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2025-12-14 (일)

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[우주의 속삭임(164)] 화성에 가면 더 빨리 늙는다?⋯상대성이론이 만든 '시간의 차이'

화성의 시간은 지구보다 빨리 간다는 연구 결과가 발표돼 통신·항법 체계의 재설계가 필요하다는 지적이 나왔다. 인류가 화성 탐사와 유인 거주를 본격적으로 논의하는 가운데, 화성에서의 시간 흐름이 지구와 다르게 작동한다는 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 연구 결과가 다시 주목받고 있다고 과학기술 전문 매체 뉴아틀라스가 보도했다. 상대성이론에 따르면 화성에 머무는 사람은 지구에 있을 때보다 매일 약 477마이크로초(100만분의 1초) 만큼 더 빠르게 나이를 먹는 것으로 계산된다. 단위로는 미미해 보이지만, 장기간 누적될 경우 무시할 수 없는 차이를 만든다. 이 같은 현상은 알베르트 아인슈타인의 상대성이론에서 비롯된다. 상대성이론은 시간과 공간이 분리된 절대적 개념이 아니라 관측자의 위치와 속도, 그리고 중력 환경에 따라 달라진다는 점을 설명한다. 특히 시간은 공간과 결합된 네 번째 차원으로, 어떻게 흐르는지는 관측자의 조건에 따라 달라진다. 이른바 '시간 지연(time dilation)' 현상은 오랫동안 공상과학의 소재로 다뤄졌지만, 이미 현대 기술에서 실질적인 문제로 작용하고 있다. 대표적인 사례가 위성항법시스템(GPS)이다. GPS 위성은 지구 표면보다 약 2만 km 상공을 초속 4km 이상으로 이동하는데, 이 속도로 인해 위성 시계는 지상 시계보다 하루 약 7마이크로초 느리게 간다. 여기에 중력 효과가 더해진다. 상대성이론에 따르면 중력이 강할수록 시간은 느리게 흐른다. 지구보다 중력이 약한 궤도 상에서는 오히려 시간이 빨라지며, GPS 위성은 이 효과로 하루 약 45마이크로초를 '얻는다'. 두 효과를 합산하면 위성 시계는 지상보다 하루 38마이크로초 빠르게 움직인다. 이러한 차이를 보정하지 않으면 위치 계산 오차가 하루 수 km에 달해, GPS는 사실상 작동할 수 없게 된다. 인류의 활동 무대가 지구 궤도를 넘어 우주로 확장되면서 시간 보정 문제는 더욱 복잡해지고 있다. 미국 항공우주국(나사·NASA)과 관련 연구진은 이미 달에서의 시간 체계를 별도로 정의할 필요성을 제기해 왔다. 달에서는 시간이 지구보다 하루 약 56마이크로초 빠르게 흐르는 것으로 계산된다. 화성의 경우 상황은 한층 더 복잡하다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 닐 애슈비와 비주나트 파틀라 연구진은 화성에서의 시간 흐름을 정밀 계산한 결과, 화성의 시간은 평균적으로 지구보다 하루 477마이크로초 빠르며, 연중 최대 266마이크로초의 변동 폭이 발생한다고 밝혔다. 이는 화성이 달과 달리 태양을 중심으로 한 타원 궤도를 따라 움직이며, 공전 속도가 일정하지 않기 때문이다. 여기에 화성 자체의 중력과 궤도 흔들림까지 고려해야 해 계산은 '4체 문제'로 확장되며 난도가 크게 높아진다. 문제는 이러한 시간 차이가 단순한 이론적 논의에 그치지 않는다는 점이다. 화성 탐사선과 기지, 위성, 통신망이 유기적으로 연결되는 이른바 '태양계 인터넷' 환경에서는 시간 오차가 곧 통신 오류와 데이터 손실로 이어질 수 있다. 연구진은 화성 환경에서는 고정된 보정값이 아닌 상시 변화하는 동적 시간 보정 체계가 필요하다고 지적한다. 애슈비 연구원은 "화성에서 시간이 어떻게 흐르는지를 처음으로 명확히 파악했다는 점에서 의미가 크다"며 "시간은 상대성이론의 핵심 요소로, 단순해 보이지만 실제 계산과 적용은 매우 복잡하다"고 설명했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '천문학 저널(The Astronomical Journal)'에 게재됐다. 인류가 화성 정착을 현실적인 목표로 삼는 시점에서, '시간'이라는 기본 단위마저 새롭게 정의해야 할 필요성이 점차 분명해지고 있다.
