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「과학동아」는 이번 호부터 국내외「새기술 새발명」을 간추려 소개합니다. 이 지면을 통해 최근에 개발된 기술 또는 제품들이 관련기사와 함께 게재될 것입니다

국내

다이아몬드보다 단단한 CBN 개발
대기중에서 제조, 생산원가 15% 절감

다이아몬드보다 더 강한 물질이 국내에서 개발됐다. KIST 은광용 박종구박사팀이 최근 CBN(입방정 질화붕소)이라는 단단한 물질을 만든 것.
이 물질은 질화붕소를 고열고압처리함으로써 얻어진다. "종래에는 CBN제조시 리튬 칼슘 마그네슘합금촉매를 사용한데 반해 이번에 우리가 개발한 CBN은 알루미늄 마그네슘합금촉매의 도움을 받아 만들어진 것이다. 따라서 과거와는 달리 대기중에서도 CBN을 제조할 수 있게 됨으로써 생산원가가 15% 이상 절감되는 효과를 얻었다"고 은박사는 자랑한다.

1953년에 인조다이아몬드가 첫 선을 보인 이래 단단하고 강한 물질을 개발하는 일이 한동안 붐을 이뤘다. 이 여파로 1957년에 미국의 GE사가 처음으로 CBN을 개발하게 되었다. CBN은 상온에서의 경도(硬度)가 다이아몬드에 이어 제2위에 랭크돼 있지만, 7백80℃ 이상이 되면 다이아몬드를 제치고 경도 1위로 부상한다.

이렇게 열에 강한 면을 보임에 따라 CBN은 자동차 기계분야 등 고온에 자주 노출되는 곳의 절삭용구로 큰 인기를 얻게 되었다. 따지고 보면 열에 대한 다이아몬드의 취약성이 CBN의 인기를 부추겼다.

새로운 아미노산 농축법 선보여
비용 덜 들고 환경에도 좋은 유화액막법

아미노산을 농축하는 기술은 상당히 까다로운 것으로 알려져 있다. 지금까지 대개 이온교환수지를 활용해 아미노산을 농축 정제해 왔는데 이 방법을 쓰면 3% 아미노산 발효액을 8% 정도 농축하는 것이 고작이었다. 그럼에도 이 농축 정제공정은 비용이 많이 들어 아미노산의 전체생산공정에 지불되는 비용중 80% 이상을 차지한다.

그런데 최근 KIST 홍성안박사팀은 이렇게 생산효율이 낮고 비용도 많이 드는 이온교환법을 대체할 새로운 아미노산농축법을 개발해냈다. 유화액막법(油化液膜法)이라는 것인데 장차 식품회사 조미료회사 등에서 활용될 것으로 보인다.

"이온교환수지와 같은 고분자막보다 막의 접촉면적이 넓고 두께가 얇은 유화액막에 분리할 물질을 통과시키면 훨씬 빠르고 정확하게 필요한 물질(아미노산)을 얻을 수 있다"는 것이 홍박사의 설명.

기존의 이온교환법에 비해 아미노산 농축도가 세배나 큰 유화액막법을 도입하면 폐수 발생량을 30% 이상 줄일 수 있어 환경보호 측면에서도 유리하다. 제조원가도 40%나 줄일 수 있다고 한다.
 

주부일손 덜어주는「자동밥짓기」특허등록
쌀통 급수통 밥통을 일체화한 제품

부부발명가가 '자동밥짓기'를 만들어 특허 등록을 받았다. 컴퓨터 소프트웨어업을 하는 나병익씨와 장영자씨가 그 주인공.

"종래에는 쌀통과 밥통이 따로 있어서 쌀을 꺼낼 때 몸을 수그려야 하는 번거러움이 따랐다. 또 이 쌀을 밥솥까지 운반해야 하는 등 불편함이 많았는데, 이번에 우리가 고안한 '자동밥짓기'는 쌀통 급수통 밥통을 일체화한 것"이라고 나씨는 자신의 발명품을 소개한다.

"쌀을 밥통까지 끌어올리는 작업이 특히 어려웠다"고 말한 나씨는 "진공청소기의 원리를 도입해 음압으로 쌀을 빨아 올리려 했으나 생각처럼 용이하지 않았다"고 덧붙인다. 흡입돼다 막혀버리는 경우가 빈번하게 발생한 것. 결국 노즐을 따로 설치해 외부에서 공기를 조금 공급해줌으로써 쌀을 끌어올리게 되었다고 한다.

