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수심 5000m 심해서 수소 먹는 미생물 발견


‘네이처’는 심해 열수구에 사는 대형 홍합이 수소로 화학합성을 하는 미생물과 공생한다는 연구 결과를 표지 논문으로 실었다.

독일 막스 플랑크 해양미생물학 연구소 니콜 두빌리어 박사팀은 북극해부터 아프리카 남단으로 이어지는 대서양중앙해령의 심해 열수구에서 ‘해저 홍합(Bathymodiolus puteoserpentis)’을 채취, 홍합의 주름에서 수소를 에너지원으로 사용하는 공생 세균을 발견했다. 심해 열수구에서 수소를 이용하는 미생물이 발견된 것은 이번이 처음이다.

심해 열수구는 지각을 이루는 판과 판의 사이가 서로 멀어지는 곳이나 용암이 솟아오르며 새로운 지각이 생성되는 지역에 형성된다. 여기서는 최고 400도에 이르는 뜨거운 해수가 솟구치는데, 황화수소, 메탄, 철, 수소 등 무기질 화합물이 섞여있다.

지금까지는 발견된 미생물은 대부분 황과 메탄을 이용해 에너지를 생산했다. 심해에 서식하는 거대 홍합과 관벌레인 ‘갈라파고스민고삐수염벌레(Riftia pachyptila)’, ‘해양 새우(Rimicaris exoculata)’ 같은 동물은 미생물이 생산한 에너지를 먹고 생존한다.

연구진은 “이번에 발견된 미생물은 에너지를 훨씬 빨리 생산해낸다”며 “시간당 5000L의 수소를 산화시켜 에너지를 만들어 낸다”고 밝혔다. 이는 메탄을 이용하는 미생물의 7배, 황을 이용하는 미생물보다 18배 빠른 속도다.

연구진은 “이번 연구를 통해 심해 열수구에서 수소가 중요한 에너지원으로 쓰일 수 있다는 가능성이 새롭게 열렸다”고 평가했다.


표지표지


●이중층 그래핀에서 전자의 움직임 관찰

‘사이언스’는 두 층의 그래핀을 겹쳐 만든 ‘이중층 그래핀’에서 전자의 움직임을 분석한 연구결과를 표지로 소개했다.
물질을 구성하는 전자는 평소에는 기체처럼 자유롭게 움직이다가 자기장이나 전기장을 걸면 일정하게 움직인다. 영국 맨체스터대 물리학과 안드레 가임 교수는 이중층 그래핀에서는 자기장을 걸어주지 않아도 전자가 일정한 방향으로 움직인다는 사실을 알아냈다. 가임 교수는 2004년 스카치테이프를 붙였다 떼는 방법으로 그래핀을 개발해 노벨물리학상을 수상한 바 있다.

연구진은 이중층 그래핀의 전자 움직임을 정확하게 관찰하기 위해 진공상태에서 표면이 균질한 이중층 그래핀을 만들었다. 그래핀에 결점이 있으면 전자가 이동하는 데 방해를 받기 때문이다. 가임 교수는 “이중층 그래핀은 전기 전도도와 강도가 높아 그래핀과 함께 차세대 신소재로 주목받고 있다”며 “이번 연구가 향후 이중층 그래핀을 응용하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

 

 

 

 



원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com



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