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[우주의 속삭임(152)]달 채굴할 가치가 있는가⋯'헬륨-3' 두고 민간·국가 경쟁 가열
- 인류의 상상과 낭만의 대상이던 달이 이제는 탐욕의 대상이 되고 있다. 달 표면을 덮고 있는 얇은 토양층 '레골리스(regolith·표토)' 속에는 헬륨-3(He-3)을 비롯한 희귀 자원들이 다량 존재하는 것으로 알려져 있다. 과학자들은 오랫동안 이 자원이 차세대 핵융합 연료로 활용될 가능성에 주목해 왔고, 최근에는 이를 상업적으로 확보하려는 기업 간 경쟁이 본격화되고 있다. NASA에 따르면 달 표면은 두꺼운 바위, 돌, 먼지 층으로 덮여 있다. 이 먼지 투성이의 암석층을 달 표토라고 한다. 안정된 희귀 가스 동위원소인 헬륨-3은 태양풍에 의해 지구에서 발견되는 양을 훨씬 뛰어넘는 규모로 달에 축적됐다. 헬륨-3는 미래 핵융합 발전의 연료로 기대를 모을 뿐 아니라, 양자컴퓨터 냉각에 필수적인 고성능 극저온 냉장 장비의 핵심 소재로도 활용된다. 6일(현지시간) ZME사이언스에 따르면 헬륨-3는 이론적으로는 위험한 방사성 폐기물 없이 차세대 청정 핵융합로에 동력을 공급할 수 있다. 유럽 우주국(ESA)은 "헬륨-3는 방사성이 없으며 위험한 폐기물을 생성하지 않는다"고 밝혔다. 그러나 지구에서 발견되는 헬륨-3의 대부분은 핵연료 저장고에 있는 삼중수소가 서서히 붕괴되면서 생상되는데, 매년 수천 리터 정도만 생산도ㅓㅣㄴ다. 과학자들은 달에 최대 100만톤의 헬륨이 매장되어 있으며, 달 토양의 표층에 흩어져 있다고 추정한다. 7일 노틸러스에 따르면 핀란드의 극저온 기술 기업 블루포스(Bluefors)는 지난 9월 달 자원 채굴 스타트업 인터룬(Interlune)과 2028년부터 2037년까지 매년 최대 1000리터(265갤런)의 헬륨-3를 공급받는 3억 달러 규모의 계약을 체결했다. 이와 함께 아마존 창립자 제프 베이조스가 설립한 우주기업 블루오리진(Blue Origin)은 달의 헬륨-3, 물 얼음, 희토류 및 귀금속 등 매장 자원을 정밀 탐사하는 프로젝트 오아시스 계획을 발표했다. 달에는 철, 산소, 실리콘 등 산업적 가치가 높은 원소들도 풍부한 것으로 알려져 있다. 그러나 중국과 미국을 비롯해 후발주자인 러시아, 유럽, 인도 등에서 '달 자원 전쟁'의 열기가 높아지는 가운데, 실제 채굴의 경제성 확보는 여전히 난제다. 이슬라마바드 항공·안보연구센터의 무스타파 빌랄 연구원은 스페이스뉴스(SpaceNews) 기고에서 "새로운 달 탐사 경쟁의 승자는 국기를 꽂는 나라가 아니라, 장기적 인프라를 구축해 경제적 수익을 창출하는 국가가 될 것"이라고 지적했다. 현실적으로 달 탐사는 여전히 막대한 비용이 든다. 특히 채굴 장비와 자원을 싣고 왕복해야 하는 임무는 더욱 고비용 구조다. 2004년 추정에 따르면 지구에서 달까지의 왕복 비용은 1파운드당 약 1,000달러(약 137만 원)에 달했으며, 현재의 기술 수준에서도 이보다 낮아졌다고 보기는 어렵다. 기술 발전 속도가 가파른 만큼, 달은 더 이상 단순한 낭만의 상징에 머물지 않을 것으로 보인다. 다만 과학자들은 인류가 탐욕에 앞서 신중함을 잃지 않아야 한다고 경고한다. 달의 자원을 향한 손길이 결국 또 하나의 '지구적 착취'로 이어지지 않도록 하는 국제적 논의와 규범이 필요한 시점이다.
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[우주의 속삭임(152)]달 채굴할 가치가 있는가⋯'헬륨-3' 두고 민간·국가 경쟁 가열
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中 '토륨 원자로 상선' 설계 공개⋯해양 핵기술 경쟁 본격 점화
- 한국이 핵잠수함 도입을 위해 한미 간 협력을 강화하는 가운데, 중국이 토륨 기반의 핵추진 상선 설계안을 공개하며 해양 핵기술 경쟁에 불을 지폈다. 5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 조선 1위 업체인 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선(江南造船)의 수석 엔지니어 후커이가 무역 전문지 '선박(船舶)'에 열 출력 200메가와트(㎿)급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 원자력 상선의 설계를 공개했다고 전했다. 해당 선박은 1만4000개 컨테이너를 실을 수 있으며, 브레이튼 사이클을 활용한 초임계 이산화탄소 발전기로 기존보다 50% 이상 효율을 높였다. SCMP는 "냉각수를 필요로 하지 않아 기존 원자로보다 작고 조용하며 안전하다"고 평가했다. 이번 설계는 중국이 추진 중인 토륨 원자로 상용화의 연장선으로, 핵잠수함 추진체계의 실증 단계로 해석될 가능성도 제기된다. 중국과학원은 최근 고비 사막에서 세계 최초로 토륨-우라늄 변환 실험에 성공했다고 밝혀 관련 기술 고도화에 박차를 가하고 있다. [미니해설] 중국, '토륨 원자로 상선' 설계 공개…해양 핵기술 경쟁 본격화 한국이 한미 협력 하에 핵잠수함 도입 논의를 가속화하는 시점에, 중국이 '토륨 기반 핵추진 상선'이라는 새로운 카드를 꺼내 들었다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 5일, 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선의 수석 엔지니어 후커이가 열 출력 200㎿급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 초대형 원자력 상선 설계안을 공개했다고 보도했다. 이번 설계안은 중국이 핵추진 기술을 '민간 상용화'의 이름으로 국제 규제를 우회하려는 의도가 깔려 있다는 분석을 낳고 있다. 장난조선은 중국 해군의 주요 잠수함을 건조해 온 핵심 조선소로, 군민(軍民) 기술 통합의 대표적 사례로 꼽힌다. 美 시울프급 잠수함과 동일한 출력…민간 위장한 군용 기술 실험 가능성도 후커이가 공개한 자료에 따르면 이 상선은 약 1만4000개 컨테이너를 탑재할 수 있는 세계 최대급 규모로, 핵연료로는 기존 우라늄 대신 토륨을 사용한다. 핵심 동력원은 열 출력 200㎿의 융용염 원자로다. 리튬·베릴륨 등의 금속 양이온과 플루오르·염소 등의 음이온이 결합한 염(鹽)을 가열해 액체 상태로 만든 냉각재를 사용하는 방식으로, 대형 냉각수 시스템이 필요하지 않다. 생성된 열은 브레이튼 사이클을 이용한 초임계 이산화탄소(sCO₂) 발전기를 통해 전력으로 변환된다. 후커이는 "열·전기 변환 효율이 45~50%로, 증기식 기존 원자로(약 33%)보다 크게 개선됐다"며 "수년간 연료 보급 없이 운항이 가능하다"고 주장했다. SCMP는 "냉각수를 쓰지 않기 때문에 설계가 작고 조용하며, 상선 구조에 적용하기 용이하다"고 전했다. 하지만 전문가들은 "토륨 원자로는 본질적으로 군사적 응용 여지를 가진 기술"이라며 "중국이 이를 통해 잠수함 추진체계의 실증 데이터를 확보하려는 것일 수 있다"고 지적한다. 실제 이번 상선의 원자로 출력(200㎿)은 미국 해군의 최신 공격형 핵잠수함 '시울프(Seawolf)'급에 탑재된 S6W 원자로와 동일하다. 따라서 중국이 상선 설계를 명분으로 군용 핵추진체를 시험하고 있을 가능성도 배제할 수 없다. 중국은 이미 수년 전부터 원자력 추진 기술을 '민간 연구'로 전환하며 국제 감시망을 우회해 왔다. 후커이 역시 "막대한 초기 투자가 필요해 민간기업만으로는 부담이 크다"며 정부 지원 가능성을 시사했다. 중국, 토륨 원자로(TMSR) 첫 성공 중국의 토륨 연구는 최근 성과를 내고 있다. 중국과학원 상하이응용물리연구소는 지난 1일 간쑤성 고비사막에서 세계 최초로 토륨을 우라늄으로 변환시키는 2㎿급 용융염 원자로 실험에 성공했다고 밝혔다. 중국과학원은 "이 원자로는 현재 세계에서 유일하게 토륨 연료를 실제로 투입한 운용 실험로"라며 "4세대 원전 기술 상용화에 중요한 이정표"라고 강조했다. 토륨 원자로(TMSR)는 자연계에 풍부한 토륨-232를 중성자와 반응시켜 핵분열 물질인 우라늄-233을 생성하는 방식으로, 기존 우라늄 원자로보다 핵폐기물이 적고 안전성이 높다. 토륨은 희토류 채굴의 부산물로 중국 내 매장량이 우라늄보다 3배 많으며, 관련 장비의 국산화율도 100%에 달하는 것으로 알려졌다. 국제전기전자공학회(IEEE)는 "중국이 토륨을 본격 활용할 경우 사실상 무한한 연료 공급이 가능하다"고 전망했다. 이는 탄소중립과 에너지 자립을 내세운 중국의 해양·우주 전략의 핵심 동력으로 평가된다. 다만, 토륨 주기의 특성상 핵확산 위험은 여전하다. 미국 외교·안보 전문지 '내셔널인터레스트'는 "토륨 연료는 핵폭발물로 전환 가능한 우라늄-233을 생성할 수 있으므로, 국제사회가 감시체계를 강화해야 한다"고 경고했다. 이번 중국이 공개한 '토륨 상선'은 단순한 친환경 상선의 실험이 아니라, 미래 핵잠수함 추진체계의 기술적 기반을 다지는 단계로 해석된다. 이는 한미 핵잠수함 협력이 구체화되는 시점에 중국이 보여준 견제 신호로도 읽힌다. 한 해양안보 전문가는 "중국의 원자력 상선 실험은 향후 핵추진 잠수함 기술로 전이될 가능성이 높다"며 "한국 역시 기술적·정책적 대응체계를 서둘러야 한다"고 말했다. 핵기술의 상업화와 군사화 경계가 모호해지는 가운데, 동북아 해양 패권 경쟁은 이제 '핵추진 선단(艦隊)'의 시대를 향해 가속화되고 있다.
