• [우주의 속삭임(105)] 화성 지하에 대규모 물 존재 시사⋯지진 데이터 분석 결과

  NASA 인사이트호의 지진 관측 자료 분석 통해 지하 10~20km 깊이에 액체 상태 물 존재 가능성 강력히 제기 화성 지하에 광대한 양의 물 존재 가능성 시사하는 새로운 지진 데이터 분석 결과가 발표돼 학계의 주목을 받고 있다. 일본 히로시마 대학 연구팀이 미국 항공우주국(NASA)의 화성 탐사선 인사이트(InSight)호가 수집한 지진 데이터를 분석한 새로운 연구 결과에 따르면, 화성 지하 깊은 곳에 상당한 양의 액체 상태 물이 존재할 가능성을 강력하게 시사하고 있다고 스페이스닷컴이 전했다. 2024년, 연구진은 화성 지하 11.5~20km 깊이에 액체 상태의 물이 스며들어 있을 가능성을 제기했으며, 이는 화성 지진 발생 시 감지된 지진파의 속도를 근거로 한 주장이었다. 히로시마 대학의 카타야마 이쿠오 교수와 해양지구과학기술연구소의 아카마츠 유야 연구원은 인사이트호의 지진 자료를 분석하여 이러한 주장을 뒷받침하는 추가적인 증거를 발견했다. 카타야마 교수는 성명을 통해 "수많은 연구들이 수십억 년 전 고대 화성에 물이 존재했음을 시사한다"며, "하지만 우리의 모델은 현재 화성에도 액체 상태의 물이 존재함을 나타낸다"고 밝혔다. 이번 연구는 2018년부터 2022년까지 화성 표면에서 운영된 인사이트 미션의 지진 실험 장비(SEIS)가 수집한 지진 데이터를 기반으로 한다. SEIS는 화성에서 작동한 최초의 지진계로, 화성 지진으로부터 발생하는 세 가지 유형의 지진파(P파, S파, 표면파)를 감지했다. P파는 음파와 유사하게 앞뒤로 진동하며, S파는 진행 방향에 수직으로 위아래로 진동한다. 표면파는 연못의 잔물결처럼 화성 표면을 따라 이동한다. 새로운 연구는 지하 P파와 S파에 초점을 맞췄다. P파는 더 빠른 지진파이며, S파는 더 느리고 액체를 통과할 수 없다. 액체는 운동 방향에 수직인 진동을 허용하지 않기 때문이다. 이러한 두 가지 유형의 지진파를 측정하는 지진계는 신호의 강도와 지진계에 도달하는 데 걸린 시간을 통해 파동이 통과한 지하 매질(물 또는 암석 등)의 밀도와 구성을 파악하는 데 도움을 준다. 카타야마 교수와 아카마츠 연구원은 지진 데이터에서 10~20km 깊이에서 화성 내부의 특성이 갑자기 변하는 것으로 보이는 두 개의 전이 영역에 주목했다. 이 깊이는 이전 연구에서 액체 상태의 물의 증거가 발견되었다고 주장된 영역과 매우 유사하다. 이전에는 지구물리학자들이 이러한 전이 영역이 상부의 화산재와 하부의 충돌 분출물 사이의 차이, 그리고 20km 깊이에서 다공성 암석(틈과 공동으로 채워진 암석)에서 고체 암석으로의 변화를 나타낸다고 주장했다. 그러나 카타야마 교수와 아카마츠 연구원은 이러한 설명 외에 다른 요인이 작용한다고 주장한다. SEIS가 감지한 P파와 S파 분석 결과에 따르면, 10~20km 깊이의 다공성 암석 내 틈과 공동에 물이 존재한다는 것이다. 연구진은 지진 데이터 기반 가설을 검증하기 위해 스웨덴 뤼다홀름 지역의 섬록암(현무암과 유사한 화성 암석의 유사체)을 대상으로 실험을 수행했다. 실험 결과, 습한 조건에서 섬록암은 SEIS가 감지한 것과 유사한 지진 신호를 나타냈다. 이전 연구에서는 화성 지하 깊은 곳에 표면 전체를 1~2km 깊이의 바다로 덮을 수 있을 만큼의 물이 존재할 수 있다고 추정했다. 이러한 막대한 양의 액체 상태 물의 존재가 확인될 경우, "미생물 활동의 가능성"을 시사할 수 있다고 카타야마 교수는 언급했다. 안타깝게도 현재 기술로는 화성에 존재 가능한 물에 도달하거나 그곳에 존재할지도 모르는 생명체를 탐사할 방법이 없다. 따라서 화성의 물을 포함한 수많은 미스터리는 당분간 지하에 묻혀 있을 것으로 보인다. 카타야마 교수와 아카마츠 연구원의 이번 연구 결과는 저명한 과학 저널인 '지질학(Geology)'에 게재됐다.

