연구단 성과, 2013년 10대 과학기술 뉴스로 선정

올해 대한민국이 가장 주목한 과학기술 뉴스로 ‘나로호 3차 발사 성공’이 선정됐다. 이 외에도 곡면형 OLED TV, 뇌를 투명하게 보이는 기술 등이 올해의 과학기술로 이름을 올렸다.

한국과학기술단체총연합회(회장 박상대)는 5437명의 과학기술인과 국민투표, 3차례의 위원회 심의를 거쳐 ‘올해의 과학기술 뉴스’를 선정했다고 11일 밝혔다.

14일간 진행된 투표에서 나로호 3차 발사성공은 71.8%(5437명 투표 중 3903표)를 득표해 1위를 차지했다. 이 외에 ▲곡면형 OLED TV 전 세계 주목 ▲뇌세포막 제거해 뇌를 투명하게 보는 기술개발 ▲폐암·유방암 전이 차단, 획기적 신물질 국내 첫 개발 ▲불안한 원전, 안전·비리문제로 사회적 수용성 하락 ▲나노입자기반의 신개념 수퍼렌즈 기술개발 ▲초광각 곤충 눈 카메라 세계 첫 개발 ▲물리학의 37년 난제, ‘호프스타터의 나비’그래핀으로 구현 ▲미래부 출범 ▲한국과기발전모델 베트남 전수, V-KIST설립 순으로 득표해 총 10건의 연구성과 및 과학기술 뉴스가 올해의 10대 과학기술 뉴스로 뽑혔다.

특히 올해에는 일반 투표 점유율이 47.2%로 과학기술인과 비등한 수치를 나타냈다. 작년에는 27.1%로 20%상승한 수치다.

◆ 10대 과학기술뉴스, 어떤 내용 담고있나?

1위로 선정된 ‘나로호 3차 발사 성공’은 두차례의 실패를 딛고 성공한 것으로 그 어느때보다 국민들이 과학기술에 관심을 갖고 응원해 의미가 더욱 컸다.

지난 1월 30일 오후 4시 전남 고흥군 외나로도 나로우주센터에서 발사된 나로호는 고도 177km 부근에서 양쪽 페어링 분리에 성공한데 이어 발사 약 3분 52초 후 고도 193km 부근에서 1단과 2단이 정상적으로 분리됐다.

6분 35초 후 2단 로켓이 점화됐고 발사 약 9분 후 나로과학위성을 정상적으로 분리시켰다. 위성이 발사 12시간 후 KAIST 인공위성연구센터와의 첫 교신에 성공함으로써 발사 임무가 성공적으로 마무리됐다.

나로과학위성은 한반도 중국 상공의 적외선 열 영상을 공개했다. 당시 공개된 영상은 2월 17일과 21일 고도 500km 지점에서 적외선 탑재체를 이용해 우리나라와 중국을 시험 촬영한 것으로, 센서가 정상적으로 작동한 것이 확인됐다.

적외선 영상은 지표면의 온도 추정이 가능해 산불 탐지나 홍수 피해 관측, 화산활동 감시 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

나로과학위성은 1년 동안 지구 타원궤도를 하루에 14바퀴씩 돌며 이온층 관측센서와 우주방사선량 측정센서로 우주환경을 관측해 기초연구 등을 지원한다. 

2위로 선정된 ‘곡면형 OLED TV’는 LG전자와 삼성전자 등이 선보여 전세계의 주목을 받았다. 

LG전자는 세계 최초로 곡면형 OLED TV를 출시, 세계에서 가장 얇고(4.3mm) 가벼운(17.2kg) 제품을 발표했으며, 삼성전자의 커브드(Curved) OLED TV는 세계 최초의 대화면 고화질과 대화형 음성인식 기술을 탑재했으며 최적 곡률의 커브드 디스플레이를 선보였다.

커브드 기술은 곡선 형태로 휘어지는 특징을 지닌 만큼 TV 외에도 배터리 제작에 응용돼 스마트폰, 스마트 워치 등의 신개념 IT 기기에 최적화 되어 디자인 혁신에도 기여할 것으로 예측된다.

특히 곡면 OLED TV는 화면의 구부림 형태가 사람의 눈이 보는 것과 가장 유사하게 제작돼 몰입감과 생생한 시청 환경을 제공할 뿐만 아니라 울트라 HD 화질과 스마트 기능 등이 탑재되어 있어 생생하고 실감나는 영상을 보여준다.

