[영어] SCIENCE PODCAST (19. 7. 19.) 번역해보기

1. 시작하며

거의 한달만에 올리는 Science podcast 번역이구나 ㅠ. 계속 열심히 듣고는 있었지만, 이상하게도 몇몇 에피소드의 경우 script가 올라오지 않아 dictation을 할 용기가 나지 않았다. 20분이 넘는 거를 dictation 하려면.. 거의 3시간 넘게 걸리지 않을까..;; 게다가 이걸 번역도 해야하니.. 그렇게 차일피일 미루다 보니 거진 한달이 되어버렸네. 이번 것도 시간이 촉박해 번역을 못할뻔 했지만 다행히 초인적인 정신력을 발휘해서 날림으로 번역을 마쳐보았다. 내용은 여전히 흥미로운 얘기들이었다. 후생유전학에 대한 얘기와 강자성 유체에 대한 얘기. Thomas Russel이라는 이름을 듣고 설마 UMass의 교수인가 했는데 그 사람이 맞았다!! ㅋ 재료 관련 얘기라 듣기는 편했던 듯..! 이 교수는 여전히 self-assembly라는 컨셉을 가지고 이것저것 저변을 잘 넓히는 것 같다. 본 받아야 할 점일지도..ㅋ

 

2. Podcast 번역

 

Science podcast July 19th, 2019

 

00:06 Sarah Crespi: Welcome to the Science podcast for July 19th, 2019. I'm Sarah Crespi. On this week's show, we start with journalist Andrew Curry. He's gonna talk with me about inheriting trauma. How might things that happen in your lifetime, stress, starvation, things like that, affect not only the next generation, but the one after. Scientists are trying to figure it out. And I talk with Thomas Russell about his research into making permanent magnets out of ferromagnetic liquids.

Usually, we think of magnets as pretty hard, heavy things but these are pliable magnetic materials that may come in handy for things like making soft robots.

2019년 7월 19일의 Science podcast 에 오신 걸 환영합니다. 전 Sarah Crespi 입니다. 이번주에는, 기자인 Andrew Curry와 시작합니다. 저와 함께 트라우마가 계승되는 것에 관해 얘기해 주실 거에요. 당신의 생애에서 일어났던 일들, 스트레스, 굶주림과 같은 것들이 다음 세대 뿐만 아니라 그 다음 세대에도 어떻게 영향을 미치는지에 대한 얘기입니다. 과학자들은 이 현상을 밝히려고 노력하고 있다고 하네요. 그리고 저는 Thomas Russel과 함께 강자성 용액으로 영구적인 자석을 만든 그의 연구에 대해 얘기를 나눠볼 거에요. 대게 우리는 자석을 꽤 딱딱하고 무겁다고 생각해왔는데요, 이 물질은 변형성이 좋은 자성체로 소프트 로봇을 만드는 데에 쓰일 수 있을 것 같네요.

 

 

00:48 SC: Now we have Andrew Curry, he's a journalist based in Berlin, and this week he wrote on inherited trauma. Hi, Andrew.

네 그럼 Andrew Curry씨 입니다. 그는 베를린에 기반한 기자로 이번주에 유전되는 트라우마에 대해 썼습니다. 안녕하세요, Andrew.

 

00:58 Andrew Curry: Hi.

안녕하세요.

 

 

00:58 SC: Okay, so this is about epigenetics. It's been around a long time, but it's kind of morphing in its definition. Can you give us the latest on that?

  네 그럼 후생유전학에 대한 내용이네요. 오랜 기간 논의되어 왔지만 이제서야 일종의 개념이 정립되고 있죠. 저희에게 최근의 근황에 대해 알려주시겠어요?

 

01:07 AC: Different people mean different things when they talk about epigenetics, but the basic concept is there are ways in which organisms inherit traits that are maybe not genetic. So we have DNA, the strict genetic code, but increasingly scientists are finding other ways in which traits are passed down through generations and they're trying to figure out what the exact mechanisms are. And in some organisms it's really easy and the more complicated the organism, the trickier it is to figure out how these things are passed on outside of the genetic code.

  후생 유전학에 대해 얘기할 때 사람들마다 서로 다른 것을 의미합니다. 하지만 기본적인 개념은 유전학적인 과정이 아닌 다른 방식으로도 유기체들은 그 특성들을 계승시킬 수 있다는 것이에요. 우린 DNA라는 매우 엄격한 유전코드가 있습니다. 하지만 과학자들은 점점 다른 방식으로 특징들이 다음세대로 전달되는 것을 관찰하고 있고 정확한 발현기저를 찾고자 노력하고 있습니다. 특정 유기체에서는 정말로 간단한 문제이지만 유기체가 복잡해질수록 유전코드 외로 계승되는 방식을 파악하는 것은 매우 어렵습니다.

 

01:42 SC: So for example, some of the epigenetic mechanisms might involve modifications to DNA? Or it might be a different set of molecules altogether that are being inherited through the cells that make up the offspring?

  예를 들어, 후생 유전학적인 발현기저가 DNA에 변형을 수반할 수도 있다는 것인가요? 아니면 후손을 구성하는 세포를 통해 다른 종류의 분자들이 계승된다는 얘기인가요?

