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담배꽁초, 아무 데나 버리는 순간 생태계가 멈춘다

 

담배꽁초 독성 수생생물에 치명적, 육상생물에게도 위험

담배꽁초 독성 연구 36건 모두 '생태계에 치명적 피해'로 결론

기사원문은 인터넷 과학신문 '사이언스타임즈'에서 확인할 수 있습니다. ▶ https://bit.ly/3oMbPvi

 

담배꽁초, 아무 데나 버리는 순간 생태계가 멈춘다 – Sciencetimes

 

www.sciencetimes.co.kr

 


세계질병부담(The Global Burden of Diseases)에 의하면 2019년 기준으로 11억 3,000만 명 흡연자가 7조 4,100억 개비의 담배를 소비했다. 그중 4분의 3분량의 담배꽁초가 버려졌다. 버려진 담배꽁초는 하수구를 통해 강, 호수, 바다 등으로 흘러간다.

 

2006년부터 현재까지 발표된 36건의 담배꽁초의 독성과 관련한 논문은 생태계에 심각한 상황을 알리고 있다. ⓒ게티이미지뱅크

 

꽁초는 타다 남은 담뱃잎, 담배 섬유, 필터 등으로 구성됐다. 필터 소재는 ‘셀룰로스 아세테이트(Cellulose acetate)’의 극세사 다발로 포장됐다. 셀룰로스 아세테이트는 목재, 목화씨 등 식물에서 유래한 재료로 제조되는 미세플라스틱이다. 분해에 걸리는 시간은 14년. 온도, 습기, 가열된 질소 함량 조건이 미생물 분해를 어렵게 만든다.

문제는 담배꽁초가 물에 닿았을 때 유독물질과 섞여 나오는 침출수다. 여기에는 인체나 환경에 심각한 오염원인 다환방향족탄화수소(PAH), 니코틴과 폼알데하이드, 사이안화수소, 비소와 카드뮴, 휘발성 유기물질이 포함됐다.

미국식품의약국(FDA)에 의하면 98개의 담배꽁초 침출수에 포함된 화학물질 중 1/3은 매우 유독하고 10%는 급성 및 만성 독성을 나타냈다.

영국 앵글리알러스킨대학교 생명과학부 연구진은 국제학술지 ‘생태와 진화 경향(Trends in Ecology & Evolution)’을 통해 지금까지 여러 과학자가 발표한 연구를 증거 삼아 담배꽁초의 독성에 관한 심각성을 알렸다.

담배꽁초 4개 이상이면 수생 생물에게 치명적 독성

2006년 이후 현재까지 담배꽁초가 생태계에 미치는 생태독성학 관련 연구논문은 총 36건이 발표됐다. 꽁초에서 물과 섞여 나오는 침출수 영향이 커 육상보다는 수생생태계에 관한 연구가 더 많다. 육상 생태계는 담배꽁초 독성물질의 전파속도가 상대적으로 느리기 때문이다.

침출수의 독성은 어느 정도일까. 수생 생물에게는 거의 치명적이라는 것이 연구자 대다수의 공통된 결론이다.

 

담배꽁초가 세 종의 유공충에게 피해를 주는 침출수 농도 비율. Rosalina globularis (파란색), Quinqueloculina spp. (빨간색) 및 Textularia agglutinans (녹색) ⓒ해양 환경 연구(Marine Environmental Research)╷프란체스카 카리디(FrancescaCaridi) 외╷doi-org-ssl.openlink.khu.ac.kr/10.1016/j.marenvres.2020.105150

 

다 핀 담배꽁초의 평균 무게는 약 310㎎. 가장 민감하다는 물벼룩류(Ceriodaphnia dubia)의 LC50(실험 생물 50%를 사망시키는 독성물질 농도)은 48시간 기준으로 꽁초의 침출수 0.125~0.25㎎ 정도다. 원생생물인 유공충은 48시간 기준으로 리터당 4개 꽁초 이상에서 나온 침출수가 껍질 생성을 떨어뜨리거나 사망하게 했다.

또, 유공충보다 큰 이매패류의 경우 꽁초의 침출수에 영향을 받아 식세포 활성이 현저히 떨어지고, 정상일 때보다 굴을 얕게 팠다. 얼룩말홍합(Dreissena polymorpha), 편형동물인 폴리셀리스 니그라(Polycelis nigra), 플라노비스(Planorbis planorbis) 달팽이, 비티니아 텐타쿨라타(Bithynia tentaculata) 달팽이 등은 5개 분량의 담배꽁초 침출수가 담긴 물에서 48시간 이내에 40~60%가 죽었다. 72시간이 지나자 거의 움직이지 않았다.