3위로 선정된 ‘뇌세포막 제거해 뇌를 투명하게 보는 기술’은 정광훈 미국 스탠퍼드대 생물공학과 박사팀의 연구결과다. 정 박사팀은  투명하게 만든 생쥐 뇌에서 비정상적인 신경세포 연결망을 화학처리로 투명화, 뇌세포·분자를 3D로 관찰하는데 성공했다.

이 연구는 빛의 투과를 막는 지질(기름) 성분을 뇌에서 제거해 뇌 속의 구조와 신경세포를 있는 그대로 자세하게 관찰할 수 있게 해 주는 생체조직의 투명화 기법으로, 이전 연구에 비해 투명도를 매우 높이면서도 뇌 세포와 분자를 거의 손상 없이 그대로 유지한 것이 특징이다. 관련 연구 논문은 네이처 4월 11일자에 게재됐다.

4위인 ‘폐암·유방암 전이 차단, 획기적 신물질 국내 첫 개발’은 김성훈 서울대 약대교수팀이 암세포가 인체 내 다른조직으로 퍼져나가는 것을 기존 약과 전혀 다른 경로로 막을 수 있는 획기적 신물질을 개발한 내용을 담고 있다.

김 교수팀은 암세포에서 효소 단백질 KSR의 활동이 증가하며, 그 중 일부가 세포 바깥쪽 세포막으로 이동해 암세포 전이를 촉진함을 밝혀낸데 이어 세포막에서 KRS가 어떻게 암세포 전이를 유도하는지 알아내고 이를 막는 물질까지 개발했다.  연구결과는 네이처 자매지 ‘네이처 화학 생물학’ 11월 11일 자 온라인판에 실렸으며, 암 전이 차단 신물질을 국내 제약사 유한양행에 기술이전했다.

이 연구에는 서울대와 유한양행·삼성의료원·고려대·연세대·덕성여대·KIST 등 국내 다른 연구팀도 참여했다.

5위를 차지한 불안한 원전은 불량부품에서 시작해 권력형 부정부패로 확대된 ‘원자력발전소의 비리’문제를 말한다.

지난 여름 산업통상자원부와 한수원은 긴급 기자회견을 통해 ‘불량부품을 사용한 원전은 안전성을 보장할 수 없다’고 밝히며 신고리 1·2호기, 신월성 1·2호기의 운전을 정지시켰다. 찜통더위에 전력공백이 발생한 덕분에 국민들은 자체적으로 전기를 아낄 수 밖에 없었다.

이후 정부 자체조사결과 한울 원전 5·6호기와 건설 중인 신고리 3·4호기 등에서도 불량 케이블이 쓰인 것으로 드러났고, 부품 전수조사 결과 현재 운전 중인 원전 20기의 품질서류 2만 3천여 건 중에서 277건의 서류가 위조된 것으로 드러났다. 정부는 위조로 밝혀진 부품에 대해 모두 교체하거나 안정성 평가를 다시할 방침이라고 밝혔지만 원전에 대한 국민의 믿음이 하락한 상태에서 국민과의 신뢰회복문제가 주요 과제로 손꼽히고 있다.

‘나노 입자 기반의 신개념 슈퍼렌즈 기술 개발’이 6위로 뽑혔다. 박용근 KAIST물리학과 교수와 조용훈 교수연구팀이 기존 광학렌즈보다 해상도가 3배 가량 더 뛰어난 나노입자 기반의 신개념 슈퍼렌즈 기술을 개발한 것이 핵심 내용이다.

연구팀은 빛의 위상을 조절함으로써 나노입자를 통과한 산란광을 정밀하게 조정해 초고해상도 초점을 형성할 수 있는 ‘산란 슈퍼렌즈’를 제안하고 실험적으로도 구현해 냈다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지 네이처 포토닉스 4월 28일자 온라인판에 게재됐다.

슈퍼렌즈는 100nm 크기의 세포내 구조와 바이러스 등을 볼 수 있는 것은 물론 광통신, 최첨단 반도체 공정 등에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

7위를 차지한 ‘초광각 곤충 눈 카메라 세계 첫 개발’은 송영민 미국 일리노이대의 박사와 존 로저스 교수 연구팀이 일반 카메라보다 시야가 3배 이상 넓은 초광각 ‘곤충 눈 카메라’를 세계에서 처음 개발했다는 내용이다.

