🩺사람의 호흡만으로 폐암을 진단한다?!______________

🩺사람의 호흡만으로 폐암을 진단한다?!_______________’21년 12월 4째주

2. 폭발·화재 걱정 없는 대구경북과학기술원의 새로운 복합고체전해질! 3. 환경오염원 초미세플라스틱… 자손에게도

2021. 12. 22.

[사회문제해결플랫폼] 과학기술로 사회문제를 풀어가는 이야기를 전합니다

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과학기술로 사회문제를 풀어가는 이야기

1. 사람의 호흡만으로 폐암을 진단하는 전자코가 개발됐어요!
2. 폭발·화재 걱정 없는 대구경북과학기술원의 새로운 복합고체전해질!

3. 환경오염원 초미세플라스틱… 자손에게도 대물림된다?!

1. 사람의 호흡만으로 폐암을 진단하는 전자코가 개발됐어요!

동물의 후각 기관을 모방해 휘발성유기화합물(VOCs) 냄새를 구별하는 데 특화된 감지 소자를 '전자코'👃라고 부르는데요. 최근 부산대학교에서 사람의 호흡 가스 성분으로 폐암 여부를 진단하여 훌륭한 탐지견만큼 후각 능력이 뛰어난 휴대용 나노-바이오 전자코 개발에 성공했어요.

©shutterstock

왜 개발됐을까?

호흡에 기반한 질병 진단은 비침습*으로 이뤄져 진단 과정에 대한 수검자의 거부감이 거의 없고, 비접촉 검사가 가능해 대규모 모니터링📟에 적합해요. 때문에 호흡기 질환 대유행 상황(COVID-19)에서 주목받고 있죠. 질병이 있는 경우 대사과정에 영향을 주어 호흡 성분에 변화가 있음이 연구를 통해 증명됐어요. 특히 냄새에 기반해 물질을 검출하는 '전자코'가 적합한 것으로 알려져 이에 대한 연구🔍가 활발히 진행 중이에요.

* 신체에 상처를 내지 않고 행하는 검사를 말해요.

어떤 과학기술이 적용될까?

부산대 연구진은 기존 전자코의 한계를 극복하기 위해 인지 과정에서 신경망이 동작하는 원리 적용이 필요하다는 가설을 세운 뒤, M13 박테리오파지*를 유전공학 방법으로 DNA🧬를 조작해 알맞은 화학 특성을 탑재했고요. 포집된 호흡 가스를 실시간 분석해 폐암을 진단하는 휴대용 나노-바이오 전자코를 개발했어요. 냄새를 이루는 아미노산에 따라 센서들이 반응하여 특유의 색깔 변화를 나타내고 이 패턴을 분석해 냄새를 구분하는 원리죠.

* 외가닥 DNA 바이러스 중 하나인 바이오 물질로 중심을 나선형으로 감고 있는 2700여 개의 표면 단백질은 양 끝단에 DNA 조작을 통해 원하는 아미노산을 배치할 수 있고, 각각의 유전자 type M13 파지는 특유한 반응성을 보유한 수용체로 작동할 수 있어요.

사회문제를 어떻게 해결할까?

이번 부산대의 전자코를 통해 정상인과 폐암 환자 각각 31명의 호흡 가스를 분석한 결과, 75% 이상 성공적으로 진단하고, 86% 이상의 분류 성공률👍을 달성했어요. 향후 폐암 환자를 대상으로 암 발병 진단뿐만 아니라 코로나19 등의 호흡기 질환, 당뇨와 같은 대사질환 진단에 활용될 수 있고요. 그밖에 가스 성분 분석, 유해 물질 검출, 농수산물의 원산지 판별 등 다양한 플랫폼으로 널리 적용될 것으로 기대돼요.😀

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2. 폭발·화재 걱정 없는 대구경북과학기술원의 새로운 복합고체전해질!

배터리의 핵심소재 중 하나인 전해질은 물에 녹아서 이온화하여 전기⚡를 전달하는 물질이에요. 하지만 전해질은 외부 충격이나 변형에 의해 자칫 폭발사고로 이어져 위험한데요. 이에 대구경북과학기술원이 폭발·화재 걱정없는 새로운 물질 기반의 복합고체전해질을 개발했어요.

©shutterstock

왜 개발됐을까?

현재 널리 쓰이는 액체 전해질은 분리막에 의해 음극과 양극이 나뉘어요. 배터리가 과열되거나 폭발로 이어지는 이유는 분리막이 훼손💥되며 액체 전해질이 흐르고 양극 물질이 만나 기화되기 때문이에요. 그러한 위험성을 방지하기 위해 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하려는 연구가 진행됐어요. 고체 전해질로 대체하면 분리막이 필요 없고, 전체적인 배터리의 부피도 줄일 수 있거든요.

어떤 과학기술이 적용될까?

관건은 액체에 비해 전도도가 떨어지는 점이 보완된 고체 전해질을 개발하는 것이죠. 이에 대구경북과학기술원이 새롭게 개발한 복합고체전해질은 기존 고체 전해질의 낮은 기계적 강도와 산화물 또는 황화물 고체 전해질의 유연하지 못한 단점🤔을 극복했어요. 세계적 수준의 리튬이온 전달률을 보이며 이온전도도와 용량 유지율도 안정적으로 나타났죠.

사회문제를 어떻게 해결할까?

새롭게 개발된 복합고체전해질🔋을 두고 대구경북과학기술원은 "구부러질 수 있기 때문에 향후 폭발이나 화재의 염려가 없는 웨어러블 디바이스 전원용 배터리 구현에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것"이라고 전망해요.

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3. 환경오염원 초미세플라스틱··· 자손에게도 대물림된다?!

