[과학향기]엎드려 자면 주름이 늘어난다?

엎드려 자면 주름이 늘어난다?

제1163 호/2010-08-02

잠자는 자세는 중요한 습관 중 하나다. 똑바로 누워 자느냐, 옆으로 자느냐, 엎드려 자느냐가 건강에 영향을 주기 때문이다. 잠자는 자세 중 가장 나쁜 것이 엎드려 자는 자세다. 엎드려 자면 깊은 잠을 잘 수 없을 뿐만 아니라 목과 허리디스크도 유발할 수 있다. 또 주름까지 늘어나게 만든다.

귀 근처나 턱 주변에 생기는 긴 주름 옆으로 눕거나 엎드려 잘 때 생기고, 책상 위에 엎드려 자는 경우 코와 입 사이에 주름을 깊게 만들 수 있다. 또 어린이들은 엎드려 자거나 모로 누워 손으로 얼굴을 고는 자세 때문에 양쪽 턱 관절의 균형이 무너질 수도 있다. 심한 경우 엎드려 자는 자세 때문에 좌우 얼굴이 달라지는 안면비대칭도 유발할 수도 있다.

[과학향기]모기퇴치법 총집합~ 레이저총부터 미꾸라지까지

모기퇴치법 총집합~ 레이저총부터 미꾸라지까지

[제 1166 호/2010-08-02]

찜통 같은 더위. 귓가를 앵앵거리며 귀찮게 하다가 어느새 새빨간 흔적을 남기고 궁극의 가려움까지 선물하고 떠나는 불청객은? 그렇다. 그 주인공은 여름밤을 한결 더 불쾌하게 만드는 모기다. 인간은 매년 모기와 반복되는 전쟁을 펼치지만 번번이 패배하고 만다. 모기를 퇴치하는 좋은 방법이 없을까?

오랫동안 사용했던 모기향과 스프레이는 식상하다. 그래서 과학자들은 몇 년 전부터는 모기를 잡아 준다는 이색적인 제품을 개발하고 있다. 첨단 기술을 이용한 방법부터 각종 생물 무기까지! 모기들을 정복할 필승 전략에 대해 알아보자!

우선 몇 년 전에 등장해 가정마다 하나씩 가지고 있는 파리채 모양의 ‘전기 모기채’가 있다. 이는 ‘휘두르는 동작’ 하나로 모기를 퇴치할 수 있어 모기의 공격으로부터 몸을 보호할 수 있는 가장 기본적인 장치라고 할 수 있다. 채를 이루고 있는 전류그물망에 전기가 흐르고 있으므로 모기가 채에 닿으면 전기충격을 받고 죽는다.

또 음식점이나 거리에서 종종 볼 수 있는 푸른빛이 감도는 등도 있다. 모기를 유인하는 등이라는 의미에서 ‘유문등’이라는 이름이 붙은 이 장치는 대부분의 야행성 곤충이 좋아하는 350nm~370nm 파장의 푸른빛을 내보낸다. 빛으로 모기를 유인한 뒤 그물에 넣거나, 전기로 태우는 식이다. 일종의 모기 지뢰라고도 할 수 있다.

모기를 대량 살상하는 레이저 총도 개발됐다. 마이크로소프트사의 연구원들이 주축이 된 인텔렉추얼 벤처스라는 회사는 2010년 초, 모기의 날개소리를 인식해 레이저로 모기를 태워 죽이는 장치를 개발했다. 이름 하여 ‘스타워즈’ 총이다. 이 장치는 아프리카에서 말라리아를 옮기는 얼룩날개모기를 없애기 위해 개발됐다. 아직 실제로 사용된 사례는 없지만, 실전에 배치되면 건물 주위를 모기로부터 보호하는 보호막 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

신기하기는 하지만 효과가 없는 무기도 있다. 최근 스마트폰 열풍이 불면서 모기가 접근하지 못하게 막아 준다는 다양한 애플리케이션이 인기를 얻고 있다. 이 애플리케이션은 원리는 간단하다. 스마트폰으로 사람의 피를 빠는 암컷 모기가 싫어하는 수컷 모기의 초음파를 발생시켜 모기가 가까이 오지 못하게 한다는 것이다.

