과학 중 특히 학생들이 관심을 갖는 분야는 자동차와 생명공학이다. 생명공학은 최근 나노기술과 더불어 학생들의 호기심을 자극하고 있으며 SF 영화 등에서도 인체의 신비를 다루는 작품들이 많아 학생들의 관심이 자연스럽게 연결되고 있으며, 자동차의 경우 여학생보다 남학생들 사이에서 특히 인기가 높다.


지난 24일 진행된 ‘금요일에 과학터치’에는 이 두 분야의 수업이 모두 진행됐다. 도입강연 시간에는 ‘생활 속의 유전학’이, 본 강연에는 미래자동차에 대한 강의가 이뤄졌다.

세포, 무엇으로 이뤄져 있을까?

이날 도입 강연에는 괴정고등학교 남미숙 교사가 ‘생활 속의 유전학’을 주제로 세포와 현미경 등에 대해 설명했다. 유전학에 접근하기 위해서는 가장 먼저 ‘세포(cell)’에 대해 알아볼 필요가 있다. 사람의 인체를 이루는 가장 작은 단위가 세포인만큼, 이에 대한 이해가 필수인 것이다.

남미숙 교사는 학생들에게 “세포를 처음 발견했을 당시, 과학자가 코르크를 관찰하다가 방처럼 생긴 구조를 보았기 때문에 ‘cell’이라는 단어가 나오게 됐다”며 “당시 발견한 코르크 세포는 살아 있는 게 아니었다. 남아 있는 세포벽만 본 것이다. 때문에 세포벽이 방처럼 보여서 ‘cell’로 명명하게 됐다”며 세포(cell)라는 단어가 나오게 된 계기를 언급했다.

세포를 관찰할 때 필수 준비물이 현미경인만큼, 이날 수업에는 광학현미경과 전자현미경에 대한 설명도 이어졌다. 광학현미경은 1590년 네덜란드의 얀센 부자(Janssen, H.)에 의해 발명, 가시광선을 이용해 시료를 확대해 사물을 관찰할 수 있는 방식이다. 당시 최대 3천 배 정도 사물을 확대할 수 있었으며 대물렌즈와 대안렌즈를 이용했다.

이후 1931년 독일 루스카가 전자선을 이용한 전자현미경을 발명, 바이러스와 DNA 같은 미세 구조물 관찰이 가능케 됐다. 광학 현미경과 배율을 비교하면 전자현미경은 30만배에서 100만배까지 확대해 볼 수 있을 정도로 기술이 발전했다.

현미경에는 투과전자현미경과 주사전자현미경, 두 종류가 있다. 전자는 표본을 얇게 자른 후 전자선을 투과시켜 상을 맺게 하는 방식이고, 후자는 전자선을 쏘아 반사되는 전자선에 의해 상을 맺게 하는 원리를 사용한 것이다. 이에 따라 투과전자현미경보다 더욱 입체적인 상을 얻을 수 있다.

남미숙 교사는 “현미경을 통해 관찰할 수 있는 세포는 모양과 크기가 매우 다양하다”며 세포의 종류와 다양성에 대해 설명을 이어갔고, 세포와 현미경에 대한 설명 이후, 학생들은 세포를 이루는 구성 물질에 대해 직접 종이를 잘라 붙이며 학습하는 시간을 가졌다. 핵과 리보솜, 소포체, 골지체, 미토콘드리아, 리소좀 등을 직접 가위로 잘라 붙이며 세포에 대한 기본적 이해를 가질 수 있었다.

이날 수업을 들은 한 학생은 “우리 세포 안에 이렇게 다양한 물질이 있다는 게 신기했다”며 “현미경으로 세포를 보는 것도 신기한 경험이었다”고 했다.

미래에 만나게 될 ‘스마트 카’

본강연에서는 한양대학교 선우명호 미래자동차공학과 교수가 ‘컴퓨터로 움직이는 미래자동차’라는 주제로 스마트 카에 대해 설명했다.

자동차의 역사와 구조에 대한 이야기로 운을 뗀 선우 교수는 “미래자동차는 친환경적이고 안전성과 편리성을 제공하는 첨단자동차로 발전하고 있다”며 “이를 위해 자동차에는 수많은 컴퓨터 제어장치가 적용되고 있다. 그 수 또한 빠르게 증가하고 있어 최고급 승용차의 경우 현재 130여 개의 컴퓨터 제어장치가 적용된다”고 언급했다.

자동차의 경우 다른 산업과 달리 세 가지 규제를 만족시켜야 한다. 첫 번째가 환경이며 두 번째는 에너지, 세 번째는 안전이다. 인체에 유해하지 않아야 하며 에너지를 많이 소모하면 안 되고, 60km 이내에서 정면충돌을 하더라도 승차한 사람이 사망하면 안 된다.

특히 이 중 환경에 대한 규제는 점점 강화되고 있는 추세로, 이러한 사회적 흐름으로 인해 자동차를 생산하는 기업은 친환경 스마트 카를 개발하는 데 주력하고 있다. 스마트 카는 교통사고를 획기적으로 줄일 수 있어 앞으로 매우 각광받는 산업이다.

21세기 정보화 시대 키워드가 네트워크인 만큼 첨단 스마트카 역시 네트워크 기반의 컴퓨터 제어장치를 갖고 있다. 이러한 제어장치는 자동차를 위한 많은 정보를 공유할 수 있도록 하는 차세대 핵심기술이기도 하다.

선우 교수는 “가까운 미래에는 차량 내부와 외부의 통신 네트워크를 통해 자동차 내에서 외부의 정보를 실시간을 받을 수 있을 것”이라며 “자동차 상태를 외부에서 확인하는 것도 가능해질 것이다. 컴퓨터 제어기술의 발전은 자동차 주행과 안전성을 향상시킬 것”이라고 언급했다.

이러한 설명 이후, 선우 교수는 국내 자율주행자동차 대회에서 우승한 한양대학교의 A1을 소개한 뒤, 자율주행자동차가 주행하는 원리와 필요한 기술 등에 대해 상세한 설명을 이어나갔다.

이날 강의를 접한 정재영(전민초, 3년) 학생은 “자동차 대회에서 사람의 도움 없이도 스스로 길을 찾아가는 모습이 정말 신기했다”며 “자동차에 관심이 많다. 공부를 해서 대학교 졸업한 뒤 자동차 회사에 들어가고 싶다”며 장래희망을 밝히기도 했다.

자녀와 함께 수업을 찾은 이강희(대전 유성구) 학부모는 “교수님께서 학생들의 초점에 맞춰 설명을 잘 해주셨다. 아이의 진로선택에도 도움이 된다. 이런 학과도 있었다는 점에서 아이도 매우 놀라워하는 것 같았다”며 만족감을 드러냈다.

강의를 통해 국내 핵심사업인 자동차 산업에서 훌륭한 인재가 배출되기를 기대해본다.