  • 포커스온

  2025-03-19

• [기후의 역습(125)] 자연 탄소 흡수 능력 감소 추세, 기후 변화 가속화 경고

  자연적인 이산화탄소(CO₂) 격리 과정이 약화되고 있으며, 이로 인해 기후 변화가 더욱 가속화될 것이라는 연구 결과가 발표되어 주목을 받고 있다. 스코틀랜드 스트라스클라이드 대학교 연구팀은 식물이 광합성을 통해 대기 중 CO₂를 흡수하고 저장하는 탄소 격리 과정이 1960년대에는 연간 0.8%씩 증가했으나, 2008년을 정점으로 하락세로 전환되어 현재는 연간 0.25%씩 감소하고 있다고 밝혔다. 과거 1960년대의 탄소 격리 성장률이 지속되었다면 자연 탄소 격리는 1960년부터 2010년까지 50% 증가했을 것이지만, 현재의 감소 추세가 이어진다면 250년 안에 절반으로 줄어들 것이라는 분석이다. 해당 연구에 대해서는 글래스고우 스트라스칼라이드 대학교가 17일(현지시간) 홈페이지를 통해 밝혔다. CO₂ 인위적 배출 상쇄 능력 약화 자연 탄소 격리는 최근 연간 약 1.2%씩 증가하고 있는 인간 활동으로 인한 탄소 배출량을 일부 상쇄하는 역할을 한다. 이러한 상쇄 효과를 유지하기 위해서는 인간의 탄소 배출량을 연간 0.3%씩 감축해야 한다. 이는 약 1억 톤의 CO₂ 감축에 맞먹는 양이다. 본 연구 결과는 영국 왕립 기상학회(Royal Meteorological Society) 학술지 '웨더(Weather)'에 게재됐다. 연구의 공동 저자인 스트라스클라이드 대학교 지속가능발전센터 방문 교수 제임스 커런(James Curran) 박사는 "지구 육지의 대부분은 북반구에 위치하며, 북반구의 여름철에는 풍부한 식생이 대기 중의 막대한 양의 CO₂를 흡수한다"고 설명했다. 커런 박사는 이어 "북반구의 겨울철에는 일부 CO₂가 죽은 식물의 자연 분해를 통해 대기 중으로 다시 방출되지만, 일부는 뿌리, 토양 및 휴면 상태의 목질 물질에 갇혀 남아있다. 인간 활동으로 인한 추가적인 배출 때문에 CO₂ 농도의 전체적인 곡선은 여전히 매년 상승하고 있다"고 덧붙였다. 그는 또한 "탄소 격리를 포함한 생물 다양성과 관련 생태계 서비스를 재건하기 위한 모든 노력이 시급하다. 삼림 벌채를 중단하고, 생태계 복원을 장려하며, 산불을 예방해야 한다. 회복력이 뛰어나고 향상된 생태계 서비스를 제공하는 대규모 서식지의 경우, 단편화를 우선적으로 해결해야 하며, 화석 연료를 단계적으로 폐지하고, 목재 및 섬유 제품을 더 넓은 순환 경제의 일환으로 가능한 한 오랫동안 재사용해야 한다"고 강조했다. "탄소 격리 감소는 이미 진행중" 커런 교수는 탄소 격리가 여전히 증가하고 있으며 미래의 어느 시점에서 감소하기 시작할 것이라는 광범위한 믿음이 존재하지만, 데이터는 이미 감소가 진행 중임을 보여준다고 지적했다. 그는 "대기 중 CO₂ 증가는 식물의 비료와 같은 역할을 하며, 특히 캐나다와 러시아의 광활하고 추운 북위 지역에서 지구 온난화로 식물이 더 빠르고 쉽게 잘 자랄 수 있는 것은 알려진 사실이다"라고 말했다. 커런 교수는 "위성 관측 결과 지구의 식생이 확산되면서 '더 푸르게' 변하고 있는 것으로 보고되지만, 과도한 열, 가뭄, 홍수, 바람 피해, 산불, 사막화, 그리고 잠재적으로 더 넓게 퍼지는 식물 해충 및 질병으로 인한 식생 성장 손상 등 다른 모든 영향으로 인해 그 단순한 가정이 반박된다"고 설명했다. 이 연구에 사용된 데이터는 하와이 마우나 로아 화산 북쪽 측면에 위치한 마우나 로아 천문대(MLO)에서 제공했다. 해발 3397m에 위치한 마우나 로아 천문대는 1950년대부터 대기 변화와 관련된 데이터를 지속적으로 모니터링하고 수집해온 최고의 대기 연구 시설이다. 2022년 마우나로아 화산이 폭발하면서 용암이 진입로를 가로질러 시설로 가는 전선을 끊어버려 마우나로아 천문대에서의 측정이 중단됐다. 현재 천문대는 차량으로 접근이 불가능하고 지역 전력회사의 전력 공급이 중단된 상태다. 천문대 직원들은 4개의 천문대 건물에 제한적인 태양광 발전을 설치해 글로벌 모니터링 연구실과 스크립스의 중요한 CO₂ 기록 및 기타 대기 측정값을 포함한 약 33%의 측정값을 현장에서 복구했다. ◇ 참고 문헌: James C. Curran et al, Natural sequestration of carbon dioxide is in decline: climate change will accelerate, Weather (2025). DOI: 10.1002/wea.7668

  • ESGC

  2025-03-19

• 엔비디아, 울트라·루빈·파인먼 등 AI 칩 출시 로드맵 발표

  인공지능(AI) 칩 선두주자 엔비디아가 18일(현지시간) 향후 출시될 AI 칩의 로드맵을 발표했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 이날 미 캘리포니아주 새너제이 SAP 센터에서 열린 연례 개발자 회의 'GTC 2025'에서 2028년까지 AI 칩 로드맵을 공개했다. 지난해부터 블랙웰을 출시하고 있는 엔비디아는 내년에 '루빈'이라는 새로운 AI 칩을 출시하겠다고 지난해 6월 발표했으며 이날 이를 구체화했다. 황 CEO는 올해 하반기부터 2027년까지 블랙웰 업그레이드 버전과 루빈, 루빈 업그레이드 버전을 선보이고 2028년에는 새로운 AI 칩을 출시한다고 밝혔다. 그는 "AI 공장(데이터센터) 기준 성능으로 (이전 칩인) H100 '호퍼' 대비 블랙웰은 68배, 루빈은 900배가 될 것"이라며 "같은 기능 대비 비용은 블랙웰이 호퍼의 13%, 루빈은 3%에 불과하다"고 말했다.그러면서 지난해 말 출시한 첨단 AI 칩 '블랙웰' 생산이 "완전히 가동되고 있다"며 일각에서 제기되고 있는 설계 결함에 따른 생산 차질 우려를 일축했다. 이어 아마존과 마이크로소프트(MS), 구글, 오라클 등 4대 클라우드 기업이 이전 세대인 호퍼 칩을 지난해 130만개 구매했고, 올해에는 블랙웰을 360만개를 구매해 큰 인기를 끌고 있다고 설명했다. 황 CEO는 올해 하반기에는 블랙웰의 업그레이드 버전인 '블랙웰 울트라'가 출시될 예정이라고 설명했다. 블랙웰 울트라는 기존 192GB던 5세대 HBM인 HBM3E를 288GB로 50% 늘렸다. '블랙웰 울트라'는 엔비디아의 암(Arm) 기반 CPU와 결합한 'GB300'과 GPU 버전 'B300'으로 제공된다. 내년 하반기에는 '루빈'이라는 새로운 아키텍처의 AI 칩이 출시된다. 루빈에는 기존 칩에 장착됐던 중앙처리장치(CPU) 그레이스 대신 '베라(Vera)'라는 새로운 CPU가 접목된다. 2027년에는 루빈의 업그레이드 버전인 루빈 울트라가 출시되고 2028년에는 '파인먼(Feynman)'이라는 새로운 AI 칩이 나올 예정이라고 황 CEO는 밝혔다. 다만 이날 파인먼에 대한 구체적인 사양은 밝히지 않았다. 엔비디아는 이와 함께 휴머노이드 로봇 개발을 가속할 '아이작 그루트 N1(Isaac GROOT N1)'이라는 플랫폼을 공개했다. 엔비디아는 이 프로젝트에서 월트 디즈니, 구글 딥마인드와 협력 중이라고 밝혔다. 또 제너럴 모터스와 협력해 차세대 자동차, 공장, 로봇에 AI를 활용하는 작업을 진행 중이라고 설명했다. 이와 함께 차세대 통신규격인 6세대(6G)부문에서 통신사들과 협력을 모색할 방침을 나타냈다. 엔비다아는 무선통신 프로젝트에서는 T모바일USA와 시스코시스템이 참여하고 있다고 밝혔다. 아울러 TSMC와 함께 컴퓨터간 통신을 광자로 하는 네트워킹 칩인 실리콘 포토닉스를 오는 하반기 내놓을 예정이다. 실리콘포토닉스는 전자로 하던 컴퓨터 간 통신을 광자로 가능케 함으로써 전송 속도를 높이고 전력 소모를 줄이는 기술이다. 황 CEO는 중국 AI 스타트업 딥시크의 가성비 모델을 의식한 듯 "첨단 AI를 위해 전 세계가 예상했던 것보다 100배 더 많은 컴퓨팅 파워가 필요하다"며 "AI 추론 모델과 AI 에이전트가 엔비디아 칩 수요를 크게 증가시킬 것"이라고 강조했다.