암컷 모기는 보통 일생에 한 번 수컷과 교배를 하고 알을 낳는데, 알을 낳기 전에는 수컷과 교배를 하지 않는다. 그래서 수컷이 접근하면 날개 소리로 미리 알아채고 피한다. 하지만 이 애플리케이션을 비롯해 초음파를 발생시켜 모기의 접근을 막는 각종 장치와 컴퓨터 프로그램들은 효과가 없는 것으로 드러났다. 암컷 모기가 좋아하는 사람의 땀 냄새와 이산화탄소가 수컷의 날개 소리보다 암컷 모기를 더 유혹하기 때문이다.

그렇다고 모든 초음파가 모기 퇴치에 효과가 없는 것은 아니다. 서울의 강남구청에서는 초음파를 이용해 효과적으로 모기를 없애는 장치를 만들어 화제를 모으기도 했다. 장순식 강남구청 방역팀장이 개발한 이 장치는 수컷 모기의 날갯짓 소리인 약 1만 2,000㎐보다 높은 4만 2,000㎐의 초음파를 발생시켜 모기의 유충인 장구벌레를 제거한다. 물을 1초당 4만 2,000번 진동시킬 때 발생하는 거품이 장구벌레의 몸에 닿아 마치 폭탄처럼 터지면서 장구벌레를 죽이는 것. 정화조나 집수정에 이 장치를 설치했을 때 95% 이상의 장구벌레를 죽이는 놀라운 퇴치 능력을 보여줬다.

초음파 진동장치 못지않은 생물 무기를 사용하는 곳도 있다. 서초구청에서는 장구벌레의 천적인 미꾸라지를 집수정에 방사해 톡톡한 효과를 보고 있다. 모기는 열려 있는 문을 통해 들어오기도 하지만 집수정과 연결된 화장실이나 베란다의 배수구를 통해 들어오는 경우가 많다. 따라서 집수정에 미꾸라지를 풀어놓는 것이 좋은 효과를 볼 수 있다고 생각한 것이다. 실제로 집수정에 미꾸라지를 풀어놓은 결과, 미꾸라지 한 마리가 약 1㎡ 넓이의 공간에서 하루에 1,000마리 정도의 모기를 먹어 치워 모기 때문에 들어오는 민원이 줄었다고 한다.

모기의 천적은 미꾸라지만이 아니다. 강가나 하천 주위에 사는 잠자리 애벌레나 물땡땡이, 깨알물방개 같은 곤충 역시 장구벌레를 잡아먹는다. 모기의 가장 강력한 천적은 박쥐라고 할 수 있는데, 박쥐는 하룻밤에 최대 3,000마리의 모기를 먹어치우기도 한다. 박쥐가 친환경 모기 해결사로 알려지면서 이탈리아에서는 모기를 잡기 위해 박쥐가 살 수 있는 나무집 설치도 유행하고 있다고 한다.

무시무시한 레이저 총에서부터 미꾸라지나 박쥐 같은 생물 무기까지 다양한 모기 퇴치 방법들을 알아봤지만 역시 가장 중요한 것은 자기 몸을 잘 챙기는 것이다. 을지대학교 양영철 교수는 모기가 좋아하는 땀 냄새가 나지 않도록 자기 전에는 꼭 샤워할 것을 권한다. 특히 피에 영양소인 지방이 많이 녹아있는 고지혈, 고혈압 환자들은 모기에 물릴 확률이 더 높다. 통계적으로 고지혈, 고혈압 환자가 많은 O형 혈액형인 사람도 주의해야 한다.