[주간 월가 레이더] 美 증시, 지연 데이터 충격 대기⋯고용·물가에 연준 정책 방향타

미국 연방정부 셧다운(일시 업무정지)으로 발표가 지연됐던 고용, 인플레이션 등 핵심 경제지표들이 이번 주 일제히 공개되면서 연말 뉴욕 증시의 향방을 가늠할 중요한 단서가 될 전망이다. 지난 한 주간 뉴욕 증시는 벤치마크인 스탠더드앤드푸어스(S&P) 500 지수가 목요일 종가 기준 사상 최고치를 기록했음에도 불구하고 주말을 앞두고 하락세로 돌아섰다. 특히 올해 증시 상승을 이끌었던 인공지능(AI) 관련 대표 종목인 오라클(Oracle)과 브로드컴(Broadcom)의 분기 실적이 연이어 기대에 미치지 못하면서 기술주 전반의 하락을 주도했다. 이번에 발표되는 경제 데이터는 투자자와 연방준비제도(연준·Fed)가 43일간의 정부 셧다운 이후 주요 보고서 발표가 연기되면서 불확실한 상황 속에서 시장을 운용해왔기 때문에 더욱 중요하게 여겨진다. 16일(화요일)에는 11월 미국 고용 보고서가, 18일(목요일)에는 인플레이션 추세를 파악하는 데 필수적인 월간 소비자물가지수(CPI)가 발표될 예정이다. 연준은 약화되고 있는 노동 시장을 보강하기 위해 지난 10일 3회 연속 회의에서 기준금리를 0.25%포인트 인하했다. 그러나 연준은 경제의 명확성이 더 확보될 때까지는 단기적으로 차입 비용이 추가로 하락할 가능성은 낮다고 시사했다. 노무라(Nomura)의 선진국 수석 이코노미스트인 데이비드 세이프(David Seif)는 "정부 셧다운과 데이터 발표 일정 재조정으로 인해 12월과 1월 연준 회의 사이에 노동과 인플레이션 데이터가 사실상 3개월치가 몰아서 나오게 된다"고 설명했다. 월간 CPI 데이터는 인플레이션이 여전히 연준의 목표치를 상회하는 상황에서 발표되며, 인플레이션이 진정되지 않는다면 연준의 추가적인 완화 조치를 복잡하게 만들 수 있다. 세 명의 정책 입안자가 금리 인하 결정에 반대했으며, 그중 두 명은 금리가 동결되어야 한다고 주장했다. S&P 500 지수는 2025년 현재까지 16% 상승했으며, 2022년 10월 시작된 강세장에서의 상승폭을 90%로 끌어올렸다. 12월은 전통적으로 주식 시장에 긍정적인 달이다. 그러나 투자자들이 연초 이후의 수익을 확정하려는 움직임은 매도 압력을 가져올 수 있다. 다가오는 연휴 또한 거래량을 감소시켜 자산 가격 움직임을 과장되게 만들 가능성도 있다. [미니해설] 美 연준, 데이터에 '올인'…고용·물가로 금리 인하 쐐기 박나 이번 주 뉴욕 증시는 연방정부 셧다운 이후 몇 달간의 거시 경제 데이터 부재 상태를 해소할 지표들의 발표에 촉각을 곤두세우고 있다. 이는 최근 세 차례 연속 금리 인하를 단행한 연준 정책의 정당성을 평가하고 향후 통화 정책 방향을 가늠하는 결정적인 단서가 된다. CNBC의 짐 크레이머(Jim Cramer)는 "자금이 '매그니피센트 7'에서 다른 영역으로 소방 호스처럼 회전하는 상황에서, 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하기 위해 모든 데이터 조각이 필요하다"고 강조하며 데이터의 중요성을 역설했다. 16일 발표되는 노동부의 비농업 부문 급여 보고서는 시장의 주요 관심사다. 크레이머는 강력한 고용 보고서가 나올 경우 추가 금리 인하의 필요성에 의문을 제기할 수 있는 반면, 수치가 약하게 나온다면 연준이 완화 기조를 지속할 명분을 제공할 것이라고 분석했다. 로이터 통신 설문조사에서는 11월 비농업 급여가 3만 5000명 증가했을 것으로 예측됐지만, 제롬 파월 연준 의장은 실제로는 월평균 2만 명 감소했을 수 있다고 지적하며 고용 시장의 실제 상황이 예상보다 훨씬 약할 수 있음을 시사했다. 