• [신소재 신기술(190)] 중국군, '로봇 늑대' 첫 실전 훈련 공개⋯무인 병력 전장 배치 본격화

  중국이 전장 환경에서 인간과 무인 병력이 협력하는 새로운 형태의 군사 작전을 시연했다. 이번 훈련에서 공개된 핵심 기술은 '로봇 늑대'로 불리는 4족 보행 무장 로봇으로, 중국군 정규 훈련에 처음으로 모습을 드러냈다. 지난 7일(현지시간) 중국 관영 CCTV는 인민해방군(PLA) 76집단군의 보병 2개 중대가 로봇 늑대와 함께 실시한 훈련 영상을 보도했다고 과학 기술전문매체 인터레스팅엔지니어링이 이날 전했다. 훈련은 무인 장비를 전통 병력 운용에 통합하는 것을 목적으로 하며, '로봇 늑대'와 공중 드론이 합동 정찰, 정밀 타격, 고지 돌파 작전에 투입됐다. 영상에는 QBZ-191 소총과 휴대용 로켓 발사기를 장비한 병사들이 로봇과 나란히 진격하는 장면이 담겼으며, 로봇은 등 부위에 화기를 탑재한 채 보행·등반·진형 유지 등 인간 병력과 유기적 협조 능력을 보여주었다. 로봇 주변에는 FPV(1인칭 시점) 드론이 비행하며 정찰 및 자폭공격 훈련도 실시됐다. 훈련에 참여한 여단 소속인 후터(胡特) 병사는 "이번 훈련은 로봇 늑대를 처음으로 직접 조종·운용한 사례"라며 "기초 전투단위부터 인간과 무인 전력을 융합한 운용 체계를 정립해나가고 있다"고 밝혔다. 인간-로봇 협동 전장 실험, 中 '하이브리드 병력' 전략화 가속 '로봇 늑대'는 중국 남방공업그룹(China South Industries Group Corporation)이 개발한 군용 4족 보행 로봇으로, 지난해 2024년 주하이 에어쇼에서 처음 공개됐다. 무게는 약 70kg으로, 정찰·타격·화물 운반·지원 등 다기능 임무 수행을 목표로 설계됐다. 특히 계단 오르기, 장애물 극복 등 복합 지형 대응 능력이 높고, 인간 병력과의 혼성 편대 운용에 최적화된 점이 특징이다. 중국군은 이번 훈련을 통해 '로봇 늑대'가 도시, 고산, 고원지대 등 다양한 환경에서 기존 보병의 임무를 보조하거나 대체할 수 있음을 입증하려는 의도를 드러냈다. 중국군사평론가 푸첸사오(傅前哨)는 "공중 드론보다도 지상 로봇이 실제 전장에서 더 큰 심리적·전술적 효과를 낼 수 있다"며 "로봇은 타격을 받아도 멈추지 않고 계속 전진하기 때문에 적군의 사기를 약화시키는 효과도 있다"고 분석했다. '강철 병사'의 시대…중국, 무인 전투체계 패러다임 전환 선언 이번 훈련은 단순 기술 실험을 넘어, 실질적인 전투 편제 내 로봇 배치를 목표로 한 전략적 전환점으로 평가된다. 특히 최근 우크라이나 전장에서 드론과 지상 로봇을 활용한 러시아군 사례와 유사한 맥락에서 중국도 전장 자동화 및 무인화에 본격 나섰다는 분석이 나온다. 중국은 최근 수년간 AI 기반의 무인 병기, 자율 로봇 전투체계, 로봇-드론 연계 작전술 등에 대한 국방 투자를 확대해 왔다. 로봇 늑대와 같은 무장형 보행 로봇은 기존의 '탐색-보고' 임무를 넘어 '탐색-타격'까지 전환되는 상시 전장 자동화 체계를 가능케 한다. 한편, 향후 이 같은 무기체계의 실전 배치 여부와 관련해 국제사회에서는 전쟁윤리·로봇 자율성 한계·AI 통제 시스템의 투명성 등 여러 이슈가 제기될 것으로 보인다. [Key Insight] 중국의 '로봇 늑대' 실전 훈련은 인간과 무인 병력이 융합된 전투 양상의 새로운 전기를 열었다. 이는 단순한 기술 과시를 넘어 미래 전장의 병력 구조 개편을 암시하며, 로봇 전쟁의 실체가 점점 현실로 다가오고 있음을 시사한다. [Summary] 중국군이 베이징 인민해방군 훈련에서 무장형 4족 로봇 '로봇 늑대'를 실전에 처음으로 투입하며 인간-무인 융합 작전 체계를 실험했다. 이는 복합지형 대응, 병력 보호, 전술 유연성 강화 등 다양한 군사적 함의를 내포하고 있으며, 향후 중국의 AI 기반 전투체계 전략을 본격화하는 분기점이 될 전망이다.