기술의 발달과 모기에 대한 정보가 늘어나면서 모기를 잡는 기술도 다양해지고 있다. 하지만 모기를 잡는 천적들이 사라지는 것은 안타까운 점이다. 올여름에는 모기를 잡는 다양한 첨단기술뿐만 아니라 모기의 천적들이 살아남을 수 있도록 환경을 보호하는 일에도 조금은 관심을 기울여 보면 어떨까?

글 : 최영준 과학칼럼니스트

[과학향기]스킨스쿠버에 숨어있는 물리학

스킨스쿠버에 숨어있는 물리학

[제 1165 호/2010-08-02]

만사에 게으른데다 운동치인 과학 군.
그가 여자 친구인 향기의 강력한 권유로 황금 같은 휴가 기간 동안 스킨스쿠버 자격증에 도전한다.

과학 군 : 향기야, 난 수영도 못하는 맥주병인데 스킨스쿠버 배우기 전에 수영부터 배워야 하는 거 아냐?
향기 양 : 수영을 하면 좋긴 하겠지만 스킨스쿠버를 배우는데 수영은 그리 중요치 않아. 물에 뜨는 것보다 ‘물에 잘 가라앉는 것’이 더 어렵거든.
과학 군 : 그래? 그러면 안심인데…. 여전히 물은 무서워~ 힝~
향기 양 : 그런데 넌 스킨스쿠버가 무슨 뜻인 줄은 알아?
과학 군 : 그냥 ‘잠수한다’라는 말 아냐?
향기 양 : 호호~ 보통 스킨스쿠버라고 하면 공기통을 매고 잠수를 하는 스포츠로 생각하지만 실은 좀 달라.

● 스킨다이빙과 스쿠버다이빙
스킨다이빙(Skin Diving)은 별도의 장비를 꾸리지 않고 하는 다이빙을 말한다. 비교적 수심이 얕은 곳에서 하는 스킨다이빙은 ‘스노클링(Snorkeling)’이라고도 하는데 머리를 물속에 넣고 숨 쉬도록 숨대롱(Snorkel)을 물고 다이빙을 한다. 반면 스쿠버다이빙(SCUBA Diving)은 공기통과 물안경(마스크), 레귤레이터, 부력조절기 등 물 속에서 숨 쉴 수 있는 장비를 착용하고 즐기는 다이빙을 말한다. 여기서 스쿠버(SCUBA)는 Self-Contained Under Water Breathing Apparatus의 약자로 ‘수중 자가 호흡’을 뜻한다.

과학 군 : 아, 그렇군. 그럼 이제 스킨스쿠버 뜻도 알았으니 바로 공기통을 메고 물로 들어가면 되는 거야?
향기 양 : 이제 겨우 스쿠버다이빙 세계에 한 발 내딛었는데… (찌릿!) 아직 멀었다고!
과학 군 : 그럼 또 뭐가 남았는데?
향기 양 : 이제 다이빙과 관련된 물리학적 이론을 공부해야 해.
과학 군 : 고작 잠수 하나 배우는 데 그렇게 머리 아픈 것들을 배워야 해?
향기 양 : 호호~ 환상의 바닷 속 세계에 들어가는 게 그리 쉬운 줄 알았어?

다이빙을 위한 기초 과학
‘다이빙 한 번 하는데 무슨 공부가 필요할까’라는 생각을 하겠지만, 물속 환경은 지상과 전혀 다르기 때문에 안전한 다이빙을 위해서는 몇 가지 물리적인 지식이 필요하다. 스쿠버 다이빙에는 산소가 약 20% 질소가 약 78%의 비율로 존재하는 공기탱크가 사용되는데, 수심에 따라 공기가 받는 압력이 달라지므로 탱크 속 공기의 부피도 달라진다. 이는 곧 호흡과도 연결되기 때문에 수심에 따른 압력 정도와 기체 부피에 대한 관계를 이해해야 안전한 스쿠버 다이빙을 할 수 있다.