곤충 눈 카메라는 지름 0.8㎜의 마이크로 렌즈 180개가 지름 1.5㎝의 돔 구조로 배열된 형태다. 연구의 핵심은 마이크로 렌즈와 이미지 센서를 똑같이 반구형(半球形)으로 만들어 어느 곳의 영상이든 왜곡이 없다는 점이다.

초광각 곤충 눈 카메라를 장착한 초소형 비행 로봇은 넓은 재난 현장을 빠짐없이 정찰할 수 있다. 또 내시경에 장착하면 몸 안을 더 넓고 정확하게 볼 수 있으며, 고가의 광각 촬영용 어안렌즈도 대체할 수 있다. 이 카메라로 연구팀은 실제 물체 촬영에도 성공했다.

8위에 이름을 올린 ‘호프스타터의 나비 그래핀으로 구현’은 물리학계의 37년 묵은 과제인 이른바 ‘호프스타터의 나비’를 그래핀(graphene)을 사용한 실험으로 구현하는 데 성공했다는 내용이다.

호프스타터의 나비는 1976년 미국의 물리학자 더글라스 호프스타터가 전자의 이동과 자기장의 숨어 있는 함수 관계를 세계 최초로 발견해 정립한 이론을 말한다. 이 이론을 그림으로 그리면 나비모양을 닮았다. 하지만 이론으로만 존재할 뿐 실험으로는 한 번도 검증된 적이 없다.

이를 구현나려면 수 나노미터의 간격으로 우너자가 한 치 오차도 없이 배열된 물질이 필요했다. 이에 김필립 컬럼비아대 물리학과 교수진이 그래핀으로 호프스타터 나비를 실현해 네이처 5월 15일자에 논문을 실었다. 재밌는 것은 그래핀을 세계 최초로 발견해 2010년 노벨 물리학상을 받은 영국 맨체스터대학의 안드레 가임(Geim) 교수와 콘스탄틴 노보셀로프(Novoselov) 교수 역시 호프스타터의 나비를 그래핀으로 실현했다고 네이처에 같은 날 발표한 것이다.

네이처는 김 교수와 가임 교수의 논문을 동시 게재함으로써 2005년의 그래핀에서 양자홀 효과를 발견 했을 때와 마찬가지로 두 연구진의 공동 발견을 시사했다. 또한 비슷한 시기에 김 교수의 제자였던, MIT공대의 야릴로에레오 교수팀도 하루 뒤 사이언스지에 비슷한 실험결과를 보고했다.

9위는 박근혜정부 출범과 동시에 신설된 ‘미래창조과학부 출범’이다. 박근혜 저부는 민의 상상력과 창의성을 과학기술과 정보통신기술(ICT)에 접목해 새로운 산업과 시장을 창출하고, 기존 산업을 강화해 좋은 일자리를 만드는 경제전략인 ‘창조경제’를 내세우며 창조경제 주관부서로 미래부를 신설하고  정보통신기술(ICT)특별법 등을 제·개정했다.

미래부는 국민의 창의력과 아이디어를 과학기술과 ICT를 결합해 새로운 산업과 시장을 만들고 좋은 일자리 창출로 연결한다는 내용의 ‘창조경제 실현계획’을 지난 6월 5일 발표한 바 있다. 또 미래부와 특허청은 국민 아이디어를 사업화 플랫폼으로 하는 ‘창조경제타운’ 서비스를 개시해 운영 중이다.

10위는 한국 과학기술 발전 모델을 베트남에 전수해 V-KIST를 설립한다는 내용이다. 베트남에 KIST(한국과학기술연구원)와 같은 과학기술 연구소를 추진할 예정이다.

V-KIST 설립을 위해 한국은 한국국제협력단(KOICA)의 과학기술 공적개발원조(ODA) 사업 형태로, 2017년까지 3500만 달러를 무상 지원하기로 하고, 베트남은 부지를 제공할 예정이다.
 
V-KIST는 총 24만8000㎡의 부지에 건축 연면적 2만8800㎡ 규모로 조성된다. V-KIST는 베트남의 경제발전을 선도할 과학기술적 해결책이자 신성장동력으로 자리매김 될 전망이다. KIST는 연구소 건축, 연구장비, 연구소 운영 노하우의 전수 등 통합적 지원을 제공한다.

뿐만 아니라, KIST의 축적된 기술과 과학기술인력을 활용해 베트남 과기 인력 양성을 위한 장기·단기 연수 및 교육훈련 프로그램을 운영할 예정이다.