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(1)

유리창 청소부의 추락사를 막아라

03

04 유리창 청소부의 추락사를 막아라!

05 젖지 않고 스스로 깨끗해지는 10 얼마나 작아야 하는 걸까?

17 마법의 유리창 만들기

은나노를 활용한 의류 디자인 하기

은나노를 활용한 의류 디자인하기 28 패션에도 새로운 바람이 분다 29 은은 은색일까? 35

우리만의 나노 의류 만들기 39

27

나노 기술과 함께 더불어 사는 삶

47

48 나노 기술과 함께 더불어 사는 삶

49 나노 기술이 만드는 세상 54 첨단 기술, 언제나 맑음?

60 한 발자국 나아진 세상을 위해

미래의 나노 직업 구인광고는

미래의 나노 직업 구입광고는? 70

69

(2)

융 합 인 재 교 육 ( S T E A M ) 프 로 그 램

(3)

․젖지 않고 스스로 깨끗해지는 작아야 하는․얼마나

․마법의걸까 유리창 만들기

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유리창 청소부의 추락사를 막아라!

인류는 지구상에 출현한 이래 다른 생물들의 모습과 생활을 관찰하여 이를 모방하면서 인류의 과제를 해결 해왔다. 이러한 생체 모방이 가속화된 것은 과학 기술의 발달과 밀접한 관계가 있다. 나노 과학 기술의 발달 은 나노 수준에서 생물체를 관찰하고, 이를 바탕으로 나노 크기의 입자를 조작하여 보다 정밀하게 자연을 모 방할 수 있게 해 주었다.

다양한 생체 모방 기술 중 대표적인 것으로 연잎 효과를 꼽을 수 있다. 이미 여러 산업 분야에서 연잎의 초 발수 특성을 적용한 생활용품의 개발이 이루어지고 있으며, 이는 우리 생활의 변화를 촉진한다. 우산이나 등 산복과 같이 기존 제품의 기능을 강화한 생활용품은 물론, 비를 맞거나 물을 뿌려주는 것만으로 먼지가 깨끗 하게 떨어지는 페인트나 자동차와 같이 제품 자체의 자정작용으로 인해 인간 삶의 방식을 바꾸는 형태의 제 품 또한 등장하고 있기 때문이다. 이러한 첨단 기술은 개개인의 삶을 변화시킬 뿐 아니라 사회적 차원의 변 화를 가져오므로, 이에 대한 이해와 대처는 변화하는 세계를 살아가는 데 필요한 자질이라 할 수 있다.

이에 학생들이 일상생활 깊숙이 들어와 있는 나노 기술 중 연잎 효과를 경험하고 적용 원리를 이해하며, 이 를 이용하여 유리창 청소부의 추락사와 같은 사회 문제를 해결하는 방안을 모색해보자.

(5)

젖지 않고 스스로 깨끗해지는 젖지 않고 스스로 깨끗해지는 젖지 않고 스스로 깨끗해지는

학습 목표 연잎에 액체를 떨어뜨렸을 때의 특징을 살펴보고, 연잎 효과가 나타나기 위한 물 체의 표면 구조를 이해하여 이를 적용한 제품 아이디어를 낼 수 있다.

다음은 고층 건물의 유리창 청소와 관련된 신문기사이다.

출처: www.flickr.com

(가) 최근 싱가포르에서 고층 건물의 유리창을 닦다가 추락하여 여성 청소부 7명이 사망하는 사고가 발생하였다. 이들은 건물 내부에서 밖으로 몸을 기울여 청소를 하던 중 추락한 것으 로 나타났다. 이는 건물주들이 무리하게 건물 내부를 청소하는 직원에게 외부 유리창 청소를 요구하면서 벌어진 사고다. 이에 싱가포르 정부는 건물 내부 청소 직원에게 유리창 외부 청 소를 금지시키는 긴급 명령을 발령하면서 대책 마련에 나섰다.

참조: 한국일보(www.hankooki.com) 2012.04.24 기사

- ‘‘안전이 우선’ 싱가포르 고층건물 유리창 청소 금지’

(나) 지난 19일, 서울 세종로에 위치한 대한민 국 역사박물관에서 유리창 청소부 김모(42)씨 가 8층 건물 옥상에서 떨어져 숨지는 일이 발생했다. 경찰은 동료의 진술과 CCTV 등을 토대로 김씨가 작업을 위해 옥상에 있는 좁 은 난간에서 밧줄을 건물 밑으로 늘어뜨리던 중 무게중심을 잃고 추락한 것으로 보고 정 확한 사건 경위를 조사 중이다. 이 사고로 김 씨처럼 높은 상공에서 일하는 노동자들의 안 전 문제에 대한 지적이 나오고 있다.

참조: SBS뉴스(www.new.sbs.co.kr) 2014.03.19 기사 - ‘역사박물관 옥상서 유리창 청소부 추락해 숨져’

(6)

활동1 잎에 떨어진 물방울

서로 다른 두 식물의 잎의 표면을 살펴보고, 액체를 떨어뜨렸을 때의 특징을 관찰해 보자.

1.

양상추 잎과 연잎의 표면을 만져보고 어떤 차이가 있는지 이야기해 보자.

2.

두 식물의 잎에 각각 물을 몇 방울씩 떨어뜨려 보고, 물방울의 모습을 관찰하여 비교해보자.

3.

만약, 꿀과 같이 끈적끈적한 액체를 떨어뜨리면 어떤 결과가 나올까? 결과를 예상해본 후, 실험을 통해 결 과를 비교해보자.

4.

두 식물의 잎에서 이런 차이가 나타나는 까닭은 무엇일까? 자신의 생각을 적어보자.

(7)

활동2 연잎의 표면은 어떤 특징이 있을까?

다음 글을 읽고, 연잎과 같은 표면 구조의 특징에 대해 생각해보자.

연잎 표면의 물방울 출처: https://pixabay.com

연은 연못의 진흙 속에 뿌리를 박고 자라면서도 항 상 깨끗한 표면을 유지한다. 연잎 위에 떨어진 물방 울은 잎을 적시지 않고 주르르 흘러내린다. 연 잎사 귀에 떨어진 작은 물방울은 점점 커다란 물방울이 되어 바람과 물결에 따라 멈추었다 흐르며 잎에 묻 어 있는 먼지를 털어낸다. 이처럼 물체의 표면이 물 방울에 젖지 않고 더러워지지 않는 현상을 ‘연잎 효 과’라고 부른다.

다른 풀잎은 다 젖는데 왜 연잎은 물에 젖지 않 을까? 이것은 연잎 표면에 있는 수백만 개의 미세 돌기 때문이다. 연잎 표면에는 아주 작은 크기의 돌 기가 있고, 돌기 하나하나는 다시 물을 밀어내는 수 백 개의 왁스 크리스털로 덮여 있다. 물방울이 돌기 사이로 스며들지 않기 때문에 작은 이슬이나 빗방 울은 돌기 위에서 더 큰 물방울로 뭉쳐지고, 뭉쳐진 물방울은 돌기 끝에 동그랗게 맺혀 있다가 굴러 떨 어진다. 이 과정에서 물방울은 연잎에 묻은 먼지를 안고 떨어지게 되므로 연잎은 항상 깨끗한 상태를 유지한다.

[ 참고 : 「재미있는 나노과학기술 여행」, 강찬형 외, 양문 ] 연잎 표면의 미세 돌기

출처: http://wthielicke.gmxhome.de

1.

연잎에 떨어진 물방울의 특징을 2가지 찾아보자.

- -

2.

연잎 효과란 무엇인가?

(8)

3.

연잎 표면이 물에 젖지 않는 이유는?

4.

연잎 효과를 물건에 적용할 수 있다면, 그 물건은 어떤 특징을 가지게 될까?

활동3 과학 기술이 만드는 연잎 효과

글을 읽고 물음에 답해보자.

