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생활 속 과학 탐구 실천해

색다른 아이디어를 현실로 만들어가요!

윤중중학교 3학년 정서우 학생

과학의 매력은 무한한 가능성 그 자체!

윤중중학교 3학년에 재학 중인 정서우 학생은 초등학교 때부터 꾸준히 과학탐구 에 매진해온 미래 인재다. 2014년 교내 과학탐구대회 기계공학 부문에서 장려상을 받은 이후, 2015년 교내 과학탐구대회 장 려상을 연이어 받으면서 차근차근 과학에 대한 관심을 펼쳐갔다. 2016년에는 과학탐 구대회 항공·우주 부문에서 우수상을, 2017년에도 과학탐구대회에 출전해 과학 토론 부문에서 1위에 해당하는 최우수상을 받았다. 또한, 전국 학생 과학창의대회 교 량 부문에서 은상을 받았으며, 친환경 벼농사 관찰대회에서도 2년 연속 구청장상을 수상하기도 했다. 중학교에 진학한 이후에도 정서우 학생 의 과학을 향한 열정은 계속해서 이어졌다. 2018년 학생과학발명품 경진대회에서 은상, 교내 학생탐구발표대회에서 금상, 이어 남부학생탐구발표대회에서 금상, 제33회 서울학생탐구발표대회에서 특상을 수상했다. 이 모든 과정은 2019년에 열린 전국과 학전람회 특상의 밑거름이 되었다.

손재주 좋은 학생의 이색 발명

 정서우 학생은 어린 시절부터 교내대회와 교외대회를 가리지 않고 흥미가 생기면 가벼운 마음으로 각종 과학 관련 대회에 참 가해왔다. 초등학교 3학년 때 처음으로 과학탐구대회에서 좋은 성적을 거두면서 과학과 발명을 향한 관심이 커졌다. 손으로 무언가를 만들고 바꾸어가는 것을 무척이나 좋아했다는 정서우 학생. 그래서일까. 자신이 직접 만든 발명품으로 사람들을 편 리하게 해줄 수 있다는 사실이 매우 흥미롭 게 다가왔다. 그래서 그 이후 과학과 발명 에 관한 프로그램이나 대회가 있으면 꾸준 히 참가했다. 매년 각종 대회에 참가하면서 정서우 학생의 발명 수준도 계속해서 성장 했다. 제65회 전국과학전람회 특상 수상은 이제까지 과학과 발명에 집중해온 소중한 결실이었다. “처음 대회에 출품할 때는 단순히‘재미 있겠다’는 생각에서 가벼운 마음으로 출전 했어요. 그런데 이렇게 좋은 성적으로 마무 리해서 정말 기쁘고 뿌듯합니다.” 이번 대회에 출품한 수상작은 목관악기인 클라리넷의 부속품인 기존 갈대 리드를 대체하는 친환경 리드다. 기존 갈대 리드는 가격이 비싼 데다 수입 제품만 사용되어 낭비가 심했다. 정서우 학생은 이러한 점을 고려해 한 번 사용한 후에 버려지는 우유팩 과 알루미늄 캔 등을 이용해‘재활용품을 사용한 친환경적인 클라리넷 리드’를 제작 했다. “취미로 클라리넷을 연주하고 있어요. 그런데 기존 갈대 리드는 손상이 잘 되고 가격이 비쌌습니다. 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 새로운 리드를 제작해 사용할 수 없을지 궁금증이 생겨서 연구를 시작했습니다.” 해당 주제로 2018년 교내 대회에서 과학 탐구보고서를 작성한 정서우 학생. 당시 입상을 통해 전국 대회까지 출전하게 되었다.

재활용 리드로 기존 갈대 리드 대체

 기존 갈대 리드를 대체하는 재활용 리드를 제작하는 과정은 생각처럼 쉽지 않았다. 단순히 모양만 흉내 내는 것이 아니라 실제 악기에 장착했을때 일정 수준 이상의 소리를 낼 수 있어야 하기 때문이다. 그래서 첫번째 실험에서는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료들을 모아 기존 리드와 동일한 두께로 제작해 연주를 시도했다. 그리고 각 재료의 음악적 가치 유무를 인장 강도와 파형 특정을 통해 판단했다. 그 결과 가장 적합한 재활용 소재가 우유팩이라는 결론을 도출할 수 있 었다.

 “실험을 통해 리드로 만들기에 가장 적합한 재료인 우 유팩을 찾아냈습니다. 그리고 제작한 우유팩 리드의 내구성과 위생성, 재현성을 검증하는 실험을 거쳤어요. 기존 갈대 리드는 충격에 쉽게 망가진다는 단점이 있지만, 우유 팩 리드는 치아와 부딪혀도 음색에 변화가 없어요.” 우유팩 리드의 위생성은 미생물 분석법으로 확인했다. 분석 결과 우유팩 리드는 갈대 리드보다 세균 증식 속도가 훨씬 느렸다. 정서우 학생은 여기서 한 걸음 더 나아가 우유팩 리드의 재현성 검증에 나섰다. 4겹인 우유팩 리드의 크기를 정형화했다. 초기에 제작한 우유팩 리드는 1음역대만 연주할 수 있고, 음색이 깔끔하지 못하다는 단점이 있었다. 정서우 학생은 이를 보완하고자 기존 니켈 조리개를 대신할 폐 플라스틱과 이어폰을 재활용한 재활용 조리개 를 만들었다. 더불어 리드 사이에 알루미늄 캔 한 장을 삽입해 고음 연주시 진동을 안정적으로 유지하게 했다. 이를 통해 음색과 음정의 단점까지 보완한 재활용 리드를 만들 수 있었다.

  

정서우 학생이 재활용품을 사용한 친환경적인 클라리넷 리드 제작 과정에서 작성한 탐구일지와 각종 실험 장비 및 소재

정서우 학생이 대회에 출품했던 발표 자료들. 한눈에 이해 할 수 있게 다양한 소재와 설명 내용들이 눈에 띈다.

음악과 연관되는 이색 주제에 심사위원들의 반응도 호의적이었다. 순수한 호기심에서 시작한 연구였기에, 탐구해가는 과정도 정서우 학생에게는 즐겁게 다가왔다. 현장에서 직접 연주를 요청하는 사람들도 있었다. 혹시라도 연주 환경이 좋지 않을 상황을 대비해 연주 영상까지 미리 촬영했다. 각 실험별로 까다로운 과정이 있었지만, 실험 결과가 잘 나올 때면 고된 순간도 금세 잊혀졌다. 정서우 학생은 “과학의 매력은 무한한 가능성 그 자체에 있다고 생각한다”고 이야기한다. 흥미 있는 주제를 파고들다 보면 끝없이 이어지는 연구의 세계를 경험할 수 있을 것 같아서다. 이번 대회 준비를 통해 정서우 학생은 그 일부를 맛보았을지도 모른다. 앞으로 정서우 학생은 현재 관심을 둔 환경과학 분야에 대한 공부를 이어가고 싶어 한다. 훗날 어떠한 진로를 택할지 아직은 모르지만, 스스로 흥미를 둔 분야에서 계속 연구를 해나가고자 한다. 그러한 자신의 노력이 작게나마 세상을 변화시키는 작은 파동이 되기를 기대하며.