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우주에서도 우아하게! 우주 컵 개발

우주에서는 음료를 컵에 따라 마시지 못하고 밀봉된 봉투에 넣은 뒤 빨대로 빨아 마셔야 해요. 중력이 없으면 액체가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르지 않아 컵을 기울여도 음료가 나오지 않거든요. 그런데 최근 미국 포틀랜드대학교 마크 와이즐로걸 교수팀이 무중력 상태에서 사용할 수 있는 컵을 만들어 실제로 우주에서 사용하는 데 성공했다고 발표했어요.

우주에선 액체가 지구와 완전히 다르게 움직인답니다. 가는 관을 따라 액체가 저절로 올라가거나 내려가는 현상인 ‘모세관 현상’도 마찬가지지요. 모세관 현상은 액체가 서로 뭉치려고 하는 힘보다 모세관 벽에 붙으려는 힘이 더 강할 때 일어나요. 지구에서는 중력이 액체가 벽에 붙는 것을 방해해 가는 관에서만 모세관 현상을 관찰할 수 있어요. 하지만 무중력 상태에선 액체가 용기의 벽에 더 잘 달라붙을 수 있어 가는 관이 아니어도 모세관 현상이 쉽게 일어난답니다.

연구팀이 개발한 컵은 한쪽 벽이 뾰족한 모양을 하고 있어요(위 작은 사진). 이 컵에 음료를 넣으면 뾰족한 벽이 모세관 역할을 해 음료가 컵의 벽을 타고 입으로 들어가지요. 실제로 이 컵은 국제우주정거장으로 보내져 우주인이 음료를 따라 마시는 데 성공했어요. 마크 교수는 “이 연구는 우주 속 액체의 움직임을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며, “앞으로 우주에서 겪을 수 있는 더욱 복잡한 문제들도 해결해나갈 것”이라고 밝혔어요.

거품 위에도 사뿐! 가벼운 에어로젤 금

최근 스위스 취리히연방공대 구스타프 니스트르 연구팀은 금을 에어로젤 모양으로 만드는 데 성공했다고 발표했어요. 에어로젤은 다공성 물질로, 마치 스펀지처럼 내부에 작은 구멍들이 무수하게 뚫려 있는 모양을 가지고 있어요. 연구팀은 금을 에어로젤 모양으로 만들면 구멍 사이 사이로 화학 물질들이 들어가 금과 닿는 면적이 넓어질 거라고 생각했어요. 금은 화학반응을 돕는 ‘촉매’로도 쓰이기 때문에, 에어로젤 모양일 때 화학 반응이 훨씬 더 잘 일어날 거라고 생각한 거예요.

연구팀은 먼저 우유에 들어 있는 단백질을 뭉쳐 ‘아밀로이드’라는 섬유질을 만들었어요. 아밀로이드가 들어 있는 용액에 금 입자를 넣고 함께 굳히자, 아밀로이드에 금 입자가 달라붙으며 에어로젤 모양이 됐어요. 금으로 만들어진 에어로젤은 촉매 역할도 잘 했을 뿐만 아니라, 무척 가벼워 꽃잎이나 거품 위에도 사뿐히 올라갈 수 있었답니다.

구스타프 연구원은 “금은 몸 속에서 매우 안정한 물질이기 때문에 이 연구를 발전시키면 생체에도 사용이 가능한 촉매도 개발할 수 있을 것”이라고 말했어요.


환자의 심박수와 호흡량을 측정하기 위해선 환자의 몸에 센서를 직접 부착해야 해요. 하지만 활동 중 센서가 떨어질 가능성이 있지요. 최근 미국 하버드 의대 지오바니 트라베르소 교수 연구팀은 이런 불편함을 해결하기 위해 삼키는 청진기를 개발했어요. 이 청진기는 일반적인 종합 비타민제 정도의 크기로, 체내의 소리를 들을 수 있는 마이크가 들어 있답니다. 연구팀은 청진기를 6마리의 돼지에게 먹인 뒤, 돼지 몸 안 소리의 파형을 분석해 심장이 내는 소리와 숨 소리를 구분했어요. 또 돼지의 심장 박동수와 호흡수를 측정하는 데 성공했답니다.

트라베르소 교수는 “삼키는 청진기는 원격 의료나 긴급 구조 중 환자의 상태를 확인하는 데 유용할 것”이라고 밝혔어요.



물곰아, 안녕? 자기소개를 부탁해.