(가) 물이 닿는 물체 표면 의 성질은 물방울의 모양 을 결정한다. 물과 친한

‘친수성’ 표면에서는 물이 표면에 넓게 퍼지지만, 물 을 밀어내는 ‘소수성’ 표 면에서는 둥근 모양을 비

교적 잘 유지한다. 그런데 소수성 표면에 작은 아주 작은 크기의 돌기가 나 있으면, 하나하나 의 돌기가 물을 밀어내면서 물방울은 더욱 동그란 모양을 띠게 되고, 물이 물체에 스며들지 않는다. 연잎과 같은 미세 돌기 표면에서 물이 동그랗게 유지되는 현상은 이런 구조 때문이 다. 연잎의 이런 성질을 ‘초소수성’이라고 한다.

(나) 물체의 표면에 연잎의 표면처럼 아주 작은 크기의 거칠기를 만들어내면 물에 젖지 않고, 물방울이 자유롭게 움직이면서 물체 표면의 먼지나 때를 없애는 연잎 효과가 생기게 된다.

아주 미세한 크기의 물질을 만들고, 조작하는 첨단 과학 기술은 이러한 연잎 효과를 적용한

(9)

1.

소수성 표면과 초소수성 표면의 공통점과 차이점을 찾아 적어보자.

- 공통점 : - 차이점 :

2.

연잎 효과를 적용한 물체를 만들려면 어떤 기술이 필요할까?

3.

연잎 효과를 적용한 물건을 만든다면 여러분은 어떤 물건을 제작해보고 싶은가? 제작해보고 싶은 물건과 이유를 간단히 적어보자.

- 물건 :

- 이유 :

4.

자신의 아이디어를 발표해보고, 친구들의 생각을 참고하여 새롭게 떠오르는 아이디어가 있다면 적어보자.

(10)

얼마나 작아야 하는 걸까?

학습 목표 초미세 크기인 나노 수준의 세계에 대해 생각해보고, 활동을 통해 나노 단위의 크 기를 경험할 수 있다.

(출처: www.flickr.com)

이렇게 작은 메모리 카드에 어떻게 그 많은 정보를 담을 수 있을까?

(11)

활동1 작게, 더 작게

1.

물체의 표면으로 아주 작은 물방울도 스며들지 않으려면, 물체의 표면 돌기는 얼마나 작아야 할까? 글을 읽고 답해보자.

구름 속 작은 물방울들이 서로 부딪치면서 합쳐지면서 더 큰 물방울이 되고, 이 물방울이 땅으로 떨어질 때 비 나 눈이 내린다. 그럼 빗방울의 크기는 어느 정도일까?

구름 입자의 크기는 보통 0.01mm 정도이다. 지상에 생 기는 안개나 이슬 입자의 크기는 이보다 조금 더 큰 0.1mm 정도 크기이고, 빗방울이 되려면 100만개 이상의 구름 입자가 모여야 한다. 빗방울의 크기는 보통 1~2mm 정도 크기로 알려져 있다.

2.

일정한 양의 왁스 성분으로 물체 표면에 연잎 표면과 같은 미세 돌기를 만들려고 한다. 하지만 얼마나 작 은지 상대적인 차이가 있을 수 있다. 상대적으로 클 때와 작을 때를 비교하여 그림으로 나타내고, 어떤 경우에 더 효율적이라고 생각하는지 이유를 설명해보자.

▶ 그림 ▶ 설명

(12)

활동2 초미세 크기의 세계

*　아주 작은 크기의 세계를 소개한 동영상을 보고 물음에 답해보자.

1.

영상에서 가장 작은 크기로 줄어들었을 때의 단위는 무엇일까?

2.

나노 크기의 입자가 얼마나 작은지 알아보기 위해, 1m의 사람을 1/10배씩 축소하면서 크기를 살펴보았다.

1나노미터(=1nm) 크기가 되기 위해, 1/10배씩 축소하는 과정을 몇 번이나 거쳤을까? 이 때 1m 크기는 1nm의 몇 배만큼 큰 것일까?

(13)

활동3 나노 크기 체험

1.

아래의 빈 공간에 30초 동안 최대한 많은 수의 점을 찍어보자.

2.

얼마나 많은 수의 점을 찍을 수 있었는지 점의 개수를 세어보고, 머리카락의 단면 위에 나노미터 크기의 점을 찍는다면 몇 시간이나 걸릴지 예상해보자.

- 점의 개수 : 약 개 - 예상 시간 :

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3.

머리카락의 굵기는 0.1mm(밀리미터)이다. 사람이 1nm(나노미터) 크기만큼 작아진다면, 머리카락의 단면 위 에 사람이 몇 명이나 올라갈 수 있을까? 선생님께서 보여주시는 <나노 크기 탐험> 자료를 통해 크기를 비교해보자.

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활동4 나노 기술의 현재

우리나라의 나노 기술을 소개한 뉴스 동영상보고, 나노 기술의 발전에 대해 알아보자.

(뉴스를 들어보면서 빈칸에 알맞은 말을 넣거나, 옳은 말을 찾아보자.)

1.

“정부, 정밀 나노기술 산업화로 ...” - KBS 서병립 기자

스마트폰 뒷면에 장착된 센서에 손가락을 가져다 대자 휴대전화가 자동으로 작동됩니다. 여 기에 사용된 지문센서는 두께가 1.1밀리미터에 불과한데 7개 이상의 층을 쌓아 만들었습니 다. 바로 ( ) 기술 덕분에 가능했습니다.

휘어지는 디스플레이에도 눈에 ( ) 작은 소자가 필요하기 때문에 나노 융합기 술이 필수적입니다.

[ 박종구(나노 2020 산업단장) 인터뷰 ]

"나노 기술이 다른 산업하고 ( ) 되면 기존 산업이 생각하지 못했던 굉장히 큰 파급효 과가 생긴다는 거죠."

2.

“첨단 나노기술 한 자리에...” - YTN 사이언스 이성규 기자

머리카락 굵기의 만분의 1 수준인 ( ), 이 초미세 나노기술을 이용하는 과학과 산업 분 야가 빠르게 성장하고 있습니다. 최첨단 나노기술을 한눈에 볼 수 있는 전시회에 이성규 기 자가 다녀왔습니다.

드론에 달아 항공 촬영에 쓰는 카메라. 나노 칩을 만들어 부착하여 ( )을 잡아주는가 하면, 가짜 휘발유 한 방울로도 ( )가 반응합니다.

( ) 와이어가 적용된 발열 필름은 자동차 와이퍼의 겨울철 성에 방지를 위해 와이퍼 에 필름을 부착하는 것처럼 자동차 곳곳에도 나노 기술이 사용되고 있습니다.

(17)

마법의 유리창 만들기 마법의 유리창 만들기마법의 유리창 만들기

학습 목표 나노 분말을 이용하여 연잎 효과를 적용한 초발수 코팅 유리를 제작해 보고, 나노 기술의 필요성을 사회 문제와 연결 지어 설명할 수 있다.

(출처: https://pixabay.com)

고층 건물의 유리창을 연잎의 표면처럼 만들 수 있다면 세상에는 어떤 변화가 생길까?

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1. 유리판의 한쪽 끝을 핫플레이트 위에 올리 고, 가장 낮은 온도로 맞추어 놓는다.

2. 표면 코팅 효과를 비교하기 위해 유리판의 1/2 면적에 산화 아연 혼합액을 떨어트린다.

3. 산화 아연 분말이 유리판 표면에 돌기처럼 자랄 수 있도록 15~20회 충분히 떨어뜨린다.

4. 산화 아연 분말을 떨어뜨린 쪽의 유리판이 스테아르 산 용액에 잠기도록 세워 넣는다.