수생 척추동물을 대상으로 한 실험에서도 결과는 마찬가지다. 미국 세인드사비에대학교에서 아프리카 발톱개구리(Xenopus laevis) 올챙이를 대상으로 실험한 결과, 올챙이 480마리 중 56마리가 죽었다. 남은 마리 중 4%는 기형을 나타냈다.

 

토양에 존재하는 니코틴은 식물에 흡수되어 잔류하는 것으로 나타났다. ⓒ환경오염(Environmental Pollution)╷더크셀마(Dirk Selmar) 외╷doi.org/10.1016/j.envpol.2018.01.113

 

수생생태계에 비교해 논문 수는 적지만 육상 생물에게도 안전하지는 않다. 담배꽁초가 식물에 위협적인 이유는 담배꽁초의 남은 니코틴이 토양으로 흡수되기 때문이다.

독일 브라운슈바이크 식물생물학연구소에서 이뤄진 실험은 충격이다. 담배꽁초가 들어있는 10㎡ 면적에 고수와 파슬리를 재배한 결과 니코틴 섭취 기준 함량(0.05㎎/g)을 초과한 17㎎, 4㎎이 각각 검출됐다. 각각 300배와 80배 이상 증가한 수치다. 꽁초 개수가 많을수록 니코틴의 함량도 높았다.

문제는 식물을 먹는 곤충, 포유류, 그리고 인간으로 이어지는 연쇄적인 먹이 그물을 고려할 때 심각하다는 점이다. 몇몇 실험에서 잠두, 양파, 등 채소류와 호밀, 토끼풀의 종자 발아를 떨어뜨렸다.

육상 척추동물 피해에 관한 연구는 현재까지 단 3건이 보고됐다. 담배꽁초 침출수에 노출된 쥐를 고양이와 함께 두었을 때 안전한 장소로 이동하는 ‘회피행동’ 능력이 떨어졌다.

브라질 고이아노 생명과학 연구소 연구진은 “담배꽁초에서 발견되는 물질이 시상하부와 뇌하수체, 부신의 기능적 불균형을 만들어 코르티코스테론과 같은 호르몬에 직접적인 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다.

 

집핀치새 새끼. 최근 연구에 따르면 어미새가 둥지 재료 일부를 담배꽁초를 사용해 부화한 새끼에게 의도치 않게 독성을 전달하는 것으로 알려진다.ⓒ캘리티그(Kelly Teague)╷위키미디어코먼즈

 

또, 집핀치새(또는 집양진이, Carpodacus mexicanus)는 둥지를 만드는 재료 일부로 담배꽁초를 사용하는 행동을 나타냈다. 둥지에 담배꽁초의 비율이 증가하면서 핀치새 새끼가 장기적인 니코틴 독성피해를 입을 가능성이 높은 상황이다. 새끼는 신진대사가 빨라 섭취 시 화학물질을 더 빨리 흡수한다는 것이 생물학자들의 설명이다.

불 꺼진 담배꽁초, 5년이 지나도 독성 남아

버려진 담배꽁초가 오래되면 독성이 줄어들까. 지난해 이탈리아 나폴리페데리코대 농업과학부 연구진의 담배꽁초 분해 관련 실험에서 30일간 전체 질량의 약 15%가 줄고, 이후 2년 동안 천천히 분해됐다.

꽁초가 탈아세틸화되지 않아 미생물에 의한 분해가 거의 이뤄지지 않는다는 것이다. 생태에 대한 독성은 흡연 직후 꽁초가 가장 높았지만, 5년이 지난 담배꽁초의 침출수를 담수 미세조류에 떨어뜨리니 여전히 유독했다.

담배꽁초의 이런 독성 효과를 역이용하려는 연구도 있다. 뎅기열의 매개곤충인 이집트숲모기(Aedes aegypti), 말라리아모기를 감염시키는 말라리아기생충(Plasmodium falciparum)에 대한 방제 효과다.

특히, 담배꽁초 추출물과 은(Ag) 나노구조를 합성한 물질이 말라리아기생충의 부화율을 감소시키는 것으로 나타났다. 하지만 최근 이런 살충제가 오히려 모기 유충에게 살충제 내성을 갖게 한다는 연구보고서도 발표된 바 있다.

36개의 관련 연구논문을 종합하면 플라스틱 필터, 재, 담배 잔여물, 필터의 극세사, 침출수 모두가 환경으로 유입된다는 사실이다. 문제는 침출수만으로도 생태계에 치명적이라는 점이다. 또한, 아직 여러 생물을 대상으로 실험이 이뤄지지 않았지만, 결과는 뻔할 것이라는 예상이다.

