인간의 자연환경 파괴로 멸종된 식물이 지난 250년간 600종 가까이 되는 것으로 나타났다. 인류 개입으로 식물의 멸종 속도가 500배가량 빨라졌다. 먹이사슬의 연쇄작용을 고려할 때 식물의 멸종은 모든 생명체에 큰 위협이 될 수 있다는 지적이 나온다. 11일(현지시간) 가디언 등에 따르면 영국 큐왕립식물원, 스톡홀름 대학교 소속 연구자들이 진행한 세계 최대 규모의 식물 현황 조사에서 이 같은 내용이 발표됐다. 보고서는 사실상 멸종 상태에 돌입한 섬과 열대 지방의 식물들을 비롯해 모든 식물들이 빠른 속도로 사라지고 있다고 경고했다. 1750년 이후 571종의 식물이 확실하게 멸종됐으며, 이 수치조차 다소 과소평가 됐을 가능성이 높다는 분석이다. 33만종 이상의 식물을 추적 관찰해 첫 번째 분석 결과를 담은 이번 연구 보고서는 전날 ‘네이처 생태와 진화(Nature Ecology and Evolution)’에 실렸다. 야생에서 모습을 감춘 식물의 숫자는 멸종된 조류와 포유류, 양서류를 합한 것보다 2배 이상 많은 수준이었다. 큐왕립식물원의 마리아 보론초바 박사는 “우리가 알고있던 것보다 (멸종 식물이) 훨씬 더 많으며 훨씬 더 빠르게 진행됐다”고 밝혔다. 연구진들은 이조차 보수적으로 파악한 수치라 실제로는 멸종 식물이 571종을 훌쩍 넘을 것이란 견해도 덧붙였다. 식물 멸종의 가장 주요한 원인은 인류가 자연계의 자생지를 파괴하는 것이다. 숲을 베고 농경지를 간척하는 행위 등이 포함된다고 가디언은 전했다. 정지혜 기자 wisdom@segye.com

변비인 사람은 그렇지 않은 사람 보다 결근이 많아 경제적 손실이 연간 약 122만 엔(약 1천220만 원)에 달한다는 연구결과가 나왔다. 일본 효고(兵庫)의대 연구팀은 이런 연구결과를 지난달 열린 미국 소화기병학회에서 발표했다고 아사히(朝日)신문이 10일 전했다. 연구팀은 만성변비환자의 노동생산성과 생활의 질(QOL)을 조사했다. 민간조사회사가 보유한 일본인 3만여명 분의 2017년 건강정보를 토대로 만성변비 진단을 받은 환자 963명과 같은 수의 변비가 아닌 정상인의 일하는 방식을 비교했다. 조사결과 만성변비환자는 1주일 동안의 결근율이 8.8%로 변비가 아닌 사람의 3.8% 보다 2.3배 높은 것으로 나타났다. 출근해서도 업무에 집중하지 못하는 등 건강상의 문제가 생산성에 영향을 미치는 비율이 변비인 사람은 33.2%로 그렇지 않은 사람의 19.1%에 비해 1.7배 높았다. 변비 이외의 지병 유무는 고려하지 않았다. 이 수치를 일본인의 평균 임금과 대조해 추산한 변비환자의 경제적 손실은 연간 약 122만 엔에 달해 변비가 아닌 사람의 연간 약 69만 엔의 1.8배로 추계됐다. 또 변비가 심할수록 생산성이 떨어지는 것으로 파악됐다. 만성변비는 자연 배변이 주 3회 미만이거나 4번에 1번 이상의 빈도로 배변에 곤란을 겪는 상태가 여러달 지속되는 상태를 말한다. 일반적으로 변비는 '질병'으로 인식하지 않고 가볍게 넘기는 경우가 많다고 한다. 그러나 이번 조사에서 변비환자의 삶의 질은 정신면에서 역류성식도염과 같은 정도로 낮고 육체적으로는 성인이 된 후 여러 복합적인 이유로 인슐린 저항성이 증가하여 생기는 성인 당뇨병인 2형 당뇨병과 같은 정도로 QOL이 낮은 것으로 분석됐다. 연구를 주도한 미와 히로토(三輪洋人) 효고의대 소화관과 주임교수는 "변비인 사람은 육체적으로 배가 아프거나 정식적으로 긴장이 낮아져 출근하지 못하는 경우도 있는 것 같다"고 지적하고 "변비는 생활의 질을 떨어뜨리는 만큼 정식 치료를 받아야 한다는 사실을 확인할 수 있었다"고 말했다. 만성변비는 과거에는 치료약의 선택지가 적었지만 최근에는 신약이 많이 나와 2017년에는 진료 가이드라인도 마련됐다. 미와 교수는 "일상생활에서는 수분섭취와 운동, 섬유질 함유 음식물 섭취 등에 유의하고 변비도 어엿한 질병으로 인식해 제대로 된 치료를 받는게 중요하다"고 강조했다.

