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2026-03-20 (금)

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[신소재 신기술 (223)] '공기로 채운 스펀지'가 난치성 상처를 치료한다

차세대 인체 조직 재생용 바이오소재가 개발됐다. 손가락 한 마디 크기의 하얀 스펀지로 무게는 깃털처럼 가볍고, 내부는 95% 이상이 공기다. 미국 펜실베이니아주립대(Penn State) 연구팀이 인체 조직 재생용 차세대 바이오소재 '과립형 에어로겔 스캐폴드(GAS)'를 개발하고, 국제 학술지 '바이오 머티리얼즈(Biomaterials)'에 그 성과를 공개했다고 메디컬 익스프레스가 14일(현지시간) 보도했다. 이 소재를 상처 부위에 이식하면 세포가 스며들고, 혈관이 뻗어 들어오며, 손상된 조직이 되살아난다. 당뇨 합병증으로 수개월째 낫지 않는 족부 궤양, 방사선 치료 후 괴사한 피부, 3도 화상 자국-기존 치료법이 손을 든 상처들이 이 소재의 표적이다. "기공 크기를 마음대로 조절한다" 바이오소재(생체재료) 분야에서 오랜 숙제 중 하나는 이식 소재 내부의 기공(pore) 구조를 얼마나 정교하게 설계할 수 있느냐다. 기공은 산소와 영양소를 세포에 전달하고, 새 혈관이 자라 들어오는 통로 역할을 한다. 기공이 너무 작거나 서로 단절돼 있으면 세포가 침투하지 못하고, 조직 재생은 실패로 끝난다. 연구를 이끈 아미르 셰이키(Amir Sheikhi) 부교수(화학공학)는 이 문제를 해결하기 위해 '과립형 에어로겔 스캐폴드(Granular Aerogel Scaffolds, GAS)'라는 새로운 소재 플랫폼을 고안했다. 에어로겔(Aerogel)은 내부의 95% 이상이 공기로 구성된 초경량 다공성 소재다. 우주복 단열재, 해양 오염 흡착제 등 산업 분야에서 이미 활용되고 있지만, 의료용으로는 기공 구조를 세포 수준에서 제어하기 어렵다는 한계가 있었다. 기존 에어로겔은 건조 과정에서 구조가 무너지거나, 기공 크기와 강도가 연동돼 하나를 조절하면 다른 하나가 망가지는 문제가 반복됐다. GAS는 이 난제를 '레고 블록' 방식으로 풀었다. 단백질 기반의 마이크로입자(microscale building blocks)를 먼저 만들고, 이 입자들을 조립해 에어로겔을 구성하는 것이다. 입자 크기를 바꾸는 것만으로 최종 소재의 기공 크기와 연결 구조를 자유롭게 프로그래밍할 수 있다. 특히 강도(stiffness)는 건드리지 않으면서 기공만 독립적으로 조절할 수 있다는 점이 핵심 차별점이다. 시험관부터 살아있는 쥐까지-검증 완료 연구팀은 GAS를 시험관(in vitro)과 마우스 모델(in vivo)에서 모두 검증했다. 세포가 소재 내부로 얼마나 잘 침투하는지(cell infiltration), 그리고 새 혈관이 얼마나 빠르게 형성되는지(vascularization)를 측정한 결과, GAS는 기존 바이오소재 대비 우수한 성능을 보였다. 공동 저자인 디노 라브닉(Dino Ravnic) 외과 교수는 임상 관점에서 "이식 소재가 혈관화에 실패하면 조직 재생 자체가 불가능합니다. 특히 방사선 치료를 받은 환자, 당뇨 환자, 화상 환자는 이미 혈관 형성 능력이 저하돼 있어 기존 치료법으로는 한계가 있습니다. GAS는 이런 고위험군 환자들에게 새로운 선택지가 될 수 있습니다."라고 이번 연구의 의미를 강조했다. 재건 외과 전문의인 라브닉 교수는 "조직 손실 환자에게 맞춤형 인공 조직을 제공하는 것은 재건 외과의 궁극적인 목표"라며, GAS가 그 목표에 한 걸음 더 다가선 기술이라고 평가했다. 선반에서 바로 꺼내 쓰는 상처 치료제 GAS의 상용화 가능성도 주목된다. 셰이키 교수는 이 소재의 상온 보관 안정성(shelf-stable)을 특히 강점으로 꼽았다. 건조 후 멸균 처리해 장기 보관이 가능하고, 사용 직전 재수화(rehydration)해도 기공 구조와 기계적 특성이 그대로 유지된다는 것이다. 냉장 보관이 필수인 생물 의약품과 달리, 물류·유통 측면에서 훨씬 유리하다. 연구팀은 현재 특허 출원과 산업 파트너십을 모색 중이며, 향후 GAS에 성장인자나 면역 조절 물질 등의 생화학적 신호를 탑재하는 연구도 병행할 계획이다. 장기적으로는 근육세포, 피부세포 등 특정 세포를 미리 탑재한 '맞춤형 조직 패치' 형태로도 개발이 가능하다고 연구팀은 전망했다. [용어 설명] -에어로겔(Aerogel): 액체 성분을 기체로 치환해 만든 초경량 다공성 고체. 밀도가 매우 낮고 표면적이 넓다. -스캐폴드(Scaffold): 세포가 자라고 조직을 형성할 수 있도록 지지하는 3차원 구조체. -혈관신생(Vascularization): 새로운 혈관이 조직 내에 형성되는 과정. 조직 재생의 필수 조건이다. [논문 정보] Saman Zavari et al., "Granular aerogel scaffolds with engineered pore microarchitecture for rapid cell infiltration, tissue integration, and vascularization," Biomaterials (2026). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2026.124021