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  2025-08-09

• [우주의 속삭임(133)] 화성에서 '산호' 닮은 암석 발견⋯수십억 년 전 물의 흔적

  미국 항공우주국(나사·NASA)의 화성 탐사 로버 큐리오시티(Curiosity)가 지난 7월 24일 화성 게일 크레이터에서 산호(coral) 형태와 흡사한 독특한 암석 구조를 촬영했다. 이 암석은 약 2.5㎝ 크기로, 마치 지구 해저의 산호초처럼 가지 모양의 정교한 구조를 갖추고 있다. NASA는 지난 8월 4일 공식 성명을 통해 이 흑백 이미지를 공개하면서 "이 암석은 과거 액체 상태의 물이 존재하던 시기에 형성된 후, 수십억 년간 모래가 섞인 바람에 의해 침식돼 지금과 같은 형태가 됐다"고 밝혔다. 물과 광물, 그리고 수십억 년의 바람이 빚은 '산호 암석' 해당 암석은 큐리오시티의 고해상도 망원 카메라인 리모트 마이크로 이미저(Remote Micro Imager)를 통해 촬영됐다. NASA에 따르면, 화성에 존재했던 물은 광물을 용해시킨 채 바위의 미세한 틈을 따라 스며들었고, 이후 물이 증발하면서 광물이 결정화돼 암석 내부에 '광맥(mineral vein)'을 형성했다. 이후 수억 년간 지속된 풍화 작용이 주변 암석을 깎아내면서 오늘날의 가지 모양이 드러나게 된 것이다. 이는 지구에서도 자주 관찰되는 자연적 형성과정으로, NASA는 앞서 2022년에도 화성에서 꽃 모양을 닮은 암석을 발견한 바 있다. 최근 함께 촬영된 '파포소(Paposo)'라는 이름의 약 5㎝ 크기 비정형 암석 또한 이와 유사한 형성 과정을 거친 것으로 보인다. 생명 흔적 탐색 지속 중…"화성, 한때 생명체에 적합했을 가능성" 큐리오시티는 2012년 화성에 착륙한 이래 게일 크레이터(지름 약 154㎞) 내에서 약 35㎞를 이동하며 탐사를 이어오고 있다. 탐사 과정에서 시추, 시료 채취, 화학 분석 등이 이뤄지고 있으며, 그간 긴 탄소 사슬과 37억 년 전 암석 속 탄소 순환의 흔적 등 생명체가 존재했을 가능성을 뒷받침하는 증거가 다수 발견됐다. 이번 '산호형 암석' 역시 화성의 고대 환경이 액체 수분의 존재와 그에 따른 지질 변화로 구성되어 있었음을 시사하며, 향후 화성 생명체 존재 가능성 연구에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 국제 공동개발 장비로 정밀 분석 큐리오시티에 탑재된 분석 장비 '켐캠(ChemCam)'은 미국 로스앨러모스 국립연구소와 프랑스 국립우주연구센터(CNES), 툴루즈 대학, 프랑스국립과학연구센터(CNRS) 등 국제 협력 기관이 공동 개발한 것으로, 원거리에서도 암석 조성을 분석할 수 있는 레이저 분광 시스템을 갖추고 있다. 큐리오시티 미션은 미국 캘리포니아 파사데나에 위치한 칼텍(Caltech) 산하 NASA 제트추진연구소(JPL)가 주도하고 있으며, NASA 본부 산하 과학임무국이 이를 지원하고 있다.

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  2025-08-08

• [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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  2025-08-08