  • IT/바이오

  2025-03-19

• 앤스로픽 CPO "클로드, AI 혁신 주도할 것"

  18일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '아마존웹서비스(AWS) 유니콘데이 2025' 기조강연에서 마이크 크리거 앤스로픽 최고제품책임자(CPO)는 인공지능(AI) 모델 '클로드'가 혁신·과학기술·사회 등 다양한 분야를 선도할 것이라고 밝혔다. 그는 클로드가 단순 보조 기능을 넘어 독립적인 작업 수행이 가능해졌으며, 2027년에는 문제 해결 능력을 갖춘 '혁신자' 수준으로 발전할 것이라고 전망했다. AWS는 글로벌 네트워크를 활용해 국내 스타트업의 해외 진출을 지원할 방침이다. 이기혁 AWS 한국 스타트업 에코시스템 총괄은 AI 엑셀러레이터 프로그램을 통해 실리콘밸리·일본 진출 기회를 확대할 계획이라고 밝혔다. [미니해설] 클로드, AI 혁신의 미래를 그리다⋯AWS와 앤스로픽, 스타트업 지원 강화 "몇년 후에는 클로드가 혁신·과학기술·사회 등 다양한 분야를 선도할 것입니다" 마이크 크리거 미국 AI 스타트업 앤스로픽 최고제품책임자(CPO)는 18일 서울 강남구 코엑스에서 열린 'AWS 유니콘데이 2025' 기조강연에서 이같이 말했다. 챗GPT 개발사인 오픈AI 창립 멤버들이 2021년 설립한 앤스로픽은 최신 AI 모델 '클로드'를 앞세워 AI 시장에서 빠르게 성장하고 있다. 크리거 CPO는 클로드가 단순 업무 보조 역할을 넘어 독립적으로 문제를 해결하는 수준까지 발전할 것이라고 강조했다. 클로드의 진화⋯AI의 '혁신자'로 거듭난다 크리거 CPO는 클로드의 발전 속도를 상세히 설명했다. 그는 "지난해까지만 해도 클로드는 개인 업무 생산성을 높이는 역할에 그쳤지만, 올해부터는 독립적으로 작업을 수행하는 수준까지 올라왔다"고 말했다. 이어 "2027년에는 AI가 직접 문제를 해결하는 '혁신자' 수준으로 발전할 것"이라고 전망했다. 이같은 발전에는 클로드가 아마존의 생성형 AI 플랫폼 '베드록'과 통합되며 맞춤형 AI 모델 미세 조정(파인 튜닝) 등의 시너지를 극대화한 점이 주요 요인으로 꼽힌다. 크리거 CPO는 "AI 모델들이 AWS 플랫폼과 원활하게 작동하도록 많은 노력을 기울이고 있다"며 "보안 측ㅂ면에서도 긴밀히 협력하고 있다"고 밝혔다. 최신 AI 모델 '클로드 3.7 소넷'도 주목받았다. 크리거 CPO는 "하이브리드 추론 기능을 활용해 보다 확장된 사고를 지원하며,. 즉각적인 응답이 가능하다"고 강조했다. 그는 "신뢰할 수 있고 확장 가능한 AI 에이전트를 개발하고 있으며, 최신 모델을 통해 비용 효율성을 극대화하는 것이 목표"라고 덧붙였다. AWS, 한국 스타트업 해외 진출 지원 강화 AWS는 이날 행사에서 국내 스타트업들의 글로벌 진출을 적극 지원하겠다는 계획을 발표했다. 이기혁 AWS 한국 스타트업 에코시스템 총괄은 "AWS의 글로벌 프로그램인 '생성형 AI 엑셀러레이터'를 통해 국내 스타트업들이 해외에서 성공할 기회를 확대할 것"이라고 밝혔다. 그는 특히 AWS의 글로벌 네트워크를 적극 활용할 방침이라고 강조했다. "AWS는 글로벌 기업형 벤처캐피털(CVC), 독립 소프트웨어 개발·판매 회사(ISV), 컨설팅사를 포함하는 강력한 네트워크를 보유하고 있다"며 "이를 통해 한국 스타트업들이 현지 기업들과 협력하며 오픈이노베이션을 실현할 수 있도록 돕겠다"고 말했다. 이 총괄은 지난해 아시아태평양(APAC) 지역에서 40여 개 스타트업을 선발해 25곳이 해외 진출 기회를 얻었으며, 올해는 이 숫자가 더욱 증가할 것으로 기대했다. 그는 실리콘밸리와 일본을 해외 진출의 주요 지역으로 꼽으며, AWS의 글로벌 행사 'AWS 리인벤트'를 포함해 다양한 국제 행사에 참여할 기회를 제공하겠다고 설명했다. 이 총괄은 "모두가 '빌더'(창조자)가 되는 세상을 만들기 위해 AWS와 함께하길 바란다"고 말했다. AI에이전트 시대, 스타트업 성장 기회될까 AWS는 AI 기술 발전이 스타트업들에게 새로운 기회를 열어줄 것이라고 강조했다. 김영태 AWS 한국 시니어 세일즈 매니저는 "2023년에는 AI 도입을 실험하는 단계였고, 2024년에는 PoC(기술 검증) 프로젝트들이 실제 프로적션에 적용되기 시작했다"며 "2025년에는 AI 기술이 극대화되며 본격적으로 비느지스 가치를 창출할 것"이라고 전망했다. 그는 "스타트업들이 AI를 활용해 '넥스트 점프(다음 단계 도약)'를 할 수 있는 시기가 도래했다"고 강조했다. AWS 플랫폼을 활용해 성장한 실제 사례도 소개됐다. 장정식 야놀자 클라우드 최고기술책임자(CTO)는 AWS 플랫폼을 통해 회사가 어떻게 발전해왔는지를 설명했다. 또한 매트 테일러 AWS 아시아태평양·일본(APJ) 스타트업 SA 총괄은 데이터베이스 서비스와 AI 기반 모델 선택의 중요성을 강조하며, 스타트업들이 적절한 AI 기술을 선택하고 적용하는 것이 필수적이라고 밝혔다. 클라우드와 AI의 결합⋯스타트업 성공의 열쇠 될까 이번 'AWS 유니콘데이 2025'는 클라우드와 AI 기술이 결합해 새로운 산업 패러다임을 만들어가고 있음을 보여줬다. 앤스로픽의 클로드가 AI 혁신을 주도하며 오픈AI와 경쟁하는 동시에, AWS는 글로벌 네트워크를 활용해 한국 스타트업들의 해외 진출을 적극 지원하고 있다. AI 기술이 빠르게 발전하며 기업과 스타트업의 비즈니스 모델에도 변화를 불러오고 있다. AI가 단순한 보조 기능을 넘어 독립적으로 문제를 해결하는 수준으로 진화하면서, 이를 활용한 기업들의 경쟁력이 크게 향상될 것으로 전망된다. AWS의 지원과 AI 기술의 발전이 맞물려, 한국 스타트업들이 글로벌 시장에서 어떤 성과를 거둘지 주목된다.