 

01:57 AC: Yeah. So, it's all modifications to DNA in that there are lots of different kinds of proteins in the cell that help when the DNA is telling the cell what proteins to make, how to develop and there are different ways that these small proteins can signal the cell to read more or less off of the genetic code or it can turn off genes, so to speak, so that certain traits aren't passed on or certain traits are passed on in amplified ways. You know, it's not something that's in the DNA itself, it's more things that affect how the cell reads the DNA.

네. 그래서 DNA에 변형에 관한 것인데요. 세포에 있는 다양한 종류의 단백질들은 DNA가 세포에 어떤 단백질을 만들고 어떻게 발전시킬지를 명령합니다. 이 작은 단백질들이 세포와 소통하며 유전코드를 해독하는 다양한 방법들이 있으며, 특정 유전자는 발현되지 않도록 할 수도 있죠. 말하자면 특정 특징들은 발현되지 않거나 강화되는 쪽으로 발현되기도 한다는거죠. 아시다시피 DNA 자체에 무언가가 있다기 보다는 세포가 DNA를 어떻게 읽느냐가 더 중요하다고 할 수 있습니다.

 

02:35 SC: Right.

그렇군요.

 

02:36 AC: At the very moment that the cell first divides, now that's one of millions of subsequent divisions. And if you have a tiny impact at the very beginning...

  초기에 세포는 처음으로 분화를 하, 수많은 분화 세포들이 발생하죠. 만약 초기에 아주 작은 변화가 있다면..

 

02:46 SC: Right.

 

 네

 

02:47 AC: It can have a massive consequence down the line.

  최종적으로는 매우 막대한 결과를 가져올 수 있습니다.

 

02:51 SC: Let's talk about when epigenetics, this different form of inheritance, first got linked to the idea of trauma. What are some of the early examples of those links?

그럼 후생 유전학에 대해서 얘기나눠봐요. 다른 형태의 유전이 처음에는 트라우마라는 개념에서 출발했다고 하던데. 이와 같은 연관성에 대한 초기 증거들에는 무엇이 있나요?

 

03:00 AC: People started looking at how the environment, change in diet, exposure to extreme colds or exposure to high level of chemicals could affect what was inherited. And then probably about 15-20 years ago, some researchers started looking or noticing other effects during experiments. And one researcher in particular, who I spoke with, Isabelle Mansuy, she's at the University of Zürich and... ETH Zürich, created a mouse model 'cause she wanted to study borderline personality disorder. And so, she was traumatizing baby mice by separating them from their mother at unpredictable intervals. And then, she noticed that the offspring of those baby mice often had the same behavioral symptoms of trauma that the parents did and sometimes those behavioral symptoms went on for several generations.

  사람들은 환경이나 식습관의 변화, 극심한 추위 또는 높은 농도의 화학물질에 대한 노출 등이 유전에 어떠한 영향을 미치는지를 먼저 살펴보았습니다. 15-20년 정도 즈음에, 몇몇 연구자들이 실험중에 다른 영향들을 발견하기 시작했습니다. 특히 저와 얘기를 나눴던 한 연구자인, Isabelle Mansuy는 현재 University of Zurich와 ETH Zurich에 있는데요, 그녀는 쥐 모델을 만들어서 경계성 성격장애에 대한 연구를 진행하고 싶었거든요. 그리고 그녀는 아기 쥐를 아주 불규칙적인 간격으로 어미와 떨어뜨려놓음으로써 트라우마를 주었습니다. 그리고 그녀는 그 새끼의 자손들 역시 부모와 유사한 트라우마적인 행동양상을 보여주었어요. 때때로 이 행동학적 특성은 몇 세대를 거쳐가기도 했죠.

 

03:50 SC: So the idea here is that it's not just a physical... Like, deprivation of food or exposure to a lot of cold, it's... There's something about the psychology or this emotional state of the mice that are being passed down.

 그럼 이 아이디어는 단순한 물리적인 자극, 즉 음식 부족, 엄청난 추위에 노출된 것과 같은 게 아니라 쥐의 정신적인 혹은 감정적은 상태가 유전될 수도 있다는 것이네요.

 

04:02 AC: The idea is that the stress of trauma, the stress of being separated from your parents, the stress of traumatic childhood, you could be with your parents but your parent could be neglectful, those levels of stress cause chemical changes in your body that then affect how your DNA is encoded and read. And that those changes can be so powerful, they're passed on even to your offspring that didn't directly experience the trauma.

 이 아이디어는 트라우마와 같은 스트레스, 부모와 분리되는 스트레스, 트라우마적인 아동시절의 스트레스 즉, 부모님과 함께 살지만 무시당하기 일쑤인 것과 같은 상태가 유지되면, 이 스트레스에 의해 몸에 화학적인 변화가 유래하게 되고 DNA가 해독되고 읽히는 방식에 영향을 미친다는 겁니다. 그리고 이와 같은 변화는 매우 효과적이어서 직접적으로 트라우마를 경험하지 못한 자녀세대까지도 전달될 수 있다는것이죠.

 

04:29 SC: Right. So this researcher that you mentioned, she has looked at this for generations and generations of mice?

그렇군요. 당신이 언급한 그 연구자는 몇 세대의 쥐들로부터 관찰했다는 것이죠?

 

04:35 AC: She has some experiments where she's gone out five generations and she still sees behavior in the offspring of traumatized mice that she doesn't see in control mice.