스테이트 스트리트의 마빈 로(Marvin Loh)는 고용 지표에서 마이너스 수치가 나오기 시작하면 경기 침체 논의를 피하기 어려울 것이라고 경고했다. 18일 발표되는 소비자물가지수(CPI) 역시 인플레이션이 여전히 연준 목표치를 상회하는 상황에서 추가 금리 인하 결정에 복잡성을 더할 수 있다. 세 명의 정책 입안자가 금리 인하에 반대했다는 사실은 연준 내부의 딜레마를 보여준다. 모건 스탠리 이코노미스트들은 노동 시장이 안정화될 경우 금리 인하 시점이 늦춰질 수 있다는 전망을 내놓았다. 16일에 함께 발표될 소매 판매 데이터 역시 소비 심리와 경제 성장에 대한 통찰력을 제공하는 핵심 지표로 꼽힌다. AI 쇼크 이후 기업 실적으로 시선 이동 이번 주 뉴욕 증시에서는 AI 관련 대표 종목인 오라클과 브로드컴의 실적 부진으로 인한 기술주 섹터의 급격한 하락이 두드러졌다. S&P 500 사상 최고치 직후 발생한 기술주 급락은 시장의 랠리 지속 여부에 의문을 던졌다. 짐 크레이머는 AI의 잠재력에 대한 믿음은 여전하지만, 가치 평가(valuation)가 하락했을 때 매수 기회가 올 수 있음을 시사했다. 이러한 AI 섹터의 변동성 속에서 이번 주 발표될 주요 기업 실적은 시장의 관심을 재조명하고 있다. 특히 17일에 실적을 발표하는 자빌(Jabil)은 데이터 센터 인프라 제조의 주요 기업으로, 크레이머는 이 회사의 실적이 AI 주식의 하락세를 반전시킬 수도 있을 것이라고 기대했다. 18일에 실적을 발표하는 페덱스(FedEx)는 크레이머에게 "이번 주의 스타"로 꼽혔으며, 전자 상거래 붐 지속에 대한 운송 부문의 건전성을 보여줄 것으로 예상된다. 유니폼 공급업체인 신타스(Cintas)의 실적은 중소기업의 상황을 측정하는 데 중요한 지표가 될 전망이다. AI 섹터 외에도 소비 동향 관련 기업 실적도 주목된다. 다든(Darden)은 올리브 가든 체인을 통해 소고기 가격 상승의 영향을 최소화했다고 분석된다. 제너럴 밀스(General Mills)는 GLP-1 약물 인기와 건강한 식습관 강조로 고전하는 식품 주식의 현황을, 카니발(Carnival)은 재량 소비 지출의 상태를, 급여 처리 업체인 페이첵스(Paychex)는 중소기업 건전성을 가늠할 귀중한 통찰력을 제공할 것으로 기대된다. 연말 변수: 수익 확정 심리와 시장의 딜레마 연말을 앞두고 뉴욕 증시는 전통적인 긍정적 계절 요인에도 불구하고, 투자자들이 올해 기록한 상당한 수익을 확정하려는 심리와 거래량 감소라는 복합적인 요인에 직면해 있다. S&P 500 지수는 2025년 들어 16% 상승하며, 2022년 10월 이후 강세장에서 총 90%의 상승률을 기록했다. 이러한 높은 수익률은 투자자들에게 연말 매도 압력으로 작용할 수 있다. 스테이트 스트리트의 마빈 로 전략가는 "대부분의 위험 자산에 매우 좋은 한 해였다"고 평가하며, 연말 수익 확정 움직임이 매도 압력을 가중시킬 수 있다고 분석했다. 더불어 연휴 시즌으로 인한 거래량 감소는 자산 가격 움직임을 과장되게 만들 수 있는 환경을 조성한다. 거래량이 얇아진 시장에서는 작은 압력에도 변동성이 크게 나타날 수 있다. 로 전략가는 "만약 (투자자들이) 불안한 수치를 얻거나 위험을 추가할 확실한 이유를 얻지 못한다면, 얇아진 시장 때문에 변동성이 커질 수 있다"고 경고하며, 불확실한 경제 데이터가 변동성을 증폭시키는 촉매제가 될 수 있음을 시사했다. 결국 이번 주에 쏟아지는 데이터와 기업 실적은 연말 시장의 '얇은 거래(thinner markets)' 환경에서 위험 회피 심리를 자극하거나 완화할 결정적인 시험대가 될 것으로 전망된다.