- IT·과학
2026-03-16 11:30:12
[퓨처 Eyes(124)] 존스홉킨스대 소행성 충돌 실험 생명체 생존 입증⋯우주 기원설 규명

우리는 어디에서 왔는가. 인류가 밤하늘을 올려다보며 품어온 이 가장 근원적이고 오래된 질문에, 최근 아주 작고 질긴 생명체가 놀라운 해답의 실마리를 던졌다. 지구 생명체의 조상이 척박하고 차가운 우주 공간을 가로질러 날아온 외계 이민자일지 모른다는 매혹적인 가설이, 실험실에서 이루어진 극단적인 물리적 충돌 테스트를 뚫고 다시 수면 위로 떠올랐다. 소행성 충돌과 같은 우주적 대재난 속에서도 생명체가 살아남아 다른 행성으로 이동할 수 있다는 이른바 암석 범종설이 과학적 실험을 통해 그 가능성을 입증받은 것이다. 미국 정보기술 전문 매체 기즈모도와 과학 매체 아이에프엘사이언스(IFL)는 미국 존스홉킨스대 과학자들이 국제학술지 'PNAS 넥서스'에 지난 3일(현지시간) 발표한 이 경이로운 연구 결과를 같은 일제히 보도했다. 지구 생명의 기원을 설명하는 여러 이론 중에서도 암석판스페르미아 가설(lithopanspermia hypothesis)은 가장 도발적이면서도 낭만적인 상상력을 자극한다. 가을날 민들레 씨가 바람을 타고 날아가 새로운 땅에 생명의 뿌리를 내리듯, 광활한 우주에서도 비슷한 일이 벌어질 수 있다는 개념이다. 수십억 년 전, 화성이나 다른 행성에 거대한 운석이 충돌했을 때 그 엄청난 폭발의 충격으로 행성 표면의 파편들이 우주 공간으로 튕겨 나간다. 만약 그 암석 파편 깊숙한 곳에 미생물이 숨어 살고 있었다면, 이들은 천연의 돌로 만든 우주선을 타고 수백만 년의 긴 세월을 캄캄한 진공 속에서 떠돌게 된다. 그러다 어느 날 지구의 중력에 이끌려 불타는 유성우가 되어 쏟아져 내렸고, 그것이 오늘날 지구 생태계를 이룬 생명의 씨앗이 되었을 수 있다는 장대한 시나리오다. 이 매력적인 가설이 그동안 주류 과학계에서 온전히 인정받지 못했던 가장 큰 이유는 바로 충격이라는 물리적 한계 때문이었다. 행성의 중력을 이기고 우주로 튕겨 나갈 때 발생하는 폭발적인 압력, 그리고 지구 대기권을 뚫고 시속 수만 킬로미터로 땅에 격돌할 때의 파괴력을 그 연약한 단세포 생명체가 과연 견딜 수 있느냐는 합리적인 의심이었다. 극한 환경에서 물질의 거동을 연구하는 엔지니어이자 이번 연구의 수석 저자인 KT 라메쉬는 "생명체는 한 행성에서 튕겨져 나와 다른 행성으로 이동한 후에도 살아남을 수 있을지도 모릅니다"라고 말했다. 그는 "이는 생명의 기원, 특히 지구에서의 생명 기원에 대한 우리의 생각을 완전히 바꿔놓는 매우 중요한 발견입니다"라고 강조했다. 존스홉킨스대학교 연구진은 이 근본적인 의문을 해결하기 위해 지구상에서 가장 가혹한 조건의 무대를 실험실에 구현했다. 강철판 찢은 3기가파스칼의 충격…경이로운 세포의 방어력 연구진이 이 가혹한 우주 비행 선발 테스트에 올린 생명체는 데이노코쿠스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans)라는 특수한 미생물이다. 칠레의 고지대 아타카마 사막처럼 춥고 건조하며 자외선과 우주 방사선이 무자비하게 내리쬐는 극지에서 주로 발견되는 이 사막 박테리아는, 인간의 치사량보다 수천 배 강한 방사선에 노출되어도 살아남는 지구 최강의 생존력을 자랑한다. 과학자들 사이에서는 코난 더 박테리움이라는 웅장한 별명으로 불릴 정도다. 이들은 방사선이나 물리적 충격으로 자신의 DNA가 산산조각 나더라도, 불과 몇 시간 만에 스스로 파괴된 유전 암호를 완벽하게 재조립하는 경이로운 복구 시스템을 갖추고 있다. 연구진은 이 질긴 미생물을 두 장의 두꺼운 금속판 사이에 샌드위치처럼 얇게 바른 뒤, 시속 약 483킬로미터의 속도로 특수 제작된 고속 발사체를 정면으로 충돌시켰다. 총알이 날아와 꽂히는 순간 발생하는 압력은 무려 1에서 3기가파스칼에 달했다. 숫자로만 들으면 체감이 어렵지만, 이는 지구에서 가장 깊은 바다인 마리아나 해구 밑바닥에서 잠수함의 외벽을 짓누르는 수압의 약 10배에서 30배에 달하는 수치다. 