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소리로 분자 거동 제어 .. 소리를 화학반응에 접목한 첫 연구

소리를 이용한 화학반응 조절 시스템/사진=iIBS연구진은 소리에 의한 유체의 떨림 현상을 이용해 화학반응을 조절할 수 있는 시스템을 개발했다. 스피커 위에 지시약이 담긴 페트리 접시를 올린 뒤, 소리를 들려주며 변화를 관찰했다. 그 결과 용액과 기체의 접촉면에서 일어나는 기체의 용해 현상으로 인해 산화‧환원 반응(좌)이나 산‧염기 반응(우)을 조절할 수 있음을 확인했다. 소리를 들려주지 않을 때 무작위한 패턴을 보이던 용액은, 소리의 주파수에 따라 패턴을 형성했다.
소리를 이용한 화학반응 조절 시스템/사진=iIBS연구진은 소리에 의한 유체의 떨림 현상을 이용해 화학반응을 조절할 수 있는 시스템을 개발했다. 스피커 위에 지시약이 담긴 페트리 접시를 올린 뒤, 소리를 들려주며 변화를 관찰했다. 그 결과 용액과 기체의 접촉면에서 일어나는 기체의 용해 현상으로 인해 산화‧환원 반응(좌)이나 산‧염기 반응(우)을 조절할 수 있음을 확인했다. 소리를 들려주지 않을 때 무작위한 패턴을 보이던 용액은, 소리의 주파수에 따라 패턴을 형성했다.

국내 연구진이 소리로 화학반응을 조절할 수 있다는 점을 규명했다.파워사다리

기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단 김기문 단장(포스텍 화학과 교수) 연구팀은 소리가 물리현상뿐만 아니라 화학반응까지 조절할 수 있음을 확인했다고 11일 밝혔다.

물리학자들은 파장에 의한 물 움직임을 연구해 왔다. 하지만 물의 움직임이 화학반응에 어떻게 영향을 미칠지를 연구한 과학자들은 드물다. 소리는 마이크로파나 초음파보다 파장이 길고 에너지가 작아 분자의 변화에 어떤 영향도 미치지 못한다는 것이 보편적 견해였다.

연구진은 물의 움직임에 따른 공기의 용해도 변화에 주목했다. 소리로 물결 패턴을 제어해 용해도를 조절한다면, 한 용액 내에서 위치에 따라 서로 다른 화학적 환경을 조성할 수 있을 것이라고 생각했다.

이에 연구팀은 스피커 위에 물이 담긴 실험용 페트리 접시(Petri dish·배양접시)를 올려놓고 소리가 접시 안의 물에 어떤 변화를 주는지 관찰했다. 소리가 만들어낸 미세한 상하 진동으로 접시 안에 동심원 모양의 물결이 만들어졌고, 동심원 사이 간격은 주파수가 높아질수록 좁아졌다. 그릇 형태에 따라 다른 패턴을 나타내기도 했다.

연구진은 지시약을 이용해 소리가 만든 물결이 화학반응에 영향을 미치는지 분석했다. 먼저 파란색이지만 산소와 반응하면 무색으로 변하는 염료(바이올로젠라디칼)를 접시에 담은 뒤 스피커 위에 얹고 소리를 재생했다.

소리로 산화·환원 반응 조절 실험/사진=IBS스피커에서 나오는 소리를 이용하여 생성된 다양한 패턴들. 상하로 흔들리는 접시 안의 염료 용액은 물결로 인하여 구역별로 서로 다른 화학적 환경을 가지게 된다. 위 사진에서는 파란색의 염료 분자(환원된 바이올로젠)가 산소를 만나 무색(산화된 바이올로젠)으로 바뀌는 과정에서 소리를 적용하여 생성된 색깔 패턴들을 확인할 수 있다. 패턴의 모양은 소리의 종류나 접시의 모양에 따라 조절할 수 있다.
소리로 산화·환원 반응 조절 실험/사진=IBS스피커에서 나오는 소리를 이용하여 생성된 다양한 패턴들. 상하로 흔들리는 접시 안의 염료 용액은 물결로 인하여 구역별로 서로 다른 화학적 환경을 가지게 된다. 위 사진에서는 파란색의 염료 분자(환원된 바이올로젠)가 산소를 만나 무색(산화된 바이올로젠)으로 바뀌는 과정에서 소리를 적용하여 생성된 색깔 패턴들을 확인할 수 있다. 패턴의 모양은 소리의 종류나 접시의 모양에 따라 조절할 수 있다.

