• [우주의 속삭임(169)] 블랙홀 주변 시공간 흔들림 첫 포착⋯아인슈타인 예측 100년 만에 실증

  천문학자들이 회전하는 블랙홀 인근에서 시공간 자체가 흔들리는 현상을 처음으로 직접 관측했다고 사이테크데일리가 보도했다. 별이 블랙홀에 의해 파괴되는 극적인 순간에 포착된 이번 발견은 아인슈타인의 일반상대성이론이 예측한 핵심 효과를 실증적으로 확인한 사례로 평가된다. 이번 연구는 관측이 극히 어려운 우주 현상을 추적해온 과학자들에게 중요한 돌파구로 받아들여지고 있다. 중국과 영국 공동 연구팀은 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재한 논문을 통해, 빠르게 회전하는 블랙홀이 만들어내는 시공간의 소용돌이 왜곡을 최초로 직접 검출했다고 밝혔다. 회전 블랙홀이 시공간을 끌어당기는 '프레임 드래깅' 이 현상은 '렌즈–시링 프리세션(Lense–Thirring precession)'으로 불리며, 일반적으로 '프레임 드래깅(frame-dragging)'으로 알려져 있다. 회전하는 블랙홀이 주변 시공간을 비틀어 끌어당기면서 인근의 물질과 천체 궤도가 서서히 흔들리는 효과를 뜻한다. 연구는 중국과학원 산하 국가천문대가 주도했으며, 영국 카디프대 연구진이 참여했다. 연구팀은 초대질량 블랙홀에 접근했다가 파괴된 별의 흔적을 관측한 '조석파괴사건(TDE)' 천체인 AT2020afhd를 집중 연구했다. 별의 붕괴가 드러낸 회전 원반과 제트의 동조 흔들림 별이 블랙홀의 강력한 중력에 찢겨나가면서 잔해는 블랙홀 주변에 빠르게 회전하는 원반을 형성했고, 동시에 물질이 빛의 속도에 가까운 속도로 분출되는 강력한 제트가 방출됐다. 연구진은 X선과 전파 신호에서 반복적으로 나타나는 패턴을 분석한 결과, 원반과 제트가 함께 흔들리는 '공동 프리세션' 현상을 확인했다. 이 흔들림은 약 20일 주기로 반복됐으며, 이는 회전 블랙홀이 시공간을 비틀어 만드는 프레임 드래깅 효과의 명확한 관측 신호로 해석됐다. 한 세기 전 예측, 관측으로 입증되다 이 효과의 개념은 1913년 알베르트 아인슈타인이 처음 제시했고, 1918년 렌즈와 시링이 수학적으로 정식화했다. 이번 관측은 일반상대성이론의 주요 예측을 실증적으로 확인하는 동시에, 블랙홀의 회전 속도와 물질 유입 과정, 제트 생성 메커니즘을 연구할 새로운 방법을 제시한다는 점에서 의미가 크다. 공동 저자인 카디프대 코시모 인세라(Cosimo Inserra) 박사는 "이번 연구는 회전하는 블랙홀이 시공간을 끌어당긴다는 프레임 드래깅 현상에 대해 지금까지 가장 설득력 있는 증거를 제시했다"며 "100년 넘게 이론으로만 존재하던 예측을 실제 관측으로 확인했다는 점에서 물리학자들에게 큰 성과"라고 평가했다. 그는 또 "AT2020afhd는 기존에 연구된 조석파괴사건과 달리 단기적인 전파 신호 변동을 보였고, 이는 단순한 에너지 방출로 설명되지 않았다"며 "이 점이 시공간 왜곡 효과를 확신하게 만든 결정적 단서였다"고 설명했다. X선·전파 망원경으로 포착한 시공간의 흔들림 연구진은 프레임 드래깅 신호를 포착하기 위해 닐 게럴스 스위프트 천문대(Swift)의 X선 자료와 미국 칼 G.얀스키 초대형전파망원경(VLA)의 전파 관측 데이터를 종합 분석했다. 여기에 전자기 분광 분석을 통해 블랙홀 주변 물질의 구조와 성질을 규명함으로써, 관측된 현상이 이론적 예측과 부합함을 확인했다. 인세라 박사는 "회전하는 블랙홀이 시공간을 끌어당기는 과정을 실제로 관측함으로써, 그 물리적 작동 메커니즘을 이해하기 시작했다"며 "이는 회전하는 전하가 자기장을 만드는 것처럼, 거대한 질량을 가진 회전 천체가 중력자기장(gravitomagnetic field)을 형성해 주변 천체의 운동에 영향을 미친다는 사실을 보여준다"고 설명했다. 연구진은 이번 성과가 블랙홀 물리학의 이해를 한 단계 끌어올리는 동시에, 우주에서 일어나는 극한 현상을 탐구할 새로운 관측 창을 열 것으로 기대하고 있다.