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中 '토륨 원자로 상선' 설계 공개⋯해양 핵기술 경쟁 본격 점화
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[ESGC] 해양 플라스틱, 사라지지 않았다⋯'표면→심해' 오가는 오염 순환 밝혀져
- 전 세계 과학자들이 오랜 기간 의문을 가져왔던 "바다 속 플라스틱은 어디로 가는가"에 대한 답이 조금씩 드러나고 있다. 해양 표면에서 발견되는 플라스틱 양은 유입량에 비해 지나치게 적다는 이른바 '실종된 플라스틱(missing plastic)' 문제를 두고, 국제 연구진이 새로운 해석을 제시했다. 영국 런던 퀸 메리 대학 지리 및 환경 과학과의 과학자들은 부력이 있는 플라스틱이 수중을 통해 어떻게 가라앉는지 보여주는 간단한 모델을 개발했으며, 바다 표면에서 플라스틱 폐기물을 제거하는 데 100년 이상 걸릴 수 있다고 예측했다. 최근 발표된 연구에 따르면, 바다에 떠다니는 플라스틱은 단순히 해안선으로 밀려오거나 표면에서 부유한 채 남는 것이 아니다. 태양광, 파도, 미생물에 의해 수십 년에 걸쳐 서서히 분해되며 미세 플라스틱으로 변한 뒤, 해양 유기물 입자인 '마린 스노우(marine snow)'와 결합해 심해로 천천히 가라앉는다. 다시 부유층으로 떠오르는 과정까지 반복되며, 바다는 사실상 플라스틱을 위아래로 순환시키는 '자연 오염 컨베이어벨트' 역할을 수행하고 있다는 것이다. 마린 스노우(marine snow)는 바다에 있는 눈(snow)으로 비유된다. 즉, 사멸한 플랑크톤과 기타 유기 입자로 이루어진 작고 끈적거리는 조각들이 뭉쳐서 천천히 가라앉으며, 미세 플라스틱처럼 달라붙은 조각들을 깊은 바다로 운반한다. 연구팀은 컴퓨터 모델링을 통해 플라스틱의 장기 분해 과정, 해수 중 입자와의 결합, 해류 이동 등을 종합적으로 분석했다. 그 결과, 바다에 유입된 부유성 플라스틱의 약 10%는 100년이 지나도 여전히 수면 근처에 남아 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 나머지는 미세화와 침강 과정을 거쳐 심해로 이동하지만, 이 또한 극도로 느린 속도로 진행된다. 연구는 또 하나의 우려를 지적했다. 미세 플라스틱이 마린 스노우와 대량 결합할 경우, 탄소와 영양분을 심해로 운반하는 해양 '생물학적 펌프' 기능을 저해할 수 있다는 것이다. 이는 해양 생태계뿐 아니라 지구 기후 조절 기능까지 영향을 미칠 잠재적 위험 요소로 꼽힌다. 전문가들은 플라스틱 오염이 단순 청소나 수거로 해결될 문제가 아니라고 강조하고 있다. 이미 수십 년 전 바다로 유입된 플라스틱이 지금도 미세 플라스틱을 생성하며 새로운 오염원을 제공하고 있기 때문이다. 생산·사용·폐기 전 과정에 걸친 구조적 감축 없이는 해양 오염이 수 세대 동안 지속될 것이라는 게 연구진의 진단이다. 연구팀은 "해양은 결국 모든 것을 연결한다"며 "오늘 떠다니는 플라스틱은 언젠가 심해로 가라앉고, 다시 형태를 바꿔 우리 앞에 나타날 것"이라고 경고했다. 런던 퀸 메리 대학 지리학 및 환경 과학과의 논문 주저자인 난 우 박사는 "사람들은 바다 속 플라스틱이 그냥 가라앉거나 사라진다고 생각하는 경우가 많다. 하지만 저희 모델은 대부분의 크고 부력이 있는 플라스틱이 수면에서 천천히 분해되어 수십 년에 걸쳐 더 작은 입자로 분해된다는 것을 보여준다. 이 작은 조각들은 바다의 눈과 함께 해저에 도달할 수 있지만, 이 과정에는 시간이 걸린다. 100년이 지난 후에도 원래 플라스틱의 약 10%가 여전히 수면에서 발견될 수 있다"고 지적했다. 런던 퀸 메리 대학교 지리 및 환경 과학과의 공동 저자이자 프로젝트 책임자인 케이트 스펜서 교수는 "이 연구는 미세하고 끈적끈적한 부유 퇴적물이 미세 플라스틱의 이동과 이동을 조절하는 데 얼마나 중요한지를 보여주는 저희의 광범위한 연구의 일환이다. 또한 미세 플라스틱 오염은 세대를 거쳐 이어지는 문제이며, 우리가 내일 당장 플라스틱 오염을 막더라도 우리 후손들은 여전히 바다를 정화하기 위해 노력할 것임을 시사한다"고 말했다. 이번 연구는 지난 23일 영국 왕립학회 학술지(Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences)에 게재됐다.
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[ESGC] 해양 플라스틱, 사라지지 않았다⋯'표면→심해' 오가는 오염 순환 밝혀져
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
- 미국의 대형 전자폐기물 재활용업체들이 아시아 개발도상국으로 불법 폐기물을 대량 수출하고 있다는 조사 결과가 공개됐다. 이는 국제사회가 금지한 '독성무역'이 여전히 세계 환경·ESG 체계를 무력화하고 있음을 보여준다. 미국 환경단체 바젤행동네트워크(BAN·Basel Action Network) 는 22일 발표한 보고서 「부끄러운 중개인(Brokers of Shame): 아시아로 향하는 미국 e-폐기물의 새로운 쓰나미」 에서, "미국 내 10개 주요 브로커가 2023년부터 2025년 초까지 약 1만 개 컨테이너(총 3만3000톤 규모)의 전자폐기물을 아시아로 수출했다"고 밝혔다. 그 규모는 10억 달러(약 1조3800억 원) 에 달하며, 주요 수입국은 말레이시아, 인도네시아, 필리핀 등으로 확인됐다. BAN은 "매달 약 2000개의 전자폐기물 컨테이너가 미국을 떠나 개발도상국으로 향하고 있으며, 이는 환경·보건·노동권 모두를 위협하는 행위"라고 지적했다. 특히 미국은 '바젤협약(Basel Convention)'을 비준하지 않은 유일한 주요 산업국으로, 선진국의 폐기물 수출을 금지하는 국제 규범의 사각지대에 서 있다. 짐 퍼켓 BAN 설립자는 "이들 기업은 '책임 있는 재활용'을 내세우지만, 실상은 저임금 노동력을 착취하고 독성 물질을 무단 배출하는 독성무역에 가담하고 있다"며 "이는 ESG 경영 원칙의 근간을 훼손하고, 글로벌 공급망의 신뢰를 무너뜨리는 일"이라고 비판했다. 보고서에 따르면, 수출된 폐기물은 '비철금속 원자재' 또는 '재사용 가능 전자제품'으로 허위 신고돼 세금과 단속을 회피하고 있다. 말레이시아·인도네시아·태국 등은 바젤협약상 명백한 수입 금지국임에도 불구하고 실제로는 폐전자 처리시설이 확산되고 있다. BAN은 또 "10개 주요 브로커 중 8곳이 국제 재활용 인증제도인 R2V3 인증을 보유하고 있음에도 불법 거래 정황이 확인됐다"고 밝혔다. BAN에 따르면 전자폐기물에서 흔히 발견되는 독성 성분은 납, 수은, 난연제(브롬계 난연제ㅐ와 PBDE등), 카드뮴, 베릴륨, 비스페놀-A(BPA) 등 매우 다양하다. 또한 불에서 회로 기판을 태우면 다이옥신과 푸란이 방출된다. 현지 피해는 심각하다. 말레이시아 현장조사에 참여한 BAN 연구원 푸이이 웡(Pui Yi Wong)은 "팜농장 인근과 공장 주변에서 비공식 노동자들이 맨손으로 전선과 플라스틱을 태워 귀금속을 추출하고 있으며, 그 과정에서 유독가스가 대기와 토양을 오염시키고 있다"고 전했다. 그는 "이제 말레이시아도 '세계의 재활용 공장'이 되는 대가를 치르고 있다"며, 미국과 선진국이 "자국 내 폐기물 순환 체계를 구축해야 한다"고 촉구했다. BAN의 보고서는 이번 사안을 기업의 환경 책임(ESG) 문제로 확대 해석해야 한다고 강조한다. 특히 미국의 글로벌 유통기업 베스트바이(Best Buy) 와 국방물자조달청(DLA)이 일부 거래 흐름에 연루된 정황이 드러나면서, ESG 공시의 신뢰성과 기업 지속가능경영의 실효성에 대한 의문이 제기됐다. 국제 환경정책 전문가들은 "ESG는 이제 선택이 아닌 생존의 조건"이라며 "공급망을 통한 간접적 환경침해까지 규제하는 '확장된 책임(Extended ESG Accountability)'이 불가피한 흐름"이라고 지적했다. UN 통계에 따르면 2022년 전 세계 전자폐기물 발생량은 6200만 톤으로 사상 최대치를 기록했으며, 2030년에는 8200만 톤으로 30% 이상 증가할 전망이다. 하지만 이 중 공식 재활용 비율은 20%에 불과하다. 나머지 상당 부분이 비공식 수출로 이어지고 있다는 점에서, 이번 BAN 보고서는 글로벌 재활용 체계의 '그린워싱(greenwashing)' 실태를 드러낸 셈이다. BAN은 "이번 보고서는 업계를 비난하기 위한 것이 아니라, 국제사회가 책임 있는 순환경제 체계로 전환해야 한다는 경고"라고 강조했다. 미국 정부가 바젤협약을 비준하고, 글로벌 전자제품 제조·유통기업이 ESG 감시 체계와 공급망 투명성 강화에 나서지 않는 한, 아시아와 아프리카의 도시들은 계속해서 '선진국의 전자쓰레기 매립지'가 될 것이라는 경고도 덧붙였다.
