미스테리 끄새

youtu.be/lc7-QBJq23A 인간은 확대현상을 발견하면서 큰 것에서 작은 것으로, 작은 것에서 더 작은 것으로 관심의 영역을 확대했다. 이 호기심은 인간의 눈으로 볼 수 있는 영역보다 한참 아래인 10억분의 1이라는 나노 세계에까지 이르렀다. 이 나노 세계를 주도하고 있는 원자현미경은 기존의 현미경과 차원이 다르다. 단순히 물질을 보는 것으로 그치는 것이 아니라 나노 세계를 조작할 수 있기 때문이다. 나노 세계는 광학현미경을 이용하더라도 우리 눈으로는 직접 볼 수 없다. 가시광선의 파장은 400-700nm로 이 이하의 간격으로 존재하는 물체는 우리 눈으로 구분할 수가 없다. 즉 나노 단위로 내려가면 빛 자체가 점과 점 사이를 구분해주지 못하기 때문에 광학현미경을 이용해 아무리 확대를 해도 한 덩..

youtu.be/uiPqVxrCe4Y 전자현미경은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)과 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope)의 2종류가 있다. 투과전자현미경은 높은 진공으로 가속된 전자빔을 물체를 투과시켜 이를 형광판에 비추거나 사진으로 찍어 관찰한다. 따라서 물체의 단면을 볼 수 있다. 예를 들어 세포 내 소기관의 단면도 같은 사진은 바로 투과전자현미경의 작품이다. 투과전자현미경은 빛을 물체에 투과시켜 물체를 관찰하는 광학현미경과 원리가 비슷하다. 그러나 광학현미경이 약 1천배까지 확대할 수 있는데 비해 투과전자현미경은 1백만 배 확대 가능하다. 투과전자현미경의 전자총에서 발사된 전자빔은 수백kV의 전압으로 가속돼 에너지를 얻어 전자..

youtu.be/LSg6hWVGjRc 레벤후크에 의해 제1세대 현미경인 광학현미경이 출현하자 세상이 바뀌기 시작했다. 당시까지 상상하지 못했던 미지의 세계가 알려지지 시작했고 이것이 오늘날 생명과학의 기초를 마련해주었다. 레벤후크가 만든 현미경의 렌즈 크기는 3밀리미터 정도의 작은 것으로 금, 은, 동판에 끼웠지만 최소 50배에서 최고 300배까지의 배율을 가진 획기적인 현미경으로 현대 학자들은 단순현미경에 사용된 고배율렌즈의 심각한 결함인 구면수차를 어떻게 극복했는지 의문을 던질 정도이다. 17세기를 지나면서 생물체 연구에 현미경 사용은 필수가 되었고 19세기 중반에 이르러서는 새로운 현미경 연구의 시대가 열렸다. 이탈리아의 광학자 아미시 교수에 의해 1827년 현미경렌즈에 나타나는 왜곡된 색상을 잡아..

youtu.be/-9wWTWUwgb8 서양의학은 일반적으로 특정 질병에 걸릴 경우 그 병을 치료할 수 있는 약이나 수술 등 치료 방법을 찾는 것이라고 볼 수 있다. 그런데 양약의 장점이라고 볼 수 있는 특정 질병에 맞는 특정 약을 사용하는 것이 좋다는 결론에 도달하기 위해서는 그 질병에 대한 지식이 쌓여있어야 한다. 전 세계에 있는 많은 학자들이 신종 질병이 태어날 때마다 신약 개발에 총력전을 벌이는 것도 그 때문이다. 사실상 예로부터 사람들은 질병에 걸리지 않고 장수하면서, 자식을 많이 낳는 것을 행복한 삶이라고 생각했다. 여기에 ‘남부럽지 않게 쓸 수 있는 재산이 있으면 더 좋다’는 것은 두 말할 필요도 없다. 그러나 가장 중요한 것을 한 가지만을 꼽으라면 아마도 거의 모두 건강을 선택할 것이다. 재..

youtu.be/RxXQJOU-N0o 풀러렌이 노벨상화학상을 받은 후 탄소나노튜브, 그래핀이 이어서 발견되었다. 그래핀과 탄소나노튜브가 워낙 많은 장점을 갖고 있으므로 이 두 분야에서 연구한 과학자가 노벨상을 수상할 것이라는 것은 상식이나 마찬가지로 알려졌다. 이런 예상은 틀리지 않아 2010년도 노벨 물리학상은 흑연으로부터 그래핀을 분리해 내는 데에 성공한 러시아 출신의 물리학자 안드레 가임(Andre K. Geim)과 콘스탄틴 노보셀로프(Konstantin S. Novoselov)에게 돌아갔다. 이들이 그래핀으로 노벨상을 수상한 것은 세상에서 가장 얇은 물질을 발견했기 때문이다. 그래핀의 두께는 0.35nm(나노미터)로, 고작 원자 한 층 밖에 안 되는 두께다. 10억분의 1m 두께인 1nm에 그래핀..