  • 포커스온

  2026-01-05

• [신소재 신기술(215)] 중국, 세계 최고 성능 초중력 원심분리기 완공⋯'공간·시간 압축' 실험 현실화

  중국이 초중력(超重力, hypergravity) 연구 분야에서 다시 한 번 자체 기록을 경신했다. 수백 톤급 원심분리기를 활용해 공간과 시간을 압축하는 실험 장비를 완공하며, 실험실 환경에서 수십 년·수백 미터 규모의 물리적 현상을 며칠 만에 재현할 수 있는 기반을 마련했다. 초중력은 지구 중력(1g)보다 훨씬 강한 중력이 작용하는 상태를 말한다. 여기서 g는 지구 표면에서의 중력가속도(약 9.8m/s²)를 기준으로 한 단위다. 초중력은 자연적으로는 거의 만들어지지 않기 때문에 대형 원심분리기를 이용해 인위적으로 만든다. 중국 국영 기업인 상하이전기 원자력 그룹(Shanghai Electric Nuclear Power Group)은 2025년 12월 22일 세계 최고 성능의 초중력 원심분리기 'CHIEF1900'의 구축을 완료했다고 밝혔다. CHIEF1900은 올해 9월 가동에 들어간 'CHIEF1300'을 불과 수개월 만에 넘어선 최신 장비로, 최대 1900 g톤(g-tonnes)의 초중력 환경을 구현할 수 있다. g톤은 중력가속도(g)에 회전 질량(톤)을 곱한 개념으로, 가정용 세탁기 탈수조가 만들어내는 중력이 2 g톤 수준에 불과한 것과 비교하면 압도적인 수치다. 이 장비는 중국 동부 저장성에 위치한 저장대학교(Zhejiang University)의 초중력·융합실험시설(CHIEF)에 설치됐다. 해당 시설은 진동을 최소화하기 위해 캠퍼스 지하 약 15미터 깊이에 조성됐으며, 총 사업비는 20억 위안(약 2억8500만 달러)에 달한다. 연구시설은 해외 연구자들에게도 개방돼 국제 공동연구의 거점 역할을 하도록 설계됐다. 초중력 연구의 목적은 우주비행과 같은 특수 환경에 국한되지 않는다. 강력한 중력장을 인위적으로 만들어 실제 자연·사회 기반시설에서 수십 년에 걸쳐 발생하는 변형과 응력을 축소된 모형에서 단기간에 재현하는 데 핵심 가치가 있다. 예를 들어 높이 3미터의 댐 모형을 100g 조건에서 회전시키면, 실제 높이 300미터 댐이 받는 응력과 유사한 물리적 조건을 만들어낼 수 있다. 이는 지구 중력과 자전에서 발생하는 원심력이 구조물에 작용한다는 원리를 극대화한 방식이다. 이 같은 '공간과 시간의 압축'은 토양 내 오염물질의 수천 년에 걸친 이동 경로, 고속철도 선로와 지반 간 공진 현상, 대형 토목 구조물의 장기 피로 누적 등을 실험실 수준에서 검증할 수 있게 한다. 현실 세계에서 실시간 관측이 사실상 불가능한 현상을 정밀하게 분석할 수 있다는 점에서 산업·환경·토목 분야 전반에 활용 가능성이 크다는 평가다. 다만 이 같은 대형 설비 구축은 기술적으로도 상당한 도전이었다. 초고속 회전 과정에서 발생하는 막대한 열을 제어하지 못하면 실험 자체가 불가능하기 때문이다. 연구진은 냉각재와 공기 환기를 결합한 진공 기반 온도 제어 시스템을 새로 개발해 열 방출 문제를 해결했다. 관련 내용은 홍콩 매체 사우스 차이나 모닝 포스트(South China Morning Post)를 통해 전해졌다. 앞서 미국 미시시피주 빅스버그에 위치한 미 육군 공병단 소속 1200g톤 용량의 미국산 원심분리기는 올해 9월 CHIEF 1300이 가동되기 전까지 초중력 연구 분야에서 세계 최고를 유지해왔다. 전문가들은 CHIEF1900의 완공이 중국이 초중력 연구에서 미국을 포함한 기존 선도국을 단기간에 추월했음을 상징적으로 보여주는 사례라고 평가한다. 초중력 기술이 기초과학을 넘어 대형 인프라 안전성 평가와 환경·에너지 연구로 확장될 경우, 향후 산업 경쟁력에도 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망된다.