• [기후의 역습(159)] 번개로 인한 고사목, 연간 3억 그루⋯탄소배출, 연간 10억 톤 달해

  연간 3억 그루 이상의 나무가 번개에 맞아 쓰러지면서, 엄청난 양의 이산화탄소를 배출하는 나타났다. 지구 온난화로 번개 발생 빈도가 높아지는 가운데, 번개가 전 세계 산림 생태계에 미치는 영향이 기존 예상보다 훨씬 크다는 연구 결과가 나왔다. 독일 뮌헨공대(Technical University of Munich·TUM) 연구진은 세계 최초로 번개로 인한 나무의 직접적 피해를 정량적으로 분석해, 연간 약 3억 2000만 그루의 나무가 번개로 인해 고사목이 된다고 밝혔다고 과학 기술전문매체 사이언스얼럿이 전했다. 이번 연구는 국제학술지 「글로벌 체인지 바이올로지(Global Change Biology)」에 최근 게재됐다. 번개 발생과 지구 온난화 사이에는 명확한 연관성이 있다. 지구 온난화는 단순히 온도 상승에 그치지 않는다. 대기의 역학 자체를 변화시켜, 뇌우와 낙뢰 같은 극단적 기상 현상의 빈도와 강도를 증가시키는 주요 촉진 요인이다. 기후 과학자들은 온실가스로 인한 지구 온난화가 대기 불안정성을 증가시키며, 이로 인해 번개 발생 빈도와 강도가 높아질 수 있다고 보고 있다. 또한 번개는 주요 자연발화 원인 중 하나이며, 고온의 건조한 기후와 겹칠 경우 대형 산불의 직접 원인이 될 수 있다. 번개에 의한 고사목, 연간 탄소배출량 10억톤 이상 TUM 연구에 따르면, 번개에 의해 죽은 나무는 전 세계 식물 바이오매스(생물량) 연간 손실의 최대 2.9%를 차지하며, 이를 통해 연간 최대 10억 9000만 톤의 이산화탄소가 대기로 방출되는 것으로 추정됐다. 특히 이 수치는 번개로 인한 직접적인 피해만을 다룬 것으로, 산불 등 2차 피해는 포함되지 않았다. 참고로 서울시 기후변화 대응 계획에 따르면 서울시의 탄소배출량은 연간 4000만~4500만톤에 달한다. 10억톤의 CO₂는 서울의 1년 탄소 배출량의 약 25배에 해당한다. 또한 대한민국 전체 연간 온실가스 배출량은 약 6억~7억톤 수준으로 10억톤의 CO₂ 배출량은 우리나라 전체의 탄소 배출량의 약1.5배에 달하는 수준이다. 열대 우림서 수집한 데이터, 전 지구 모델로 확장 연구팀은 파나마 바라콜로라도섬(Barro Colorado Island, BCI)의 원시 열대림에서 촬영된 카메라 기반 번개 관측 자료를 활용했다. 이 데이터를 기반으로 드론과 현장 조사로 낙뢰 피해 나무를 확인하고, 이를 통해 평균 한 번의 번개가 3.5그루의 나무를 죽인다는 사실을 도출했다. 특히 '플래시오버(flashover)'라 불리는 현상이 확인됐다. 이는 낙뢰 전류가 나무의 수관 간 공기층을 타고 최대 45미터 떨어진 나무까지 전파되며 피해를 확산시키는 현상이다. 이후 연구진은 이를 검증된 수학 모델에 적용한 뒤, 위성 기반 광학망과 지상 관측 자료로 구성된 두 개의 방대한 낙뢰 빈도 데이터를 결합해 전 지구적 시뮬레이션을 수행했다. 그 결과, 2004년부터 2023년까지 연평균 2억 8600만3억 2800만 건의 낙뢰가 지구 표면을 강타했고, 이로 인해 연간 3억 100만3억 4,000만 그루의 나무가 사망한 것으로 나타났다. 이 중 지름 60cm 이상의 대형 수목은 2400만~3600만 그루에 달했다. 전체 고사 비중 0.7%지만, 대형수목 피해는 6.3% 연구에 따르면 자연적인 원인으로 죽은 나무는 연간 500억 그루에 달한다. 번개는 전체 죽은 나무의 0.69%만을 차지하지만, 대형 죽은 나무에서는 최대 6.3%를 차지해 생태계 구조에 상당한 영향을 미칠 수 있다고 연구진은 설명했다. 또한 번개 피해는 주로 열대 지역에 집중되어 있으나, 향후 중위도 및 고위도 지역에서 낙뢰 빈도가 증가함에 따라 온대 및 냉대림에서도 관련 피해가 더욱 확대될 가능성이 제기됐다. TUM 기후·지표면 상호작용 연구소의 안드레아스 크라우제(Andreas Krause) 박사는 "기후모델은 향후 온대림에서 번개에 의한 수목 사망이 더욱 중요해질 수 있음을 시사한다"고 밝혔다. 기후모델, 탄소 시뮬레이션에 낙뢰 반영 필요성 제기 이번 연구는 산림 구조 및 탄소 저장량을 예측하는 기존 기후모델에서 번개로 인한 수목 사망이 과소평가돼 있거나 아예 누락돼 있다는 점을 지적하며, 앞으로의 산림 탄소 계산 및 환경 예측 모델에 낙뢰 요인을 포함해야 한다는 필요성을 제기했다. TUM 연구진은 "죽은 나무의 정확한 사망 원인을 식별하기 어렵고, 기존 조사도 국지적·일회성에 머무르는 경우가 많아 통계적 추정이 불가능했다"며, 이번 연구는 그 공백을 메우는 첫 정량 분석이라고 평가했다. 지금까지는 산림 파괴의 주요 원인이 벌목이나 산불, 병충해로 여겨졌지만, 이 연구는 '하늘에서 내리꽂히는 번개' 또한 결코 무시할 수 없는 전 지구적 변수임을 보여주고 있다.

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  2025-08-06

• 10세 이전 스마트폰 사용, 정신건강 악영향⋯국제 연구진 경고

  어린 자녀에게 스마트폰을 일찍 쥐여주는 일이 일종의 성장 통과의례처럼 여겨지는 가운데, 조기 스마트폰 사용이 청소년기 정신건강에 장기적으로 부정적인 영향을 미친다는 대규모 국제 연구 결과가 발표됐다. 푸투라(Futura)에 따르면 국제 정신건강 데이터 조사기관 '글로벌 마인드 프로젝트(Global Mind Project)'가 지난 2일(현지시간) 발표한 최신 보고서에서, 175개국 10만여 명의 응답을 분석한 결과 13세 이전에 스마트폰을 접한 집단은 대학생 연령대에 이르러 정신건강 지표가 현저히 낮은 것으로 나타났다. 조기 디지털 접속, 수면·공격성·사회적 단절 문제 야기 보고서에 따르면, 10세 전후로 스마트폰이나 태블릿에 노출된 아이들은 성인이 되어 불면, 공격성 증가, 사회적 고립감 등 다양한 정서적 문제를 호소하는 비율이 높았다. 특히 인공지능 알고리즘이 강화한 무한 피드와 실시간 알림이 뇌 발달에 미치는 영향이 아직 충분히 규명되지 않은 가운데, 조기 노출의 부작용이 우려된다는 것이 연구팀의 분석이다. 보고서를 이끈 타라 티아가라잔 박사(Dr. Tara Thiagarajan)는 "우리는 이제 겨우 스마트폰과 아이들의 두뇌 발달 사이의 상관관계를 이해하기 시작했을 뿐"이라며, "디지털 환경에 조기 노출될수록 정신적 회복력은 약해지고, 자기 인식과 정서 조절 능력도 떨어지는 경향이 있다"고 설명했다. 웰빙 저하 원인의 40%, '조기 SNS 노출' 연구팀은 특히 전체 웰빙 지표 하락의 약 40%가 소셜미디어 조기 노출에서 기인한 것으로 분석했다. 여기에 수면장애, 가족관계 단절, 사이버불링(온라인 괴롭힘)까지 더해질 경우, 정신건강에 복합적 위협이 된다고 경고했다. 성별에 따른 차이도 두드러졌다. 여학생의 경우 자기존중감과 회복탄력성 지표가 급격히 떨어졌고, 남학생은 짜증과 집중력 저하가 두드러지는 등 성향별 대응 양상에도 차이가 나타났다. 전문가들 "첫 스마트폰은 최소 13세 이후로 미뤄야" 연구팀은 단순한 경고를 넘어, 실질적인 대응 방안도 제시했다. 먼저 초등학교 단계부터 디지털 리터러시(디지털 문해력) 교육을 실시하고, 인기 앱에 엄격한 연령 제한을 둘 것, 13세 미만 아동에게 유해성이 높은 앱은 차단하는 법적 장치 마련이 시급하다고 제언했다. 무엇보다 첫 스마트폰 지급 시점을 13세 이후로 미룰 것을 강력히 권고했다. 이는 보호자 개인의 선택 차원을 넘어, 공공 정책 차원에서 사회적 합의가 필요하다는 취지다. 보고서는 "25세 이하 청년층 사이에서 불안장애와 우울증이 급증하는 상황에서, 디지털 첫 노출 시점을 늦추는 것은 우리가 실질적으로 취할 수 있는 가장 효과적인 예방책 중 하나"라며, "지금의 디지털 선택이 향후 한 세대의 정신건강을 좌우할 수 있다"고 강조했다.

