영화 마션처럼 ‘우주 농사’ 시대 성큼...인공 번개로 공기 중에서 비료 물질 생성 작성일 12-02 43 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">윤건수 포스텍 물리학과 교수<br>공기 성분 만으로 비료 물질 합성<br>대형 설비 없이도 비료 만들 수 있어<br>달·화성 기지 등 우주 진출의 열쇠</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="zt5LWfB3l7"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9c4c5606e718a649f015ceae8309344f36c88a6b0799b41639c3707b29016923" dmcf-pid="qDkzgGSrSu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="영화 ‘마션’ 속 주인공 마크 와트니가 화성 기지에서 감자를 재배하는 장면. [사진=20세기폭스코리아]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/02/mk/20251202140902469nfbf.png" data-org-width="700" dmcf-mid="79jUnyCEyz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/02/mk/20251202140902469nfbf.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 영화 ‘마션’ 속 주인공 마크 와트니가 화성 기지에서 감자를 재배하는 장면. [사진=20세기폭스코리아] </figcaption> </figure> <div contents-hash="ed3f1ec03f2b607e7d785dd0443ff06ab37c45d956316089fda4784f5b01046f" dmcf-pid="BwEqaHvmyU" dmcf-ptype="general"> 영화 ‘마션’ 속 주인공 마크 와트니는 화성에서 감자를 재배하기 위해 사람의 분뇨를 사용한다. 분뇨에는 질소나 인 같은 비료 성분과 사람이 섭취한 각종 영양분이 들어있기 때문이다. 덕분에 감자는 잘 자라지만, 주인공은 변 봉투를 열 때마다 힘들어한다. </div> <p contents-hash="78146bf16548e1be0097b4c2e8c0ea833ec5893c903759487ddb1f11294ee585" dmcf-pid="brDBNXTsyp" dmcf-ptype="general">이 같은 고생 없이도 우주에서 농사를 지을 수 있게 됐다. 공기 성분만으로 비료의 핵심 원료인 이산화질소를 만드는 기술이 개발됐기 때문이다. 세계 주요국들이 달 기지나 화성 기지 건설을 목표로 세운 가운데, 우주에서 농사를 지을 수 있는 시대가 성큼 다가왔다.</p> <p contents-hash="882f285f70457f286905c80d972cb8361aee94ba77473032eea01bbca787aa75" dmcf-pid="KmwbjZyOh0" dmcf-ptype="general">윤건수 포스텍 물리학과·첨단원자력공학부 교수는 질소와 산소 혼합물에 강력한 레이저를 쏘면 이산화질소가 생성되는 것을 실험으로 입증했다고 2일 밝혔다. 질소와 산소는 대기 중에서 각각 70%와 21%를 차지하는 가장 흔한 물질이다.</p> <p contents-hash="0b4c68dde0d34e4f43ff268d1cb4f1dfb84774c029a94f82a0ada61c0caa0273" dmcf-pid="9srKA5WIW3" dmcf-ptype="general">연구팀은 55기압이 넘는 고압 환경에서 질소와 산소를 기체도 액체도 아닌 초임계 유체 상태로 만들었다. 이후 고강도 레이저 쏘면 질소와 산소는 서로 격렬하게 충돌하며 반응하고 이산화질소가 만들어진다.</p> <p contents-hash="e1ca1efce441a76710fee51606ab3eb018a6a9c1c0c2b049f4a4b88d62228e44" dmcf-pid="2Om9c1YClF" dmcf-ptype="general">이는 원시 지구에서 번개로 인해 질소산화물이 만들어진 것과 유사하다. 원시 지구는 기상이 불안정해 대형 번개가 잦았고, 이로 인해 질소 분자와 산소 분자가 반응해 질소산화물이 만들어졌다. 이번 연구에서는 고강도 레이저가 번개 역할을 한 것이다.