엄지손가락 손톱만 한 면적 위에 코끼리 수백 마리가 동시에 올라타 짓밟는 것과 같은, 뼈와 살이 흔적도 없이 으스러져야 마땅한 극한의 압력이다. 그러나 전자현미경으로 확인한 충돌 직후의 결과는 연구진의 예상을 보기 좋게 빗나갔다. 연구를 주도한 존스홉킨스대 릴리 자오 교수는 첫 번째 압력 테스트에서 당연히 미생물들이 형체도 없이 터져 죽었을 줄 알았다고 고백했다. 하지만 아무리 발사체의 충격 속도를 높이고 반복해서 때려도 이 작은 생명체들의 숨통을 끊어놓기는 역부족이었다. 약 1.4기가파스칼의 압력까지는 세포 손상조차 거의 없이 대다수가 온전하게 살아남았다. 압력을 한계치인 2.4기가파스칼까지 끌어올리자 그제야 일부 세포막이 찢어지고 내부 구조에 손상이 발생하기 시작했지만, 그럼에도 불구하고 전체 미생물의 60퍼센트 이상이 버젓이 목숨을 부지했다. 실험 과정에서 가장 경이로웠던 사실은, 반복된 충돌의 엄청난 에너지를 견디지 못하고 미생물을 감싸 보호하던 단단한 강철판이 먼저 찢어지고 부서져 내렸다는 점이다. 눈에 보이지도 않는 미세하고 물렁물렁한 생물학적 세포의 끈질김이, 차갑고 단단한 금속의 강도를 이겨낸 순간이었다. 화성에서 온 인류의 조상…심우주 탐사의 새로운 딜레마 이 경이로운 실험 결과가 우리에게 던지는 메시지는 명확하다. 대자연이 오랜 진화의 과정에서 빚어낸 생명체들은 우리가 상상하는 것 이상으로 극단적인 물리적 폭력을 견뎌내도록 유연하고 강력하게 적응해왔다는 것이다. 만약 1마이크로미터 크기의 미생물이 혜성 충돌이라는 우주적 규모의 타격을 이겨낼 수 있다면, 인류의 족보를 다시 써야 할지도 모른다. 수십억 년 전, 거대한 강이 흐르고 따뜻한 대기를 가졌던 화성에서 최초로 발생한 생명이 거대한 운석 충돌을 타고 우주로 튕겨 나와, 푸른 별 지구로 이주해 온 우리의 진짜 조상일 가능성은 이제 뜬구름 잡는 공상과학 소설이 아니라 진지하게 검토해야 할 과학적 시나리오가 되었다. 반대로, 과거 지구를 강타했던 거대 소행성 충돌의 여파로 튕겨 나간 지구의 미생물들이 우주를 떠돌다 목성의 얼음 위성인 유로파나 토성의 위성 엔셀라두스의 바다에 떨어져 자신들만의 새로운 생태계를 구축했을 가능성도 얼마든지 열려 있다. 하지만 강철보다 질긴 이 생명력은 인류의 미래 우주 탐사에 아주 무겁고 까다로운 딜레마를 던진다. 미국 항공우주국이나 유럽우주국은 화성 탐사선인 퍼서비어런스나 각종 우주 탐사 장비를 우주로 쏘아 올릴 때, 혹시 모를 오염을 막기 위해 반도체 클린룸보다 수백 배 더 철저한 무균실에서 장비를 조립하고 살균 처리한다. 하지만 아무리 완벽하게 멸균 처리를 하더라도, 이번 실험에서 확인된 것처럼 생명력이 강한 지구의 극한 미생물 한두 마리가 탐사선 구석에 묻어 우주로 나간다면 어떻게 될까. 이들은 로켓이 발사될 때의 엄청난 진동과 압력을 비웃듯 견뎌낼 것이고, 척박한 화성의 자외선 폭격 속에서도 꿋꿋하게 살아남을 확률이 매우 높다. 우주 과학계에서는 이를 행성 간 교차 오염이라고 부르며 극도로 경계하고 있다. 만약 훗날 인류가 화성의 땅을 깊숙이 파 내려가 마침내 꿈에 그리던 외계 생명체의 흔적이나 살아있는 미생물을 발견했다고 가정해 보자. 그런데 그 생명체가 화성에서 독자적으로 진화한 진짜 외계 토착 생명체인지, 아니면 수십 년 전 우리가 보낸 탐사선 바퀴에 묻어간 지구 미생물이 화성 환경에 적응해 번식한 후손인지 구별하는 것은 악몽처럼 어려운 일이 될 것이다. 생명의 기원을 찾고 우주의 신비를 풀려는 우리의 순수한 탐사 행위 자체가, 역설적으로 외계의 순수한 생태계를 오염시키고 과학적 진실을 가려버리는 치명적인 오염원이 될 수 있다는 뼈아픈 역설이다. 지구 생명은 과연 우주에서 날아왔는가. 이번 존스홉킨스대의 충돌 실험 하나만으로 암석 범종설이 완벽하고 완전무결하게 증명된 것은 결코 아니다. 실제 소행성이 우주를 가로지르는 궤도의 역학, 수백만 년 동안 이어지는 절대 영도에 가까운 극저온과 우주 방사선의 쉴 새 없는 폭격 등 미생물이 살아남기 위해 검증하고 넘어야 할 변수들은 여전히 태산처럼 쌓여 있다. 그러나 강철판이 갈기갈기 찢어지는 파괴적인 충격 속에서도 살아남아 증식을 준비하는 박테리아의 끈질긴 모습은 우리에게 중요한 철학적 통찰을 안겨준다. 생명이라는 현상은 우리가 흔히 생각하듯 지구라는 좁고 안전한 온실 속에서만 간신히 명맥을 유지하는 나약한 존재가 아니라는 것이다. 우주는 생명이 살 수 없는 차갑고 텅 빈 죽음의 공간이 아니라, 보이지 않는 생명의 씨앗들이 소행성과 혜성이라는 바위를 타고 끊임없이 궤도를 교차하며 수정되는 거대하고 역동적인 생명의 바다일지도 모른다. 인류가 생명의 기원을 묻는 질문을 멈추지 않는 한, 우주는 상상조차 하지 못한 방식으로 우리에게 생명의 위대함을 증명해 보일 것이다.