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  2025-08-05

• [우주의 속삭임(132)] 138억 년 전 우주의 첫 분자 반응, 독일 실험실서 재현

  우주 최초의 분자 생성 경로로 추정되는 헬륨수소이온(HeH⁺)의 반응 메커니즘이 실험을 통해 확인됐다. 독일 막스플랑크 핵물리연구소(Max-Planck-Institut für Kernphysik, MPIK) 연구진은 최근 우주 초기 환경을 모사한 조건에서 HeH⁺와 수소 동위원소인 중수소(Deuterium)의 반응을 성공적으로 재현했다고 밝혔다. 이번 연구는 빅뱅 직후 형성된 최초의 분자 반응 과정을 규명함으로써, 초기 우주 화학과 별 탄생 메커니즘에 대한 이해를 심화하는 계기를 마련했다는 평가를 받고 있다고 사이테크데일리가 전했다. 관련 연구 결과는 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)' 7월 24일자에 게재됐다. 최초의 분자, 우주의 별을 잉태하다 약 138억 년 전 발생한 빅뱅 직후, 우주는 초고온·초고밀도의 플라즈마 상태였다. 이 시기 수초 안에 양성자와 중성자가 결합해 수소와 헬륨 등 가장 가벼운 원소가 형성됐다. 그러나 이들 원소는 모두 이온화된 상태였으며, 약 38만 년이 지나서야 우주는 충분히 냉각돼 전자가 원자핵과 결합할 수 있는 '재결합(Recombination)' 단계를 맞이했다. 이 시점부터 안정된 중성 원자가 형성됐고, 이후 첫 분자 형성을 위한 화학 반응이 시작됐다. HeH⁺는 중성 헬륨 원자와 양성자 상태의 수소가 결합해 형성된 것으로, 오늘날까지도 우주에서 존재가 관측된 가장 원시적인 분자로 알려져 있다. HeH⁺는 분극(극성)이 크고 낮은 온도에서도 효율적으로 에너지를 방출할 수 있어, 우주 초기 별 형성 과정에서 냉각 인자로 기능했을 가능성이 제기돼 왔다. 실험실에서 재현한 원시 우주 반응 이번 실험은 독일 하이델베르크에 위치한 MPIK의 극저온 저장 링(Cryogenic Storage Ring, CSR)에서 진행됐다. 이 장비는 직경 35m 규모로, 우주 공간과 유사한 극저온(섭씨 -267도 수준)과 초고진공 조건을 구현할 수 있다. 연구진은 HeH⁺ 이온을 CSR 내부에 최대 60초간 저장하면서, 여기에 중성 중수소 원자 빔을 교차시켜 반응을 유도했다. 이 과정에서 HeH⁺가 중수소와 충돌해 중수소수소이온(HD⁺)과 중성 헬륨 원자가 형성되는 반응을 확인했다. 이는 기존에 예측됐던 수소이온(H₂⁺) 대신 중수소 반응을 활용함으로써, 유사 반응의 실험적 검증이 가능하게 한 방식이다. 특히 이번 실험은 충돌 에너지를 세밀하게 조절해 온도 변화에 따른 반응률을 측정할 수 있도록 설계됐다. 그 결과, 기존 이론이 예측한 것과 달리 저온에서의 반응 속도가 거의 일정하게 유지된다는 사실이 확인됐다. 기존 이론 뒤집은 실험 결과…우주 화학에 새 지평 MPIK의 물리학자인 홀거 크레켈(Holger Kreckel) 박사는 "기존에는 반응 온도가 낮아지면 HeH⁺의 반응률도 급격히 감소할 것으로 예측돼 왔다"며 "그러나 실험과 이를 뒷받침한 새로운 이론 계산 모두 이 같은 가설을 뒷받침하지 않았다"고 밝혔다. 이는 프랑스 오르세대학 이론물리학자 요한 스크리바노(Yohann Scribano) 박사팀의 후속 계산에서도 일관되게 확인됐다. 기존 연구에 사용된 반응 퍼텐셜(Potential Surface)에 오류가 있었음을 지적한 스크리바노 박사팀은 이를 수정한 새로운 계산을 통해 실험 결과와 정합되는 반응 경로를 도출했다. 이로써 HeH⁺와 수소(또는 중수소)의 충돌 반응이, 생각보다 훨씬 높은 빈도로 일어났을 가능성이 제기되며, 이는 초기 우주에서 H₂(분자 수소) 형성의 핵심 경로로 작용했을 수 있다는 가설에 힘을 싣는다. 별의 탄생을 이끈 단순한 분자 HeH⁺는 단순한 분자지만, 우주의 별 형성에 있어서는 복잡한 역할을 수행한다. 초기 우주는 별의 씨앗인 원시 성운들이 수축하며 온도가 올라가는 과정을 반복했는데, 이 과정에서 분자가 방출하는 복사에너지는 냉각을 유도하며 핵융합에 이르기까지의 임계 조건 형성에 기여했다. 수소 원자는 약 섭씨 1만도 이하에서는 효율적인 복사 냉각이 어려운 반면, HeH⁺는 그보다 낮은 온도에서도 분자 진동과 회전을 통해 효과적인 에너지 방출이 가능하다는 점에서 그 중요성이 재조명되고 있다. 우주 화학의 기원을 다시 쓰다 이번 실험은 '우주 화학의 시작'으로 불리는 초기 반응 경로를 실험적으로 재현하고, 그 반응 동역학을 정량적으로 규명한 첫 사례로 평가된다. HeH⁺는 2019년 허블우주망원경을 통해 행성상성운 NGC 7027(위 사진)에서 실제로 발견되며 천문학적으로도 그 존재가 확증된 바 있다. 이에 따라 실험적·이론적 데이터는 향후 우주 초기 분자 분포 모델과 별 형성 이론 정교화에 핵심 단서를 제공할 것으로 보인다. MPIK 연구진은 향후 다른 원시 분자들과의 반응성 실험도 확대해나갈 계획이며, 궁극적으로는 초기 우주의 분자적 진화 경로와 그에 따른 천체 형성 메커니즘을 체계화하는 데 기여할 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: F. Grussie 외, “Experimental confirmation of barrierless reactions between HeH⁺ and deuterium atoms suggests a lower abundance of the first molecules at very high redshifts”, Astronomy & Astrophysics, 2025년 7월 24일. [DOI: 10.1051/0004-6361/202555316]