< 출처 : 과학기술정보통신부 > 

:
Posted by sukji

 

연세대 총장이 예언하는 포스트 코로나 대학 교육은

 

대면·비대면 수업 장점만 합쳐
캠퍼스 구분없이 온라인 수업
16개 대학과 강의 협약 논의
대학도 효율적 재정운용 가능

연세대 수업 플랫폼 `런어스`
주제별로 교육영상 모두 올려
일반 대중에도 강의 내용 공개
교육 공백·양극화 해소 역할도

 


지난 11일 울긋불긋 단풍으로 늦가을 정취가 물씬 묻어나는 연세대 본관 앞에서 서승환 연세대 총장이 활짝 웃고 있다.

 

"코로나19가 끝나더라도 대학교육은 종전처럼 돌아갈 수 없을 겁니다. 온라인 수업과 대면 수업의 장점을 섞은 '혼합형 학습(블렌디드 러닝·blended learning)'이 대세를 이룰 겁니다. 중세 시대부터 내려온 대학교육 방식이 혁명적으로 바뀌는 것이죠." 지난 11일 서울 서대문구에 위치한 연세대학교 총장실. 서승환 연세대 총장(65)은 자리에 앉자마자 앞으로 온라인과 오프라인 융·복합 학습 시대가 열릴 것이라고 말문을 열었다. 대학은 이 같은 시대 흐름에 맞춰 교육 혁신해야 한다고 열변을 토했다. 서 총장은 '혼합형 학습'을 위해 이미 여러 개의 강의동 일부를 온라인 콘텐츠 제작을 위한 스튜디오로 개조했고, 국내외 대학교들과 온라인 강의에 대한 공동협약을 맺었다고 소개했다.

혼합형 학습은 이미 10여 년 전부터 세계 주요 대학에서 연구와 수업이 진행돼온 학습 방법이다. 국내 대학에선 진척이 없었는데 코로나19로 인해 오히려 강제적으로 실시되면서 '포스트 코로나 시대' 주된 교육 방식이 됐다는 것이다. 서 총장은 이 같은 흐름에 맞춰 지난 9월 연세대가 개발한 지식 공유 플랫폼인 '런어스(LearnUs)'를 공개했다. 국내 고등교육기관으로는 처음으로 일반인에게 공개한 온라인 교육 플랫폼이다. 혼합형 학습이 대학교육의 미래를 바꿀 것이라는 서 총장에게 구체적인 미래상을 들어봤다.

― 단계적 일상 회복으로 '위드 코로나'에 접어들었는데, 대학교육은 정상화되는 것인가.

▷대학교육의 정상화라는 표현은 어울리지 않는다. 전면 대면 교육이 정상화인가. 이미 온라인 학습을 경험한 대학과 교수, 학생들은 종전의 교육 형태로 돌아가기 어렵다. 대신 혼합형 학습의 일반화가 상당히 이뤄질 것이라고 본다. 예를 들어 '2+1 교육'이라고 한다면 2시간은 온라인으로 듣고 1시간은 대면 수업을 하는 것이다. 3시간짜리 강의라면 2시간은 우리 대학 교수와 다른 대학 교수가 전문 영역에 맞춰 온라인 강의를 하고 1시간은 대학별로 대면 수업을 하는 방식도 가능하다. 학점은 대학이 각자 주면 된다. 연세대는 이를 위해 카이스트, 포스텍, 서강대 등 4개 대학과 공동 강의협약을 맺었으며 16개 대학과도 논의 중이다. 온라인 강의 비중이 늘어나면 강의 공간에 투자하려고 했던 것을 연구나 다른 곳에 투자할 수 있게 돼 대학 재정에도 효율적이다.

― 대면 수업도 불편은 없는데 온라인 강의를 그렇게 강조할 필요가 있나.

▷교육과 관련한 인공지능(AI), 가상현실(VR) 등 기술이 발달했다. 그런 것을 교육에 접목시키고자 하면 기존 오프라인 강의에선 쉽지 않다. AI를 도입해 온라인 강의에 장착할 경우 대면 수업에서는 하지 못한 다양한 수업이 가능하다. 예를 들어 보통 증권 투자 같은 수업은 오프라인 강의만 하면 케이스 스터디로 한 학기에 해봐야 몇 개 못 한다. 이를 AI 프로그램화한다면 증권시장의 모든 데이터를 올려놓고 프로그램 등을 바꿔주면 학생들이 수만 가지 케이스를 한 학기에 다 들을 수 있게 된다. 미국 하버드대와 매사추세츠공대(MIT)의 '에드엑스(edX)', 스탠퍼드대의 '코세라(Coursera)' '유다시티(Udacity)' 등 교육 플랫폼의 중요성을 인식했던 전 세계 대학교는 10여 년 전부터 이런 혼합형 교육을 해왔다. 하지만 우리나라에선 제자리걸음이었다. 코로나19로 이제 혁신할 기회가 온 것이다.

