참 이상한 일도 다 있다. 아빠만 만나면 어떻게든 장난을 쳐보려고 눈을 반짝반짝 빛내는 태연이 퇴근해 집에 들어오는 아빠를 보자마자 얼굴이 붉어져 황급히 방으로 들어가 버리는 게 아닌가. 학교에서 난생 처음 성교육이라는 것을 받고는 아빠 얼굴 보기가 민망해졌던 것.“태연아, 남자와 여자의 다른 점을 이해하고 생명이 어떻게 탄생하게 되는지 아는 것은 매우 중요한 일이야. 부끄러워 할 일이 아니라고.”“아빠 몸에도 그 올챙이같이 생긴데다 이름까지 촌스러운 정자란 것들이 잔뜩 꾸물거린단 말이잖아요! 징그러워요!!”“음…. 아마도 정자에 대해 자세히 알고 나면 그런 기분이 훨씬 적게 들 것 같구나. 이 정자란 녀석의 목적은 딱 하나! 난자와 결합해 아기를 만들어서 자신의 유전자를 후손에 남기는 일이란다. 그래서 난자를 만나기 위해 수단과 방법을 가리지 않지. 보통의 경우에는 ‘다다익선(多多益善)’의 방법을 많이 사용하는데, 한 번에 엄청나게 많은 수의 정자를 생산해서 난자를 만날 확률을 높이는 거란다. 인간도 마찬가지야. 한 번에 약 5,000만~5억 마리의 정자를 몸에서 내보내거든.”“허걱~ 너무 많아! 너무 징그럽다고!”태연, 겉으로는 징그럽다고 하면서도 엄청난 호기심을 주체할 길 없다. 귀를 나팔처럼 키우고는 아빠의 말에 절대 집중하는 태연.“그런데 간혹 다다익선의 방법을 쓰는 대신 엄청나게 큰 슈퍼정자를 만드는 것들도 있단다. 대표적인 것이 ‘드로소필라 비푸르카’라고 하는 초파리인데, 자신의 몸길이 보다 무려 20~30배나 더 기다란 슈퍼정자를 만든다고 해. 수mm밖에 안 되는 초파리가 6cm나 되는 정자를 만드는 거지. 사람을 이 초파리라고 가정하면 정자 길이가 무려 40m가 넘는다는 거야. 또 어떤 패충류는 슈퍼정자를 만들어내기 위해 자기 몸통의 3분의 1을 정자 생산에 할당했다고 하는구나.”“우와, 정말 길다! 아니 왜 그렇게 긴 정자를 만드는 거에요?”“아까 말했잖니. 그래야 난자와 만날 확률이 높아지니까 그렇지. 또 정자들끼리 단체행동을 하는 경우도 있단다. 동물 중에는 한 마리의 암컷이 여러 수컷과 교미를 하는 경우가 많은데, 이럴 경우엔 A수컷 정자끼리 B수컷 정자끼리 따로 따로 무리를 지어 난자를 향해 돌진하지. 실제로 이렇게 뭉쳐서 다니는 정자들은 그렇지 않은 정자들 보다 유영속도가 50% 이상 더 빠르단다. 물론 100마리가 뭉쳐갔다고 해도 그 가운데 난자와 결합하는 건 단 한 놈뿐이야. 그렇더라도 기왕이면 같은 수컷에서 나온 놈을 밀어주고 싶어서 끼리끼리 단체행동을 하는 거지”태연, 어느새 아빠의 말에 흠뻑 도취됐다. 징그럽다고 난리법석을 치던 건 까맣게 잊어버린 지 오래다.“어맛! 나름 의리도 있네. 정자 귀엽다~~”“그렇지? 너도 아빠의 어떤 귀여운 정자에 의해 만들어졌기 때문에 이렇게 귀여운 것이고 말야. 뿐만 아니라 정자는 아주 지혜롭기도 해. 남자의 몸속에 있는 동안 정자는 거의 움직이지 않고 조용히 지내. 그러다 여성의 몸에 들어가자마자 달리기를 시작하는데, 처음엔 천천히 그리고 난자와 만나기 직전엔 최고 속도로 돌진을 한단다.”“와! 벤쿠버 올림픽에서 본 우리나라 스케이팅 선수들과 똑같네요. 처음부터 너무 빨리 달리면 골인지점에서 힘이 부족해지고 그렇다고 너무 힘을 아끼면 질게 빤하니까, 처음엔 천천히 가다가 나중에 바짝 속력을 내는 경우가 많잖아요.”“맞아, 어쩜 하나를 가르쳐 주면 둘을 아는 것이니! 우리 태연이를 만든 아빠 정자가 아주 똑똑한 놈이었던 게 틀림없어.”“아빠, 전 절대로 그리 생각하지 않아요. 솔직히 엄마가 아빠보다 키도 크고 날씬하고 얼굴도 예쁜데다 머리까지 좋잖아요. 전 완전 100% 엄마 난자 판박이라고요. 그나저나 지금부터 본격부터 궁금해지는걸요.”“아니 뭐가?”“정자에 대해서는 이제 정확히 알겠어요. 그럼 정자는 어떻게 남자 몸 밖으로 나가서 난자한테 가는 거여요? 뛰어가는 거여요? 아님 날아가나?”아빠, 더듬더듬 당황한다. 어찌할 바를 모르고 먼 산만 바라본다.“소, 솔직히 말하면 말이다. 음…. 너는 엄마와 아빠의 딸이 아니고, 할머니 댁 옆에 있는 그 아슬아슬한 다리 있지? 거기서 주워왔단다. 너, 그 다리 밑에서 물놀이하고 삼겹살 구워 먹는 거 좋아하지? 거기가 네 고향이라 땡기는 것이 아닐까? 뭐 아님 말고. 아, 그러니까….”글 : 김희정 과학칼럼니스트

“난 자장면에 탕수육.” “파스타 먹자, 오늘만은!” “그냥 집에서 라면이나 먹자.”주말 메뉴를 두고 또 식구들 간에 말씨름 시작이다. 외식이라면 무조건 자장면이라는 아들 동우와 TV드라마에서 나오는 근사한 이탈리아 레스토랑에 가고 싶은 딸 선우에 만사 다 귀찮다며 소파에 붙어 있는 남편까지 식성도 가지각색이다. 간만에 온 식구가 같이 외식을 하자며 들뜬 기분도 이대로는 망치기 십상.“지난번 외식 때도 중국집에 갔었잖아. 오늘은 내가 먹고 싶은 파스타로 하자. 요즘 드라마에 나오는 파스타 먹고 싶은 거 얼마나 참았다고.”“칫, 누나는 TV에서 나오는 건 뭐든지 먹고 싶대. 자장면이 최고라고.”“하암~ 얘들아, 밀가루로 만드는 국수가 다 거기서 거기지. 괜히 나가서 먹으면 비싸기만 하다고. 집에서 짜파게티, 스파게티, 해물탕면 입맛대로 끓여먹자.”도무지 끝날 기미가 보이지 않는다. 에라, 오늘은 칼국수나 해 먹자. 부엌으로 가서 밀가루 반죽을 시작한다. 엄마 화난 건 알았는지 딸이 등 뒤에 와서 살살 애교를 부린다.“셰엡 셰엡~.” “내 주방에 여자는 나 하나면 충분하다.” “후후. 엄마는 역시 센스 있어. 엄마, 뭐 만들어요?” “오늘 외식은 포기. 칼국수 만든다. 아빠 말처럼 밀가루는 다 밀가루니까.”“칼국수도 좋지.”라며 TV 앞에 철썩 붙어버린 줄 알았던 남편이 벌떡 일어나 도우러 온다. 밀가루 반죽이라면 일가견이 있다. “자, 아빠가 셰프 부럽지 않은 국수의 마법을 보여주마. 이렇게 밀가루에 물을 넣고 개면 수분을 흡수한 단백질이 부풀면서 결합해 덩이가 지게 된단다. 밀가루에는 탄수화물이 70% 단백질이 10% 가량 들어 있는데 그 단백질 중 80% 정도가 글리아딘과 글루테닌이야. 글리아딘과 글루테닌은 각각 끈기와 탄력이라는 특성이 있고 각 7:3 정도의 비율로 존재하지. 이 두 성분은 반죽을 치대는 과정에서 결합해 글루텐을 만들어내. 자 봐라. 이렇게 잡아당기는 대로 쭉 늘어나고 끊어지지 않지? 글리아딘의 길게 늘어나는 성질, 글루테닌의 힘이 합쳐져 탱탱하고 쫄깃한 글루텐이 완성되는 거란다.”아빠는 머릿속으로 글루텐이 만들어지는 과정을 상상하고 있었다. 