[글로벌 핫이슈] EU, 우크라이나 지원위해 유로존내 러시아자산 무기한 동결 합의

유럽연합(EU)은 12일(현지시간) 유로존내에서 관리되고 있는 러시아중앙은행의 자산을 무기한으로 동결한다는데 합의했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 지금까지 6개월마다 동결 연장 여부를 투표로 결정해왔지만 EU가 이번이 무기한 동결한 것은 러시아와 비교적 우호적인 관계를 가진 헝가리와 슬로바키아 등이 반대하는 사태를 저지하려는 의도가 있는 것으로 보인다. EU와 우크라이나는 미국이 제안한 평화협상안을 러시아에 지나치게 유리하다고 비판하면서 미국에 수정안을 제출한 이날 EU가 러시아 국유 자산 무기한 동결 결정을 내렸다. EU정상들은 우크라이나가 미국의 평화 협정안을 수정 없이 그대로 받아들여서는 안 된다고 목소리를 높이고 있다. 이 평화안은 우크라이나에 항복을 강요하는 것이라면서 이대로 진행되면 EU가 러시아의 위협에 속수무책으로 당할 수 있다고 우려했다. 무기한 동결 대상이 되는 자산규모는 2100억 유로(약 364조 원)을 넘는다. EU는 유로존내에서 동결되고 있는 러시아자산을 담보로 우크라이나에 최대 1650억 유로(약 286조 원)의 대출을 시행한다는 방참이다. EU는 러시아 중앙은행 자산을 무기한으로 동결해 러시아 자산 대부분이 보관되고 있는 벨기에를 설득하기를 기대하고 있다. 이같은 대출은 내년과 후내년의 우크라이나의 군사및 민생예산을 충당하기 위한 것으로 러시아가 전쟁배상을 하는 시점에서 상환이 이루어질 것으로 예정돼 있다. EU는 오는 18일 개최되는 정상회담에서 대출의 구체적인 내용 뿐만 아니라 벨기에가 단독으로 부담을 지지 않도록 하는 보증 등에 대해 최종협의를 할 계획이다. 이에 앞서 볼로드미르 젤렌스키 우크라이나 대통령은 15일에 독일 베를린을 방문해 프리드리히 메르츠 독일 총리와 회담을 갖는다. 독일정부측은 EU와 북대서양조약기구(NATO) 정상도 협의에 참석할 예정이라고 밝혔다. 젤렌스키 대통령은 이 자리에서 유럽 각국으로부터의 안보 보장에 대해 논의할 것이라면서 이는 러시아-우크라이나 전쟁 평화 협상의 일환이라고 밝혔다. 하지만 러시아 국유 자산 대부분이 보관된 벨기에의 거센 반대가 남아 있어 전망은 불투명하다. 다음주 정상회의에서 벨기에가 반대할 가능성이 높다. 러시아 중앙은행은 이날 EU의 러시아 자산이용계획이 위법이라며 국익을 지키기 위해 모든 수단을 강구할 권리를 갖고 있다는 입장을 나타냈다. 러시아 자산의 대부분이 보관돼 있는 벨기에의 결제기관 유로클리어에 대해서는 자금과 증권 처분능력에 악영향을 미쳤다며 러시아 모스크바 법원에 제소했다.
