인터뷰_ 2017년 융합인재교육(STEAM) R&E 과제 선정 학교

R&E 과제 선정… 실생활과 연결된 주제 많아

2017-05-25 10:24:21 게재

고등학생의 연구역량을 강화하는 융합인재교육 학생탐구과제(STEAM R&E) 공모에 우리 지역 고교 중 명덕고 4팀, 마포고 1팀이 선정됐다. 교육부와 한국과학창의재단이 주최하는 이번 공모에는 현실과 동떨어진 교육이 아닌 실생활과 연결된 주제가 많았다. R&E 과제에 선정된 5개 팀을 만났다.


다리 골절환자를 위한 오토포이에시스형 사회 시스템 구축에 관한 연구
마포고 이동건, 김완수, 박규영, 안중범, 오준화, 최선웅 학생

마포고의 연구주제는 오토포이에시스와 관련이 있다. 팀원들은 다리 골절환자의 유형별 회복정도와 걸음걸이의 관계를 일반화해 실시간 골절환자의 회복정도를 측정·예측하는 신체 부착 형 IOT기기를 제작하고, IOT기기, 환자, 담당 의사를 연결하는 시스템과 빅 데이터 분석을 기반으로 하는 인공지능형 서버 기반 사회시스템(오토포이에시스, Autopoiesis)을 구축하는 것이 목표다.
대회는 팀원이 대표로 참가하지만 연구는 MSG동아리 부원 전체와 함께 한다. MSG 동아리는 STEAM형 교육 및 연구 활동을 목표로 신설된 동아리다. MSG 1기의 첫 활동으로 이번 프로젝트에 도전했고 이후 초등학생 대상 STEAM 교육 봉사활동과 다른 학교 여러 분야의 동아리와 교류도 추진하고 있다.
“MSG의 탐구활동이 학교나 지역 내의 협력동아리 등에게 자극제가 될 것이고, 골절환자의 의료 시스템을 설계함으로써 의사와 환자간의 거리감을 줄이고 각자의 시간 소모와 수고를 줄여 의료서비스의 효율적 증진에 기여할 수 있을 것입니다.”


물리적 처리를 통한 수피의 흡착 효율과 중금속 흡착제 대체 가능성 탐구
명덕고 구기원, 권도훈, 이민현, 박기남 학생

명덕고의 구기원, 권도훈, 이민현, 박기남 팀은 수중 중금속에 대해 관심을 갖고 중금속 흡착이 이뤄지는 탄닌을 함유하고 있는 수피를 연구 주제로 선정했다. 현재까지 화학적 전 처리를 거친 수피 흡착능력만 연구됐고 전 처리를 하지 않은 흡착제에 대한 연구는 드물었다. 팀원들은 물리적 처리를 거친 수피가 화학적 전 처리를 거친 수피보다 경제적이고 환경 친화적이며 제작이 용이하다는 점을 고려해 물리적 처리를 통한 수피의 흡착 효율과 기존의 중금속 흡착제 대체 가능성에 대한 탐구를 진행할 예정이다.
연구를 통해 ▲중금속 농도와 수피의 양에 따른 흡착효율 ▲흡광 광도계를 이용한 중금속 농도의 변화 ▲중금속 흡착의 최적 효율을 확인하고 실생활에 적용할 수 있는 흡착제도 고안할 예정이다.
“물리적으로 가공한 소나무 수피를 이용해 수중 중금속 농도를 제거하면 좀 더 질 좋은 물을 마실 수 있고 수피를 물리적으로 가공해 실험하는 것은 이례적인 시도이기 때문에 앞으로 진행될 실험에 참고자료로 활용될 것으로 기대합니다.”