동글동글한 아미노산이 염주알처럼 늘어선 글리아딘과 용수철처럼 길쭉한 글루테닌이 서로 엉켜붙는 장면을 말이다. 한편 반죽을 하는 아빠를 보며 아들 동우은 연신 감탄사를 뱉는다.“우와, 아빠 벌써 다 된 것 같아요. 이제 얼른 밀어요.” “흠 흠, 그래 이 정도면 이제 밀어도 되겠다.”쓱쓱 방망이로 밀 때마다 죽죽 반죽이 퍼지며 펼쳐졌다.“아빠 그런데, 이렇게 손으로도 스파게티 국수를 만들 수 있나요?”아하, 여전히 선우는 파스타에 대한 미련을 버리지 못하고 있다.“물론이지. 만들 수 있고말고. 손으로 만든 생 파스타는 우리집 칼국수처럼 신선하고 단맛이 더 난단다. 하지만 장기간 보존하긴 힘들지. 그래서 우리가 시중에서 구입하는 스파게티 국수는 기계로 면을 건조시켜 보관하기 쉽게 만든 것이야.”“누나는 스파게티만 좋아한다니까. 아빠, 그런데 스파게티는 엄청 오래 삶아야 하잖아요. 그런데도 먹어보면 면은 딱딱하고. 난 그래서 싫더라.”아들 놈은 스파게티가 영 싫은 모양이다.“이탈리아의 파스타가 오늘날처럼 전 세계인의 사랑을 받게 된 건 건조기술 덕분이란다. 파스타 제조는 건조공정이 특히 어려워. 너무 빨리 건조시키면 국수 표면에 금이 생겨버리지. 이탈리아에서는 뜨거운 태양 아래 파스타를 말리는 것이 가장 좋다고 해. 하지만 그러면 시간이 오래 걸린다는 단점이 있지. 기계 건조를 할 경우에도 40도 정도의 저온에서 48시간 이상이 걸렸는데 최근에는 80도의 고온에서 건조하게 돼 건조시간이 10시간까지 줄었다고 하더구나.건조한 면의 경우 1년 유통이 가능한 면의 수분함량이 14~15%인데 반해 파스타의 수분 함량은 12~13%야. 고작 2%의 차이지만 이 덕분에 장기 보존이 가능한 거지. 그 대신 삶는 시간은 일반 건조 면의 2~3배가 걸리게 돼 버렸단다. 덕분에 동우가 싫어하는 오래 삶아야 하는 면이 된 거지. 분명히 스파게티를 좋아해도 동우처럼 삶는 시간이 긴 걸 싫어하는 사람이 많을 테니까. 삶는 시간을 줄이기 위해서 제조사들이 노력을 하고 있단다.” <파스타 면발(좌)과 까르보나라 스파게티(우)의 모습. 사진제공 동아일보>“동우가 아직 어려서 그래. 너 나중에 데이트 할 때도 그렇게 자장면만 먹는다고 하면 인기 없을 걸.”전 세계인의 사랑을 받는 파스타지만 우리에게 익숙한 스파게티는 사실 그 역사가 그리 길지 않다. 아랍인들이 시칠리아 섬을 정복했을 때 가져온 이트리야라는 국수가 스파게티의 시초로 여겨진다. 스파게티하면 당연히 같이 연상되는 토마토소스 조리법 역시 그리 오래되지 않았다. 이탈리아에 토마토가 본격적으로 수입된 것은 1830년대 이후의 일이다.이탈리아 고유의 밀인 듀럼밀은 거칠고 딱딱하며 점성이 강해 빵을 만들기에는 적당치 않았지만 면으로 만들면 탱글탱글하고 쫄깃한 맛이 난다. 익히면 겉은 부드럽고 매끄러우면서 안은 단단하고 거친 느낌이 남아 있는 스파게티 면이 만들어지는 것이다. 이탈리아에서는 면의 가운데 심의 거친 질감이 남아 있는 상태를 ‘알텐테’라고 하며 최고로 친다.파스타에 대한 얘기를 나누는 사이 칼국수가 끓으며 내는 맛있는 냄새가 집안을 가득 채우고 있었다.“엄마! 정말 맛있어요. 뭐니 뭐니 해도 우리집 칼국수가 제일이네요. 면발은 쫄깃하고 국물 맛도 끝내줘요.”“그 쫄깃한 면발이 바로 글루텐의 마법이지. 이 감칠맛 때문에 글루텐은 간장이나 조미료의 원료로도 쓰인단다. 점성이 있어서 케찹이나 아이스크림 같은 식품의 첨가물로도 쓰이고, 또 강아지 사료나 물고기 먹이를 만들 때도 없어서는 안 될 성분이란다.”“이 맛있는 걸 강아지도 물고기도 아는 건가요? 하하하.”글 : 이소영 과학칼럼니스트 

‘남산 위에 저 소나무 철갑을 두른 듯~ 바람 서리 불변함은 우리 기상일세’라고 노래했던 애국가 2절 가사를 바꿔야 할지도 모른다. 지구온난화가 지금과 같은 속도도 진행되면 남산 위에서 소나무를 못 볼 수도 있기 때문이다.지구의 온도가 조금씩 높아지면서 한반도의 기후도 달라지고 있다. 지난 100년 동안 전 세계 기온은 0.7도 상승했지만 한반도는 1.7도가 오르는 등 한국의 평균기온 변화는 전 세계의 변동 폭보다 크다. 특히 앞으로 20~30년은 지금까지 올라갔던 속도보다 훨씬 더 빨라질 것으로 보인다. 100년 뒤에는 ‘아열대 기후’에 속하게 될지도 모른다는 한반도, 그 해 겨울 풍경은 어떻게 달라질까.우리나라는 1912년부터 2008년까지 기온이 1.7도 상승했고, 강수량이 19% 증가했다. 이에 겨울과 봄의 기온이 높아졌고 겨울은 한 달 정도 짧아졌다. 그래서 여름이 빨리 오는 것처럼 느껴지기도 한다. 전체적으로 기온이 올라갔으므로 얼음이 어는 결빙일과 서리가 내리는 날도 줄어들었다. 대신 밤 기온이 25도 이상 올라가는 열대야가 늘었으며 강수량은 특히 여름에 증가하고 있다.이런 기후 변화의 영향으로 육지에서는 사과나 농작물의 재배지역과 곤충이나 새들의 서식지가 북상하고 있다. 특히 사과의 재배 한계선은 기존 경북지역에서 강원도 영월과 평창, 영서북부 지역인 양구까지 올라갔다. 바다에서는 명태 등의 한류성 어종이 줄고 오징어와 같은 난류성 어종이 늘어났다.UN 산하의 정부간기후변화협의체(IPCC)의 4차 평가보고서에 따르면 1906년부터 2005년 사이에 지구의 평균기온은 0.74도 상승했다. 이들은 21세기의 온난화 진행 속도가 20세기보다 3~6배 또는 그 이상 빠르게 나타날 것으로 예상하고 있어 자연재해와 생물의 멸종 등 전 지구에 심각한 영향이 생길 것을 짐작케 한다.IPCC의 예상처럼 온난화가 계속 진행되면 100년 뒤인 2100년에는 이산화탄소의 농도가 2000년의 2배가 된다. 따라서 한반도의 기온은 4도 정도 올라가고, 강수량은 17% 정도 증가하게 된다. 남부지방뿐 아니라 중부내륙을 제외한 지역도 ‘아열대 기후’로 바뀌게 되는 것이다. 물론 2100년이라고 하면 대부분의 사람들은 아주 먼 미래라고 생각한다. 그러나 지금 청소년들이 2100년까지 살아있다고 생각한다면 기후변화 문제가 더 이상 남의 얘기가 아님을 실감할 수 있다.기온이 지금보다 4도 정도 올라가게 되면 남부지방에서는 우리가 생각하는 겨울을 볼 수 없다. 부산의 기후는 지금의 홍콩과 비슷해져 비가 잘 오지 않고 맑고 쾌청한 하늘을 볼 수 있게 된다. 당연히 겨울에 난방에너지 수요는 줄고 여름에 냉방에너지 수요는 늘어난다.상점에서 파는 과일이나 야채의 종류도 나오는 시기가 달라진다. 사과는 강원도 고랭지에서 재배하거나 북한에서 수입해 온 것을 판매하고, 우리나라에서는 아열대 과일 종류를 재배하게 될 것이다. 