  • 포커스온

  2025-08-04

• [ESGC] 미세플라스틱, 실내 흡입 하루 6만8천개 ⋯기존 추정치보다 100배 높아

  집이나 자동차 등 일상 생활을 하는 공간에서 미세플라스틱을 하루에 무려 6만개 이상 흡입하는 것으로 나타났다. 플라스틱 입자 오염이 더 이상 해양이나 산업지역에 국한된 문제가 아니라는 사실을 입증하는 연구 결과가 나온 것. 실내 공기 속 미세플라스틱이 인체 건강에 미칠 잠재적 영향을 경고하는 이번 연구는, 우리가 일상생활 속에서 흡입하는 미세플라스틱의 양이 기존 추정보다 무려 100배에 달할 수 있음을 시사한다. 프랑스 툴루즈대학교(University of Toulouse) 나디아 야코벤코(Nadiia Yakovenko) 박사 연구팀은 최근 국제학술지 'PLOS'에 게재한 논문을 통해, 사람 한 명이 집이나 자동차 실내에서 하루 동안 흡입하는 1~10마이크로미터(㎛) 크기의 미세플라스틱이 평균 약 6만8000개에 달한다고 밝혔다. 이는 기존 연구들이 주로 20~200㎛ 크기의 입자만을 측정했던 것과 달리, 보다 정밀한 분석법을 통해 초미세 입자까지 정량화한 데 따른 결과다. 연구팀은 라만 분광법(Raman Spectroscopy)과 현미경 이미지를 분석하는 소프트웨어를 결합한 방법으로, 수 마이크로미터 크기의 입자까지 검출 가능한 측정 체계를 확립했다. 이를 통해 실내 공기 중 10~300㎛ 크기의 미세플라스틱은 하루 약 3200개, 110㎛ 입자는 약 6만8000개가 호흡기를 통해 흡입되고 있다는 결과를 도출했다. 야코벤코 박사는 "이번 연구는 미세플라스틱의 문제를 수면 위로 끌어올린 것이 아니라, 그 규모가 우리가 알고 있던 것보다 훨씬 크고 일상에 밀접하게 연관돼 있다는 점을 실증적으로 보여준다"고 말했다. 그는 이어 "이들 초미세 입자는 폐 깊숙이 침투해 염증이나 자극을 유발할 수 있으며, 일부는 비스페놀A(BPA)나 프탈레이트와 같은 유해 첨가물을 포함해 혈류로 유입될 가능성도 있다"고 경고했다. 실제로 미세플라스틱은 내분비계 교란, 신경발달 이상, 생식기 결함, 불임, 심혈관 질환, 암 등과의 연관성이 제기돼 왔지만, 대부분은 장기적인 노출에 따른 영향을 아직 명확히 규명하지 못한 상태다. 이번 연구는 그러한 잠재적 건강 영향을 과소평가할 수 없음을 시사한다는 점에서 주목된다. 플라스틱 입자는 주로 생활용품, 카펫, 합성 섬유 등 일상적 사용물의 마모와 열화로부터 기인한다. 특히 차량 내장재는 플라스틱 비중이 높고, 자외선과 고온 노출이 많아 미세 플라스틱 입자 분해가 더 빠르게 이뤄지는 것으로 알려져 있다. 최근 연구에서는 포장된 생수 한 병(500ml)에서 약 24만개의 미세플라스틱 조각이 발견되기도 했다. 이번 연구는 실내 공기 질에 대한 기존 연구들이 비교적 입자 크기가 큰 먼지를 중심으로 측정해 왔다는 점에서 방법론의 진전을 보여주는 사례로 평가된다. 야코벤코 연구팀은 향후 이 분석법을 병원, 학교, 사무공간 등 다양한 실내 환경에 적용해 미세플라스틱의 분포 특성과 노출 경로를 보다 체계적으로 파악할 계획이다. 전문가들은 미세플라스틱에 대한 사회적 인식과 정책 대응이 해양 생태계 오염 차원을 넘어, 생활공간의 실내 공기 질 개선과 재료 선택 기준까지 확장되어야 한다고 강조한다. 연구팀의 후속 연구가 공공위생과 소비자 안전 규범에 어떤 영향을 미칠지 주목된다.

