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국내 최대 과학경진대회인 ‘한화 사이언스 챌린지’의 본선 및 시상식이 8월 21~23일 경기 가평군 한화인재경영원에서 진행됐다. 올해로 8회째를 맞은 이 대회는 한화그룹이 주최하고 교육부와 과학기술정보통신부, 한국과학창의재단이 후원했다.

작년에 이어 올해도 대회 주제는 ‘Saving the Earth(지구를 살리자)’로 정해졌다. 에너지, 바이오, 기후변화, 물 등 4개 분야에서 기발하고 톡톡 튀는 연구가 쏟아졌다. 올해는 전국에서 624개 팀이 참가했고, 4월 온라인 1차 예선과 5월 2차 예선을 거쳐 20개 팀이 본선에 진출했다.

‘얼음 스위치’ 개발로 대상 수상

대상은 대기 전력이 발생하지 않는 스위치를 개발한 ‘얌돌스(yamdols)’ 팀이 차지했다. 얌돌스 팀이 개발한 스위치는 겨울철 동파나 빙판길을 예방하기 위한 열선인 ‘스노우 멜팅 케이블’의 작동을 조절한다. 별도 전자 장치 없이 온도만으로 전력 공급을 조절하는 방식이 특징이다. 사람이 조작할 필요도 없다.  

얌돌스 팀은 물이 얼면 부피가 팽창한다는 사실에서 아이디어를 얻었다. 우선 스위치 내부에 소량의 물을 넣은 뒤 물 위에 도체를 띄운다. 물이 얼어 얼음이 되면서 부피가 커지면 이에 따라 도체가 상승하고, 도체와 도선이 연결돼 전력이 공급된다. 얌돌스 팀은 열선을 깐 도로 모형을 제작한 뒤 여기에 스위치를 연결해 실험한 결과 스위치가 작동해 얼음이 녹았음을 확인했다.

얌돌스 팀의 김성민 군(경상대 사범대부설고 2학년)은 “물 위에 기름을 띄워 도체가 표면에 안정적으로 떠 있도록 했다”며 “밀도와 부피 팽창 등 간단한 과학 원리를 이용해 스위치를 만들었다는 점에서 창의성을 높게 평가받은 것 같다”고 말했다. 같은 팀의 박준 군(경상대 사범대부설고 2학년)은 “아직은 실험실에서 시험관과 플라스크로 스위치를 제작한 수준”이라며 “앞으로 현장에 실제로 적용할 수 있는 스위치를 제작하고 싶다”고 밝혔다. 

물로 작동하는 일회용 박막형 전지를 개발한 ‘워터파워(waterpower)’ 팀과, 산불이 난 지역의 생태계 회복을 돕는 기술을 개발한 ‘울랄라’ 팀은 각각 금상을 받았다.

워터파워 팀은 마그네슘과 탄소, 소금기를 머금은 종이를 이용해 박막형 전지를 제작했다. 박막형 전지는 마그네슘과 탄소 사이의 전위차로 전력을 만드는데, 전지에 물을 첨가하면 종이가 물에 젖으면서 소금물이 돼 전기를 흘린다. 또 이 전지는 잘 휘어져 테이프, 스티커 등 여러 형태로 제작할 수 있다. 기존 전지와 달리 일반 쓰레기로 버려도 환경오염이 없다. 

울랄라 팀은 식물의 뿌리에 사는 수지상균근균(樹枝狀菌根菌·arbuscular mycorrhizal fungi)을 이식해 영양분을 지속적으로 공급할 수 있는 ‘인공 뿌리’를 제작했다. 수지상균근균은 ‘글로말린(glomalin)’이라는 당단백질을 생산해 토양을 다지고 토양 속 미생물 회복을 돕는다. 

울랄라 팀의 이다인 양(충북과학고 3학년)은 “예선에서는 한천을 캡슐처럼 만들어 그 안에 포자를 집어넣었다”며 “내구성이 떨어지는 단점이 있어 인공 뿌리 형태로 바꿨다”고 말했다. 울랄라 팀은 예선 이후 본선까지 두 달이라는 짧은 기간 동안 아이디어를 효과적으로 개선하는 데 성공해 좋은 평가를 받았다. 

“노벨상 바라보는 세계적 과학자로 성장하길” 

‘한화 사이언스 챌린지’ 본선의 백미는 심층발표 및 토론이다. 각 팀이 20분 동안 발표한 뒤 참가자들끼리 토론을 한다. 수준 높은 질문이 오가며 대회장의 긴장감은 더욱 고조됐다. 초음파를 이용해 미세먼지 제거 장치를 제작한 ‘바코드’ 팀의 이준성 군(세종과학예술영재학교 2학년)은 “공기청정기처럼 세균도 함께 걸러낼 수 있는지에 대한 질문이 나왔다”며 “세균에 대한 부분은 미처 생각하지 않았기 때문에 당황했다”고 말했다.

참가팀이 연구 포스터와 실험 장치를 전시하고 심사위원들에게 연구 내용을 설명하는 심층 질의도 열기로 가득했다. ‘띵호와 두부’ 팀의 지영은 양(경남과학고 3학년)은 “두부를 이용한 연구를 세계화할 수 있는지, 또 중금속뿐만 아니라 생화학적 산소 요구량(BOD) 등 다른 환경오염도 해결할 수 있는지 등 심사위원들이 연구의 보완점을 지적하는 날카로운 질문들을 쏟아냈다”고 말했다. 

이날 시상식에서 대상은 4000만 원의 상금을, 금상 두 팀은 각각 2000만 원의 상금을 받았다. 그 외 참가자들에게도 은상과 동상이 돌아갔다. 은상 이상 수상팀에게는 올해 해외 탐방 프로그램에 참가할 기회가 주어진다.

김창범 한화케미칼 대표이사는 시상식에서 “이번 대회를 통해 국내 다양한 인재들의 창의적인 아이디어와 참신한 연구 결과를 볼 수 있었다”며 “대회에 참가한 모든 학생들이 노벨상을 바라보는 세계적인 과학자로 성장하길 바란다”고 당부했다.