  • 산업

  2026-01-02

• AI 인프라부터 자율주행까지⋯2026년 글로벌 기술 판도 재편

  인공지능(AI)의 등장으로 기술은 일상의 배경에서 점차 전면으로 이동하며 사회·경제 전반에 구조적 변화를 가져오고 있다. 그렇다면 2026년을 좌우할 5대 기술 트렌드는 무엇일까. 2026년은 AI를 중심으로 한 기술 인프라의 재편이 본격화되는 해가 될 전망이다. AI인프라의 핵심이 되는 데이터센터 확산, 자율주행차의 글로벌 상용화, 기술 부호의 자산 확대, 노동 현장에서의 AI 정착, 소비자 하드웨어의 형태 변화가 새해 주요 흐름으로 꼽힌다고 영국 일간지 가디언은 짚었다. 데이터센터는 인터넷과 인공지능(AI) 서비스를 움직이는 거대한 컴퓨터 공장이다. 수만~수십만 대의 서버가 모여 데이터를 저장·처리·전송하는 핵심 인프라인 데이터센터는 우리가 쓰는 검색, 메신저, 영상 스트리밍, 클라우드, AI까지 모두 처리한다. 이처럼 데이터센터는 보이지 않지만 현대 사회를 실제로 굴리는 엔진이다. AI 시대가 깊어질수록 그 중요성과 영향력은 더 커진다. 데이터센터, 미·중 넘어 글로벌 확산 지난해 미국과 영국을 중심으로 급증한 데이터센터는 2026년을 기점으로 전 세계로 빠르게 확산될 것으로 보인다. AI 인프라 구축을 둘러싼 수조 달러 규모의 투자가 본격화되면서 인도, 동남아시아, 중동, 중남미가 새로운 핵심 거점으로 부상하고 있다. 인도는 글로벌 빅테크 기업들의 대규모 투자가 집중되는 대표 사례다. 동남아에서는 인도네시아, 말레이시아, 베트남을 중심으로 두 자릿수 성장세가 예상되며, 호주 역시 지역 허브로 떠오르고 있다. 다만 고온 다습한 기후로 인해 냉각 비용과 전력 소비가 급증할 수 있다는 점은 부담 요인이다. 중남미에서는 브라질이 데이터센터 산업의 중심지로 자리매김하고 있으나, 노후화된 전력망과 환경 부담을 둘러싼 반발도 커지고 있다. 그러나 중국의 사례는 경고로 작용한다. 단기간에 대규모 데이터센터를 건설했지만, 상당수가 수요를 확보하지 못해 유휴 상태에 놓이면서 과잉 투자 우려가 현실화됐다. 자율주행차, 글로벌 일상으로 진입 2026년은 자율주행차가 일부 실험 단계를 넘어 주요 도시의 일상적 풍경으로 자리 잡는 원년이 될 가능성이 크다. 미국과 중국의 주요 기업들은 기존 시범 서비스를 넘어 세계 주요 대도시로 로봇택시 운행 지역을 확대할 계획이다. 미국에서는 대도시를 중심으로 서비스 지역이 넓어지고 있다. 구글 모회사 알파벳의 자율주행 부문 웨이모(Waymo)는 2025년 11월 18일 마이애미를 비롯해 댈러스·휴스턴·샌안토니오·올랜도 등 5개 도시에서 완전 무인주행 서비스를 도입한다고 밝혔다. 마이애미는 이날부터 운행이 시작됐고, 나머지 도시는 몇 주 안에 서비스를 개시한다. 아마존 자회사 죽스도 같은 날 샌프란시스코에서 운전대와 페달이 없는 전용 로보택시의 무료 호출 서비스를 시작했다. 테슬라와 우버까지 시장 진입을 서두르면서 미국 로보택시 산업은 기술 경쟁과 상업화 속도가 동시에 높아지는 국면에 접어들었다. 중국 기업들 역시 중동과 유럽을 발판으로 글로벌 진출에 속도를 내고 있다. 독일을 포함한 유럽 주요 국가에서도 자율주행 차량 운행이 예정돼 있어, 일반 시민들이 자율주행차를 접하는 빈도는 급격히 늘어날 전망이다. 기술 부호의 부(富), 더욱 확대 AI와 우주 산업을 축으로 한 기술 기업 가치 상승은 초고액 자산가들의 부를 한층 더 키울 것으로 보인다. 2025년 한 해에만 주요 기술 기업 경영진의 자산은 수백조 원 규모로 증가했다. 대형 기술 기업의 기업공개(IPO)가 현실화될 경우, 자산 집중 현상은 더욱 심화될 가능성이 크다. 다만 AI 투자에 대한 기대가 과열 국면에 접어들면서, 일부 기업은 시장의 의심과 조정 압력에 직면하고 있다. AI 수익성에 대한 냉정한 평가가 병행되며, 기술 부호 간 자산 격차도 변동성을 보일 가능성이 제기된다. 노동 현장에서의 AI, 제한적 정착 AI는 특정 분야에서 생산성을 크게 끌어올렸지만, 전 산업으로의 확산은 아직 제한적이다. 소프트웨어 개발, 문서 요약, 일부 고객 응대 분야에서는 효율성이 입증됐으나, 다수 기업의 AI 도입 프로젝트는 투자 대비 성과를 내지 못하고 있다. 그럼에도 기업들은 미래의 AI 활용 가능성을 염두에 두고 채용을 보수적으로 운영하고 있다. 이는 기술이 아직 완성되지 않았음에도 불구하고 노동시장에 실질적인 영향을 미치고 있음을 보여준다. 2026년에는 생성형 AI가 보다 명확한 활용 영역을 확보하며 제한적이지만 실질적인 역할을 수행할 가능성이 크다. 소비자 하드웨어, 새로운 형태 실험 가속 스마트폰 중심이던 소비자 기술 시장에도 변화 조짐이 나타나고 있다. 접히는 스마트폰, AI 기능을 전면에 내세운 새로운 기기, 스마트 안경 등 다양한 형태의 하드웨어가 등장하고 있다. 특히 폴더블 기기와 웨어러블 AI 디바이스는 2026년을 기점으로 대중화 여부가 시험대에 오를 전망이다. AI를 일상 공간에 자연스럽게 녹이려는 시도도 이어지고 있다. 가전, 호텔, 개인 생활용품 등 예상치 못한 영역까지 AI가 침투하면서 편의성과 피로감 사이의 논쟁도 커질 것으로 보인다. 2026년 기술 트렌드는 단순한 신기술 소개를 넘어, 에너지·노동·자본·생활 양식 전반을 재편하는 방향으로 전개되고 있다. 기술의 확산 속도만큼이나, 그 사회적 비용과 효율성에 대한 검증이 중요한 과제로 떠오르고 있다.