스쿠버 다이빙을 하는 데 있어 가장 기억해야 할 물리 법칙 두 가지는 보일의 법칙과 헨리의 법칙이다. 보일의 법칙은 ‘일정한 온도에서 일정 질량을 갖는 기체의 압력과 부피는 반비례한다’는 내용이고, 헨리의 법칙은 ‘일정한 온도에서 액체에 녹아 들어가는 기체의 양은 그 기체의 압력에 비례한다’는 내용이다. 그렇다면 이런 법칙들이 스쿠버 다이빙을 하는데 어떻게 적용되는 것일까?

두 법칙에 등장하는 압력을 다이빙에 적용하면 수압으로 바꿀 수 있다. 보통 수면의 압력은 대기압과 같은 1기압이지만, 수심이 10m씩 깊어질수록 1기압씩 높아지게 된다. 즉 수심 10m에서는 2기압의 압력이, 20m에서는 3기압의 압력이 작용하게 된다.

어떤 다이버가 수심 10m까지 잠수한다고 생각해보자. 그러면 수압이 2기압으로 늘어나 공기탱크 속 산소와 질소는 대기압보다 2배 높은 압력을 받게 된다. 결국 부피는 절반으로 줄어든 상태로 존재하게 되는 것이다.(보일의 법칙) 이렇게 되면 다이버는 지상에 있을 때보다 2배 많은 공기를 들이마시게 된다.

결국 수심이 깊어지면 다이버가 더 많은 양의 공기를 소비하게 된다. 그러므로 다이버가 똑같은 크기의 공기탱크를 가지고 물에 들어가도 깊이에 따라 잠수할 수 있는 시간이 달라지는 셈이다. 이 때문에 스쿠버 다이빙을 할 때는 수심에 따라 공기탱크 속에 있는 공기의 양을 필히 확인해야 한다.

또한 수심이 깊어질수록 다이버는 고압축의 산소와 질소를 마시게 된다. 이런 고압축의 질소(기체)는 헨리의 법칙에 따라 우리 몸의 혈액(액체)에 녹게 된다. 물론 같은 압력(수심)에서 혈액과 함께 체내를 순환하는 질소는 큰 문제를 일으키지 않는다.

하지만 다이버가 급하게 수면 가까이로 올라오면 수압이 낮아져 혈액에 녹아있던 질소가 다시 기체로 변하게 된다. 만약 기체로 변한 질소가 호흡으로 모두 내뱉어지지 않고, 체내에 기체로 남게 되면 혈관을 막거나 신경을 마비시키는 잠수병을 일으킬 수도 있다. 그래서 깊은 곳에 잠수할수록 천천히 수압에 적응하면서 몸 속 질소를 제거해야 한다.

과학 군 : 와 생각보다 스쿠버 다이빙이 매우 과학적이고 위험한 걸?
향기 양 : 호호~ 체계적으로 스쿠버 다이빙을 교육 받고 다이빙 규칙에 따르기만 하면 그렇게 위험하지도 않아.
과학 군 : 저거 말고 또 주의해야 할 것들이 있을까?
향기 양 : 응. 스쿠버 다이빙이 대기압보다 더 높은 압력 속에서 하는 활동이기 때문에 몇 가지 더 있긴 있어.

충치가 있으면 다이빙을 못해?

물속은 압력이 높기 때문에 주로 공기의 호흡과 관련된 주의 사항이 많다. 들이마신 숨를 참은 상태에서 위로 상승할 경우 부피의 팽창으로 인해 폐가 파열되는 ‘공기색전증’, 그리고 고압의 산소를 마실 때 발생하는 ‘산소중독증’과 이산화탄소나 일산화탄소 중독 현상 등이 있다.