5. 산화 아연 나노 분말이 달라붙어 있는 유 6. 실온에서 완전히 말리고, 스포이트로 코팅면과

활동1 초발수 코팅 유리 만들기 실험

1.

연잎의 표면에서처럼 물방울을 튕겨내어 물체 표면에 물이 스며들지 못하도록 하는 것을 ‘초발수’라고 한 다. 나노 크기의 입자로 유리 표면에 초발수 코팅을 입혀보자.

(19)

2.

초발수 코팅이 되어 있는 부분과 코팅되지 않은 부분의 물방울 모양은 어떻게 다른가? 관찰 결과를 적어 보자.

3.

실험에서 연잎 표면과 같은 성질을 만들기 위해 어떤 과정을 거쳤는지 생각해보자.

연잎 표면처럼 돌기를 만들어 주기 위해 ( ) 나노 분말을 사용하였고, 물을 밀어내는 성질의 물질로 코팅할 수 있도록 ( ) 용액에 담가 두었다.

(20)

활동2 초발수 코팅의 세계

1.

초발수 코팅이 활용된 사례와 관련한 동영상을 보면서, 이러한 제품의 등장이 개인의 삶과 사회에 어떤 변화를 가져올지 생각해보자.

2.

나노 과학 기술은 어떤 사회 문제 해결에 도움이 될 수 있을까? 지금까지 학습한 내용을 떠올려 보면서 자유롭게 이야기해 보자.

3.

수업을 마친 소감을 자유롭게 이야기해 보자.

(21)

읽 을 거 리 1

자연에서 배우는 나노 기술

생물은 아주 단순한 재료로 여러 가지 물질을 만든다. 당분, 단백질, 무기염류, 물 등을 가지고 목 재, 뼈, 껍데기와 같은 다양한 물질을 만든다. 생물의 이런 능력이 과학자의 주목을 받는 이유는 두 가지다. 첫째, 생물은 크고 복잡한 공장 설비 없이도 인간이 만든 합성물질보다 훌륭한 물질을 만든다. 둘째, 생물은 공해 없이 물질을 생산하고, 생성된 물질 역시 공해를 일으키지 않는다.

자연 현상과 생태계, 생물에게서 영감을 얻어 기술에 응용하는 ‘자연모사’ 또는 ‘생체모방’ 기술은 오래전부터 찾아볼 수 있다. 세종대왕의 한글과 이순신 장군의 거북선은 우리나라의 대표적인 자 연모사 기술이다. 20세기 들어서는 자연에서 배운 아이디어로 상업적인 성공을 거둔 발명품이 대 거 등장했다. 떨어질 때 찍 소리가 나서 ‘찍찍이’라고도 부르는 벨크로가 대표적이다. 벨크로는 1940년대 초 도꼬마리 열매의 갈고리가 옷이나 동물의 털에 잘 붙는다는 사실에서 아이디어를 얻 어 만들었다.

1990년대 들어서는 마이크로·나노 기술이 발달하면서 자연모사 기술이 한층 더 발전했다. 어디에 나 몸을 붙이고 있을 수 있는 게코 도마뱀붙이의 발바닥, 표면을 항상 깨끗하게 유지하는 연잎, 물 위에서 떠다니며 살 수 있는 소금쟁이를 모방해 그 장점을 이용하려는 노력이 많이 이뤄지고 있다. 이들의 표면은 성질이 서로 반대이기 때문에 서로 다른 양상으로 적용되고 있다.

게코 도마뱀붙이가 벽이나 천장에 자유롭게 붙어 다닐 수 있는 건 발바닥에 ‘시태Setae’라는 아주 작은 마이크로·나노 구조물인 털이 있기 때문이다. 나무가 큰 기둥에서 줄기가 나와 작은 나뭇가 지로 뻗어나가는 것처럼 게코 도마뱀붙이의 발바닥에도 굵은 털에서 뻗어나간 미세한 털이 200nm 굵기의 가지로 갈라져 있다. 이런 나노 털 덕분에 부스러기나 화합물의 흔적을 남기지 않고 붙어 서 걸어 다닐 수 있다. 이처럼 계층 구조를 지니고 있기 때문에 울퉁불퉁한 표면에서도 부착력이 전혀 떨어지지 않고, 먼지도 잘 붙지 않는다. 게다가 물을 좋아하는 성질도 지니고 있다.

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이런 특성을 흉내 내 만들어진 것이 ‘게켈Geckel’이라는 접착제다. 이 접착제는 게코 도마뱀붙이 의 발가락과 홍합의 접착 단백질의 특성을 융합해 만들었다. 1000번 이상 붙였다가 떼어도 접착 성능이 남아 있으며, 물속에서도 접착성이 사라지지 않는다.

연잎은 또 다른 특성을 보여준다. 연잎은 깨끗하지 않은 연못에 살면서도 항상 청결한 모습을 보 인다. 표면이 물에 젖지 않으며 먼지 하나 앉을 수 없기 때문이다. 연잎 표면을 전자현미경으로 확대해 보면 10~20μm의 돌기가 있고, 그 위는 100nm 정도의 돌기로 다시 덮여 있다. 그리고 표면 에 왁스 성분이 덮여 있어 물이 맺히면 그대로 굴려내려 먼지나 모래를 닦아 준다. 이런 성질을

‘초발수성’이라고 한다.

초발수성 표면은 어디에 쓸 수 있을까. 반영구적인 초발수성 투명 유리는 향후 자동차, 건설 산업 에 응용할 수 있다. 와이퍼가 필요 없는 자동차 유리나, 자기 세정이 가능한 태양전지 표면과 도 로 표지판을 만들 수 있는 것이다. 다양한 산업 분야에서 향후 10년 이내에 기술적 파급 효과가 크고 산업기술 경쟁력을 강화할 수 있다.

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수십억 년 동안 진화하고 있는 생물 개개의 기능은 처한 환경에서 살아남기 위해 최소한의 에너 지를 이용하며 최고의 효율을 내고 있다. 최근 눈부시게 발달한 나노기술을 이용하면 우리는 자연 을 더욱 면밀히 관찰할 수 있으며, 관찰한 각각의 기능성 구조는 우리 생활에 직접적으로 활용할 수 있는 게 많다.

우리는 자연을 파괴하지 않으면서 풍요롭게 살고, 다시 모든 것을 자연으로 돌려보내는 자연친화 적이면서 지속 가능한 기술을 개발해야 한다.

미래와 현재를 모두 아우르는 창조적이면서 도전적인 기술을 개발하는 게 시대적인 요구다. 자연 모사 기술은 자연의 해결책을 과학기술의 해결책으로 만들기 위해 꼭 필요하다. 기초에서부터 상 용화 기술에 이르기까지 체계적이고 지속적으로 연구해야 한다.

출처: ‘자연에서 배우는 멋진 표면’, 윤의성, 문명운, KIST 과학기술 전망 2014

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볼 거 리

자연에서 배우는 발명의 기술

(출처: 교보문고)

『자연에서 배우는 발명의 기술』, 지그리트 벨처 지음, 논 장

이 책은 자연을 모방하여 이루어지는 발명과 기술의 원리를 알고 싶은 사람들에게 생체 공학의 세계를 알기 쉽게 접근해 주는 생체 공학 입문서이다.

자연의 생존 기술은 인간의 꿈을 실현시켜 왔으며, 그 의미와 가치를 인정받아 현재까지 많은 성과를 내기에 이르렀다. 책 은 생체 모방 공학 분야의 성과와 앞으로의 과제, 일상에 담 긴 과학과 발명의 원리를 실제 연구 사례를 통해 제시한다.

또한 ‘되튐 원리를 이용한 풍선 로켓’, ‘헬리콥터 만들기’, ‘물 속에서 젖지 않기’ 등 매 주제에 맞는 어린이들이 해 볼 수 있는 다양한 실험들을 소개하고 있다.

