만 보면 적게 느껴질지 모르겠지만 이는 엄청난 경제적 이득이 있다. 또 기름을 적게 소비하는 만큼 자동차 배기가스로 인한 환경오염도 줄일 수 있다. 무공해자동차가 상용화되기 전까지 플라스틱 자동차가 환경지킴이 역할을 톡톡히 할 것이 분명하다.

플라스틱 자동차가 미래형 자동차로 주목 받는 데는 연비 향상 외에 다른 요인들도 작용한다. 우선 플라스틱은 경제적이다. 플라스틱이 철보다 가격이 싸 저렴한 가격의 자동차 생산이 가능한 것. 만약 자동차 무게를 1파운드(약 370g) 가량 줄이면 수십억 달러의 자동차를 파는 것과 똑같은 효과가 있다. 기업들이 앞 다퉈 플라스틱 자동차 개발에 뛰어드는 이유다. 차체에 따로 도장이 필요 없는 플라스틱 자동차는 기존 자동차보다 50% 이상 가격이 떨어지고, 차체에 도장이 필요하더라도 여전히 30% 가량 싸다.

안전성은 어떨까. 당연히 철이 플라스틱보다 단단하니 플라스틱 자동차의 안전성이 떨어지는 것은 아닐까? 그렇지 않다. 철로 무게가 가벼운 자동차를 만든다면 철의 두께를 얇게 해야 하기 때문에 결과적으로 조그만 충격에도 쉽게 찌그러질 위험이 있게 된다. 안전도가 그만큼 낮아지는 셈이다. 하지만 플라스틱을 사용할 경우 강도는 철에 비해 몇 배 높아지면서도 무게는 그대로 유지된다. 충격 흡수율도 뛰어나다. 가볍고, 싸고, 안전하기까지 한 것이다.

차체 디자인도 플라스틱의 성질을 살리면서 자유자재로 변형 가능하다. 미학적으로 아름다우면서도 동역학적으로 안정적인 디자인 설계가 가능해진다. 또 철처럼 녹이 슬지 않아 소음이나 진동에도 내구성이 뛰어나다.
그렇다면 경제성, 안전성에 미적 기능까지 골고루 갖춘 ‘완벽한’ 플라스틱 자동차가 아직까지 대중화되지 못한 것은 왜일까? 현재 플라스틱 자동차 개발의 가장 큰 걸림돌은 바로 플라스틱 복합재료의 가격이다. 아직까지 ㎏당 복합재료의 가격이 철보다 몇 배 비싸기 때문이다. 하지만 앞날이 그리 어둡지만은 않다. 앞으로 플라스틱 자동차 생산이 늘어나면서 복합재료의 가격이 자연스레 떨어질 것이라는 것이 전문가들의 견해다.

세계적으로 플라스틱 자동차는 점차 그 영역을 넓혀가고 있다. 포드의 썬더버드(Thunderbird), 벤츠의 스마트(Smart), 로터스의 엘리제(Elise), 그리고 르노의 에스파스(Espace) 등은 미국과 유럽에서 시판중인 대표적 플라스틱 자동차다. 국내에서도 2001년부터 현대ㆍ기아 연구개발본부에서 투스카니를 모델로 플라스틱 자동차를 제작해 차체 무게를 약 30% 줄여 105㎏을 감량한 시험차를 제작해 발표하기도 했다. 게다가 크라이슬러의 경우에는 기존의 플라스틱 자동차의 개념에서 완전 탈피해 차체 외판과 구조부품을 모두 페트병 용기를 재활용해 성형하는 자동차 개발을 추진 중이다. 포드사는 우주선의 재료로 사용되는 티타늄을 자동차에 적용하는 연구를 진행 중이다. 플라스틱 자동차가 세계를 누빌 그날을 기대해본다.

[기사] 와인 한잔속에 담긴 화학현상을 마시다.