그녀는 대조군인 쥐에서는 발견할 수 없었던 다섯 세대에 걸쳐 트라우마적인 성향을 보이는 쥐를 발견할 수 있었어요.

 

04:47 SC: And that's even when she does the separation but then the children are... The children of the children [chuckle] haven't been exposed to a separation from a parent?

 그러니까 그녀가 분리를 했을 때 자녀들이 그랬고, 부모로부터 떨어지지 않았던 자녀의 자녀도 영향을 받았다는 거죠.

 

04:56 AC: This is kind of the crux of the question that was a challenge for her in terms of the experimental design and it's been one of the main criticisms when people look at humans. It's really hard to separate what is epigenetic trauma, what is sort of biologically transmitted and what is just the stress of living with a parent that has been traumatized.

  이건 이 실험 디자인에서 그녀가 겪었던 많은 의문점들 중에 가장 중대한 부분이었으며, 인간에 대해 바라볼 때 가장 큰 비난을 받았던 부분 중에 하나였습니다. 후생유전학적 트라우마를 분리하는 것은 정말 어렵거든요. 어떤 것이 생물학적으로 전이된 것이고 아니면 트라우마를 가지고 있는 부모와 사는 것으로써 발생한 스트레스 인지 말이죠.

 

05:19 SC: Right, 'cause your parents are... They are part of your environment. So these can give certain environmental effects.

  네. 그렇네요 부모들이 결국 환경의 일종이니까요. 이런 것들이 환경적인 영향을 미쳤을 수도 있겠군요.

 

05:24 AC: Exactly. So how she... The way she controlled for that is she only studied the male, so she would traumatize male mice and then breed them with females, but take the males out. But the

 

females, the mothers of those subsequent generations, hadn't been traumatized. So there was no bad parenting, so to speak. And yet she still found differences in the mouse behavior.

  그렇습니다. 그래서 그녀는 이를 조절하기 위해 일단 수컷에만 적용을 해 보았는데요. 먼저 수컷 쥐에게 트라우마를 주고 암컷과 교배를 시킨 후 수컷은 내보내버렸습니다. 이 후생 세대들의 어머니인 암컷은 트라우마를 겪지 않았죠. 그래서 그녀는 말하자면 나쁜 훈육법이 없다고 볼 수 있죠. 하지만 여전히 그녀는 쥐들의 행동에서 특이점을 발견하였습니다.

 

05:47 SC: So this is all behavior. So you can judge based on that that something is being inherited. But the biological mechanism is still pretty far away from being understood.

 그래서 이건 모두 행동학적인 것이네요. 그러니까 어떤 특질들이 전이 되는 것을 이 행동에 기초하여 판단하는 거죠. 하지만 생물학적인 작용기전은 여전히 이해하기에는 멀리 떨어져 있겠네요.

 

05:58 AC: In mice and in other organisms, they've also found changes in sperm and blood and other tissues of things called small non-coding RNAs, which are these things that help the body read DNA. And this small non-coding RNA in a traumatized mouse, or... They've even looked at traumatized people, is different in specific ways than in non-traumatized people.

  쥐나 다른 유기생명체에서, 정자, 피, 그리고 작은 non-coding RNA라고 하는 DNA를 읽게 도와주는 것들에서 변화가 나타나는 것을 관찰해왔습니다. 트라우마를 겪은 쥐의 작은 non-coding RNA 또는 트라우마를 겪은 사람에게서도 트라우마가 없는 사람들과는 특징적으로 다른 것들을 관찰하였죠.

 

06:25 SC: Okay, so there is some... And those are passed down?

그렇군요. 그리고 이것들은 전승된다는거죠?

 

06:27 AC: Subsequent generations, yeah, then sees changes in the RNAs later as well. The big question is, how does it get from, for example, the blood of the parent to the sperm of the child and later then to the brain of the child?

  네 후생세대에게로 전승됩니다. 이후 RNA 내에서도 변화가 나타나죠. 가장 큰 의문은 이것을 어떻게 얻게 되었냐는 것이죠. 예를 들어, 부모의 피로부터 자녀의 정자로, 그리고 최종적으로 그 자녀의 뇌에게로 까지 말입니다.

 

06:44 SC: Wow.

와~

 

06:45 AC: Let alone the child's child.

 자녀의 자녀를 혼자 내버려 두지 않죠.

06:46 SC: Yeah.

 그렇네요.

 

06:47 AC: And that sort of... That whole middle bit is what is still really unclear.

  이 영역은 여전히 미지의 영역입니다.

 

06:52 SC: Let's turn to the human here for a minute. One of the first places this was talked about was with respect to the Holocaust. So can you talk about what the research has shown with respect to Holocaust survivors?

 그럼 잠시 인류에 대한 얘기로 돌아와 볼게요. 이와 같은 주제가 처음으로 열린 계기중에 한가지가 바로 대학살과 연관되어 있죠. 대학살에서 생존된 사람들과 이 연구과 어떠한 연관이 있는지 말씀해 주시겠어요?

 

07:05 AC: A few years ago, a researcher named Rachel Yehuda looked at the children of Holocaust survivors and found that they had higher levels of depression, but also lower levels of specific stress hormones, and different kinds of epigenetic markers called DNA methylation than people whose parents had been born in the US from sort of similar ages and cohorts. And argued that this could be evidence of epigenetic trauma, but that study was criticized at the time for the reasons that I mentioned earlier. That a lot of people said, "Well, it makes sense intuitively that if your parents survived the Holocaust, they might behave differently at home, that might be stressful in a different way." And so that isn't solid enough evidence of this biological mechanism that they found in mice.

