최신 기술 소개

새로운 가능성 하치모지

현재 모든 생명체는 아데닌(Adenine), 티민(Thymine), 사이토신(Cytosine), 구아닌(Guanine), 총 4개의 염기를 통해 모든 정보를 저장하고 있습니다. 하지만 2019년 2월, 과학자들이 사상 최초로 ‘여덟 개의 문자로 구성된 유전 언어(eight-letter genetic language)’ 합성에 성공하면서, 천연 DNA와 똑같이 정보를 저장하고 기록하는 새로운 합성 언어 4개가 추가되었습니다. 이를 ‘8’과 ‘문자’의 일본어 단어를 따서 ‘하치모치’라고 부릅니다. 추가된 비천연(unnatural) 염기는 S, B, P, Z로 S와 B, P와 Z가 수소결합을 형성합니다. 연구원들은 수백 개의 합성 DNA 분자들을 창조하여 각각의 문자들이 잘 결합한다는 것을 확인하였고, 이로 인해 형성된 이중 나선 구조가 매우 안정적임을 보였습니다. 생명체가 진화하려면 DNA 서열이 변해도 전체적인 구조가 유지되어야 하는데, 엑스선 회절(X-ray Diffraction)을 이용한 결과, 합성 DNA의 세 가지 상이한 염기 서열이 결정되었을 때 DNA가 동일한 구조를 유지하는 것을 확인할 수 있었습니다. 나아가 합성 DNA 구조가 RNA로 충실히 전사(transcript) 될 수 있다는 것 또한 보여, 합성된 4개의 염기가 기존 염기들처럼 잘 작용하는 것을 검증했습니다.
출처_https://www.nature.com/articles/d41586-019-00650-8

귓속말을 전달하는 레이저 빔

옆 친구에게 바짝 붙어서 하던 귓속말을 레이저 빔으로 전달할 수 있다면 믿으시겠어요? 물론 아직은 실험 단계이지만, 이 기술이 실제로 개발되었다고 합니다! MIT(Massachusetts Institute of Technology) 링컨 연구소의 찰스 윈(Charles W. Maxso) 연구원이 이끄는 연구팀에서 ‘광음향 효과’를 활용하여 구현해 냈는데요, ‘광음향 효과’란 물질이 빛을 흡수하여 음향적 반응을 나타내는 현상을 말합니다. 연구팀은 공기 중의 수증기를 물질로 활용하였고, 수분이 흡수할 수 있는 파장의 레이저 빔을 발사함과 동시에 음속으로 스캔하여 음파를 만들어냈습니다. 이들은 이번 연구에서 무엇보다도 음파를 발생시킨 방법이 매우 효율적이라며 이에 큰 의의를 두었습니다. 실제로 테스트를 진행한 결과 2.5m 떨어진 사람에게 약 60dB의 소리를 전달하는 데 성공하였는데요. 거리를 손쉽게 늘릴 수 있어 앞으로 기술이 상용화될 가능성이 충분하다는 것을 보였습니다. 그렇다면 이 기술이 산업에 어떻게 적용될 수 있을까요? 먼저, 군사용으로 쓰일 수 있습니다. 기존에 첩보 요원들이 직접 만나서 지령을 받았다면, 장거리에서 레이저 빔 하나로 음성을 전달할 수 있어 적군의 감시에서 벗어날 수 있습니다. 또한, 새로운 차원의 광고 기법에도 적용될 수 있는데요, 최근에 주목받고 있는 유저 맞춤형 광고 등과 접목하여 활용될 수도 있습니다. 이 외에도 보안, 스마트폰 등 다양한 분야에서 활용될 수 있어 기술이 상용화되면 큰 파급력을 가질 것으로 보입니다.
출처_https://www.sciencetimes.co.kr/?news=귓속말-전달하는-레이저-빔-개발

살아 숨쉬는 건축물 자라는 벽돌

바이오텍쳐(Biotecture)라는 말을 들어보신 적이 있나요? 이는 생물(Biology)과 건축(Architecture)을 합쳐 부르는 신조어로, ‘살아 숨 쉬는 건축물’을 뜻합니다. 일반적으로 식물을 건축물에 접목하여 직접적인 효과들을 내는 것이 그 주된 연구입니다. 초기에는 건물 외벽에 덩굴을 형성하여 냉난방 효과를 높이는 수준에 불과하였지만, 최근에 미세조류, 박테리아 등을 활용하기 시작하면서 엄청난 형태의 건물들이 생겨나고 있습니다. 오늘 소개할 기술 또한 바이오텍처의 대표적인 사례인데요, 바로 자라는 벽돌(Growing Bricks)입니다. 미국 기업인 바이오메이슨(bioMASON)는 박테리아를 사용하여 벽돌을 제작합니다. 박테리아를 모래와 혼합하여 조금씩 크기를 키우는 방식으로, 하루에 약 1500개가량 생산하고 있습니다. 기존 벽돌 생산량보다 터무니없이 적어 경제성이 떨어진다는 지적이 있지만, 제조 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는다는 점에서 우수한 평가를 받고, 각종 친환경 단체에서 수많은 상을 수상하였습니다. 그뿐만 아니라, 시간이 지날수록 닳거나 부식되는 것이 아닌, 스스로 자라며 더욱더 튼튼해지는 점에서 앞으로의 행보가 더욱 기대되는 기술입니다.
출처_https://www.tfod.in/art-design-articles/4672/biomasons-grow-bricks-from-bacteria

거미줄로 로봇 근육 만들기

최근 과학자들은 거미줄의 가느다란 섬유들이 습도 변화에 반응해 갑자기 수축하는 탄성 섬유의 성질을 갖는 것을 발견했습니다. 이를 ‘과응축’(supercontraction)이라고 하는데, 거미줄이 수축함과 동시에 꼬여지면서 강한 비틀림 힘이 발생하는 것입니다. 이를 검증하고자 거미줄에 진자를 형성하고 습도를 높인 결과, 진자가 회전하는 것을 확인할 수 있었습니다. 만약 거미줄을 소재로 한 인공 근육이 구현된다면, 내부 습도 조절로 움직임을 정확히 제어할 수 있게 되는 것입니다. 연구원들은 이 메커니즘이 프롤린(proline)이라는 아미노산이 접히는 방법에 의한 것이라고 밝혔습니다. 프롤린은 거미줄을 이루는 주요 단백질인 MaSp2에서 많이 발견되는 아미노산인데요, 물 분자가 MaSp2와 상호작용할 때 수소결합을 불규칙하게 방해해 회전을 일으킵니다. 습도가 높을 경우, 물 분자의 개수가 많아 회전이 더 많이 일어나게 되고, 곧 비틀림을 야기하는 것입니다. 거미줄로 만든 인공 근육, 상상만 해도 기대되죠?

출처_https://www.sciencetimes.co.kr/?news

알리미 23기 컴퓨터공학과 17학번 유태형