심각한 환경오염원으로 알려진 초미세플라스틱. 최근 한국생명공학연구원은 초미세플라스틱이 세대 간 전이가 된다고 밝혔어요. 특히 자손의 뇌🧠 발달에도 이상을 유발한다는 사실까지 규명했어요. 그동안 드러나지 않았던 모체를 통한 미세플라스틱의 세대 간 전이와 자손의 뇌 발달 영향은 과연 무엇일까요?

©shutterstock

왜 개발됐을까?

미세플라스틱은 5mm 미만 크기의 작은 플라스틱 조각을 말해요. 크기가 작아 하수처리시설에 걸러지지 않고 바다와 하천으로 유입되어 다양한 환경🌍 문제를 초래해요. 이를 먹이로 오인해 섭취한 물고기를 다시 인간이 섭취하게 되면 장폐색과 같은 건강 문제가 불거지기도 하죠.😨

어떤 과학기술이 적용될까?

이에 한국생명공학연구원은 생쥐🐭를 이용한 실험에서 모체가 섭취한 초미세플라스틱이 출산 후 모유 수유를 통해 자손으로 전달되며 태어난 자손의 여러 장기에 축적된 것을 확인했어요. 그중 플라스틱 입자가 자손의 뇌 조직에도 일부 분포하는지 형광 분석을 통해 살폈는데요. 그 결과 뇌를 비롯한 여러 장기에서 녹색 형광 입자가 나타났어요. 다량의 미세플라스틱을 섭취한 모체에서 태어난 자손이 성체가 된 후, 뇌의 생리학적·생화학적 기능에도 이상이 관찰됐고요. 암컷의 경우 인지능력의 저하가 확인됐어요.

사회문제를 어떻게 해결할까?

초미세플라스틱이 세대 전이를 통해 자손에 전달되는 경로와 분포를 규명한 한국생명공학연구원은 노출량이 많은 경우 자손의 뇌 발달 이상😈을 유발할 수 있다는 가능성을 제시했어요. 아울러 "향후 실제 환경에서 인체에 노출되는 미세플라스틱 양과 생물학적 영향에 대한 심도 있는 후속 연구👩‍🔬와 조사가 더 필요할 것"이라고 말했어요.

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이번 주 간단 이슈 💬

📌 우주플라즈마 비밀을 밝힌다? 한국 위성 '도요샛'! (ft. 한국천문연구원)

한국천문연구원이 우주 날씨 관측 임무를 수행할 나노 위성 도요샛을 공개했어요. 도요샛은 2017년 개발에 착수해 5년이라는 시간 끝에 드디어 내년 발사를 앞두고 있어요. 수수께끼에 쌓인 지구 주변 우주플라즈마의 비밀을 밝혀낼 도요샛은 우주환경 연구의 새로운 지평을 열 것으로 기대돼요.

📌 재생에너지 시대의 서막을 알릴 새만금 (ft. 국토교통부)

국토교통부와 새만금개발청이 최초로 상업운전을 시작하는 새만금의 육상태양광 발전시설을 준공한다고 알렸어요. 새만금 육상태양광은 지역 주민 참여로 운영되는 '지역상생' 모델이라는 큰 의미가 있어요. 정부는 균형발전과 탄소중립이라는 중요한 역할을 담당하는 새만금이 새로운 국토발전의 모델이 되도록 지원할 계획이에요.

📌 빠르게 상승하는 우리나라 해수면 (ft. 국립해양조사원)

해양수산부 국립해양조사원에 따르면 지난 30년간 우리나라 전 연안의 평균 해수면이 평균 9.1cm 가량 상승했어요. 특히 최근 10년은 상승 속도가 10% 이상 증가했죠. 기후 위기에 해수면 상승 현황을 감시·전망하는 것은 매우 중요한 만큼 국립해양조사원 역시 미래 해수면 변동 전망에 대한 연구를 적극 수행하겠다고 전했어요.

📌 겨울엔 따뜻, 여름엔 시원! 스마트 냉난방 코팅 개발 (ft. 로런스 버클리 국립연구소)

실내 온도를 유지하도록 돕는 스마트 냉난방 코팅 소재를 미국 로런스 버클리 국립연구소가 개발했어요. 연구진은 이산화바나듐이라는 금속 물질이 낮은 온도에서는 적외선 열복사를 차단하고, 높은 온도에서는 외부로 열을 방출할 수 있다는 사실에 주목했는데요. 연구 결과, 지붕에 설치하면 최대 10%까지 전기를 절약하는 것으로 나왔어요.

이 밖에도 사회문제 관련 이슈 건을 더 준비했어요!

👉 건강 4건 | 사회통합 2건 | 생활안전 3건

에너지 8건 | 재난재해 37건 | 주거교통 3건 | 환경 7건 👈

사회 문제 행사 & 공모전 알아보기 💨

👉 모집·공고 35건 | 컨퍼런스·세미나 5건 | 공모전·제안 5건 👈

💡모집·공고

· 화성시 사회적경제 설 명절용 E카달로그 참여기업 모집 공고(화성시사회적경제센터, ~12/24)

· 2022 관광두레 PD 선발 공고(문화체육관광부, ~12/27)

· 익스트림 성장 플랫폼 EXA 13기 모집(EXA, ~12/27)

· [i-Ventures] 스타트업 육성 프로그램 참가자 모집(ISENS, ~12/28)

· 2022년도 권역별 사회적기업 협동조합 통합지원사업 수행기관 공모(한국사회적기업진흥원, ~12/29 15시)

· 경기 스타트업 랩 신규 입주기업 모집(경기도경제과학진흥원, ~12/29 18시)