- IT·과학
2026-03-05 13:12:15
[주간 월가 레이더] 샴페인 터트리기엔 이른 다우 5만⋯'AI 역습' 공포에 질린 기술주

사상 첫 5만 선을 돌파하며 축배를 들었던 뉴욕 증시가 'AI(인공지능)의 역습'이라는 암초를 만났다. 혁신 기술에 대한 낙관론이 지배하던 시장에 "누가 진짜 수혜자인가"라는 의구심이 고개를 들며, 2월 한 달간 S&P 500과 나스닥 지수는 1년 만에 최대 하락 폭을 기록했다. 특히 AI 대장주 엔비디아의 실적 발표 이후 기술주 전반에 투매가 쏟아진 것은 시장의 온도가 변했음을 시사한다. 이제 투자자들은 수조 원을 쏟아붓는 '하이퍼스케일러'들의 수익성에 냉정한 계산기를 두드리기 시작했고, 소프트웨어·자산관리 등 AI 대체 위험이 있는 업종은 급락세를 면치 못하고 있다. 비엔와이(BNY)의 존 벨리스 아메리카 매크로 전략가는 "미국 증시는 이제 파괴적 기술의 승자와 패자를 가려내려는 '사이클 후반부'에 진입했다"며 확신 부족에 따른 제자리걸음을 진단했다. 산업재와 필수 소비재 섹터가 방어에 나서고 있으나, 시가총액의 거대한 축인 빅테크의 흔들림은 지수 전체에 하방 압력을 가하고 있다. 내주 월가는 고용 지표와 빅테크 실적이라는 이중 시험대에 오른다. 오는 6일 발표될 2월 고용 보고서는 연방준비제도(연준·Fed) 금리 인하 시점의 최대 분수령이다. 1월의 13만 건 '깜짝 고용'이 일회성인지, 아니면 경제 가열의 신호인지에 따라 '6월 인하론'의 운명이 갈린다. 머피 앤 실베스트의 폴 놀티 전략가는 "1월 지표가 일회성이었다는 우려가 크다"며, 고용 시장이 다시 약세로 회귀할 경우 경기 침체 공포가 시장을 덮칠 수 있다고 분석했다. 기업 측면에서는 수요일(4일) 브로드컴 실적이 AI 하드웨어 수요의 건전성을 가늠할 잣대가 될 전망이다. 대외적으로는 5일 개막하는 중국 '양회'의 경기 부양책 강도가 글로벌 시장의 온기를 결정할 것으로 보인다. 여기에 매파적 성향의 케빈 워시 차기 연준 의장 지명자가 리더십 교체를 앞두고 있어 시장의 금리 인하 기대감은 7월 이후로 밀려나는 모양새다. 트루이스트의 키스 러너 최고투자책임자는 "AI에 대한 흥분이 일자리와 생산성에 대한 불안으로 전이되기 시작했다"고 분석했다. 내주 월가는 고용의 민낯과 AI의 실익, 그리고 워시 체제의 긴장감이라는 세 파고를 동시에 넘어야 한다. [미니해설] AI 포모(FOMO)에서 '실존적 공포'로…월가는 왜 다시 고용에 집착하나 ① AI의 역습: '모든 배를 띄우던 파도'는 끝났다 지난 2년간 월가를 지배했던 공식은 "AI라면 일단 사고 보자"였다. 하지만 최근 소프트웨어와 금융 서비스 업종에서 나타나는 투매 양상은 이 공식의 파기를 의미한다. 맨 그룹(Man Group)의 크리스티나 후퍼 수석 전략가는 "누가 AI의 희생자가 될 것인가, 아니면 AI를 도구 삼아 승자로 부상할 것인가를 두고 시장의 치열한 공방이 벌어지고 있다"고 설명했다. 특히 엔비디아의 주가가 실적 발표 이후 오히려 하락한 것은 시사하는 바가 크다. 데이터 센터 구축에 막대한 자금을 투입하는 빅테크 기업들이 과연 투자 대비 수익(ROI)을 낼 수 있느냐는 의구심이 현실화된 것이다. 이제 시장은 'AI 인프라'를 만드는 기업보다 'AI로 실제 돈을 버는' 기업을 찾기 위해 현미경을 들이대고 있다. 이 과정에서 발생하는 업종 간 수익률 차별화는 다우 5만 시대의 변동성을 키우는 핵심 요인이 될 것이다. ② 2월 고용 보고서: '6월 인하'의 생사를 가를 스모킹 건 내주 금요일 발표될 2월 고용 보고서는 연준의 통화 정책 경로를 결정지을 '확정적 증거'다. 현재 미국 경제는 탄탄한 소비를 바탕으로 버티고 있지만, 이면에는 노동 시장의 질적 저하에 대한 우려가 깔려 있다. 퇴임을 앞둔 라파엘 보스틱 애틀랜타 연준 총재는 "기업들이 비용 절감을 위해 AI 도구를 본격적으로 배치하기 시작하면서 구조적으로 높은 실업률의 시대에 진입할 수 있다"고 경고했다. 로이터 설문에 따르면 시장은 신규 고용이 6만 건 증가에 그칠 것으로 내다보고 있다. 만약 지표가 예상을 하회한다면 시장은 즉각적으로 금리 인하 기대를 앞당기겠지만, 이는 곧 경기 침체의 신호로 해석되어 증시에 독이 될 수 있다. 반대로 고용이 너무 견조하다면 인플레이션 재점화 우려와 함께 케빈 워시 차기 의장의 매파적 행보에 명분을 실어주게 된다. 