또 부산의 동백섬에서 동백이 종려나무와 같은 아열대 수종으로 바뀌고, 지금 우리에게 익숙한 곤충이나 새들 대신 아열대에서 사는 생물종이 부산에서 살게 된다.100년 뒤 중부지방의 기후는 서귀포의 모습을 떠올려보면 된다. 현재 서울과 서귀포의 평균 기온의 차이가 4도이기 때문이다. 1970년대 겨울철만 해도 어디서든 볼 수 있었던 스케이트장과 한강 얼음 위에서 썰매 타는 아이들은 과거의 사진에만 존재할 것이다. 또 스키나 보드가 겨울철 스포츠라고 하던 지금의 모습을 찾을 수 없을지 모른다.<온난화가 계속될 경우 한반도에 분포하는 나무종이 달라지게 된다. 그래프에서 볼 수 있듯이 침엽수의 분포지는 북상해 줄어들게 되며 활엽수와 혼합림의 분포는 늘게 된다. 자료제공 동아일보>생태계에서도 변화가 일어난다. 우리나라 고유 생물종은 멸종하거나 북쪽으로 서식지가 이동할 것이다. 전염병과 병충해의 종류도 달라지고, 식량 확보를 위해 새로운 품종도 도입해야 할 가능성이 있다. 뿐만 아니라 생활습관이나 풍습도 변한다. 겨울방학이 짧아지는 대신 여름방학은 길어진다. 또 항상 신선한 채소를 구할 수 있기 때문에 김장을 하는 모습도 살펴볼 수 없다. 차례상에서 북어는 사라지고, 사과나 배가 아닌 망고나 파파야를 올리게 될 것이다.이러한 변화는 단순히 무엇이 달라진다는 것에 그치지 않는다. 온난화가 지속되면 자연재해에 의한 피해가 증가하게 된다. 호우 발생빈도가 증가해 홍수뿐 아니라 산사태도 많아지고, 또 강수량의 증가가 뚜렷하지 않은 겨울과 봄에는 기온 상승으로 가뭄이 자주 나타날 수 있다. 바닷물의 온도가 상승해 태풍의 세기가 강화될 가능성도 높아진다. 또 해수면이 상승해 서해안과 남해안의 갯벌은 사라질 위기에 처할 것이다.기후변화 문제에서 가장 우려되는 것은 기후변화를 피할 수 없을 뿐만 아니라 속도가 더 빨라진다는 점이다. 1990년 이후 이산화탄소 배출량은 40% 증가했으며 최근에는 IPCC가 정한 최악의 온실가스 배출 시나리오(A1FI 시나리오)와 유사하게 배출량이 증가하고 있다. 온실가스의 배출이 증가할수록 기온 상승폭은 커진다.100년 뒤 한반도에서도 행복하게 살기 위해 우리는 두 마리 토끼를 쫓아야 한다. 빠르게 변하는 기후에 따른 피해를 줄이는 조치를 하고, 지금부터라도 적극적으로 에너지 사용을 줄여야 한다. 그것만이 기후변화에 대응하는 길이다.글 : 권원태 국립기상연구소 기후연구과장  

수란이 엄마, 수영은 아이 학교에 가는 길이었다. 일일교사 특강이 있는 날인데 담임선생님이 참석해달래서 빠질 수가 없었다. 하지만 마음이 내키지 않았다. 오늘 일일교사가 고교동창 김미란이기 때문이다. 미란은 고교시절 수영이 한결같이 질투했던 대상이었다. 두 번이나 같은 반이었던 미란은 성적도 늘 상위권이었고 얼굴도 예뻐 선생님들의 사랑을 독차지했었다.하지만 과거지사에 연연해 여태 미란에 대한 질투심이 남은 건 아니었다. 오히려 질투의 대상은 미란의 딸 현아였다. 학부모 간담회에서 한 학부형은 초등학교 시절부터 현아를 쭉 지켜봤는데, 엄마를 닮아 예쁘고 똑똑하다는 칭찬을 아끼지 않았다.수영은 아직 현아를 본 적이 없었다. 학교에 들어서며 내심 현아는 어떤 모습일까 궁금했다. 아니나 다를까 교실로 들어서니 현아의 모습이 제일 먼저 눈에 들어왔다. 훤칠한 키에 8등신 몸매의 아가씨 하나가 함빡 웃으며 참석한 학부모들을 맞고 있었다. 성격은 또 어찌나 밝고 쾌활한지! 게다가 엄마를 닮아 뽀얀 피부까지 가졌다. 소위 말하는 ‘엄친딸’이 따로 없었다.그런데 수란이는 어떤가? 현아보다 키가 족히 10cm는 작아 제일 앞줄에 앉았고, 눈이 나빠 안경까지 썼다. 꾀 안 부리고 엄마가 시키는 대로 열심히 공부하는 편인데도 성적은 반에서 겨우 10등 정도였다. 책상에만 앉아 있어서인지 엉덩이와 허벅지살이 늘어 다이어트를 해야 할 지경이었다. 교실에 앉은 두 아이를 번갈아 보는 수영의 마음이 편치 않았다.수영은 현아를 알고부터 수란의 공부를 더 다그쳤지만 수란의 성적은 점점 떨어지기만 했다. 최근 이런 수영의 마음을 더욱 옥죄는 말이 있었다.“애들은 자기가 알아 커야지, 어른이 너무 간섭하면 안 되지 않을까?”동창회 때 미란이가 했던 말이다. 이 말이 사실이라면 아이가 스스로 공부를 잘 한다는 소린데, 정말 그 잘난 유전자는 운명인가 싶어 울화가 치밀었다. 이런 저런 생각에 휩싸여 있던 순간, 미란의 ‘우리 아이 튼튼하게 키우는 법’이라는 강의가 시작됐다.“저기 앉은 제 아이 이야기부터 할까요? 사람들이 가끔 부러워들 해요, 어쩜 딸이 이렇게 예쁘고 건강하게 잘 자랐는지 하고요. 지금은 반에서 제일 크지만 사실 제 아이가 초등학교 2학년 때까지만 해도 반에서 중간축에도 못 들 정도로 작았거든요. 아이 키로 고민하던 중에 아이 건강에 관한 공부를 많이 했어요.”키 얘기를 하던 미란은 자신이 운영하는 병원 환자들을 예로 들어 이야기를 계속했다.“요즘 제 병원에도 아이 키가 잘 자라지 않아 데려오는 분이 많아요. 그럼 저는 맨 먼저 아이들이 대충 몇 시에 자는지 물어봐요. 많이들 아시겠지만 키를 자라게 하는 성장호르몬은 일찍 자야 더 활성화돼요. 우리 몸에는 수면을 좌우하는 멜라토닌이라는 호르몬이 있는데, 이 호르몬은 아침 햇빛을 보고 생체활동을 시작한 지 14~16시간이 지나면 마치 타이머를 맞춰놓은 것처럼 알람이 울리거든요. 멜라토닌이 분비되면 서서히 잠이 오는데, 이렇게 잠이 들고 한 시간쯤 지나면 우리 몸에 성장호르몬이 분비되는 거에요. 성장호르몬은 면역력이나 근육을 튼튼하게 해주는 역할도 하니까 여러분들에게도 꼭 필요한 호르몬이겠죠?”학생들과 학부모들의 고개를 끄덕거리며 동의를 표했다. 강의가 이어졌다.“특히 성장호르몬은 깊은 수면에 빠져 있을 때 가장 많이 분비돼요. 그러니까 잘 자야 키도 크고 더 튼튼해지는 거죠. 하지만 어떤 엄마들은 애들이 잘 거 다 자면 언제 공부하느냐며 묻곤 해요. 그런데 미국의 유명 대학에서 연구한 바에 따르면 충분한 수면을 취한 사람들이 밤새워 공부한 사람들보다 기억력도 훨씬 좋고 시험성적도 우수하다고 해요. 잠자는 동안 우리 뇌가 낮 동안 배운 내용을 머릿속에 하나씩 다시 기억시키기 때문이죠.”미란의 강의가 진행되는 동안 수영은 부끄러워 얼굴이 화끈거렸다. 지난 몇 년 동안 잠도 재우지도 않고 억지로 공부시킨 것이 어리석었다는 생각이 들었다.“매일 10시쯤 잠드는 우리 아이는 아침 6시가 되면 스스로 일어나요. 그럼 제가 하루도 빼놓지 않고 챙겨주는 게 있죠. 바로 아침밥이에요!”아이가 공부를 잘 하게 하려면 일찍 일어나는 습관을 들여 아침밥을 꼭 먹게 해야 한다고 했다. 