(출처: 교보문고)

『나노에 둘러싸인 하루』, 김문제, 송선경 지음, 살림 FRIENDS

나노과학기술이 펼쳐질 미래의 일상은 어떤 모습일까? 나노 과학기술은 미래를 바꿀 신기술로 주목받고 있지만 정작 나 노과학기술이 무엇이고 그것이 어떻게 우리의 삶을 바꾸고 있는지를 설명해 주는 책을 찾기는 쉽지 않다.

이 책은 다음 세대의 주인공인 청소년들을 위해 쉽고 재미있 게 나노과학기술을 소개하는 책이다. 나노과학기술의 발전 과 정, 나노과학기술의 현황과 전망, 나노과학기술로 인해 변화 될 미래의 모습 등 나노과학기술의 모든 것을 다양한 사례를 곁들여 이해하기 쉽게 설명한다.

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(출처: 위키백과)

행 복 거 리

화학물질의 안전을 지키는 파수꾼, 화학물질안전관리사

나노 과학 기술의 발달은 나노 단위의 크기로 인해 새로 운 성질을 가진, 지금까지와는 전혀 다른 새로운 화학물 질의 등장을 가져왔다. 나노 입자의 유용성에도 불구하고, 안전한 이용을 위해서는 이를 연구하고 관리하는 사람이 필요하다.

1991년 발생한 낙동강 페놀 누출사고, 2012년 경북 구미 화학공장의 불산 가스 누출사고와 같이 화학물질이 누출 되는 사고는 드문 일이 아니다. 그러나 사건으로 인해 주 변 농작물 피해나 근로자가 사망하기에 이르는 등 그 피 해는 엄청났고, 여러 사고들을 계기로 화학물질 사고의 심각성에 대한 대책 마련을 위한 노력이 계속되고 있다.

전면 개정되어 2015년 1월부터 시행된 새로운 「화학물질 관리법」은 이러한 정부의 노력을 대변하며, 화학물질 안

전을 지키는 ‘화학물질안전관리사’가 전문 인력으로 육성될 계획이다.

어떤 일을 하나요?

화학물질의 오염도를 측정하고 분석하며, 화학물질 취급시설의 안전 관리 및 화학물질의 영향을 조사하고 분석하는 등 화학물질의 위해성에 대해 평가한다. 또한, 화학물질로 인한 피해를 최소화 하고 이를 제거하여 화학사고 예방과 대응에 대한 업무를 수행한다. 이를 통해 화학물질의 위험으 로부터 국민의 건강과 환경을 보호하는 역할을 한다.

어떻게 준비하나요?

화학물안전관리사가 되려면 화학, 안전, 환경 관련 지식과 경험이 필요하다. 때문에 대학 및 대학 원에서 관련 전공을 하거나 유사 분야 자격증을 취득하는 것이 도움이 된다. 특히 향후 신설될‘화 학물질안전관리기사’자격증 취득을 목표로 하는 것이 좋다.

환경과 안전문제를 다룬다는 점에서 환경문제에 대한 관심과 세심함, 신중한 성격이 요구된다.

적합한 사람은?

화학, 안전, 환경 분야가 융합된 영역이라는 점에서 관련 전공자 또는 유사분야 경력자, 환경문제 에 관심이 많은 사람에게 적합하다.

필요한 공부는?

대학 및 대학원에서 화학, 안전, 환경 관련 전공을 하거나 양성기관에서 화학물질 취급, 관리, 복

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융 합 인 재 교 육 ( S T E A M ) 프 로 그 램

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새로운 바람이 분다

․은은

․우리만의은색일까 나노 의류 만들기

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은나노를 활용한 의류 디자인하기

중학교 학생들에게 ‘나노’라는 개념은 들어본 적은 있지만 무엇인지 모르는 과학자들의 세상에서 만 있는 개념이라고 생각되기 쉽다. 또한 단순히 아주 작은 것이라는 생각에 머무를 지도 모른다.

이 수업은 학생들에게 나노의 크기로 작아지면 달라지는 것들 중 은나노 입자의 색과 살균효과를 중심으로 나노기술이 우리 생활에서 활용가능하고, 단순히 작다는 것 이외에 여러 성질을 나타낼 수 있음을 경험시켜주기 위한 것이다.

그리고 최근에 환경오염, 감염병 유행이 대중들의 관심대상이 되고 있다. 그리고 이러한 관심의 결과로 패션에서도 단순히 디자인만이 아닌 건강과 환경적 측면을 모두 고려한 의류의 생산이 주 목받고 있다. 그리고 이러한 흐름에 나노 기술이 좋은 대안 중 하나일 수 있다. 나노기술을 활용 한 의류를 디자인해 보는 과정을 진행하며 나노와 패션에 대한 새로운 경험을 시작해보자.

출처 : 슈퍼박테리아도 잡는 은나노 청정기술(YTN Science, 2014.09.21)

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패션에도 새로운 바람이 분다~!

패션에도 새로운 바람이 분다~!패션에도 새로운 바람이 분다~!

학습 목표 의류 산업에서 건강과 환경적 측면을 고려할 필요성이 있음을 인식한다.

최근 다양한 아이디어와 신기술을 활용한 의류들이 증가하고 있다. 또한 기업이 아닌 개인이 자신 의 아이디어 제품들을 만들어 판매하는 경우도 늘어나고 있다. 우리도 여러 분야의 신기술 중 나 노기술을 활용하여 기존 의류들의 단점을 극복한 나노기술 활용 의류를 디자인하고 이를 설명하 는 설명서를 만들어보자.

출처 : http://pt.aliexpress.com/

< 생활용품 디자인 및 설명 예시 >

(30)

활동1 작지만 강한 적~! 미세먼지~!

1.

다음은 우리나라 미세먼지 문제에 대한 신문기사의 일부이다. 기사를 읽으며 우리는 무엇을 해 야 할지 생각해 보자.

한반도에 중국발 ‘미세먼지 비상’이 걸렸다. 전국의 미세먼지 농도가 나쁨 단계를 기록한 가운데 인천에 는 초미세먼지 주의보까지 발령됐다.

미세먼지가 건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있다. 공기 중에 떠다니는 일반적인 먼지는 코 털이나 기관지 점막에서 대부분 걸러져 배출되지만 미세먼지는 지름이 머리카락 굵기의 10분의1 정도 로, 코나 기관지에서 걸러지지 않고 몸에 축적된다. 이 때문에 기관지 점막이 건조해지면서 세균이 쉽 게 침투, 만성 폐질환이 있는 사람은 폐렴과 같은 감염성 질환에 취약해진다. 특히 지름이 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 협심증·뇌졸중의 발병 원인으로 알려져 있다.

실제로, 대기오염 측정 자료와 건강보험공단의 자료를 종합해 본 결과, 초미세먼지의 농도가 증가할 때 심혈관질환으로 입원한 환자수가 전체 연령에서 늘어났고, 65세 이상에서는 더 많이 증가했다. 정부도 이런 위험성 때문에 미세먼지 종합대책을 발표했지만, 미세먼지는 해가 갈수록 심해지고 있다. 미세먼 지가 국민건강에 미치는 영향을 고려한다면, 보다 적극적인 대응이 필요하다.

지금처럼 야외 활동을 줄이고, 마스크를 착용하라는 정도로 대응에서 그치지 말고, 미세먼지가 일정 수 치 이상이면 디젤차량의 운행을 조정하는 등의 국내 대응책 뿐만 아니라 인접 국가와 보다 근본적인 문제 해결을 위한 합의가 필요하다.

출처 및 참고 : 현대건강신문(2015.12.27)

최근 미세먼지가 우리나라를 점령하는 경우가 증가하고 있다. 2015년에만 20번 이상 초미세먼지 주의보 가 발령됐지만 이에 따른 정부 차원의 해결책은 부족하고, 국민들이 환경적 비상 상황에 대한 피해와 심각성을 올바르게 알고 있지 못하다는 지적도 나오고 있다.