국제유가, 공급과잉 우려 등 영향 이틀째 하락

국제유가는 12일(현지시간) 공급 과잉 우려와 위험자산 회피 등 영향으로 이틀째 하락했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 1월물 가격은 전거래일보다 0.3%(16센트) 내린 배럴당 57.44달러에 마감됐다. WTI는 최근월물 종가 기준으로 지난 5월 초순 이후 7개월여 만의 최저치로 떨어졌다. WTI는 장중 일시 상승해 58달러 선을 소폭 웃돌기도 했다. WTI는 이번 주 들어 지난 10일을 제외하고 모두 하락했다. 글로벌 벤치마크인 북해산 브렌트유 내년 2월물은 런던 ICE선물거래소에서 0.3%(16센트) 하락한 배럴당 61.12달러로 거래를 마쳤다. 국제에너지기구(IEA)는 11일 발표된 12월 석유시장 월간 보고서에서 오는 2026년에 원유 공급이 수요를 넘어설 것이라는 전망이 나타낸 점이 또다시 원유가격을 끌어내린 요인으로 작용했다. IEA는 내년 글로벌 원유 공급이 수요를 하루 384만배럴 초과할 것으로 내다봤다. 11월 전망치(409만배럴 초과)보다는 낮아졌지만 세계 원유 수요의 거의 4%에 가까운 규모다. 뉴욕증시 하락으로 리스크자산에 대한 투자회피 심리 여파가 원유시장에도 이어졌다. 뉴욕증시 기술주는 인공지능(AI)에 대한 과잉투자 우려로 전날에 이어 부진을 면치 못했다. 나스닥종합지수는 오전 한때 2%가 넘는 급락세를 보였다. 이와 함께 러시아와 우크라이나의 평화협상이 진전될 경우 러시아산 원유 공급이 증가할 것이라는 기대감도 국제유가 하락요인으로 꼽힌다. 하지만 미국의 베네수엘라에 대한 압력을 높이고 있는 점은 국제유가 하락폭을 제한했다. 미군은 지난 10일 베네수엘라 연안에서 유조선을 나포했으며 앞으로도 이같은 군사행동에 나설 가능성이 있는 것으로 보도되고 있다. 리포우오일어소시에이츠의 앤드류 리포우 사장은 "시장은 원유 공급 상황으로 인해 계속 압박받고 있다"면서 "원유 시장은 미국과 베네수엘라 간 긴장은 무시하고 있다"고 말했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 미국의 금리인하 등 영향으로 이틀째 상승했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 내년 2월물 금가격은 0.4%(15.3달러) 내린 온스당 4328.3달러에 거래를 마쳤다. 장중 일시 온스당 4387.3달러로 지난 10월말 이래 최고치를 경신하기도 했으나 사상최고치(4398달러)에는 미치지 못했다.
[월가 레이더] 기술주서 자금 이탈 본격화⋯나스닥 1.6% 급락·다우는 주간 상승

미국 뉴욕증시가 인공지능(AI) 주도주에서 자금이 빠져나오며 혼조세로 한 주를 마감했다. 12일(현지시간) 스탠더드앤드푸어스(S&P)500지수는 1.0% 하락했고, 기술주 비중이 높은 나스닥지수는 1.6% 급락했다. 다우존스산업평균지수는 장중 사상 최고치를 경신한 뒤 0.4% 내렸지만, 주간 기준으로는 1% 이상 상승을 유지했다. 이날 시장 조정의 중심에는 브로드컴이 있었다. 브로드컴 주가는 4분기 실적 호조와 AI 반도체 매출이 두 배로 늘 것이라는 전망에도 불구하고 11% 폭락했다. 시장에서는 매출 성장보다 마진 압박과 수익성 둔화 가능성에 초점이 맞춰졌다는 분석이 나왔다. AMD, 마이크론, 팔란티어 등 AI 관련 종목도 동반 약세를 보였다. 반면 금융·헬스케어·산업재 등 가치주 성격의 종목은 상대적 강세를 나타냈다. 