시장이 가장 바라는 것은 적당한 온기의 '골디락스' 수치지만, 셧다운 여파가 완전히 가시지 않은 상태에서 발표되는 이번 지표가 깨끗한 신호를 줄지는 미지수다. ③ 글로벌 변수: 중국 '양회'의 부양책과 아시아의 도약 내주 월가는 미국 내부 지표뿐만 아니라 아시아발 뉴스에도 귀를 기울여야 한다. 5일 개막하는 중국의 전국인민대표대회에서 베이징 당국이 발표할 경제 성장률 목표치와 재정 적자 규모는 원자재 가격과 글로벌 경기 민감주에 직접적인 영향을 미친다. ING는 중국이 성장 목표를 기존 '5% 내외'에서 '4.5% 이상'으로 낮출 가능성을 제기하며, 이는 시장에 '절제된 부양'이라는 신호를 줄 수 있다고 분석했다. 반면 한국과 대만 등 IT 강국들은 독보적인 행보를 보인다. 월스트리트저널(WSJ) 예측에 따르면 한국의 2월 수출은 반도체 수요 폭증에 힘입어 전년 대비 25.6% 증가했을 것으로 추정된다. 이는 미국 기술주의 수익성 논란에도 불구하고, 하드웨어 단에서의 수요는 여전히 견고함을 증명하는 지표다. 아시아-태평양 지역의 경기 회복 강도가 달러화의 향방과 글로벌 유동성의 흐름을 결정지을 전망이다. ④ 브로드컴 실적: 반도체 랠리의 '라스트 댄스' 여부 수요일(4일) 실적을 발표하는 브로드컴은 엔비디아 이후 가장 중요한 기술주 실적으로 꼽힌다. 맞춤형 AI 칩(ASIC) 시장의 강자인 브로드컴의 가이던스는 엔비디아발 충격으로 흔들리는 반도체 투자 심리를 되살릴 마지막 기회다. 만약 브로드컴마저 보수적인 전망을 내놓는다면, 기술주 중심의 하락세는 3월 내내 지속될 위험이 크다. 반대로 소매 업체인 타겟과 베스트바이가 견조한 소비를 입증한다면, 증시의 무게중심은 기술주에서 가치주로 이동하는 '섹터 로테이션'이 더욱 가속화될 것이다. 내주 월가는 다우 5만이라는 축배 뒤에 숨은 매파적 서프라이즈와 실적 심판대를 마주하며, 셧다운 이후의 '진실의 순간'을 치열하게 시험하게 될 것이다. ◇내주 월가 주요 일정(현지 시간 기준) 3월 2일(월): 미국·유럽·일본 2월 제조/서비스 PMI, 한국 2월 수출입 지표 3월 3일(화): 미국 JOLTS 구인 보고서, 일본은행 총재 연설 3월 4일(수): 브로드컴 실적, ADP 민간 고용, 호주 4분기 GDP 3월 5일(목): 중국 양회 개막, 미국 주간 실업수당 청구 건수, 타겟 실적 3월 6일(금): 미국 2월 고용 보고서, 미국 1월 소매 판매, 독일 제조업 수주
- 경제
2026-03-01 05:09:10
[신소재 신기술(222)] 中, 사막 모래를 10개월 만에 '옥토'로⋯미생물 토양화 기술의 도전

중국 과학자들이 사막 모래를 10~16개월 만에 식생이 가능한 토양 기반으로 전환하는 생물학적 공정 기술을 개발했다. 중국과학원(CAS) 연구진은 실험실에서 배양한 남세균(시아노박테리아)을 모래 표면에 분사해 '생물학적 토양피막(Biological Soil Crust)'을 빠르게 형성하는 방식으로, 기존 수십 년이 걸리던 사막 자연 복원 과정을 수년 단위로 단축하는 데 성공했다고 24일(현지시간) 밝혔다. 중국과학원 산하 서북생태환경자원연구소 샤포터우 사막힐섬연구소에서 개발한 이 기술은 중국 신장 위구르 자치구 타클라마칸 사막 인근 시험지에서 검증됐다고 중국과학일보가 보도했다. 밀짚 격자 구조 위에 남세균을 처리한 모래 표면에는 암갈색 막이 형성됐고, 계절성 모래폭풍 이후에도 유지됐다. 연구진은 해당 피막이 형성되는 데 10~16개월이 소요됐으며, 이후 관목과 초본 식물의 정착 기반을 제공했다고 전다. 연구 결과는 국제 학술지 '토양생물학 및 생화학(Soil Biology and Biochemistry)'에 게재됐다. 미생물로 '땅을 설계하다'…사막화 대응의 패러다임 전환 이번 기술의 핵심은 남세균이 분비하는 점성 다당류와 광합성 작용이다. 남세균은 태양광과 이산화탄소를 이용해 유기물을 생성하고, 일부 종은 질소 고정 기능을 통해 식물이 이용 가능한 영양분을 만든다. 이 과정에서 분비되는 끈적한 당 성분이 모래 입자를 결합해 얇지만 강한 피막을 형성한다. 현미경으로 보면 모래 알갱이를 실처럼 감싸는 미생물 네트워크가 구축된다. 기존 사막 복원은 방풍림 조성, 인공 관개, 대규모 식재에 의존했다. 그러나 강풍과 고온, 토양 유실로 어린 식물의 생존율이 낮아 반복 식재가 필요했다. 