  • ESGC

  2025-08-02

• [신소재 신기술(189)] AI로 리튬이온 대체 물질 발견⋯美 NJIT, 차세대 전지 재료 개발에 돌파구

  미국 뉴저지공과대학교(NJIT) 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 소재 탐색에 성공했다. 전통적인 실험 방식으로는 불가능했던 수천 개의 결정 구조를 AI가 빠르게 탐색하면서, 고용량 차세대 전지 개발에 실마리를 제공했다는 평가다. 이번 연구는 NJIT 기계·산업공학과 디바카르 다타(Dibakar Datta) 교수가 이끄는 연구팀에 의해 수행됐으며, 국제 학술지 '셀 리포트 물리과학(Cell Reports Physical Science)'에 최근 게재됐다. 7월 31일 NJIT에 따르면 다타 교수팀은 '생성형 AI(Generative AI)'를 도입해 다가이온(multivalent-ion) 배터리용 다공성 전이금속산화물 소재를 신속히 발굴했다. 다가이온 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 이온당 2~3개의 양전하를 지닌 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 아연 등 풍부한 원소를 활용한다. 이론상 동일한 공간에 더 많은 전하를 저장할 수 있어 에너지 밀도 측면에서 높은 잠재력을 지닌다. 다만, 이들 이온의 전하량과 크기가 커 소재 내부에서의 이동이 어려운 점이 상용화의 큰 장벽으로 작용해왔다. 연구은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 AI 기반 탐색 프레임워크를 제안했다. 연구팀은 결정 확산 변분 오토인코더(Crystal Diffusion Variational Autoencoder, CDVAE)와 대형 언어모델(LLM)을 조합한 이중 AI 기법을 개발했다. CDVAE는 대규모 결정 구조 데이터셋을 학습해, 기존에 존재하지 않던 구조를 생성해냈으며, LLM은 열역학적으로 안정한 구조 후보를 정밀하게 선별하는 역할을 수행했다. 이 같은 AI 모델을 활용해 연구진은 수천 개의 새로운 다공성 결정 구조를 탐색했고, 이 중 다가이온 배터리용으로 적합한 5종의 새로운 전이금속산화물 구조를 도출했다. 해당 물질들은 이온 확산에 유리한 넓고 균일한 채널을 갖추고 있어, 고용량 저장과 안정성 확보 측면에서 유리한 것으로 나타났다. 연구팀은 이 구조들의 물리적 특성을 양자역학 기반 시뮬레이션을 통해 검증했으며, 실험적 합성 가능성도 확인했다. 다타 교수는 "문제는 유망한 전지 화학의 부재가 아니라, 수백만 개에 달하는 조합을 실험실에서 모두 검증하는 것이 현실적으로 불가능하다는 점이었다"며, "AI는 이 방대한 재료의 조합을 체계적으로 탐색하고 선별하는 데 가장 효율적인 수단"이라고 설명했다. 그는 이어 "이번 연구는 단순히 새로운 배터리 재료를 찾는 데 그치지 않고, 첨단 전자소자부터 청정에너지 소재까지 폭넓은 응용 분야에 걸쳐 고속 탐색 프레임워크를 제시했다는 데 의의가 있다"고 덧붙였다. 연구진은 향후 실험실 기반 공동 연구를 통해 AI 기반으로 설계한 소재의 실제 합성과 상용화 가능성 검증에 착수할 계획이다. 이번 연구는 AI 기반 재료 과학이 전통적인 실험 중심 연구방식을 보완하거나 대체할 수 있다는 점에서, 차세대 에너지 산업의 전환점을 이끌 수 있을지 주목된다.