youtu.be/p0ObGNe6Jro 풀러렌이 발견된지 얼마 지나지 않아 탄소 원자들이 한 방향으로 길게 결합되어 마치 원통 기둥 모양을 한 탄소 동소체가 발견되었다. 6각형의 수십 Å밖에 지나지 않는 나노튜브가 그것이다. 이것은 탄소 나노튜브로 모양은 우리 선조들이 삼복 더위에 사용한 대나무로 만든 죽부인의 모양과 유사하다. 1991년에 일본의 이지마 박사는 풀러렌을 전자현미경으로 관찰하다가 우연히 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소구조가 존재한다는 것을 발견했다. 이 대롱 표면에는 탄소 원자들이 벌집 모양으로 배열되어 있었고, 지름은 약 10억 분의 1미터 정도인 나노의 크기였다. 이지마 박사가 발견한 탄소 나노튜브의 특성은 크게 두 가지로 하나는 가느다람에도 불구하고 탄소 원자 사이의 결합이 실리콘보다 훨..

youtu.be/dVaSiyjqy4E CCD는 빛의 과다만 알 수 있으므로 만들어지는 이미지는 흑백이다. 그럼에도 불구하고 디카는 천연색 화면을 보여준다. 이는 CCD위에 적색, 녹색, 청색 삼원색 필터를 씌우면 사물의 색깔을 재현할 수 있기 때문이다. 녹색, 청색 필터를 씌운 CCD에서 적색 빛의 정보를 파악할 수 있는 방법은 주변 적색 필터 CCD의 값에서 추정한다. 즉 적색 필터를 씌운 하나의 CCD에 빛이 100만큼 들어오고 인접한 적색 CCD에서 200만큼 들어왔다면 그 사이에 있는 녹색 및 청색 CCD에는 적색 빛이 주변의 평균값인 150만큼 들어왔다고 계산한다. 이는 어떤 추정 알고리즘을 사용하는지에 따라 사진의 질이 달라질 수 있다는 뜻이다. 이런 문제를 해소하는 방법으로 한 화소에 CCD..

youtu.be/SNjD7pMu2DM 디지털 카메라 즉 디카의 기본인 CCD(Charge Coupled Device · 전하결합소자)를 개발한 두 사람이 2009년 노벨물리학상을 수상하여 세계인들을 놀라게 했다. 2009년 노벨물리학상의 주인공은 영국 스탠더드텔레콤의 찰스 가오 박사와 미국 벨연구소의 윌러드 보일 박사, 조지 스미스 박사 등 세 명이다. 디카의 노벨상 수상으로 세계를 더욱 놀라게 한 것은 디카의 등장으로 거대 공룡 그룹인 코닥사가 퇴출되었다는 점이다. 그런데 지구인들에게 충격을 준 것은 코닥사가 디카를 세계에서 제일 먼저 개발했다는 점이다. 그럼에도 불구하고 코닥사가 몰락한 것은 코닥사의 정책자들이 디카의 등장을 방해하면서 카메라 필름 보급을 적극 추진했다는 점이다. 비즈니스 측면에서 세..

youtu.be/wAcLB-MAqtM 톰슨의 해저케이블은 1895년 이탈리아의 G.마르코니가 무선통신에 성공한 이래로 급전직하한다. 특히 1920년대의 장거리통신은 해저케이블에서 저주파·고주파 무선통신으로 바뀌었다. 해저케이블은 더 이상 진척을 보지 못하고 1924년의 대서양횡단 케이블을 마지막으로 해저 전신케이블의 시대는 막을 접었다. 그런데 제2차 세계대전이 끝난 후 각 국가간 활발한 문화교류와 무역활동이 재개되어 국제 통신서비스의 수요가 급증했다. 그러자 당시의 무선통신이 가지고 있던 여러 가지 단점들이 제기되었는데 특히 사용 가능한 주파수가 부족하여 어떤 대안이 필요했다. 이에 등장한 것이 해저 전화케이블이다. 완전 폐기된 상태에서 극적으로 되살아난 해저케이블은 1956년 미국과 영국 간을 잇는 ..

youtu.be/P4t_rkAzDBE 현대를 살고 있는 많은 사람들이 놀라는 것은 현재 전 세계 국제전화와 인터넷의 해외 연결망 트래픽의 약 90% 이상을 해저 광케이블이 책임지고 있다는 점이다. 우주에 수많은 인공위성이 떠 있으므로 대부분 이를 통해 인터넷을 사용하는 것으로 알고 있다. 그런데 인공위성 트래픽이 1%도 채 되지 않은 것은 속도가 느려 핑(지연시간)이 중요한 게임 같은 건 꿈도 못 꾸기 때문이다. 그래도 기지국이 없는 곳을 통과하는 선박이나 항공기, 극지방 등에서는 어쩔 수 없이 사용해야 하기 때문에 이들 자체의 효용도가 사라지는 것은 아니지만 앞으로도 해저케이블이 인공위성을 능가할 것임은 물론이다. 여하튼 2018년 기준 전 세계의 해저 케이블 트래픽 총 용량은 1,500Tbps, 20..