이번 공정은 '식재 이전에 토양을 먼저 만든다'는 점에서 접근 방식이 다르다. 생물학적 피막이 형성되면 수분 증발이 줄고, 질소·인 등 영양분이 표층에 축적된다. 실제로 처리 구역은 비가 온 뒤 수분 유지 기간이 인접 나지보다 길었고, 바람에 의한 토양 유실도 실험실 조건에서 90% 이상 감소했다. 샤포터우 관측소 쟈오 양 부소장은 "이 토양 씨앗을 사막 표면에 뿌리면, 강수량에 노출될 때 토양 표면이 딱딱하게 굳어질 것"이라고 말했다. 자연 강우에서 영감을 받은 자오 교수는 가압 분무방식을 시도했다. 연구진은 모래 알갱이 틈에 남세균을 주입해 자연 상태에서 15년 걸리는 표면 경화 시간을 단 1~2년으로 단축하고 60% 이상 생존율을 달성했다고 중국과학일보는 전했다. 수십년 걸리던 사막 복원, 수년 내로 압축 특히 주목되는 점은 시간 단축 효과다. 중국은 59년에 걸친 사막 토양피막 성장 데이터를 축적해왔는데, 자연 상태에서는 수십 년이 걸리던 과정이 남세균 접종을 통해 수년 내로 압축됐다. 이는 사막화 방지 정책의 실행 속도를 근본적으로 바꿀 수 있는 잠재력으로 평가된다. 이 기술이 인류 발전에 갖는 의미는 단순한 사막 녹화에 그치지 않는다. 기후변화로 확산되는 사막화, 농경지 황폐화, 탄소 흡수 기반 약화 문제에 대응하는 '저에너지·생물 기반 토양공학'이라는 점에서 지속가능성 측면의 상징성이 크다. 토양피막은 탄소를 고정하고, 질소 순환을 촉진하며, 장기적으로는 생태계 복원력을 높인다. 생물학적 피막 한계에 정밀한 생태 설계 요구 물론 한계도 존재한다. 생물학적 피막은 차량 통행이나 과도한 방목에 취약하며, 기후 조건에 따라 휴면 상태에 들어가기도 한다. 또한 지역별 토착 미생물 활용이 필수적이어서 대규모 상용화에는 정밀한 생태 설계가 요구된다. 사막화의 근본 원인인 과잉 개발과 수자원 남용을 해결하지 않으면 기술만으로는 한계가 있다는 지적도 나온다. 그럼에도 이번 성과는 '미생물 기반 토양 엔지니어링'이라는 새로운 영역을 열었다는 점에서 의미가 깊다. 모래를 묶는 것은 단순한 물리적 결합이 아니라, 생태계의 출발점을 재설계하는 작업이다. 사막의 시간을 단축하는 기술, 그것은 곧 기후위기 시대 인류의 복원 전략을 재정의하는 실험이기도 하다.
- IT·과학
2026-02-25 11:28:15
[주간 월가 레이더] 7,000선 뚫은 S&P 500의 비명'빅테크 실적·고용'에 내주 운명 걸렸다

2026년의 첫 달을 기록적인 상승세로 마감한 뉴욕 증시가 다음 주 중대한 분수령을 맞이한다. 벤치마크인 스탠더드앤드푸어스(S&P)500 지수가 사상 처음으로 7,000선을 돌파하며 축포를 쏘아 올렸지만, 마이크로소프트(MS)의 실망스러운 클라우드 실적에 빅테크주들이 일제히 몸을 사리며 긴장감이 고조되고 있다. 이번 주 연준(Fed)이 금리 인하 사이클을 일시 중단한 가운데, 내주 예정된 알파벳, 아마존 등 거대 기술기업들의 실적과 6일 발표될 1월 고용 보고서가 강세장의 지속 여부를 결정지을 전망이다. 특히 도널드 트럼프 대통령이 차기 연준 의장으로 케빈 워시(Kevin Warsh) 전 연준 이사를 지명하면서 시장의 셈법은 더욱 복잡해졌다. 워시 지명자는 과거 '매파(통화 긴축 선호)'적 성향을 보였던 인물로, 그의 지명 소식에 금리 인하 속도가 늦춰질 것이라는 우려가 확산되며 채권 금리와 달러가 요동치고 있다. 투자자들은 또한 지난주 금·은 가격의 급격한 변동에 주목하며 자산 시장 전반의 변동성 확대에 대비하는 모습이다. 셧다운의 기저 효과가 사라진 뒤 처음으로 공개되는 '깨끗한' 경제 지표들이 미국 경제의 실제 체력을 증명할 수 있을지가 내주 월가의 최대 관전 포인트다. [미니해설] 7,000시대 뉴욕 증시, 'AI 실익'과 '매파 의장'이라는 두 개의 벽 1. "성장만으론 부족하다"…심판대에 서는 알파벳과 아마존 마이크로소프트가 AI 인프라에 막대한 자본 지출(Capex)을 쏟아붓고도 클라우드 부문에서 시장을 감동시키지 못하자, 투자자들의 인내심이 임계점에 도달했다. 플란테 모란 파이낸셜 어드바이저의 최고투자책임자(CIO) 짐 베어드는 "기대치가 매우 높아진 기업들에게 이제 실적으로 증명해야 할 책임(onus)이 돌아갔다"며 "단순한 성장이 아니라 시장의 눈높이에 맞는 성장을 보여주지 못하면 주가는 가차 없이 징벌당할 것(punished)"이라고 경고했다. 