일제강점기와 한국전쟁을 거치며 과학기술의 불모지였던 대한민국에서 국가 과학기술 발전과 함께해온 대회가 있습니다. 국내 최고(最古)이자 최대 규모의 과학탐구 대회인 전국과학전람회입니다. 1949년 제1회 대회를 시작으로 올해 제 70회를 맞이한 전국과학전람회는, 오랜 역사에도 변치 않는 인기를 입증하듯 전국에서 총 2483점의 작품이 출품됐습니다.

노벨상 아이디어를 연구로!

2024년 8월부터 10월까지 진행된 전국과학전람회는 초중고 학생부와 교원일반부로 나뉘어 진행됐습니다. 학생과 교원은 각 시〮도교육청이 주최하는 과학전람회 지역대회 예선을 치렀고, 일반인은 국립중앙과학관 예선을 치르는 등 치열한 경쟁을 거쳐 두 팀의 대통령상 수상작이 선정됐습니다.

학생부 대통령상은 한준상, 곽승재, 조하린(경기북과학고 2학년) 학생으로 구성된 퀀텀닷스타즈 팀이 수상했습니다. 퀀텀닷스타즈 팀은 2023년 노벨 화학상 수상 주제인 ‘퀀텀닷’을 활용한 작품으로 눈길을 끌었습니다. 퀀텀닷은 나노미터(1nm는 1억 분의 1m) 크기의 반도체 입자로, 매우 작은 크기 덕분에 독특한 광학적, 전기적 특성을 가지는 것이 특징입니다.

조하린 학생은 “선생님께서 퀀텀닷에 대해 처음 설명해주셨는데, 이후 직접 조사를 하면서 단색 파장을 방출하는 것이 퀀텀닷의 특징이라는 것을 알게 됐다”며 “팀원들과 과학전람회 주제를 고민하다가 UV-vis 분광광도계가 단색 파장을 선별해 분석하는 장치라는 걸 알고, 퀀텀닷을 활용해 분광광도계 키트를 만들면 좋겠다는 생각을 했다”고 말했습니다.

UV-vis 분광광도계는 빛이 시료를 통과할 때 특정 파장대의 빛이 흡수되는 정도를 측정해 시료의 특성을 분석하는 장치입니다. 한준상 학생은 “UV-vis 분광광도계는 크고 무거운 데다가 가격도 비싸 여건이 되는 사람들만 사용할 수 있는 게 안타까웠다”며 “퀀텀닷 기술과 프로그래밍을 이용해 저렴하고 휴대성이 좋은 휴대용 키트를 개발했다”고 말했습니다.

퀀텀닷스타즈 팀은 수많은 실패를 거듭하며 140병이 넘는 퀀텀닷 용액을 만들었다는 뒷얘기를 전했습니다. 한준상 학생은 “상만을 바라보고 했다면 대통령상을 받지 못했을 것”이라며 “(출품을 계획 중인 선후배, 친구가 있다면) 대회를 통해 하고 싶은 연구를 원없이 해보길 바란다”고 말했습니다.

한편 곽승재 학생은 “평소 정보 분야에 관심이 많아 키트의 소프트웨어 개발에 참여했는데 연구 과정에서 화학에 대해서도 새롭게 배울 수 있었다”며 “논문에 있는 퀀텀닷 용액 제조법을 따르면 쉽게 만들 거라 생각했지만, 수많은 시행착오 끝에 조건을 계속 수정해야 한다는 걸 깨달았다”고 전했습니다.

▲학생부 대통령상을 수상한 곽승재, 조하린, 한준상 경기북과학고 2학년 학생(왼쪽부터).

▲최두형

교원 일반부 대통령상을 수상한 최두형 전남 상암초 교사(왼쪽)와 이지윤 전남 웅천초 교사가 작품을 설명하고 있다.

생활 속 호기심을 연구하는 즐거움

교원일반부 대통령상은 상상이룸 팀이 수상했습니다. 이 팀은 최두형 전남 상암초 교사와 이지윤 전남 웅천초 교사로 구성된 부부교사 팀입니다. 이들은 이매패류 패각의 구조적 특징과 서식환경의 상관관계를 확인하고 이를 바탕으로 인공지능(AI) 코스웨어(AI를 접목한 교육 목적 소프트웨어) 연계 실험 장치를 개발해 좋은 평가를 받았습니다. 이매패류는 조개, 굴, 홍합 등 좌우대칭의 껍데기를 가진 연체동물을 일컫습니다.

최 교사는 학생들과 갯벌로 체험학습을 갔다가 연구 주제를 떠올리게 됐다고 회상했습니다. “갯벌 체험장에서 만난 마을 주민에게 최근 들어 바지락이 잘 자라지 않아 새꼬막을 주로 생산한다는 말을 들었다”며 “이후 지역별로 갯벌에 서식하는 이매패류들의 생김새를 관찰해 보니 패각의 특징이 서식지 환경에 따라 다르다는 사실을 알게 됐다”고 설명했습니다.

평소 과학에 관심이 많던 최 교사와 아내인 이 교사는 연구를 위해 전국 각지의 갯벌을 함께 돌아다녔습니다. 이 교사는 “서해안부터 남해안까지 다양한 갯벌에서 실험 장치에 필요한 재료를 채취해야 했다”며 “물이 빠졌을 때에만 채취가 가능해 자칫 물때를 놓치는 날이면 허탕을 치기도 했다”고 회상했습니다.

이 교사는 “정말 힘들었지만 그만큼 너무나도 보람차고 즐거운 시간이었다”고 소감을 전했습니다. 최 교사는 “일상생활 속 작은 궁금증을 지나치지 않고 해결해 보려는 시도에서 연구가 시작된다”며 “누구나 과학자가 될 수 있는 과학전람회를 통해 자신의 꿈을 펼쳐보길 바란다”고 덧붙였습니다.

앞선 두 사례에서 살펴봤듯이 연구 주제를 찾는 방법은 다양합니다. 학교에서 배운 새로운 개념은 물론, 일상 속에서 발견한 작은 소재들까지도 모두 탐구 주제가 될 수 있기 때문입니다. 과학동아 독자 여러분도 관심 있는 연구 주제가 있다면 그냥 지나치지 말고 깊이 탐구해보시기를 권합니다.

혼자서 진행하기 어려워 출품을 망설이게 된다면 국립중앙과학관 홈페이지에서 과학전람회 DB 또는 수상작품 설명 영상을 살펴보거나 해마다 개최되는 전국과학전람회 출품작품전시회(2025년에는 국립중앙과학관 미래기술관 3층, 9월 12~26일 전시 예정)를 직접 관람해 보는 것도 좋은 방법이 될 것입니다.

이 기사는 ‘전국과학전람회 발전여건 조성방안 연구’ 사업의 일환으로서 한국과학관협회의 제작지원으로 진행된 광고입니다.

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