2009-05-18T11:24:43Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

인류사의 기록에 등장하는 술 중 포도주만큼 오래 된 것은 찾아보기 어렵다. 6000년 전 고대 이집트나 메소포타미아 사람들은 몸이 아프면 포도주를 먹게 했다. 의학의 아버지로 불리는 히포크라테스 역시 포도주를 병을 치료하는데 썼다는 것이다. 독특한 맛과 향 때문에 많은 사람들로부터 사랑받고 있는 포도주는 어떻게 만들어지고, 독특한 맛과 향을 가지는 요인은 무었일까?

원숭이가 포도주를 담글 수 있을까. 일본에서 전해 내려오는 옛날 이야기 중에는 원숭이가 담아 먹었다는 원주(猿酒)라는 것이 있다. 일본의 한 청년이 속세를 벗어나 아무도 없는 산에 들어가 살다가 원숭이와 친해지게 됐다. 그러던 어느 날 원숭이가 담아 놓은 머루주를 먹었다는 것이다. 이후 원숭이 술은 아주 귀하게 여겨져 비싸게 팔렸다고 한다. 야생 포도의 한 종류인 머루로 원숭이가 술을 빚었다는 것은 믿거나 말거나 이다. 그러나 얼토당토한 일은 아니다. 머루를 따 으깨 움푹 패인 곳에 놔두기만 해도 자연스럽게 머루주가 되기 때문이다. 이는 머 루 껍질에 묻어 있는 발효균이 머루에 있는 당분을 알코올로 만드는 화학반응이 일어났기 때문이다. 특별한 비법이 들어가지 않아도 머루는 술로 변한다. 원숭이는 학습 능력이 뛰어나고, 다음 세대로 그 능력을 전수하기도 하는데. 한번 머루로 술을 만들어 먹어본 원숭이는 그 맛을 못 잊어 다시 술을 만들어 먹을 가능성이 크다. 일본의 전래 이야기는 있을 수 있다는 것이다.

프랑스나 칠레 포도주 등 어떤 포도주라도 원숭이가 담갔다는 머루주와 화학반응 면에서는 동일하다. 포도에 들어 있는 당분이 발효를 일으키 는 효소에 의해 알코올로 변하는 것이다. 포도주를 담글 때는 별도의 효소를 넣을 필요가 없다. 발효균이 포도 껍데기에 묻어 있기 때문이다. 그러나 요즘에는 잡균을 제거한 효소를 집어 넣어 질 좋은 포도를 만든다. 포도와 달리 일반 곡류는 그 자체가 당분이 아니기 때문에 곡류를 당분으로 만드는 균과 발효균 등 두 가지가 필요하다. 청주나 막걸리를 담글 때 누룩을 쓰게 되는 데 누룩은 두 가지 균을 다 갖고 있다.

포도주의 원료는 당연히 포도이다. 붉은 포도로 담그면 적포도주이며, 청포도를 쓰면 백포도주가 된다. 포도주를 담기 위해서는 포도를 으깨야 한다. 전통적인 방법은 맨발로 포도가 가득찬 큰 통 안에 들어가 밟아 으깬다. 요즘에도 고급 포도주를 만들 때는 이 방법을 사용한다. 기계로 으깰 경우 씨가 깨지는 경우가 많기 때문이다. 씨까지 으깨지면 포도주 맛이 나빠진다. 그런 다음 이산화황을 집어 넣어 잡균의 번식을 막는다. 여기에 발효균을 집어 넣는다. 그러면 당분 농도가 줄어들면서 알코올의 농도가 높아진다. 물론 발효가 잘 되도록 적정한 온도를 유지 해줘야 한다. 집에서 막걸리를 담글 때 술독을 따뜻한 아랫목에 놓고 그 위에 이불을 덮어 놓는 것도 발효가 잘되도록 온도를 높여주는 것이다.

적포도주의 발효에서 중요한 것은포도 껍질에서 붉은 색소가 잘 우러나오고, 곰팡이가 피지 않도록 떠오르는 껍질을 액체 속으로 집어 넣어주는 것이다. 껍질이 떠 있으면 곰팡이가 잘 피기 때문이다. 적절하게 발효가 됐으면 씨나 껍질을 모두 제거하고 맑은 액만 골라 낸다. 이런 과정을 몇 번 거치면 맑고 붉은 색이 도는적포도주가 된다. 기계적인 여과 과정을 사용하면 한번에 이런 공정을 끝낼 수 있다.