  • IT/바이오

  2025-08-01

• [우주의 속삭임(131)] 달 토양에서 물과 산소, 연료까지⋯우주 생존 기술에 새 이정표

  달 표면의 토양에서 물을 추출하고, 이를 이용해 우주인이 내뿜는 이산화탄소(CO₂)를 산소와 연료로 전환하는 차세대 기술이 개발됐다. 이 획기적인 기술은 향후 유인 달 탐사 및 장기 우주 거주 계획의 핵심 자립 수단으로 주목받고 있다고 사이테크데일리가 전했다. 홍콩중문대학(심천캠퍼스)의 루 왕(Lu Wang) 교수 연구팀은 7월 16일 국제 학술지 줄(Joule)에 발표한 논문을 통해, 태양광을 활용한 광열 반응 기반의 시스템을 통해 달 토양에서 물을 추출하고 이를 곧바로 연료 성분과 산소로 전환하는 통합 기술을 구현했다고 밝혔다. 이 기술은 물과 연료를 지구에서 운반해야 하는 기존 방식의 비용과 물류 부담을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 지닌다. "달 토양이 가진 가능성, 예상을 뛰어넘었다" 루 교수는 "달 토양이 지닌 '마법' 같은 특성에 연구진 모두 놀랐다"며 "하나의 시스템 안에서 물 추출과 이산화탄소 촉매 반응이 동시에 이뤄지는 통합 기술이 개발되면서 에너지 효율은 물론 인프라 구축 비용까지 절감할 수 있게 됐다"고 설명했다. 이번 연구는 중국 창어(Chang’e) 5호 임무를 통해 확보된 실제 월면 토양 샘플과 모의 달 토양을 활용해 실험이 이뤄졌다. 연구진은 CO₂를 채운 반응기에 고집광 태양광 시스템을 연결해 태양 에너지를 열에너지로 전환시키고, 이를 통해 달 토양 내 일메나이트(ilmenite) 등 중금속 산화물로부터 물을 추출했다. 이와 동시에 CO₂를 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 분해해 연료 전구체로 전환하는 데도 성공했다. 이 기술은 우주인 호흡을 통해 발생하는 CO₂를 재활용하는 순환 시스템을 구현할 수 있어, 미래의 달 기지나 심우주 탐사선에서 생명 유지 및 추진체 생산의 핵심 기술로 적용 가능성이 기대된다. 물 한 갤런에 8만 달러…달 자원 활용이 경제성 해법 NASA와 유럽우주국(ESA) 등 각국 우주 기관은 오랜 기간 달을 기반으로 하는 ‘우주 탐사의 전진 기지’ 구상을 추진해왔다. 그러나 생명 유지에 필수적인 물과 산소, 연료 등을 지구에서 지속적으로 운반하는 데 따른 막대한 비용과 물류 복잡성이 가장 큰 걸림돌이었다. 연구에 따르면, 물 한 갤런(약 3.78리터)을 우주로 운반하는 데 드는 비용은 약 8만 3000달러(약 1억 1500만 원)에 달한다. 우주인 한 명이 하루에 평균 4갤런의 물을 필요로 한다는 점을 고려하면, 물류 문제는 단순한 비용의 문제가 아니라 생존 가능성 자체를 결정짓는 요소로 작용해왔다. 이 같은 현실을 반영해, 이번 연구는 자립적 생존 인프라 구축을 위한 자원 현지화(local resource utilization)의 가능성을 기술적으로 입증했다는 평가를 받고 있다. 현실적 과제도 여전…극한 환경, 불균일한 토양 성분 그러나 기술 상용화까지는 넘어야 할 난제도 적지 않다. 연구진은 달의 극심한 온도차, 고에너지 방사선, 중력 부족, 비균질적인 토양 성분 등 다양한 변수들이 실제 환경에서 시스템 작동을 어렵게 만들 수 있다고 지적했다. 또한, 우주인의 호흡만으로 발생하는 CO₂ 양은 전체 산소·연료 수요를 충족하기에는 한계가 있다는 점도 고려돼야 한다. 현재의 촉매 효율 역시 실험실 환경에서는 만족스러운 수준이지만, 장기간·대규모 운영이 필요한 실제 우주 거주 환경에서는 추가적인 기술 고도화가 필요하다는 것이 연구진의 판단이다. 연구진은 "지속가능한 월면 자원 활용과 우주 탐사를 실현하려면 기술적 한계와 개발·운영 비용을 동시에 극복해야 한다"며 국제적 협력과 장기적 투자의 중요성을 강조했다. 차세대 우주경제 기반 기술로 부상 이번 연구는 단순히 기술의 진보를 넘어, 향후 우주경제 구축에 있어 '월면 자원 자립형 생태계'라는 새로운 패러다임을 열 수 있다는 점에서 전략적 의미를 지닌다. 특히, 이산화탄소를 산소 및 연료로 전환하는 기술은 장기적으로 화성 탐사와 같은 심우주 미션에서도 응용 가능성이 높다. 해당 연구는 중국 국가중점 R&D계획, 국가자연과학기금, 광둥성 과학기술혁신기금, 심천시 기초과학재단 등 다수의 국가·지자체 자금을 지원받아 수행됐다. 이는 국가 차원에서의 전략적 우주기술 투자와 연계된 프로젝트라는 점에서 향후 연구 개발의 지속성과 확장성도 주목된다. 지금까지 달은 인류의 도달 목표였다면, 이제는 자립적 생존과 지속가능한 탐사의 시험대가 되고 있다. 이번 연구는 '우주 속의 지구화'를 위한 기술적 초석을 마련하는 의미 있는 진전으로 평가받는다.