  몇 년 전, Rachel Yehuda 연구자는 대학살에서 생존한 사람들의 자녀들을 관찰하였습니다. 이들은 그들의 부모와 비슷한 연령대이지만 미국에서 출생한 부모의 자녀들에 비해, 높은 정도의 우울증 비율을 보였으며 특정 스트레스 호르몬 정도가 낮았고, 후생유전학의 지표라고 불리우는 DNA의 메틸화가 다르게 발현된 것을 발견할 수 있었습니다. 하지만 이 시기에는 제가 앞서 언급한 이유로 비판을 받았지요. 많은 사람들이, “만약 당신의 부모가 대학살에서 생존했다면, 본능적으로 집에서 행동하는 양상이 달랐을 것이며, 이런 다른 특징이 스트레스 적이었을 수도 있다.” 그래서 이와 같은 증거는 쥐에서 발견했던 생물학적인 거동을 증명할 만큼 충분하지 못했습니다.

 

08:01 SC: There is an ongoing project that you talked about with children in an orphanage, how are they looking at that situation and asking questions about epigenetic inheritance?

현재 고아원에 있는 아이들과 이와 같은 주제로 진행되는 연구가 있는데, 상황을 어떻게 관찰하고 있으며 후생유전학과의 관계에 대한 질문들을 해나가고 있나요?

 

08:13 AC: It's really hard in humans to do ethical experiments over multiple generations. So basically what they're doing right now is looking at humans who have been traumatized to see if they have changes in these epigenetic marks, and then using those to design mouse studies to understand how that might be carried across multiple generations. And in the Pakistan example...

 

  인간으로부터 수세대에 걸쳐 윤리적인 실험을 진행하는 것은 정말로 어렵습니다. 그래서 그들이 지금 하고 있는 것은 트라우마를 겪은 인간을 관찰하고 있으며, 후생유전학적인 표식에서 어떠한 변화가 나타나고 있는지 관찰하고 있습니다. 그러고나서 쥐에서 설계했던 것과 마찬가지로 다음 세대에 어떻게 전이되는지 이해하려고 하고 있습니다.  파키스탄의 예시가 있는데요.

 

08:36 SC: This is the orphanage?

 고아원에 대한 것인가요?

 

08:37 AC: This is the orphanage in Pakistan.

  파키스탄의 고아원입니다.

 

08:39 SC: Yeah.

 네

 

08:39 AC: So, a researcher who's part of Isabelle Mansuy's lab is working with orphans in Pakistan whose fathers have died and they were forcibly separated from their mothers because their mothers weren't able to earn enough money to support them, and they're put in orphanages, which they argue is fairly close to their mouse model. That it...

 Isabelle Mansuy의 연구실의 일원인 연구자는 파키스탄에서 아버지가 죽고 어머니는 자식을 부양할 수 없어 결국 강제적으로 분리된 고아들과 함께 연구를 진행하고 있습니다. 그들은 이게 그들의 쥐 모델과 매우 유사하다고 말하고 있죠.

 

09:00 SC: Wow.

  와..

 

09:00 AC: They're separated from the mother as children and they see different levels of these RNA in these kids' blood and they're using those kids as sort of a starting point to then design better mouse experiments to understand how that might be transmitted through different generations. But to do a human experiment you would have to look at those kids' kids and follow for multiple generations. And so, for a whole range of reasons, it's extremely difficult to controlled intervention experiments in humans.

 어머니와 분리된 자녀들의 피에서 이 RNA의 정도가 달라진 것을 보았으며, 이 아이들을 일종의 시작점으로 분류하여 더 나은 쥐 실험을 디자인 하였습니다. 이를 통해 다음 세대에 어떻게 이 RNA가 전달되는지 이해할 수 있으리라 봅니다. 하지만 인간을 실험함에 있어서 이 자녀의 자녀들과 몇 후세대를 쫓아서 살펴봐야 합니다. 그리고 인간을 이용한 실험에서는 매우 다양한 이유들로 잘 제어된 실험을 설계하기가 정말로 어렵죠.

 

09:34 SC: Right. We should point out that the children in the orphanage are... There is an intention from the people taking care of them to make sure that they're not traumatized.

 맞아요. 이 고아원에 있는 아이들은 사람들이 트라우마를 받지 않도록 충분한 노력을 기울이고 있다는 것이 중요합니다.

 

09:44 AC: Yeah. I mean, this is a situation that already happened. This was not... They didn't separate them from their mothers for the purpose of the experiment, of course, and they're being given great care, they go to the same schools. This is actually another interesting part of the experiment. They go to the same schools as local kids who still live with their parents.

 네, 이 경우에는 이미 벌어진 상황이니까. 그들이 실험을 위해 의도적으로 그들의 어머니로부터 분리한것도 아니구요 물론. 그리고 충분한 보호를 받고 있으며, 같은 학교에 다니고 있죠. 이게 이 실험의 다른 흥미로운 부분인 것 같아요. 그들은 부모와 함께 살고 있는 아이들과 같은 학교를 가고 있으니까요.

