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나노 기술로 뇌 건강 지킨다

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<KISTI의 과학향기> 제 3179호

과학향기 스토리 기사

180716나노기술과뇌건강250 질병에 걸렸을 때 치료하기가 가장 까다로울 것 같은 신체 기관을 물어본다면 아마 많은 사람은 뇌라고 대답할 것이다. 뇌는 인간의 기억, 판단, 인지, 정서, 행동처럼 눈에 보이지 않는 마음과 관련된 신체 부위이기 때문이다. 이 때문에 ‘뇌가 곧 나이다’라고 주장하는 뇌과학자가 있을 정도이다. 뇌에 외상을 입거나 화학적 조성이 변하면 우리가 그전까지 갖고 있던 ‘자아’ 개념에 이상이 생긴다. 그전까지 어떤 사람이 구축해 왔던 고유한 세계가 무너지는 것이다.   문제는 뇌가 워낙 복잡한 기관이다보니 알츠하이머, 파킨슨병, 뇌졸중 같은 뇌질환의 초기 진단 및 원인 규명이 쉽지 않다는 것이다. 하지만 최근 뇌 질환 진단과 치료에 나노 기술을 이용하면서 불가능할 것 같았던 이 분야에도 돌파구가 만들어지고 있다.   뇌에서 분해 가능한 나노 바이오 센서로 뇌 손상 진단   넘어지거나 부딪혀 머리에 충격을 받으면 겉으로 보기에는 이상이 없어도 뇌압이 높아질 수 있다. 사고 직후보다 이후에 더 위험할 수 있어 지속적으로 경과를 지켜봐야 한다. 미국에서는 이런 '외상성 뇌손상'으로 해마다 5만 명이 목숨을 잃고 있는 것으로 알려져 있다.   외상성 뇌손상에 대해 정확한 진단을 하려면 뇌압을 꾸준하고도 정밀하게 측정해야 한다. 하지만 단단한 두개골로 둘러싸인 뇌 속 상태를 관찰하기란 어렵다. 지금까지는 외부 스캐너를 통해 뇌 속 상태를 유추할 뿐이었다.   그런데 최근 뇌 속에서 분해될 수 있는 '브레인 센서'가 등장했다. 2016년 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 황석원 교수를 비롯한 미국 일리노이대학교 강승균 박사, 워싱턴대 의대 등의 공동 연구팀은 나노 기술을 이용해 뇌 속 압력과 온도를 측정할 수 있는 센서를 만들었다.   사진 1. 2016년 10대 나노기술에 선정된 분해 가능한 브레인 센서. (출처 : 나노기술연구협의회)   센서는 초박막 형태의 생분해성 고분자, 실리콘 등으로 이루어져 있으며, 머리카락의 10분의 1 정도 두께인 가느다란 전선이 달려...

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과학향기 스토리 기사 - 리스트 타입

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FOCUS 1

미세 플라스틱과의 전쟁

지금 세계는 플라스틱과 전쟁을 선포했다. 미국과 유럽연합은 플라스틱에 규제안을 강화하기로 했다. 기업도 참여한다. 스타벅스는 2020년까지 플라스틱 빨대를 없애기로 했다. 우리나라도 플라스틱 사용을 줄이기 위해 소비자에게 보상금을 주는 등 각종 정책을 펼치고 있다.   플라스틱이 최초로 등장한 것은 1930년대 영국 화학자들에 의해서고, 대중화되기 시작한 건 2차 세계대전 이후니 채 100년이 되지 않은 기간 동안 플라스틱은 유리, 나무, 철, 종이, 섬유 등을 대체하는 기염을 토했다. 이제 식품, 화장품, 세제, 의약품 등 현대인의 생활은 모두 플라스틱으로 싸여 있다. 이토록 플라스틱이 번성하게 된 비결은 우선 변신 가능성에 있다. 물렁물렁한 케첩 통도 탄탄한 자동차 내장재도 플라스틱이다.   필요에...
KISTI의 과학향기
제 3177호
180709태풍250
FOCUS 3

한반도, 최악의 태풍 지역으로 변모할 가능성이 있다?