</p> <p contents-hash="78751db75fa011d85bec9b0728ef08693928e95db1f03f3bb62a41a65bee04e7" dmcf-pid="VIs2ktGhlt" dmcf-ptype="general">이산화질소는 그 자체로는 오염 물질이지만, 물에 녹이면 비료가 된다. 원래 비료를 만들기 위해서는 암모니아를 합성한 뒤 이산화질소를 거치는 작업이 필요하지만, 이번 연구가 밝혀낸 공정에서는 암모니아 합성 과정이 불필요하다.</p> <p contents-hash="ec1ba97adfbbe25077febe48e69dfc9ae66dc50170fa1fac7cac2edf4bfc1569" dmcf-pid="fCOVEFHly1" dmcf-ptype="general">우주에서는 암모니아로 비료를 만드는 게 거의 불가능하다. 암모니아는 폭발 위험이 있는 물질이라서 우주선에 태우기 어렵고, 합성하려면 초고온·고압을 만들어내는 대형 설비가 필요하기 때문에 우주에서 합성하기도 어렵다.</p> <p contents-hash="0236529c16379436956af5fe5352f7e942126d0207b390ab8ab283705e1c8541" dmcf-pid="4hIfD3XSl5" dmcf-ptype="general">이번 연구 덕분에 우주에서도 비료를 사용한 농사를 기대할 수 있게 됐다. 윤 교수는 “대형 시설 없이 작은 규모로도 필요할 때마다 비료를 만들어낼 수 있다는 의미”라며 “우주처럼 극한 환경에서도 농사 짓는 시대를 기대할 수 있다”고 했다.</p> <p contents-hash="c72d08ae3e7a8bdac6321291aa23d0a644a1c00012a3db2996e9478ec2e91364" dmcf-pid="8lC4w0ZvyZ" dmcf-ptype="general">이번 연구는 실험실 수준에서 진행됐으며 5분 정도 걸리는 공정에서 이산화질소가 50ml(100ppm 기준) 정도 얻을 수 있다.</p> <p contents-hash="c818a45d38dbc00577cf053639e7259042949b47e3433c4ffd8fd4d86a3b4794" dmcf-pid="6WTxIz3GlX" dmcf-ptype="general">현재 윤 교수는 공정의 규모를 키우는 연구를 진행하고 있다. 기존에 이론적 기반이 없었고 윤 교수가 실험을 통해 먼저 입증한 만큼, 추후 이론화 작업도 함께 진행할 예정이다.</p> <p contents-hash="2e1266b9badb2a5dec45f5c516029e88d1b8853d5095f52d69ec70db83b33363" dmcf-pid="PYyMCq0HCH" dmcf-ptype="general">질소는 식물이 성장하는 데 반드시 필요한 물질이지만, 대기 중의 질소를 사용할 수는 없다. 대기 중 질소 분자는 화학적으로 너무 안정해서 식물이 흡수할 수 없기 때문이다. 식물은 눈앞에 엄청난 먹을거리를 두고도 굶을 수 있는 환경이다.</p> <p contents-hash="6fe806ce31c60340a6d7cedcbfbeda3176912589138eecbb0728a82a13ed5492" dmcf-pid="QGWRhBpXhG" dmcf-ptype="general">때문에 비료처럼 질소를 식물이 먹기 좋은 형태로 바꿔놓는 작업이 필요하다. 보통 질산염이나 암모늄 형태인 비료를 토양에 뿌리면 그제야 식물은 질소를 흡수한다.</p> <p contents-hash="5ad401103d2b14ae1e8ddc5a51e77253cff8da7adb3e5f157d55d231fd544f8a" dmcf-pid="xHYelbUZCY" dmcf-ptype="general">우주처럼 척박한 환경에서 비료는 농작물 재배에 필수적이다. 인간의 경제 영토를 우주로 확장하려면 식량 문제를 반드시 해결해야 할 과제인 만큼, 비료 문제가 해결되면 우주 진출의 큰 산을 하나 넘게 된다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 매일경제 & mk.co.kr. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지</p> 관련자료 이전 코요태 신지, ♥문원 크게 놀랐겠다…바이러스 감염 "심하게 고생" 12-02 다음 베일 벗은 갤럭시Z트라이폴드…삼성 폴더블 기술 초격차 가동 12-02 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