비자와 마스터카드, 유나이티드헬스, GE에어로스페이스 등이 상승하며 다우지수를 떠받쳤다. 소형주 중심의 러셀2000지수는 장중 사상 최고치를 기록한 뒤 1.2% 하락했지만, 주간 기준으로는 1% 이상 상승했다. 연준이 올해 세 번째 금리 인하를 단행한 이후, 시장은 AI 성장주에서 금리 민감도가 높은 경기 민감주와 소형주로 빠르게 이동하는 모습이다. 증시 전반의 방향성보다는 지수 내부 수급 이동이 변동성을 키우고 있다는 평가가 나온다. [미니해설] AI 독주 멈추자 드러난 시장의 본심…'하락' 아닌 '재배치'의 신호 이번 뉴욕증시 조정은 하락장이 아니다. 돈의 이동이 눈에 띄게 빨라진 장세다. AI 주도주가 무너졌다기보다, 과도하게 집중됐던 자금이 흩어지고 있다. 연준의 세 번째 금리 인하 이후, 시장은 새로운 균형점을 찾는 과정에 들어갔다. 브로드컴 쇼크, 실적보다 '마진'을 묻다 브로드컴은 이번 장세의 상징적 종목이다. 실적은 좋았고, AI 반도체 매출 전망도 긍정적이었다. 그럼에도 주가는 하루 만에 11% 급락했다. WSJ는 이 급락의 배경으로 매출 전망, 계약 잔고, 향후 마진에 대한 의문을 지목했다. 이는 시장의 질문이 바뀌었음을 뜻한다. 이제 투자자들은 "얼마나 성장하느냐"보다 "그 성장이 얼마나 남느냐"를 묻고 있다. "오늘은 가치주가 성장주를 앞선 날" CNBC에 따르면 아르젠트 캐피털 매니지먼트의 제드 엘러브룩 포트폴리오 매니저는 이날 장을 이렇게 정의했다. "오늘은 가치주가 성장주를 앞서는 날이다. 투자자들은 AI에 대해 비관적인 것이 아니라 조심스럽고, 긴장하고 있으며, 주저하고 있다." 이 발언은 AI 붕괴론과는 거리가 멀다. 실제로 그는 이어 "아마존, 마이크로소프트, 구글, 메타처럼 대규모 데이터센터와 반도체에 투자하는 기업들은 그 투자에서 좋은 수익을 거두고 있다"고 말했다. 문제는 AI 자체가 아니라 속도와 비용이다. 채권시장이 먼저 감지한 AI 투자 부담 WSJ는 이번 조정의 또 다른 신호를 채권시장에서 포착했다. 오라클이 예상보다 큰 AI 인프라 투자 계획을 공개한 이후, 채권 투자자들 사이에서 부담 신호가 나타났다는 것이다. WSJ는 이를 두고 "AI 투자에 대한 소화불량 신호"라고 표현했다. 이는 중요한 대목이다. 주식시장은 기대를 반영하지만, 채권시장은 현금 흐름과 부담을 먼저 본다. AI 버블 논쟁이 본격화된다면, 주식보다 채권시장이 먼저 경고음을 낼 가능성이 크다. 금리 인하의 수혜는 '빅테크'가 아니었다 이번 주 또 하나의 특징은 소형주의 강세다. 러셀2000지수는 장중 사상 최고치를 경신했고, 주간 기준으로도 상승했다. BTIG의 조너선 크린스키 수석 시장기술자는 "투자자들은 낮은 금리에 가장 큰 영향을 받는 영역, 즉 소형주를 계속 공략하고 있다"고 진단했다. 이는 연준의 금리 인하가 곧바로 대형 기술주로 연결되지 않고, 금리 민감도가 높은 종목군으로 확산되고 있음을 보여준다. 변동성지수(VIX)가 낮은 수준을 유지하는 이유도 여기에 있다. 방향보다 중요한 것은 속도 이번 뉴욕증시는 추세 붕괴가 아니다. AI 독주 이후의 정상화 국면, 그리고 금리 인하가 촉발한 다층적 로테이션 장세다. 다만 그 속도가 빠르다. 이 속도를 따라가지 못하는 종목은, 실적이 좋아도 조정을 피하지 못하고 있다. 시장은 이제 묻고 있다. "AI를 하고 있는가"가 아니라 "AI를 해서 남는 것이 무엇인가"를. 그 질문에 답하지 못하는 종목이, 다음 조정의 대상이 될 가능성이 크다.