플라스틱병에 든 물을 마시면 수돗물을 마실 때보다 미세플라스틱 조각(particle)을 배 이상 더 흡수하게 된다는 연구 결과가 나왔다. 5일(현지시간) CNN, 가디언 등의 보도에 따르면 캐나다 빅토리아대 연구팀은 이날 환경과학&기술지(EST)에 발표한 논문에서, 미세플라스틱에 관한 기존의 각종 데이터들을 분석한 결과 미국인 1인당 평균 7만4000~12만1000개의 미세플라스틱을 음료, 음식, 호흡 등을 통해 흡수하는 것으로 추정된다고 밝혔다. 이를 성별과 연령별로 세분화하면 남성은 평균적으로 연 12만1000개, 여성은 9만8000개, 남자어린이는 8만1000개, 여자어린이는 7만4000개이다. 절반 정도는 음식이나 물을 통해, 나머지 절반은 호흡을 통해 체내에 미세플라스틱이 들어온다. 그런데 플라스틱병에 담긴 물만 마실 경우, 성인 남성은 이로 인해 연간 12만 7000개의 미세플라스틱을 더 흡수하며, 성인 여성은 9만3000개, 남자어린이는 7만5000개, 여자어린이는 6만4000개의 미세플라스틱을 흡수하는 것으로 추정된다고 연구진은 밝혔다. 수돗물만 마셔도 미세플라스틱이 몸안에 들어오는 것은 마찬가지이다. 하지만 플라스틱 병의 물을 마셨을 때보다는 적다. 남성은 연6000개, 여성은 4000개, 남자어린이는 3000개, 여자어린이는 3000개의 미세플라스틱을 추가 흡수한다는 것이다. 연구팀은 논문에서 "미국인의 미세플라스틱 흡수에 관한 우리의 평가는 매우 과소평가된 것일 수있다"며, 실제로는 더 많을 수있다는 점을 시사했다. 이번 연구에는 참여하지 않은 영국 국립해양센터의 미세플라스틱 연구 책임자 리처드 램피트 교수는 위 연구 결과에 의미를 부여하면서도 '미세플라스틱'의 정의가 애매하다는 점을 지적했다. 영국 이스트앵글리아대의 앨리스테어 그랜트 교수 역시 "이 정도의 미세플라스틱 흡수량이 인간 건강에 중대한 위험이 된다는 증거가 제시돼있지 않다"고 비판했다.

카페에서 커피를 내리고 남은 찌꺼기로 친환경 신재생에너지를 만드는 기술이 개발됐다. 한국기계연구원(기계연)은 5일 환경시스템연구본부 청정연료발전연구실 최연석 책임연구원이 경사 하강식 급속 열분해 반응기(Tilted-Slide Fast Pyrolyzer)를 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 공기가 없는 상태에서 커피 찌꺼기를 급속히 가열해 수증기처럼 증발시키는 방식이다. 연구팀은 이를 통해 커피 찌꺼기에서 바이오 원유를 얻는 데 성공했다. 반응기 상단부에서 건조된 커피 찌꺼기가 경사로를 따라 중력에 의해 떨어지면 500도로 가열된 모래와 만나 증기 상태로 변한다. 이 증기를 모아 얼리면 바이오 원유가 된다. 반응 과정에서 부산물로 발생한 숯가루는 모래를 가열하는 에너지로 재사용하도록 설계했다. 바이오 원유 에너지는 나무로 만든 것보다 열량이 뛰어나다고 연구팀은 설명했다. 커피 찌꺼기로 만든 바이오 원유 발열량은 1㎏당 6천㎉로, 나무로 만든 바이오 원유의 4천㎉보다 높다. 반응기 처리용량은 커피 전문점 1천곳에서 하루 동안 발생한 커피 찌꺼기 전량을 수용할 수 있는 수준이다. 최연석 책임연구원은 "바이오 원유 생산 효율성을 개선해 친환경 신재생에너지 활용률을 높이는 데 기여할 것"이라며 "브라질이나 베트남 등 커피콩 주 생산국에 도입하면 쓰레기 처리와 같은 환경 문제 해결에도 도움이 될 것"이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부 창의형 융합연구사업 지원을 받아 수행했다. 연구에 활용한 커피 찌꺼기는 모두 스타벅스커피 코리아에서 기부했다.