  • IT/바이오

  2026-01-01

• [우주의 속삭임(168)] 노년기 별의 '항성풍' 비밀 풀리나⋯별빛 아닌 대류·맥동이 가스 방출 주도

  노년기에 접어든 별이 우주로 내뿜는 '별바람(항성풍)'의 기원에 대해 천문학계의 오랜 통설을 흔드는 연구 결과가 나왔다고 어스닷컴이 보도했다. 생명체를 구성하는 탄소·산소·질소 등 원소가 담긴 '별먼지(stardust)'가 어떻게 우주 공간으로 퍼져 나가는지를 둘러싼 기존 설명이 수정돼야 할 가능성이 제기된 것이다. 스웨덴 예테보리 공과대(Chalmers University of Technology) 연구진은 태양과 유사한 질량을 지닌 노년기 별인 적색 거성 'R 도라두스(R Doradus)'를 정밀 관측한 결과, 미세한 먼지가 별빛의 압력만으로는 가스를 밀어내 항성풍을 형성하기 어렵다는 결론에 도달했다. 이 연구는 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)' 최신호에 실렸다. R 도라두스는 지구에서 약 180광년 떨어진 비교적 가까운 별로, 적색거성의 말기 단계인 점근거성가지(AGB)에 속한다. 이 시기의 별은 막대한 양의 가스를 방출하며, 이는 훗날 새로운 별과 행성의 재료가 된다. 그동안 천문학자들은 별빛이 갓 생성된 먼지를 밀어내고, 이 먼지가 주변 가스를 끌어당기며 항성풍을 만든다고 설명해 왔다. 연구진은 2017년 칠레 파라날 천문대의 초대형망원경(VLT)에 장착된 장비를 활용해 편광된 가시광선을 분석, 별 표면 가까이 형성된 먼지의 성분과 크기를 구분해냈다. 이후 몇 년 동안 데이터를 신중하게 분석하고, 기존 이론들을 뒷받침하는 지 검증하기 위해 노력했다. 관측 결과, R 도라두스 주변의 먼지는 주로 규산염과 산화알루미늄으로 구성돼 있었지만, 입자 크기가 매우 작아 별빛을 충분히 받아 가스를 밀어낼 수 없다는 점이 확인됐다. 복사 전달 시뮬레이션을 통해 별빛이 먼지와 상호작용하는 방식을 계산한 결과도 같은 결론을 뒷받침했다. 먼지가 너무 작으면 빛을 산란·흡수하는 효율이 낮아 중력을 극복하지 못한다는 것이다. 철 성분이 많은 먼지는 빛을 더 흡수할 수 있지만, 온도가 급격히 올라 증발(승화)해 버리는 한계가 있었다. 연구를 이끈 테오 쿠리 연구원은 "항성풍의 작동 원리를 상당 부분 이해하고 있다고 생각했지만, 이번 결과는 그 가정이 틀렸을 수 있음을 보여준다"며 "과학자로서 가장 흥미로운 발견"이라고 평가했다. 연구진은 대신 별 내부의 대류 현상이나 주기적인 팽창·수축에 따른 충격파가 가스를 위로 밀어 올린 뒤, 그 과정에서 먼지가 보조적인 역할을 할 가능성에 주목했다. 실제로 R 도라도스는 수개월 단위(약 175일과 332일 주기)로 밝기가 변하는 맥동을 보이며, 이 주기에 따라 가스 방출 환경도 달라질 수 있다는 설명이다. 이번 연구는 태양과 같은 별의 먼 미래를 이해하는 데도 중요한 단서를 제공한다. 태양 역시 수십억 년 뒤 AGB 단계를 거치며 외곽 물질을 방출할 것으로 예상되는데, 항성풍의 정확한 메커니즘은 최종적인 행성계의 모습에 영향을 미치기 때문이다. 연구진은 앞으로 여러 맥동 주기에 걸친 추가 관측을 통해, 어떤 조건에서 먼지가 항성풍 형성에 기여하는지 규명할 계획이다. 작은 별먼지가 우주 화학 진화의 출발점이 되는 과정은 여전히 풀어야 할 숙제로 남아 있다.

  • 포커스온

  2025-12-31

• [신소재 신기술(214)] 신경계 닮은 로봇 피부 현실화⋯스파이크 신호로 감각 처리

  신경계의 정보 전달 방식을 모방한 '뉴로모픽(neuromorphic, 신경모사형)' 인공 피부 기술이 로봇 분야에서 현실화되고 있다. 감각 신호를 연속적인 수치 데이터가 아닌 신경 활동과 유사한 '스파이크(spike)' 신호로 전달하는 방식으로, 에너지 효율이 높은 차세대 로봇 제어 기술로 주목받는다. 중국 연구진은 최근 압력 감지를 중심으로 한 뉴로모픽 로봇 전자피부(e-skin)를 개발했다고 아르스 테크니카가 29일(현지시간) 보도했다. 이 기술은 인간 피부의 신경계가 자극을 감지하고 처리하는 원리를 참고해, 압력 정보뿐 아니라 자극의 위치와 손상 여부까지 스파이크 신호를 통해 전달·통합하도록 설계됐다. 해당 내용은 미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)에 게재됐다. 연구진이 구현한 인공 피부는 유연한 고분자 소재 위에 압력 센서를 내장한 구조로, 각 센서에서 발생한 신호는 짧은 전기 펄스 형태의 스파이크로 변환된다. 이 스파이크는 빈도, 크기, 길이, 파형 등의 조합을 통해 압력의 강도와 센서 위치를 동시에 표현한다. 특히 스파이크 발생 빈도를 압력 세기 전달의 핵심 수단으로 삼은 점은 생물학적 신경계와 유사한 접근이다. 또한 각 센서는 일정 주기로 '정상 작동 중'임을 알리는 신호를 보내며, 이 신호가 사라질 경우 시스템은 센서 손상이나 이상 상태로 인식한다. 이를 통해 로봇은 단순한 촉각 인식을 넘어, 특정 부위의 손상이나 과도한 압력까지 실시간으로 감지할 수 있다. 이 신호들은 피부 바로 아래 단계에서 1차적으로 처리된다. 압력이 일정 기준을 넘으면 '통증 신호'에 해당하는 스파이크 패턴이 생성돼 상위 제어 시스템으로 전달되며, 이 과정에서 즉각적인 반사 반응도 가능하다. 실제 실험에서 연구진은 인공 피부를 장착한 로봇 팔이 손상 위험 수준의 압력을 감지하면 자동으로 팔을 움직여 회피 동작을 수행하도록 구현했다. 상위 제어 단계에서는 여러 센서에서 들어온 신호를 통합·필터링해 보다 복합적인 반응을 유도한다. 동일한 시스템을 적용한 로봇 얼굴은 팔에 가해지는 압력 강도에 따라 표정을 변화시키는 동작을 보이기도 했다. 다만 이 기술은 생물학적 신경계를 그대로 재현한 것은 아니다. 실제 인간의 신경계는 신체 전체에 대한 공간 지도를 유지하며 감각 정보를 처리하지만, 이번 인공 피부는 스파이크 신호의 특성 조합을 통해 위치 정보를 부호화하는 방식을 택했다. 연구진 역시 이를 '완전한 신경 모사'라기보다는 생물학적 원리를 차용한 공학적 설계로 설명하고 있다. 현재 구현된 감각은 압력에 한정돼 있으며, 온도나 화학 자극 등 다양한 감각을 처리하려면 병렬적인 신호 처리 체계가 추가로 필요하다. 그럼에도 불구하고 스파이크 기반 뉴로모픽 프로세서는 신경망 구동 시 전력 소모가 매우 적어, 향후 인공지능(AI) 기반 로봇 제어와의 결합 가능성이 크다는 평가를 받는다. 연구진은 이 기술을 '뉴로모픽 로봇 전자피부(NRE-skin)'로 명명했다. 손상 시에는 자석식 결합 구조로 개별 피부 모듈을 손쉽게 교체할 수 있도록 설계돼 유지·보수 측면에서도 실용성을 높였다. 전문가들은 이번 연구가 로봇이 외부 환경을 보다 섬세하고 효율적으로 인식하는 데 중요한 전환점이 될 수 있다고 평가한다. 잎서 일본 도쿄대 과학자들은 2024년 6월 살아 있는 인간 피부의 세포 조직을 복재해 로봇 얼굴에 붙여 웃는 모습이 사람과 같은 로봇을 개발했다. 당시 연구팀은 자신들이 만들어낸 인공 피부가 진짜 사람 피부처럼 부드러울 뿐만 아니라 상처가 나거나 심지어 잘려도 스스로 복구할 수 있다고 설명했다. 이번에 개발된 생물학적 신경계에서 영감을 받은 스파이크 기반 정보 처리 방식이 향후 에너지 효율적인 지능형 로봇 기술의 핵심 축으로 자리 잡을지 주목된다.