백포주는 색소를 추출할 필요가 없다. 그래서 포도를 으깨 즙만을 뽑아낸 뒤 바로 발효균을 넣어 발효시키면 된다. 포도주는 발효 이후에 숙성이라는 과정을 거친다. 발효가 막 끝난 포도주는 발효균 냄 새와 탄산가스 등이 섞여 있어서 맛이 거칠다. 이를 완화시키고 깊은 맛을 내기 위해 숙성을 시키는 것이다. 숙성은 포도주의 종류에 따라 몇 개월 또는 몇 년까지 한다. 포도주는 숙성기간 중에도 복잡한 화학반응이 일어난다. 그 변화는 화학자들도 제대로 알지 못할 정도이다. 우선 눈 에 띄는 변화는 적포도주는 짙은 보라색에서 점차 벽돌색으로 변한다. 맛도 거칠고 쓴맛이 부드럽게 된다.백포도주도 황금색으로 변하면서 원숙 한 맛을 낸다. 보통 포도주의 알코올 농도는 10도 안팎이다. 높아 봐야 20도 이내이다.

샴페인도 포도주의 일종이지만 만드는 방법이 약간 차이가 난다. 샴페인은 포도주로 담는다. 포도주에 설탕과 발효균을 혼합한 다음 시원한 곳에 두면 발효로 인한탄산가스가 병에 가득 찬다. 샴페인을 흔들어 따면 펑 하는 소리가 나는 것은 바로 이 탄산가스가 갑자기 병 밖으로 나오기 때문이다.

포도주에 대한 오해도 많다. 포도주는 오래 될 수록 좋다는 것이 그 중 하나이다. 그러나 사실은 전혀 그렇지 않다. 포도주가 몇 백 년 됐다고 하면 신비로움은 주지만 포도주의 맛으로 볼 때는 좋을 게 하나도 없다. 포도주는 알코올 도수가 낮기 때문에 오래 두면 상하게 된다. 가장 좋은 숙성 기간은 적포도주는 5-10년, 백포도주는 2-5년 정도이다. 그 이상을 넘어가면 상하는 단계가 된다. 포도주는 숙성기간을 쓰지 않고 포도를 수확한 연도만 병에 쓰는 것도 이 때문이다. 어떤 사람들은 환갑 선물로 60년 된 포도주를 수백만원에 구해 보내기도 한다. 그러나 사실은 상한 포도주를 보내는 일이 될 수 있어 대단히 주의 해야 한다.

포도주의 발효에서 빼놓은 수 없는 과학자는 루이 파스퇴르이다. 불후의 과학자인 파스퇴르는 포도주를 시게 만드는 원인균을 분리하고, 제거하는 방법을 개발해 포도주 산업의 발전에도 크게 기여했다. 그는 포도주를 시게 하는 균을 포도주 숙성 통에서 찾아내는 방 법 등을 널리 보급했다. 그의 덕에 포도주 생산업자들은 포도주통이 오염됐으면 즉시 버려 시간을 허비하지 않았다. 그의 노력이 없었다면 포도주 산 업의 부흥은 한참 더 늦어졌을 것이다.

바둑에 대한 단상-정녕 실수는 피할 수 없는 것인가?

2009-05-11T22:03:40Z

우리나라에서 바둑을 가장 잘 두는 사람이라고 할 수 있는 이창호 사범의 인터뷰 내용중에 흥미로운 것이 있었습니다. 오래전 기사였는데 대충 그 내용이 다음과 같았던 것으로 기억됩니다.