미세먼지 농도 증가의 원인을 편서풍을 타고 중국을 통해 많은 양이 유입되는 것과 우리나라의 대기정 체가 맞물린 결과로 추정하고 있으나 보건당국은 외출자제 외에는 특별한 대책을 내놓지 못하고 있다.

환경부는 중국과 대기질 자료를 실시간으로 공유하고 있지만, 중국 내 미세먼지발생원을 근본적으로 줄 이는 정책이 시행되지 않으면 미세먼지문제를 해결하기는 매우 어려운 것이 현실이다.

전문가들은 최근 중국과 국내 석탄발전이 늘면서 미세먼지 발생량이 늘어난 것으로 보고 있다. 한중일 3국이 나서 미세먼지 저감 대책 마련을 약속했지만 전 세계적 석탄발전 비중이 점점 늘어나고 있는 상 황을 생각해 볼 때 이 역시 쉽지 않을 것으로 보인다.

국내 환경의식 역시 미세먼지에 대한 심각성을 크게 인지하지 못하고 있다는 지적이 있다. 배출가스 조 작 파문을 일으킨 자동차에 대해 전 세계 소비자들의 구매거부 운동과는 달리 국내에서는 오히려 판매 량이 늘어나는 현상을 보였고, 또한 우리나라에서 진행중인 숯가마나 직화구이 요리점에 대한 자제 캠 페인은 크게 주목받고 있지 못하다.

환경단체 관계자는 "미세먼지는 중국을 비롯한 국내공장, 석탄화력발전소, 자동차 등에서 나오는 오염 물질이 주요한 원인이며, 문제해결을 위해서는 국가단위의 협력체계구축과 국내오염물질을 해결하기 위 한 대책 등이 총체적으로 필요하다"고 지적했다.

(31)

활동2 패션쇼의 새로운 바람~!

다음은 아시아 최대 규모 패션 액세서리 박람회에서 모델이 착용한 초미세먼지 마스크와 멕시코 에서 열린 패션쇼에 등장한 방독면이다.

< 초미세먼지 마스크 > < 방독면 >

출처 : 한국일보(2014.07.08), 아시아투데이(2010.04.14)

1.

패션쇼에 위와 같은 마스크나 방독면이 등장한 이유는 무엇일까?

(32)

활동3 우리가 입는 옷의 비밀~!

1.

다음은 겨울옷의 세균 오염에 대한 이야기이다. 이야기를 읽고 이어지는 물음에 대해 생각해보 자.

감기 걸린 영희를 간호해주던 아빠는 고민에 빠졌다. “옷을 얇게 입거나 집이 추운 것도 아니고, 가족 이나 친구들 중에 감기 걸린 사람이 있는 것도 아닌데 우리 영희가 왜 감기에 걸린 걸까?” 이때, 아빠 의 눈에 포착된 영희의 목도리와 장갑의 냄새를 맡은 순간 아빠는 영희를 혼내며, 다음과 같이 이야기 를 나누었다.

아빠 : 아빠가 목도리랑 장갑 자주자주 빨아야 된다고 했지! 이러니 감기에 안 걸리고 배기겠니?

영희 : 아니 목도리 더러운 거랑 감기랑 무슨 상관이에요?”

아빠 : 보통 사람들의 목도리와 장갑에 사는 세균이 쓰레기통보다 무려 4배나 많아. 세균은 수분 과 양분이 있는 곳에서 잘 자라는데, 목도리나 장갑은 입김, 땀, 피부 각질 등이 있어서 수분과 양분이 넉넉한 장소인거야.

영희 : 그러면 목도리와 장갑은 세균들에게 호텔같은 곳이란 말씀이세요?”

아빠 : 그렇지. 목도리와 모자에서는 피부 질환과 호흡기 질환을 일으킬 수 있는 황색 포도상구 균(Staphylococcus)이 아주 많고, 장갑에서는 장염과 탈수를 유발할 수 있는 간균(Bacillus)이 많이 검출됐다는 연구결과도 있단다.

영희 : 그런 세균도 있어요? 대박~~!

(33)

2.

다음은 우리나라에서 2009년과 2010년에 전국 산업단지의 각 업소들이 평균적으로 얼마나 많은 폐 수를 만들고 배출하였는지를 나타낸 그래프이다. 다음 그래프를 보고 이어지는 물음에 대해 생각 해보자.

출처 : 환경오염배출업소조사(환경부, 2012.09.05)

3.

앞으로 우리가 의류나 생활소품을 개발할 때 어떤 점들을 고려해야 할지 생각해보자. 또한 그 이유는 무엇일까?

고려해야 하는 점 이유

(34)

활동4 우리들의 생각을 공유해보자~!

1.

조별로 생각한 의류나 생활소품 개발시 고려해야 할 문제점과 이유를 발표하고, 다른 조의 발 표내용을 요약해 보자.

조 고려해야 하는 점 이유

1

2

3

4

5

6

(35)

은은 은색일까?

학습 목표 은 입자의 크기가 작아지면 색이 달라질 수 있음을 경험한다.

활동1 숨어있는 은을 찾아보자~!

1.

다음 사진들 속에는 다양한 모습의 은이 숨어있다. 그림 속에 숨어있는 은을 찾아 표시하고 은 이라고 생각한 이유를 써보자.

(36)

활동2 은거울병을 만들어 보자~!

1.

실험 준비물

☞ 작은 병, 질산은 수용액, 암모니아수, 수산화나트륨 수용액, 포도당 수용액, 비커, 스포이트, 따뜻한 물, 장갑, 폐시약 통

2.

_{실험 유의사항}

① 실험을 할 때 각종 용액이 손에 묻지 않도록 장갑을 착용하고 실험을 진행한다.

② 암모니아수의 경우 농도가 진하기 때문에 직접 냄새를 맡지 않는다.

3.

실험과정

① 질산은 용액을 작은 병에 5ml정도 넣는다. ② 암모니아수 한 방울씩 떨어트리며 갈색 앙 금이 생겼다가 사라지게 한다.

③ 용액이 투명해지면 수산화나트륨 수용액과 포도당 수용액을 각각 1.5ml(35방울 정도)씩 넣고 작은 병의 뚜껑을 닫는다.

④ 따뜻한 물이 든 비커에 작은 병을 넣고 병 을 돌리면서 병의 안쪽 면에서 은거울 반응 이 일어나도록 한다.

(37)

활동3 은의 새로운 모습을 알아보자~!

1.

아래 사진은 여러분이 은거울 반응 실험을 할 때 사용한 질산은 수용액을 이용하여 만든 은나 노 용액이다. 은거울 반응 실험의 결과와 비교하면 어떤 공통점과 차이점이 있을까?

공통점 차이점

(38)

기존에 알던 은의 색은?

⇨

새롭게 알게 된 은의 색은?

은이 이러한 색을 나타내는 이유는?

2.

아래 사진은 위에서 만든 은나노 용액 속의 은나노 입자의 크기를 변화시킨 모습이다. 우리가 알고 있던 은의 색과 비교해 보자.

나노입자가 잘 흩어져 있는 경우 <--->

나노입자가 뭉쳐있는 경우

☞ 은 나노입자가 붉은 색을 띄려면 나노입자의 크기가 ( 작아져야 / 커져야 ) 한다.

활동4 은의 색에 대해 몰랐던 사실~!

1.

자신이 은의 색에 대해 기존에 알고 있었던 사실과 이번 수업을 통해 새롭게 알게 된 사실을 써 보자.

2.

(39)

우리만의 나노 의류 만들기 우리만의 나노 의류 만들기우리만의 나노 의류 만들기

학습 목표 나노입자의 색과 살균효과를 의류에 적용할 수 있다.

활동1 나노가 세균을 잡는다?

1.