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소리에 의해 주기적인 상하운동을 하는 마루와 골(가장 높은 부분과 낮은 부분)은 산소와 반응해 무색으로 바뀌었다. 공기와 접촉이 활발해 산소가 더 많이 용해됐기 때문이다.

연구팀은 또 산성도(pH)에 따라 색이 변하는 지시약인 BTB 용액을 이용해 같은 실험을 했다. 접시에 담긴 파란색 BTB 용액을 스피커 위에 놓고 소리를 들려주며 이산화탄소에 노출시켰다. 이산화탄소가 물에 녹으면 용액이 산성으로 변하는데, 소리를 재생하자 용액이 구획 별로 나눠져 파란색, 녹색, 노란색으로 변했다. 물결이 기체의 용해도를 부분적으로 달라지게 만들어 산성, 중성, 염기성이 공존하는 용액이 만들어진 것이다.

BTB 지시약과 소리를 이용하여 생성된 패턴/사진=IBS초등학교 과학교과서에는 BTB 용액을 날숨 속의 이산화탄소에 의해 노란색으로 변화시키는 실험이 나온다. 이처럼 BTB 지시약은 염기성에서 파란색, 중성에서 녹색, 그리고 산성에서 노란색을 나타낸다. 위 실험에서는 페트리 접시에 담긴 BTB 염기성 용액(왼쪽, 파란색)을 이산화탄소와 소리에 노출시켜서 BTB 산성 용액(오른쪽, 노란색)으로 변화시키는 과정에서 생성된 색깔 패턴의 사진이다. 이산화탄소가 물에 녹아 용액이 산성으로 변하는 과정 중 소리를 이용해 유체의 흐름과 기체의 용해를 조절하여 산성, 중성, 염기성이 한 용액에서 서로 섞이지 않고 구획을 나누어 동시에 존재하는 상황을 재현하였다.
BTB 지시약과 소리를 이용하여 생성된 패턴/사진=IBS초등학교 과학교과서에는 BTB 용액을 날숨 속의 이산화탄소에 의해 노란색으로 변화시키는 실험이 나온다. 이처럼 BTB 지시약은 염기성에서 파란색, 중성에서 녹색, 그리고 산성에서 노란색을 나타낸다. 위 실험에서는 페트리 접시에 담긴 BTB 염기성 용액(왼쪽, 파란색)을 이산화탄소와 소리에 노출시켜서 BTB 산성 용액(오른쪽, 노란색)으로 변화시키는 과정에서 생성된 색깔 패턴의 사진이다. 이산화탄소가 물에 녹아 용액이 산성으로 변하는 과정 중 소리를 이용해 유체의 흐름과 기체의 용해를 조절하여 산성, 중성, 염기성이 한 용액에서 서로 섞이지 않고 구획을 나누어 동시에 존재하는 상황을 재현하였다.


실제 자연과 같은 비평형상태에서 소리를 이용해 화학반응을 조절할 수 있다는 사실을 규명한 것은 이번이 처음이다. 김 단장은 “동화 ‘피리 부는 사나이’에서 소리를 이용해 쥐의 움직임을 통제한 것처럼 연구진은 소리를 이용해 분자의 거동을 조절했다”며 “화학반응과 유체역학을 접목해 발견한 새로운 현상으로 소리를 이용한 다양한 화학반응 조절 등 후속 연구를 진행할 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 케미스트리’에 게재됐다.류준영 기자 joon@