  • IT/바이오

  2025-03-18

• [신소재 신기술(162)] 국내 연구진, 박테리아 이용한 친환경 플라스틱 생산 기술 개발

  국내 연구진이 최근 박테리아를 활용해 기존 플라스틱 생산 방식의 한계를 극복하고 친환경적인 폴리머 생산 가능성을 제시하는 연구 결과를 발표해 학계의 주목을 받고 있다. 플라스틱은 현대 사회에 필수적인 소재이지만, 생산 과정에서 화학 연료 기반 화학 물질 사용으로 인한 환경 문제와 폐기할 때 자연적으로 분해되지 않아 발생하는 환경 오염 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이러한 가운데, 한국과학기술원(KAIST)의 생물분자공학자이자 공동저자인 이상엽 박사 연구팀은 포도당만을 연료로 사용해 유용한 폴리머를 생산할 수 있도록 박테리아는 유전자 조작하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 시스템은 박테리아가 특이한 영양 조건이 직면했을 때 사용하는 효소를 기반으로 하며, 다양한 종류의 폴리머를 생산할 수 있도록 조절이 가능하다. 해당 연구에 대해서는 과학기술 전문매체 아르스 테크니카, 네이처닷컴, PHYS.org 등 다수 매체가 17일(현지시간) 보도했다. 네이처 닷컴에 따르면, 매년 전세계적으로 약 4억 톤의 분해 불가능한 석유 기반 플라스틱 폐기물과 미세 플라스틱이 생산되어 야생동물과 인간의 건강을 위협하고 지구를 오염시키고 있다. 탄소 과잉 상태를 활용한 폴리머 합성 메커니즘 연구진은 박테리아 세포가 폴리하이드록시알카노에이트(PHA·폴리에스테르)를 생성하는 시스템에 주목했다. PHA는 박테리아 세포가 탄소원과 에너지를 충분히 공급받지만, 성장과 분열에 필요한 특정 영양소가 부족할 때 생성되는 화학 물질이다. 이러한 환경에서 박테리아 세포는 탄소 원자를 포함하는 작은 분자들을 연결하여 거대한 폴리머를 형성한다. 이후 영양 조건이 개선되면, 박테리아는 이 폴리머를 분해하여 개별 분자들을 에너지원으로 활용할 수 있다. 이 시스템의 핵심적인 특징은 폴리머를 구성하는 단량체의 종류에 크게 구애받지 않는다는 점이다. 지금까지 150가지 이상의 다양한 작은 분자들이 PHA에 통합될 수 있음이 확인됐다. 폴리머를 합성하는 효소인 PHA 합성 효소는 분자가 에스터 결합을 형성할 수 있는지 여부와 세포 내 생화학 반응의 중간체로 흔히 사용되는 코엔자임 A에 결합될 수 있는지 여부만을 중요하게 고려하는 것으로 나타났다. 일반적으로 PHA 합성 효소는 산소 원자를 통해 분자들을 연결하지만, 아미노산에서 발견되는 것과 같이 질소 원자를 통해 연결되는 유사한 화학 결합을 형성하는 것도 가능하다. 그러나 이러한 반응을 촉매하는 효소는 지금까지 알려진 바가 없었다. 이에 연구진은 기존 효소들이 통상적으로 수행하지 않는 반응을 유도할 수 있는지 실험하기로 결정했다. 연구진은 클로스트리디움(Clostridium) 속 박테리아에서 유래한 효소를 활용했는데, 이 효소는 다양한 화학 물질과 상호작용하는 것으로 알려져 있다. 실험 결과, 이 효소는 아미노산을 코엔자임 A에 비교적 효과적으로 결합시켰다. 아미노산들을 서로 연결하기 위해 연구진은 슈도모나스(Pseudomonas) 속 박테리아에서 유래한 효소에 네 가지 돌연변이를 도입하여 반응 물질의 범위를 넓혔다. 시험관 내 실험에서 이 시스템은 성공적으로 작동하여 아미노산들이 폴리머 형태로 연결되는 것을 확인했다. 세포 내 발현 및 생산량 증대 노력 다음 과제는 이 시스템이 실제 세포 내에서도 작동하는 지 확인하는 것이었다. 불행히도 사용된 두 효소 중 하나가 대장균(E. coli)에 약한 독성을 나타내 성장을 저해하는 것으로 밝혀졌다. 이에 연구팀은 해당 단백질을 내성적으로 발현하는 대장균 균주를 개발했다. 이 두 단백질을 모두 발현시킨 결과, 세포는 소량의 아미노산 폴리머를 생산했다. 배지에 특정 아미노산을 과량으로 첨가하면, 생성되는 폴리머에 해당 아미노산의 함량이 높아지는 경향을 보였다. 하지만 박테리아 무게 대비 폴리머 생산량은 다소 낮은 수준이었다. 연구팀은 "이러한 [아미노산]들은 적절한 탄소원으로부터 세포 내에서 생성될 경우 폴리머에 보다 효율적으로 통합될 수 있을 것"이라고 판단했다. 이에 특정 아미노산(라이신) 생산에 필요한 유전자 복제본을 추가적으로 도입했다. 그 결과 더 많은 폴리머가 생산됐으며, 폴리머 내 라이신 함량 비율도 높아졌다. 생성된 폴리머 대부분에는 에스터 결합을 형성할 수 있는 젖산이 상당량 포함되어 있었다. 젖산은 포도당 대사 과정의 잠재적 산물 중 하나이므로 세포 내에 자연적으로 많이 존재한다. 이에 연구팀은 젖산 생성의 주요 효소를 암호화하는 유전자를 제거해 폴리머에 통합되는 젖산의 양을 현저히 줄였다. 연구진은 다양한 조건에서 실험을 진행하여 두 가지 다른 아미노산 단량체의 혼합물로 이루어진 폴리머를 만들 수 있음을 입증했으며, 혼합물에 비아미노산 물질을 통합하는 데에도 성공했다. 대장균 균주에 몇 가지 추가적인 효소를 도입함으로써 박테리아 무게 대비 폴리머 생산량을 50% 이상으로 끌어올렸다. 또한, 중합 반응을 담당하는 효소에 돌연변이를 도입하여 특정 아미노산이 생성되는 폴리머에 선택적으로 더 많이 통합되도록 조절할 수 있음을 확인했다. 다양한 물성 조절 및 생분해 가능성 제시 연구팀이 개발한 시스템은 매우 유연하여 광범위한 학 물질을 폴리머에 통합할 수 있다는 점이 가장 큰 특성이다. 이는 생성되는 플라스틱의 다양한 물성을 조절할 수 있도록 해줄 것으로 기대된다. 또한, 효소를 통해 결합이 형성되었으므로 생성된 폴리머는 거의 확실하게 생분해될 가능성이 높다. 다만 몇가지 한계점도 존재한다. 폴리머에 통합되는 물질을 완전히 통제할 수는 없다는 것이다. 특정 아미노산 또는 기타 화학 물질의 혼합 비율을 높일 수는 있지만, 효소가 세포 내 대사 과정에서 생성되는 임의의 하학 물질을 어느 정도 수준으로 통합하는 것을 완전히 막을 수는 ㅇ첪다. 또한 생산된 폴리머를 제조 공정에 적용하기 전에 다른 세포 구성 성분으로 정제해야 하는 문제와 대규모 산업 생산에 비해 생산 속도가 느리다는 점도 해결해야 할 과제다. 비록 이 기술이 당장 전 세계 플라스틱 생산을 대체할 수 있는 수준은 아니지만, 생물 기반 제조의 잠재력을 훌륭하게 보여주는 연구 결과라는 평가를 받고 있다. 본 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 2025년 3월 18일 자 온라인판에 게재됐다. ◇ 참고 문헌: Tong Un Chae et al, Biosynthesis of poly(ester amide)s in engineered Escherichia coli, Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01842-2