― 국내외에도 '혼합형 학습'에 공감하는 대학들이 많나.

▷대학 경쟁력을 강화하기 위해 해외 석학을 초빙하려면 혼합형 학습 과정에 협약을 맺어서 하면 된다. 이미 코로나19 이후 온라인 공개 수업(MOOC) 플랫폼 역할이 주목받고 있다. 예를 들어 연세대의 온라인 교육 플랫폼 '런어스'의 학위 과정 같은 경우 우리 학교 학생만 이용할 수 있지만, 다른 대학과 협약을 맺으면 런어스에 온라인 강의를 탑재해 함께 이용할 수 있다. 외국의 저명한 교수 강의를 직접 듣고 학점을 받을 수도 있다. 이미 해외 대학과 관련 프로그램을 구상하고 있으며 이르면 내년 2학기부터 시행하려고 한다. 우리 대학을 포함해 미국·유럽·아시아 4개 대학과 협약을 맺었다.

― 혼합형 학습을 위해 대학 측이 준비한 것은 뭔가.

▷ 온라인 강의를 하려면 녹화할 수 있는 스튜디오를 만들어야 한다. 이를 위해 교내에 스튜디오를 수십 개 만들었다. 대표적으로 런어스 오픈 스튜디오도 만들어 9월에 공개했다. 런어스가 사회적으로 의미 있는 것은 학위 과정뿐만 아니라 일반 대중에게 개방돼 이제 누구라도 들어와서 전문 과정과 교양 과정 등을 들을 수 있다는 것이다.

― 온라인 교육 플랫폼 '런어스'의 장점은 무엇인가.

▷연세대는 학부와 대학원 등을 합하면 한 학기에만 8000개 과목이 열린다. 이를 연관 있는 과목끼리 묶어서 100~200개 등으로 모듈화 작업을 하고 있다. 1시간 단위, 30분 단위 등 주제별·키워드별로 쪼개는 것이다. 키워드만 검색하면 관련되는 교육 영상이 쭉 뜨는 것이다. 강의 내용은 콘텐츠검증위원회에서 검증한다. 런어스에는 검증위원회를 통해 강의 내용이 전부 사실이고 믿을 수 있는 정보만 올라오게 된다. 아무 영상이나 올리는 유튜브와 다르다. 활용도는 무궁무진하다. 예를 들어 수능을 마친 고등학생이나 군대에서 제대한 대학생들도 공백기가 몇 달 정도 있다. 대학에서 필요한 지식과 기초적인 내용 등을 런어스가 무료로 제공하면 그 시간을 유용하게 보낼 수 있게 된다. 취업준비생도 마찬가지다. 런어스의 일반 강좌 등 많은 부분을 무료화할 예정이다. 고등교육의 양극화를 이 플랫폼에서 어느 정도 해결할 수 있을 것이다.

송도캠퍼스에 병원·연구소…사이언스파크로 조성


송도에 세계 4번째 IBM 센터
국내 양자컴퓨터 연구 허브로

 

경제학자인 서승환 총장은 모교인 연세대에서 공부하고 여러 보직을 거쳐 2020년 2월 총장까지 오른 '연세대 맨'이다. 경제학부 교수로 재직하던 시절 미시경제학 강의는 명강의로 소문이 자자했다. 연세대를 떠나 외도한 것은 미국 프린스턴대에서 도시경제학 분야 박사 학위를 땄을 때와 2013년 국토교통부 장관을 했을 때다. 그는 특히 연세대 송도 국제캠퍼스를 조성하는 데 큰 역할을 했다. 기획 단계부터 송도건설추진단장, 송도총괄본부장 등을 맡았다. 지금은 총장으로서 2단계 조성 사업을 지휘하고 있다. 송도 캠퍼스에 남다른 애정을 갖지 않을 수 없는 셈이다.

― 송도 국제캠퍼스 건설을 직접 맡은 것으로 알고 있는데.

▷캠퍼스 용지 매립이 덜 됐을 때부터 시작해서 6년 반 동안 초기 작업을 준비했다. 현재 1단계 사업은 완료된 상태다. 1단계 사업은 국제화와 교육에 방점을 찍는 사업이다. 생활 밀착형 전인 교육 시스템인 '레지덴셜 칼리지'를 만들고 국제기구를 유치하는 등 국제화 부문에 신경을 썼다. 2단계 사업은 이제 시작인데 '연세사이언스파크' 등 연구 쪽으로 조성하려고 한다. 송도세브란스병원도 들어서게 되면 산업·학문·연구소·병원 등을 갖추게 된다.