기초과학硏 김기문 연구단장 연구팀
소리로 ‘화학 반응 조절’ 시각화 성공

[서울신문]

김기문 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단장
김기문 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단장

농가에서 생산성을 높이고 병충해 피해를 줄이기 위해 작물이나 가축을 키울 때 음악을 틀어 주는 ‘음악 농법’을 쓰는 경우가 있다. 국내 연구진이 이 같은 음악 농법의 원리를 규명하고 동화 ‘피리 부는 사나이’처럼 소리를 이용해 분자의 움직임을 조절하는 방법을 찾아냈다.파워사다리

김기문 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단장이 이끄는 연구팀은 소리가 물리적 현상뿐만 아니라 화학 반응까지 조절할 수 있다는 사실을 밝혀내고 소리로 화학 반응을 조절하는 것을 시각화하는 데 성공했다.

이 같은 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 화학’ 8월 11일자에 실렸다. 마이크로파나 초음파는 물체나 분자 움직임을 변화시킬 수 있다는 사실은 잘 알려져 있지만 파장이 긴 소리는 에너지가 작아 분자 움직임에 변화를 일으키지 못하는 것이 당연하다고 여겨져 왔다. 이 때문에 소리는 화학 분야에서 연구 대상으로 거의 고려되지 않았다.

그러나 연구팀은 소리를 이용해 물을 움직여 공기의 용해도를 조절할 수 있다면 하나의 용액 내에서도 서로 다른 화학적 환경을 조성할 수 있을 것이라는 점을 착안해 냈다.

연구팀은 스피커 위에 파란색 용액을 담아둔 실험용 접시를 올려놓은 뒤 소리가 접시 속 물 색깔을 어떻게 변화시키는지 관찰했다. 연구팀이 사용한 용액은 산소와 반응하면 파란색에서 무색으로 바뀌는 염료였다. 그 결과 소리로 액체가 물결을 만들 때 움직이지 않는 마디 부분은 파란색이었지만 상하운동을 하는 마루와 골 부분은 산소와 반응해 무색으로 바뀌는 것이 관찰됐다. 소리에 따라 기체의 용해도라는 화학반응이 달라지면서 하나의 용액 속에서도 다양한 색깔을 나타낼 수 있다는 것을 처음으로 증명해 낸 것이다.

이번 연구를 주도한 황일하 IBS 연구위원은 “이번 연구 결과는 소리로 화학의 기본 반응인 산화, 환원과 산, 염기 반응을 일으킬 수 있다는 점을 처음으로 확인했다는 데 의미가 크다”며 “소리가 생체 내 화학반응에 미치는 영향에 대한 연구를 진행할 계획”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유럽물리올림피아드에서 한국 종합 1위
국제화학올림피아드는 종합 5위 달성

유럽물리올림피아드에 한국 대표로 참가한 학생들이 전원 금메달을 획득해 종합 1위를 달성했다.(사진제공=과기정통부)
유럽물리올림피아드에 한국 대표로 참가한 학생들이 전원 금메달을 획득해 종합 1위를 달성했다.(사진제공=과기정통부)

[아시아경제 한진주 기자] 세계 과학영재들이 출전하는 유럽 물리올림피아드와 국제화학올리미아드에서 한국의 고등학생들이 우수한 성적을 거뒀다.

10일 과학기술정보통신부는 지난달 20일부터 26일까지 온라인으로 개최된 2020년 유럽물리올림피아드(European Physics Olympiad, EuPhO)에서 한국 대표 5명 전원이 금메달을 획득, 메달 순위에서 종합 1위를 달성했다고 밝혔다.

이번 대회는 57개국 260명의 학생이 참가했다. 우리나라는 코로나로 국제대회 일정이 조정되어 긴급하게 게스트팀으로 참가했음에도 불구하고 한국 대표 학생 전원이 금메달을 수상했다.

개인 종합부문에서는 ▲4위 박정음(경기과학고3) ▲6위 김희창(서울과학고3) 등 5명이 20위 안에 진입했다. 최현민(서울과학고3)은 실험 문제(1번 문항)에 대한 특별상을 수상했다.