우리 뇌의 에너지인 혈당은 밥과 같은 탄수화물에서 만들어지는데 아침을 제대로 먹지 않으면, 뇌로 가는 에너지가 부족해 수업에 제대로 집중하지 못하고 끈기 있게 공부할 수 없다는 것이다.“우리 몸에는 그렐린과 렙틴이라는 호르몬이 있어요. 그렐린은 배고픔을 알려 밥을 먹게 하고, 렙틴은 배부름을 알려 밥을 그만 먹게 하는 호르몬인데요. 두 호르몬은 규칙적인 걸 무척 좋아해요. 만약 아침을 굶으면 몸이 배고픈 위기상황으로 인지해 이후에 들어오는 음식들을 죄다 지방으로 저장하려고 하죠. 그러니 하루 음식섭취량이 똑같은 두 사람일지라도 규칙적으로 식사하는 사람에 비해, 한꺼번에 많이 먹는 사람은 비만이 되는 거예요. 활동할 수 있는 에너지가 아니라 살이 되니 당연히 기운도 없겠죠.”수영은 또 아차 싶었다. 수란은 밤늦게 자니 당연히 늦잠을 잤고, 아직 잠에서 깨지 못한 상태에서 억지로 등교하니 아침밥은 고사하고 지각 안 하는 것도 다행이었다. 지난 1년 넘게 수란이가 아침밥을 먹고 등교한 건 손에 꼽을 정도였다.수영은 다시 현아를 쳐다보았다. 현아가 키가 크고 유달리 활기찬 이유가 있었던 것이다. 한편으로는 긴 터널의 탈출구가 보였다. 그동안 서로가 못할 짓을 하며 딸 수란이도 본인도 너무 힘들고 지쳤다. 일찍 잠을 재우고, 아침밥을 먹이는 게 해결책이라니 이보다 더 쉬운 일이 어디 있겠는가? 마음에 막혔던 앙금이 싹 사라지자 강의하는 미란에게 고마운 마음이 들었다. 강의가 끝나자 수영이 먼저 종종 걸음으로 다가가 미소를 지으며 미란에게 손을 내밀었다.글 : 박민수 ND케어클리닉 가정의학전문의 

2006년 4월 12일 새벽, 서울 강변북로의 원효대교 부근. 회사원 A(47)씨가 차에 치어 처참한 모습으로 숨진 채 발견됐다. 경찰은 목격자 10여 명을 찾았지만, 이들은 어두운 밤에 고속으로 운전하다가 사고를 목격했기 때문에 뺑소니 차량에 대해 어떤 사실도 제대로 기억하지 못했다. 사고 현장 부근의 CCTV 녹화 테이프에서도 별다른 성과를 얻지 못했다.보름이 지나도록 수사에 진전이 없자 경찰은 목격자 중에 가해차량 번호를 일부 흐릿하게 기억하는 30대 여성을 대상으로 최면수사를 실시했다. 그녀는 최면 상태에서 차량 번호 4자리와 차종, 색상 등의 특징을 정확히 기억해 냈다. 경찰은 해당번호로 수도권에 등록된 차량 3대를 찾아내 정밀 감식했고, 1대의 차량에서 혈흔을 발견했다. 국립과학수사연구소에서 이 혈흔을 감정한 결과 피해자의 DNA와 일치한다는 결론을 통보받았다.자칫 미궁에 빠질 뻔한 뺑소니 교통사고의 범인을 최면수사로 잡은 것이다. 최면수사는 이렇듯 분명히 보거나 들었지만 시간 경과나 충격, 너무 짧은 기억 시간 등의 이유로 제대로 회상하지 못하는 기억을 되살리는 데 도움이 될 수 있다.미국 심리학자 게일스만과 말코비츠가 38명을 대상으로 행한 실험연구에서도 55.3%인 21명이 같은 내용의 기억을 최면상태에서 더 잘 회상해 냈다. 보통 아동성폭행 같은 충격적인 경험에 관한 기억은 고통을 피하기 위한 방어기제에 의해 억압되어 잘 회상하지 못한다. 헐만과 샤츠토우의 연구에서는 연령퇴행(age regression) 최면을 통해 억압을 해제하고 기억을 복원시킬 수 있는 가능성을 제시했다.하지만 최면수사는 영화나 드라마에서와는 달리 많은 한계와 문제점도 내포하고 있다. 따라서 최면수사가 가장 활발하게 사용되는 미국에서도 최면수사를 통해 기억을 회상한 목격자의 진술을 법정증거로 채택하기는 결코 쉽지 않다. 미국의 여러 판례에서 최면은 실제 경험한 사실을 기억해내는 것이 아니라 제시된 내용을 기억으로 오인하거나 상상, 들은 이야기, 책이나 영화 등에서 본 내용 등을 마치 실제 경험한 것처럼 잘못 기억할 가능성이 지적된 것이다.이후 목격자를 상대로 한 최면수사 결과를 진술증거로 제출하려는 검사나 변호인은 그 과정과 전후사정을 모두 공개해 검증을 받아야 한다. 주로 치료 목적으로 최면을 사용하는 정신의학계에서도 최면수사의 과학성에 의문을 제기한다.하지만 최면수사 전문가들은 치료 목적 최면(Hypnotherapy)과 수사 목적 최면(Forensic Hypnosis) 사이에는 본질적인 차이가 존재한다고 주장한다. 즉, 수사 최면은 치료 최면과 달리 증거법 원칙에 부합하도록 객관적, 몰감정적, 제시와 유도 금지, 전 과정 녹화 등의 엄격한 절차와 원칙을 준수한다는 것이다.우리나라에서는 아직 최면수사로 확보한 진술을 증거로 채택하지는 않는다. 최면으로 복원한 기억은 단서를 찾고 그 단서를 통해 물적 증거를 확보하는 ‘수사의 도구’에 불과할 뿐이다. 하지만 최면수사 기법의 발달과 전문가 양성은 더 많은 미제사건 해결로 이어질 수 있어 한국 경찰 최면수사요원들이 학회를 조직해 끊임없이 연구하고 연마하고 있다.<연쇄살인과 여러 대형 사건이 잇달아 일어나면서 과학수사 및 프로파일러,그리고 탐정 등에 대한 관심도 늘고 있다. 사진제공 동아일보.>대상자의 의식을 해제한 상태에서 본인의 의사와 상관없이 기억을 불러내는 최면과 달리 분명한 의식 상태에서 연상작용을 통해 기억을 명확하고 체계적으로 재생하도록 돕는 수사 기법이 있다. 바로 ‘인지면담(Cognitive Interviewing)’ 기법이다.미국 심리학자 피셔와 가이즐맨이 개발한 인지면담 기법은 종래의 수사관 중심 신문기법과 달리 인간 기억의 특성을 기반으로 고안한 목격자 중심 면담기법이다. 조서 양식이나 법정 증거라는 형식에 맞춰 6하 원칙을 직접 묻고 답하던 종래의 신문으로는 기억나지 않던 구체적인 상황이 인지면담을 통하면 명확하게 기억난다는 것이다.최면수사의 효과성을 연구했던 게일스만과 말코비츠의 실험에서 사람들은 최면수사(평균 38가지 기억)보다 인지면담(평균 41.3가지 기억)에서 더 많은 사실들을 기억해 냈다. 따라서 인지면담은 최면수사보다 더 효과적이고 신뢰할만하며, 최면수사의 함정(유도와 제시에 취약, 간접경험과 직접경험의 혼동 등)도 피할 수 있다.인지면담은 목격자에게 사건 당시와 유사한 심리적 및 물리적 상황을 만들어 주는 방법을 사용한다. 수사관은 주요 연상 요인들을 통해 목격자나 피해자가 사건 당시에 겪었던 감정을 유사하게 느끼도록 해 평상시에는 기억해 내지 못했던 구체적 사실을 기억하도록 돕는 도우미 역할을 한다.수동적으로 이끌리고 일방적으로 유도되는 최면수사와 달리 인지면담은 목격자가 기억을 되살리고 진술을 하는 적극적인 주체가 된다. 훈련받은 인지면담 수사관은 목격자의 마음을 편하게 하는 태도와 언행으로 공감대(rapport)를 형성한 뒤 사건과 관련해서 기억나는 모든 이야기를 해달라고 요청한다. 어떤 이야기를 해도 가로막거나 제지하거나 의문을 제기하지 않는다.자유진술이 끝나면 보다 구체적인 상황에 대한 적절한 질문을 통해 기억의 빈자리가 메워지도록 돕는다. 시간의 역순으로 생각해 보기도 하고, 관점을 바꾸어 생각해 보게 도와주기도 한다. 면담이 끝나면 더 할 말이나 질문은 없는지 확인한 뒤 감사의 인사와 함께 목격자가 긍정적인 기분을 가지고 떠날 수 있게 해 준다.인간 기억작용의 특성에 대한 과학적 연구결과를 토대로 고안된 인지면담 기법은 그 효과가 입증돼 영국과 미국 등 여러 나라 경찰의 공식적인 수사기법으로 채택됐다. 우리 경찰에서도 경찰수사연수원 이윤 경감을 필두로 인지면담 기법을 도입해 사용하고 있다. 과학의 힘으로 물적 증거를 찾는 CSI와 함께, 과학의 힘으로 기억의 저장고를 뒤져 진술 증거를 확보해 내는 인지면담 기법이 활용되는 대한민국에 더 이상 미제사건은 없다.글 : 표창원 경찰대 교수  