― IBM과 양자컴퓨팅 데이터센터를 설립한다고 들었다.

IBM의 양자컴퓨터가 2023년 송도국제캠퍼스에 오게 된다. 양자컴퓨터 자체가 들어와 센터를 구축하는 사례로는 세계에서 네 번째다. 미국과 독일, 일본 그다음이다. 양자컴퓨터는 응용 분야도 굉장히 많고 국내 기업체나 연구하는 분들의 수요가 꽤 있을 것으로 예상된다. 이를 중심으로 여러 기구가 따라붙게 되는 상황이다. 연세사이언스파크의 주요한 한 축이 될 것이다.

― 국토교통부 장관이 어려운가. 대학 총장이 힘든가.

▷각자 힘든 게 조금 다르다. 전체적으로 보면 장관일 때는 나랏일이라는 점에서 힘들었다. 학교도 규모는 다르지만 내부에서 여전히 이견 같은 것들이 있고 조정하는 과정에서 힘든 것도 마찬가지다. 학교는 특징상 어떤 일을 하다 보면 단독으로 결정하는 것이 불가능하다. 구성원들 의견을 수렴한 다음에 합의안을 도출해서 추진해야 하니까 시간이 오래 걸리는 등 어려움이 있다.

― 교수 재직 시절에는 명강의로 소문이 났었는데.

▷교수는 강의할 때가 제일 행복한 순간이다. 미시경제 강의는 처음 1987년에 발령받았는데, 받을 때하고 최근 강의한 걸 비교해본다. 시험 문제가 어렵긴 똑같지만 요령이 늘었다고 할까. 학생들이 무엇을 원하는지 알게 됐다.

▶▶서 총장은…

△1956년 서울 출생 △서울고등학교 △연세대 경제학과 △연세대 대학원 경제학 석사 △미국 프린스턴대 대학원 박사 △연세대 상경대학 경제학부 교수 △한국응용경제학회장 △연세대 기획실장, 송도건설기획본부장 △연세대 송도총괄본부장, 국제캠퍼스교육원장 △제18대 대통령직인수위원회 경제2분과 인수위원 △국토교통부 장관 △2020년~현재 제19대 연세대 총장

 

 

< 출처 : 매일경제 >

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Posted by sukji

 

출판문화협회 ‘한국에서 가장 아름다운 책’ 10권 선정 

 

 

국제 책 디자인 공모전 ‘세계에서 가장 아름다운 책 2022’에 출품

〈공예-재료와 질감〉

 

〈기록으로 돌아보기〉

 

대한출판문화협회 서울국제도서전은 ‘한국에서 가장 아름다운 책’ 공모전을 개최하여, 올해 수상작 10권을 선정했다고 8일 밝혔다.

 

선정된 도서는 〈공예-재료와 질감〉(출판사 온양민속박물과, 디자이너 포뮬러), 〈기록으로 돌아보기〉(아트선재센터·비주쓰출판사, 전용완), ‘문지 스펙트럼’(문학과지성사, 조슬기), 〈블루노트 컬렉터를 위한 지침〉(고트, 이기준), 〈신묘한 우리 멋〉(안그라픽스, 김민영·안마노), 〈아웃 오브 (콘)텍스트〉(더플로어플랜, 신덕호), 〈자소상 / 트랙터〉(헤적프레스, 박연주), 〈전위와 고전 : 프랑스 상징주의 시 강의〉(수류산방, 박상일), 〈한글생각〉(활자공간, 이용제), 〈Data Composition〉(미디어버스, 김영삼)이다.지난달 14일까지 실시한 공모에는 문학, 사회과학, 에세이, 그림책, 도록, 사진집, 교과서 등 다양한 분야의 도서 164종이 접수됐다. 6명의 출판 및 북 디자인 전문가로 구성된 심사위원회는 2일에 걸친 심사 결과 10권의 책을 선정했다. 심사위원들은 “책의 내용과 형태가 유기적인 관계를 가지고 아름다움을 갖춘 책을 고르기 위해서 노력했다”며 “관행적인 디자인을 넘어서는 도전적인 시도들과, 품위와 편리 사이에서 균형을 잡으려고 애를 쓰는 많은 디자이너와 출판인들의 노력에 감동을 받았다”고 밝혔다.선정작들은 독일 북아트재단과 라이프치히 도서전이 공동운영하는 국제 책 디자인 공모전 ‘세계에서 가장 아름다운 책 2022’에 출품된다. 지난해 선정작 중 〈FEUILLES〉는 올해 ‘세계에서 가장 아름다운 책’의 최고상인 ‘골든 레터’상을 수상한 바 있다.이와 함께 선정작들은 2022 서울국제도서전(6월)과 2022 프랑크푸르트도서전(10월)에서도 특별 기획 전시될 예정이다. 