이는 단순히 숫자의 증가를 넘어, '수익화의 질'을 따지겠다는 시장의 서늘한 경고다. 내주 실적 발표를 앞둔 알파벳(4일)과 아마존(5일)은 MS와는 다른 길을 가야 한다. TD 웰스의 수석 투자 전략가 시드 바이드야는 "빅테크 기업들의 엇갈린 반응 속에서도 확인된 것은 AI 인프라 구축을 위한 지출에 멈춤이 없을 것이라는 점"이라고 분석했다. 투자자들은 이들이 AI 지출을 통해 실질적인 수익을 창출하고 있는지, 아니면 단순히 미래를 향해 '돈을 태우고' 있는지에 대한 명확한 답을 요구할 것이다. 특히 아마존의 경우 AWS(클라우드)의 가속화와 함께 역대급 연휴 쇼핑 시즌의 성과가 주가 향방을 가를 변수다. 2026년 기업 이익이 15% 증가할 것이라는 장밋빛 전망이 현실이 되려면, 내주 발표될 이들의 가이던스가 시장의 의구심을 잠재워야만 한다. 2. '케빈 워시' 지명 서프라이즈…연준의 '독립성'과 '매파적 본능' 도널드 트럼프 대통령이 제롬 파월의 후임으로 케빈 워시를 지명한 것은 월가에 큰 파장을 일으켰다. 워시는 과거 금융 위기 당시 위기 해결사로 활약하며 시장 친화적인 면모를 보였으나, 동시에 통화 팽창에 비판적이었던 강경파였다. 그의 등장은 연준의 독립성 문제와 맞물려 시장의 불확실성을 증폭시키고 있다. 이번 주 연준이 금리 인하 중단(Pause)을 선언한 상황에서, 워시의 지명은 향후 금리 인하 경로가 더욱 좁아질 것임을 시사한다. 글렌메드(Glenmede)의 마이클 레이놀즈 부사장은 "정부 셧다운 여파로 노동 시장과 인플레이션에 대한 깨끗한 데이터를 얻지 못했기 때문에 향후 지표들의 중요성은 평소보다 훨씬 높다"고 진단했다. 현재 선물 시장은 연준이 6월까지 금리를 동결할 가능성에 무게를 두고 있지만, '워시 체제'에 대한 공포는 채권 금리의 하방 압력을 방해하고 있다. 차기 의장 지명자가 상원 인준 과정에서 어떤 통화 정책 기조를 드러낼지에 따라, 달러 인덱스와 글로벌 자산 배분 전략이 통째로 흔들릴 수 있는 국면이다. 3. 고용 시장의 민낯 드러날 6일…'6만 4천 명'의 의미 내주 금요일(6일) 발표되는 1월 비농업 부문 고용 보고서는 미국 경제의 실제 체력을 보여주는 가장 강력한 지표가 될 것이다. 로이터 통신 설문 조사에 따르면 시장은 약 6만 4000건의 신규 고용을 예상하고 있다. 43일간의 정부 셧다운으로 인한 통계적 왜곡이 사라진 뒤 처음으로 공개되는 '정제된' 데이터라는 점에서 의미가 크다. 짐 베어드 CIO는 "전반적으로 경제가 완만한 성장 궤도에 있다는 믿음이 고용 시장의 하한선을 지탱해줄 것"이라고 전망했다. 하지만 만약 고용 지표가 예상치를 크게 밑돌며 노동 시장의 급격한 균열을 보여준다면, 연준의 금리 인하 중단 결정은 '정책적 실수'로 비판받으며 시장에 메가톤급 충격을 줄 수 있다. 반대로 고용이 견조하다면 연준의 동결 기조는 탄력을 받겠지만, 인플레이션 우려가 다시 고개를 들며 국채 금리가 급등하는 시나리오도 배제할 수 없다. 셧다운이라는 '안개'가 걷힌 뒤 마주할 미국 경제의 민낯이 어느 쪽이든, 내주 금요일 월가는 극심한 변동성에 노출될 것이다. 4. 2026년 이익 성장률 15%…거품과 확신의 기로 현재 S&P 500의 7,000선 돌파를 뒷받침하는 가장 큰 논리는 2026년 이익 성장률이 15%에 달할 것이라는 강력한 펀더멘털이다. 시드 바이드야는 "주식 시장은 긍정적인 펀더멘털을 반영하고 있으며, 이익 성장이 그 핵심 구성 요소"라고 분석했다. 그러나 MS의 사례에서 보듯, 높은 멀티플(배수)을 정당화하려면 단순한 매출 성장을 넘어 영업이익률의 개선이 동반되어야 한다. 내주 실적을 발표하는 일라이 릴리(비만 치료제), AMD(반도체), 디즈니(미디어) 등 각 섹터 대장주들의 성적표는 2026년 강세론의 실체를 검증하는 '현미경 조사'가 될 것이다. 특히 지난주 금과 은 가격의 급격한 폭락은 투자자들이 안전 자산에서마저 수익을 확정 짓고 현금화하거나 다른 기회를 엿보고 있음을 보여준다. 시장이 이미 호재를 선반영해 7,000선까지 달려온 만큼, 작은 악재에도 민감하게 반응할 수 있는 '유리턱' 상태라는 점을 유의해야 한다. 짐 베어드의 지적처럼 "불안한 지표가 나오거나 위험을 감수할 명백한 이유가 사라진다면, 얇아진 시장(thin market)은 변동성을 극대화할 것"이다. 5. 