 “아몰레~ 몰레~ 몰레~”태연, 열심히 CM송을 따라 부르며 손담비의 아몰레드 춤을 연마하고 있다. 손담비에 비해 현격하게 짧은 팔다리에도 불구하고 엇비슷하게 동작이 나오는 것이 신기할 따름. 이 때 ‘띵동~’ 벨소리가 들리고 아빠가 들어온다. 태연, 아빠 앞을 막아서고는 지금까지 연마한 춤을 열정적으로 춘다.“아빠!! 어때요, 기쁘시죠? 손담비와 똑같은 외모와 춤이 가능한 이 딸이 정말로 자랑스러우시죠? 전 아빠가 이 사랑스러운 딸의 탄생을 축하하기 위해 아몰레드 폰을 생일선물로 사오셨을 거라고 믿어 의심치 않아요.”그러나 아빠, 신문쪼가리 같은 종이 한 장을 쓱 내밀뿐이다.“이, 이게 뭐에요?” “아몰레드가 갖고 싶다며. 이게 아몰레드야.” “엥? 그게 무슨 하품하다 방귀 3연발 자동발사 하는 소리세요?”“아빠 연구소에서 새로 개발한 아몰레드 디스플레이로 만든 전자책이라고. 아직 시판하기 전이니까 네가 쓰면서 테스트를 해보면 좋을 것 같아서 갖고 왔단다. 이참에 전자책으로 공부도 하면 좋고.”“아빠 너무해! 딸 탄신일에 장난을 치시다니. 아몰레드는 핸펀이거든요!”“아니야. 아몰레드(AMOLED·능동형 유기발광다이오드)는 PDP, LCD에 이은 차세대 디스플레이를 말하는 거야. 그 휴대폰은 디스플레이 이름을 딴 거고. 아몰레드는 자연색감을 거의 100% 재현할 수 있는데다 동영상 응답속도는 기존의 TFT-LCD에 비해 1천배 이상 빠르고, 전력소비량도 17%에 불과해서 꿈의 디스플레이로 불리고 있단다. 앞으로 게임, TV, 전자종이 등 거의 모든 전자제품에 아몰레드 디스플레이가 장착될 것으로 과학자들은 예상하고 있어요.”“헉, 정말요? 저는 ‘아빠 몰래 전화해야지’를 줄여서 아몰레드라고 하는 줄 알았어요. 그런데 도대체 이런 첨단기술은 어떤 원리로 개발된 거에요?”“우리 태연이가 이렇게 심층질문을 해주다니, 정말 기쁜걸? 아몰레드는 탄소(C) 덕분에 태어날 수 있었단다. 탄소는 결합력이 아주 강하기 때문에 다른 원소들과 결합해 다양한 화합물을 잘 만들어내지. 이렇게 탄소를 기반으로 한 화합물질을 유기전자재료라고 하는데, 이 물질들은 이전의 무기전자재료에 비해 훨씬 가볍고 깨질 위험도 없는데다 에너지효율도 아주 높은 특징을 가지고 있어. 아몰레드도 유기전자재료가 활용됐기 때문에 아주 뛰어난 성능을 가질 수 있게 된거고 말야.”“정말 대단해요. 저는 탄소가 ‘불에 탄 소’인줄 알았는데, 원소였다니!” “헉! 너의 무식이 더 대단해!” “그럼 아빠가 갖고 오신 이 전자책도 아몰레드 덕분에 더 좋아지는 건가요?”“그래. 아직까지는 사람들이 종이책에 너무 익숙해져 있어서 전자책을 많이 보지 않거든. 그런데 아몰레드가 종이와 비슷한 느낌을 내주고 아주 빠르게 책장을 넘기거나 동영상을 볼 수 있게 해준다면 상황이 달라지겠지.전자책은 손바닥 크기의 기계 안에 수천 권 분량의 책을 넣어놓고 도서관처럼 찾아 읽을 수 있게 해주고, 필요한 자료는 언제 어디서나 다운받아 볼 수 있게 해주는데다, 책을 읽으면서 동영상이나 음악도 자유롭게 감상할 수 있는 등 장점이 아주 크단다. 여기에 아몰레드 같은 첨단 디스플레이 기술이 더해지면 전자책이 보편화되는 건 시간문제라고 하는구나.”“제일 먼저 교과서가 전자책으로 바뀌었으면 좋겠어요. 아침마다 가방 챙기고, 들고 다니는 게 너무 귀찮거든요.”“맞아. 책가방 쌀 필요도 없고, 수업시간에 사진이나 동영상 같은 참고자료를 활용하는 것도 훨씬 쉬워지기 때문에 선진국에서는 벌써부터 전자교과서 도입이 본격적으로 논의되고 있다는구나. 뿐만 아니라 종이처럼 접었다 폈다 할 수 있는 디스플레이도 머지않아 등장할거라고 하니까, 아침에 종이 한 장 주머니에 넣는 것만으로 학교 갈 준비가 모두 끝나는 날도 곧 등장하겠지.”“정말요? 완전 좋다!! 그럼 전자종이를 조그맣게 접어서 아빠 몰래 놀이터에 가지고 간 다음, 실컷 만화책이나 만화영화를 보고 때때로 게임까지 하는 게 가능해진단 말이잖아요. 언제 어디서나 누구든 만화와 게임에 접속할 수 있는, 그야말로 유비쿼터스 낙원인거죠!!”“태연아, 어쩜 노는 쪽으로는 그렇게도 머리가 잘 돌아간단 말이냐!!”“헤헤헤… 그쪽으로라도 잘 돌아가니 그나마 다행인 것이겠죠? 헤헤…”글 : 심우 과학칼럼니스트 

과학도시는 도시 이름에 맞는 최첨단 기술을 이용한 주택 개발에 힘써 왔다. 오늘은 새로 만들어질 주거지구의 모델하우스가 처음 선보이는 날. 집 장만을 계획하고 있는 향기씨 가족도 모델하우스를 방문했다.“엄마, 이사 가면 제 방은 제일 시원한 곳으로 해주세요. 더운 건 정말 싫어요.”이제 유치원에 입학하는 아들 호야는 자기 방에 관심이 쏠려 있다. 그렇지 않아도 기후변화로 지구온도가 계속 올라가 냉방이 차지하는 중요성이 점점 높아지고 있다. 유럽 등 세계 각지에서 기습적인 폭우로 사망하는 사람도 느는 요즘이다. 아빠가 걱정 말라는 듯 웃으면서 대답한다.“더위는 걱정할 필요 없을 거다. 이번에 개발된 주택단지는 모두 흰개미집 구조를 따서 만들어졌다더구나. 아프리카 흰개미들은 일교차가 30도에 이르러도 끄떡없이 지낸단다. 이런 구조를 응용해 만든 집이라서 별도의 장치 없이도 냉방이 가능하다고 해.”“아빠, 흰개미집 구조라는 게 어떤 건데요?”“건물 옥상에 뜨거운 공기를 배출할 수 있는 통풍 구멍을 뚫고, 건물 아래에는 찬 공기를 건물로 끌어들일 구멍을 뚫는 식이란다. 이런 방식을 이용하면 한여름에도 에어컨 없이 실내온도를 24도로 유지할 수 있단다. 이건 이미 1996년에 아프리카 짐바브웨에 세워진 이스트게이트 쇼핑센터에 적용된 기술이란다.”