식물로 만든 가짜 고기를 끼워 만드는 햄버거가 미국에서 선풍적 인기를 누리고 있다. 4일(현지시간) 미국 월스트리트저널(WSJ)에 따르면 미국 전역에서 이런 채식 버거를 메뉴에 올린 패스트푸드점은 지난 1년 사이에 급격히 증가했다. 가짜 고기 간판기업인 '비욘드 미트'와 '임파서블 푸즈'는 자사의 채식버거 패티를 납품받는 식당이 미국 전역에서 2만곳에 이르렀다고 밝혔다. 시장조사업체 테크노믹이 6천개 업체를 조사한 결과 채식 버거를 메뉴에 올린 곳은 작년 3월 3%에 불과했으나 올해 3월에는 15%에 이르렀다. WSJ은 패스트푸드점들이 환경과 건강을 우선시하는 젊은 세대를 끌어들이기 위해 앞다퉈 채식 버거에 손을 대고 있다고 설명했다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소는 햄버거 패티와 같은 가공육을 발암물질로 분류하고 있다. 축산업은 지구온난화에 따른 기후변화를 촉진하는 온실가스 메탄을 내뿜는 굴뚝이라는 오명을 쓰고 있다. 제이미 리처드슨 화이트캐슬 부회장은 "우리는 시의성이 있는 업체이고 싶다"고 채식 버거를 도입한 이유를 밝혔다. 햄버거 체인인 화이트캐슬의 매출은 다른 조건의 변화가 없었음에도 채식버거 도입 후 2개월 만에 눈에 띄게 뛰어올랐다. 두툼한 고칼로리 고기를 앞세워 정통버거의 자존심처럼 행세해온 버거킹도 지난 4월부터 채식 버거를 판매하기 시작했다. 시장조사업체 인마켓에 따르면 지난 4월 버거킹을 찾는 사람들의 이동량이 전달보다 17% 늘어난 것으로 나타났다. 이는 평균 2% 감소하던 추세와 비교된다. 지난 1년 반 사이에 미국에서는 TGI 프라이데이, 델 타코, CKE 레스토랑, 레드 로빈 구어메이 버거스 등도 채식 패티를 받아들였다. 임파서블 푸즈와 비욘드 미트는 급증하는 수요를 따라가는 데 어려움을 겪고 있다. 그래도 시장에서는 이들 업체가 가짜 고기를 대량공급한다는 목표에 결국 성공할 것이라는 신호가 나오고 있다. 비욘드 미트는 지난달 기업가치 60억달러(7조원)에 미국 나스닥에 상장된 이후 주가가 4배 뛰어올랐다. 임파서블 푸드도 지난달 개인투자자들로부터 3억달러(3천537억원)의 추가 투자를 유치해 2011년 창업 후에 모든 투자금의 규모를 7억5천만달러(8천844억원)로 늘렸다. 이들 업체는 식물 단백질, 탄수화물, 그 외 다른 성분을 조작해 소고기 가공육 같은 가짜 고기를 만들었다. 이들 패티는 석쇠 위에서 지글거리고 불에 그을리기도 하고 심지어 피까지 흘리면서 고기와 흡사한 맛을 낸다.

