세계를 놀라게 한 고등학생 발명가들~!

[이안]

세계를 놀라게 한 고등학생 발명가들~!

‘소음을 에너지로 바꾸는 벽지 개발’, ‘핵융합로 개발’등의 내용을 당당히 이력서에 적어놓은 10명의 10대들. 이들은 현재 미국 최고 대학을 향해 전진하고 있다. 이 미래 인재들에 의해 향후 지구가 위기에서 벗어나게 될 지도 모른다. 아니면 적어도 새로운 혁신적 발명품을 볼 수는 있을 것이다.



테일러 윌슨

나이: 16세

고등학교: 데이비슨 아카데미 (네바다주 리노)발명품: 무기 검출기

요즘 10대들은 야망이 없다고? 그럼 테일러 윌슨을 만나보라. 그는 운전을 배우기 이전부터 아버지의 창고에서 홀로 핵융합로 제작법을 익혔다. 작년 그가 만든 방사능·화학물질 탐지기는 너무 성능이 뛰어나 미 국토안보부(DHS)가 상용버전 제작을 요청하기도 했다.

윌슨은 스테인리스 스틸 원통에 수소 동위원소인 중수소 가스를 채워 이 시제품을 만들었다. 의심스런 물건이 있다면 실린더에 넣고 스위치를 누르면 된다. 그러면 전선으로 이뤄진 틀에 흐른 전류가 중수소 분자에 충돌, 강력한 중성자 빔이 물건에 발사된다.

빔이 물건에 충돌한 후 단 몇 초면 그 물건의 화학적 성분이 확인된다. 윌슨에 따르면 집의 창고를 핵실험실로 쓰다가 몇 번의 폭발이 있었지만 부모님이 봐 주셨다고 한다. 올 가을, 그는 대테러 업무에서 벗어나 드디어 운전면허를 딸 계획이다. 목표대학: 캘리포니아대 버클리캠퍼스



차이마 마코우디

나이: 18세

고등학교: 더글러스 맥아더 고교 (뉴욕주 레비타운) 발명품: 양자점으로 과급되는 태양에너지 패널

차이마 마코우디는 고교 시절 환경클럽의 회장으로 선출돼 학교 최초의 재활용 프로그램 론칭을 도왔다. 실제로 그녀가 발명에 눈을 뜨게 된 것은 자신의 집 옥상에 태양전지 패널을 달아봤자 전기료 절약에 큰 도움이 안 된다는 사실을 알고부터였다. 그 이유를 찾던 중 그녀는 양자점과 반도체 결정을 알게 됐고 이들이 태양에너지를 붙들 수 있을지 궁금해졌다.

몇 달 후 차이마는 기존 제품보다 전력생산량을 5%나 높인 시제품을 개발했다. 기술의 핵심은 그녀가 심어놓은 양자점이다. 그녀는 또 작은 양자점이 큰 양자점보다 효율적이라는, 기존에 증명되지 않았던 이론을 뒷받침하는 증거도 찾아냈다. 이에 올 하반기 그 내용을 공식 발표할 계획이다. 차이마의 가족은 지난 2004년 모로코에서 미국으로 이주했다. 올 가을 대학에 진학하는 그녀는 가족 중 최초의 대학생이 된다. 목표대학: 쿠퍼 유니온대



니키타 크리스토프

나이: 18세

고등학교: 노스캐롤라이나 과학수학고 (더햄) 발명품: 자력(磁力) 우주 돛

니키타 크리스토프는 천성적으로 만들기를 좋아한다. 어릴 때 그는 무수한 모형자동차를 직접 설계·제작했고 플라스틱 블록으로 실제 움직이는 괘종시계를 만들기도 했다. 고교 2학년 때는 듀크대학 모터레이싱 팀의 유일한 고등학생으로 참가, 브레이크 페달을 설계·제작했다.

올해 그는 연료효율이 우수한 우주선 추진체계로 관심을 돌렸다. 그리고 사람과 로봇을 우주로 싣고 갈 자력 태양 돛을 설계했다. 커다란 물건을 궤도에 올리는 문제의 해결을 위해 그와 그의 설계팀은 우주선 내에 쉽게 저장할 수 있는 길이 1.6㎞의 태양 돛을 고안했다. 이 설계는 2010년도 콘래드 재단의 스피릿 오브 이노베이션 대회에서 결선까지 진출했다. 그는 발명가일 뿐 아니라, 열정적 사진가이며 체스 선수이기도 하다. 목표대학: MIT



네빈 대니얼

나이: 16세

고등학교: 워드멜빌 고교 (뉴욕주 이스트 시토킷) 발명품: 조류(藻類)를 연료로 바꾸는 바이오리액터

훌륭한 발명가가 되기 위해 반드시 어릴 적부터 화학공학을 배울 필요는 없다. 하지만 배워놓으면 최상이다. 네빈 대니얼이 그 증거다. 그는 10살 때 공학자이던 부모님의 교과서를 즐겁게 읽었다. 그리고 올해 조류인 바닷말을 자동차 연료로 쓸 수 있는 수소로 전환하는 고효율 바이오리액터를 개발했다.

대니얼은 조류가 햇빛에 노출되면 이산화탄소를 산소와 수소로 바꿔놓음을 알았다. 그래서 대장균 유전자를 사용, 유전자 조작한 조류를 플라스틱 튜브에 넣고 튜브 속에 물과 이산화탄소, 아산화질소를 주입한 후 햇빛을 비춰 수소가스 생산 반응을 이끌어냈다. 그는 평상시 학교 신문에 기고를 하기도 하고 뉴욕 메트로폴리탄 청소년 오케스트라에서 비올라를 연주하기도 한다. 목표대학: 아이비리그



벤저민 송

나이: 16세

고등학교: 메탁튼 고교 (펜실베이니아주 이글빌) 발명품: 결장암 소변검사법

벤저민 송은 어렸을 때부터 의사였던 부모님의 뒤를 따를 생각이었다. 부친은 암환자를 치료했고 어머니는 간암을 연구했다. 6학년 때 그는 항생제가 이염에 미치는 영향을 연구했으며 9학년 때는 동면시 헤르페스바이러스가 DNA에 피해를 미치는지 여부를 조사했다. 올해 그는 소변 속의 이상 DNA를 식별하는 결장암 소변검사법을 개발해냈다.

친구인 쿠안 잭 첸과 함께 개발한 이 검사법은 기존 DNA 검사를 변형, 혈액에서 작은 유전자 조각이 나와 신장에서 소변 속으로 들어가는 것을 감지한다. 이 방법은 3일이나 걸리지만 초기시험에서 기존의 혈액 및 대변 검사보다 높은 정확성을 보였다.

게다가 이는 비뇨기계가 아닌 곳에서 암을 찾아낼 수 있는 최초의 소변 검사다. 송은 내년쯤 다른 암을 대상으로 한 소변 검사법을 개발할 예정이다. 어머니는 숙제부터 먼저 하라고 채근 중이지만 말이다. 목표대학: MIT



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. 목표대학: 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. 목표대학: 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. 목표대학: 캘리포니아 데이비스대

자료출처-ScienceTimes/ 제공: 파퓰러사이언스.



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[한사랑]

또이 또이하네여.. 조런 자녀들 둔 부모는 어떤 사람들일깡...?