 

‘문지 스펙트럼’

 

〈블루노트 컬렉터를 위한 지침〉

 

〈신묘한 우리 멋〉 / 390.0951 조71신2  사회과학열람실(3층) 

 

〈아웃 오브 (콘)텍스트〉

〈자소상 / 트렉터〉

 

〈전위와 고전 : 프랑스 상징주의 시 강의〉 / 841.09 황94ㅎ  인문과학열람실(3층)  

 

〈한글생각〉

 

〈Data Composition〉



< 출처 : 한겨레신문 > 

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Posted by sukji

 

 

요즘 가장 핫한 ‘오징어 게임’ 속 숨은 과학! 이렇게 많다고?

 


넷플릭스 드라마 ‘오징어 게임’이 전 세계인의 주목을 받고 있습니다. 전 세계 넷플릭스 1위를 차지하며 그 인기를 증명하고 있는 오징어 게임은 456억 원의 상금을 걸고 456명의 지원자들이 참여하는 서바이벌 게임으로, 최후의 승자를 가리는 극한의 게임에 도전하는 내용입니다. 오징어 게임으로 인해 콘텐츠 강국인 한국의 면모를 전 세계에 드러낼 수 있었고, K-콘텐츠의 위상을 드높였는데요.

콘텐츠 산업은 우리 경제의 신성장동력으로 큰 역할을 하고 있으며 오징어 게임은 세대, 국가, 언어라는 장벽을 허물고 모두가 재밌게 즐길 수 있는 K-컬쳐로 자리 잡았습니다.

 

오징어 게임 속 주인공이 입었던 유니폼으로 다양한 상품이 만들어졌다 ⓒ김은주

 

핼로윈 코스튬으로 오징어 게임 속 진행요원의 유니폼이 인기를 끌었다 ⓒ김은주

 

지난 10월 31일은 핼러윈 데이였는데요. 오징어 게임에 등장하는 참가자, 진행요원, 술래인형을 본떠 만든 코스튬의 판매가 전 세계적으로 이뤄지며 그 인기 또한 실감할 수 있었습니다. 코스튬뿐 아니라 오징어 게임에 나오는 다양한 민속놀이들의 인기도 함께 높아지고 있는데요. 어린 시절 많이 했던 딱지치기, 구슬치기, 달고나 뽑기, 무궁화 꽃이 피었습니다 등 추억을 소환시켜 주는 놀이가 다시금 유행을 일으키고 있습니다.

이러한 인기는 우리나라만의 이야기가 아닌데요. 해외에서도 우리의 놀이를 즐기는 모습을 SNS나 뉴스를 통해 확인할 수 있었습니다.

오징어 게임 속 놀이에 숨어 있는 과학이야기, 알고 나면 더 재밌다

 

오징어 게임에 등장하는 여러 놀이들 속에 과학이론과 원리가 숨어 있다는 것을 아시나요? 놀이에 숨어 있는 과학에는 어떤 것들이 있는지, 원리와 이론을 하나하나 알아가며 그 재미를 더욱 느껴보시기 바랍니다.

 

탄성과 소성의 원리로 딱지치기 해볼까!

 

종이로 만든 딱지를 이용해 딱지치기를 하는 모습 ⓒ국립민속박물관

 

오징어 게임에서 가장 먼저 등장했던 놀이는 딱지치기입니다. 딱지치기는 오징어 게임에 참가 의사를 결정하는 동기부여 게임으로 활용되었는데요. 지금은 딱지의 종류가 재질별, 모양별로 다양하지만, 예전에는 종이를 접어서 만드는 네모 딱지가 주로 놀이로 사용되었습니다. 어린 시절 우리 모두는 딱지치기를 하며 자랐다고 해도 과언이 아닌데요.

놀이 방법은 순서에 따라 바닥에 놓인 딱지를 내리쳐서 넘기는 사람이 이기는 것으로, 딱지의 가운데를 치는 배꼽치기와 비스듬히 치면서 바람을 이용하는 바람치기의 방법 등이 있습니다. 쉽고 간단한 규칙을 가진 딱지치기는 탄성(elastic)과 소성(plastic)의 원리를 이해하면 더욱 잘할 수 있는 게임입니다. 탄성은 힘을 받으면 마치 용수철처럼 원래 모양으로 돌아가는 것을 말하며, 소성이란 원래 모양으로 회복되지 않는 것을 뜻합니다.