  • ESGC

  2025-03-18

• 미국, 석탄재에서 84억달러 상당 희토류 금속 발견⋯수입 의존도 감소 기대

  미국내 석탄 매립지에서 84억달러(약 12조 1296억원) 상당의 희토류가 매장되어 있다는 연구 결과가 발표돼 주목받고 있다. 텍사스대학교 오스틴 연구팀은 미국내 석탄재에 약 1100만톤(t)의 희토류 원소가 포함된 것으로 추정된다고 밝혔다. 해당 연구에 대해서는 과학 전문매체 사이테크데일이, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 17일(현지시간) 보도했다. 희토류 원소는 원자번호 57에서 71까지 15개 원소에 스칸듐과 이트륨을 더한 17개 원소를 통틀어 이르는 것으로, 스마트폰부터 신재생 에너지 기술에 이르기까지 광범위하게 사용되는 핵심 소재다. 사이테크데일리에 따르면 현재 미국은 희토류 공급을 거의 전적으로 수입에 의존하고 있으며, 그 중 약 75%가 중국에서 공급된다. 이러한 의존도는 글로벌 공급망의 복잡성과 지정학적 긴장으로 인해 우려를 불러일으키고 있다. 이번 연구 결과는 이러한 상황에서 추가채굴을 하지 않고도 미국내에 막대한 양의 희토류가 존재한다는 사실을 새롭게 밝혀낸 것으로, 수입 의존도를 낮추고 핵심 광물 조달 전략에 변화를 가져올 것으로 전망된다. 쓰레기에서 보물로⋯석탄재의 재발견 석탄 연소후 발생하는 분말 형태의 부산물인 석탄재는 오랫동안 산업 폐기물로 여겨져 왔다. 그러나 과학자들은 최근 석탄재가 풍부하고 접근 가능한 희토류 공급원임을 확인했다. 희토류는 배터리, 태양광 패널, 고성능 자석 제조에 필수적인 원소다. 이번 연구의 공동 저자인 텍사스 오스틴 대학 경제지질국 브리짓 스캔런 연구 교수는 "이번 발견은 '쓰레기에서 보물로'라는 격언을 실제로 보여주는 사례"라며 "폐기물을 활용해 자원을 회수하고 동시에 환경 영향도 줄이는 순환 경제를 구축하고자 한다"고 말했다. 매장량의 8배⋯글로벌 공급망 영향 주목 연구팀은 미국 석탄재에 함유된 희토류가 약 1,100만 톤에 달하는 것으로 추정했다. 이는 현재까지 알려진 미국 내 희토류 매장량의 약 8배에 해당하는 규모다. 석탄재를 자원으로 평가한 최초의 전국적인 분석이라는 점에서, 이번 연구는 미국의 핵심 광물 공급망 강화에 새로운 가능성을 제시한다. 특히 석탄재 추출 방식은 기존 광업 방식과 달리 에너지 집약적인 정제 과정의 필요성을 줄여준다. 석탄 연소 과정에서 이미 광물과 모암이 분리되었기 때문이다. 공동저자인 와이오밍 대학의 데이빈 배그도나스 연구원은 "전국적으로 엄청난 양의 석탄재가 존재하며, 광물 추출의 초기 단계가 이미 완료된 상태"라고 설명했다. 연구팀은 1985년부터 2021년까지 생산된 석탄재의 약 70%, 약 1873만톤이 잠재적으로 회수가능한 것으로 추산했다. 지역별 함량 차이⋯경제성 분석 필요 연구 결과에 따르면 석탄재 내 희토류 함량은 지역별로 차이를 보인다. 애팔래치아 분지의 석탄재는 킬로그램당 평균 431밀리그램(으로 가장 높은 농도를 나타냈으나, 회수 가능성은 30%에 불과했다. 반면 파우더 리버 분지의 석탄재는 농도가 상대적으로 낮은 킬로그램당 264밀리그램이지만, 회수율은 70%로 높아 대규모 회수에 더 유리한 것으로 분석됐다. 스캔런 교수는 "이러한 지역별 차이는 경제적으로 가장 실현 가능한 매장지를 결정하는 데 중요한 요소"라며 "이러한 광범위한 분석은 이전에는 이루어진 적이 없으며, 향후 연구의 기반을 제공할 것"이라고 강조했다. 잠재력을 현실로⋯기술 개발 및 투자 필요 이번 발견은 매우 고무적이지만, 이를 현실적인 해결책으로 만들기 위해서는 과제가 남아있다. 엘리먼트 USA(Element USA)와 같은 기업들은 석탄재 및 광산 부산물에서 희토류를 추출하는 데 필요한 기술과 인력 개발에 힘쓰고 있다. Element USA의 최고 전략 책임자인 크리스 영은 "광산 부산물에서 희토류를 얻는다는 아이디어는 매우 합리적"이라면서도 "이러한 상식을 경제적인 해결책으로 전환하는 것이 과제"라고 말했다. 미국은 자국내 희토류 회수 분야에 대한 투자를 확대하면서 큰 기회를 맞이하고 있다. 이처럼 간과되었던 자원을 활용함으로써, 미국은 해외 공급원에 대한 의존도를 줄이고 폐기물을 전략적인 국가 자산으로 전환할 수 있을 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Robert C. Reedy, Bridget R. Scanlon, Davin A. Bagdonas, James C. Hower, Dennis James, J. Richard Kyle, Kristine Uhlman의 "미국의 석탄재 자원과 희토류 원소 생산 잠재력", 2024년 9월 17일, International Journal of Coal Science & Technology . DOI: 10.1007/s40789-024-00710-z