아침 식사를 1주일에 1∼2번만 해도 아예 아침을 거르는 경우보다 심근경색이나 뇌졸중 등 심혈관질환 발생 위험이 절반 가까이 줄어든다는 연구결과가 나왔다. 연세대 보건대학원·의대 공동 연구팀(박은철, 이현지, 장지은, 이상이, 최동우)은 2014∼2016년 국민건강영양조사에 참여한 40∼79세 7천205명을 분석한 결과, 아침 식사 빈도와 심혈관질환 발생 사이에 높은 연관성이 관찰됐다고 31일 밝혔다. 이 연구결과는 공중보건 관련 국제학술지(International Journal of Environmental Research and Public Health) 최근호에 발표됐다. 연구팀은 조사 대상자를 1주일간 아침 식사 횟수에 따라 4개 그룹(5∼7회, 3∼4회, 1∼2회, 0회)으로 나눈 뒤 10년 내 '죽상경화성 심혈관질환'이 발생할 위험도를 분석했다. 죽상경화성 심혈관질환은 혈관 내에 쌓인 혈전으로 혈액의 흐름이 막혀 발생하는 질환을 말한다. 이런 혈전은 오랜 시간에 걸쳐 만들어지는데, 콜레스테롤 같은 이물질이 심장동맥 벽에 쌓여 점차 두꺼워지고 딱딱해지는 게 일반적이다. 분석결과, 전체의 38.7%(2천786명)가 10년 이내에 죽상경화성 심혈관질환이 발생할 수 있는 위험군에 속했다. 하지만 그 위험도는 아침 식사 빈도에 따라 큰 차이를 보였다. 1주일에 한 번도 아침을 먹지 않는 사람들은 1주일에 5∼7회 아침 식사를 하는 사람들에 견줘 죽상경화성 심혈관질환 발생 위험이 1.46배 높았다. 성별로는 같은 조건에서 여성(1.55배)의 위험도가 남성(1.47배)보다 높았다. 특히 심혈관질환 가족력이 있으면서 아침을 먹지 않은 사람의 심혈관질환 위험도는 2.1배에 달했다. 주목되는 건 1주일에 1∼2번만 아침을 먹은 사람들의 심혈관질환 위험도가 1주일에 5∼7회 아침 식사를 하는 사람들보다도 22%(0.78배)나 낮게 나온 점이다. 이를 아침을 아예 먹지 않은 사람들과 비교하면 심혈관질환 위험도가 68%나 낮은 것이다. 연구팀은 이번 연구가 1주일에 한 번 이상의 아침 식사를 하는 것만으로도 심혈관질환을 예방하는 데 도움이 될 수 있다는 점을 보여주는 결과라고 의미를 부여했다. 연세의대 예방의학교실 박은철 교수는 "심혈관질환은 다양한 생활습관과 관련이 있고 이 중 하나는 아침 식사"라며 "아침을 먹는 간단한 변화만으로도 생활방식 전반을 향상해 심혈관질환을 예방할 수 있음을 시사한다"고 말했다.

'나쁜' 콜레스테롤이라고 불리는 저밀도 지단백(LDL: low-density lipoprotein) 콜레스테롤이 정맥혈전 색전증(VTE: venous thromboembolism)의 위험요인이라는 연구결과가 나왔다. 정맥혈전 색전증이란 심부정맥 혈전증(DVT: deep vein thrombosis)과 폐색전증(PE: pulmonary embolism)을 합친 용어다. 다리 깊숙한 곳을 지나가는 정맥벽에 혈전이 형성되는 DVT는 여객기의 비좁은 일반석에 앉아 장거리를 여행하는 사람들에게 잘 나타난다 하여 일명 '이코노미 클래스 증후군'이라고도 불린다. 이 심부정맥 혈전 조각이 떨어져 나와 혈류를 타고 돌다가 폐동맥을 막아 PE가 발생했을 때 이를 전체적으로 VTE라고 부른다. 미국 필라델피아 재향군인 메디컬센터 혈관외과 전문의 스콧 댐라우어 박사 연구팀은 LDL 콜레스테롤이 VTE를 촉진할 수 있는 위험요인이라는 연구결과를 발표했다고 헬스데이 뉴스가 14일 보도했다. 미국 보훈부 재향군인 프로그램(Veteran Program)과 영국 바이오뱅크(UK Biobank)의 자료를 토대로 VTE 환자와 정상인의 DNA를 비교 분석한 결과 LDL이 VTE 소인(predisposition)을 높인다는 강력한 증거가 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 이는 LDL 콜레스테롤을 감소시키는 고지혈증 치료제 스타틴이 VTE 위험을 낮추는 데 이용될 수 있음을 시사하는 것이라고 연구팀은 설명했다. 스타틴을 이용한 혈중 콜레스테롤 감소가 혈전 예방에도 도움이 된다는 연구결과도 있다고 연구팀은 지적했다. 이에 대해 미시간 대학 의대 혈관의학 전문의 제프리 반스 박사는 VTE 예방과 치료의 새로운 표적을 찾아내는 데 도움을 줄 수 있는 괄목할만한 연구결과라고 논평했다. 이 연구결과는 VTE 위험을 유전자 분석으로 예측할 수 있음을 보여주는 것이라면서 VTE의 정확한 진단과 치료법을 찾아내기 위해 더 깊은 연구를 해 볼 필요가 있다고 그는 덧붙였다. 미국 심장학회(AHA)의 최신 통계에 따르면 2014년에 미국에서 약 100만명이 VTE 치료를 받은 것으로 나타났다. LDL은 지질의 일종인 콜레스테롤을 혈관 벽으로 운반해 쌓이게 하기 때문에 '나쁜' 콜레스테롤, 고밀도 지단백(HDL: high-density lipoprotein) 콜레스테롤은 반대로 혈관 벽에 쌓인 콜레스테롤을 거두어 간(肝)에서 처리하기 때문에 '좋은' 콜레스테롤이라고 불린다. 이 연구결과는 보스턴에서 열린 미국 심장학회의 혈관연구 학술회의(Vascular Discovery Scientific Sessions)에서 발표됐다.