나씨 자신이 컴퓨터를 다룬다는 점이 그의 발명에 큰 도움을 준 것 같다. 실제로 '자동밥짓기'에도 4비트짜리 마이크로프로세서가 달려 있다.

해외

신생아 유괴방지 장치
손대는 순간 경고음 울려

미국 시카고 주변의 병원에서는 최근 신생아 보호장치를 적극 활용하고 있다. 팔찌처럼 신생아의 팔목에 채우게 돼 있는 이 전자보호장치는 신생아를 유괴범으로부터 보호하는 것이 주임무다.

신생아를 누군가가 낚아채는 순간에 경고음을 울리게 돼 있는 이 장치(Baby beeper)는 가게에서 좀도둑을 잡기 위해 사용하는 경보장치와 그 원리가 같다.

전체 시스템의 설치비용이 1만~4만달러쯤 들 것으로 추정되는 신생아유괴 방지시스템은 센서가 달린 조그만 쇠붙이를 신생아의 몸(팔목 발목 등)이나 옷 기저귀 등에 장착 하는 것이 핵심.

아기가 유괴된 사실이 전자 쇠붙이를 통해 알려지면 즉각 감시카메라가 아이의 행방을 찾아낸다. 동시에 주차장이 차단되고 모든 출입구가 봉쇄됨으로써 유괴범은 꼼짝없이 잡히게 된다.
 

자전거 타는 로봇 등장
자이로 덕분에 놀라운 균형감각 보여

피아노나 기타를 연구하고, 탁구를 치고, 벽을 오르는 로봇은 이제 한물 간 로봇. 일본 교토에 위치한 무라타제조회사에서 개발한 자전거타는 로봇에 비하면 한수 아래라는 얘기다. 이 로봇이 자전거를 타면서 보여주는 절묘한 균형감각의 비결은 '자이로 스타'(Gyro star)라는 3.5kg짜리 조그만 장치에 있다.

만일 자전거를 탄 로봇이 왼쪽으로 기우뚱하면 자이로 스타는 그것을 잽싸게 감지해 마이크로컴퓨터에 그 사실을 알린다. 그러면 보고를 받은 마이크로컴퓨터는 로봇에게 오른쪽으로 돌라고 명령한다. 이로써 로봇은 다시 균형을 잡게 되는 것.

현재 커다란 자이로(gyro, 회전의)가제트 엔진에 활용되고 있다. 이것은 값도 비싸고 수명도 제한적이다. 그러나 로봇의 균형을 잡아주는 값싸고 조그만 세라믹 자이로(자이로 스타를 말한다)는 거의 수명이 영구적이다.

차량 도난방지용 마이크로칩 개발
신고 즉시 자동추적

금년 5월 17일부터 프랑스의 자동차 소유자들은 두 발을 쭉 펴고 잠을 자게 될지도 모른다. 차의 도난을 방지해주는 마이크로 칩이 시판될 것이기 때문이다.

프랑스 전역에 5백곳의 중계국이 설치돼 조밀한 네트워크가 형성되면 차도둑은 '독안에 든 쥐' 신세가 되고 말 것이다. 차 임자가 경찰에 도난신고를 하는 순간부터 차속에 부착된 마이크로 칩이 작동해 자신의 위치를 알려줄 것이기 때문이다. 물론 중개국은 국경주변지역이나 항구 공항 그밖의 중요거점 지역에 설치될 것이다.

2백50프랑만 지불하면 이 도난방지용 마이크로 칩을 구입할 수 있다. 그러나 볼백(VOLBACK)사에 추가로 매년 5백30프랑을 더 지불해야 실질적인 혜택을 볼 수 있다. 볼백사는 프랑스의 사기업인데 현재 이 회사가 프랑스 전역에 전문 네트워크를 가설, 도난방지용 마이크로 칩이 보내는 신호를 수신하고 있다.

인공위성에서 마이크로 칩의 신호를 수신한다는 계획도 수립해놓고 있으나 이 경우 위치판정의 정확성이 떨어져 큰 호응을 얻지는 못하고 있다. 볼백사는 앞으로 매년 2백만~3백만개의 도난방지용 마이크로 칩이 팔릴 것으로 기대하고 있다.