일상생활 속에서 발견하는 나노기술

과학꿈나무의 궁금증 해결

교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 주최하고 부산광역시교육청, 부산과학기술협의회 등이 주관하는 ‘금요일에 과학터치’가 지난 7일 부산광역시교육청 수학과학창의체험관 궁리마루에서 열렸다.

금요일에 과학터치는 국민의 세금으로 연구된 국가연구개발사업의 성과를 소개하고 유익한 지식을 공유하기 위해 마련됐다. 지난 2007년부터 매주 금요일마다 부산, 서울, 대전, 광주, 대구에서 열리고 있다.

도입 강연을 맡은 문종태 동삼초등학교 교사는 ‘재미있는 과학 발명놀이’라는 주제로 학생들의 발명 참여의식을 고취했다. 발명에 접근하는 간단한 방법 4가지를 알려주고, 제33회 전국 학생 과학발명품 경진대회에서 수상한 발명품을 소개했다.

▲ 부산 궁리마루에서 열린 ‘금요일에 과학터치’에서 문종태 동산초등학교 교사가 두꺼운 종이와 얇은 나무막대기를 이용해 학생들에게 헬리콥터의 원리를 설명하고 있다. ⓒ권시연


발명 기법 첫 번째는 ‘빼기도 발명’이라는 것. 문 교사가 기존에 있는 물건에서 무엇인가를 뺀 것이 발명품이 된 사례를 묻자 초등학생이 “지금 선생님이 쓰고 계신 무선마이크요”라고 답해 강연장을 웃음바다로 만들었다.

이어 그는 냉장고와 냉동실을 결합한 것은 더하기도 발명이 될 수 있다는 점을 보여주는 대표적인 사례라고 했다. 크게 혹은 작게 만들어 보는 것도 발명에 접근하는 방법이라고 일러줬다.

또한 아이디어를 차용한 것도 발명이 될 수 있다며 일명 찍찍이라고 불리는 ‘벨크로(Velcro)’를 활용한 놀이기구 캐치볼을 떠올려보라고 주문했다. 그는 “아이디어가 발명으로 이어져 엄청난 파급력을 가진 제품으로 만들어지는 것이 놀랍지 않냐”고 말하며 학생들의 흥미를 이끌어 냈다.

과학발명품 수상작인 ‘정확한 원과 직선 오리기가 가능한 우드락 열선 커트기’는 우드락을 자를 때 원과 직선을 오리기 어렵다는 점을 해결하기 위해 만든 것. 아이디어만 있으면 플라스틱, 컴퍼스, 송곳 등 손쉽게 구할 수 있는 재료를 이용해 누구나 발명품을 만들 수 있다고 강조했다.

연잎에서 배우는 나노기술

황윤회 부산대학교 나노소재공학과 교수는 ‘나노 과학에 의해 달라지는 우리들의 세상’이라는 주제로 본 강연을 했다. 나노의 기본개념, 나노기술 활용 범위, 자연과 영화 속에서 발견하는 나노기술 등에 대해 설명했다.

나노과학기술은 수 나노미터(nm)에서 수백 나노미터 크기의 물질을 연구하고 이러한 나노미터 스케일의 물질을 기초로 해서 우리 실생활에 유용한 소재, 소자, 시스템을 만드는 기술이다.

생명공학(나노 바이오센서, 나노 생체 로봇), 운송(초경량, 고강도 자동차와 항공기), 정보기술(테라스토리지, 자기 메모리 양자 컴퓨터) 등 나노기술의 파급효과는 크다. 황 교수는 “메타물질을 이용한 투명망토가 개발돼 영화가 현실이 되는 일이 멀지 않았다”고 말했다.

▲ 부산과학기술협의회가 주관한 ‘금요일에 과학터치’에서 강연한 황윤회 부산대학교 나노소재공학과 교수가 학생들의 질문에 답하고 있다. ⓒ권시연


이어 그는 “나노기술은 연잎, 남미에서 서식하는 모포나비, 공작새 깃털 속에서도 살펴볼 수 있다. 연잎에 떨어지는 물이 마치 유리판 위의 구슬처럼 잎을 적시지 못하고 흘러내려 가는 현상을 ‘연잎 효과(Lolus Effect)’라고 한다”고 말했다.

연잎의 이러한 특이한 현상을 알아보기 위해 잎을 현미경으로 확대시켜 보면, 눈으로 봤을 때는 매끄러워 보이는 잎의 표면에 티끌보다 작은 솜털, 즉 나노 돌기가 덮여있는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 연잎 효과란 잎이 나노 돌기로 덮여있어서 초소수성을 띄기 때문에 생기는 현상인 것이다.

황 교수는 “연잎 효과를 응용한 로토산(Lotusan)이라는 이름의 페인트를 칠한 건물은 비가 오면 먼지가 제거돼 항상 청결함을 유지할 수 있다”고 나노기술의 활용된 사례를 말했다.

1년 6개월 동안 금요일에 과학터치에서 이뤄지는 강연을 빠짐없이 들었다는 최한(학사초 6) 학생은 “버킷볼(C60), 탄소나노튜브와 같은 물질개발에 관심이 있다. 처음에는 막연하게 화학에 관심이 있었는데 점차 분야가 세분화됐다”고 말했다.

이성엽(부산금양초 6) 학생은 ‘그래핀(Graphene)’에 관심이 많다. 지난 2월 30일 이효영 성균대학교 교수가 ‘휘어지는 메모리 그래핀 소자’라는 주제로 강연했을 때는 직접 서울까지 찾아가 금요일에 과학터치를 듣는 열의를 보였다.

한편 금요일에 과학터치가 열리는 ‘수학과학창의체험관 궁리마루’는 학생들이 수학과 과학을 놀이와 체험으로 익힐 수 있도록 부산광역시교육청이 터전을 마련하고 부산과학기술협의회 CTO(최고기술경영자)평의회와 부산광역시가 후원하여 만든 열린 광장이다.

수학체험관, 과학체험관, 체험(탐구)교실, 부산스마트교육체험관으로 이뤄졌다. 궁리 창의·탐구교실과 과학반·영재반 탐구교실, 이공계 진로교육 등을 진행하며, 부산지역 아동복지시설을 대상으로 한 ‘꿈을 찾아 떠나는 궁리 원정대’도 운영하고 있다.

부산스마트교육체험관은 교육의 새로운 패러다임인 스마트교육이 학교 현장에서 어떻게 펼쳐질지에 대해 이해하고 배울 수 있는 상시체험관이다. 스마트교육은 정보통신기술과 이를 기반으로 한 네트워크 자원을 학교교육에 효과적으로 활용한 것을 말한다.

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