"바둑의 신과 대국한다면 몇점정도 놓아야 한다고 생각하는가?" - 기자
"프로끼리도 2점을 놓고 지는 경우가 있으므로 3점도 자신할 수 없고, 4점은 놓아야 하지 않을까 생각된다." - 이창호
"지금까지 많은 것을 이루었는데 앞으로 어떤 바둑을 두고 싶은가?" - 기자
"승패를 떠나서 단 한번만이라도 실수없는 바둑을 두어보고 싶다." - 이창호

상당히 의외라고 생각했습니다. 기록 제조기라고 불리울 만큼 수많은 신기록을 갈아치운 사람, 반집이라도 앞서고 있다면 그 우세를 끝까지 지켜낼 수 있는 놀라운 계산력의 소유자, 국내기전/세계대회를 불문하고 100회가 넘는 우승기록 보유, 세계의 모든 기사들이 그를 극복하기 위해서 집중연구를 하며 계속 도전해 오는 상황에서도 끊임없는 자기 개발을 통해 굳건히 1인자의 위치를 지켜냈던 사람의 입에서 이런 말이 나오다니....

바둑 실력이 어느정도 수준에 도달한 후에는 실력의 차이라는 것이 얼마나 실수를 줄이느냐와 관련있다는 것은 사실입니다만, 그렇게 뛰어난 실력을 갖춘 이창호 사범 역시 바둑을 두면서 실수를 하고 있었고, 승리의 기쁨보다는 그 실수가 내내 마음에 걸렸었던 모양입니다.

바둑의 기본적인 수법도 아직 제대로 이해하고 있지 못한 저로서는 상상조차 할 수 없는 경지입니다만, 일정정도 이창호 사범의 말에 공감이 가는 부분도 없지 않아 있습니다. 다만 저는 능력의 한계를 인정하고 실수를 계속 범할 수 밖에 없을 듯 합니다. 신의 용서를 구하면서 말이죠.

To err is human, to forgive is divine

tag : 바둑

바둑에 대한 단상-先作五十家者必敗

2009-05-11T22:01:39Z

선작오십가자 필패

먼저 50집을 만들어낸 사람이 결국 바둑을 지게 된다는 얘기입니다. 조금은 뚱딴지 같은 소리지만 그 가능성에 대해 한번 생각해 보겠습니다.

바둑판은 가로 19줄, 세로 19줄이므로 총 361칸으로 되어 있습니다. 50집을 만들기 위해서는 나의 바둑돌로 일정지역을 둘러싸야 하며 이때 바둑판에 놓여진 내 돌이 약 25~30개정도 필요합니다. 바둑은 흑백이 번갈아 한번씩 두므로 내 돌의 갯수만큼 상대방의 돌도 바둑판에 놓여 있다고 봐야 할 것입니다. 간단히 계산해 봐도 여전히 바둑판에는 내 영토로 만들 수 있는 빈 자리가 200곳 이상 남아있다는 얘기가 되고 남아있는 집을 몽땅 상대방이 가져가지 않는한 지는 일은 없을 듯 한데 말이죠...

실력차이가 크지 않은 상황이라면 초반에 큰 집을 만들어내는 것은 매우 어렵습니다. 더구나 내 모양에 약점없이 튼튼하게 두면서 큰 집을 만들어 내는 것은 더더욱 불가능합니다. 이 격언이 어느정도 설득력을 얻을 수 있도록 몇가지 추론을 해보도록 하겠습니다. 내 집을 크게 만들기 위해 어느정도 무리한 수법을 동원했고, 이로 인해 필연적으로 내 모양에 약점이 남게 되었으며, 상대방이 이 약점을 간파할 수 있는 능력을 갖춘 상황이라면 이를 이용하여 국면을 반전시킬 수 있게되어 승패도 뒤바뀔 수 있다고 설명할 수 있지 않을까요?

또 다른 요인을 살펴보겠습니다. 초반에 큰 집을 마련한 사람은 아무래도 심리적으로 느긋해질 가능성이 큽니다. 이때문에 상대방은 필사적으로 바둑을 두어오는데 비해, 아무래도 최선을 다해 두기 보다는 대충대충 마무리하려 하고, 그러다가 차이가 좁혀지고 결국은 역전에 이르는 것이 아닐까요?