또 잠수에 따른 수압 증가로 중이가 압착되면서 귀에 통증이 오기도 한다. 이때에는 침을 삼킨다거나 코를 막고 공기를 귀로 보내는 ‘발살바(Valsava)’를 통해 압력의 균형을 맞춰주면 통증이 사라지게 된다. 아주 드문 경우로 충치치료를 한 사람이 치료한 치아에 가해지는 압력 증가나, 치아 사이에 있는 공기수축으로 치통을 느끼는 경우도 있다. 따라서 스쿠버 다이빙을 계획할 경우 사전에 치아 상태를 확인해 보는 것도 좋다.

과학 군 : 그런데 이렇게 어렵고 위험한 스쿠버 다이빙을 꼭 해야만 하는 거야?
향기 양 : 푸른 바닷 속 형형색색의 산호초와 물고기 떼, 그리고 수면 위로 쏟아져 내리는 환상적인 빛기둥의 모습이란 직접 보지 않으면 도저히 느낄 수 없는 감동이지. 물론 스쿠버 다이빙이 어렵고 위험하긴 하지만 제대로 교육과정만 이수한다면 누구나 안전하고 쉽게 할 수 있다고..
과학군 : 좋았어! 그럼 나도 이번에 꼭 바닷 속 사나이가 되고 말겠어!!

※ 글에서는 스쿠버 다이빙에 대한 여러 위험한 내용을 소개하고 있지만 실제로 일반인들이 다이빙하는 10m 이내의 깊이는 상대적으로 안전한 편이다. 다만 스쿠버 다이빙을 위해서는 다이빙 교육을 꼭 이수해야 한다. 해당 교육은 잠수교육을 진행하는 교육센터에서 일주일 이내의 프로그램으로 진행된다.

글 : 양길식 과학칼럼니스트

[100자평] 미필적 고의에 의한 여름휴가

미필적 고의에 의한 여름휴가 - Summer '04
영화

분별을 앞서간 욕망. 내면의 욕구는 금세 알아차렸지만 진실은 늦게 알아차린 여자.

동물들의 울음 소리

도서관에 간 암탉 - 여우오줌 그림책 1
티파니 비키 그림, 데보라 브루스 글, 이선민 옮김 / 여우오줌 / 2002년 7월

우리한텐 익숙한 말 울음소리, 닭 울음소리, 개구리 소리 등등이
외국에선 어떤 발음으로 읽혀질까?
네이~무~바~오잉크~북~레딧~
바로 이 발음을 가지고 동화책을 구성했다.

농장에 놀러온 아이들과 신나게 놀던 농장 친구들.
그렇지만 아이들이 모두 돌아가고 나니 심심해져 버린 농장 식구들.
결국 아이들처럼 도서관으로 향하는 이들.

기세 좋게 당당히 들어섰지만 사서 선생님과 대화가 통하지 않는다.
말의 목소리는 그저 네이~하고 들릴 뿐이고,
소의 소리는 무~하고 들릴 뿐이다.
모두들 의사소통에 문제를 일으켰는데 암탉만이 당당히 책을 얻을 수 있었다.
까닭은 울음 소리가 '북~(book)'이기 때문.

모두들 덕분에 책을 읽으며 즐거운 시간을 가졌지만 개구리만이 심퉁맞은 표정이다.
까닭은, 이미 읽었기 때문이라나?
개구리의 울음소리 '레딧(read it)'에서 착안한 발상.

우리 귀에는 개구리 울음소리가 '개굴개굴'이고 소의 울음소리가 '음메'이지만, 그 발음으로 얘기했을 때 외국인들도 우리처럼 가축의 울음소리로 알아들을지 궁금하다. 기회가 된다면 한 번 물어보고 싶다. 그네들의 발음으로도 시험해 본다면 재밌을 것 같다.

책 먹는 여우며, 도서관에 간 사자도 재밌었는데 도서관에 간 암탉도 못지 않다. 사람이건 동물이건 도서관은 인기 최고다.