공기서 물 얻고, 피 한방울로 암 진단 ­… 세상 바꿀 신기술 10

2017년 세계경제포럼 소개

공기에서 수분이 분리돼 고이는 것은 일상생활에서 자주 접하는 현상이다. 이 때문에 오래전부터 공기에서 물을 얻으려는 시도가 계속됐다. 하지만 가장 물이 필요한 사막과 같은 건조한 지역에선 공기의 습도가 부족해 이 방법을 쓸 수 없었다. 미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 캘리포니아 버클리대학의 연구팀은 태양열과 물을 잘 빨아들이는 다공성 유기 금속체를 이용해 아무리 건조한 곳에서도 12시간 만에 식수 2.8L를 만들어낼 수 있는 장치, 일명 ‘물 채집기(water harvester)’를 고안해냈다.

인공 광합성은 국내에서도 주목받는 기술이다. 한국과학기술연구원(KIST)도 인공 광합성 장치(왼쪽)를 개발해 연구 중이다.[사진 KIST]

세계경제포럼(WEF·다보스포럼)이 중국 다롄(大蓮)에서 열리는 ‘하계 다보스 포럼’ 개막 하루를 앞둔 26일(현지시각) 물 채집 기술 등 ‘2017년 떠오르는 10대 기술’을 소개했다. 미국 대중 과학잡지 ‘사이언티픽 아메리칸’과 함께 머지않은 미래에 직접적 영향을 미칠 기술을 골랐다. WEF는 2012년부터 매년 1월 10대 기술을 선정해 공개해 왔다. 지난해부터는 사이언티픽 아메리칸과 공동으로 여름 포럼과 연계해 발표하고 있다.

매사추세츠공과대학(MIT)·버클리 대학 공동 연구팀이 물을 잘 잡아두는 소재와 태양에너지를 이용해 만든 ‘물 채집기’. [미국 MIT]

선정 기준은 향후 3~5년 안에 널리 퍼질 가능성이 높은 기술이다. WEF는 “10대 기술은 산업의 경계를 없애 산업을 재편하고 새로운 기회를 제공하기 때문에 각국 정부와 민간 업계도 이에 맞는 정책과 규범에 대해 고민해야 한다”고 조언했다. 10대 기술 선정위원으로 참여한 이상엽 KAIST 교수는 “ 수년 내에 획기적인 영향을 가져올 수 있는 기술을 중심으로 선정했다”고 말했다. 선정된 10대 기술은 아래와 같다.

전영선 기자 azul@joongang.co.kr

①주삿바늘로 찌르지 않는 액체 생체 검사법=암 연구에 획기적 변화를 가져올 기술. 생체 조직 검사가 가능하지 않은 경우에도 쉽게 적용할 수 있다. 간편 혈당측정기처럼 극소량의 혈액만 채취해 DNA 조각 분석이 가능하다. 피 한방울로 암의 진행 정도 를 잡아낸다.

②공기에서 식수 채집=MIT와 버클리 대학은 공동으로 다공성 결정체와 태양열을 이용한 식수 채집에 성공했다. 미래 가정에선 모두 이런 장치를 달고 그날 마실 물을 모을 지도 모른다. 미국 애리조나의 스타트업인 ‘제로매스’도 태양광 등을 이용해 하루에 물 2~5L를 만들어 낼 수 있는 방법을 개발 중이다.

③시각적 판독을 위한 인공지능 딥러닝=인간의 눈보다 형태 판독을 빨리하게 된 인공지능(AI)은 다양한 분야에 적용할 수 있다. 특히 시각 판독에 이용할 경우 유용하게 쓰일 수 있다. 자율주행차 운전이나 질병 진단, 농작물 관찰에 요긴할 것이라는 전망이다.

④햇빛을 이용한 액체연료 제조 기술=식물의 광합성 과정을 인공적으로 모방해 저장 가능한 연료로 만드는 연구다. 태양광을 이용해 물의 분자를 물과 수소로 분리하고, 이 수소를 이용해 이산화탄소를 탄화수소로 전환하는 것이 핵심이다.

⑤인간세포 지도=인체의 세포와 조직의 종류, 인체 내 생물분자들의 위치와 기능을 수록한다는 목표다. 이 지도 완성을 위해 지난해 10월부터 국제적인 협업이 시작되고 있다. 페이스북 마크 저커버그 최고 경영자와 부인인 프리실라 챈이 설립한 자선회사 ‘챈 저커버그 이니셔티브’가 지원하는 프로젝트다. 결과물, 즉 지도가 완성되면 인간의 건강관리와 맞춤 치료에 획기적인 변화가 기대된다.

⑥정밀농업=4차 산업혁명은 농업에도 많은 변화를 가져올 전망이다. 농산물 재배에 필요한 물과 화학비료를 최소화할 수 있는데다 노동력도 절감할 수 있게 된다. 각종 센서 기술과 이미징 기술, 위치정보 장치 등을 이용한 정교한 작물 재배의 시대가 멀지 않았다고 WEF는 밝혔다.

⑦환경친화적 자동차를 위한 저렴한 촉매=환경에 무해한 자동차를 만들기 위한 기술이 속속 나오고 있다. 전기차 배터리의 촉매로 사용되는 값 비싸고 희귀한 백금을 저렴한 소재로 대체하는 것도 이 중 하나다. 이렇게 되면 전기차 가격을 낮춰 대중화를 가속화할 수 있다.

⑧지놈 백신=단백질을 이용한 백신이 아닌 DNA나 RNA로 만들어진 백신이다. 인체 내에서 직접 항체를 만들어 항체 제조시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술이다.

⑨물·에너지 등 공동 생활권의 지속가능한 디자인=물과 에너지 소비 등을 최소화할 수 있는 친환경 공동체를 만들기 위해 필요한 여러 기술이다. 가령, 한 지역에서 사용한 물을 하수도를 통해 다른 곳으로 흘려 보내지 않고 현장에서 처리해 이를 다시 해당 지역에서 소비하는 시스템 디자인도 이 중 하나다.

⑩ 양자컴퓨팅=수퍼컴퓨터 등 현존하는 컴퓨터의 저장·계산능력을 초월하는 컴퓨터다. IBM은 지난해 클라우드에서 쓸 수 있는 양자 컴퓨터를 공개하기도 했다. 현재 50개 이상의 스타트업과 대형 기업이 양자 컴퓨터가 움직이는 세상을 현실로 만들기 위해 연구하고 있다.

전영선 기자 azul@joongang.co.kr

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