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
- 기후 변화의 주범인 온실가스와 처치 곤란한 폐플라스틱을 고부가가치 자원으로 재탄생시키는 '탄소 업사이클링(버려지는 탄소를 유용한 자원으로 재활용하는 기술)' 기술의 판도를 바꿀 핵심 주자로 플라스마가 떠오르고 있다. '제4의 물질 상태'로 불리는 플라스마를 이용해 기존 화학 공정의 한계를 뛰어넘는 친환경적이고 효율적인 해결책들이 나오고 있는 것. 특히 미국 세인트루이스 워싱턴대학교 매켈비 공과대학 연구진이 일산화탄소(CO)를 원료로 유기산을 만드는 획기적인 성과를 발표하면서, 플라스마 기술은 탄소 중립 시대를 이끌 핵심 동력이라는 평가를 받는다. 고체·액체·기체 아닌 '제4의 물질' 플라스마는 고체, 액체, 기체에 이어 네 번째인 '제4의 물질' 상태다. 일반적으로 기체에 높은 에너지를 가해 원자핵과 전자가 분리된 이온화 상태를 말하며, 수만 도 이상의 고온에서 생긴다. 쉽게 말해, 기체 알갱이들이 너무 뜨거워져서 겉돌던 '전자'라는 옷을 벗어던지고 제멋대로 돌아다니는 활발한 상태라고 생각할 수 있다. 이렇게 분리된 입자들은 에너지가 매우 높아 주변 물질과 아주 쉽게 반응하는데, 과학자들은 바로 이 성질을 이용한다. 산업 현장에서는 전기 방전 장치 등으로 인공 플라스마를 만들며, 반도체 제조, 신소재 합성, 폐기물 분해 등 다양한 분야에 응용하고 있다. 밤하늘의 오로라나 번개, 태양 역시 자연적인 플라스마 현상이다. 비밀은 '플라스마-액체 시스템'…반응 온도·pH가 수율 좌우 이러한 흐름 속에서 워싱턴대학교 매켈비 공대의 엘리야 팀슨(Elijah Thimsen) 교수 연구팀은 플라스마 기술을 탄소 업사이클링에 적용해 큰 성과를 거뒀다. 연구팀은 지난 2025년 8월 5일 국제 학술지 'RSC 그린 케미스트리'에 발표한 논문에서, 온실가스의 주성분인 이산화탄소(CO₂) 대신 일산화탄소(CO)를 출발 물질로 쓸 때 산업적으로 유용한 옥살산과 폼산의 생산 수율을 획기적으로 높일 수 있음을 입증했다. 이 기술의 핵심은 '플라스마-액체 시스템'이다. 상온·상압 조건에서 만든 비열(非熱) 플라스마(전체 기체는 뜨겁지 않고 전자만 높은 에너지를 가져, 적은 에너지로도 효율적인 반응을 일으킬 수 있는 플라스마)를 물이 담긴 반응기에 주입해 일산화탄소가 물과 효율적으로 반응하도록 유도한다. 이 접근법은 이산화탄소를 먼저 일산화탄소로 바꾼 뒤, 다시 유기산으로 전환하는 '2단계 공정'이 훨씬 더 경제적이고 매력적인 대안임을 보여준다. 연구에 참여한 알시나 존슨 수다가르(Alcina Johnson Sudagar)연구원은 "플라스마-액체 시스템은 고압과 고온을 피할 수 있고, 촉매나 화학적 활성제가 필요 없어 더욱 친환경적"이라며 "우리 연구는 이산화탄소 고정과 지속 가능한 유기산 생산을 위한 효율적이고 비용 효과적인 경로를 제시한다"고 밝혔다. 연구팀은 일산화탄소가 수용액 속 플라스마와 반응할 때 '수성가스 전환 반응'을 거쳐 유기산이 '중간체'로 생긴다는 사실을 규명했다. 수다르 연구원은 "열역학적 계산 결과, 유기산의 생성을 늘리려면 반응 온도를 낮춰야 한다"고 말했다. 유기산이 만들어질 때는 열이 발생하지만(발열 반응), 반대로 분해될 때는 열을 흡수하기(흡열 반응) 때문이다. 따라서 주변이 너무 뜨거우면 애써 만든 유기산이 다시 쉽게 분해될 수 있어, 온도를 낮게 유지하는 것이 생산량을 늘리는 비결이다. 또한, 용액이 강한 알칼리성(염기성)을 띨 때 유기산 생산이 크게 늘어난다는 점도 발견했다. 온실가스 넘어 폐플라스틱까지…넓어지는 플라스마의 활약 플라스마의 활약은 기체 상태의 온실가스에만 머무르지 않는다. 탄소 업사이클링은 대기 중 이산화탄소뿐만 아니라 폐플라스틱 같은 탄화수소 계열 폐기물을 유용한 화학 원료로 바꾸는 기술을 포괄한다. 이 분야에서 국내 연구진의 성과도 두드러진다. 최근 국내 한 연구팀은 1,000℃가 넘는 초고온 수소 플라스마를 이용해 폐플라스틱에서 에틸렌, 벤젠 등(다른 플라스틱이나 합성섬유의 원료가 되는 물질) 고부가가치 화학 원료를 70%가 넘는 높은 수율로 추출하는 데 성공했다. 이는 기존 열분해 방식보다 원료의 순도가 월등히 높고 화학적 잔존물이 적어 친환경 자원 순환 기술이라는 평가를 받는다. 또한, 플라스마는 반도체 제조 공정에서 나오는 온실가스를 줄이는 데 이미 널리 쓰이고 있으며, 다양한 산업 분야에서 환경오염을 줄이고 자원을 순환시키는 핵심 해결책으로 자리 잡고 있다. CCU 핵심 기술 부상…상용화 과제는? 플라스마를 활용한 탄소 업사이클링은 '탄소 포집·활용(CCU: Carbon Capture and Utilization)' 기술의 핵심 분야 가운데 하나다. CCU는 공장이나 발전소에서 나오는 이산화탄소를 모아(포집) 그냥 땅에 묻는 대신, 유용한 제품으로 만들어(활용) 자원 순환과 탄소 감축을 동시에 이루는 기술을 말한다. 플라스마는 그중에서도 가장 혁신적인 공정이라는 평가가 나온다. 물론 상용화를 위해서는 풀어야 할 과제도 남아있다. 기술의 경제성과 에너지 효율을 더욱 높이고, 대규모 공정에 안정적으로 적용하기 위한 추가 연구가 필요하다. 특히, 플라스마 생성에 필요한 전력을 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 공급하면 공정 전체의 친환경성을 극대화할 수 있어 관련 기술 융합이 중요한 과제로 떠오르고 있다.
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
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포스코인터내셔널, 미국에 희토류·영구자석 통합 기지 구축 추진
- 포스코인터내셔널이 미국에 전기차 구동모터 핵심 소재인 희토류·영구자석의 통합 생산기지 구축을 추진한다. 회사는 18일 서울 강남 포스코센터에서 미국 리엘레멘트 테크놀로지스와 업무협약을 맺고 미국 내 희토류·영구자석 생산단지 조성을 위한 협력에 나선다고 19일 밝혔다. 이번 협약으로 포스코인터내셔널은 희토류 중간재 수급과 영구자석 제조를 담당하고, 리엘레멘트는 분리·정제 및 리사이클 기술을 제공한다. 외신에 따르면 이 시설은 원료 확보부터 정제, 자석 제조, 재활용까지 단일 공정으로 이뤄지는 미국 내 최초의 완전 통합 생산기지가 될 전망이다. [미니해설] 미국에 전기차 핵심 소재 희토류·영구자석 생산시설 구축 포스코인터내셔널이 미국 내 전기차 공급망 전략의 핵심으로 꼽히는 희토류·영구자석 생산시설 구축에 나서며 글로벌 친환경 산업 전환 흐름 속에 존재감을 확대하고 있다. 희토류와 영구자석은 전기차 구동모터의 핵심 소재로, 일반 자석보다 수배 이상 강한 자력을 지녀 대부분의 전기차 구동모터에 사용된다. 안정적이고 자립적인 공급망 확보는 전기차 산업의 지속 성장과 직결되는 사안이다. 포스코인터내셔널은 지난 18일 서울 강남구 포스코센터에서 미국 리엘레멘트 테크놀로지스와 업무협약(MOU)을 체결했다고 19일 밝혔다. 양사는 미국 내 희토류 및 영구자석 통합 생산단지 구축을 공동 추진하기로 했다. 협약식에는 이계인 포스코인터내셔널 사장, 마크 젠슨 리엘레멘트 CEO, 나성화 산업통상자원부 산업공급망정책국장, 조셉 윤 주한미국대사대리 등 양국 정부 관계자들도 참석해 이번 프로젝트의 중요성을 확인했다. 협력 구도는 포스코인터내셔널이 희토류 중간재 조달과 영구자석 제조를 담당하고, 리엘레멘트가 분리·정제 및 리사이클링 기술을 제공하는 방식이다. 외신은 두 회사가 추진하는 시설이 미국 내 최초로 원료 채굴부터 분리, 정제, 영구자석 제조, 나아가 제조 폐기물과 폐자석 재활용까지 모든 공정을 하나의 단지에서 처리하는 완전한 수직 통합 생산기지가 될 것이라고 평가했다. 이는 희토류 공급망 자립을 위한 미국의 전략적 과제와도 맞닿아 있다. 한미 양국 정부 역시 이번 협력에 큰 관심을 보였다. 공급망 다변화는 단순히 기업 차원의 문제가 아니라 국가 안보와 직결되는 사안으로, 양국은 지원 정책과 규제 개선 방안에 대해서도 논의한 것으로 전해졌다. 희토류 생산의 중국 편중을 완화하려는 미국의 정책 기조와 한국 기업의 기술·운영 역량이 맞물린 결과다. 포스코인터내셔널의 미국 내 공장 추진은 이미 확보한 글로벌 공급 계약에 근거한다. 지난해 3월 회사는 북미 글로벌 완성차 기업과 2026년부터 2031년까지 약 9000억 원 규모(7700t)의 영구자석 공급 계약을 체결했다. 이어 올해는 유럽 프리미엄 완성차 브랜드와 2034년까지 2600억 원 규모(800t)의 공급 계약도 맺었다. 대규모 계약을 안정적으로 이행하기 위해선 북미와 유럽 현지에서의 생산 기반 확대가 필수적인 상황이다. 이 같은 움직임은 세계적으로 심화되는 '희토류 전쟁' 속 한국 기업의 대응 전략으로도 해석된다. 현재 글로벌 희토류 공급망은 중국 의존도가 압도적으로 높은데, 지정학적 리스크가 확대되면서 주요 완성차 기업들은 중국 외 지역에서의 안정적 공급처 확보를 최우선 과제로 삼고 있다. 포스코인터내셔널의 미국 생산기지는 이러한 수요에 정면으로 부응하는 투자다. 업계 전문가들은 이번 협력이 한국 기업의 글로벌 위상을 한층 끌어올릴 전환점이 될 것으로 전망한다. 미국 내 최초의 수직 통합 생산기지를 통해 포스코인터내셔널은 단순한 공급업체를 넘어 글로벌 희토류·자석 산업의 핵심 축으로 자리잡을 가능성이 높다. 이는 향후 전기차 산업뿐 아니라 풍력 발전, 로봇, 항공우주 등 다양한 첨단산업 전반으로 사업 기회를 확장할 수 있는 기반이 된다. 포스코인터내셔널 관계자는 "이번 협력을 통해 특정 지역에 편중된 희토류 공급망 리스크를 완화하고, 국내외 완성차 업체에 안정적인 핵심 소재 공급 체계를 마련하는 계기를 만들겠다"며 "향후 글로벌 공급망 다변화에도 기여할 것"이라고 강조했다. 이번 프로젝트는 단순한 기업 간 협력을 넘어 한미 양국이 공동으로 구축하는 전략적 자원 동맹으로 평가된다. 글로벌 산업 전환기 속에서 한국 기업이 미국의 친환경 산업 공급망 재편에 핵심 파트너로 참여하게 됐다는 점에서 그 의미가 크다.
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포스코인터내셔널, 미국에 희토류·영구자석 통합 기지 구축 추진
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[기후의 역습(163)] 네슬레, 기후변화 대응 위한 '코코아 수율 증대' 기술 공개
- 세계 최대 식품기업 네슬레가 기후변화로 인한 카카오 생산량 감소에 대응하기 위해 카카오 열매 활용도를 30% 높일 수 있는 새로운 기술을 개발했다. 네슬레는 기존 초콜릿 제조 과정에서 열매 내부의 카카오 빈(콩)만을 사용하고 과육, 태반, 껍질 등은 대부분 버려져 왔다며, 이번 기술은 열매 전체를 원재료로 활용해 초콜릿을 생산할 수 있게 한다고 설명했다고 AFP가 지난 20일(형지시간) 전했다. 네슬레 연구진은 "카카오 꼬투리 내부의 모든 부위를 수확해 젖은 상태에서 자연 발효시킨 뒤, 이를 분쇄·로스팅·건조해 초콜릿 플레이크로 가공하는 방식"이라고 소개했다. 이 공법은 초콜릿 고유의 풍미를 유지하면서도 폐기물을 줄이고 원재료 효율을 높이는 것이 특징이다. 네슬레 영국 요크 연구개발센터의 루이즈 배럿 소장은 "기후변화로 세계 각지의 카카오 생산량이 줄어드는 상황에서 농가의 수확 잠재력을 극대화할 수 있는 혁신적인 해법을 모색하고 있다"며 "현재는 파일럿 단계지만 대규모 상용화 가능성을 타진 중"이라고 말했다. 기후변화가 촉발한 가격 급등 국제 코코아(카카오 열매를 가공한 것) 가격은 2023년 초 톤당 1900파운드(약 356만원) 수준에서 출발해 2024년 초 3800파운드로 두 배가량 뛰었고, 같은 해 12월에는 9000파운드를 돌파하며 사상 최고가를 기록했다. 가격 급등의 배경에는 세계 최대 산지인 코트디부아르와 가나의 잇따른 흉작이 있었다. 두 지역에서는 이례적인 폭우와 코코아 열매에 질병이 발생한 '코코아 포드 병(cocoa pod disease)' 확산, 지속적인 가뭄으로 생산량이 급감했다. 코코아 포드 병은 카카오 열매에 감염을 일으키는 각종 질병을 통칭하는 말로 주로 카카오 생산량과 품질을 크게 떨어트려 문제가 되고 있다. 전 세계 카카오 수확량의 30~40%가 병해로 손실된다고 추산되고 있다. 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 카카오 포드 병 발생 지역과 양상이 달라지고 있어 기후 적응형 방제 전략 연구도 병행되고 있으며, CRISPR(크리스퍼·유전자 편집 기술)을 활용해 내병성 카카오 품종 개발이 시험 단계에 들어섰다. 기후변화 연구단체 '클라이밋 센트럴'은 올해 2월 보고서에서 "32도 이상 고온이 코코아 수확량과 품질을 동시에 떨어뜨린다"며 "지난 10년 동안 10월부터 3월까지 이어지는 주 생산기에 코트디부아르와 가나의 고온 지속 기간이 평균 3주 이상 늘었다"고 분석했다. 수요 감소와 가격 조정 가격 급등은 초콜릿 수요 감소로 이어졌지만, 동시에 농가들이 카카오 재배에 더 많은 자원을 투입하게 만들었다. 이로 인해 올해 들어 재고가 4년 만에 다시 쌓이기 시작했으며, 가격은 완만한 하락세로 돌아섰다. 20일 현재 런던 상품시장에서 코코아 가격은 톤당 약 5600파운드(약 1051만 원) 수준이다.