  • 산업

  2025-03-18

• [신소재 신기술(161)] 나노겔, 요로 감염 퇴치 위한 혁신적인 기술 개발

  과학자들이 나노겔(nanogel)을 사용해 항생제를 감염된 방광세포에 직접 전달함으로써 완치가 어려운 재발성 요로 감염(UTI)을 퇴치할 수 있는 혁신적인 방법을 찾아냈다. 미국 콜로라도대학교 안슈츠 메디컬 캠퍼스(Anschutz Medical Campus)의 연구진이 요로 감염(UTI) 치료를 위해 항생제를 보다 효과적으로 전달하는 새로운 방법을 개발했다고 사이테크데일리가 16일(현지시간) 보도했다. 이들의 연구는 나노겔과 특수 펩타이드(작은 단백질)를 결합하여 항생제인 겐타마이신을 유해 세균이 숨어 있는 방광 세포 내로 직접 운반하는 방식이다. 국제 학술지 '나노메디슨(Nanomedicine)'에 게재된 이번 연구 결과에 따르면, 이 방법은 동물 모델에서 매우 효과적으로 나타나 방광 내 세균을 90% 이상 제거하는 것으로 확인됐다. 논문의 수석 저자인 콜로라도대학교 의과대학 면역학 및 미생물학과 부교수인 마이클 슈어 박사는 "이번 연구를 통해 이 기술이 실현 가능할 뿐만 아니라 향후 임상적으로 매우 효과적일 수 있으며, 궁극적으로 재발성 감염의 완치를 향해 나아갈 수 있음을 입증했다"고 말했다. 연구진은 나노겔이 기존의 항생제 전달 방식에 비해 감염된 세포 내로 약 36% 더 많은 겐타마이신을 전달할 수 있다는 사실을 발견했다. 또한 이 기술은 건강한 세포에 최소한의 손상만을 일으켜 안전성이 높은 것으로 나타났다. 더욱 빠르고 정밀한 약물 전달 연구진은 또한 나노겔이 약물을 신속하게 방출하여 방광 내 세균을 더욱 빠르고 효율적으로 사멸시킨다는 사실을 확인했다. 논문의 공동 저자인 콜로라도대학교 치과대학 두개안면생물학과 부교수이자 고분자 기반 생체 재료 개발을 연구하는 데바타 나이어 박사는 "우리는 이 새로운 접근 방식이 약물을 감염된 세포에 직접 전달함으로써 감염을 정확하게 표적화하고 제거하여 더욱 효과적인 치료법을 제공할 수 있다고 믿는다. 이 방법은 부작용을 최소화하고 항생제 내성 위험을 줄인다. 반면, 현재의 항생제는 효과를 보기 위해 장기간 또는 반복적인 치료가 필요할 수 있으며, 이는 내성을 유발하고 특히 신장과 같은 기관에 해로운 부작용을 일으킬 수 있다"고 설명했다. 요로 감염 넘어 더 넓은 의학적 잠재력 연구진은 이 나노겔 기반 약물 전달 방법이 요로 감염 외에도 더 넓은 범위의 의학 분야에 적용될 수 있다고 밝혔다. 예를 들어, 나노겔을 이용한 치료법 투여 개념은 치주 질환 치료의 잠재적인 접근 방식으로 콜로라도대학교 치과대학에서 처음 고안됐다. 이번 연구는 콜로라도대학교 안슈츠 메디컬 캠퍼스 내 여러 단과대학의 전문가들이 협력하여 진행됐다. 나노겔은 치과대학 나이어 박사의 고분자 연구실에서 개발되었으며, 펩타이드는 콜로라도대학교 Skaggs 약학 및 제약과학대학의 드미트리 심버그 박사 연구실에서 연구되고 특성이 분석됐다. 나노겔(Nanogel)은 나노미터(1~100nm) 크기의 입자로 이루어진 하이드로겔(hydrogel)이다. 즉, 물 분자를 포함하는 3차원 가교망 구조를 가진 나노 크기의 젤을 의미한다. 나노겔은 고분자로 이루어져 있으며, 주로 의료, 약물 전달, 화장품, 바이오센서, 환경 정화 등의 다양한 분야에서 활용된다. 논문의 주 저자인 움베르토 에스코베도 박사는 고분자 화학, 약리학, 미생물학, 비뇨부인과학을 융합하여 표적 약물 전달 시스템을 개발했다. 임상의사이자 비뇨부인과 전문의인 마샤 K. 게스 박사는 슈어 박사 연구실과 협력하여 이 접근 방식을 인간에게 적용할 가능성을 극대화하는 방식으로 개발하고 테스트했다. 감염 치료의 미래 슈어 박사는 "이는 의약품 전달 분야의 흥미로운 발전이며 많은 사람들의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 요로 감염은 흔하고 비용이 많이 들 뿐만 아니라 쇠약하게 만들고 고통받는 사람들의 삶의 질을 심각하게 저하시킨다. 더욱 효과적이고 지속적인 치료법 개발을 위한 연구 발전은 전반적인 건강과 웰빙을 향상시키는 데 중요한 단계"라고 강조했다. 나노겔은 차세대 스마트 약물 전달 시스템 및 맞춤형 치료 기술에서 중요한 역할을 하며, 특히 암 치료, 백신 전달, 유전자 치료 분야에서 주목받고 있다. 또한 친환경 소재로서 환경오염 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Humberto D. Escobedo, Nicholas Zawadzki, James K.A. Till, Andres Vazquez-Torres, Guankui Wang, Dmitri Simberg, David J. Orlicky, Joshua Johnson, Marsha K. Guess, Devatha P. Nair and Michael J. Schurr, 2025년 2월 28일, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. DOI: 10.1016/j.nano.2025.102812