 

10:02 SC: Right.

  네네

 

10:02 AC: So they're also looking at the local kids who still live with their parents to see if there are differences. And it's voluntary, these kids get good care in the orphanages, but there's still something about this experience that they went through that is really difficult...

  그래서 그들은 부모와 함께 살고 있는 지역 아이들을 함께 관찰하여 어떤 다른 점이 있는지 보고 있습니다. 그리고 이것은 자발적인 것이구요. 이 아이들은 고아원에서 충분한 보호를 받고 있습니다만 여전히 어려운 난관들이 많이 있긴 합니다.

 

10:19 SC: Absolutely.

 물론이죠.

 

10:19 AC: And seems to have biological impacts.

 그리고 생물학적인 영향도 있어보이구요.

 

10:22 SC: I wanna ask you what it means and what we should do about it, but I feel [chuckle] like that's a really big question, you know?

  저는 이것이 무엇을 의미하며 우리는 이것에 관해 무엇을 해야하는지 물어보고 싶네요. 아주 중요한 질문이란 생각이 들어요. 아닌가요?

 

10:28 AC: No, it's a great question and I think one of the most hopeful things to come out of the story for me was, again, something that seems sort of intuitive, but has been lost a lot in the discussion about the genetics, because I think a lot of people hear this idea that, "Oh, my

 

grandparents were traumatized and therefore I have this unavoidable legacy of pain," but there have been some early experiments, again in mice, where if you intervene with basically sort of happy cages, they call them enriched environments, you can reverse this biological process.

 맞습니다. 제가 볼 때 이 이야기에서 가장 희망적인 부분 중 한가지는 직관적인 것이지만 유전학의 논의에서 많이 희석되고 있는 부분입니다. 왜냐하면 제가 생각할 때 많은 사람들이 이와 같은 생각을 들었을 겁니다. “오 내 조부모가 트라우마를 가지고 있으니 난 피할 수 없는 고통을 가지고 있겠구나,” 하지만 쥐에서 있었던 초기 실험에서, 행복한 장과 같은 매우 유복한 환경이 개입될 경우 이와 같은 생물학적인 과정을 역행시킬 수 있다는 겁니다.

 

11:04 SC: Oh, yeah, we actually had a... I think we had a segment on happiness in mice and rats, and how giving them things to do and making them comfortable in their environment can... Yeah, it can change the way experiments turn out.

 오 네. 우리는 실제로 예전에 쥐와 생쥐의 행복에 대한 얘기를 했던 것 같아요. 환경적으로 그들에게 필요한 것을 주고 편안하게 만들어주는 것으로 그들을 변화시킬 수 있다는 그런 내용이었어요.

 

11:18 AC: Yeah. And so, one of the arguments that several of the researchers made is rather than looking at this as sort of a stigma and a mark, we should maybe if we can identify these things, use them to identify people who will benefit from therapy, or maybe we should just... And this is where it's sort of intuitive, maybe we should just give all children enriched environments.

 네. 그리고 여러 연구자들로부터 나오고 있는 주장 중의 하나가 이것을 오명이나 자국으로 보지 말고, 이런 것들을 인식해 치료를 받을 기회를 제공해주거나 또는 좀더 유복한 환경을 줄 수도 있다는 것이죠.

 

11:42 SC: Yeah, yeah.

 네네

 

11:43 AC: And this is not an unavoidable burden, but something that we can look at as reversible and that we should be looking at it as reversible, and that's something that we should be working towards.

  그리고 이것은 피할 수 없는 짐이 아니라 가역적인 것으로 보고 우리가 처리할 수 있는 어떤 것으로 봐야합니다.

 

11:56 SC: Thank you so much, Andrew.

  고마워요, Andrew.

 

11:57 AC: Thank you.

  감사합니다.

 

11:58 SC: Andrew Curry is a journalist based in Berlin. You can find a link to his feature at sciencemag.org/podcasts. Stay tuned for an interview with Thomas Russell about making soft, pliable, yet permanent magnets.

  Andrew Curry는 베를린의 기자입니다. 그의 글을 본 링크에서 확인할 수 있습니다. 이후에는 Thomas Russel과 부드럽고 변형이 가능하지만 영구적인 자석을 만드는 것에 대해 들어보겠습니다.

 

[music]

 

12:20 SC: You might have seen a ferrofluid dancing to the beat in a video on YouTube. It's this cool shiny-looking liquid that reacts to magnetic fields. It can form into different shapes, often you'll see it with dancing spikes, but when the magnets are turned off, the shapes are lost. Now, a group of researchers writing this week in Science have figured out a unique way to keep a ferrofluid magnetic even when the external magnets are turned off. Thomas Russell is here to tell us about it. Hi, Tom.

  아마 YouTube에서 강자성액체가 요동치는 영상을 봤을 수도 있을 것 같은데요. 강자성액체는 광채가 나며 자기장에 반응하는 액체입니다. 다른 형태로 변형할 수도 있으며, 춤추는 것과 같은 형상을 볼 수 도있는데요, 하지만 자석이 꺼지면 그 형태를 잃게 됩니다. 이번 주 Science지에 한 연구그룹이 이 강자성액체의 자성을 외부 자기장이 꺼진 상태에서도 유지할 수 있는 독특한 방법을 발표하였는데요. Thomas Russel이 이에 관해 얘기를 해주려고 오셨습니다. 안녕하세요, Tom.