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  2025-07-31

• [글로벌 핫이슈] 실리콘밸리, 'AI 초지능' 경제 격변을 전망하다

  인공지능(AI)이 수년 내 인간의 모든 지적 능력을 뛰어넘는 '인공 일반 지능(AGI)' 시대가 도래할 것이라는 전망이 나왔다. 닛케이는 30일(현지시간) 실리콘밸리를 선도하는 기업가들을 인용해, 인류가 역사상 유례없는 경제적 대전환의 문턱에 서게 될 것이라고 보도했다. 인류의 역사가 '현상 유지'의 관성을 깨고 거대한 변화의 순간을 맞이하고 있다는 분석이다. 지난 10년간 AI의 발전 속도는 전문가들의 예상을 크게 웃돌았다. 오픈AI와 구글 딥마인드가 개발한 대규모 언어 모델(LLM)은 2025년 국제수학올림피아드에서 금메달 수준의 성과를 냈는데, 이는 전문가들이 2021년에 예측했던 시점보다 18년이나 빠른 성과다. 이런 눈부신 발전의 배경에는 기술 기업들의 '승자독식' 경쟁과 "2위는 곧 패배"라는 인식 아래 벌어지는 미국과 중국의 국가적 경쟁이 있다. 기술 경쟁은 LLM의 규모를 빠르게 키우고 있다. 2027년에는 GPT-4를 만드는 데 썼던 것보다 1000배 많은 자원이 LLM 훈련에 쓰일 것으로 보인다. 2030년이나 2032년의 AI는 과연 어떤 능력을 갖게 될까. 일부에서는 어두운 미래를 걱정한다. AI를 악용한 테러리스트가 수많은 사람을 죽이는 생물무기를 만들거나, 사람의 통제에서 벗어난 AI가 걷잡을 수 없이 날뛰는 이야기다. 발생 확률은 낮지만 영향이 매우 큰 '테일 리스크'를 우려하는 목소리가 나오는 것은 당연하다. 하지만 이런 극단적인 가정은 더 현실적이고 가까이 다가온 다른 충격들을 지나치게 만들 수 있다. 산업혁명 넘는 '두 번째 폭발' 1700년 이전 세계 경제는 100년에 평균 8% 성장하는 데 그쳤다. 그 뒤 300년간 산업혁명은 성장률을 350%까지 크게 끌어올렸지만, 인구가 늘고 노동력을 써야 하는 느린 순환에 기댔다. AI에는 이런 인구 변화의 제약이 없다. 오픈AI의 샘 올트먼 최고경영자는 "AI가 2026년에는 사람이 생각해내지 못하는 통찰을 만들어낼 것"이라고 밝혔다. 이미 AI는 스스로의 성능을 좋게 만드는 데 쓰이고 있으며, 2028년에는 AI가 AI 개발을 이끌 단계에 이를 것이라는 예상까지 나온다. 여기에서 산업혁명과 맞먹는 '두 번째 경제 폭발'의 가능성이 나온다. 단순한 노동은 물론 아이디어와 혁신을 자동화해 국내총생산과 부를 빠르게 늘릴 수 있다. 사람의 손길 없이 기계의 힘이 기술 발전을 이끌고, 그 결과가 다시 더 힘센 기계에 투자되는 순환이 만들어지면 부가 쌓이는 속도는 상상을 뛰어넘을 것이다. 미국 싱크탱크 에포크AI는 AI가 사람 업무의 30%를 맡는 때부터 한 해 경제 성장률이 20%를 웃돌 수 있다고 분석했다. 일론 머스크 같은 AI 낙관론자들은 스스로 발전하는 AI가 마침내 '초지능'을 만들어낼 것이라 믿는다. 초지능이 나타나면 인류는 에너지나 수명 같은 지금까지의 한계를 넘어서고, 물리 법칙만이 유일한 제약으로 남는 시대로 들어설지도 모른다. 소수 독식과 불평등의 심화 초지능이 가져올 풍요는 노동 시장과 자산 시장에 이제까지 없던 충격을 동반한다. AI가 사람의 지능 수준에 이르면, 모든 일의 비용은 AI로 처리하는 비용을 넘을 수 없게 된다. AI가 대신할 수 없으면서 힘을 합쳐 더 큰 힘을 내는 소수의 '슈퍼스타' 계층은 큰 부를 손에 넣겠지만, 그보다 더 큰 이익은 AI 기반 시설과 관련 자본을 가진 극소수의 몫이 될 것이다. 그 때문에 부의 쏠림은 매우 심해질 것으로 보인다. 보육이나 외식처럼 자동화가 어렵고 노동이 많이 드는 분야에서는 오히려 임금이 치솟는 '비용 질병' 현상이 나타나 사회 불평등이 깊어질 수 있다. AI가 대신할 수 없는 이들 서비스는 머지않아 비싼 사치품으로 바뀔 가능성이 크다. 금융 시장 역시 큰 변화를 피할 수 없다. AI 경쟁의 '이긴 쪽'과 '진 쪽'이 뚜렷해지면서 주가 차이는 매우 커지고, AI 기술과 기반 시설에 투자가 크게 늘면서 금리를 올려야 한다는 압박도 커질 것이다. 미래의 큰 성장을 내다본 부유층이 저축 대신 소비를 택하면서 투자 돈을 모으기 위한 금리는 더 높아질 수 있다. 이 과정에서 나라 경제 전체의 불안과 물가 상승 위험도 커진다. 경제가 빠르게 성장해도 자산 값은 떨어지고 빚 부담은 늘어나는 반대 현상이 나타날 수 있으며, 성장의 덕을 보지 못하는 사람들은 큰 타격을 입을 것이다. 이러한 경제적 혼란은 곧바로 사회적 갈등으로 이어진다. 산업혁명이 대중 민주주의 시대 이전에 일어났다는 점은 지금의 상황에 시사하는 바가 크다. AI가 가져올 부의 쏠림과 경제 구조의 변화는 큰 사회 갈등을 일으키고, 재분배를 해달라는 압박을 키울 것이다. 정부와 사회는 더욱 불안한 정치 상황에 맞서야 하며, 세금, 교육, 시민 권리 보호 등 사회 제도 전반을 다시 짜고 공정한 분배 정책과 오래갈 수 있는 성장 전략을 빨리 마련해야 하는 과제를 안게 된다. 그럼에도 AI가 열 미래를 향한 기대는 여전하다. AI 스타트업 앤스로픽의 다리오 아모데이 최고경영자는 "AI는 지금까지 고치지 못한다고 생각했던 병의 치료에 도움이 될 것"이라고 말했다. 사람의 지능을 AI가 뛰어넘는 날이 오더라도, 큰 변화를 받아들이고 올바른 길로 이끌 '사람의 지혜'가 그 어느 때보다 중요해졌다.

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  2025-07-30