뇌종양의 일종인 신경교아종(약칭 교아종)은 흔하면서도 치명적인 암으로 꼽힌다. 교아종(Glioblastoma)은 뇌 조직에 잘 침습하고 쉽게 퍼진다. 그런데 외과적 수술로는 완전히 절제할 수 없고, 약물치료에도 강한 내성을 보인다. 지난해 타계한 존 매케인 전 미국 상원의원도 교아종으로 오래 투병했다. 오래전부터 과학자들이 탐색해 온 교아종의 '아킬레스건'이 마침내 가시권에 들어온 듯하다. 핀란드 헬싱키 대학의 연구진이 교아종 세포의 생리적 안정성을 떨어뜨려 세포 사멸로 유도하는 잠정적 치료법을 개발했다. 연구팀은 특정 항히스타민제를 인간의 배양 세포와 실험동물에 투여해 효과를 확인했다. 10일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 헬싱키 대학의 피리오 라코넨 교수팀이 이런 내용의 연구보고서를 저널 '엠보 몰레큘러 메디신(EMBO Molecular Medicine)'에 발표했다. 이 저널은 유럽분자생물학기구(EMBO)가 발행하는 권위 있는 학술지다. 실마리가 된 건 MDGI라는 저분자량 지방산결합 단백질이다. 이 단백질이 발현하면 교아종 세포의 조직 침습력이 강해지고 환자의 예후는 나빠진다는 걸 연구팀은 알고 있었다. 그런데 반대로 MDGI를 차단할 경우, 교아종 세포 내 리소좀 막(膜, membranes)이 불안정해지고, 리소좀 안에 있던 산성 단백질 분해 효소가 세포질로 유출되면서 암세포 사멸이 시작된다는 걸 알아냈다. 리소좀은 세포 내 노폐물을 청소하는 소기관(organelles)으로, 다양한 산성 가수분해 효소를 이용해 세포내소화, 세포 외 물질 분해, 자가소화 등에 관여한다. 라코넨 교수는 "교아종 세포가, MDGI를 생성하는 유전자 발현에 의존한다는 게 밝혀졌다"면서 "이 유전자 기능을 억제하면 암세포가 사멸했다"고 말했다. 이런 메커니즘은 암세포의 리소좀을 고리로 작동한다. 다시 말해, MDGI의 발현을 막으면 교아종 세포 내 리소좀의 인지질 조성(phospholipid composition)이 변하고, 필수 불포화 지방산인 리놀레산이 암세포 내로 잘 옮겨지지 못해, 리조솜 막의 지방산 조성(fatty acid composition)에 큰 변화가 생긴다는 것이다. 라코넨 교수는 "암세포의 리소좀 막 구조를 제어하고 유지하는 핵심 요인이 바로 MDGI라는 게 입증됐다"면서 "막 안정성을 제어하는 유전자가 발견된 건 처음"이라고 강조했다. 특히 흥미로운 대목은, 혈뇌관문(또는 혈뇌장벽, blood-brain barrier)을 통과하는 약물을 쓰면, 리소좀 유출에 따른 교아종 세포 사멸을 유발할 수 있다는 것이다. 혈뇌관문은 뇌의 실질조직과 혈액 간 물질 교환을 제한하는 생리학적 장벽을 말한다. 실제로 연구팀은 항히스타제의 일종인 클레마스틴(clemastine)으로 효과를 테스트했다. 인간의 배양 세포에 시험한 결과, 안전한 농도만 투여해도 교아종 세포의 사멸을 일으켰다. 생쥐 실험에서도 종양 확산 억제와 환자 생존율 제고 효과가 확인됐다. 특히 어떤 생쥐에선 가장 침습성이 높은 교아종이 클레마스틴 투여 후 완전히 관해된 사례도 보고됐다. 라코넨 교수는 "리소좀 막의 투과성을 높이는 항히스타민제 같은 약물을 교아종의 보강 치료제로 검토할 만 하다"고 제안했다.

