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교육뉴스

[송민호의 집콕 학생 책읽기-교육] ⑧공학의 눈으로 미래를 설계하라

[에듀인뉴스=송민호 기자] 진로교육의 차원에서 볼 때, 공대는 무엇을 배우는 곳일까란 의문을 가질 수 있다. 


청소년들이 쉽게 접하는 물리학, 화학, 생물학, 그리고 지구과학과 달리 건축공학, 화학생명공학, 전지전자공학 등은 과학과 연관이 있지만 목적이나 학과에서 산출하는 결과물도 다르다. 


이런 부분에 대한 상식을 높이고 진로교육을 심화하는데 도움이 되는 책 중 하나가 바로 <공학의 눈으로 미래를 설계하라>란 책이다.


연세대 공대 22명의 교수님들이 알려주는 공학분야의 연구성과물을 담고 있는 책이다. 


2017년 2월에 열린 공과대학 교수 7명의 CBS <세상을 바꾸는 시간, 15분> 강연이 힛트친 이후 여러 교수님들이 뜻을 모아 자신의 연구 분야를 소개하는 책을 내겠다는 프로젝트가 이 책으로 결실을 맺게 된 것이다. 


특히 전공의 경계를 넘어 다양한 관점에서 문제를 정의하고 해결하는 콘텐츠를 중심으로 구성된 책이다.


이 책은 크게 다섯 개의 장으로 구성된다. 


1장은 ‘연결의 혁신으로 장벽을 부수다’란 제목으로 되어 있고 인체와 기계의 소통, 인체와 의료의 소통 등 다양한 연결성을 보여준다. 2장은 ‘지능에 대한 인간 독점을 깨다’란 제목으로 컴퓨터, 기계, 건축 등의 분야에서 인공지능의 활용을 다룬다. 


3장은 ‘근본으로 돌아가 뿌리부터 바꾸다’란 제목으로 인간의 인식능력, 메타물질, 유전자, 소재, 에너지와 관련된 최근의 기술추세를 다룬다. 4장은 ‘다시 생각하고 또 다른 질문을 던지다’란 제목으로 기존의 것들을 새로운 시각에서 연구하는 모습을 보여준다. 


마지막 5장은 ‘오래된 화두에 새로운 방법으로 화답하다’란 제목으로 전통적으로 연구되어 오던 공학분야에서 새로운 솔루션을 찾아내는 모습을 담고 있다. 


이렇게 다양한 주제를 공학으로 풀어낸 책으로 공과대학에 개설된 여러 가지 전공을 이해하는데 도움을 준다.


먼저 스마트헬스케어를 연구하는 생명공학과에서는 원하는 약물을 원하는 부위에 전달하는 기술을 연구 중이다. 


일반적으로 약을 먹는 방법으로 약을 입에 넣는 방식인 경구투여와 주사를 통해 신체 내에 약물을 전달하는 방법이다. 이 외에 최근 연구되고 있는 나노입자 기술이 있다. 이것은 질병 부위와 세포의 특이적으로 결합하는 항체와 같은 물질을 나노입자에 코팅함으로써 약물을 포함한 나노입자가 질병 부위를 찾아가게 한다. 이를 약물타케칭이라고도 한다. 


동시에 약물타케팅에 못지않게 나노입자 안에 있는 약물이 원하는 시간에 나노입자로부터 방출되게 하는 기술 또한 중요한데 이는 자극반응성(신생물에게 자극이 왔을 때 어떻게 대처하거나 반응하는지, 반응하는 데 시간이 얼마나 걸리는지 등을 총괄하는 말) 및 폴리머(다수의 비슷한 화합물을 반복적으로 구성하는 고분자 화합물) 등을 이용한 약물 전달시스템이 연구되고 있다.


신소재공학과에서는 철을 새로운 기술을 통해 활용범위를 넓히고 있다. TWIP(Twin Induced Plasticity) 강화기구라는 새로운 기술을 통하여 –180도 영역에서도 1200메가파스칼 정도의 높은 강도와 약 70퍼센트의 연신율을 구현하거나 1400퍼센트 정도까지 늘어나는 초소성강과 자성을 띠지 않는 비자성강 등이 개발되고 있다.


이러한 소재들은 소음을 흡수하는 내진성을 통한 내진성 강구조물과 교량, 아파트의 층간 소음 등을 해결할 수 있다.


또 표면에 치밀한 산화철을 생성시킨 내후성강은 페인트를 사용하지 않은 상태에서 녹이 슬지 않고 100년을 견뎌낼 수 있는 기능을 부여함으로써 페인트에 의한 환경오염도 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 


표면의 박테리아를 죽이는 항균성강, 그리고 최근에는 비누를 대체할 수 있는 철 비누(Steel Soap)도 만들어졌다. 게다가 철은 다른 금속보다 90 퍼센트 이상의 자원 순환성을 가지는 이점을 가진다.


끝으로 컴퓨터과학과에서는 암호학을 다루고 있다. 암호화 방법은 여러 가지가 있는데 그 중 가장 유명하고 널리 쓰이는 방법 중에 하나가 RSA 방법이다. 


RSA 방법은 발명자 3명의 이름 앞글자(Rivest, Shamir, Adleman)를 딴 명칭으로, 두 소수의 곱을 계산하는 것은 간단하지만 그렇게 곱해서 얻은 결과값으로부터 원래의 두 소수를 찾는 건 매우 어렵다는 사실에 기반하고 있다. 그래서 두 소수를 알고 있는 사람들 사이에서는 메시지 교환이 쉽게 이루어지지만, 해당 소수를 모르는 제3자는 메시지를 해독할 수 없게 된다고 볼 수 있다.


주요한 내용들을 살펴보았다. 책을 읽으면서 공과대학의 다양한 연구분야를 알 수 있고, 각 교수님들이 가지고 있는 학문관이나 미래 연구의 방향을 이해하는데 단서를 얻을 수 있다. 


예비 교육자로서 청소년들의 진로지도를 한다고 가정했을 때 유의미한 정보전달자로서의 역할을 할 수 있도록 도움을 주는 책이 될 것이다. 먼 훗날 인문계열 사범교육을 전공했더라도 자연계열 학생들의 진학지도를 맡을 수 있기 때문에 다양한 영역의 전공에 관심을 가지는 것이 중요하다.


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