복권에 당첨되어 큰 돈을 벌게 된 사람이, 또는 부모님으로부터 막대한 유산을 물려받은 사람이 결국은 불행한 삶을 살게 된다는 이야기를 많이 듣게 됩니다. 물론 초반에 큰 집을 만들어낸 사람이 항상 바둑을 진다는 뜻은 아니겠죠... 큰 재산을 지켜내기 위해서는 그만큼 필사적인 노력을 기울여야 하며 여러모로 충분히 준비가 되어 있는 사람이어야 한다는 메시지를 전하려는 것은 아닌가 하고 생각해 봅니다.

tag : 바둑

바둑에 대한 단상-사석작전

2009-05-11T22:00:23Z

최인호님의 소설 "상도"는 조선과 중국을 오가며 무역을 했던 거상 임상옥을 주인공으로 하고 있습니다. 당시 중국으로 수출되던 주요품목은 인삼이었는데 중국상인들이 서로 담합하여 인삼 가격을 낮추려고 압력을 행사하는 장면에서 주인공의 대응이 상당히 인상적이었다고 기억됩니다.

"싣고 온 인삼을 마당 한가운데 모아놓고 모두 태워 버려라!"

그랬더니 놀라운 일이 벌어졌습니다. 중국 상인들이 모두 달려들어 불을 껐고 결국 원하는 가격보다 높은 값에 인삼을 모두 팔수 있었습니다.

바둑에서도 이러한 일이 많이 발생합니다. 살리려고 애쓰면 애쓸수록 수렁속으로 빠져들게 되고, 버려야 이길 수 있는... 이른바 사석작전이라고 부르는 전술입니다.

돌을 잘 버릴 수 있어야 고수가 된다는 말이 있습니다. 내 돌이 많이 잡히면 상대방의 집이 늘어나고 바둑을 이길 수 없는 것이 아니냐라고 생각하기 쉽습니다만... 흔치는 않지만 제법 큰 대마를 잡히고도 바둑을 이기는 경우도 종종 일어납니다. 상대에게 큰 실리를 제공했지만 그 반대급부로 보통사람의 눈에는 잘 보이지 않는 재산, 즉 "두터움"이 늘어났기 때문인데요.. 물론 두터움을 잘 활용할 수 있는 실력을 갖추어야 가능한 일이겠지만 콜롬버스의 달걀같은 발상의 전환이 필요한 대목이라고 할 수 있겠습니다.

사석작전이 필요한 경우는 일상생활속에서도 많이 발견할 수 있습니다. 사석작전을 잘 펼칠 수 있을 때 국가대 국가 또는 회사대 회사의 협상도 유리하게 이끌 수 있는 것은 아닌지 모르겠습니다.

tag : 바둑

[기사] 가을철 빨갛고 노랗게 단풍현상이 일어나는 까닭은?

2009-05-11T20:54:14Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

가을은 단풍의 계절이다. 한국의 단풍은 그 어느 나라에서도 찾아보기 어려울 정도로 아름답다. 이 때문에 설악산과 내장산등 단풍명소에는 매년 행락객들로 만원이다. 그러나 그냥 단풍의 색만을 보며 감탄한다면 그 묘미가 훨씬 줄어든다.
단풍은 왜 들며 단풍은 곧 새 봄을 준비하기 위한 한 과정이라는 자연의 섭리까지 생각이 미치면 단풍관광은 더 큰 즐거움을 안겨 줄 것이다.

단풍은 나무의 색깔이 달라지는 현상이다. 파랗던 단풍 나무의 색이 빨간색이나 선홍색으로 바뀌는 것이나,은행나무 잎이 노란색이 되는 것도 단풍이 드는 현상 중의 하나이다. 우리나라의 단풍의 주종은 단풍나무의 파란 색이 빨갛게 변하는 것이다. 단풍은 자연환경에 적응하려는 나무들의 생존전략이자 진화의 산물이다. 우리나라와 같이 사계절이 뚜렷한 나라에서는 철 마다 기온과 강수량, 일조량, 일교차 등이 확연히 다르다. 특히 가을에는 습도가 크게 떨어져 건조해지며 일교차가 굉장히 크다. 온도도 섭씨 10도 대로 떨어진다. 나무로서는 성장환경이 크게 나빠진다고 할 수 있다. 조그만 더 있으면 겨울이 다가와 사계절 중 혹한을 견뎌내야 하는 것도 나무들은 알고 있다. 여기에 대비하기 위한 변신의 한 현상이 단풍으로 나타나는 것이다.