다음은 슈퍼박테리아를 잡는 은나노 기술에 관한 영상이다.

출처 : 슈퍼박테리아도 잡는 은나노 청정기술(YTN Science, 2014.09.21)

☞ 영상을 보면서 아래 문장의 빈 칸을 완성해 보자.

- 국내 연구진이 ( ) 물질을 코팅해 슈퍼박테리아를 비롯한 모든 ( )을 잡아 낼 수 있는 에어필터 기술을 개발했다.

- 은나노 복합체는 강력한 ( )효과를 지니고 있다. 은나노 복합체의 전체 크기가 박테 리아 크기와 ( ) 때문에 박테리아와 접촉하면 바로 이빨로 물어뜯는 것처 럼 박테리아를 찢어버리는 정도의 강력한 ( )효과를 낼 수 있다.

- 에어필터는 ( ) 질병 확산의 온상 가운데 하나로 지목되어 왔다.

- 병원균을 죽일 수 있는 에어필터 기술이 개발됨으로써 이 같은 우려가 크게 줄어들 것으로 기대된다.

(40)

대상 적용내용

2.

나노기술은 세탁기부터 청소기, 화장품 등 우리가 매일 사용하는 생활용품에 접목되고 있다. 이 들은 모두 물질 입자의 크기를 나노(10억분의 1미터) 단위로 쪼개 물질에 새로운 성질을 부여 하거나 두 개 이상의 물질을 합성해 나노미터 단위의 새로운 물질을 개발하여 기존 제품의 효 율이나 기능을 향상시킨 것이다. 우리 주변에서 어떤 대상에 은나노 기술을 적용해 볼 수 있을 까?

(41)

활동2 나노의류 설명서 제작하기

1.

주어진 여러 가지 옷 그림들 중에서 자신이 나노 기술을 적용하고 싶은 의류를 선택하고 나노 의류 설명서를 제작해 보자.

(42)

(43)

활동3 나노의류 선물하기~!

1.

활동하기 2에서 디자인한 의류가 실제로 제작된다면 누구에게 선물하고 싶은가요?

2.

선물하고 싶다고 쓴 사람에게 나노의류를 선물하며 함께 보낼 작은 카드를 써봅시다.

(44)

읽 을 거 리

미세먼지와 관련된 상식 알아보기

■ 스모그? 미세먼지? 같은 건가요?

☞ 최근 중국에서 크게 문제가 되고 있는 것은 스모그다. 스모그는 화석연료를 태우는 과정에서 나오는 물질이 자외선에 노출되면서 연기처럼 뿌옇게 드러나는 현상이다. 화석연료로 주로 공 장을 돌리던 1970년대나 자동차 운행이 급증했던 1980년대에는 유럽이나 미국, 우리나라에서 도 가끔씩 볼 수 있었던 현상이다. 스모그가 각종 호흡기 질환을 일으킬 수 있다는 사실이 알 려지고 화석연료를 친환경연료로 대체하려는 노력이 계속되면서 스모그의 등장은 줄어들었다.

그러나 아직 석탄 등의 화석연료를 많이 활용하는 중국에서는 스모그 피해가 심각하다.

미세먼지는 아주 작은 먼지다. 평균 지름이 10㎛ 이하인 먼지로, 흔히 PM10이라 한다. 보통 평균 지름이 80㎛인 머리카락과 비교하면 8분의 1 정도로 작다.

■ 미세먼지는 호흡기 질환만 일으키나요?

☞ 보통 미세먼지로 인한 피해는 호흡기 질환만을 생각하기 쉽다. 하지만 실제로는 이보다 더 많은 질환을 일으킬 수 있다. 미세먼지는 호흡기로 침투해 폐를 지나 혈액에 들어가므로 혈관 을 이루는 세포들을 손상시키고, 이로 인해 뇌졸중을 일으킬 수도 있다. 또한 뇌 신경세포를 파괴할 수도 있다. 심장으로 가게 되면 심장세포에 들어가 부정맥을 일으킬 수도 있다. 임산 부의 경우 미세먼지에 지나치게 노출되면 조산이나 태아 저체중 등을 유발할 수 있다는 연구 결과도 있다.

■ 마스크는 어떻게 사용해야 하나요?

☞ 미세먼지 농도가 높은 날 어쩔 수 없이 외출을 해야 할 때는 마스크를 쓰는 게 좋다. 하지만 감기에 걸렸을 때 쓰는 일반 면 마스크가 아니라 미세먼지를 걸러내는 효과에 대한 인증을 받은 마스크를 사용하는 것이 좋다. 또한 착용시에도 코 주변 등을 꾹꾹 눌러, 얼굴과 마스크 사이의 빈틈을 없애주어야 한다. 또한 인증을 받은 마스크라도 한 번 쓰고 나면 재사용하기 어렵다. 먼지를 털거나 물에 헹궈 다시 쓰는 경우에는 마스크가 그 기능이 제대로 한다고 볼 수 없다. 한 번 사용한 마스크는 오염물질을 걸러내는 능력이 많이 떨어지기 때문이다.

■ 실내 생활에서도 주의해야 할 것들이 있나요?

☞ 실외 생활에서 미세먼지로부터 몸을 안전하게 지키는 것 만큼이나 실내 생활을 할 때에도 신경써야 하는 부분이 있다. 그것은 바로 요리를 할 때이다. 주방에서 하는 요리들 중 기름에 굽는 등 오랫동안 불을 켜놓는 방식의 조리를 하다 보면 그 과정에서 미세먼지가 발생할 수 있다. 이럴 때에는 공기청정기를 사용하면 실내 공기의 질을 높이는데 도움이 된다. 단, 미세 먼지까지 걸러낼 수 있는 필터를 이용한 방식의 공기 청정기를 사용하는 것이 좋다.

참고 및 출처 : 헤럴드경제(2015.12.24)

(45)

볼 거 리

1.

일상생활에 쓰이는 물건이나 기구가 필요에 따라 작은 크기로 만들 수 있다면, 우리의 삶은 어 떻게 달라질까? 원하는 크기로 물건의 크기를 작게 제작할 수 있다면, 삶에 어떤 변화가 생길 지 자유롭게 상상하여 마인드맵을 완성해보자.

2.

첨단 과학 기술은 아주 작은 크기의 세계를 가능하게 하였다. 우리 생활에서 작으면 작을수록 더 좋은 것에는 무엇이 있을까? 친구들과 마인드맵 내용을 공유해보고, 흥미로운 의견이 있다 면 추가하여 적어 보자.

(51)

출처: 위키미디어

활동2 나노 기술이 만드는 세상

1.

동영상을 보면서, 초미세 크기의 물질을 다루는 과학 기술을 무엇이라 고 하는지 알아보자.

2.

글을 읽고 물음에 답해보자.

출처: www.inmatteria.com 출처: www.asknature.org

물이 매우 부족한 사막에 사는 딱정벌레가 물을 마시는 방식은 오랫동안 과학자들의 관심사 였다. 딱정벌레가 머리를 바닥 쪽으로 기울인 채 자세를 잡고 기다리면 등딱지에서부터 송글 송글 이슬방울이 맺히면서 입으로 물방울이 흘러내리고, 딱정벌레는 이 물방울을 마신다. 안 개와 같이 아주 작은 크기의 공기 중 수분을 어떻게 모으는 걸까?

딱정벌레의 등껍질을 나노 크기 수준에서 들여다볼 수 있게 되면서 비밀이 밝혀졌다. 등 표 면의 거칠고 울퉁불퉁한 큐티클층(각질층) 표면이 아주 작은 안개 입자까지도 달라붙기 쉽도 록 독특한 구조를 가지고 있었던 것이다. 이 큐티클층은 공기 중의 수분을 잡아주고 점점 큰 물방울로 키워 입으로 흘러내리게 하는 역할을 한다.