  • 생활경제

  2025-03-17

• 오픈AI-소프트뱅크, 일본에 대규모 AI 데이터 센터 구축

  챗GPT 개발사 오픈AI가 손정의 회장이 이끄는 일본 소프트뱅크와 전략적 협력을 강화하고 있다. 일본 닛케이(日本經濟新聞)는 14일(현지시간) 오픈AI와 소프트뱅크가 일본에서 대규모 데이터 센터 건설을 계획하고 있다고 보도했다. 이들 두 기업은 오사카에 있는 일본의 대표적인 전자·전기 제품 제조 기업 샤프의 LCD TV 패널 공장을 AI 데이터 센터로 전환할 계획이다. 이를 위해 소프트뱅크와 샤프는 이날 LCD TV 패널 공장 시설과 토지를 1000억 엔(약 9800억원)에 매매하는 계약을 체결했다. 이 데이터 센터는 2026년 가동을 목표로 하고 있으며 150메가와트(MW)의 전력 용량을 갖춘 일본 최대 규모 중 하나가 될 것으로 예상되고 있다. 이 데이터 센터는 향후 240메가와트 이상으로 확대할 예정이다. 두 기업은 일본에서 오픈AI의 AI 에이전트 모델을 상용화하는 것을 목표로 하고 있으며, 고객사의 데이터를 활용해 맞춤형 AI 에이전트를 제공할 계획이다. 이 데이터 센터 계획은 오픈AI와 소프트뱅크가 일본에서 합작사를 만들어 기업용 생성형 인공지능(AI)을 개발해 판매하겠다고 발표한 지 10여일 만에 나왔다. 손 회장과 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 지난 3일 도쿄에서 'SB 오픈AI 재팬'이라는 합작사를 발표하고 소프트뱅크그룹 산하의 새로운 중간 지주사와 오픈AI가 50%씩 출자한다고 밝혔다. 이에 앞서 양사는 도널드 트럼프 대통령 취임식 다음 날인 지난 1월 21일 소프트뱅크와 함께 백악관에서 최대 5000억 달러(약 710조 원)를 투자해 미국 10여곳에 데이터센터를 짓겠다는 스타게이트 구상을 발표했다. 소프트뱅크는 지난 1월 오픈AI에 15억 달러를 투자하는 등 총 20억 달러를 투자했다. 또 오픈AI에 400억 달러 규모의 투자를 할 예정이며 논의가 마무리 단계에 있는 것으로 알려졌다.

  • IT/바이오

  2025-03-15

• [기후의 역습(124)] NASA, 2024년 해수면 상승 예상치 상회

  인류 역사상 가장 더운해로 기록된 2024년 해수면 상승폭이 예상치를 상회한 것으로 확인됐다. 미국 항공우주국(나사·NASA)은 13일(현지시간) 2024년 전 세계 해수면 상승폭이 예상치를 넘어선 것으로 나타났다고 발표했다. 이는 주로 해수 온도 상승에 따른 열팽창과 육지 기반 빙하의 용융수 증가가 복합적으로 작용한 결과로 분석된다. 유럽의 코페르니쿠스 기후서비스에 따르면 2024년은 인류 역사상 가장 더운 해로 기록되었으며, 평균 기온이 산업화 이전 대비 약 1.6℃ 상승했다. 이는 2023년의 기록을 약 0.1℃ 초과한 수치이다. NASA 주도 분석에 따르면 지난 해 해수면은 연간 0.59cm 상승하여, 예상치인 연간 0.43cm를 상회했다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 해수면 연구원인 조쉬 윌리스는 "2024년 해수면 상승폭은 예상보다 컸다"며 "매년 변동은 있지만, 해수면이 지속적으로 상승하고 있으며, 그 속도가 점점 빨라지고 있다는 점은 분명하다"고 강조했다. 최근 몇 년간 해수면 상승의 약 3분의 2는 빙상과 빙하 용융에 따른 육지 물의 해양 유입으로 인해 발생했으며, 약 3분의 1은 해수 열팽창이 원인이었다. 그러나 2024년에는 이러한 비율이 역전되어, 해수면 상승의 약 3분의 2가 열팽창으로 인한 것으로 나타났다. NASA 본부의 물리 해양학 프로그램 책임자인 나디야 비노그라도바 쉬퍼는 "2024년이 기록상 가장 따뜻한 해로 기록되면서, 지구의 팽창하는 해양 또한 30년 만에 최고 수위에 도달했다"고 밝혔다. 1993년 해양 고도 위성 관측이 시작된 이래, 연간 해수면 상승률은 두 배 이상 증가했다. 현재까지 전 세계 해수면은 1993년 이후 총 10cm 상승했다. 이러한 장기적인 기록은 1992년 나사의 토펙스/포세이돈(TOPEX/Poseidon) 위성부터 시작된 끊임없는 해양 관측 위성 시리즈를 통해 가능해졌다. 현재 운용 중인 해양 관측 위성인 센티넬-6 마이클 프레일리히는 2020년에 발사되었으며, 향후 40년 동안 해수면 데이터를 수집할 동일한 쌍둥이 위성 중 하나이다. 곧 발사될 센티넬-6B 위성은 전 세계 해양의 약 90%에 대해 수 센티미터 단위까지 해수면 높이를 지속적으로 측정할 예정이다. 해양 혼합 작용과 엘니뇨 현상의 영향 열이 해양으로 유입되어 해수 열팽창을 유발하는 경로는 다양하다. 일반적으로 해수는 온도와 밀도에 따라 층을 이루는데, 따뜻한 물은 차가운 물보다 밀도가 낮아 표면에 위치한다. 대부분의 지역에서 표면의 열은 이러한 층을 통해 심해로 매우 느리게 이동한다. 그러나 해양의 극심한 바람이 부는 지역에서는 이러한 층이 충분히 교란되어 수직 혼합이 발생할 수 있다. 남극해와 같은 매우 큰 해류는 해양층을 기울게 하여 표층수가 심해로 더 쉽게 흘러 들어갈 수 있도록 한다. 서태평양의 따뜻한 물 덩어리가 중동태평양으로 이동하는 엘니뇨 현상 동안 발생하는 대규모 해수 이동 또한 해양 내부의 열 이동을 유발할 수 있다.

