과학의 발전에 사진은 큰 역할을 합니다. 눈으로 볼 수 없는 미시적인 세계나 거시적인 세계를 우리의 눈으로 볼 수 있는 사진으로 담아서 과학 발전에 큰 도움을 줍니다. 19세기 말 말이 달릴 때 네 다리가 공중에 모두 뜨느냐 아니면 1개의 다리는 땅을 딛고 있느냐의 논란이 있을 때 '에드워드 머이브릿지'는 연속 사진을 촬영할 수 있는 카메라로 달리는 말을 촬영해서 말이 달릴 때는 네 다리가 모두 공중에 떠 있다는 것을 사진으로 증명합니다.
그런데 이와 비슷한 놀라운 과학사진이 과학사진 콘테스트 1위를 차지했습니다.
일반 카메라로 촬영한 원자 사진 (과학 사진 콘테스트 최우수상)
영국의 공학 및 물리 과학 연구위원회인 EPSRC가 주최하는 과학사진 콘테스트의 '과학장비 및 설비' 부문 우승작이자 전체 최우수상을 받은 사진입니다. 이 사진은 옥스포드 대학의 재학중인 David Nadlinger가 촬영한 사진으로 전기장과 자기장을 결합해서 하전입자를 일반 카메라로 촬영했습니다.
자세히 보면 연필같이 생긴 두 개 사이에 하얀 점이 보입니다. 이 하얀점은 스트론튬 원자입니다. 이 스트론듐 원자는 워낙 작아서 일반 카메라나 육안으로 볼 수 없습니다. 그러나 원자를 레이저 냉각으로 -273도의 절대 영도로 냉각한 후에 2mm 크기의 두 바늘 사이에 이온 트랩 자기장에 가두었습니다. 여기에 청자색 레이저 광을 조사하자 원자가 에너지를 흡수하고 이 흡수된 에너지가 빛으로 방출했습니다. 이 빛 때문에 보이지 않던 원자가 눈에 보일 수 있게 되었습니다.
그러나 크기가 너무 작아서 육안 관찰은 어렵습니다. 위 사진은 캐논 5D MARK2와 캐논 EF 50mm f/1.8 렌즈로 장시간 노출로 촬영한 사진입니다. 이 사진은 또 하나의 의미를 담고 있습니다. 원자를 고정하는 기술은 근 미래에 등장할 양자 컴퓨터의 큰 걸림돌인 소음 문제를 해결하기 위해서 필요한 기술입니다. 원자를 고정시킬 수 있어야 원자를 쌓아서 벽을 만들 수 있습니다. 그 벽을 만드는 기본이 되는 기술이 원자 고정 기술입니다.
원자를 저렇게 고정할 수 있다는 것은 조금만 더 응용하면 원자를 제어할 수 있다는 소리겠죠. 근 미래 또는 먼 미래에 원자와 전자를 마음대로 제어할 수 있는 시대가 오겠네요 그럼 인류는 또 한 번의 큰 진화를 할 것으로 보입니다.
장비 설비 부문
2위. AVEXIS TM ROV를 이용한 후쿠시마 폐연료봉 파편 검색
3위. 분자 빔 적층성장 기계
유레카 및 발견 부문
1위. 어느 먼 부엌에서
주방 싱크대 안에 있는 구형의 비누 거품 위에 생긴 패턴을 촬영한 사진입니다. 오른쪽은 컬러풀한 유체의 흐름을 보여주고 있고 왼쪽은 흑백으로 된 다른 형태의 유체를 보여주고 있습니다. 이는 윤활유와 음료와 같은 다른 물질의 유체 패턴을 보여주고 있습니다.
2위. 완고한 암세포와의 전쟁을 돕는 마이크로 그릇
이 그릇같이 생긴 마이크로 보올에 초음파가 가해지면 종양을 억제할 수 있는 약물을 종양 깊숙히 전달하는데 큰 도움을 줍니다.