[신소재 신기술(211)] 열은 차단하고 시야는 유지⋯차세대 투명 창호 단열 소재 개발

미국 콜로라도대 볼더(CU Boulder) 연구진이 건물의 에너지 효율을 크게 높일 수 있는 투명 창호용 단열 신소재를 개발했다. 11일(현지시간) CU 볼더 투데이에 따르면 이 소재는 열 이동을 효과적으로 차단하면서도 시야를 거의 방해하지 않는 것이 특징으로, 전 세계 건물 에너지 소비 구조를 개선할 수 있는 기술로 평가된다. 이번 연구를 주도한 CU 볼더 물리학과 연구진은 해당 소재를 '메조다공성 광학 투명 단열재(Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, MOCHI)'로 명명했다. 모치(MOCHI)는 얇은 시트 또는 판 형태로 제작돼 기존 창문 내부에 부착할 수 있으며, 현재는 실험실 단계에 머물러 있으나 내구성이 높고 투명도가 매우 우수한 것으로 확인됐다. 연구 책임자인 이반 스말류크(Ivan Smalyukh) 교수는 "벽은 단열재를 두껍게 쌓을 수 있지만, 창문은 투명해야 한다는 근본적인 제약이 있다"며 "투명성과 단열 성능을 동시에 만족시키는 소재를 찾는 일은 매우 어렵다"고 설명했다. 연구 결과는 12월 11일 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 국제에너지기구(IEA) 등에 따르면 주거용 주택부터 초고층 오피스 빌딩에 이르기까지 건물은 전 세계 에너지 소비의 약 40%를 차지한다. 특히 창문은 겨울철에는 열 손실의 주요 경로가 되고, 여름철에는 외부 열을 내부로 유입시키는 취약 지점으로 작용한다. 연구진은 MOCHI를 통해 이러한 열 교환을 근본적으로 줄이는 것을 목표로 했다. MOCHI의 핵심은 실리콘 젤 내부에 형성된 초미세 공기 구조에 있다. 이 소재는 사람 머리카락 굵기보다 훨씬 작은 수많은 기공에 공기를 가두는 구조로, 전체 부피의 90% 이상이 공기로 채워져 있다. 연구진에 따르면 두께 5밀리미터의 MOCHI 시트만으로도 손바닥 위에서 불꽃의 열을 차단할 수 있을 정도의 단열 성능을 보였다. 열 전달은 일반적으로 기체 분자 간 충돌을 통해 이뤄지는데, MOCHI 내부의 기공은 너무 작아 분자들이 자유롭게 충돌하지 못한다. 대신 분자들은 기공의 벽에 부딪히며 에너지 전달이 크게 제한된다. 그 결과 열 흐름이 효과적으로 억제된다. 동시에 이 소재는 입사광의 약 0.2%만 반사해, 시각적 투명성을 유지한다. MOCHI는 기존의 고성능 단열재로 활용돼 온 에어로젤(aerogel)과 유사한 개념을 갖지만, 구조적 차별성이 있다. 에어로젤은 기공이 무작위로 분포돼 빛을 산란시키는 경우가 많아 시야가 흐려지는 반면, MOCHI는 기공 구조를 정밀하게 제어해 빛 투과성을 대폭 개선했다. 제조 과정에서는 계면활성제 분자가 실처럼 응집된 구조를 형성한 뒤, 그 외부를 실리콘 분자가 감싸도록 유도한다. 이후 계면활성제 구조를 공기로 치환하면, 실리콘으로 둘러싸인 초미세 공기 통로 네트워크가 완성된다. 연구진은 이를 "공기로 채워진 미세 관이 얽힌 구조"라고 설명했다. 연구진은 이 소재가 창호 단열뿐 아니라 태양열 포집 장치 등에도 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 햇빛의 열을 가두면서도 투과된 빛을 활용해 건물 난방이나 온수 공급에 적용할 수 있다는 설명이다. 다만 상용화까지는 시간이 필요할 전망이다. 현재 MOCHI는 공정이 복잡해 실험실에서만 소량 생산되고 있다. 그러나 사용되는 원재료가 비교적 저렴하고, 제조 공정 역시 단순화가 가능하다는 점에서 장기적으로는 상업적 활용 가능성이 크다는 평가다. 연구진은 "에너지를 낭비하지 않으면서도 쾌적한 실내 환경을 유지하는 것이 목표"라며 "MOCHI는 투명성과 단열이라는 두 가지 요구를 동시에 충족하는 새로운 대안이 될 수 있다"고 밝혔다. 이번 연구에는 아밋 바르드와지, 블레즈 플뢰리, 엘도 아브라함, 이태우 박사후연구원 등이 공동 참여했으며, 보흐단 세뉴크, 얀 바르트 텐 호버, 블라디슬라프 체르파크 전 박사후연구원도 공저자로 이름을 올렸다.

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