  • IT/바이오

  2025-12-30

• [ESGC] 미세플라스틱, 혈관 침투해 심장병 가속⋯수컷에서만 치명적 영향

  미세플라스틱이 혈관 깊숙이 침투해 심혈관 질환을 촉진할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 특히 동일한 조건에서 수컷에서만 동맥경화가 현저히 악화되는 성별 차이가 관찰돼, 미세플라스틱의 인체 영향에 대한 새로운 경고 신호로 받아들여지고 있다. 미국 캘리포니아대 리버사이드(UCR) 의과대학 연구진은 일상적으로 노출될 수 있는 수준의 미세플라스틱이 동맥경화를 가속화할 수 있음을 동물실험을 통해 확인했다고 사이테크데일리가 지난 28일(현지시간) 보도했다. 연구진은 포장재·의류·플라스틱 제품에서 발생하는 미세플라스틱이 단순히 체내에 존재하는 데 그치지 않고, 혈관 내피세포 기능을 직접 교란해 죽상동맥경화의 진행을 촉발할 가능성이 있다고 설명했다. 해단 내용은 최근 국제학술지 국제 환경 저널(Environment International)에 게재됐다. 연구를 이끈 장청청 저우 교수는 "심혈관 연구 전반에서 남녀 간 반응 차이가 반복적으로 관찰돼 왔는데, 이번 결과도 그 연장선에 있다"며 "정확한 기전은 추가 규명이 필요하지만, 성염색체 차이와 에스트로겐의 보호 효과 등이 영향을 미쳤을 가능성이 있다"고 말했다. 환경 전반에 확산된 미세플라스틱 미세플라스틱은 이미 음식, 식수, 공기 전반에 퍼져 있으며, 최근에는 인체 내부에서도 검출되고 있다. 실제로 일부 임상 연구에서는 동맥경화 플라크(죽상반) 내부에서 미세플라스틱이 발견됐고, 체내 농도가 높을수록 심혈관 질환 위험이 증가하는 경향이 보고된 바 있다. 다만, 이 입자들이 질환을 유발하는 원인인지, 아니면 질병 과정에 동반되는 부산물인지는 명확히 밝혀지지 않았다. 저우 교수는 "미세플라스틱 노출을 완전히 피하는 것은 사실상 불가능하다"면서도 "일회용 플라스틱 사용을 줄이고, 플라스틱 용기 사용을 최소화하며, 고도로 가공된 식품 섭취를 줄이는 것이 현재로서는 현실적인 대응책"이라고 강조했다. 동물실험으로 확인된 성별 차이 연구진은 동맥경화 연구에 널리 활용되는 LDL 수용체 결핍 생쥐(LDLR 결손 생쥐)를 대상으로 실험을 진행했다. 수컷과 암컷 모두 비교적 건강한 사람의 식단에 해당하는 저지방·저콜레스테롤 사료를 제공받았으며, 9주간 체중 1㎏당 하루 10㎎의 미세플라스틱에 노출됐다. 이는 오염된 음식과 물을 통해 사람이 접할 수 있는 수준을 반영한 양이다. 그 결과, 수컷 생쥐에서는 동맥경화가 급격히 악화됐다. 심장과 연결된 대동맥 기시부의 플라크 면적은 63% 증가했고, 상흉부에서 갈라지는 완두동맥에서는 무려 624%까지 늘어났다. 반면 동일한 조건에 노출된 암컷 생쥐에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았다. 주목할 점은 미세플라스틱 노출이 체중 증가나 혈중 콜레스테롤 상승을 유발하지 않았다는 사실이다. 실험 개체들은 전반적으로 마른 체형을 유지했고, 혈중 지질 수치도 변화가 없었다. 이는 비만이나 고지혈증 같은 전통적 위험 요인과 무관하게 혈관 손상이 발생했음을 시사한다. 혈관 내피세포 기능 교란 확인 연구진은 단일세포 RNA 시퀀싱 분석을 통해, 미세플라스틱이 혈관을 보호하는 내피세포의 유전자 발현을 교란한다는 점을 확인했다. 내피세포는 혈관 내부를 덮고 염증 조절과 혈류 유지에 핵심적인 역할을 하는데, 미세플라스틱 노출 시 이 세포들이 가장 큰 영향을 받은 것으로 나타났다. 형광 표지된 미세플라스틱을 이용한 실험에서는 입자가 실제로 죽상반 내부와 내피층에 축적되는 모습도 관찰됐다. 이는 최근 인체 연구에서 보고된 결과와도 일치한다. 더 나아가 쥐와 인간의 내피세포 모두에서 플라크 형성을 촉진하는 유전자 활성화가 확인돼, 종을 초월한 공통 반응 가능성도 제기됐다. 인체 영향 규명은 과제 연구진은 이번 결과가 미세플라스틱과 심혈관 질환의 인과관계를 뒷받침하는 강력한 실험적 증거 중 하나라고 평가하면서도, 사람에게 동일한 현상이 나타나는지 확인하려면 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 특히 미세플라스틱의 크기·종류별 차이, 남녀 간 취약성 차이의 분자적 기전 규명이 향후 과제로 꼽힌다. 저우 교수는 "전 세계적으로 미세플라스틱 오염이 증가하는 상황에서, 심혈관 질환을 포함한 인체 영향에 대한 이해는 더 이상 미룰 수 없는 과제"라며 "이번 연구가 미세플라스틱을 단순한 환경 문제가 아닌 공중보건 문제로 인식하는 계기가 되길 바란다"고 말했다.