미국 국립해양대기국(NOAA) 국가환경정보센터 연구원인 제임스 코신은 1949년부터 2016년 사이에 전 세계에서 발생한 태풍과 사이클론, 허리케인 등 열대성 저기압 7585건의 관측 자료를 수집하여 분석했다. 코신이 6월 6일자 <네이처>에 발표한 연구 결과는 지구 온난화의 영향으로 태풍 피해가 증가하고 있음을 보여준다. 이 연구 결과는 피해 규모가 상대적으로 더 클 것이라 예상되는 곳으로 한반도 지역을 지목한다.   사진 1. 최근 연구결과에 따르면 지구 온난화의 영향으로 태풍 피해가 증가하고 있으며 위험 지역으로 한반도가 주목받고 있다. (출처: shutterstock)   태풍 이동속도 둔화가 피해를 키워   태풍은 강한 바람과 비구름을 동반하는 거대한 공기 덩어리다. 수온이 섭씨 26~27...
KISTI의 과학향기
제 3175호
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FOCUS 6

태풍의 위력이 점점 강해지는 이유

행정안전부에 따르면 지난 달 30일부터 7월 3일 오전 6시까지 쁘라삐룬 및 장맛비로 인해 사망 3명, 부상 1명, 실종 1명의 인명피해가 일어났다. 그 어떤 문명도 태풍 같은 대자연의 위력 앞에서 한없이 약해진다. 최근 들어 자연의 변덕 앞에 인간은 점점 더 움츠러드는 모양새다. 왜 태풍은 갈수록 강해질까. 그 이유가 지구온난화 때문이라는 주장이 갈수록 힘을 얻고 있다. 정말 지구온난화가 초강력 태풍에 영향을 미치고 있을까. 그렇다면 그 이유는 무엇일까.   사진. 태풍 쁘라삐룬의 위성 사진. 중형 태풍이지만 사상피해를 낼 정도로 강력하다. (출처: wikipedia)   해수면 온도와 밀접히 관련돼   지구온난화와 태풍의 연결고리는 바로 해수면 온도다. 간단하게 설명하면 태풍은 적도 부근의 바다...
KISTI의 과학향기
제 3173호
180702감옥실험250
FOCUS 11

스탠퍼드 감옥 실험의 진실

1981년 늦여름, 스탠퍼드 대학 조던 홀 지하에 작은 교도소가 들어섰다. 교도소에는 12명의 재소자가 수감됐고 12명의 교도관이 이들을 관리했다. 재소자와 교도관은 모두 중산층 가정에서 자란 평범한 대학생들이었다. 이들은 재소자와 교도관의 성격 특질이 교도소에서 벌어지는 학대 행위를 예측하는지 알아보려는 역할극 실험의 참가자들이었다.   그런데 예상치 못한 일이 일어났다. 실험 첫째 날부터 재소자들은 크고 작은 소동을 일으키며 교도관에게 불복종하기 시작했다. 교도관들은 이들을 통제하고자 엄격한 규칙을 만들고 제재를 가했다. 이튿날 재소자와 교도관 사이의 갈등은 더욱 심해졌고, 시간이 지나자 교도관들은 재소자들을 신체, 정신적으로 학대했다. 평범한 대학생이 역할에 점점 더 몰입하면서 상황은 걷잡을 수 ...
KISTI의 과학향기
제 3171호
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FOCUS 3

축구 경기에서 조심해야 할 부상과 대처법!

6월 18일에 열린 2018 러시아 월드컵 대한민국 vs 스웨덴 전에서 정말 안타까운 장면이 있었다. 바로 박주호 선수가 패스를 받다가 햄스트링 부상으로 쓰러진 것. 초반에 주력 선수가 부상으로 퇴장한 탓인지 스웨덴 전에서는 유효슈팅이 0이라는 아쉬운 경기를 펼쳤다. 이렇게 거칠고 부상 위험이 잦은 축구 경기에서 발생하는 부상에는 어떤 것들이 있을까?   축구 경기에서 가장 많이 발생하는 부상   먼저 가장 빈번한 부상으로 전방십자인대 손상이 있다. 전방인대는 무릎관절 안정성을 위해 매우 중요한 인대라고 할 수 있다. 전방 십자인대가 완전히 파열되면 반드시 수술이 필요하며, 재활 기간도 8개월에서 1년까지 걸리는 아주 심각한 손상이다.   대부분의 선수들은 축구 경기 중 접촉성 손상보다는 비접촉성 손상...
KISTI의 과학향기
제 3169호
180625화성달250
FOCUS 5