나무 잎은 햇빛이 쨍쨍 내리쬐고, 온도가 높은 여름철에 영양분을 만드는 광합성 활동을 왕성하게 한다. 그렇게 만들어진 영양분을 줄기와 뿌리 등으로 계속 보내 저장하거나 키가 크는 데 필요한 에너지로 사용한다. 그러나 가을이 오면 서늘해지고, 광합성을 할 수 있는 시간도 줄어든다. 또 건조해져 수분이 부족함을 느낀다. 옥수수가 낱알 1kg을 만들려면 잎을 통해 600kg의 물을 내뿜어야 하는 데 가을에는 그만큼의 수분을 조달하기 어려워진다. 그러면 벌써 나무는 변신을 준비해야겠다는 것을 본능적으로 알아차리게 된다.나무 몸체에서는 가을과 겨울 준비를 해야겠다는 신호를 실은 호르몬을 온 가지와 나무뿌리, 잎 등으로 전달한다. 그러면 나무는 몸체 중 활동을 정지해도 좋은 것을 고르는데 그 것이 바로 잎이다.

나뭇가지는 스스로 잘라내기 어렵지만 나뭇잎은 떨어뜨리기만 하면 되기 때문이다. 마치 곰이 여름 내내 먹이를 잔뜩 먹어 영양분을 몸에 가득 저장한 뒤 겨울 잠을 자는 것과 비슷하다. 곰이 겨울잠을 잘 때는 영양분의 소모가 최소화된다. 나무도 마찬가지이다. 자신의 한 부분을 잘라내면서까지 영양분의 손실을 최소화하는 전략을 구사하는 것이다. 그 과정 중에 생기는 변화를 우리는 단풍이라는 것으로 감상을 하는 것이다.

가을이 되면 나무 줄기와 잎 사이에는 떨켜가 생긴다. 이는 잎에서 나무 줄기로 영양분이 이동하는 통로를 막는 역할을 한다. 한번 잠기면 열리지 않는 수도꼭지와 같다고도 할 수 있다. 떨켜는 나뭇잎이 떨어진 자리에 남는 나무줄기의 상처를 재빠르게 아물게 하는 보호제 노릇도 한다. 단풍이 들게 하는 원인을 제공한 것은 바로 이 떨켜이다. 떨켜가 잎에서 줄기로 가는 영양분 통로를 막는 바람에 잎에서 만든 영양분은 잎에 그대로 남아 있을 수 밖에 없다. 그 영양분은 포도당이나 엽록소, 단백질 등이다. 여름 같으면 그런 영양소들이 줄기로,뿌리로 갔을 텐데 떨켜가 가로막고 있으니 잎에 그대로 쌓이게 된다. 그런 당류는 빨간색을 내는 색소인 안토시안을 만들고 여기에는 자외선과 온도, 기온 등이 작용해 당류에 화학반응을 일으킨다. 단풍나무의 타는 듯한 빨간색은 바로 이 안토시안의 색소 덕에 생기는 것이다. 은행잎과 같이 노란색을 내는 단풍은 어떻게 만들어질까. 노란색 색소를 내는 단백질은 70여종이 있는데 이는 초봄부터 잎에 쌓이기 시작한다. 그러나 파란색의 엽록소가 워낙 왕성하기 때문에 봄,여름에는 맥을 못 추고 엽록소 뒤에 숨어 있을 수 밖에 없다. 그러나 가을이 되어 떨켜에 의해 엽록소의 기능이 정지되기 시작하면 노란 색소가 다시 얼굴을 내미는 것이다. 은행나무, 상수리나무, 느티나무 등에 지는 단풍은 이런 경우에 해당한다.