과피 추출물의 살충제 대체제로서의 가능성 탐구
명덕고 정우진, 유준영, 이성준, 최우진 학생

명덕고 정우진, 유준영, 이성준, 최우진 팀은 모기, 파리 등 날벌레 퇴치 및 살충을 위한 생활용 살충제의 화학성분이 대상 날벌레뿐만 아니라 사람에게도 좋지 않은 영향을 끼치며 특히 유아, 어린이에게는 그 영향의 정도가 더욱 크다는 것을 듣고 친환경 살충제를 연구 주제로 삼았다.
화학물질이 주성분인 기존 살충제의 대체제로서 팀원들이 선택한 것은 과피 추출물이다. 화학물질이 주성분인 기존 생활용 살충제의 대체제로서 과피 추출물의 가능성을 알아보기 위해 과피 추출물의 살균 능력, 날벌레 기피 및 퇴치 능력에 대한 탐구를 수행하고 이를 바탕으로 문제점 및 가능성을 탐색한다.
“살충제에 들어가는 성분 대신 과피 추출물을 사용하게 된다면 살충제의 분사로 인한 2차 피해 방지가 가능합니다. 일 년에 버려지는 전체 음식물 쓰레기 중 약 15% 가량이 과피가 차지하고 있어 과피 추출물을 살충제의 대체물질로 개발해 사용하다면 음식물 쓰레기 배출 문제를 상당 부분 해결할 수 있을 것으로 예상합니다.”


가습 장치 증설을 통한 천장형 난방기의 난방 효율성 향상에 관한 연구
명덕고 김준희, 백승우, 서희준, 성용운 학생

명덕고 김준희, 백승우, 서희준, 성용운 팀은 학교에서 쓰는 천장형 난방기가 틀어도 따뜻해지지 않아 이를 효율적으로 사용하기 위한 방법을 연구한다.
“가습 장치를 난방기 주변에 증설해 인위적으로 밀도를 높여 따뜻한 바람을 하강시키면 대류를 일으키고 겨울철 건조한 기후도 해결할 수 있어 연구 주제로 선정했습니다.”
연구는 강제대류를 일으키는 방법, 강제대류를 일으키는 촉매제의 탐색, 온도가 가장 빠르게 오르는 구조 탐색, 총 절감 가능 비용 등 4가지 큰 주제로 이뤄진다. 대류를 인위적으로 일으키기 위해 촉매제의 역할이 중요하기 때문에 가설을 세워본 후 직접 실험을 하고 온도계와 습도계, 열화상 카메라를 이용, 가습기 분사 장치의 위치를 달리해 온도가 가장 빠르게 올라가는 구조를 탐색해 본다. 교실의 공기 순환을 위한 가습장치 설치 외에도 다른 방법에 비해 얼마나 가습장치 설치가 효율적이고 가성비가 더 우위인지 연구한다. 특히 학교 내에서 쓰인 공사비용이 있으면 직접 자료를 구해 비교해볼 예정이다.


나프탈렌의 단점을 보완한 승화성 천연살충제 제작
명덕고 박준규, 나승찬, 안정현, 김민준 학생

명덕고 박준규, 나승찬, 안정현, 김민준 팀은 옷장 속에 있는 나프탈렌이 승화하면서 발암물질 벤조피렌을 생성한다는 정보를 듣고 대체 물질을 생각하다 나프탈렌의 단점을 보완한 승화성 천연살충제 제작에 관심을 갖게 됐다.
팀원들은 나프탈렌을 대체할 수 있는 천연재료를 먼저 찾고 살충효과가 있는지 실험을 통해알아본 다음 천연재료를 그대로 사용하지 않고 고형화 또는 액상화 과정을 거쳐 실생활에서  사용할 있도록 제작하는 것을 목적으로 한다.
연구는 나프탈렌의 승화성 및 방향성, 시트로넬라·라벤더의 특성(살충효과를 지닌 대체재 선정), 상용화를 위한 고형화에 대한 연구, 좀벌레 또는 대체 생물을 찾을 예정이다.
“천연재료를 고형화 시키더라도 살충효과가 있다면 나프탈렌의 단점인 발암물질의 생성을 천연재료로 보완하고 천연재료가 가지는 실용성의 단점을 보완하면 쉽고 편리하게 사용할 수 있을 것으로 예상합니다. 살충제의 고형화에 성공한다면 나프탈렌의 대체재뿐만 아니라 다양한 용도로 활용 범위를 확대할 수 있을 것입니다.”

송정순 리포터 ilovesjsmore@naver.com
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