 

최근에는 다양한 재질의 딱지가 유행이다 ⓒ국립민속박물관

 

물체의 변형에는 대개 탄성과 소성이 동시에 혼재하는 것을 볼 수 있는데요. 딱지는 종이를 소성 변형시킨 종이 접기의 결과물이지만 딱지치기 게임에서는 탄성을 이용해야 합니다. 상대방의 딱지에 힘을 가하게 되면 용수철처럼 튀어 올라오게 되는데, 탄성의 힘이 딱지를 뒤집게 해주는 것으로 탄성 변형을 시켜야 합니다.

이처럼 딱지의 탄성력을 극대화하기 위해서는 두 딱지의 접합면을 최대로 맞추고 딱지 속에 다른 딱지를 하나 더 넣어서 두툼하게 만들어 탄성력을 증가하는 방법을 쓰기도 합니다. 딱지치기 게임은 종이라는 고분자 물질의 탄성과 소성의 특성을 적절하게 이용한 첨단 재료 공학의 산물이라고 할 수 있습니다.

응력 집중으로 달고나 뽑기 성공!

 

달고나 뽑기는 찍힌 모양을 모양 그대로 뽑아내는 놀이다 ⓒ김은주

 

어른, 아이 모두 좋아하는 달고나 뽑기는 안 해본 사람이 없을 정도로 누구나 해본 놀이입니다. 설탕을 국자에 녹여 소다를 살짝 넣어 부풀어 오르게 한 뒤 판 위에 붓고 틀 모양을 꾹 눌러 주면 달고나가 완성되는데요. 이 틀 모양을 깨지지 않고 찍어낸 홈의 모양대로 떼어내면 이기는 게임입니다. 단순하게 보이는 달고나 뽑기에도 과학이 숨어 있다는 것을 아시나요?

달고나 뽑기에 적용되는 과학적 원리는 ‘응력 집중(Stress Concentration)’이란 물리현상입니다. 응력 집중은 물체에 힘을 가했을 때 불규칙한 모양이나 예리하게 도려낸 부분은 그렇지 않은 부분에 비해 더 큰 응력이 발생하는 것으로, 고체가 버티는 능력은 재료 고유의 특성 뿐 아니라 모양에 따라 달라지는 것을 말하는 데요.

달고나의 모양 틀에 따라 힘을 가하게 되면 홈에 힘이 집중되어 증폭되면서 홈의 모양대로 떼지는 역할을 합니다. 달고나는 워낙 잘 깨지는 재료이기에 모양이 복잡하거나 여러 형태를 가지게 되면 응력집중으로 부서진 틈이 원치 않은 방향으로 전파되어 결국 모양대로 깨지지 않게 됩니다. 그렇기에 단순한 모양인 네모나 세모가 복잡한 모양보다 이길 확률이 높게 되는 것이죠.

 

뾰족한 바늘을 이용해 날카롭게 홈을 파내야만 달고나 뽑기를 잘할 수 있다 ⓒ김은주

 

이때 바늘을 이용하면 결과가 달라질 수 있습니다. 응력집중은 홈이 좁을수록 힘이 더욱 증폭되어 홈 모양을 벗어날 위험이 적어지게 됩니다. 그래서 바늘로 더욱 날카롭게 홈을 파내는 것이 중요한데요. 오징어 게임에서도 혀로 달고나의 표면을 녹이면서 바늘을 이용하는 모습을 볼 수 있습니다. 최대한 빠른 시간 안에 하기 위해 녹여가면서 홈을 파내는 것이죠.

이러한 응력집중은 우리의 일상에서 도끼로 나무를 찍을 때도 이용되고 유리를 자를 때도 나타나는 것으로, 일상 속에서 오랫동안 우리와 함께 해온 물리 현상입니다. 물리현상 이외에도 달고나를 만드는데 있어서 일어나는 화학반응은 중학교 과학교과서에도 등장합니다. 달고나에서 볼 수 있는 캐러멀화가 바로 그것인데요. 설탕을 가열하면 분해되어 갈색으로 변하는 현상인 캐러멜화는 물질의 원래 성질이 변해 새로운 물질이 되는 화학변화입니다. 달고나 뽑기를 잘 하려면 응력집중 원리에 따라 날카로운 바늘을 이용하면 더 잘할 수 있다는 것을 기억하세요!

줄다리기, 지렛대의 원리를 이용하라!

 

지렛대의 원리를 이용하면 줄다리기를 잘 할 수 있다 ⓒ김은주

 

오징어 게임에서 반전의 묘미를 드러내주었던 줄다리기는 운동회나 야유회를 가면 빼먹지 않고 하는 놀이 중 하나입니다. 힘이 센 사람들에게 유리하다고 여겨졌던 줄다리기에도 숨겨진 과학 원리가 있었는데요. 그것은 바로 토크(torque)와 관성모멘트(moment of inertia)입니다. 토크란 힘이 작용하는 위치가 멀수록 회전력이 증폭되는 지렛대의 원리입니다.