 

12:50 Thomas Russell: Hi, Sarah.

 안녕하세요, Sarah.

 

12:52 SC: You make this distinction between a ferrofluid and a ferromagnetic fluid. How are they different?

 당신은 강자성 액체와 강자석형 액체를 구분지었는데요. 이 둘은 어떻게 다르죠?

 

13:00 TR: The ferromagnetic liquid that we've come up with is basically a ferrofluid which has nanoparticles, magnetizable nanoparticles, floating around in a carrier liquid. Ferrofluids, you place a magnetic field in the fluid and then there was a moment imparted, you take the field away and it goes back, the moment is lost. These materials you put a field on and you take the magnet away and

 

it stays, so you have a permanent moment that's imparted to the liquid.

  저희가 만든 강자석형 액체는 기본적으로 강자성유체로, 자성을 띄는 나노입자가 유체에 떠 있는 형태입니다. 강자성유체는 자기장을 액체에 가해주면 모멘트가 존재하다가 자기장을 제거하면 그 모멘텀이 사라지죠. 저희가 만든 물질은 자기장을 가해준 후 자석을 치워도 계속 형태를 유지하고 있어 영구적인 자성을 액체가 가질 수 있게 합니다.

 

13:29 SC: Okay. Unlike normal paramagnetic fluids, these are the ones that turn off when the magnets turn off. This one stays magnetized even when the external magnet's removed. What is this material made off and how did you imbue it with this characteristic?

  네. 기존의 상자성 액체와는 다르게, 자석이 꺼지면 함께 꺼지는 것들이 있고, 이 경우에는 외부 자기장이 제거되어도 계속 자성을 유지할 수 있다는 거네요. 이 물질은 무엇으로 만들어졌고, 어떻게 이와 같은 특징을 도입할 수 있었나요?

 

13:45 TR: The particles we use are iron oxide particles that are dispersed in water. And they have a carboxylic acid functionalization on the surface. They interact with ligands that are in an oil phase, that have an amine functionalization. They form what are called nanoparticle surfactants. They jam at the interface and that locks them in at the interface and that really is what gives rise to this entire phenomenon is just the jamming of these particles at the interface.

저희가 사용한 입자는 산화철 입자로 물에 분산되어 있습니다. 그리고 표면에는 카복실산 작용기가 있습니다. 이 작용기는 오일 층에 있는 아민 작용기를 가진 리간드와 반응합니다. 이들은 나노입자 유화제라는 형태를 만듭니다. 계면에서 서로 얽혀 고정된 상태를 만들어주죠. 이와 같이 계면에서 입자들이 고착되는 것이 이 전체 현상을 설명한다고 볼 수 있습니다.

 

14:16 SC: These two things you mentioned, the carboxyl and the amine. Are those interacting, are they forming bonds with each other or are they giving what they're connected to a preference for the kind of liquid that they wanna be in? Water versus oil.

 언급하신 두 가지, 카복실과 아민에 대해서인데요. 이들이 서로 교류하여 어떤 결합을 형성하나요 아니면 그들이 좀더 선호하는 액체 층, 물과 그림층 중에 하나로 가도록 하는 기능을 부여해주고 있나요?

 

14:30 TR: The carboxylic acid is solubilized in water. The amine is on a polymer, which is oil soluble. They electrostatically interact at the interface, hydrogen bond, they form what are nanoparticle surfactants. There's multiple ligands attaching to each of the particles and they increase the binding energy of the particles to the interface. Without them, if you change the shape, the system tries to go back to a sphere and it will. You have to increase the binding energy to avoid the compressive force forcing these particles off the interface so it reverts to a sphere. Here they jam, and they can keep whatever shape you wish.

 카복실산은 물에 용해됩니다. 아민기는 고분자에 있어 기름층에 녹지요. 이들은 계면에서 전기적으로 반응하며 수소결합을 형성해 마치 나노입자의 분산제 같은 역할을 하게 됩니다. 여러 개의 리간드가 각 입자에 결합하게 되면서 계면에서 입자의 결합에너지를 증가시키게 됩니다. 이 결합 없이 형태를 변형시킨다면 이 물질계는 구형태로 돌아가려고 합니다. 압축응력에 의해 이 입자들이 계면에서 떨어져 나가는 것을 피하게 만드려면 결합에너지를 증가시켜야 합니다. 이 고착현상이 당신이 원하는 형태를 유지할 수 있도록 합니다.

 

15:10 SC: One more definition, this one is, what is jamming in this context?

  또 하나의 개념인데요, 고착현상이란게 무엇을 의미하죠?

 

15:15 TR: A jam... Consider traffic at 5 o'clock at night, cars, lots of cars there that are not moving. That's what a jamming is. You apply a field and each of the particles respond and their moment is in the direction of the applied field. But they're locked in.

 고착은 저녁 5시의 교통을 생각해보세요. 많은 차들이 움직이지 않죠. 이게 바로 고착현상입니다. 만약 어떤 장을 가하게 되면 각 입자들은 응답하게 되고 그 모멘텀은 가해진 장의 방향으로 정렬됩니다. 하지만 그들의 움직임은 봉쇄당하죠.