인체 내에서 어떤 변화가 생기면 뇌 신경세포(뉴런)는 이에 적응한다. 걷기, 숨쉬기, 음식물 씹기 등 자주 하는 동작에 관여하는 뉴런은 특히 그런 적응력이 뛰어나다. 그러나 뉴런은 치명적인 자체 손상을 입기 전까지 잠시도 일손을 놓지 않는다. 뉴런이 이렇게 하라는 신호를 어디서 받는지는 의학계의 오랜 미스터리였다. 그런데 뉴런이 자체 전기 신호를 보고 정상적으로 기능하는지 아닌지 판단한다는 걸 미국 미주리대 과학자들이 발견했다. 이 전기 신호가 사라지면 뉴런의 기능 수행은 뒤죽박죽이 된다고 연구팀은 설명한다. 10일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 배포된 보도자료에 따르면 데이비드 슐츠 생물학 교수팀이 저널 '커런트 바이올로지(Current Biology)'에 이런 내용의 연구보고서를 발표했다. 슐츠 교수는 "하나하나의 뉴런에 '정상적으로 잘 하고 있어'라고 알려주는 중앙 통제시스템이 우리 몸엔 없다. 그래서 뉴런은 트랙을 벗어나지 않으려고 자체 전기 신호에 의존하는 것 같다"면서 "하지만 이 신호가 사라지면 뉴런은 올바른 트랙에 있는지 알 수 없어, 경련이나 발작 같은 문제를 일으킨다"고 말했다. 연구팀은 게(crab)를 실험 대상으로 정했다. 먼저 게의 신경계를 완전히 봉쇄해 평소의 접속과 활동, 화학적 환경 등으로부터 뉴런을 격리했다. 그런 다음 컴퓨터 구동 절차를 이용해 평소와 같은 전기 신호를 뉴런에 보냈다. 말하자면 인위적 수단으로 전기 신호를 만들어 뉴런이 착각하게 속인 것이다. 슐츠 교수는 "정전이 되면 전력 공급이 복구될 때까지 발전기를 돌리는 것과 비슷하다"면서 "정상적인 상황으로 보고 있다는 몇 가지 변화가 뉴런에 나타났다"고 설명했다. 현재 효과적인 치료법이 없는 척수 손상, 다발성 경화증, 간질 등을 치료하는 데 이런 '뉴런 속이기'가 도움을 줄 수 있을 것으로 연구팀은 기대한다.

미세먼지 주범으로 꼽히는 자동차 배기가스를 제거하는 촉매가 개발됐다. 포스텍은 한정우 교수팀이 저온에서 배기가스를 줄일 수 있는 고효율 촉매를 개발하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 이 연구는 촉매 과학 분야 세계적 권위지인 ‘켐캣켐’ 표지 및 VIP 논문으로 선정돼 게재됐다. 한 교수팀은 컴퓨터 시뮬레이션으로 이론 화학의 문제를 다루는 계산화학을 통해 도펀트 조합을 합리적으로 도출해 냈고 같은 연구실의 실험 연구진에게 이를 바로 제시해 고효율 촉매를 설계하기 위한 시간과 비용을 획기적으로 감소시켰다. 연구팀은 자동차 배기가스 중 일산화탄소를 산화하기 위해 고활성 세륨 산화물 기반 촉매를 제시했다. 이 촉매는 세슘 산화물에 두 가지 전이 금속을 이중 도핑하는 방법을 통해 체계적으로 설계했다. 먼저 계산화학적 기법을 사용해 구리와 구리·은이 각각 단일 및 이중 도핑 조합 중에서 가장 우수한 후보인 것을 확인했다. 이것을 세륨 산화물 격자에 도핑되도록 나노 입자를 합성한 후 순수한 세슘 산화물과 다른 전이 금속에 도핑된 세슘 산화물보다 더 높은 촉매 활성이 나타나는 것을 실험적으로 증명했다. 한 교수는 “자동차 배기가스를 줄이기 위한 촉매를 이론과 실험적 방법을 통해 체계적으로 설계할 수 있었고 이런 방법을 더욱 발전시키면 비싼 귀금속 촉매 대신 저렴한 금속을 이용한 고효율 촉매의 상용화를 앞당길 것”이라고 밝혔다. 포항=장영태 기자 3678jyt@segye.com