“우와, 그럼 새로 이사하는 집에는 에어컨이 필요 없겠네요?”아빠의 설명을 들은 호야는 신이 나서 모델하우스로 들어갔다. 모델하우스 내부로 들어서자 홀로그램 가이드가 향기씨 가족에게 새로운 주택지구의 특징을 알려준다.“저희 모델하우스를 찾아주셔서 감사합니다. 과학도시 주택지구에 적용된 첨단 기술을 소개하고 있습니다. 냉난방시스템, 깨끗한 공기 시스템, 고장 자동수리 시스템 중 설명을 원하는 내용을 말씀하시면 바로 안내를 시작하겠습니다.”홀로그램 가이드는 생김새도 멋진데 목소리도 기가 막히다. 향기씨 가족은 깨끗한 공기 시스템의 안내를 선택한다.“혹시 집안에 흡연하는 분이 계신가요? 네, 다행히 없으시군요. 그럼, 방귀를 잘 뀌는 분은 계신가요?”아빠 얼굴이 괜히 붉어진다. 가족 모두 웃음보가 터졌다.<왼쪽 사진은 호주 노던테리토리에서 볼 수 있는 바위형태의 흰개미집. 바위처럼 보이지만 자 체적으로 내부굴속의 온도와 통풍, 산소공급을 조절하는 기능까지 갖추고 있다. 오른쪽 사진 속 솔방울은 수분의 양에 따라 열었다 닫았다를 조절한다. 이 원리도 건축물에 적용할 수 있다. 사진제공. 동아일보>“저희 주택지구에는 실내 공기를 오염시키는 생활 냄새나 음식 냄새 등 방의 냄새를 없애주는 페인트를 사용하고 있습니다. 벽체에 사용된 콘크리트는 이산화탄소를 흡수하는 제품입니다. 이 제품은 식물과 곰팡이가 공기와 토양을 정화하는 능력을 모방해서 만들어진 것입니다.”“마음껏 방귀를 뀌라고 과학 기술이 이렇게 발전하는 게 아니겠냐! 하하.”아빠의 큰 소리에 다들 함께 웃었다.“1970년대 우리나라에서는 연탄을 난방과 취사용으로 많이 사용했습니다. 그 때문에 연탄가스 중독으로 목숨을 잃는 경우도 있었는데요. 저희 주택에 사신다면 유독가스 중독이나 공기 오염에 대해 전혀 걱정하실 필요가 없습니다.주택에 설치된 유리는 동물의 호흡기관에서 영감을 받아 만들어진 제품으로 키네틱 글래스(Kinetic Glass)라고 합니다. 실리콘으로 만들어진 유리 표면으로 공기가 지나다닐 수 있고 특정 가스를 감지할 수 있는 센서가 부착돼 있습니다. 그래서 유독가스가 감지되면 자체적으로 공기를 순환시킵니다. 센서가 작동하면 시각적 표시를 해 거주자에게 그 사실을 알려주게 됩니다.생활의 편의를 높이기 위해 유리와 거울에는 연꽃잎 원리를 이용한 필름이 코팅돼 있습니다. 연꽃잎은 표면에는 미세한 돌기가 돋아있어 물을 밀어내는 효과가 있습니다. 이 원리를 이용하면 빗방울이 유리창에 맺히지 않아 표면이 깨끗하게 유지됩니다. 창문 닦기가 어려운 고층 거주자에게 특히 도움이 될 기술이겠지요. 또 더운 물을 사용하면 욕실에 김이 서리는 것도 연꽃잎 기술로 방지된답니다.”“습도 조절 기능도 있나요?”“네. 영국 레딩대 게오르그 예로니미디스 교수의 연구 결과를 응용한 통풍구가 설치돼 있습니다. 실내 수분 양에 따라 자동으로 열렸다 닫히는 통풍구입니다. 수분이 있을 때는 닫혀 있지만, 수분이 없으면 열려 씨가 퍼질 수 있도록 하는 솔방울에서 아이디어를 얻은 것입니다.”다들 고개를 끄덕거리는데, 꼼꼼하기로 소문난 향기씨가 다시 가이드에게 질문한다.“새로 지어진 주택에서도 벽체 균열이라든가 하자가 나오는 경우가 있잖아요. 그런 부분에 대한 대비는 어떻게 되나요?”“입주하는 고객님들이 편히 지낼 수 있도록 최선을 다해 집을 짓고 있습니다만 만약에 있을지 모를 고장이나 수리 등에 대한 대책도 가지고 있습니다. 예전에는 우주선 선체에 상처가 날 경우 우주인이 직접 나가서 수리를 하거나 로봇이 수리를 대신해야만 했는데요. 요즘은 우주선이 스스로 치료를 합니다. 상처가 생기면 자연적으로 액체가 흘러나와 상처 부위를 메우는 소재가 개발된 것이죠.영국 브리스톨대 항공우주공학과 이언 본드, 리처드 트래스크 교수팀이 개발한 것입니다. 우리 몸에 피가 나 상처가 공기에 노출되면 혈액이 응고되는데요, 연구팀은 여기에서 힌트를 얻었다고 합니다. 저희 건축물도 이와 같은 원리로 누수나 균열이 있을 때 이를 감지, 자동으로 수리할 수 있는….”가이드가 설명을 하는 동안 호호군이 아빠의 옷자락을 끌어당기며 묻는다.“아빠, 도대체 이렇게 신기한 것들을 어떻게 생각해내는 거죠?”“얘야. 이 모두가 생체모방기술의 결과야. 우리 인간들은 자연을 관찰하고 모방하는 것뿐이란다. 자연이 38억 년 동안 진화하면서 찾은 해답을 따라하는 거지. 답은 이미 자연 속에 다 있었어. 자연이 얼마나 위대한 존재인지, 새삼 고개가 숙여지는구나.”글 : 이소영 과학칼럼니스트

우리에게는 남의 집을 방문해 화장실을 사용하면 가장 훌륭한 손님으로 대접하던 옛 풍습이 있습니다. 당시는 지금처럼 화학비료가 없고 오로지 사람이나 가축의 분뇨만을 비료로 썼기 때문에 똥이 그만큼 귀했던 것이죠. 그런데 산업이 발달하고 생활이 윤택해지면서 고마웠던 똥은 점차 애물단지로 변했습니다. 소나 돼지를 대량으로 길러서 나오는 분뇨는 나쁜 냄새를 냈고, 주변의 환경도 오염시키고 있기 때문입니다.그러던 똥이 다시 귀하게 대접 받기 시작했습니다. 예전처럼 비료만으로 쓰이는 것이 아니라 전기를 생산할 수 있는 바이오가스를 만들 수 있기 때문입니다. 아울러 가축분뇨를 바이오가스로 만들면 악취와 환경오염의 주범을 한 가지 줄일 수 있게 됩니다. 비료와 전기에너지의 원료, 분뇨의 친환경적 처리 등 일석삼조의 효과를 톡톡히 누리는 셈입니다.이런 이유로 독일같은 선진국에서는 일찌감치 바이오가스 공장을 세우고 소나 돼지의 똥과 오줌으로 전기를 생산하고 있습니다. 바이오가스를 만드는 과정에서 나오는 찌거기로는 액체비료도 만들고요. 독일 북해 근처의 한 마을만 해도 매일 축산 분뇨 210톤과 음식물쓰레기 90톤을 발효시켜 시간당 2.524MW의 전기를 만들고 있다고 합니다. 이 양이면 1555가구가 사용할 수 있다고 하니 대단한 규모지요.우리나라도 ‘저탄소 녹색성장’에 맞춰 이 분야에 지속으로 투자할 계획을 가지고 있습니다. 농림수산식품부는 2010년부터 가축분뇨 에너지화 사업으로 하루에 100톤 규모의 바이오가스 시설을 시범으로 실시한다고 밝혔고, 농촌진흥청도 지난 9월 23일 경기도 수원 국립축산과학원에서 바이오가스 생산시설의 준공식을 마쳤습니다. 축산과학원에 설치된 바이오가스 생산시설은 하루 10톤의 가축 분뇨로 300kW의 전기로 만들게 되는데요. 이는 30곳의 농가가 하루 동안 사용할 수 있는 양입니다.이쯤에서 돼지똥이 바이오가스로 변하는 원리를 알아볼까요? 결론부터 이야기하면 미생물에 의한 발효때문입니다. 가축분뇨는 고농도의 유기물인데 미생물이 이것을 분해하면서 메탄 등의 가스를 발생시킵니다. 