단풍은 날씨가 맑고 일교차가 심할수록 아름답다. 그만큼 잎 겉면에서 화학반응이 더 세게 일어나고, 그 결과 빨강색소가 더 많이 만들어지기 때문이다. 노란 단풍의 경우도 파란색의 엽록소가 더 빨리 없어져 노란색이 더 선명하게 나타난다. 단풍은 일조량이 많은 산 정상에서부터 밑으로 퍼지며, 북쪽에서 남쪽으로 내려간다. 단풍이 드는 원리는 실험해 볼 수 있다. 한 여름에 포도나무 잎 중간의 굵은 잎맥을 끊어보자. 그렇게 맥을 끊는 것은 가을에 생기는 떨켜를 인공으로 만드는 효과가 있다. 하루 이틀 지나면 잎맥이 끊어진 곳 위 부분은 붉은 색소가 많이 생겨 잎이 붉게 변하는 것을 볼 수 있다. 즉, 영양분이 줄기나 열매로 가지 못하고 그것이 빨간색소로 변했기 때문이다.

단풍잎에서 화학반응이 충분히 일어나도 전에 비가 오거나 거센 바람이 불고 나면 잎이 맥없이 떨어져 버린다. 그러면 그 곳의 단풍 구경은 망치게 된다. 단풍은 계절이 없는 열대림이나 하와이 같은 상춘기후에서는 일어나지 않는다. 나무가 자연에 적응하기 위해 자신의 몸체 일부를 떼어낼 필요가 없기 때문이다.

단풍 하나에서도 우리는 자연의 섭리와 진화의 오묘함을 배울 수 있다.

[기사] 나노와 은이 만났다. 은나노 열풍

2009-05-11T20:46:32Z

from http://webzine.basf-korea.co.kr

한때 화학계는 흥분의 도가니가 됐다. 나노 크기의 은 입자를 폴리프로필렌에 입혀 항미생물 소재를 만드는 기술 개발에 성공했기 때문. 은이 우리가 깔고, 덮고, 입는 모든 소재에서 미생물의 위협을 막아주는 든든한 방패막이가 된 셈이다. 올 초에는 은나노기술을 이용한 가전제품들도 등장했다. 냉장고는 물론 에어컨, 세탁기, 공기청정기, 김치냉장고까지 은나노기술을 내세운 제품광고를 TV에서 심심찮게 볼 수 있게 됐다.

사실 은의 ‘영험함’이 알려진 것은 요즘 일만은 아니다. 오랫동안 동서양을 막론하고 은은 소위 원소계의 ‘귀족’이었다. 특히 고대에는 은이 금보다 귀한 물건이었다. 자연은이 산출되는 경우가 자연금에 비해 적었고 은을 얻으려면 까다로운 정제법을 거쳐야 했기 때문이다. 1894년 아테네 올림픽에서는 1등에게 금메달대신 은메달과 올리브관, 그리고 우승 증서를 수여하기도 했다.

은은 살균력이 있어 의학적인 용도로 사용할 수도 있었다. 고대 이집트에서는 상처부위에 은을 넓게 펼친 얇은 은박을 감쌌다. 상류 계층은 아예 은을 몸에 지니고 다니는 경우가 많았다. 한 예로 중세 유럽에 페스트가 창궐해 전 유럽인구의 절반이 몰살당했을 때도 왕궁에 있었던 사람들은 무사했는데, 이는 당시 왕족들이 장신구 등에 은을 사용했고 은이 병균의 침입을 막았기 때문이라는 설명이 있을 정도였다. 또한 항생작용 또한 뛰어난 것으로 알려져 고대 그리스나 로마에서는 장기간 보관해야 하는 음식은 은 식기에 담아 보관했다고 한다.