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[기후의 역습(163)] 네슬레, 기후변화 대응 위한 '코코아 수율 증대' 기술 공개
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[퓨처 Eyes(97)] 달에서 산다⋯中·캐나다·獨, '집 짓고 먹고 숨 쉬는' 월면 기지 경쟁 본격화
- 인류의 달 복귀 계획이 구체화하면서, 이제 인류의 시선은 달에 '가는 것'을 넘어 '사는 것'으로 향하고 있다. 지구에서 모든 것을 가져갈 수 없는 만큼, 달 현지에서 의식주를 해결하는 자급자족 기술은 영구 기지 건설의 성패를 가를 핵심 과제다. 최근 중국, 캐나다, 독일이 각각 건설, 식량, 생명 유지 분야에서 획기적인 기술을 선보이며, 공상과학 소설 같던 '월면 도시'의 꿈을 현실로 앞당기고 있다. 中, 태양열 3D 프린터로 '달 기지 외벽' 짓는다 달 기지를 위협하는 가장 큰 적은 진공 상태의 우주와 운석, 그리고 극심한 온도 변화다. 중국 허페이의 심우주탐사연구소(DSEL)가 이 문제의 해법으로 '월면토 벽돌' 기술을 제시했다. 달 표면을 덮고 있는 곱고 날카로운 흙먼지인 달의 표토(lunar regolith, 월면토)를 녹여 단단한 벽돌을 만드는 기술이다. NASA에 따르면 달의 표면층은 조각난 날카로운 암석 물질로 이루어져 있다. 지구 토양은 유기물로 구성되어 있지만, 달의 표토는 운석의 충돌과 태양 및 별에서 오는 전하를 띤 입자의 영향으로 형성된다. 지구의 토양은 바람과 물에 노출되어 입자의 가장자리가 닳아지지만, 달 표토의 암석 물질은 날카로운 상태를 유지하며 매우 뾰족한 파열 표면을 가지고 있다. 이로 인해 표토는 우주복과 장비를 빠르게 닳게 만들고 우주비행사 건강에 해로울 수 있는 등 잠재적으로 위험할 수 있다. 연구팀이 개발한 장비는 3D 프린터와 원리가 같지만, 열원으로 태양 에너지를 사용한다. 돋보기처럼 빛을 한 점으로 모으는 오목한 거울(포물선형 반사경)로 태양빛을 모으고, 이를 빛이 다니는 길인 가느다란 유리 섬유 묶음(광섬유 다발)을 통해 한 점에 집중시킨다. 이때 초점의 온도는 1,300℃ 이상으로 치솟아, 달의 표토(월면토)를 마치 용암처럼 녹여 원하는 모양의 벽돌로 찍어낼 수 있다. 이 기술의 가장 큰 장점은 지구에서 어떤 첨가물도 가져갈 필요 없이 오직 달에 있는 흙과 태양 빛만으로 건설 자재를 무한정 생산할 수 있다는 점이다. 연구팀은 지구의 현무암으로 만든 모의 월면토를 이용해 평면, 곡면 등 다양한 형태의 구조물 제작에 성공하며 기술의 가능성을 입증했다. 양훙룬 DSEL 수석 엔지니어는 "이 벽돌은 사람이 숨 쉴 수 있도록 내부 공기압을 유지하는 생활 공간(가압 모듈)을 감싸는 튼튼한 보호 외피 역할을 할 것"이라며 "강력한 우주 방사선, 시속 수만 km로 날아드는 미세 운석, 낮 120℃와 밤 영하 130℃를 오가는 극한의 온도 변화로부터 우주비행사와 내부 시설을 안전하게 지켜줄 것"이라고 설명했다. 현재 이 벽돌 시제품은 2024년 11월 중국 톈궁 우주정거장으로 보내져 3년간의 혹독한 우주 환경 내구성 시험을 거치고 있다. 연구팀의 최종 목표는 로봇을 투입해 이 모든 건설 과정을 사람의 개입 없이 자동으로 수행하는 것이다. 캐나다, '겨울잠 자는 온실'에서 곡물을 키운다 건물을 지었다면 다음은 식량이다. 크리스티안 살라버거 캐나다넨시스 최고경영자(CEO)는 "가루 주스나 동결건조 아이스크림만으로는 진정한 우주 탐사 임무를 수행할 수 없다"며 신선 식품의 중요성을 강조했다. 그의 회사 캐나다넨시스 에어로스페이스는 캐나다 구엘프대, 맥길대와 손잡고 극한의 달 환경에서 신선한 작물을 재배하는 '월면 온실' 기술을 개발하고 있다. 달의 밤은 지구 시간으로 2주나 계속되고, 이때 온도는 급강하하며 햇빛도 전혀 없다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 식물이 마치 겨울잠을 자듯 활동을 최소화하는 '준동면(quasi-hibernation)' 전략을 고안했다. 온실은 햇빛이 없는 밤 동안 에너지 소비를 극도로 줄여 버티다가, 다시 해가 뜨면 정상적으로 성장을 이어간다. 2024년 말부터 시작된 실험에서 연구팀은 지구 대기압의 절반에 불과한 저압 환경과 기나긴 어둠 속에서도 보리와 귀리를 성공적으로 생존시켰다. 또한 흙 없이 영양분을 녹인 물을 순환시켜 식물을 키우는 수경재배 방식의 단점도 극복했다. 물을 공유하기 때문에 병원균 하나가 전체 시스템을 오염시킬 수 있는데, 전기를 이용해 물속 유해균을 없애는 소독 기술을 적용해 문제를 해결했다. 이 프로젝트는 NASA가 주도하는 유인 달 탐사 계획 '아르테미스'와 연계되어, 2027년으로 예정된 유인 달 착륙 임무의 성공을 위한 핵심 과제로 추진되고 있다. 연구를 이끄는 겔프 대학교의 마이크 딕슨 교수는 "인류는 오랜 역사 속에서 언제나 술을 만들어왔다"며 "달에서도 좋은 술을 맛볼 수 있도록 보리를 재배하는 것이 오랜 목표"라는 유쾌한 포부를 밝히기도 했다. 독일, 조류(Algae)로 식량과 산소를 동시에 잡는다 독일 뮌헨공과대학교(TUM) 연구팀은 한 걸음 더 나아가 식량과 산소를 동시에 생산하는 기술을 제안했다. 해답은 바로 미세조류(algae)다. 연구팀이 개발 중인 '광생물반응기(PBR)'는 빛(光)을 이용해 미세조류 같은 생물(生物)을 키워 유용한 물질을 얻는 장치다. 우주비행사가 내뿜는 이산화탄소와 물을 공급하면, 조류가 광합성을 통해 신선한 산소를 만들어내고, 빠르게 증식한 조류는 단백질이 풍부한 식량(바이오매스)이 된다. 연구팀은 가느다란 관을 이용하는 '튜블러' 방식과 넓은 판을 쓰는 '평판형' 방식의 두 가지 PBR 설계를 비교 분석했다. 평판형이 생산 효율은 더 높지만, 유지보수가 더 까다로운 것으로 나타났다. 이 기술의 가장 큰 매력은 비용 절감 효과다. 지구에서 1kg의 화물을 달로 보내는 데 약 10만 달러(약 1억 3000만 원)가 드는 것을 감안할 때, PBR 구조물 대부분을 월면토로 만들면 시스템당 수백만 달러, 튜블러 방식의 경우 최대 5000만 달러(약 650억 원)까지 절약할 수 있다. 물론 아직 넘어야 할 산은 많다. PBR 가동에 필요한 빛을 태양에서 직접 얻으려면 투명한 유리가 필요한데, 월면토로 완벽하게 투명한 유리를 만드는 기술은 아직 초기 연구 단계다. 내부 LED 조명을 쓰자니 전력 소모와 부품 조달이 문제다. 플라스틱이나 전자부품, 그리고 생명 활동에 필수적인 탄소(C)와 질소(N) 같은 원소들도 달에는 매우 희귀하다. 연구팀은 우주비행사의 소변이나 생활 하수를 정화해 희소 원소를 재활용하는 '완전 순환(폐쇄 루프)' 방식을 현실적인 대안으로 제시했다. 미래의 달 기지, '통합 시스템'으로 진화한다 중국, 캐나다, 독일이 개발 중인 기술들은 각각 독립적으로도 의미가 크지만, 서로 결합될 때 진정한 시너지를 발휘한다. 미래의 달 기지는 중국의 벽돌로 지은 튼튼한 외피가 우주의 위협을 막아주고, 그 안에서 캐나다의 온실이 신선한 채소를, 독일의 광생물반응기가 식량과 산소를 공급하는 '통합 아키텍처' 형태가 될 전망이다. 여기에 태양광 발전과 에너지 저장 시스템, 물과 폐기물을 100% 재활용하는 기술이 더해지면, 지구의 보급에 의존하지 않는 지속 가능한 영구 기지 운영이 가능해진다. 현재 각국의 기술들은 초기 실험 단계에 머물러 있지만, '건설-식량-생명 유지'로 이어지는 이 기술 삼각편대는 인류가 달에서 스스로 짓고, 먹고, 숨 쉬는 시대를 앞당기는 핵심 동력이 되고 있다.