혁신 부문
1위. 약물 전달 용 마이크로 버블
약물을 포함한 생체 적합성 껍질인 나노 크기의 리포좀으로 코팅된 미세 기포는 연구 및 종양 등의 질환 물질에 약물을 전달하는데 사용합니다.
2위. 우연한 발견을 위한 높은 처리량 검사
높은 처리량 검사는 수백 가지의 고분자 물질을 선별하여 물질 특성을 조사하는데 사용합니다. 인간 간엽 줄기 세포가 뼈 세포로 전환하는데 어떤 영향을 주는 지를 조사하는데 사용합니다.
3위. 가벼운 미래를 위한 빌딩 블록
3D 프리터를 이용한 알루미늄을 이용한 블록입니다. 이 구조는 탁월한 강도와 강성을 가지고 있으면서도 무게는 무척 가볍습니다. 무게는 이동 수단을 만드는 우주 항공 산업 및 자동차 산업에서 무척 중요한 요소입니다. 무게를 줄이면서도 높은 강성을 가진 구조물을 3D프린터로 만드는 시대가 될 것입니다.
사람과 기술 부문
1. 조지 4세 다리 위에 있는 스파이더맨
스코틀랜드 수도인 에딘버러 시내에 있는 조지 4세 다리 위에서 뇌 활동을 기록하는 뇌파 헤드셋인 EEG를 쓴 자원봉사자입니다. 연구팀은 번잡한 도로부터 조용한 공원까지 다양한 야외 도시 환경에 대한 노인의 신경 반응을 EEG를 통해서 측정하고 있습니다.
2위. 스마트 농법으로 재배된 오크라 작물
아프리카에서 재배되는 오크라 작물을 들고 있는 사진입니다. 왼쪽 오크라가 더 크고 실하죠. 반면 오른쪽 오크라는 작습니다. 왼쪽 오크라는 자동화된 스마트 농법에 의해서 재배된 오크라이고 오른쪽은 자연 농법으로 재배한 오크라입니다. 지능형 자동화 농법은 날씨와 관개, 토양 조건에 대한 현지 노하우를 결합해서 적절한 시간을 산출한 후에 최적의 재배 조건을 제공합니다.
스마트 농법으로 재배한 오크라의 수확량은 100% 증가했고 노동력과 퇴비의 사용량을 줄이고 물과 에너지 소비를 무려 82%나 줄였습니다. 이는 농부들의 수익 증대에 크게 기여할 수 있습니다.
3위. 로봇 셀피
새롭게 디자인된 로봇 팔이 셀카를 찍고 있습니다.
이상하고 놀라운 부문
1위. 색을 만들기 위해 자연이 만든 나노 크기의 그물
나비의 날개를 확대한 사진입니다. 태양광을 잡아서 눈부신 색상을 만들어내는 나노 크기의 구조물입니다.
2위. 태반 팝아트
태반은 모양과 외관이 환상적이고 다양합니다. 위 이미지는 고해상도로 촬영한 나무가지처럼 분활된 융모 혈관을 촬영한 사진입니다. 이 사진은 나무가지 구조가 태반 기능과 어떤 연관이 있는지를 조사합니다
3위. 그냥 진흙, 또는 미래의 지속 가능한 콘크리트
흙은 전 세계 어디서나 쉽게 구할 수 있는 재료입니다. 이 흙을 건축 자재로서의 잠재력은 높습니다. 한국 같은 경우 흙으로 집을 짓고 흙담을 쌓기도 합니다. 흙으로 지어진 집은 친환경적이라서 최근 인기를 얻고 있습니다. 그러나 콘크리트에 비해서 강도나 내구성, 내수성이 약한 것이 약점입니다.
콘트리트처럼 강한 내구성과 내수성을 가지는 흙을 이용한 건축 자재 실험을 하고 있습니다. 인구 증가 및 저탄소 건축 자재를 위한 적합한 토양 유형 찾는 연구중입니다.
