우리나라가 추격형에서 선도형 R&D로 전환하려는 국가적인 노력을 기울이고 있는 가운데, 선도형 R&D로의 체질 개선을 위해 기초과학과 원천기술 분야의 글로벌 경쟁력 향상에 대한 필요성이 제기되고 있다. 그러나 과학기술의 핵심 인프라인 연구 장비와 분석 용품의 해외 의존도가 높아 외국산 연구 장비에 의존해 데이터를 얻는 것만으로는 세계 일류, 창조적인 연구개발이 어려운 상황이다.

2003년 개봉한 공상과학 영화 ‘더 코어’의 과학 자문을 맡았던 미국 캘리포니아 공과대학 데이비드 스티븐슨 교수는 ‘지구 핵으로의 미션’이라는 네이처 논문에서 “우리가 살고 있는 지구의 표면은 그 위와 그 아래의 경계”라고 표현했다. 즉, 지표면을 경계로 보았을 때 새롭게 탐사할 대상을 찾는다면 우주 혹은 땅속이라는 의미로 해석된다.

피부 흑색종은 햇빛에 노출되어 발생하는 대표적인 피부암으로, 전이에 따른 사망률이 매우 높다는 점이 특징이다. 미국의 경우 한 해 200만 명의 환자가 신규 발생할 정도로 발병률도 높아, 미국이나 유럽 등에서 특별한 관심을 갖고 있지만, 그 발병기전은 완전히 밝혀지지 않았다. 그러나 최근 가톨릭대학교 약학대학 조용연 교수 연구팀에 의해 베일에 싸여있던 피부 흑색종 발병의 실마리가 풀렸다.

사진에서 물체를 인식하는 인공지능 기술은 인간 수준을 뛰어넘은 성능을 보여주는 반면, 유튜브 동영상과 같은 비정제 비디오에서의 상황 이해 기술은 이에 비해 매우 낮은 성능을 나타낸다. 기존 동영상 기반 감정 인식 기술은 대용량 비디오 데이터베이스 부족으로 비정제 동영상에 적용하기 어렵기 때문이다.

인간이나 여타의 동물, 식물은 모두 생명체이다. 생명체들은 유전자를 통해 생명을 유지하고 후손에게 자신의 특질을 전승한다. 이러한 생명체들이 생명을 유지할 수 있는 최소한의 유전자들을 ‘최소유전체’라고 한다. 지난 3월, 최소유전체의 생장원리를 규명한 KAIST의 조병관 교수를 만나 연구에 관해 이야기 나누었다.

산업 현장에서 필수적으로 발생하는 하·폐수에는 오염물과 내분비계 교란 물질인 환경호르몬이 다량 함유되어 있다. 환경호르몬은 쉽게 분해가 되지 않아 환경뿐만 아니라 우리 인체에도 심각한 영향을 미칠 수 있기 때문에 반드시 제거하는 공정이 필요하다. 그러나 기존 하·폐수 처리에 사용되고 있는 촉매는 시간이 지날수록 성능이 급격히 떨어지고, 높은 효율을 얻기 위한 조건이 한정적이어서 많은 비용이 소요된다는 단점이 있다.

영화 ‘터미네이터’를 보면 덩치 큰 터미네이터가 2개의 심장, 즉 아주 작은 배터리 2개를 힘의 원천으로 삼아 가동된다. 심지어 그 작은 배터리가 터지면 핵폭탄 수준의 위력을 가진 배터리로 묘사되는데 이 영화 속 배터리의 정체가 바로 연료전지다. 연료전지는 우리가 알고 있는 일반적인 배터리가 아닌 화학에너지를 바로 전기에너지로 변환시킬 수 있는 첨단장치로, 오염물질 배출 없이 높은 발전효율을 갖는 미래에너지 소자라고 할 수 있다.

현재 시판 중인 OLED(Organic light emitting diodes) 디스플레이의 뒤를 이을 차세대 디스플레이 소재로서 양자점(Quantum dot)이 주목받고 있다. 양자점은 수 나노미터(nm) 규모의 자체적으로 빛을 내는 반도체 결정인데, OLED보다 색 재현이 뛰어나고 기존 LCD 기술에 양자점을 접목한 기술이 S사의 TV를 통해 상용화되면서 한국, 미국, 중국 등에서 발광 소자 개발 연구가 활발하다.

젠타마이신 B는 결핵균, 포도상구균 등에 사용되는 가장 오래된 항생제로, 내성이 강한 슈퍼박테리아에 사용되는 2세대 항생제 이세파마이신의 합성 원료이기도 하다. 자연에서 극소량만 생산되기 때문에 그 생합성 과정을 규명하고 생성물의 양을 늘리려는 연구가 계속되었지만 전 세계 과학자들에게 풀리지 않는 숙제로 남아 있었다.

무독성의 은으로 만든 태양전지의 안정성과 효율성을 크게 높인 연구 결과가 발표되어 관심을 모은다. 연구의 주인공은 한양대학교 방진호 교수다. 수년 전부터 무독성 태양전지를 연구해 온 방 교수는 몇 해 전 금을 활용해 기존 광전환 효율을 2배 가까이 올린 태양전지 원천기술을 개발한 소식에 이어 최근에 은 나노입자를 이용한 태양전지의 안정성을 확보하고 광전환 효율도 획기적으로 끌어올린 연구 성과를 냈다.