 

15:29 SC: Okay. If they were in a fluid they might move, but because they're jammed, they behave more like a solid magnet?

  네. 유체에 있으니 움직일 수 있지만 고착되어 있기 때문에 마치 고체 자성체처럼 행동한다라는 건가요?

 

15:35 TR: Correct. When a ferrofluid, the moments are aligned, you take the field away, it's in a fluid and it goes away. Here, they're jammed and they're locked in space.

  맞아요. 강자성 유체는 모먼텀이 정렬되었을 때 그 자기장을 제거하면 그냥 액체니 그대로 흘러버립니다. 여기서는 그 입자들이 고착되어 있기 때문에 특정 위치에서 고정되죠.

 

15:45 SC: When you look at a picture of this, the figures in your paper, you see little spheres, little lima bean-looking things. Can you describe why this looks the way it does?

  당신의 논문에 있는 그림들을 보시면, 작은 구형, 리마콩 같이 생긴 것들을 볼 수 있네요. 왜 이런 모양으로 보이는지 설명해주실 수 있나요?

 

15:57 TR: The sphere's... That's the equilibrium shape of any liquid. You have this shell of these jammed particles, but the interior is liquid.

  구는 모든 액체들이 평형상태에서 가지는 형태입니다. 이 고착된 입자들의 껍질들을 가지고 있지만 그 내부는 액체이죠.

 

16:06 SC: How do you change the shape?

 형태는 어떻게 바꾸었나요?

 

16:08 TR: You can change the shape with a shear field, an electric field, you can squeeze it, you can do any of... You can use a 3D printer and they can print structures as opposed to just having little droplets. A microfluidic injector will do it as well.

  전단응력이나 전기장 또는 그걸 쥐어 짜는 것과 같은 다양한 방법으로 형태를 바꿀 수 있습니다. 3D 프린터도 사용할 수 있어 작은 방울이 아닌 어떤 구조체를 인쇄할 수도 있어요. 마이크로 유체 주입기도 사용할 수 있죠.

 

16:23 SC: Can you touch it with your hands?

손으로 만질수도 있나요?

[laughter]

16:27 TR: I'm certain you could. We can make these awfully big if you want. We're not limited in size, big-wise. We're trying to go to small size, that's the more important for us.

  물론입니다. 원한다면 정말로 크게 만들수도 있어요. 저희는 크기에 국한하지 않습니다. 우리는 작게 만드는 것이 더 중요하다고 여겼기에 작은 크기로 시도했습니다.

 

16:38 SC: It's possible. You could make a really big squishy ball of water with a magnetic surface.

 가능하군요. 그럼 매우 큰 자성 표면을 가진 물 덩어리를 만들 수 있겠네요.

 

16:46 TR: Think of a ripe fruit.

  잘 익은 과일을 생각해보세요.

 

16:47 SC: Yeah.

  네

 

16:47 TR: That's what it's like. [chuckle] You have a shell and the inside is squishy. That's probably what it would feel like.

  아마 그런 느낌일 거에요. 껍질이 있고 내부는 쥐어짤 수 있죠. 아마 그것과 비슷한 느낌이지 않을까요.

 

16:54 SC: Besides making a really cool toy, what are some of the applications for this kind of soft, squishy magnet?

  이렇게 멋진 장난감을 만드는 것 외에도 이 부드럽고 형태 변형이 가능한 자석의 다른 응용처에는 어떤 것들이 있나요?

 

17:02 TR: Well, think of it, we have these particles that are dispersed in the liquid. We can do water and oil. We also can do water and water and I can take these shapes that can contain things and I can direct them and move 'em around with an external magnetic field. I can deliver things in a liquid from one point to another point, that has potential biological applications, though I don't wanna push that too strongly, because we haven't worked with biological fluids. We can make little robots that are these sort of squishy type robots, where you can have magnetic arms and feet. And these could potentially move and grab things and that would be done all in a liquid state. We make all liquid systems, reaction systems by 3D printing and we can use these magnetic, little magnetic cylinders, as stirring bars. [chuckle] And we can also generate these structures, they don't have to be uniform, with magnetic particles everywhere. We can put magnetic particles at different places.

You can magnetically actuate one part and not the other.

  생각해보면 우리는 입자들이 분산되어진 유체를 만들었습니다. 물과 오일에서 할 수 있죠. 또한 물과 물에서도 할 수 있으며, 어떤 물질을 가진 형태를 만들 수 있고 이것을 외부 자기장을 통해 특정 방향으로 지시하여 움직이게 할 수도 있습니다.액체안에 있는 어떤 것을 한 지점에서 다른 지점으로 보낼 수도 있는데 이건 생명공항 쪽에서 잠재적으로 큰 응용처를 가지고 있습니다. 하지만 이 부분에 대해서는 강조할 수는 없는데 우리는 생물학적 유체에서는 시도해보지 않았거든요. 우린 또한 이렇게 쥐어짤 수 있는 형태의 아주 작은 로봇을 만들 수 있을거에요. 자성을 띄는 팔과 발을 가지고 있죠. 이를 통해 어떤 것을 잡고 이동하는 것을 모두 액체 상태에서 수행할 수 있을거에요. 우리는 완전한 액체 시스템을 3D 인쇄기술로 반응을 돌릴 수도 있어요. 자성을 띄는 원통형을 만들어 교반자석으로도 쓸 수 있죠. 균일할 필요가 없는 구조를 만들수도 있어요. 각각의 장소에 자성 입자를 넣어서요. 이 경우 자성으로 특정 부분은 움직이게 하고 다른 부분은 움직이지 않게 할 수도 있죠.