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[퓨처 Eyes(97)] 달에서 산다⋯中·캐나다·獨, '집 짓고 먹고 숨 쉬는' 월면 기지 경쟁 본격화
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[기후의 역습(160)] 머신 러닝, 전 세계 빙하 침식 속도 정밀 예측⋯"연 0.02~2.68㎜"
- 기후 변화로 전 세계 빙하가 급속도로 녹고 있는 가운데, 머신 러닝(Machine Learning)을 활용해 전 세계 빙하의 침식 속도를 정밀하게 추정한 연구 결과가 발표됐다. 이 연구는 장기적인 지형 변화뿐만 아니라, 핵폐기물 저장지 선정 및 퇴적물 이동 모니터링 등 다양한 분야에 기초자료로 활용될 수 있을 전망이라고 웹사이트 Phys가 7일(현지시간) 전했다. 캐나다 빅토리아대학교(University of Victoria)의 지리학자 소피 노리스(Sophie Norris) 박사 연구팀은 국제 공동 연구를 통해 전 세계 18만 개 이상의 현대 빙하 중 약 85%에 해당하는 빙하에 대해 침식 속도를 예측했다. 이들은 러닝 머신 기반 회귀 분석을 통해 빙하 침식 속도의 99%가 연간 0.02~2.68밀리미터(mm) 범위에 있다는 정량적 결과를 도출했다. 이는 신용카드 두께와 유사한 수준이다. 노리스 박사는 "빙하 하부에서 발생하는 침식은 생각보다 훨씬 복잡한 메커니즘에 의해 이뤄진다"며 "기온, 빙하 하부 수량, 암석 유형, 지열 등 다양한 요소가 침식 속도에 영향을 미친다"고 설명했다. 해당 연구 결과는 학술지 '네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)'에 발표됐다. 최근 10년간 지구에서 사라진 빙하 2,700Gt…해수면 8mm 상승 기여 지난 10년간 지구 전역에서 사라진 빙하의 총량이 2700기가톤(Gt)에 달하는 것으로 나타났다. 이는 약 1조 리터의 물을 의미하며, 스위스 전역이 6m 깊이로 잠길 수 있는 엄청난 양이다. 유럽우주국(ESA)과 미국항공우주국(나사·NASA)의 지구의 중력장 측정 위성 그레이스(Grace)와 그레이스 포(GRACE-FO)의 데이터 분석에 따르면, 2014년부터 2024년까지 연평균 약 270Gt의 빙하가 손실된 것으로 추산된다. 이로 인해 지난 10년간 해수면은 약 8mm 상승했으며, 이는 동기간 전체 해수면 상승의 약 3분의 1에 해당한다. 특히 손실이 두드러진 지역은 알프스, 알래스카, 히말라야, 남미 안데스 산맥 등 중위도 및 고산 지역이다. 알프스 지역은 10년 사이 빙하 면적의 30~40%가 소멸됐으며, 알래스카와 히말라야는 세계에서 가장 빠르게 빙하가 줄어드는 지역으로 지목되고 있다. 히말라야는 연간 약 810Gt의 빙하를 잃고 있으며, 이는 아시아 주요 강 유역의 수자원 안보에도 위협을 줄 수 있다는 지적이다. 과학 학술지 네이처에 실린 연구(Nature, Hugonnet et al. 2021)와 IPCC 제6차 평가보고서(AR6, 2021)에 따르면, 21세기 중반까지 전 세계 빙하의 절반 이상이 사라질 것으로 전망되고 있다. 특히 인구 밀집 지역 인근의 저지대 소규모 빙하 후퇴 속도가 빠르게 가속화되면서 식수, 농업, 수력발전 등 생활 기반 전반에 영향을 미칠 가능성도 제기되고 있다. 이번 논문의 공동 저자인 캐나다 달하우지대학교(University of Dalhousie)의 존 고스(John Gosse) 교수는 "실제 빙하 환경에서 침식 속도를 측정하는 것이 매우 어렵다는 점을 감안할 때, 이번 연구는 전 세계 오지의 빙하 침식 과정을 예측할 수 있는 귀중한 자료"라고 평가했다. 이번 연구는 노리스 박사가 달하우지대 박사후연구원 시절 시작해 빅토리아대에서 마무리했으며, 프랑스 그르노블알프대(University of Grenoble Alpes), 미국 다트머스대(Dartmouth College), 펜실베이니아주립대, UC어바인 등과의 공동 연구로 진행됐다. 캐나다 핵폐기물관리기구(NWMO)의 재정 지원과 협력 아래 수행됐다. 연구팀은 향후 이 예측 모델을 활용해 기후변화에 따른 빙하 후퇴와 지형 변화, 유사 퇴적 및 영양염류 순환 등 지구 시스템 전반의 변화 양상을 보다 정밀하게 예측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 지구 빙하는 단순한 자연경관을 넘어 해수면, 강수량, 지형 변화, 생태계 순환에까지 영향을 미치는 핵심 요소다. 전문가들은 기후 변화의 '가장 눈에 보이는 지표'로서 빙하의 지속적인 관측과 대응이 절실하다고 지적하고 있다.
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[기후의 역습(160)] 머신 러닝, 전 세계 빙하 침식 속도 정밀 예측⋯"연 0.02~2.68㎜"
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[ESGC] 플라스틱 병 바다를 삼키다⋯카리브해를 뒤덮은 글로벌 쓰레기 제국
- 카리브해를 포함한 중남미 태평양 연안이 일회용 플라스틱 병과 병뚜껑 오염에 시달리고 있다. 중남미 바다를 뒤덮은 플라스틱 쓰레기의 상당수가 현지에서 소비된 제품들이며, 이 가운데 코카콜라, 펩시코, Aje그룹 등의 글로벌 음료 대기업이 주요 배출원으로 지목됐다고 웹사이트 PHYS.org가 24일(현지시간) 보도했다. 스페인 바르셀로나대학 해양지질학 연구진이 진행한 이번 조사는 멕시코에서 칠레에 이르는 태평양 연안 국가들과 라파누이(이스터섬), 갈라파고스, 로빈슨 크루소 섬 등 주요 도서 지역을 포함해 총 12,000km에 달하는 해안선을 대상으로 플라스틱 병과 병뚜껑의 출처와 이동 경로, 오염 특성을 추적한 첫 지역 단위 조사다. 연구 결과, 중남미 국가 해변에 유입된 플라스틱 병 가운데 59% 이상이 해당 국가 내에서 소비된 제품이었으며, 나머지는 아시아, 북미, 유럽 등 외부에서 해류를 타고 떠밀려온 것으로 분석됐다. 특히 중앙아메리카 국가들의 오염이 두드러졌다. 이는 음료 소비량이 많은 데다, 폐기물 관리 시스템이 미흡하고 해양순환 흐름의 영향을 동시에 받는 지역적 특성이 반영된 것으로 보인다. 연구에 참여한 미겔 카날스 교수는 "플라스틱 병과 병뚜껑에는 제조사, 생산지, 제조일자 등 중요한 단서가 담겨 있으며, 이 정보를 기반으로 쓰레기의 이동 경로와 출처를 과학적으로 추적할 수 있었다"고 밝혔다. 병의 라벨, 인쇄 문구, 패턴 등을 분석한 결과, 전체 356개 브랜드가 수집됐으며, 코카콜라, Aje그룹, 펩시코 세 곳이 가장 많은 점유율을 보였다. 도시 해변과 육지 해변에서는 단독 플라스틱 병이 전체의 54.9%를 차지했으며, 섬 해안에서는 병뚜껑이 함께 있는 병이 73.4%로 더 많았다. 특히 섬 지역에서는 아시아에서 유입된 병의 비중이 높았으며, 이는 선박 투기 및 해류에 따른 장거리 이동 때문으로 추정됐다. 갈라파고스와 라파누이섬에서 발견된 병 가운데 현지 생산품은 극히 일부에 불과했다. 또한 연구팀은 플라스틱 표면에 부착된 해양 생물(에피바이온트)을 분석하여 바다에 머문 기간과 경로를 역추적했다. 이런 생물은 플라스틱 쓰레기가 얼마나 오래 해양 환경에 노출됐는지를 보여주는 지표로 활용된다. 에피바이온트가 확인된 비율은 중앙아메리카 해변에서 가장 높았다. 연구를 주도한 오스틴 가르세스-오르도녜스 박사는 "가장 오래된 플라스틱 병은 2001년에 생산된 파워에이드 병으로 페루 본토 해변에서 발견됐다. 대부분은 1년 미만의 비교적 신제품이었지만, 섬 지역에서는 수년 이상 된 병도 다수 수거됐다"며 "인구 밀집 지역에서 배출된 플라스틱이 해류를 따라 바다로 떠내려가 외딴 해안에 장기 체류하고 있다는 증거"라고 설명했다. 이번 연구는 시민 과학의 협업으로 진행됐으며, 1,000명의 자원봉사자와 200명의 지역 리더, 74개 사회단체가 참여해 플라스틱 병 수거 및 분류 작업에 힘을 보탰다. 이러한 대규모 협업은 해양 플라스틱 오염 연구의 지리적·시간적 한계를 보완하며, 정책 대응의 기초자료로 활용될 수 있다. 연구진은 플라스틱 오염 대응을 위해 △재사용·재충전이 가능한 용기의 생산 장려 △지역 차원의 폐기물 관리 강화 △생산자 책임 이행 △국제적 협력 확대가 시급하다고 지적한다. 특히 유엔이 추진 중인 '글로벌 플라스틱 조약(Global Plastic Treaty)'과 같은 다자적 협정은 해양 생태계 보호의 제도적 틀로 작용할 수 있다. 카날스 교수는 "향후 계절 변화, 하천 유입, 관광 활동 등과 플라스틱 유입 간 상관관계를 분석하고, 해양순환 모델을 접목해 오염원과 경로를 더욱 정밀하게 추적할 계획"이라고 밝혔다. 플라스틱 병은 단순한 쓰레기가 아니다. 그것은 소비문화, 산업구조, 환경정책의 허점을 고스란히 보여주는 '증거물'이다. 병 하나가 대양을 건너 외딴 섬에 도달하기까지의 시간과 경로는 인류가 만들어낸 오염의 지도를 그리고 있다. 이를 되돌리기 위한 첫걸음은, 지금 우리가 무엇을 마시고, 어떻게 버리는지를 직시하는 데서 출발한다.
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[ESGC] 플라스틱 병 바다를 삼키다⋯카리브해를 뒤덮은 글로벌 쓰레기 제국
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[신소재 신기술(185)] 공기만으로 움직이는 '무뇌 로봇 ' 개발⋯자율보행·수영까지 구현
- 디지털 회로나 연산 장치 없이, 오직 공기 흐름과 구조만으로 작동하는 자율 로봇이 네덜란드에서 개발됐다. '무뇌(brainless)' 로봇이라고 불리는 이 장치는 전통적인 로봇공학의 원리를 근본적으로 재해석하며, 로봇 설계의 새로운 방향을 제시하고 있다. 8일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 네덜란드 소재 AMOLF 연구소의 알베르토 코모레토(Alberto Comoretto) 연구원과 요하네스 오버펠데(Johannes Overvelde) 박사팀은 길이 조절이 가능한 실리콘 튜브, 간단한 펌프, 공기압만을 활용해 약 1kg(2파운드) 무게의 연성 로봇을 제작했다. 이 로봇은 실험실 탁자 위를 걷고, 책을 넘고, 수조에 들어가 개처럼 수영하는 등 다기능 동작을 구현했다. 로봇은 전통적인 마이크로컨트롤러나 프로그래밍된 코드가 아닌, 유체역학과 탄성 물성에 기반한 '구조 기반 지능(embodied intelligence)' 개념으로 작동한다. 팔다리는 실리콘 튜브로 구성되어 있으며, 내부로 공기가 주입되면 튜브가 주기적으로 꺾이고 펴지면서 자가 진동을 일으킨다. 이러한 운동은 최대 초당 300회의 진동수를 기록하며, 기존 연성 로봇의 한계였던 3Hz를 크게 뛰어넘는다. 흥미로운 점은 이 로봇이 지면 상태에 따라 걷는 방식이 자연스럽게 바뀐다는 것이다. 예를 들어 마찰력이 큰 카펫 위에서는 네 다리가 동시에 움직이며 전진하고, 물속에서는 마찰이 사라지며 다리가 교대로 움직이면서 수영 모드로 전환된다. 이러한 전환은 별도의 센서나 소프트웨어 제어 없이 공기압의 흐름과 구조의 상호작용만으로 이루어진다. 연구팀은 로봇의 다리를 하나의 공기 공급선으로 연결해, 한 쪽 다리의 압력 변화가 다른 다리에도 영향을 미치도록 설계했다. 이는 일종의 '동기화 메커니즘'으로 작용해, 각 팔다리의 운동이 자율적으로 조화롭게 일어난다. 연성 로봇은 복잡한 회로 없이 환경에 적ㅇ으해 움직이며, 전자기기 없이도 장애물을 피하거나 방향을 바꾸는 능력을 보여준다. 예를 들어 벽에 부딪히면 진동이 일시적으로 비대칭화되면서 로봇이 자동으로 방향을 틀고, 물속에 떨어지면 다리 움직임의 위상이 바뀌어 수영으로 전환된다. 이는 사전에 프로그래밍되지 않은, 물리적 조건에 기반한 자발적 반응이다. 이 로봇은 고작 0.12와트의 전력으로 작동하며, 휴대폰 크기의 배터리 하나로 30분 동안 작동할 수 있다. 간단한 광센서와 릴레이 회로를 장착하면 빛을 따라 이동하는 포토택시스(phototaxis) 기능도 구현된다. 플래시라이트를 비추면 로봇이 빛을 향해 이동하고, 장애물을 만나면 회피하는 행동을 스스로 수행한다. 이번 연구의 본질은 '소프트 로봇공학(soft robotics)'의 진보를 넘어, '소재와 형태만으로 구현되는 지능'에 있다. 이는 생물학적 신체의 반사작용이나 힘줄의 탄성처럼, 뇌가 아닌 신체 자체가 판단과 제어의 역할을 일부 담당하는 자연계의 원리와 닮아 있다. 산업적 활용 가능성도 주목된다. 구조적으로 간단하고 저전력으로 작동하는 이 로봇은 전기 회로가 위함할 수 있는 구조물 붕괴 현장이나 수중 환경 등에서 활용 가능성이 크다. 또한 펌프와 튜브, 재활용 가능항 엘라스토머로만 구성돼 전자폐기물 배출이 적고, 지속가능한 기술로 평가 받는다. 연구진은 향후 공기 배출을 이용해 튜브를 주기적으로 압축하는 수동 밸브 기술을 통해 펌프의 소형화를 꾀하고 있다. 동시에, 동일한 기술 원리를 적용해 혈압에 맞춰 동기화되는 인공 심장 개발도 병행 중이다. 다만 공기 기반 시스템의 약점으로 지적되는 고고도·진공 환경 문제에 대해 연구진은 압축가스와 화학 반응형 가스 발생기를 병행하는 하이브리드 방식으로 극복할 수 있다는 입장이다. 이는 우주 탐사 등 극한 환경을 위한 연성 로봇 기술의 확장을 시사한다. 이번 연구는 과학 저널 '사이언스(Science)'에 게재됐으며, 족잡한 ㅇ녀산 없이도 정교한 운동을 구현하는 '물리 기반 로봇지능'이라는 새로운 패러다임을 제시했다. 로봇 공학이 전자회로에서 물리 구조로 무게 중심을 이동시키는 변곡점에 들어섰다는 평가가 나온다.