유럽물리올림피아드 대회의 성적은 이론 30점과 실험 20점을 합한 50점 만점으로 평가된다. 이론 문제풀이와 실험 시험이 각각 5시간씩 진행되는데, 온라인 방식으로 열린 올해에는 실험 시험은 시뮬레이션 수행·분석으로 이뤄졌다. 올해 이론 문제는 솔레노이드와 원형고리 사이의 상호작용, 고정된 실린더를 이용하는 역학적 가속기, 고양이 눈동자를 모형화한 렌즈 분석이었고 실험 문제는 러더포드 산란과 역학계 특성 추정에서 각각 출제됐다.

국제화학올림피아드에 출전한 한국 고등학생들이 종합 5위를 거뒀다.(사진제공=과기정통부)
국제화학올림피아드에 출전한 한국 고등학생들이 종합 5위를 거뒀다.(사진제공=과기정통부)

2020년 국제화학올림피아드(International Chemistry Olympiad, IChO)에서도 한국 대표단이 종합 5위를 달성했다. 이번 대회는 7월23일부터 30일까지 열렸고 총 60개국(옵저버 8개국 제외), 235명의 학생이 참가했다. 우리나라는 금메달 2개, 은메달 2개를 차지하며 대만과 함께 공동 5위에 올랐다.

이번 대회에서 전무겸(서울과학고3)과 홍준하(서울과학고3)는 금메달, 박준하(대구과학고3)와 이민정(대구과학고3)은 은메달 등 한국 대표 학생 전원이 메달을 수상했다. 개인 종합부문에서 전무겸(서울과학고3)이 2위를 차지했다. 이번 대회는 터키 이스탄불에서 개최될 예정이었으나 코로나19로 온라인 대회로 전환됐고, 실험시험 없이 이론시험으로만 진행됐다.

온라인에서 OIy-Exam이라는 시스템을 이용해 문제제시, 국제심판원 회의, 번역, 평가, 채점 모두 100% 온라인으로 진행하였고, 시험시간 동안은 줌미팅으로 녹화와 실시간 관리·감독을 진행됐다.

강상욱 과기정통부 미래인재정책국장은 “코로나19 상황 속에서도 우리나라 대표단 학생들이 세계 학생들과 경쟁하고 교류하면서 우수한 성과를 이루어 고무적”이라며 “국내의 우수한 학생들이 국가 기초과학을 견인하는 핵심 인재로 성장할 수 있도록 지속적으로 지원하겠다”고 밝혔다.

한진주 기자 truepearl@asiae.co.kr

“5조7000억 日 만화시장 고려하면 이제부터 시작”

© 뉴스1
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(서울=뉴스1) 손인해 기자 = 카카오의 만화 애플리케이션(앱) ‘픽코마’가 글로벌 최대 만화 시장인 일본에서 7월 월간 매출 1위를 기록했다.

카카오재팬은 글로벌 앱 조사업체 앱애니 조사 결과 픽코마가 지난달 일본 애플 앱스토어와 구글플레이에서 비게임 부문 통합 매출 1위를 차지했다고 10일 밝혔다. 전세계 순위로는 12위에 해당하는 규모다. 2016년 4월 서비스를 출시해 일본 만화 플랫폼 후발주자인 픽코마가 1위에 오른 것은 이번이 처음이다.

서비스 출시 후 매년 두 배 이상 매출 증가를 기록한 픽코마의 올해 2분기 거래액은 전년 대비 2.5배, 전분기 대비 61% 증가했다. 지난해 4분기부터 올해 2분기까지 세 분기 연속 영업이익 흑자를 기록하며 수익성 역시 큰 폭으로 성장 중이다.