화성의 달, 포보스로 알아보는 위성 탄생의 비밀

위성은 어떻게 생겨났을까?   위성이란 행성 따위의 둘레를 도는 천체를 말한다. 미항공우주국(NASA)과 국제천문연맹(IAU)의 최근 자료를 종합해보면 우리 태양계의 여덟 행성 주변을 맴도는 위성은 173개로 알려져 있다. 그러나 최근에도 위성들이 발견되고 있는 만큼 이 숫자는 늘어날 것으로 보인다.   행성이 어머니라면 위성은 그 자식과 같은 존재로, 목성과 토성은 무려 60~70개의 위성 식구를 거느리고 있는 반면, 수성과 금성은 자식이 하나도 없는 외로운 신세이며, 지구는 달 1개, 화성은 2개를 갖고 있다.   이 붉은 행성의 궤도를 돌고 있는 두 개의 작은 위성, 포보스와 데이모스는 지구의 달보다 훨씬 작은 것으로, 초기 태양계의 형성에 관한 여러 가지 비밀을 지니고 있는 우주 암석이다.  ...
KISTI의 과학향기
제 3167호
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FOCUS 2

2018년 러시아 월드컵 개막, 성공적인 경기를 위해 중요한 건?

2018년 러시아 월드컵의 막이 올랐다. 축구팬들은 밤잠을 설치고 치킨집에서는 치킨이 동나고 있다. 이번 러시아 월드컵은 월드컵 사상 처음으로 스마트 기기와 비디오 판독이 도입되는 IT 월드컵이기도 하다. 하지만 새롭게 도입된 요소보다 더 중요한 건 축구장에 꼭 필요한 인프라다. 그것은 잔디다.   잔디의 종류, 난지형과 한지형   잔디는 난지형 잔디와 한지형 잔디로 나뉜다. 난지형 잔디는 섭씨 25~30도(℃)에서 잘 자라며, 뿌리가 길고 탄탄하기 때문에 잔디를 낮게 깎아도 잘 견딘다. 또한 고온에 잘 견디고 건조 기후에도 강하다. 하지만 저온에 약해 잎의 색깔이 누렇게 변하고, 동사할 위험이 있다. 대부분의 한국형 잔디가 이에 속한다. 대표적으로 우리나라에서 흔히 볼 수 있는 들잔디, 산기슭에서 볼...
KISTI의 과학향기
제 3165호
180618나노녹색도시250
FOCUS 4

나노 셀룰로오스, 친환경 나노 소재가 만드는 녹색 도시

영화가 그리는 디스토피아 세계에는 공통점이 있다. 바로 자연이 없다는 것. 어둡고 칙칙한 색감의 도시에서 분열된 사람들은 무언가를 찾으려 애쓴다. 그것은 바로 녹색의 유토피아다. 그렇다. 유토피아의 첫째 조건은 청록빛으로 물든 자연이다.   세계는 지금 인간이 만드는 환경 재난으로 고통을 겪고 있다. 기후변화, 미세먼지, 전염병 등 안전하고 건강한 삶을 위협하는 문제들이 산적한 가운데, 미래를 회색빛의 디스토피아가 아니라 푸르른 유토피아로 만들기 위해서 녹색기술이 절실하다.   나노 셀룰로오스의 무한한 가능성   녹색 유토피아를 만드는 친환경 나노 소재로 새롭게 주목받는 것이 ‘나노 셀룰로오스’다. 나노 셀룰로오스는 간단히 말해 나무의 주성분인 셀룰로오스를 나노(10억분의 1m)수준으로 분해한 고분자 ...
KISTI의 과학향기
제 3163호
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