사막 딱정벌레의 등 표면에서 알아낸 정보를 어떻게 이용할 수 있을까?

(52)

3.

나노 과학 기술은 우리 사회의 어떤 문제와 관련이 있을까? 글을 읽고 이야기해보자.

손등에 이식 가능한 칩 출처: 위키백과

동물의 몸에 삽입된 칩 출처: 위키백과

적혈구보다 작은 가상의 나노봇 출처: www.makeuseof.com

(가) 초소형 크기를 다루는 나노 과학의 발달은 인체에 칩을 심어 사물을 조작하거나 감각 을 극대화하는 일을 가능하게 할 전망이다.

손이나 팔 등 사람 몸에 심은 칩으로 신호를 보내 문을 열거나 불을 켜는 사례는 이미 많 다. 뇌에 칩을 심는 경우도 적지 않다. 전 세계적으로 10만명이 넘는 사람이 뇌에 칩을 심 고 생활한다. 아직은 파킨스병 등 치료 목적이 대부분이지만, 다양한 연구가 진행 중이다.

인텔은 2020년이 되면 자판이나 마우스 없이 뇌파, 즉 생각만으로 컴퓨터를 작동하고 TV 나 휴대폰을 사용할 수 있는 시대를 열 수 있다고 자신하고 있다.

(나) 미래학자인 레이 커즈와일 박사는 “신경세포보다 작고 저전력의 나노 컴퓨터가 곧 등 장할 것"이라며 “여러 나노 로봇이 몸속을 돌아다니며 외부와 연결통로가 되고 건강을 살 피고 질병을 찾아내 알려줄 것"으로 전망했다.

실제로 미국 캘리포니아 대학 연구팀은 2015년 4월, 역사상 처음으로 살아있는 생쥐의 몸 에 나노 로봇을 넣어 임수를 수행시키는 실험에 성공했다.

여러 나노 로봇들이 몸 구석구석을 돌아다니며 건강 상태를 확인하여, 병이 난 곳은 약물 을 투여하거나 잘라내고, 부러지거나 약한 곳은 뼈대를 강화하거나 세포를 재생하는 일은 아직 실현되지 않았지만 머지않은 미래가 될 것이다.

(53)

내가 한 일 나노 과학 기술이 도입되면

잠에서 깨기

화장실에 들어가 불 켜기

4.

일상생활에서 내가 하는 일들을 생각해보고, 나노 과학 기술이 도입되었을 때 어떤 변화가 생 길지 상상하여 적어보자.

(54)

첨단 기술, 언제나 맑음?

첨단 기술, 언제나 맑음?첨단 기술, 언제나 맑음?

학습 목표 과학 기술의 양면성을 이해하고, 나노 과학 기술의 발전 이면에 생길 수 있는 사 회 문제를 찾을 수 있다.

(출처: www.hotstocked.com）

사람들은 원자력 발전소를 점차 줄여가기 위해 노력하고 있다. 왜?

(55)

활동1 과학 기술의 양면성

표면에 나노 크기의 거칠기를 만들어 항상 깨끗하게 유지되는 자동차와 관련한 동영상을 보고, 물 음에 답해 보자.

(출처 : https://www.youtube.com )

1.

영상에서와 같이 평생 더러워지지 않는 자동차, 비가 오면 저절로 깨끗하게 청소되는 유리창과 같은 물건들은 세상을 어떻게 바꾸게 될까? 개인의 삶과 사회의 변화를 상상해 보자.

2.

상상한 내용을 친구들과 공유하면서, 변화의 긍정적인 면과 부정적인 면을 나누어 써 보자.

▷ 긍정적인 면 :

▷ 부정적인 면 :

(56)

활동2 나노 기술로 인한 새로운 사회 문제

1.

나노 기술을 도입하여 만들어진 초소형 전자제품과 관련한 동영상을 보고, 어떤 사회 문제가 발생할 수 있을지 생각해보자.

“감쪽 같은 초소형 몰카... ” KBS 뉴스 (재생시간 1분 37초) (http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=3137878&ref=A)

(57)

2.

글을 읽고 나노 과학 기술이 가져올 수 있는 문제점을 찾아 밑줄 쳐 보자.

(자료출처: 보건사회연구원)

(가) 살균 효과가 있어 공기청정기, 세탁기 등 여러 가전제품에 사용되는 은 나노 입자에 대 한 연구가 계속되고 있다. 과일 표면에 닿을 경우 여러 번 세척해도 잘 씻겨 나가지 않으며 세포보다 작은 크기로 인해 껍질을 투과해 과일 내부에까지 침투된다는 연구 결과나, 은 나 노 입자를 대량으로 흡입한 생쥐에게서 독성에 의한 건강 이상이 나타나고 주요 장기에 입자 가 축적된다는 연구 결과는 나노 입자의 안정성이 확보되지 않았음을 확인하게 한다. 살균력 을 가진 은 나노 입자가 자연에 그대로 대량 노출될 경우, 생태계 유지에 필요한 생물 또한 죽일 수 있다는 면도 문제다. 나노 입자 배출과 관련한 대책 마련이 시급하다고 생각되는 이 유다.

(나) 혈액이나 침 한 방울로 당뇨병이나 고 혈압은 물론, 암, 뇌경색 등과 같은 여러 가 지 질병의 진단이 가능한 나노 바이오 의료 센서, 치료용 나노 입자를 사용해 특정 위치 의 암 세포만을 공격하는 기술과 같이 의료 분야와 나노 기술의 접목이 활발하다. 그러 나 높은 연구개발비로 인해 일부 의약품의 경우 비용 부담이 매우 큰 경우가 많아 문 제다. 이 때문에 소득 수준에 따른 건강불평

등 문제가 더욱 심각해질 수 있다는 우려가 나타나고 있다. 이미 소득 수준에 따른 암 치료 생존율에는 상당한 차이가 있는데(그래프 참조), 새로운 의료 혜택에 있어서 또한 빈익빈 부 익부 현상이 나타날 수 있기 때문이다.

(58)

활동3 어떤 사회 문제가 생길 수 있을까?

1.

나노 과학 기술의 부정적인 면은 사회 문제를 가져올 수 있다. 관심이 가는 사회 문제가 있다 면 1가지 적어보고, 왜 관심이 생기는지 이유를 이야기해보자.

2.

모둠의 친구들과 사회 문제를 해결할 수 있는 방안을 탐색해보려 한다. 우리 모둠에서 해결해 보고 싶은 사회 문제를 1가지 정해, 제시된 항목에 따라 4절지에 나타내보자.

WHO　어려움을 겪는 대상은 누구인가

WHAT　구체적으로 생기는 어려움은 무엇인가

WHY　왜 어려움이 발생하는가

(59)

(60)

한 발자국 나아진 세상을 위해 한 발자국 나아진 세상을 위해 한 발자국 나아진 세상을 위해

학습 목표 나노 과학 기술과 관련한 사회 문제의 해결 아이디어를 제시하고, 이를 정책 제안 서의 형태로 표현할 수 있다.

(출처: commons.wikimedia.org)

함께 어우러져 행복하게 살아가기 위한 방법은 무엇일까

활동1 어떤 방법으로 해결할 수 있을까?

1.

우리 모둠이 정한 사회 문제에 대해, 정부 차원에서 도입할 수 있는 해결 방안을 생각해보고, 각자 포스트잇에 굵은 펜으로 자신의 아이디어를 1~2가지 적어보자.

(61)

활동2 정책 제안 아이디어 모으기

1.

선생님의 안내에 따라 다른 모둠으로 순환하면서 다양한 아이디어를 모아 보자. 아래의 방법을 참고하여 다른 모둠의 사회 문제를 보고, 그에 해결 방안을 고민하여 각자 1~2가지씩 붙여보 자.

