세계를 놀라게 한 고등학생 발명가들

 세계를 놀라게 한 고등학생 발명가들 (하)

[파퓰러사이언스 공동] 전력 생산 벽지, 암 진단장치 등 2010년 10월 05일(화)

‘소음을 에너지로 바꾸는 벽지 개발’, ‘핵융합로 개발’등의 내용을 당당히 이력서에 적어놓은 10대들. 이 미래 인재들에 의해 향후 지구가 위기에서 벗어나게 될 지도 모른다. 지난 (상)편에 이어 세계를 놀라게 한 고등학생 발명가들을 소개한다. 대니얼 왕 나이: 18세 고등학교: 토마스 제퍼슨 과학기술고 (버지니아주 알렉산드리아) 발명품: 전력 생산 벽지 대다수 사람들은 지하철 주행음과 자동차 경적음을 소음으로 여긴다. 하지만 대니얼 왕은 그 소음 속에서 낭비되는 에너지를 발견했다. 그리고 친구 3명과 함께 소음을 흡수, 전기로 바꾸는 벽지를 개발했다. 그의 팀은 음파에 의해 눌리면 전기를 발생시키는 압전소자를 약 2.5㎝ 두께의 벽판 안에 넣었다. 센서의 한쪽은 방 안의 소음을 흡수하고 반대쪽은 소음으로 만든 전기를 저장용 구리판에 보낸다. 왕은 선박용 엔진실의 벽체를 이렇게 만든다면 전기톱 수준인 115데시벨의 엔진 소음으로 중앙 냉·난방기의 가동에 충분한 3㎾ 이상의 전력생산이 가능하다고 본다. 다음 단계는 시제품 제작과 테스트다. 제대로 움직인다면 축구장, 지하철 등 시끄러운 곳 어디에서나 이 제품이 설치될 수 있을 것이다. 대학: 다트머스대 소피 스윙글 나이: 18세 고등학교: 맥커디 고교 (뉴멕시코주 에스파놀라) 발명품: 매몰 광부 구난신호기 지난 2007년 8월 유타주의 한 석탄광산이 붕괴됐다. 6명의 광부가 무너진 갱도에 갇혔다. 사고현장에서 800㎞ 떨어진 뉴멕시코주에서 소피 스윙글은 TV를 통해 이 소식을 보고 있었다. 그녀는 매몰 광부들이 구조대원과 연락할 방법이 없음을 깨닫고 대책마련의 필요성을 절감했다. 이듬해 그녀는 전기공학을 독학하면서 150m까지 구난신호를 보낼 수 있는 휴대형 저주파 기기를 개발했다. 이 신호는 무선신호가 전달되지 않기로 유명한 석탄 속에서도 잘 전파된다. 스윙글은 권총 및 소총 사격대회에서 상을 받은 사격 선수이자 태권도 검은띠이기도 하다. 그녀는 집 근처 탄광에서 시제품들을 성공리에 시험해 보였으며 최근 전기공학에 빠져들어 올 가을 대학 입학 후에도 이 계획을 계속 진행키로 마음먹었다. 대학: 샌디에이고대 에리카 디베네딕티스 나이: 18세 고등학교: 앨버커키 아카데미 (뉴멕시코주 앨버커키) 발명품: 행성 간 항법시스템 에리카 디베네딕티스의 시선은 우주를 향해있다. 6학년 때 그녀가 즐겨 읽던 책은 카쿠 미치오의 ‘하이퍼스페이스:평행 우주, 시간왜곡, 10차원을 통한 과학여행’이었다. 7학년 때 컴퓨터 과학자였던 그녀의 부친이 가르쳐준 프로그래밍 기술로 고교 3학년 때 에리카는 소행성의 위치를 파악하는 알고리즘을 작성했다. 올해 에리카는 인텔 사이언스 탤런트 서치 대회에서 최우수상을 받아 상금 10만 달러를 수상했다. 그녀의 작품은 우주선이 최소의 연료로 우주여행을 할 수 있도록 해주는 항법소프트웨어였다. 이 프로그램이 고에너지 이온 추진기가 달린 우주선에 장착되면 화성까지 비행하는 최고 연비의 비행법을 찾을 수 있을 것이다. 그녀는 올 가을 대학에 입학하면 물리학과 컴퓨터 과학을 복수전공할 예정이다. “과거 사람들은 에너지를 덜 쓰는 항로와 이온 엔진의 조합을 상상도 못 해봤을 거예요” 대학: 캘리포니아공과대 놀란 카미타키 나이: 17세 고등학교: 와이아케아 고교 (하와이주 힐로) 발명품: 인플루엔자 발병 시뮬레이터 신종플루가 전 세계를 공포로 떨게했던 작년 여름, 고교 3학년이었던 놀란 카미타키는 인플루엔자 발생의 잠재적 강도에 관한 의문을 해결하려 하고 있었다. 과거 질병의 전파를 재현하는 컴퓨터 시뮬레이터를 개발한 경험이 이 의문 해결에 큰 도움이 됐다. 여타 질병 시뮬레이터는 소셜 네트워크의 존재를 무시해왔지만 올해 인텔 국제과학공학전시회에서 1등을 차지, 상금 3천달러를 받은 그의 소프트웨어는 소셜 네트워크에 기반해 인구 1만명의 마을에서 신종 플루가 전파되는 양상을 정확히 예측했다. 그리고 누가 타미플루 등 항바이러스제를 복용해야 하는지도 정확히 구별했다. 그렇다면 전염병의 전파속도를 늦추는 방법은 없을까? 그의 모델에 따르면 마을의 최연소자부터 치료를 해야 한다. 이들의 사회성과 기동성이 가장 우수하기 때문이다. 대학: 하버드대 해리 랠러팰리 나이: 18세 고등학교: 아마도 밸리 고교 (캘리포니아주 플리센튼) 발명품: 암 진단장치 해리 랠러팰리는 숙모와 가까운 친구가 암 투병하는 모습을 보고 충격을 받아 최선의 치료책을 찾기 시작했다. 그는 줄기세포가 돌연변이를 일으켜 무절제하게 성체 세포를 분열시키면 종양이 생긴다는 것을 알았다. 이 과정을 조사하기 위해 해파리로부터 추출한 형광 단백질을 사용하는 세포 추적기를 고안했다. 종양을 만드는 줄기세포의 DNA 속에 형광 단백질을 넣으면 단백질이 세포 분열 후에도 계속 남아있어 암세포를 쉽게 찾을 수 있다. 그는 또 형광 단백질을 볼 수 있는 400달러짜리 현미경도 발명했다. 비슷한 성능의 현미경은 무려 4만5천달러나 한다. 특히 이 현미경은 기존 현미경과 달리 X선이나 자외선에 사용자를 노출시키지 않고 원격으로 세포 속 단백질을 보여준다. 래퍼랠리는 올 가을 대학에 입학해서도 형광 단백질을 이용한 암세포 추적장치를 계속 다듬을 계획이다. 대학: 캘리포니아 데이비스대

제공: 파퓰러사이언스 |