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[신소재 신기술(185)] 공기만으로 움직이는 '무뇌 로봇 ' 개발⋯자율보행·수영까지 구현
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지중해 최심부 칼립소 해연, '플라스틱 무덤'으로⋯"깨끗한 바닥은 단 한 평도 없다"
- 한때 인간의 오염으로부터 멀리 떨어져 있다고 여겨졌던 지중해 최심부 '칼립소 해연(Calypso Deep)'이 대규모 쓰레기 더미로 뒤덮인 것으로 확인됐다. 이는 바닷속 가장 깊은 구역조차 인류 활동의 영향을 피할 수 없다는 충격적인 현실을 보여준다. 지중해 이오니아해에 위치한 칼립소 해연은 수심 5,100m(16,770피트)에 이르는 세계에서 가장 깊은 해구 중 하나다. 이곳은 지난 수십 년간 오염으로부터 상대적으로 자유로운 공간으로 여겨졌으나, 올해 초 과학자들이 현장 조사 결과 비닐봉지, 유리 파편, 찌그러진 캔 등 다양한 생활 쓰레기가 바닥을 덮고 있는 사실을 발표하면서 그 인식이 무너졌다. 6일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 조사에 참여한 국제 공동 연구팀은 유인 잠수정 '리미팅 팩터(Limiting Factor)'를 이용해 해저를 약 43분간 탐사했다. 탐사 결과 해저 일대는 제곱마일당 수천 개에 달하는 플라스틱 쓰레기로 덮여 있었으며, 단 650m(2,130피트) 구간만으로도 해연 바닥이 인간의 폐기물로 광범위하게 오염됐음을 확인할 수 있었다. 주로 발견된 물질은 유연한 플라스틱이었으며, 유리·금속·종이류도 함께 관찰됐다. 플라스틱 쓰레기, 생태계 교란 우려 이 지역은 그리스 펠로폰네소스 반도에서 약 60km 떨어진 헬레닉 트렌치(Hellenic Trench) 내부에 위치해 있으며, 지질적으로 단층과 지진이 자주 발생하는 급경사 지역이다. 이처럼 폐쇄적 지형은 쓰레기가 해류에 의해 쉽게 외부로 유출되지 않고 해저에 머무르게 하는 원인으로 작용하고 있다. 미켈 카날스(Miquel Canals) 스페인 바르셀로나대학교 해양지질학 교수는 "이 지역에 도달한 쓰레기는 육상과 해상 모두에서 유입됐을 수 있으며, 해류를 따라 장거리 이동했거나 직접 투기된 것으로 보인다"고 설명했다. 해안에서 흘러나온 플라스틱은 표류하다가 해류 소용돌이와 해저 지형의 영향으로 천천히 가라앉는다. 부유 상태였던 폐기물은 해조류나 미생물이 표면에 붙으면서 점차 무게가 증가하고, 결국 해저에 침전돼 장기적으로 퇴적층에 고착된다. 칼립소 해연을 비롯한 지중해 해저에 쓰레기가 축적되는 현상은 해양 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 특히 심해 생물 군집은 회복력이 낮고 생태계 교란에 매우 취약하기 때문에, 이러한 오염은 생물다양성과 어장 자원, 해양 탄소순환 등에도 장기적인 악영향을 미칠 수 있다. "지중해, 더 이상 안전지대 아니다" 지중해는 폐쇄된 해역으로, 유럽·북아프리카·중동에 둘러싸인 고밀도 인구 지역이다. 동시에 세계에서 해상 교통량과 어업 활동이 가장 밀집된 해역 중 하나다. 이에 따라 폐기물 유입 경로가 다양하고 유입 속도도 빠르다. 연구진은 과거에도 선박에서 쓰레기를 직접 투기한 흔적을 발견했다고 밝혔다. "다양한 쓰레기가 쌓여 있는 더미 뒤로 길게 이어진 흔적이 선박의 투기 후 흔적으로 보인다"며 고의적인 불법 폐기 가능성을 제기했다. 이 같은 해저 쓰레기 문제는 수면 위에서 보이지 않는다는 이유로 정책적 우선순위에서 밀려왔다. 그러나 연구진은 “심해의 오염은 해양 생태계뿐만 아니라 기후 피드백과 지질적 안정성에도 영향을 줄 수 있다”며, 사회 전반의 대응이 시급하다고 경고했다. "보이지 않는다고 잊지 말라…플라스틱은 사라지지 않는다" 이번 조사 결과는 국제사회가 추진 중인 UN 글로벌 플라스틱 협약(Global Plastics Treaty)의 필요성을 다시금 부각시킨다. 연구진은 “플라스틱은 바다에 버려지는 순간 끝이 아니라, 해류를 따라 이동하고 분해되며 결국 지구 최심부까지 도달한다는 사실을 직시해야 한다”고 강조했다. 실제로 지중해는 지난 2021년에도 메시나 해협 일대에서 세계에서 가장 많은 해저 쓰레기가 발견된 바 있다. 이는 지중해가 지구에서 해양 오염에 가장 취약한 해역 중 하나임을 보여주는 사례다. 칼립소 해연 조사 프로젝트에는 바르셀로나대학교의 미켈 카날스 교수, 유럽연합 공동연구센터(JRC)의 게오르크 한케(Georg Hanke), 프랑스 해양개발연구소(IFREMER)의 프랑수아 갈가니(François Galgani), 칼라단 오셔닉(Caladan Oceanic)의 빅터 베스코보(Victor Vescovo) 등이 참여했다. 연구진은 보고서 말미에서 "이제는 과학자, 언론인, 인플루언서 등 모든 목소리를 가진 이들이 함께 나서야 할 때다. 바닷속은 보이지 않지만, 그 피해는 결코 작지 않다"고 강조했다. 이번 연구는 학술지 해양 오염 블레틴(Marine Pollution Bulletin)에 게재됐다.
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지중해 최심부 칼립소 해연, '플라스틱 무덤'으로⋯"깨끗한 바닥은 단 한 평도 없다"
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국산 AI 반도체로 구현하는 '온디바이스 AI'⋯부산·산청·영주서 대규모 실증 착수
- 국산 인공지능(AI) 반도체 기반의 온디바이스 AI 기술이 도시 단위의 실증 사업을 통해 본격적으로 현장에 투입된다. 과학기술정보통신부는 23일, 퓨리오사AI의 '워보이', 모빌린트의 '레귤러스' 등 국산 AI 반도체를 활용해 클라우드 연결 없이 단말기 자체에서 인공지능 기능을 수행하는 온디바이스 AI 혁신 서비스를 발굴하고, 이를 도시 단위에서 대규모로 실증할 계획이라고 밝혔다. '온디바이스 AI'는 기기 내에서 데이터 처리가 이뤄져 개인정보 보호와 보안성이 우수하며, 개별 사용자 맞춤형 서비스 제공 속도도 빠르다는 장점이 있다. 정부는 이 기술을 CCTV, 드론 등 다양한 디바이스에 적용해 재난 대응, 범죄 예방 등 사회문제 해결에 활용할 방침이다. 구체적인 실증 과제도 공개됐다. 부산에서는 해양도시 특성을 반영한 실증사업이 추진된다. 수상 로봇과 AI 기반 CCTV를 통해 실시간 기름 유출을 조기 감지하고, 해양 폐기물을 자동으로 탐지·제거하는 기술을 시험한다. 경상남도 산청군과 하동군에서는 '산불 조기경보 및 자율형 AI 안전 관제 시스템'이 도입된다. AI가 산불을 조기에 탐지하고, 확산 경로를 실시간으로 예측해 신속 대응이 가능하도록 지원한다. 경북 영주시는 '영주 ON'이라는 실시간 관제 시스템을 개발해 범죄 행위나 돌발 사고를 빠르게 포착하고 대응하는 기술을 검증할 예정이다. 과기정통부는 이번 실증 사업의 추진 과정에서 규제 특례가 필요한 경우, 규제 샌드박스를 연계해 적극적인 지원에 나설 방침이다. 정부는 국산 AI 반도체의 실질적 활용처를 확대하고, 글로벌 경쟁력을 확보하는 데 이번 실증 사업이 중요한 발판이 될 것으로 기대하고 있다.