일본 만화 시장은 약 5조7000억원 규모로 지난해엔 사상 처음으로 디지털 만화 시장 매출이 종이 만화 시장을 역전했다. 디지털에선 거의 앱으로 만화를 보는 한국과 달리 일본에는 2조1500억원의 웹 만화 시장이 존재하며 픽코마가 소속된 앱 만화시장은 약 8000억원 규모로 웹의 절반 이하 수준이다.

카카오는 “일본 시장에서도 지속적으로 모바일 콘텐츠 소비가 활성화될 것으로 예상됨에 따라 픽코마의 가파른 성장은 계속 이어질 것”이라고 말했다.

카카오는 한국형 비즈니스인 ‘웹툰’이 일본 만화 팬들을 매료시켰다고 보고있다. 모바일에 최적화된 웹툰은 스낵 컬처 콘텐츠를 선호하는 젊은 세대를 중심으로 큰 인기를 얻고 있으며 픽코마는 카카오 공동체의 카카오페이지로부터 양질의 케이 스토리(K-story) 지식재산권(IP)을 공급받고 있다. 7월 기준 픽코마의 3만여개 작품 중 웹툰의 작품 수는 1.3% 비중이지만 전체 거래액 기준으로는 35~40%를 차지하고 있다고 회사는 전했다.

김재용 카카오재팬 대표는 “일본 만화시장 전체를 고려하면 이제부터가 본격적인 성장의 시작이라 본다”며 “카카오페이지와 함께 웹툰의 경쟁력을 더욱 키워나가 글로벌 만화시장 성장을 계속해서 견인하겠다”고 말했다.

son@news1.kr

/보겸 유튜브 캡처
/보겸 유튜브 캡처

인기 유튜버들의 ‘뒷광고’ 논란이 끊이지 않는 가운데, 400만명의 구독자를 보유한 유튜버 보겸도 사과하면서 유튜브계 뒷광고 논란 파장이 확산하고 있다. 보겸은 게임·먹방(먹는 방송) 등 다양한 콘텐츠를 바탕으로 10대 청소년을 중심으로 인기를 끌었다.

뒷광고란 유튜버가 시청자들에게 광고·협찬 사실을 숨긴 채 마치 자신이 구매하거나 사용하는 물건처럼 홍보 광고 영상을 찍는 것을 말한다. 앞서 지난 달 유명 스타일리스트 한혜연과 가수 강민경이 유튜브에서 별도의 표기 없이 간접제품광고(PPL)를 했다는 논란이 불거져 결국 사과했다. 이후 구독자 130만명의 유튜브 채널 ‘애주가 TV’의 참PD가.유명 유튜버들의 ‘뒷광고’ 의혹을 제기하자 ‘양팡’ ‘문복희’ ‘쯔양’ 등이 줄줄이 사과했다. ‘초통령’(초등생의 대통령)으로 불리는 ‘도티'(34·본명 나희선)가 창업했고, 유명 크리에이터 300여명이 소속된 ‘샌드박스 네트워크’도 최근 일부 뒷광고 사실을 시인했다.

◇“4년간 집행 광고 42개 중 5개 광고 표기 안해”

보겸은 9일 자신의 유튜브 채널에 ‘안녕하세요 보겸입니다’라는 제목의 1분짜리 영상을 올렸다. 그는 “제가 말씀 안 드린 광고라고 표시하지 않은 광고 영상이 있다. 지금 이 자리에서 먼저 밝힌다”고 했다.

그는 유튜버 참PD가 뒷광고 논란에 대해 문제를 제기한 지난 4일 이후 모든 영상을 확인했다고 한다. 2017년부터 2020년까지 집행된 42개의 광고 중 명확히 광고라고 알아보기 힘든 것은 명륜진사갈비, 치요남, 캐시 리플렛, 전국체전, BBQ 등 5개의 영상이라고 했다. 그는 “잘리거나 중지된 광고를 제외한 것”이라고 덧붙였다.

보겸은 “제가 한참 모자라고 부주의하기까지 했다”며 “진심으로 죄송하다”고 고개를 숙였다.