가축분뇨를 밀폐형 탱크 한 군데에 모아두면 미생물의 분해작용을 거쳐 유기산이 만들어지고, 이것을 다시 한번 발효시키면 메탄가스 등의 기체가 발생합니다. 바로 이 기체혼합물이 전기를 만드는 원료가 됩니다.바이오가스를 잘 만들려면 미생물의 활동이 활발하도록 만드는 것이 중요합나다. 그래서 온도와 산성도(pH)를 조절하는 것이 바이오가스 생산 공정의 핵심이 됩니다. 일부 기업에서는 만들어지는 메탄가스를 고순도로 추출하는 기술까지 개발해 바이오가스 생산설비의 효율성을 높이고 있습니다.<바이오가스 생산시설 사진제공. 한경대학교 바이오가스연구센터>이렇게 만들어진 바이오가스는 천연가스처럼 가스보일러를 돌리거나 축사를 따뜻하게 만드는 데 사용됩니다. 또 원동기를 돌려 전기과 열을 동시에 얻는 열병합발전도 가능합니다. 바이오가스를 정제하면 자동차, 기차 및 도시가스의 연료로도 이용할 수 있고, 바이오가스 연료전지도 활발히 연구되고 있습니다.실제로 스웨덴에서는 2006년에 바이오가스를 활용한 열차가 등장하기도 했습니다. 열차의 이름은 ‘아멘다’로 기존의 디젤 엔진을 가스 엔진으로 교환했다고 합니다. 한번 충전으로 600km를 달릴 수 있고 최고 속력은 시간당 130km입니다. 이렇게 화석연료의 사용을 줄일 수 있는 바이오가스는 녹색성장에 걸맞은 ‘저탄소 에너지’인 셈입니다.축산농가의 골칫거리였던 가축분뇨를 친환경적으로 처리한다는 것도 장점으로 꼽힙니다. 일반적으로 가축분뇨를 처리하는 과정에는 메탄과 이산화탄소가 발생합니다. 이들은 대표적인 온실기체인데 바이오가스 생산기술을 이용하면 줄일 수 있게 됩니다. 바이오가스를 만들고 남은 물질로는 퇴비 등 유기질비료와 액체비료도 만들고, 발전 과정에서 나오는 따뜻한 물로는 지역난방도 할 수 있습니다. 그야말로 도랑치고 가재 잡는 셈입니다.특히 주요 이슈로 떠오른 ‘가축분뇨 해양투기 금지’ 문제를 해결할 수 있어 주목받고 있습니다. 2006년 발효된 런던 협약 때문에 2012년부터는 바다에 가축분뇨 등 폐기물을 버릴 수 없게 되는데요. 지난해 우리나라가 바다에 버린 가축분뇨 총량이 146만톤이라는 점을 생각하면 바이오가스 생산설비가 얼마나 중요한지 알 수 있습니다.친환경적으로 가축분뇨를 처리하고, 화학비료사용과 연료비를 줄이며, 온실가스 방출과 해양오염 등의 환경문제도 해결할 수 있는 귀한 기술이 바로 ‘가축분뇨 바이오가스 생산기술’입니다. 애물단지 취급받던 돼지똥이 대접받는 존재로 변하게 된거죠. 남의 집을 방문해 화장실을 사용하는 것만으로 좋은 대우를 받던 그 옛날처럼 앞으로는 잘 싸는 가축이 귀하게 대접 받는 세상이 올지도 모르겠습니다.글 : 김창현 한경대 바이오가스연구센터 소장

 그렇게도 좋아하는 삼겹살이 불판에서 지글지글 익어가지만 태연은 영 먹고 싶지가 않다. 아니, 울고 싶다. 난생 처음으로 밤을 꼴딱 새워가며 시험공부를 했는데 성적은 지난 번과 변치 않은 하위 30%였던 것.“괜찮아. 시험이야 잘 볼 때도 있고 못 볼 때도 있는 거지.” “정말 열심히 공부했단 말이에요. 전 돌머리인가 봐요. 아빠를 닮은 걸까요?” “무슨! 아빠는 학교 다닐 때 별명이 ‘일등신’이였어. 마치 신같이 매번 일등만 한다고 말야.” “일등신? 별명이 등신? 와, 짱이다! 깔깔깔~”아빠의 농담에 태연, 기분이 조금 나아진다.“태연아, 너무 걱정 마. 언젠가 기억력이 좋아지는 약이 나올지도 모르니까 말이다.” “저, 정말요?” “뇌의 신경계는 신경세포(뉴런)들과 그 사이를 이어 다리 역할을 하는 시냅스로 이뤄져 있단다. 우리가 뭔가를 기억한다는 건, 어떤 자극을 감각기관이 받아들여서 신경세포가 그것을 전달할 때 시냅스의 연결이 강화됐다는 뜻이야.”“시냅스끼리 더 쫀쫀하게 연결이 된다는 뜻이에요?”“그래 맞아. 그런데 최근 그 연결을 강하게 하는 세포접착단백질(CAM)이라는 것이 있고, 그 안에 기억의 강도를 더욱 높여주는 CAMAP라는 단백질이 또 들어있다는 사실이 발견됐지. 다시 말해, 인류가 이 CAMAP라는 단백질을 맘대로 조절할 수 있는 방법을 찾아낸다면 기억력을 높이는 건 별로 어렵지 않게 된다는 뜻이야.”“와~ 정말 감동적인 과학기술이에요!”“단순히 기억력만 좋게 하는 게 아니라, 나이가 들어 학습능력이 떨어지는 것을 예방하거나 치매 같은 기억장애를 치료할 수도 있지. 반대로 지워버리고 싶은 끔찍한 기억을 갖고 있는 사람을 고통에서 벗어나게 해줄 수도 있고.”“도대체 그 사랑스러운 약이 언제쯤 나올까요? 제 전 재산을 털어서라도 꼭 사먹을래요.”“글쎄. 네 전 재산인 3500원으로 살 수 있을까 그건 잘 모르겠다. 그리고 더 큰 문제가 있어. 최근 이 연구는 대부분 2만 여개의 신경세포를 가진 바다달팽이를 통해 이뤄진 것이기 때문에 천억 개가 넘는 신경세포를 가진 인간의 뇌가 똑같은 결과를 낼 지는 아직 미지수라는 거지.”“뭐야~ 잔뜩 기대만 하게 해 놓고선. 결국 머리가 좋게 태어나는 거 밖에는 방법이 없단 말이잖아요!” “아냐, 절대 그렇지 않아. 기억력이 좋아지는 방법이 있어.” “왔다 갔다 하지 마시고 빨리 좀 말씀해 달라구요!”“인간의 기억은 단기기억과 장기기억으로 나뉜단다. 사람은 보통 24시간이 지나면 기억했던 것의 80%를 잊어버리는데, 이 80%를 단기기억이라고 보면 돼. 이건 기억이라기보다는 일시적인 잔상에 가깝지. 그런데 이 가운데 일부가 노력을 하면 장기기억으로 바뀌게 된단다.”“어떤 노력이요?”“바로 ‘반복’이지. 단기기억이 장기기억으로 바뀔 때 뇌세포 속에서 새로운 신경 회로망이 생겨. 그런데 계속해서 자극을 주면 즉, 반복학습을 하면 새로운 회로망이 자꾸 생겨나서 구구단처럼 머리에 콕 박혀서 잊히지 않는 장기기억이 많아진단다. 반면에 자극을 주지 않으면 있던 회로망도 사라져버린다고 해. 제아무리 머리가 좋은 사람도 노력하는 사람을 절대 따라잡을 수 없는 이유가 여기에 있단다. 어때, 반성되는 게 있지?”“그렇게 꼭 집어서 얘기 안 하셔도 반성하고 있어요. 밤새워 공부를 하긴 했지만 여러 차례 반복해서 공부한 적은 없으니까요. 그런데 아빠, 지금 이 상황에서 예전에 할머니가 주신 쪽지 하나가 기억나는 이유는 뭘까요?”태연, 무척이나 음흉하면서도 희열에 찬 미소를 머금으며 색 바랜 쪽지 하나를 내민다. 그건 바로 아빠의 초등학교 때 성적표! ‘김태돌’이라는 아빠의 이름 옆으로 양양양가가가로 도배된 성적과 4학년 6반 45명 가운데 45등을 했다는 잔인한 기록이 고스란히 남아있다.“아까 그 일등신이라는 별명. 혹시, 마치 신같이 매번 끝에서 일등만 한다고 지어진 건 아니겠죠?”아빠, 얼굴이 벌개져서 태연이 들고 있는 성적표를 낚아채듯 빼앗고는 어색하게 웃는다.“아, 아빠랑 이름이 똑같은 녀석이 있었네! 흔한 이름도 아닌데 말야. 하하하하… 아빤 반복학습을 통해 엄청나게 좋은 성적을 항상 유지했었다고. 믿어줘 제발!!” “아빠, 선생님이 거짓말은 나쁜 거라고 하셨어요!”글 : 김희정 과학칼럼니스트