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국산 AI 반도체로 구현하는 '온디바이스 AI'⋯부산·산청·영주서 대규모 실증 착수
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5월 생산자물가 0.4% 하락⋯1년 반 만에 최대 폭
- 지난달 농산물과 석탄·석유제품 가격이 일제히 하락하면서 생산자물가지수가 1년 6개월 만에 가장 큰 폭으로 떨어졌다. 20일 한국은행에 따르면 5월 생산자물가지수는 119.66으로 전월(120.14)보다 0.4% 낮아졌다. 지난 4월(-0.2%)에 이어 두 달 연속 하락했으며, 하락 폭은 2023년 11월(-0.4%) 이후 최대다. 농산물(-10.1%)과 석탄·석유제품(-4.2%)의 가격 하락이 두드러졌고, 서비스 부문은 금융·보험, 숙박 등의 가격 상승으로 0.2% 올랐다. 총산출물가지수도 1.1% 하락해 전반적인 공급단 인플레이션 압력이 다소 완화된 모습이다. [미니해설] 공급단 물가 압력 완화 조짐⋯5월 생산자 물가 1년 반 만에 최대폭 하락 국내 생산자물가가 5월 들어 두 달 연속 하락세를 보이며, 하락폭도 1년 6개월만에 최대치를 기록했다. 농산물과 에너지 가격이 동반 하락한 것이 결절적인 요인이었다. 20일 한국은행이 발표한 2025년 5월 생산자물가지수는 119.66(2020년 기준 100)으로 전월 대비 0.4% 하락했다. 4월(-0.2%)에 이어 두 달 연속 내림세를 보였으며, 작년 11월 이후 가장 큰 하락폭이다. 다만 전년 동월 대비로는 0.3% 상승해 전반적인 물가 수준은 여전히 높은 상태다. 품목별로는 농산물 가격이 -10.1% 급락하면서 전체 물가 하락에 가장 큰 영향을 미쳤다. 특히 참외(-53.1%), 양파(-42.7%) 등 일부 채소·과일류 가격이 계절적 공급 증가에 따라 큰 폭으로 떨어졌다. 이문희 한국은행 물가통계팀장은 "일조량 증가 등 기상 여건이 좋아져 출하량이 늘면서 가격이 하락했다"고 설명했다. 공산품 부문에서는 석탄·석유제품이 -4.2% 하락해 물가를 끌어내렸다. 특히 벤젠(-6.1%), 경유(-5.9%), 아연 1차 정련품(-9.0%) 등 원자재 성격의 품목이 두드러지게 하락했다. 반면 식료품 가격은 평균 0.6% 상승하며 여전히 견조한 흐름을 유지했다. 전력·가스·수도·폐기물 부문에서도 산업용 도시가스 가격이 -7.7% 하락하며 전월 대비 0.6% 낮아졌다. 공급단 전반에서 원가 부담이 완화되는 흐름이다. 서비스 부문에서는 전반적인 상승세가 나타났다. 금융·보험서비스(1.1%)와 음식점·숙박서비스(0.4%) 중심으로 0.2% 올랐으며, 세부 품목 중에서는 위탁매매수수료(5.2%), 온라인동영상서비스(4.4%), 호텔(3.6%), 요구르트(4.6%) 등 소비자 체감도가 높은 항목이 상승을 주도했다. 국내 출하에 수출품까지 포함한 총산출물가지수도 1.1% 하락했다. 이는 공산품(-1.7%) 하락이 큰 영향을 미친 결과로 풀이된다. 한편, 서비스 부문은 소폭(0.2%) 상승해 상반된 흐름을 보였다. 국내 공급 전반의 가격 변동을 보여주는 국내공급물가지수는 전월 대비 1.4% 하락했다. 원재료(-5.6%), 중간재(-1.1%), 최종재(-0.7%)가 모두 하락한 가운데, 수입 물가까지 포함한 공급단 전반의 물가 압력이 크게 낮아졌다. 이번 생산자 물가 하락은 통상 12개월 후 소비자 물가에 영향을 미치는 경향이 있는 만큼, 7~8월 중 소비자 물가 상승세가 다소 주춤할 가능성도 있다. 한국은행은 공급 측 인플레이션 압력이 일시적으로 완화됐다고 평가하면서도, 서비스 가격 상승과 국제 유가 변동성 등은 여전히 주의해야 할 변수로 보고 있다. 생산자물가의 완화는 기업의 생산비용 부담 경감으로 이어져 수익성 회복에 긍정적인 요인으로 작용할 수 있다. 다만 서비스물가의 구조적 상승세는 소비자에게 직접적인 부담이 되고 있어, 물가 안정까지는 여전히 시간이 필요할 전망이다.
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- 경제
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5월 생산자물가 0.4% 하락⋯1년 반 만에 최대 폭
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[신소재 신기술(179)] 이산화탄소를 시멘트로⋯친환경 건설을 향한 새로운 전환점
- 이산화탄소를 오염물질로만 여겨온 기존 인식에 도전하는 획기적인 연구 결과가 나왔다. 10일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 미국 미시간대학교를 중심으로 UC 데이비스와 UCLA 연구진이 참여한 공동 연구팀은 이산화탄소(CO₂)를 금속 옥살레이트(metal oxalates)로 전환해 시멘트 제조 원료로 활용하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스 화학과 조교수이자 이 연구의 공동 주저자인 헤수스 벨라스케스는 "금속 옥살산염은 아직 충분히 탐구되지 않은 분야로, 대체 시멘트 재료, 합성 전구체, 심지어 이산화탄소 저장 솔루션으로 활용될 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 미국 에너지부(DOE)가 후원하는 '탄소 순환 종결 센터(Center for Closing the Carbon Cycle, 4C)'의 일환으로 수행됐다. 4C의 주요 목표는 대기 중 배출되는 이산화탄소를 포집해 활용 가능한 물질로 전환하는 실용적인 방안을 찾는 데 있다. 연구팀은 시멘트의 주원료인 포틀랜드 시멘트 제조 과정에서 대규모 이산화탄소가 배출된다는 점에 주목, 발상을 전환해 이산화탄소를 투입해 새로운 시멘트 성분을 만들어내는 방식으로 접근했다. 팀은 이산화탄소를 금속 이온과 결합시켜 금속 옥살레이트 형태의 고체를 생성한 뒤, 이를 시멘트 제조에 활용할 수 있다는 점에서 의미 있는 진전을 이뤘다. 특히 이번 연구의 핵심은 극미량의 납(lead)을 촉매로 활용하면서도 높은 반응 효율을 달성했다는 데 있다. 기존 기술은 다량의 납을 필요로 해 환경과 건강에 대한 부담이 컸다. 연구팀은 고분자 물질을 이용해 납의 화학적 환경을 정밀 제어함으로써 필요한 납의 양을 "10억 분의 1(ppb)' 수준으로 낮췄다. 이는 상업용 재료에 존재하는 불순물 수준에 불과해 산업적 확장 가능성을 높인 성과다. 미시간대 찰스 맥크로리(Charls McCrory) 교수는 "이번 연구는 이산화탄소라는 가치 없는 폐기물을 고부가가치 재료로 '업사이클링'하는 혁신적인 사례"라며 "이산화탄소를 단순히 매립하거나 제거하는 것을 넘어 건설 자재로 활용함으로써 실질적인 기후 대응 수단으로 삼을 수 있다"고 강조했다. 실제로 이 기술은 두 개의 전극을 활용한 전기화학 반응으로 작동된다. 한쪽 전극은 이산화탄소를 옥살레이트 이온으로 환원시키고, 다른 금속 전극에서는 금속 이온이 방출되어 옥살레이트와 결합해 고체 금속 옥살레이트를 생성한다. 이 고체는 침전 후 수거돼 시멘트 제조에 사용될 수 있다. UC 데이비스의 공동저자 헤수스 벨라스케스(Jesus Velasquez) 박사는 "금속 옥살레이트는 아직 충분히 연구되지 않은 영역으로, 시멘트 대체재는 물론 이산화탄소 저장 소재로도 잠재력을 가진다"고 평가했다. 공동저자인 아나스타샤 알렉산드로바(Anastassia Alexandrova) UCLA 교수는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 촉매 역할을 하는 납의 메커니즘을 이론적으로 검증했다. 그녀는 "산업계에서 유용한 촉매는 종종 우연히 발견되며, 이번 연구처럼 극미량의 불순물이 핵심적인 역할을 하는 사례는 앞으로도 더 많을 것"이라고 내다봤다. 무엇보다 이산화탄소를 고체화해 안정적으로 저장할 수 있다는 점은 환경적으로도 주목할만하다. "이것은 단순한 포집을 넘어 실제로 유용한 고체 재료를 만들어낸다는 점에서 기후 변화 대응에 실질적인 효과를 갖는다"고 맥크로리 교수는 설명했다. 연구팀은 향후 산업화 가능성을 염두에 두고 최종 생산물의 품질과 수율을 높이기 위한 최적화 작업을 지속할 계획이다. "아직 갈 길은 멀었지만, 납 함량을 ppb 수준으로 낮춘 것은 친환경 확장을 위한 중요한 이정표"라며 "상업적 스케일로의 확대 가능성은 충분하다"고 덧븉였다. 이 연구 결과는 국제 과학 저널 '첨단 재료(Advanced Materials, 어드밴스트 머티리얼)'에 정식 게재됐다.
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[신소재 신기술(179)] 이산화탄소를 시멘트로⋯친환경 건설을 향한 새로운 전환점
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[ESGC] 미세플라스틱, 중금속 체내 전달 경로 될 수 있어⋯과학계 경고
- 전 세계적으로 매년 3억 8900만 톤 이상 배출되는 플라스틱 쓰레기 중 상당량이 해양과 산악 지형은 물론, 인체 내부에서도 확인되고 있다. 이 가운데 미세플라스틱이 중금속을 흡착해 인체로 유입될 수 있다는 연구 결과가 제시되면서, 미세플라스틱 오염이 단순한 환경 문제를 넘어 잠재적 건강 위협 요인으로 부각되고 있다. 9일(현지시간) 더쿨다운(TCD)에 따르면 미국 뉴저지공과대학교(NJIT) 연구팀은 최근 학술지 케미칼·엔지니어링뉴스(Chemical & Engineering News, C&EN)에 발표한 실험을 통해, 플라스틱 폐기물에서 유래한 미세플라스틱이 납, 카드뮴, 코발트, 망간, 아연 등 주요 중금속을 빠르게 흡착한다는 사실을 확인했다. 연구진은 실생활과 유사한 환경을 모사하기 위해 플라스틱 폐기물과 수돗물을 혼합한 용액에 미세플라스틱을 노출시켰다. 그 결과, 세 가지 종류의 일반적인 플라스틱 입자에서 5분 이내에 중금속 흡착 반응이 일어났으며, 특히 납의 경우 99% 이상이 빠르게 흡착된 것으로 나타났다. "흡착력 큰 미세플라스틱, 인체 내 침투 시 중금속 전달 가능성" 미세플라스틱(microplastics) 및 나노플라스틱(nanoplastics)은 물병 등 플라스틱 제품이 분해되며 생성되는 극소 입자다. OECD와 미국 국립의학도서관(NLM)에 따르면 이러한 입자는 식품 섭취 또는 호흡을 통해 인체에 유입될 수 있으며, 장기적으로 암 발생 위험이나 대사 장애 등 건강 악영향이 우려된다고 지적했다. NJIT 연구에 참여한 소메나스 미트라(Somenath Mitra) 교수는 "이번 결과는 나노플라스틱 오염이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 여러 의문에 접근할 수 있는 실마리"라고 평가했다. 특히 이번 실험은 다양한 크기와 형태의 미세플라스틱을 활용해 실제 환경에서 존재하는 입자 특성과 유사한 조건을 구현했으며, 이러한 입자들은 실험실 합성 입자보다 표면적이 넓어 중금속을 더 잘 흡착하는 경향을 보였다. 독성 여부는 '노출량'이 핵심…"추가 연구 필요" 그러나 이번 연구만으로 미세플라스틱을 통한 중금속 노출이 실제 인체에 유해한지를 단정하긴 어렵다. 퍼듀대학교의 독성학자 조너선 샤나한(Jonathan H. Shannahan) 교수는 "중요한 것은 노출량(dose)"이라며 "현재로서는 우리가 일상에서 어느 정도의 노출을 받고 있는지 구체적으로 알기 어렵다. 이는 장기적 연구를 통해 규명돼야 할 사안"이라고 말했다. 소비자 인식 전환도 중요…"플라스틱 사용 줄여야" 전문가들은 이번 연구를 계기로 미세플라스틱이 인체 건강에 미치는 영향을 본격적으로 규명할 필요가 있다고 강조했다. 동시에 개인 차원에서도 ▲ 일회용 플라스틱 사용 절감 ▲ 재사용 용기 사용 ▲ 무독성 제품 선택 등 소비 습관의 변화가 중장기적 해결책이 될 수 있다고 제언했다. 플라스틱 오염을 줄이기 위한 제도적 대응과 함께, 일상 속에서 '플라스틱과 거리두기' 실천이 인류 건강 보호를 위한 출발점이 될 수 있다는 점에서 이번 연구는 중요한 경고로 받아들여지고 있다.
