슬기로운 랜선 과학여행…생명의 비밀을 찾아라

국립중앙과학관, ‘2020 온라인 랜선 과학관’ 공개

“플라스틱을 먹는 벌레에게 라면 봉지를 주면 어떤 일이 일어날까?”

“달걀을 어떻게 공처럼 튕길 수 있을까?”

국립중앙과학관이 이 흥미로운 질문에 대한 답변을 ‘랜선 과학관’에 공개했다. 지난달 19일부터 11월 1일까지 국립과학관은 온라인상에서도 다양한 과학체험을 즐길 수 있도록 그동안 우리가 지나쳐왔던 다양한 일상 속 과학 이야기를 한 보따리 풀어놨다.

기상천외한 엉뚱한 과학실험, 영화 속에서 일어나는 의문의 과학 이야기, 과학자가 생방송으로 직접 들려주는 흥미진진한 실험실 이야기 등 다양한 콘텐츠들이 온라인 ‘랜선 과학관’에 가득했다. <랜선 과학관 바로가기>

일상 속 기상천외하고 엉뚱한 과학 실험이 가득

‘엉뚱한 과학 실험관’에서는 말 그대로 ‘아니 왜 이런 생각을 했을까?’ 싶은 과학실험이 펼쳐진다. 실험자들이 달걀을 탁자 위에서 떨어뜨리자 달걀은 깨지지 않고 공처럼 튀어 오른다. 어떻게 이런 일이 일어난 것일까. 정답은 달걀의 삼투압 현상 때문이다.

엉뚱한 과학실험실에서는 달걀의 삼투압을 이용해 분수 쇼를 펼쳤다. ⓒ 국립중앙과학관

달걀 껍데기는 탄산칼슘으로 이뤄졌다. 식초에 달걀을 담그면 달걀은 탄산칼슘이 녹으면서 이산화탄소가 발생한다. 식초가 껍데기를 다 녹이고 나면 달걀은 반투과성 막만 남는다.

달걀과 식초가 담긴 유리병에 식초는 버리고 대신 물을 넣으면 삼투압 현상에 의해 달걀 속은 물로 가득 찬다. 때문에 수분이 가득 찬 달걀은 떨어뜨려도 깨지지 않고 공처럼 튀게 되는 것이다.

이 달걀을 찌르면 어떻게 될까? 송곳으로 찌른 달걀은 깨지지 않고 물이 분수처럼 솟는다. 달걀이 삼투압 현상으로 벌이는 신기한 ‘분수 쇼’다.

벌집 벌레에게 라면 봉지를 주면 어떤 일이 일어날까. 바이올로지 실험실에서는 플라스틱을 먹는 벌레를 실험했다. ‘왁스’로 이루어진 꿀벌 집은 물이나 꿀에 젖지 않아 ‘천연 플라스틱’이라 불린다.

바이올로지 실험실에서는 라면 봉지를 먹는 벌집 벌레를 실험했다. ⓒ 국립중앙과학관

꿀벌부채명 나방(일명 벌집 벌레)은 바로 이 벌집을 먹는다. 먹성이 좋아서 한번 먹으면 꿀벌 집 전체가 폐사할 정도라고 한다.

벌집의 구조가 플라스틱의 구조와 유사하니 어쩌면 미세 플라스틱도 먹지 않을까? 실험은 이런 호기심에 시작됐다. 라면 봉지 재질은 폴리에틸렌(PE)과 같은 화석연료 플라스틱이다.

실험자는 라면 봉지를 담은 상자에 벌집 벌레를 두고 관찰을 했다. 결과는 놀랍게도 벌집 벌레는 라면 봉지를 먹었다. 특정 조건에서 발현되는 효소로 인해 미세 플라스틱이 분해될 수 있었던 것이다.

류충민 생명공학연구원은 “벌집 벌레 장내 ‘ph 10’이라는 특별한 조건이 성립할 때 사이토크롬(cytochrome)이 플라스틱에 산소를 붙여주고 에스트라제(estrase)라는 효소가 화학적 분해를 진행한 것으로 파악됐다”며 원인을 분석했다.

미세 플라스틱, 앞으로 인류가 해결해야 할 선결 과제

1일 라이브로 진행된 과학자와의 대화 코너에서는 생태계에 커다란 위협으로 다가온 미세 플라스틱 문제에 대해 생각해보는 시간을 가졌다.

1일 생방송으로 진행된 과학자와의 현장 대화에서는 미세 플라스틱의 문제를 알아보는 시간을 가졌다. ⓒ 국립중앙과학관

플라스틱의 원료는 석유다. 분별 증류를 통해 원유를 분리해 나프타(naphtha)라는 물질을 만들 수 있다. 나프타는 다양한 플라스틱을 만드는 원료가 된다. 나프타로 폴리에틸린, 폴리프로필렌, 신발이나 타이어의 재료인 합성고무 등이 만들어진다.

정진영 한국생명과학연구원 환경질환연구센터 박사는 “우리가 사용하는 물건 중 플라스틱이 안 들어간 제품은 거의 없다”며 “합성섬유 의류, 마스크, 포장 용기, 칫솔, 합성고무가 들어간 신발이나 타이어 등 모두 플라스틱이라 할 수 있다”라고 설명했다.

이어 “지난 50년 동안 전 세계 플라스틱은 850 톤이 생산됐다. 이중 25억 톤이 사용되고 있고 일부 9%가 재활용되고 있지만 이중 79%가 투기 및 매립되어 있다”라며 플라스틱 폐기물 문제를 제기했다.

미세 플라스틱은 앞으로 인류가 빨리 해결해야 할 환경 문제 중 하나로 심각성이 대두되고 있다. ⓒ 국립중앙과학관

플라스틱 중에서 미세 플라스틱이나 나노 플라스틱은 그 문제성이 더 심각하다. 바다에 버려지는 수많은 플라스틱 쓰레기로 인해 해양생물 오염은 물론 최근에는 채소에서도 미세 플라스틱이 검출되며 생태계가 파괴되고 있다.

미세 플라스틱은 무척추동물에서 척추동물, 포유류, 사람으로 축적되고 있다. 미세 플라스틱, 나노 플라스틱은 생물에 어떤 영향을 미칠까.

정 박사는 “아직 인체에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 많은 연구가 나오지는 않았다”면서도 “나노 플라스틱에 노출된 제브라피시의 실험을 통해 제브라피시의 미토콘드리아가 정상 모양에 비해 변형되고 손상된 것이 밝혀졌다”며 나노 플라스틱의 해악성을 지적했다.

이처럼 플라스틱에 의한 환경오염 문제가 심각해지면서 최근에는 빨리 분해가 되는 바이오 플라스틱이나 기존의 플라스틱 제품을 대체할 수 있는 친환경 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.

식당이나 카페에는 옥수수나 해초로 만들어진 친환경 빨대나 종이 빨대가 사용되고 상점에서도 옥수수 전분으로 만든 봉투가 제공되고 있다. 최근에는 80일 만에 분해되는 바이오 플라스틱이 개발되기도 했다.

현장에서는 미세 플라스틱 섭취를 줄일 수 있는 방법이 무엇인지 물어보는 질문이 나왔다.

정 박사는 “우리가 미세 플라스틱을 섭취하지 않기 위해서는 먼저 큰 플라스틱 쓰레기를 줄이는 것부터 시작해야 한다”며 “플라스틱 쓰레기들이 바다로 투기되지 않도록 하고 기존에 바다에 떠다니는 수많은 플라스틱 쓰레기도 수거하는 노력이 동시에 이뤄져야 할 것”이라고 대안을 제시했다.

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