줄다리기에서 드러눕는 자세가 될수록 발바닥에 작용하는 힘은 지렛대처럼 증폭되어 자신의 체중에 작용하는 중력보다 훨씬 커지게 됩니다. 이러한 자세는 팔과 어깨에 힘을 주는 동작에 국한되던 것을 각자의 발에서 어깨까지로 회전반경이 커지면서 버틸 수 있는 힘이 생기게 되는 것이죠. 이처럼 물체의 회전반경과 토크를 이용한 힘을 관성모멘트라고 합니다. 이제 줄다리기를 할 때 토크와 관성모멘트를 이용하면 나보다 힘이 세 보이는 상대방 선수들을 이길 수 있겠죠!

관성의 법칙을 이용한 무궁화 꽃이 피었습니다

 

오징어 게임 속 술래인형으로 등장했던 영희 역시 여러 상품으로 만들어져 인기를 끌고 있다 ⓒ김은주

 

오징어 게임 속 가장 스릴 넘쳤던 놀이 중 하나는 ‘무궁화 꽃이 피었습니다’ 입니다. 어릴 적 참 많이 했던 놀이인데요. 이 게임에서는 관성의 법칙과 동작 감지 센서, 안면 인식 기능을 장착한 AI를 볼 수 있습니다. 무궁화 꽃이 피었습니다 놀이는 정해진 시간 안에 술래를 잡기 위해 빨리 이동도 해야 하고 동시에 정지도 해야 하는 게임입니다.

이동 속도가 빠르면 빠를수록 정지 순간에 흔들리거나 중심을 잡으려고 움직일 수밖에 없는데요. 여기에는 관성의 법칙이 적용합니다. 정지한 물체를 이동시키는 것도 힘들지만 이동 중인 물체를 정지시키는 것도 힘들기 때문에 단순해 보이는 무궁화 꽃이 피었습니다는 생각보다 쉽지 않습니다.

 

무궁화꽃이 피었습니다 놀이하는 모습 ⓒ국립민속박물관

 

오징어 게임에서는 이동과 정지를 감시하는 것으로 영희라는 술래인형 AI가 등장하는데요. 술래인형 영희의 눈 속에는 움직임을 포착하는 기술을 가진 카메라가 장착되어 있습니다. 이러한 움직임을 감지하는 기술을 동작 인식이라고 하는데요. 대개 동작 인식 센서는 소비전력이 적은 적외선 열 감지 센서가 작동하고 있다가 이상 신호를 감지하는 역할을 합니다. 여기에 더해 컴퓨터 화상 처리 기술도 추가되어 픽셀 단위로 화상을 비교해 차이점으로 동작을 인식하고 해당 참가자의 얼굴을 안면인식 기능으로 파악합니다. 안면인식은 지문인식보다 오차가 적고 홍채인식보다 간단합니다.

 

구슬로 하는 홀짝놀이는 1/2의 확률를 가진 독립사건이다 ⓒ김은주

 

이밖에도 1/2의 확률을 가진 독립사건의 구슬 홀짝놀이와 빛에 비추어 휘어 있는지 여부를 확인하여 강화유리를 가려내는 징검다리 건너기도 드라마에서 등장했는데요. 징검다리 건너기는 유리의 비정질 특성으로 유리 제조 공정에서의 결정 구조 변화를 알 수 있었습니다. 구슬치기는 확률이 정해진 홀짝놀이에서 마팅게일 전략의 통계적 유효성을 검토해볼 수 있었는데, 여기서 마팅게일이란 하나의 확률과정으로서 공정한 게임을 나타내는 확률모형을 말합니다.

오징어 게임 속 우리 민속놀이에 숨겨져 있는 과학이야기는 무궁무진했습니다. 과학 아닌 듯 과학이 담겨 있는 여러 놀이들로 인해 드라마는 더욱 생동감 넘치고 흥미진진하게 연출되었는데요. 우리가 어릴 적 재밌게 했던 놀이들이 실제로는 과학이 장착된 치밀함의 요소가 있었다는 것을 새롭게 알게 되니 과학이 주는 유쾌함에 빠져볼 수 있었습니다. 이렇듯 과학은 이론과 학문에서 그치는 것이 아닌 우리의 일상 속에서 늘 함께 공존하고 있다는 것을 추억의 놀이들로 알아본 시간이 되었습니다.

 

< 출처 : 과학기술정보통신부 > 

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Posted by sukji