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[ESGC] 미세플라스틱, 중금속 체내 전달 경로 될 수 있어⋯과학계 경고
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[ESGC] 바다거북 한 마리, 플라스틱 26.4g 삼킨다⋯해양은 쓰레기 저장소
- 바다거북 몸속에 플라스틱이 최소 탁구공 10개(약 26g) 분량이 들어 있는 것으로 확인됐다고 과학기술 전문매체 더 컨버세이션이 3일(현지시간) 보도했다. 매년 수천만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 유입되고 있지만, 그 대부분이 어디로 흘러가는지는 여전히 제대로 파악되지 않고 있다. 과학계는 해수면, 수중, 심해 등 여러 해양 공간에 존재하는 플라스틱 분포를 수년간 추적해왔으나, 정작 해양 생물체 내부에 축적된 플라스틱에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다. 최근 이 공백을 메우기 위한 연구가 국제 학술회의인 '제56회 달·행성과학 콘퍼런스(LPSC 2025)'에서 발표됐다. 인류가 플라스틱을 얼마나 바다생물의 몸속에 저장하고 있는지를 알아보기 위해, 연구진은 녹색바다거북(green sea turtle)을 사례종으로 선정하고, 이들이 얼마나 많은 플라스틱을 섭취하는지를 정량적으로 분석했다. 연구 결과에 따르면, 전 세계 암컷 녹색바다거북이 몸속에 저장한 플라스틱은 총 60톤에 달하는 것으로 추산됐다. 이는 대형 쓰레기 수거차 한 대 분량과 맞먹는다. 개체별로는 바다거북 1마리당 평균 26.4그램의 플라스틱을 섭취한 것으로 나타났으며, 이는 탁구공 10개에 해당하는 무게다. 연구진은 이 모델을 구축하기 위해 바다거북의 섭식 위치, 서식지의 위도, 인근 국가의 사회·경제적 수준, 개체의 생태적 특성 등 다양한 요인을 종합적으로 고려했다. 특히 적도 인근 지역에서 먹이를 찾는 개체일수록 플라스틱을 섭취할 가능성이 높았고, 폐기물 관리 체계가 미비한 국가 인근 해역일수록 오염도가 높았다. 거북의 생태적 습성도 영향을 미쳤다. 가령, 가죽등바다거북(leatherback turtle)은 젤리류를 주식으로 삼기 때문에 풍선 조각이나 비닐을 먹이로 착각할 가능성이 높다. 반면, 녹색바다거북은 성체가 되면 주로 해조류나 해초를 섭취하며 연안 지역에 정착한다. 이러한 차이는 각 종의 플라스틱 노출 수준과 체내 축적량을 결정짓는 핵심 변수로 작용한다. 세계자연보전연맹(IUCN)에 따르면, 바다거북 7종 중 6종이 '취약(Vulnerable)' 이상 등급에 해당할 정도로 해양 생태계 변화에 민감하다. 연구진은 "플라스틱이 해양 환경에 지속적으로 유입되고 있다는 점에서, 바다거북은 단순한 피해종이 아닌, 해양 플라스틱 오염의 축적지를 구성하는 일종의 '이동형 저장고' 역할을 할 수 있다"고 설명했다. 실제로 바다거북은 섭식 활동 중 다양한 형태의 플라스틱(비닐봉지, 낚시줄, 스티로폼 조각, 식품 포장재, 원재료 펠릿 등)을 삼킬 수 있으며, 이는 장기 내벽 손상, 소화불량, 영양실조, 폐사 등으로 이어질 수 있다. 거북이 그물이나 로프 등에 얽히는 사례도 잦다. 이번 연구는 바다거북에 국한되지 않는다. 연구진은 향후 다른 해양 생물종을 대상으로 한 분석을 통해 전 세계 해양 생태계 전체에 저장된 플라스틱 총량을 파악하는 것이 필요하다고 강조했다. 또한 "해양 생물들이 생존과 이동 과정에서 플라스틱을 함께 이동시킴으로써, 무의식적 '플라스틱 수송체' 역할을 할 가능성도 존재한다"고 덧붙였다. 연구팀은 향후 보다 정밀한 모델링을 위해, 바다거북을 포함한 다양한 종에 대한 정기적인 생태 모니터링과 표준화된 자료 공개 체계가 필요하다고 강조했다. 이 같은 자료는 향후 글로벌 플라스틱 조약(Global Plastics Treaty) 수립 시, 과학적 근거로 활용될 수 있다. 플라스틱의 종착지는 해안선이 아니라 생명체의 내부일 수 있다는 사실은, 우리가 일상에서 버린 플라스틱이 결국 어떤 방식으로 돌아오는지를 직시하게 만든다. 연구진은 "플라스틱 순환의 실체를 이해하려면, 생물 내부의 플라스틱 보유량 추적이 그 핵심"이라고 강조했다.
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[ESGC] 바다거북 한 마리, 플라스틱 26.4g 삼킨다⋯해양은 쓰레기 저장소
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[신소재 신기술(177) 폐건설자재·유리로 만든 '비시멘트 고강도 고결제'⋯日 연구진, 160kN/㎡ 압축력 확보
- 일본 연구진이 시멘트를 전혀 사용하지 않고 산업 폐기물만으로 고강도의 토양 고결제를 개발했다. 이 신소재는 일반 포틀랜드 시멘트(OPC)에 비해 탄소배출과 비용을 획기적으로 줄이면서도 건설용 기준 강도를 충족해, 차세대 친환경 인프라 소재로 주목받고 있다. 해당 내용에 대해서는 인터레스팅엔지니어링, 데일리 갤럭시 등 다수 외신이 보도했다. 일본 오사카 외곽의 대학 실험실에서 시이나 이나즈미(Shinya Inazumi) 교수가 이끄는 연구팀은 건설현장의 먼지와 분쇄 유리를 주원료로 한 지오폴리머 기반 고결제를 개발했다. 해당 소재는 110도~200도의 저온 열처리를 통해 활성화되며, 지반 보강에 요구되는 압축강도 160kN/㎡ 이상을 확보했다. 이는 도로, 건물, 교량 등의 기초 지반 안정화에 충분한 수준이다. 고결제는 일반 시멘트의 생산 과정에서 필연적으로 발생하는 이산화탄소(CO₂) 배출 문제를 회피할 수 있어 지속가능한 건설소재로 주목받고 있다. 국제기후변화위원회(IPCC)에 따르면, 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 7~8%가 OPC 생산에서 발생한다. 연구팀은 초기 실험에서 소량의 비소(As) 용출이 확인됐으나, 이에 대해서는 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 첨가해 안정화를 유도함으로써 환경 안정성까지 확보했다고 밝혔다. 이나즈미 교수는 "지속가능성은 환경안전을 희생해서는 안 된다"며, "건설폐기물과 탄소배출이라는 이중 과제를 동시에 해결할 수 있는 대안 기술이 될 것"이라고 강조했다. 이 고결제는 빠른 경화성과 우수한 작업성은 물론, 염해·황산·동결융해 등 외부 화학적 스트레스에도 강해, 재난 대응 등 긴급 보강 용도로도 활용 가능성이 높다. 특히 점토층이 많은 일본 일부 지역에서는 기존 시멘트보다 낮은 비용과 탄소부담으로 안정적인 지반 강화를 실현할 수 있다는 평가다. 해당 연구 성과는 국제 학술지 '클리너 엔지니어링 앤 테크놀로지(Cleaner Engineering and Technology)'에 게재됐으며, 건설·토목 분야에서 새로운 대체재로 적용 가능성을 넓히고 있다. 연구팀은 향후 벽돌형 블록 생산 등 농촌 개발용 건축재로의 확장도 가능하다고 내다보고 있다. 2024년 기준 세계 시멘트 생산량은 약 44억 톤에 달하며, 시장 규모는 약 3,850억 달러(약 560조 원)에 이른다. 이처럼 대규모이면서 환경 부담이 큰 산업 내에서, 일본발 친환경 고결제 기술이 시장의 균형을 바꿀 수 있을지 주목된다.
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[신소재 신기술(177) 폐건설자재·유리로 만든 '비시멘트 고강도 고결제'⋯日 연구진, 160kN/㎡ 압축력 확보
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[우주의 속삭임(116)] 중국 톈궁 우주정거장에서 신종 미생물 발견⋯우주 생명과학 연구 새 장 연다
- 중국의 우주정거장 텐궁(Tiangong, 天宮)에서 지구상에서 존재하지 않았던 새로운 미생물 균주가 발견됐다. 중국 선저우(神舟) 우주생명공학연구소와 베이징우주비행체시스템공학연구소 공동연구팀은 최근 국제 학술지 국제 계통진화 미생물학 저널(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology)에 발표한 논문을 통해 새로운 균주 '니알리아 톈궁엔시스(Niallia tiangongensis)'를 공식 보고했다. 중국 우주 생명과학 연구진은 이 미생물이 우주 환경에 특화된 적응 능력을 갖춘 것으로 분석했다고 인터레스팅엔지니어링이 전했다. 아울러 향후 우주 의학·농업·자원재활용 분야 등에 폭넓게 응용될 것으로 기대하고 있다. 이 미생물은 2023년 5월, 선저우 15호 우주비행사들이 톈궁 우주정거장에 체류 중이던 시기에 채집된 것이다. 이 균주는 기존 지구상의 니알리아(Niallia) 속 박테리아에서 변형된 새로운 형태로, 텐궁에 체류중이던 선저우 15호 승무원이 우주정거장 내부 모듈 표면에서 채취했다. 니알리아 톈궁엔시스는 기존 지구 박테리아의 유전적 변형체로, 극한 우주 환경에서 생존할 수 있도록 진화한 특성을 지녔다. 연구에 따르면 이 박테리아는 산화 스트레스에 대한 저항성이 높고, 방사선으로 인한 손상을 복구하는 능력이 향상돼 있는 것으로 나타났다. 중국 유인우주국(CMSA)은 이번 발견이 '우주정거장 서식 구역 마이크로바이옴 프로그램(CHAMP)'의 일환으로 수행된 미생물 모니터링 활동의 성과라고 밝혔다. 해당 프로그램은 장기 우주체류 중 미생물 군집의 변화를 추적·분석하고 있다. 선저우 15호 승무원들은 정거장 체류 기간 중 모듈 표면을 멸균 포로 닦아 미생물을 채취했고, 이를 지구로 회수해 냉동 보관 후 유전체 분석 및 대사 특성 평가를 진행한 결과 새로운 균주임을 확인했다. 특히 연구팀은 이 신종 미생물이 특정 유기 화합물을 분해하는 능력을 지녀 우주 내 폐기물을 자원으로 전환할 수 있는 생물학적 기술 기반이 될 수 있다고 분석했다. 과학자들은 이번 연구가 두 가지 측면에서 중요한 의미를 가진다고 분석했다. 첫째, 우주 환경에서 미생물이 생존하는 방식에 대한 이해는 향후 우주선 내 미생물 통제 전략을 설계하는 데 중요한 과학적 토대를 제공할 수 있다. 둘째, 해당 미생물이 특정 유기 화합물을 분해하는 능력을 지녀, 향후 우주 및 지구 환경에서 폐기물 처리와 자원 재활용 기술 개발에 응용 가능성이 열려 있다. 중국 우주 당국은 "톈궁 우주정거장은 향후 미생물 생존, 유전학, 대사 작용에 대한 방대한 데이터를 축적할 것이며, 이는 지구상의 농업과 산업에도 기여할 수 있는 혁신적 응용으로 이어질 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 미생물학뿐 아니라 우주공학, 자원 순환기술, 바이오메디컬 분야에까지 확장 가능한 다학제적 의미를 지닌 성과로 평가받고 있다.
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[우주의 속삭임(116)] 중국 톈궁 우주정거장에서 신종 미생물 발견⋯우주 생명과학 연구 새 장 연다
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