  • ESGC

  2025-03-14

• [신소재 신기술(160)] 플라스틱, 4시간만에 94% 재활용⋯공기 중 습기가 비결

  지구촌 플라스틱 문제 해결에 청신호가 켜졌다. 미국 노스웨스턴대학교 연구팀이 공기 중 습기를 이용해 플라스틱 폐기물을 분해하는 혁신적인 신기술을 개발했다고 발표했다. 이 신기술은 기존 플라스틱 재활용 방식에 비해 안전하고 경제적이며 지속가능한 것으로 플라스틱 순환 경제 구축에 크게 기여할 것으로 전망된다. 새로운 기술은 공기 중의 미량의 습기만으로 플라스틱 폐기물을 효율적으로 재활용하는 간편한 방법이다. 연구팀은 폴리에스터 계열 플라스틱 중 가장 널리 사용되는 페트(PET)의 결합을 끊는 저렴한 촉매를 개발했다. 이 촉매를 활용해 분해된 PET는 공기중의 미량의 수분에 노출되는 것만으로 플라스틱의 기본 구성 단위인 단량체로 전환된다. 연구팀은 이 단량체를 재활용하거나 고부가가치물질로 업사이클링할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 해당 연구에 대해서는 전문매체 쿨다운, 인터레스팅엔지니어링,웹사이트 PHYS.org 등 다수 매체가 다루었다. 연구의 공동 교신 저자인 노스웨스턴 대학 조교수인 요시 크라티쉬 연구원은 보도자료를 통해 "본 연구의 가장 획기적인 성과는 플라스틱 분해에 공기 중 습기를 활용하여 매우 깨끗하고 선택적인 공정을 달성했다는 점"이라고 말했다. 크라티쉬 연구원은 "미국은 1인당 플라스틱 오염국 1위이며, 우리는 그 플라스틱의 5%만 재활용한다"면서 "다양한 유형의 플라스틱 폐기물을 처리할 수 있는 더 나은 기술이 절실히 필요하다. 오늘날 우리가 가진 대부분의 기술은 플라스틱 병을 녹여서 품질이 낮은 제품으로 다운사이클한다"고 밝혔다. 이어 "우리 연구에서 특히 흥미로운 점은 공기 중의 수분을 이용해 플라스틱을 분해하여 매우 깨끗하고 선택적인 공정을 달성했다는 것이다. PET의 기본 구성 요소인 단량체를 회수함으로써 재활용하거나 더 가치 있는 재료로 업사이클할 수도 있다"고 강조했다. 플라스틱 지속 가능한 해결책 제시 연구팀은 플라스틱 폐기물을 분해하기 위해 몰리브덴 촉매와 활성탄을 사용했다. 이 두 물질은 모두 저렴하고 풍부하며 무독성이라는 장점을 지닌다. 실험 과정은 다음과 같다. 먼저 PET 플라스틱과 촉매, 활성탄을 혼합한 후 가열한다. 폴리에스터 플라스틱은 화학 결합으로 연결된 반복 단위의 거대 분자(폴리머)로 구성되어 있다. 가열 과정을 통해 이 화학 결합이 단시간내 끊어지는 것이다. 다음으로 연구진은 분해된 물질을 공기에 노출시켰다. 놀랍게도 분해된 물질은 극소량의 습기만으로 폴리에스터의 고부가가치 전구체인 테레프탈산(TPA)으로 변환됐다. 부산물은 상업적 가치가 있는 산업용 화학물질인 아세트알데히드뿐이었다. 이는 쉽게 제거할 수 있다. 연구의 제1 저자인 나빈 말라크 연구원은 "상대적으로 건조한 환경에서도 대기 중에는 평균 1만~1만5000㎦의 물이 존재한다"며 "대기 중 습기를 활용함으로써 대량의 용매를 제거하고 에너지 투입량을 줄이며, 공격적인 화학 물질 사용을 피할 수 있어 더욱 깨끗하고 환경 친화적인 공정이 가능하다"고 설명했다. 크라티쉬 연구원은 시스템이 완벽하게 작동했지만, 과도한 양의 물을 첨가했을 때 기능이 오히려 저하됐다고 밝혔다. 이는 폐플라스틱 분해에 적절한 균형 유지가 중요하며, 결국 자연적인 공기 중 습도가 플라스틱 폐기물 분해에 최적의 양을 제공했다는 것이다. 심각한 플라스틱 오염 문제 PET 플라스틱은 식품 포장재 및 음료 용기에 광범위하게 사용되며, 전 세계 플라스틱 소비량의 12%를 차지한다. 자연 분해가 잘 안 돼 플라스틱 오염의 주범으로 꼽힌다. 사용 후 매립되거나 미세 플라스틱 또는 나노 플라스틱으로 분해되어 토양과 하수, 수로를 오염시킨다. 플라스틱 재활용은 중요한 연구 분야이지만, 기존 방식은 고온, 고에너지 소비, 유해 용매 사용 등 극단적인 조건에 의존하며 독성 부산물을 생성하는 경우가 많다. 더욱이 백금, 팔라듐과 같은 촉매는 고가이며 독성이 있어 더욱 유해한 폐기물을 생성한다. 반응 완료 후에는 재활용 물질을 용매로부터 분리해야 하는데, 이 과정 또한 시간과 에너지가 많이 소모된다. 크라티쉬 연구원은 "용매 대신 공기 중 수증기를 사용했다. 이것은 플라스틱 재활용 문제를 해결하는 훨씬 더 우아한 방법"이라고 강조했다. 빠르고 효율적인 공정 새로운 공정은 빠르고 효율적이다. 단 4시간 만에 가능한 TPA의 94%를 회수한다. 개발된 촉매는 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 반복 사용에도 효과를 유지한다. 또한 이 방법은 혼합 플라스틱에도 적용 가능하도록 설계되어 선택적으로 재활용 할 수 있다. 이러한 선택성은 재활용 산업에 상당한 경제적 이점을 제공하는 전처리 분류의 필요성을 없애준다. 실제 플라스틱 병, 의류, 혼합 플라스틱 폐기물 등 실제 재료에 대한 테스트에서도 이 공정은 매우 효과적이었으며, 색깔있는 플라스틱까지 순수하고 투명한 무색의 TPA로 분해됐다. 연구팀은 향후 산업적 응용을 위해 공정 규모를 확대해 대량의 플라스틱 폐기물을 효율적으로 관리할 수 있도록 노력할 계획이다. 이번 연구 결과는 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 학술지 '그린 케미스트리(Green Chemistry)'에 최근 게재됐다.

  • ESGC

  2025-03-14