◇“아프리카TV서 광고 아닌 척 광고했다는 일부 주장은 사실 아냐”

보겸은 “사실이 아닌 내용을 사실인 것처럼 말하는 여성 커뮤니티와 이슈 유튜버들이 있었다”며 “이분들의 말이 사실이 아님을 밝힌 영상이 어제의 영상”이라고 했다.

이는 일부 유튜버가 보검의 뒷광고 증거라며 과거 그가 아프리카 TV에서 나눈 대화 내용을 공개한 것을 두고 해명한 것으로 해석된다. 보겸은 당시 한 치킨 브랜드를 언급하자 한 시청자가 “그래서 숙제라고?”라고 물었다. 숙제는 광고비를 미리받고 방송에서 홍보하는 것을 뜻한다. 하지만 당시 보겸은 “숙제 같은 거 안한다”라고 했다.

보겸은 전날 올린 영상에서 “본래의 유튜브 영상과는 관련이 없는, 아프리카 생방송 도중 나온 대화의 일부를 가지고 커뮤니티와 SNS에 제가 광고 아닌 척 광고를 했다고 엄청 퍼지고 있다”면서 이는 각각 다른 브랜드를 언급하는 과정에서 오해가 생긴 것이라고 해명했다. 그는 “광고 고지를 뒷부분에 했던 이유에 대해서는 소속사의 당시 가이드라인에 맞춰 진행했다”며 “유튜브에서 문제가 되고 있는 점은 이 두 부분이다. 헤아리지 못한 점 진심으로 사과드리고, 앞으로는 이런 문제에 대해 철저하게 하는 보겸이 되도록 하겠다”고 했다.

보겸은 비속어 등 자극적인 용어 사용으로 논란을 빚어왔다. 보겸이 사용하는 ‘보이루’는 여성의 특정 신체 부위를 빗댄 혐오 표현이라는 지적이 제기됐다. 이에 보겸은 “방송 초창기부터 써오던 ‘보겸 하이루’와 같은 멘트를 가지고 몇몇분이 악의적으로 해석해 비방하고 있다. 특히 여성을 비하하는 의미로 왜곡해 퍼뜨리는 분들이 있다”며 “저는 한 번도 그런 뜻으로 사용한 적이 없다”고 했다.

데이트 폭력 논란도 있었다. 보겸은 전(前) 여자친구를 폭행하고 금품을 요구했다는 논란이 일자 “전에 사귀던 분과 말다툼 도중 우발적으로 팔을 한 번 때린 적 있다. 제가 명확하게 잘못한 게 맞다는 걸 인정하고 깊이 뉘우치고 계속 반성하고 있다”고 했다.

최근에는 구독자들에게 장학금을 주는 등 기부 활동을 적극적으로 벌여 호평을 받기도 했다.

◇다음은 보겸이 유튜브 영상을 통해 밝힌 사과문 전문.

안녕하세요. 보겸입니다.

제가 말씀 안 드린 광고라고 표시하지 않은 광고 영상이 있습니다.

지금 이 자리에서 먼저 밝힙니다.

유튜버 참PD님의 8월 4일 방송 이후 모든 영상을 확인해왔습니다.

그 결과는 다음과 같습니다

잘리거나 중지된 광고를 제외하고 (2017~2020년까지) 집행된 42개의 광고 중 명확히 광고라고 알아보기 힘든 광고가 명륜진사갈비 치요남 캐시리플렛 전국체전 bbq 영상이 있었습니다.

광고를 진행하다가 잘린 것, 중지된 것들이 섞여 있어 시간이 오래 걸렸습니다.

도중에 사실이 아닌 내용을 사실인 것처럼 말하는 여성 커뮤니티, 이슈 유튜버들이 있었습니다.

이분들의 말이 사실이 아님을 밝힌 영상이 바로 어제의 영상입니다.

지금 제가 직접 말씀드리겠습니다. 광고라고 알아보기 힘든 광고 영상은 방금 말씀드린 총 5개입니다.

제가 한참 모자라고, 부주의하기까지 했습니다.

진심으로 죄송합니다.

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