  • ESGC

  2025-12-30

• [기후의 역습(190)] 미국 연안 해수면 상승 속도, 지난 한 세기 동안 두 배 가속

  미국 연안의 해수면 상승 속도가 지난 한 세기 동안 두 배 이상 빨라졌다는 연구 결과가 나왔다. 이는 미국 해안의 해수면 상승이 가속화되지 않았다는 최근 일부 주장과 정면으로 배치되는 분석이다. 미국지구물리학연합(AGU) 학술지 AGU 어드밴시스(Advances)에 게재된 연구에 따르면, 미국 본토 연안을 따라 관측된 해수면 상승 속도는 1900년대 초 연평균 2㎜ 미만이었으나, 2024년 기준 연 4㎜를 넘어섰다고 어스닷컴이 보도했다. 약 125년간 누적 상승 폭은 약 40㎝(16인치)에 이르는 것으로 나타났다. 연구를 주도한 우즈홀해양연구소(WHOI)의 물리해양학자 크리스 피에커치는 "미국 연안 해수면이 장기 평균을 넘어 명백한 가속 국면에 접어들었다는 점을 보여주는 결정적 증거"라고 평가했다. 해수면 변화는 연안에 설치된 조위계(tide gauge)를 통해 측정된다. 조위계는 해수면이 육지에 대해 얼마나 상승하는지를 기록하는 장치로, 일부 지역에서는 100년 이상 축적된 관측 자료가 존재한다. 다만 개별 관측 지점은 지반 침강이나 융기, 해류, 폭풍, 기압 변화 등 지역적 요인의 영향을 크게 받을 수 있어 전체 추세를 반영하지 못하는 한계가 있다. 피에커치 연구팀은 이러한 왜곡을 최소화하기 위해 미국 본토 연안을 따라 30년 이상 관측 기록을 보유한 조위계 70곳의 데이터를 종합 분석했다. 이를 통해 지역적 변수를 상쇄하고 국가 차원의 해수면 변화 추세를 도출했다. 이번 연구는 지난 7월 미국 에너지부(DOE)가 발표한 보고서와 대비된다. 당시 DOE는 5개 조위계 자료를 근거로 미국 해수면 상승 속도가 장기 평균을 벗어나지 않았다고 주장했다. 그러나 피에커치는 해당 지점들이 루이지애나주 그랜드아일, 텍사스주 갤버스턴 등 지반 침강 영향이 큰 지역에 집중돼 있어 전국적 경향을 설명하기에는 부적절하다고 지적했다. 연구는 지반 침강이 특정 지역에서 해수면 상승을 과장하는 요인이 될 수는 있으나, 미국 전 연안에서 동시에 관측되는 가속 현상을 설명하기에는 한계가 있다고 분석했다. 실제로 지반 운동은 대체로 장기간에 걸쳐 완만하게 진행되며, 최근 수십 년간 나타난 급격한 상승 추세와는 양상이 다르다는 설명이다. 피에커치는 미국 연안의 해수면 상승 가속이 해수 온난화에 따른 열팽창과 빙하·빙상 손실이라는 전 지구적 기후변화 흐름과 궤를 같이한다고 밝혔다. 그는 "선별된 소수 관측치만으로 해수면 상승 가속을 부정하는 것은 과학적으로 설득력이 없다"며 "전체 관측 자료를 종합하면 미국 연안 해수면이 분명히 가속 경로에 올라 있음을 알 수 있다"고 강조했다. 해수면 상승이 빨라질수록 연안 지역은 더 높은 기준선에서 침수 위험에 노출된다. 만조 시 해수가 더 깊숙이 유입되고, 폭풍이나 허리케인 피해도 증폭된다. 도로와 주택 침수 빈도가 높아지고, 습지는 소실 압박을 받으며, 담수 자원은 염수 침투 위험에 직면하게 된다. 연구는 과거 평균에 기초한 연안 관리 기준이 더 이상 현실을 반영하지 못한다고 지적했다. 미국 연안의 해수면 상승은 멈추지 않았으며, 그 속도는 오히려 빨라지고 있다는 점에서 향후 연안 도시 계획과 인프라 정책은 이러한 변화 속도를 전제로 재설계될 필요가 있다.