플라스틱이라는 단어가 다소 부정적인 뉘앙스로 다가온 것은 오래 전이다. 인류의 보편적 정서가 ‘개발’을 벗어나 ‘환경’으로 바뀌기 시작한 뒤부터 그랬다. 플라스틱은 인류의 ‘삶의 질’을 획기적으로 높인 소재가 분명하지만 썩지 않는다는 점, 불에 타면 무서운 매연을 내뿜는다는 점, 가열하면 환경호르몬이 나올 수 있다는 점, 일부 종류는 그 자체로도 독성이 있다는 점 등에서 ‘친환경’과는 거리가 있다.인류의 플라스틱 사용으로 동물들이 죽어갔다. 최근에는 바다로 떠내려간 플라스틱 쓰레기를 물새가 먹고 죽는 일도 벌어지고 있다. 심지어 갓 태어난 새끼에게도 페트(PET)병 뚜껑 같은 플라스틱 쓰레기를 물어다 먹이는 바람에 아기새와 어미새가 함께 죽는 일도 발생하고 있다.이산화탄소 배출이 지구온난화를 비롯한 글로벌 환경문제의 주도적 이슈가 되면서 플라스틱은 더욱 코너로 몰리는 처지가 됐다. 플라스틱 제품을 만드는 데 엄청난 연료가 필요하고, 이 과정에서 대량의 이산화탄소가 발생하기 때문이다.플라스틱은 일단 원유를 가열해 분리한 석유제품인 나프타로 만든다. 이를 가열하면 액체상태의 에틸렌과 프로필렌을 만들 수 있는데, 이것을 다시 고체 형태로 만드는 과정에서 다양한 소재가 만들어진다. 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 아크로니트릴부타디엔스타이렌(ABS) 등이 우리가 흔히 말하는 플라스틱류의 소재들이다.이러한 석유화학 공정에는 어마어마한 연료가 들고 온실가스도 다량 배출된다. 그래서 석유화학 업종을 대표적인 에너지 다소비, 탄소배출 산업으로 꼽기도 한다. 이 때문에 한국이 온실가스 배출 의무감축국이 될 경우 석유화학 산업이 가장 먼저 타격을 받게 될 것으로 보인다.그렇다고 인류가 플라스틱을 안 쓸 수 없는 노릇이다. 이미 인류는 철기시대를 지나 플라스틱시대에 살고 있다고 할 만큼 거의 모든 제품에 합성수지를 쓰고 있기 때문이다. 석유화학 업계에서 “만일 인류가 천연 소재만을 사용할 경우 지구가 4개 있어도 모자란다”고 말할 정도로 천연 소재는 부족한 수준이다. 실제로 철이 주된 소재인 것 같은 자동차나 가전제품도 50% 이상은 합성수지로 만들어진다.이 같은 플라스틱의 문제들을 일거에 해결할 수 있는 방법으로 ‘이산화탄소 플라스틱’ 기술이 각광받고 있다. 이분열 아주대 분자과학기술학과 교수가 개발한 기술로 현재 SK에너지와 함께 연구개발과 사업화를 동시에 진행하고 있다.이산화탄소로 플라스틱을 만드는 기술의 핵심은 촉매다. 프로필렌옥사이드와 이산화탄소를 56대 44로 섞은 뒤 여기에 ‘슈퍼-액티브 촉매’를 넣어주면 화학반응을 통해 고체물질이 생기는데 이게 바로 이산화탄소 플라스틱이다. SK에너지는 이 이산화탄소 플라스틱의 상표명을 ‘그린-폴’(Green-Pol)로 정하고 세계 최초의 상업공정을 2012년 가동하겠다는 목표로 기술을 가다듬고 있다. <왼쪽은 이산화탄소 플라스틱의 모습이고, 오른쪽은 이분열 교수가 개발한 촉매가 프로필렌 옥사이드 액체와 이산화탄소의 반응을 촉진해 플라스틱을 만들어내고 있는 모습이다. 사진제 공. 이분열 아주대 교수>이산화탄소 플라스틱은 기존 합성수지의 특징을 대부분 지닐 뿐 아니라 놀라운 장점도 가지고 있다. 일단 무연 연소성을 가져 태워도 공해가 발생하지 않고, 다 쓰고 난 뒤에는 태워버리면 되기 때문에 쓰레기 문제가 발생하지 않는다. 인체에 대한 독성이 없는 것도 장점이고, 색상도 투명해 색소를 첨가하면 얼마든지 아름다운 색깔을 띨 수 있다. 산소와 수분을 완벽히 차단하는 것은 기본이다.이 때문에 이산화탄소 플라스틱이 상용화될 경우 기존 석유화학계 플라스틱 제품을 빠르게 대체해 나갈 것으로 전망된다. 우선 차단성 식품용기 등 인체와 직결된 분야부터 시작해 PVC 대체재, 포장재뿐만 아니라 친환경 단열재, 완충재로도 쓰일 예정이다.화학업계에 따르면 단열재, 완충재 시장은 연간 국내 시장이 6,500억원, 세계 시장이 8조원이고 PVC 시장이 국내 4,800억원, 세계 15조원이다. 차단성수지 세계 시장 규모도 3조원이나 되며 차단성 코팅 레이어, 접착 레이어 등 응용분야도 무궁무진해 시장성은 그야말로 천문학적으로 커질 수 있다.이산화탄소 플라스틱은 소재로서 훌륭하기만 한 것이 아니라 탄소배출권이라는 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있다는 것도 장점이다. 산업 활동에서 배출되는 이산화탄소를 모아서 자원화하는 개념이기 때문이다.현재 인류는 공장에서 나오는 이산화탄소를 모으는 기술은 확보하고 있으나 이를 처리하는 데는 애를 먹고 있다. 화학반응을 통해 이산화탄소를 다른 물질에 고착시켜 땅에 묻는 방법이 그나마 현실적인데, 막대한 비용이 든다. 이산화탄소 플라스틱은 기존 합성수지 제조 과정의 탄소배출을 줄일 수 있는 최고의 방법이면서 다른 산업이 배출하는 이산화탄소까지 줄여준다. 또 탄소배출권도 추가로 확보할 수 있어 새로운 비즈니스 아이템으로 평가받는다. <이산화탄소 플라스틱 연소 장면. 연소 중에는 유해가스 배출이 적고 연소 뒤에는 물과 이산화 탄소로 분해된다. 사진제공. 이분열 아주대 교수>물론 앞으로 남은 길이 쉬운 것만은 아니다. 이산화탄소 플라스틱의 물성 중 내열성을 강화해 고온에서도 휘거나 녹지 않도록 해야 한다. 또 촉매기술을 최적화하고 상업화 단계에서도 안정적으로 쓸 수 있도록 보완해야 한다. 연속 용액 공정, 청정공정, 컴파운딩 기술, 미세 발포기술, 필름 성형기술 등 다양한 기술 개발도 숙제다.시대의 흐름을 볼 때 이산화탄소 플라스틱과 같은 녹색산업은 미래 산업의 중심이 될 게 분명하다. 특히 석유에 의존했던 ‘에너지’와 ‘소재’가 어떻게 변화할 지가 핵심 이슈다. 앞으로는 에너지와 소재가 ‘부존자원’에서 ‘기술’의 개념으로 진화하게 될 것으로 전망된다.문제는 기술이다. 인류가 꿈꾸는 미래가 현실이 될 수 있느냐는 어떤 기술을 개발해 어떻게 상업화하느냐에 달렸다. 만약 한국이 녹색기술을 선점하는 데 성공한다면 우리도 에너지 의존국, 자원빈국 처지에서 미래의 자원부국으로 발돋움할 수 있다.글 : 맹준호 서울경제 산업부 기자