동양에서도 은의 효험은 널리 인정 받았다. 우리나라만 보아도, 드라마 ‘대장금’에서도 다룬 바 있듯이, 우리나라에서도 왕실에서 임금이 식사하기 전에 상궁들이 은수저로 음식을 떠먹어 보았다고 한다. 독소가 들어 있는 음식물에서는 은수저의 색이 변하는 것을 이용해 음식물에 독소가 들어있는지 여부를 알아냈기 때문이다.
또한, 동의보감에는 은이 간질 및 정신질환, 냉대하와 같은 부인병에 특효가 있어 한약재로 쓴다고 기록돼 있다. 본초강목에서는 은을 몸에 지니면 오장이 편안하고 심신이 안정되며 나쁜 기를 내쫓고 몸을 가볍게 해 수명을 길게 한다고 기술했다.

금의 아성에 밀려 만년 2등 같은 이미지였던 은이 사실은 화려한 역사를 지니고 있었던 것이다. 게다가 최근 은나노기술로 은은 제2의 전성시대를 구가하고 있다.

그렇다면 요즘 은나노 ‘열풍’으로까지 묘사되는 은나노 기술이 도대체 뭘까. 은나노기술은 쉽게 말해 은의 살균 및 항균 기능을 나노미터 크기에서 구현한 것이다. 은은 보통 6백50여 가지의 유해균을 죽이는 것으로 알려져 있다. 자연상태에서 존재하는 거의 모든 세균을 죽일 수 있다는 얘기다. 또 은과 접촉해 6분 이상 생존하는 세균이 없다고도 한다. 실제로 은입자를 넣은 용기와 일반 용기를 비교 실험한 결과 병균을 죽이는 살균력과 병균의 번식을 방지하는 항균력 모두 은입자를 넣은 쪽이 효과가 있다는 사실이 밝혀지기도 했다.

그렇다면 은의 강력한 살균력과 항균력은 어디서 나오는 것일까. 과학적으로 정확히 밝혀지지는 않았지만 현재는 은이 세균의 호흡과 신진대사를 조절하는 효소의 작용을 억제하는 촉매로 작용해 결과적으로 세균의 생명활동을 정지시킨다는 설명이 가장 유력하다. 은이 세균과 접촉하면 세균막을 터뜨려 세균이 살 수 없게 되는 것이다.

그런데 은의 이런 기능을 나노미터 단위에서 구사하는 데는 이유가 있다. 1나노미터(nm)는 10억분의 1m로 육안으로는 절대 관찰할 수 없을 정도로 작은 크기다. 머리카락 굵기의 1만분의 1 정도의 크기라고 한다면 상상이 가겠는가. 은입자를 이렇게 미세한 나노 크기로 줄이는 것은 쉽지 않다. 하지만 만약 은입자를 나노 크기로 줄여 원래 크기의 1천분의 1정도로 만들었다고 하면 분량을 그만큼 줄인 은입자만으로도 기존과 동일한 효과를 낼 수 있다는 얘기가 된다. 은나노기술의 핵심이 여기 있다.

은나노 세탁기의 경우 급수가 이뤄지는 부분에 은판과 전압을 가할 수 있는 은이온 발생 장치가 달려 있다. 은판에 전압을 가하면 전자이동이 일어나 은이온이 빠져 나와 물 속에 섞이는 것이다. 이렇게 방출된 은이온은 옷감에 직접 침투해 살균 및 항균효과를 발휘한다. 대개 물 1리터를 살균하는데 필요한 은의 양은 1g의 몇 백만분의 1만 있어도 충분하다. 은이온 발생장치 하나만 달려있으면 수십만 번의 살균 세탁이 가능한 셈이다.

앞으로 은나노기술은 그 발전가능성이 무궁무진하다. 은이 전기전도성이 크다는 점을 이용해 더 오래 쓸 수 있는 배터리를 만드는 연구에서부터 은을 탄소나노튜브와 같은 형태로 만들어 효과적으로 열을 방출하는 냉장고의 냉매로 사용하는 연구까지 그 응용범위도 다양하다. 은과 나노기술의 만남이 보여줄 새로운 세계는 과연 어디 까지일까.

화공학도 모여라

성공하는 사람들은 이런 습관을 지녔다.

chm (HTML help file)으로 엮어본 Time essay

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