< 다양한 아이디어를 모으는 방법 >

가. 왼쪽 그림처럼 각각의 모둠 친구들은 다음 모 둠으로 이동한다.

나. 정해진 시간동안 다른 모둠의 사회 문제를 살 펴보고, 모둠의 친구들과 토의하면서 떠오르는 해결 방안 아이디어를 추가한다. 다른 친구의 아 이디어를 발전시켜도 좋고, 새로운 아이디어를 추가하는 것도 가능하다.

다. 모든 모둠을 돌아 다시 자신의 모둠으로 돌아 올 때까지 이동하면서 아이디어를 써서 붙여 놓 는다.

2.

여러 친구들이 제안해 준 해결 방안 아이디어를 비슷한 것끼리 분류하여 정리한 후, 지속 가능 성과 실현 가능성을 고려하여 2~3가지 아이디어를 선정한다.

(62)

활동3 함께 행복한 세상을 위한 정책 제안서 만들기

1.

다음은 사회 문제의 해결 방안을 모색하기 위해 제시된 정책의 예이다. 자료를 보고 정책 제안 서에 포함될 항목에는 어떤 것이 있는지 동그라미로 표시해보자.

친환경 마을 만들기 정책 제안

(출처 : 2013 AURI 정책 제안 공모전 자료집, 건축도시공간연구소) 제주특별자치도 보호․보전지역 통합관리방안을 위한 정책 제안

(63)

2.

우리 모둠의 사회 문제를 해결하기 위해 선정된 아이디어를 다음의 항목에 따라 정리하여 정책 제안서를 만들어보자.

주제 : 누구의, 어떤 어려움을, 왜 해결하고자 하는가?

구체적인 방안 : 정책 제안 아이디어 2~3가지 정리

기대 효과 : 세상은 어떻게 달라질까?

(64)

3.

모둠에서 완성한 정책 제안서를 자석을 이용해 칠판에 붙이고, 다른 친구들의 정책 제안서를 함께 살펴보면서 더불어 사는 삶에 대해 생각해보자.

4.

수업을 마치고 난 소감과 느낀 점을 이야기 해보자 .

(65)

읽 을 거 리

나노 기술과 함께 하는 미래를 준비하기 위해

나노기술은 ‘우리에게 자연의 최후의 장난감, 즉 원자와 분자를 가지고 놀 수 있는 수단을 제공 해’(홀스트 스퇴머, 1998 노벨상 수상자) 주었기 때문에 새로운 것을 창조해 낼 수 있는 가능성이 무한하게 열려 있다. 그러나 우리가 겪어 보지 못한 미지의 세계로 들어가는 것이기에 사회 각 부 분의 협력이 따라주지 않으면 상당한 혼란과 시행착오를 각오해야 한다. 아무리 우수하고 유익한 기술이라도 수반되는 사회적 영향에 대한 충분한 고찰과 대책이 필요하다.

기회와 위험

나노기술은 전 산업분야에 응용될 수 있어서 그 잠재력은 무한하다. 멀지 않은 미래에 거대한 규 모의 신산업이 태동될 것이고, 우리의 삶의 질도 혁신적으로 바꾸어 질 것으로 전망된다. 그러나 위험 요소 또한 존재한다. 나노소재 또는 제품의 전 주기(제조, 수송, 사용, 페기 등)의 특성, 특히 나노입자 등이 인체나 환경에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 미약하기 때문이다. 이러한 나노기 술이 미칠 수 있는 있는 부작용에 대한 연구도 함께 진행되어야 한다.

산업구조의 변화

나노기술은 기존의 경제와 산업구조를 변화 시킬 것이다. 특히 상향식 제조방식은 소요되는 원재 료의 수량이 현저히 줄어들기 때문에 지리적인 제약이나, 원재료, 또는 노동력의 제약을 받지 않 을 수 있다. 따라서 노동시장이나 원재료 및 완제품의 유통 고리가 크게 바뀔 것이다. 에너지 산 업의 경우 현재의 발전소를 중심으로 한 집중식 공급체계가, 나노재료를 이용한 태양전지와 에너 지저장장치 등의 보편화로 분산형 공급체계로 바뀌게 되며 이에 따른 요금 체계 등 각종 하부구 조 또한 변화하여야 한다.

지적재산권

나노기술에서 지적재산권에 대한 문제는 심각하다. 현행제도 대로라면 나노기술로 창출되는 부는 소수의 다국적 기업에게 집중될 공산이 크기 때문이다. 나노기술의 기반성으로 인해 선구적인 특 허를 보유하고 있는 기업은 거의 모든 부문의 기업으로부터 기술료를 징수할 수 있다. 이러한 문 제점 때문에 지적재산권에 대한 새로운 논의가 시작되고 있다.

규제

나노기술에 대한 우려 중 하나는 시스템의 성능이 획기적으로 개선되면서 그 크기가 줄어들면 몰 래 카메라같이 개인 정보 노출이나 사생활 침해, 인권침해가 심화되지 않을까 하는 것이다. 또한 불법적인 테러나 군사적 악용에 대한 우려가 나오고 있다. 그러므로 나노기술 연구개발의 정당한 발전 속도를 저해하지 않는 범위 내에서, 적절한 규제가 강구되어야 한다. 이 과정에는 과학기술 계 뿐 아니라, 환경학자, 경제학자, 법학자, 윤리학자 등 사회 각 분야의 참여와 또한 대중의 참여 가 필수적이라 하겠다.

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볼 거 리

과학기술의 양면성을 소재로 다룬 영화 모음

앤드류 니콜 감독의 1998년 개봉작, 가타카는 유전자 조작 기술의 발달로 유전적으로 완벽한 아이를 출산 할 수 있는 미래의 순간을 배경으로 한다.

정해진 유전 인자로 모든 가능성을 재단하고 인간의 가치를 결정짓는 사회. 그 속에서 영화는 자연 출생 으로 태어난, 유전적 결함을 지닌 주인공 빈센트를 통해 유전자 조작이라는 과학의 발전이 가져올 미래 에 대해 상상하고 고민하게 한다.

‘차이나 신드롬’은 원자력 발전소에서 일어날 수 있는 끔찍한 사고의 가능성을 경고하는 상징적인 표현이다. 원자로의 냉각장 치가 고장날 경우, 과열되면서 원자로 자체는 물론 원자로가 위 치한 땅까지 녹아내리게 된다. 이때, 서양 사람들의 입장에서 원자로의 열이 지구를 뚫고 지구 반대편에 위치한 중국에까지 전달될 것이라는 생각에서 나온 표현이다.

1979년 발표된 제임스 브리지스 감독의 이 영화는 제목처럼 원 자력 발전소의 사고 가능성을 다룬다. 원자로의 결함이 발견되 었는데도, 이를 은폐하고 증거를 조작하기에 급급한 기업의 모 습을 보여주면서 우리가 사용하는 과학 기술의 가져올 수 있는 재앙에 대해 경고하고 있다.

인간의 두뇌가 컴퓨터에 업로드될 수 있다면, 어떤 일이 벌어질 까? 월리 피스터 감독의 영화, ‘트랜센던스’는 이런 상상을 바탕 으로 한다.

주인공인 천재 과학자 윌은 인류가 출현한 이래 쌓아왔던 모든 지적 능력을 초월하고 자각 능력까지 갖춘 수퍼 컴퓨터인 트랜 센던스의 완성을 눈앞에 두고, 과학 기술의 발전에 반대하는 단 체의 공격으로 목숨을 잃는다. 윌의 연인, 에블린은 윌의 뇌를 컴퓨터에 업로드하여 그의 두뇌를 살리는 데 성공하게 된다. 인 간을 초월한 지능을 가진 그는 과연 행복한 삶을 살 수 있을 까? 영화는 감정을 잃은 천재 과학자 윌의 모습을 통해, 우리가 살아가는 세계와 인간다움에 대한 고찰을 시도하고 있다.