  • ESGC

  2025-12-24

• [먹을까? 말까? (125)] 비타민 C, 초미세먼지로 인한 폐 손상 완화 가능성 제시

  비타민 C가 초미세먼지로 인한 폐 손상을 일부 완화하는 데 기여할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 대기 중 초미세먼지(PM2.5)는 입자 지름이 2.5마이크로미터(㎛) 이하로, 천식과 폐암 등 각종 호흡기 질환과의 연관성이 지적돼 온 대표적인 대기오염 물질이다. 22일(현지시간) 사이언스얼럿에 따르면 호주 시드니공과대학(UTS) 연구진은 수컷 생쥐와 실험실에서 배양한 인간 폐 조직을 대상으로 미세먼지에 노출된 조직에 비타민 C를 투여하는 실험을 진행한 결과, 비타민 C가 공기 오염이 유발하는 주요 세포 손상을 일부 억제하는 효과를 보였다고 밝혔다. 연구에 따르면 비타민 C는 세포 내 에너지 생성에 핵심적인 미토콘드리아의 손실을 줄이고, 염증 반응을 완화했으며, 불안정한 활성 분자로 인해 발생하는 산화 스트레스로부터 세포를 보호하는 데 기여했다. 산화 스트레스는 세포 기능 이상과 조직 손상의 주요 원인으로 알려져 있다. 비타민 C는 대표적인 항산화 물질로, 연구진은 이러한 특성이 미세먼지로 인한 생체 손상을 완화할 수 있을지에 주목해 실험을 설계했다. 연구를 주도한 쉬 바이(徐白) 박사과정 연구원은 논문에서 "항산화 비타민 C 보충은 낮은 수준의 PM2.5 노출로 인한 부정적 영향을 완화하는 데 효과적이었으며, 고위험군에 대한 보조적 예방 수단으로 고려될 수 있다"고 밝혔다. 다만 연구진은 이번 결과가 동물 실험과 배양 조직을 기반으로 한 만큼, 실제 생활 환경에 있는 인간에게도 동일한 보호 효과가 나타나는지는 추가 검증이 필요하다고 강조했다. 실험에서 사용된 미세먼지 농도와 비타민 C 투여량은 정밀하게 조절된 조건으로, 일반인의 일상적 노출 환경과는 차이가 있을 수 있다는 점도 한계로 지적됐다. UTS 분자생물학자인 브라이언 올리버 교수는 "허용 범위 내에서 비교적 높은 용량의 비타민 C 섭취가 도움이 될 가능성을 시사한다"면서도 "개인의 건강 상태에 따라 적정 섭취량은 달라질 수 있는 만큼, 보충제 복용 전에는 반드시 의료 전문가와 상담할 필요가 있다"고 말했다. PM2.5는 교통 혼잡, 산불, 황사와 같은 자연·인위적 요인으로 발생하며, 최근 들어 인체에 미치는 유해성이 점차 명확해지고 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 비교적 낮은 농도의 미세먼지라도 세포 수준에서는 심각한 손상을 초래할 수 있다는 점이 확인됐다고 설명했다. 실제로 실험에 사용된 미세먼지 농도는 선진국 다수 지역에서 관측되는 수준과 유사한 것으로 알려졌다. 연구진은 근본적으로는 대기 질 개선을 위한 정책적·사회적 노력이 병행돼야 한다는 점을 분명히 하면서도, 당장 노출을 피하기 어려운 상황에서는 비타민 C 섭취가 잠재적인 보완책이 될 수 있다고 평가했다. 올리버 교수는 "수억 명이 영향을 받는 전 지구적 문제에 대해 저비용의 예방 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다"며 "미세먼지는 안전한 노출 기준이 존재하지 않으며, 특히 산불 등으로 인해 폐 염증과 각종 만성 호흡기 질환을 유발할 수 있다는 사실이 다시 한번 확인됐다"고 말했다. 이번 연구 결과는 학술지 '국제 환경 저널(Environment International)'에 게재됐다.

  • 생활경제

  2025-12-24

• [기후의 역습(189)] 알래스카 강이 주황색으로 변한 이유⋯영구동토 해빙이 부른 기후 경고

  미국 알래스카 일부 지역의 강과 하천이 최근 선명한 주황색으로 변색되면서 그 배경을 둘러싼 과학적 분석이 주목받고 있다. 겉보기에는 국지적 오염 사고를 연상시키지만, 미 해양대기청(NOAA)은 해당 현상이 단순한 환경오염이 아니라 기후변화와 직결된 구조적 문제라고 진단했다. NOAA가 최근 발표한 '북극 보고서(ARC) 2025'에 따르면, 알래스카의 강물이 주황색으로 변한 원인은 영구동토층(permafrost)의 해빙으로 토양 속 철 성분이 노출되면서 발생한 '녹물' 현상이다. 온실가스 증가로 북극 지역의 기온 상승이 가속화되자, 오랜 기간 얼어 있던 지반이 녹아 철과 기타 금속 성분이 수계로 유입되고, 이들이 산화되면서 강과 하천을 물들이고 있다는 설명이다. 과학자들은 이러한 현상이 알래스카에 국한된 문제가 아니라 북극 전반이 전 지구 평균보다 훨씬 빠른 속도로 온난화되고 있음을 보여주는 경고 신호라고 지적한다. 올해로 20주년을 맞이하는 NOAA 연례 보고서에 따르면 2024년 10월부터 2025년 9월까지 북극 지역의 지표면 기온은 1900년 이후 가장 높은 수준을 기록했다. 2024년 가을과 2025년 겨울은 북극 전역에서 특히 따뜻했으며, 각각 역대 최고 기온 1위와 2위를 차지했다. 게다가 지난 10년은 북극에서 가장 따뜻한 10년이었다. 극히 우려스러운 점은 2006년 이후 북극의 연평균 기온 상승률은 전세계 기온 변화율의 두 배 이상이었다. 또 2024년 10월부터 2025년 9월까지 강수량은 새로운 기록을 세웠다. 이 기간 동안 북극 지역의 겨울, 봄, 가을 강수령은 모두 1950년 이후 상위 5위 안에 들었다. 북극은 지구 기후를 조절하는 '냉각 장치' 역할을 해왔지만, 해빙이 가속되면서 해수면 상승과 기상 패턴 교란 등 전 지구적 영향이 불가피해질 것이라는 우려도 제기된다. NOAA 보고서에 따르면 2025년 8월, 북극해 대서양 연안 해역의 평균 해수면 온도는 1991~2020년 8월 평균보다 약 13°F(약 7°C) 더 높았다. 북극에서 가장 오래되고 두꺼운 해빙(4년 이상)은 1980년대 이후 95% 이상 감소했다. 현재 다년생 해빙은 주로 그린란드 북쪽과 캐나다 군도 지역에 국한되어 있다. 8월에 얼음이 없는 북극해 지역은 1982년 이후 섭씨 약 1.4°C(2.3°F) 상승했다. NOAA 보고서 책임 저자인 매슈 드러큰밀러 국립설빙·빙설자료센터 선임연구원은 "북극의 해빙과 온난화는 단지 지역적 변화가 아니라 전 세계 기후 시스템에 직접적인 영향을 미치고 있다"고 밝혔다. 보고서는 북극 지역이 지구 평균보다 몇 배 빠르게 온난화되면서 북부 생태계와 경관, 원주민의 생계 방식까지 근본적으로 바꾸고 있다고 분석했다. 알래스카 주민들이 주황색 수로를 처음 인식한 것은 2018년 무렵이다. 미 지질조사국(USGS)의 수문학자 조시 코크는 "조종사와 국립공원 방문객 등 현지인들의 제보를 통해 이상 현상이 확인되기 시작했다"며 "조사 결과, 수백 마일에 걸친 광범위한 지역에서 유사한 현상이 나타나고 있다"고 설명했다. 기온 상승으로 영구동토층이 녹으면서 토양 속 철 성분이 물과 공기에 노출돼 산화되고, 이 과정에서 강물의 색이 변한다는 것이다. 특히 철과 금속 성분이 하천에 도달하는 순간 침전되며 강한 착색 현상이 나타난다는 점이 확인됐다. 현재까지 주민 건강에 미치는 직접적인 영향은 명확히 규명되지 않았으나, 과학자들은 수질 산성화가 수생 생물에 미치는 영향을 예의주시하고 있다. 보고서에 따르면 산성도가 높아진 하천 환경은 알래스카 대표 어종인 돌리바든차(Dolly Varden char)의 치어 개체 수 급감과 연관된 것으로 추정된다. 드러큰밀러 연구원은 "북극 지역의 먹이사슬은 곧 지역 주민들의 삶과 직결돼 있다"며 "기후변화로 인한 환경 변화는 생태계 문제를 넘어 인간 사회 전반에 영향을 미친다"고 강조했다.