안녕하세요. 저는 어떤 환경에서도 살아갈 수 있는 최강 생명력을 가진 물곰이에요. 이름에 ‘곰’이 들어 있지만 진짜 곰은 아니에요. 생김새만 곰을 닮았을 뿐, 저는 여덟 개의 다리를 가진 0.1~1mm 크기의 무척추 동물이랍니다. 크기가 작다고 무시하지 마세요. 저는 영하 272℃과 영상 151℃에서도 살 수 있고, 물이 거의 없는 환경에서도 살 수 있어요. 또한 진공 상태인 우주 공간에서 살 수 있는 유일한 생물이기도 하지요.

어떻게 다른 생물의 DNA가 있을 수 있지?

주변 환경이 매우 건조해지면 물곰과 박테리아의 DNA는 작은 조각들로 쪼개져요. 이후 다시 수분이 공급되면 이들의 세포막에 작은 구멍들이 뚫리기 시작하죠. 이 구멍을 통해 박테리아 안에 있던 물질들이 물곰의 세포 안으로 들어올 수 있답니다.

이 과정에서 박테리아의 DNA 조각들 역시 물곰의 세포 안으로 들어오게 돼요. 이 상태에서 시간이 지나면 손상됐던 물곰의 세포와 DNA가 원래 상태로 복구되기 시작해요. 이 과정에서 외부에서 들어온 박테리아의 DNA가 물곰의 DNA와 섞이게 되는 거예요.

너의 그 놀라운 생존 능력은 부모님께 받은 거니?

최근 미국 노스캐롤라이나대학교의 밥 골드스테인 교수팀이 물곰의 유전자를 분석하는 데 성공했다고 발표했어요. 분석 결과, 물곰 유전자의 6분의 1은 부모가 아닌 다른 생명체로부터 받았다는 사실이 밝혀졌답니다. 이런 현상을 ‘수평적 유전자 이동’이라고 해요.

물곰의 수평적 유전자 이동은 지금까지 밝혀진 연구결과 중 가장 높은 비율이에요. 이전 연구에서 가장 수평적 유전자 이동이 많이 일어난다고 밝혀진 생물은 ‘담륜충’으로, 외부에서 받은 유전자의 비율이 10분의 1정도였지요. 물곰이 다른 생명체로부터 받은 유전자 중 92%는 박테리아에서 왔고 그 외에도 균, 식물, 바이러스의 유전자도 들어 있었어요.

정말 멋진 걸! 나와 함께 지구를 정복하자!

물곰에 대해 밝혀내야 할 문제들이 아직 남아 있어요. 외부에서 들어온 DNA가 어떤 방식으로 작용해 물곰의 생명력을 강하게 만들 수 있는지 밝혀지지 않았거든요. 골드스테인 교수는 추가 연구를 통해 제 생명력과 수평적 유전자 이동 사이의 연관성을 밝히길 기대하고 있어요. 박테리아의 유전자가 제 강한 생명력에 도움을 줬을 거라고 생각한 거예요.

닥터 그랜마도 지구 정복보다 물곰의 강한 생명력에 더 흥미가 생기지 않나요? 저와 함께 교수님의 연구를 돕는 건 어때요?


비둘기는 빨라야 대장

새들은 단체로 이동할 때 자신들의 대장을 맨 앞에 세우고 나머지가 그 뒤를 따라가는 습성을 가지고 있어요. 그동안 새들의 단체 행동에 대한 연구는 많이 이루어졌지만, 지금까지 어떤 새를 대장으로 세우는지에 대한 연구는 이루어지지 않았지요.

영국 옥스포드대학교 도라 비로 교수팀은 40마리의 비둘기에 각각 GPS를 부착해 비둘기가 이동하는 속도와 경로를 기록했어요. 먼저 한 마리씩 비둘기를 날려보내 각각의 비행 정보를 기록한 뒤, 비둘기를 무리로 날려보내 어떤 비둘기를 대장으로 따르는지를 관찰했답니다. 관찰 결과, 비둘기들은 가장 빠른 비둘기를 대장으로 세우고 이 비둘기를 따라 이동한다는 사실이 밝혀졌어요. 심지어 대장 비둘기가 먼 거리를 돌아서 목적지로 가더라도 비둘기들은 대장 비둘기를 따라 이동했지요.

비둘기들의 움직임을 반복적으로 기록한 결과, 대장의 위치에 있는 비둘기들은 목적지까지 가는 과정에서 가장 효과적인 경로를 배우는 것으로 나타났어요. 이 결과를 본 연구팀은 대장 비둘기가 맨 앞에 서면 자신의 비행 경로에 집중할 수 있어 점차 길눈이 밝아지기 때문이라고 추측했답니다.

도라 비로 교수는 “비둘기의 리더십에 영향을 주는 요인을 더 자세히 분석할 필요가 있다”며, “이 연구는 앞으로 다양한 동물의 사회를 이해하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했어요.