 

18:13 TR: And I can get a bar and I can make the bar bent, by having magnetic components on the two ends. I can get that to move and then bend in. If you think about making grabbers, you can make magnetic grabbers, etcetera.

 양 끝에 자성 부분을 넣어 막대 형태와 구부러진 막대 형태도 만들 수 있죠. 또한 이것을 움직이게 하고 구부러지게 할수도 있구요. 어떤 것을 자성으로 잡는 것 등등도 만들 수 있어요.

 

18:27 SC: One thing you talk about in your paper, you talk about using pH to turn some of these characteristics on and off. How does that work?

  한 가지 당신의 논문에 언급된 것이 바로 pH에 의해 이 기능을 조절할 수 있다는 건데요. 어떻게 작동하는건가요?

 

18:37 TR: With hydrogen bonding, of course, that's gonna be pH dependent. If we change the pH, let's say we generate cylindrical structures and we change the pH. We can have the cylinder now change its shape because we're weakening the bonding of the particles at the interface. The particles, there's a compressive force applied by the jam and if the compressive force is higher than

 

the binding energy, you'll start throwing particles off the interface. And what will happen then is that the shape starts to change because now the surface area is changing, okay. I can take a cylinder and bring it back to a sphere.

  수소결합은 물론 pH에 의해 변합니다. 우리가 원통형태를 만들었다고 해보죠. pH를 바꿉니다. 그럼 원통형태가 바뀌게 되는데 이것은 계면에 있는 결합들이 약해지기 때문입니다. 고착화에 의해 압축응력을 겪던 입자들이 결합에너지보다도 압축응력이 커지면 계면에서 입자들은 빠져나가게 됩니다. 그럼 형태가 바뀌고 표면적도 바뀌죠. 그래서 원통형태가 구형태로 바뀝니다.

 

19:15 SC: This is very cool. Using magnets, electricity, pH, you can reshape this material on the fly and make it move around.

 아주 멋지네요. 자석, 전기장, pH를 이용해, 이 물질의 형태를 재구축할 수 도 있고 움직일 수도 있네요.

 

19:25 TR: Basically, yeah. Mm-hmm. Yeah.

  기본적으로 그렇습니다.

 

19:26 SC: Very cool.

  아주 멋져요!

 

19:28 TR: We can 3D print [19:28]         and we make those conductive, that's a solenoid. We can get a solenoid that takes these little magnetic bars and pushes them through. We're exploring different possibilities. I think the other thing that's important is that in my opinion, represent a new material, all liquid, but it's shaped. And here, the real stunning part is that every single particle contributes to the magnetic moment, whether they're jammed at the interface or floating around in the interior. We don't understand that yet. That's what I find to be the really baffling and intriguing thing that we really have to try and understand.

  우리는 3D 인쇄를 할 수 있으며 솔레노이드 형태의 전도체로도 만들 수 있죠. 얻어진 솔레노이에 작은 자석을 통과시키도록 해보았습니다. 우리는 새로운 가능성들을 보았습니다. 제 생각에 또 하나 중요한 것은 액체이지만 형태를 가진 새로운 물질을 발표했다는거에요. 여기서 가장 놀라운 점은 각 하나하나의 입자가 자성 모멘텀에 기여하고 있어, 계면에서 고착되거나 내부에서 떠다니고 있다는 거에요. 우리는 아직 완전히 이해하지는 못했습니다. 이게 바로 우리가 시도하고 이해해야할만한 아주 흥미로운 것이라고 생각해요.

 

20:09 SC: Alright, Tom. Thank you so much for talking with me.

  알겠어요, Tom. 저랑 말씀 나눠주셔서 고맙습니다.

 

20:12 TR: Sarah, that sounds great.

 아주 좋네요, Sarah.

 

20:14 SC: Thomas Russell is a professor in the Polymer Science and Engineering Department at the University of Massachusetts Amherst and a visiting faculty scientist at the Lawrence Berkeley National Laboratory. You can find a link to his science paper at sciencemag.org/podcasts.

  Thomas Russell은 University of Massachusetts Amherst의 고분자공학과의 교수이며 Lawrence Berkeley National Laboratory의 방문 교수 과학자 입니다. 그의 Science 논문을 이 링크에서 확인할 수 있습니다.

 

3. 마치며

아마 Science podcast는 특별한 script 없이 질문과 답변이 이뤄지나보다.. 뭔가 말하는 걸 그대로 옮겨적은 것 같은 느낌? 그래서인지 script만을 보고는 상황이 잘 이해되지 않을때가 가끔 있다. 예를 들어 어떤 말이 반복되거나, 아니면 잘못 말한 것을 다시 고쳐 말하거나 할때 같은 경우이다. 그래도 번역을 하면서 느낀 것이.. 아 내 듣기 실력이 정말 많이 부족하구나.. 들었을 때 얻는 정보랑 글에서 얻는 정보의 양의 격차가 이렇게 크구나.. 라는 것을 새삼 느낀다. 뭐 이렇게 계속 연습하고 적응하다보면 조금은 나아지겠지..