  • ESGC

  2025-12-23

• [신소재 신기술(213)] 플라스틱병, 진통제로 되살아나다⋯미생물 공정의 도전

  플라스틱 폐기물을 일상 의약품으로 전환하는 새로운 생물공정 기술이 제시됐다. 영국 연구진이 플라스틱병의 주원료를 미생물을 이용해 일반 진통제로 널리 쓰이는 파라세타몰(아세트아미노펜)로 전환하는 데 성공하면서, 화석연료 의존적인 의약품 생산 구조에 변화를 가져올 가능성이 제기되고 있다. 21일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 영국 에든버러대 스티븐 월리스 교수 연구팀은 플라스틱병에 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 분해해 얻은 화합물을 대장균(E. coli)에 공급한 뒤, 이를 파라세타몰로 전환하는 데 성공했다고 밝혔다. 실험실 조건에서의 전환 수율은 약 92%에 달했다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다. 파라세타몰은 세계보건기구(WHO)가 지정한 필수의약품으로, 전 세계에서 가장 널리 사용되는 진통제 중 하나다. 현재 산업용 파라세타몰의 대부분은 석유화학 공정을 통해 생산되며, 핵심 원료 역시 원유에서 추출된다. 연구진은 이러한 기존 구조를 벗어나 폐플라스틱을 원료로 활용할 수 있음을 실험적으로 입증했다. 연구팀은 먼저 폐PET를 미세 조각으로 분쇄한 뒤, 비교적 온화한 화학 반응을 통해 미생물이 흡수할 수 있는 수용성 분자로 전환했다. 이후 특정 대사 경로가 결핍된 대장균을 유전적으로 설계해, 해당 플라스틱 유래 분자를 영양원으로 삼지 않으면 생존할 수 없도록 했다. 이 과정에서 세포 내부의 인산염을 이용한 비효소적 화학 반응이 핵심 역할을 했다. 특히 이번 연구의 주목할 만한 점은 '로센 전위(Lossen rearrangement)'로 알려진 화학 반응이 효소가 아닌 살아 있는 세포 내부에서 자연스럽게 진행됐다는 점이다. 이 반응을 통해 생성된 파라아미노벤조산(PABA)은 미생물이 엽산과 DNA를 합성하는 데 필수적인 물질이다. 연구진은 여기에 토양 미생물과 곰팡이에서 유래한 유전자를 추가 도입해, PABA가 최종적으로 파라세타몰로 전환되도록 경로를 확장했다. 최적의 실험 조건에서는 플라스틱 기반 분자에서 파라세타몰로 전환되는 전 과정이 하루 이내에 완료됐다. 이는 기존 플라스틱 재활용이 저부가가치 소재로의 '다운사이클링'이나 단순 소각에 머물러 왔던 것과 대비된다. 연구진은 이 기술이 상용화될 경우 플라스틱 폐기물을 의약품 원료로 재활용함으로써 화석연료 의존도를 낮추고 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있을 것으로 보고 있다. 다만 실제 산업 적용을 위해서는 대규모 발효 공정에서의 안정성, 경제성, 생애주기 평가(LCA) 등을 면밀히 검증해야 한다는 점도 분명히 했다. 수천 톤 규모의 배양 시스템으로 확장할 경우 온도·산소 공급·불순물 관리 등 공정 제어가 핵심 과제가 될 전망이다. 또한 미생물 기반으로 생산된 파라세타몰이 기존 석유화학 공정 제품과 동일한 순도와 안전성을 충족하는지에 대한 규제 당국의 검증도 필요하다. 연구진은 이번 실험에 사용된 대장균이 폐쇄된 실험 환경에서만 운용되는 안전한 균주이며, 외부 환경에 방출될 가능성은 없다고 설명했다. 또 해당 경로에서 생성되는 파라세타몰은 화학적으로 기존 제품과 동일해, 임상적 평가 기준 역시 같다는 점을 강조했다. 이번 연구는 폐기물로 인식돼 온 플라스틱을 필수 의약품의 원료로 재정의할 수 있음을 보여주는 사례로 평가된다. 연구진은 "화학과 생물학을 분리된 영역이 아닌 통합된 도구로 활용할 때, 폐기물 문제와 의약품 공급이라는 두 과제를 동시에 해결할 실마리를 찾을 수 있다"고 밝혔다.

  • IT/바이오

  2025-12-22