한국 수출 30% 급등 예고…반도체가 견인하는 'K-트레이드' 국내 시장으로 시선을 돌리면 2월 1일 발표될 1월 수출입 동향이 큰 기대를 모으고 있다. 월스트리트저널(WSJ) 설문 조사에 따르면, 한국의 1월 수출은 전년 대비 무려 30% 증가했을 것으로 추정된다. 이는 12월의 13.3% 성장을 두 배 이상 웃도는 수치다. 이러한 폭발적 성장의 배경에는 견조한 반도체 수요와 함께, 설 연휴 이동에 따른 조업 일수 증가(3.5일)라는 계절적 요인이 자리 잡고 있다. 글로벌 인공지능(AI) 인프라 지출이 줄지 않을 것이라는 외신의 분석은 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 대형주들에게 든든한 지원군이 될 전망이다. 다만, 수입 역시 12% 증가하며 무역 수지 흑자 규모는 전월보다 다소 줄어든 63억 달러 수준이 될 것으로 보인다. 또한 내주 화요일(2월 3일) 발표될 한국의 1월 소비자물가지수(CPI)가 연준의 행보와 맞물려 한국은행의 금리 결정에 어떤 영향을 줄지도 눈여겨봐야 할 대목이다. ◇내주 주요 일정(현지 시각 기준) 2월 2일(월): ISM 제조업 구매관리자지수(PMI) 2월 3일(화): JOLTS 구인 보고서, 일라이 릴리·AMD 실적 2월 4일(수): 알파벳 실적, ISM 서비스업 PMI, ADP 민간 고용 2월 5일(목): 아마존·페덱스·디즈니 실적, 주간 실업수당 청구 건수 2월 6일(금): 1월 고용 보고서(비농업 고용, 실업률), 미시간대 소비자심리지수
- 경제
2026-02-01 05:09:09
[퓨처 Eyes(117)] "물 속 헤엄치듯"⋯뇌와 근육 가진 '세포급 자율 로봇' 탄생

로봇의 정의가 바뀌고 있다. 지금까지의 로봇이 팔과 바퀴를 단 거대한 기계 장치였다면 이제는 생명체의 기본 단위인 '세포' 크기로 축소돼 스스로 생각하고 판단하는 인공 미생물의 단계로 진입했다. 미국 펜실베이니아대학교와 미시간대학교 공동 연구진이 최근 국제 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'와 '미국 국립과학원회보(PNAS)'에 동시 발표한 연구 성과는 로봇공학의 40년 숙원을 푼 쾌거로 평가받는다. 연구진이 공개한 로봇은 크기가 200×300×50마이크로미터(㎛)에 불과하다. 소금 알갱이보다 작아 현미경 없이는 식별조차 불가능한 이 기계가 외부의 전선이나 원격 조종 없이 스스로 판단하고 움직이는 '완전 자율 주행'에 성공한 것이다. 마이크로 세계의 '물리 법칙'을 극복하다 우리가 사는 거시 세계와 미생물이 사는 미시 세계는 물리 법칙이 전혀 다르게 작용한다. 연구를 주도한 마크 미스킨(Marc Miskin) 펜실베이니아대 교수는 이 차이를 "수영장에 꿀이나 타르(Tar)를 가득 채우고 수영하는 것과 같다"고 비유했다. 사람이나 물고기처럼 큰 물체는 관성을 이용해 물을 뒤로 밀어내며 앞으로 나아간다. 하지만 몸집이 세포만큼 작아지면 물의 점성(끈적임)이 압도적인 힘을 발휘한다. 관성이 거의 작동하지 않는 이 세계에서는 기존의 프로펠러나 지느러미 방식이 무용지물이 된다. 팔다리를 젓는 순간 저항에 부딪혀 부러지거나 제자리걸음을 할 뿐이다. 연구진은 이를 극복하기 위해 기계적 부품을 모두 없애고 '전기운동(Electrokinetic, 일렉트로키네틱)' 추진 방식을 도입했다. 로봇이 전극을 통해 미세한 전기장을 형성하면, 주변 용액 속의 이온(Ion)들이 이동하기 시작한다. 이 이온의 흐름이 물 분자를 끌고 가면서 마치 강물이 흐르듯 물살을 만들어낸다. 미스킨 교수는 "로봇이 스스로 '강물'을 만들어 그 흐름을 타고 이동하는 원리"라고 설명했다. 덕분에 모터나 기어 같은 움직이는 부품 없이도 방향 전환은 물론 복잡한 경로 주행, 심지어 물고기 떼와 같은 군집 유영까지 가능해졌다. 스마트워치 10만분의 1 전력으로 '생각'하다 몸체보다 더 큰 난관은 '두뇌'였다. 좁쌀보다 작은 로봇 표면에 태양전지를 붙이고 나면, 연산 장치(컴퓨터)를 넣을 공간은 거의 남지 않는다. 게다가 태양전지가 생산하는 전력은 고작 75나노와트(nW). 이는 스마트워치 구동 전력의 10만분의 1에 불과한 극미량이다. 이 불가능에 가까운 미션을 해결한 것은 '세계에서 가장 작은 컴퓨터' 제작 기록을 보유한 미시간대 데이비드 블라우(David Blaauw) 교수팀이었다. 그들은 기존 반도체 회로 설계를 원점에서 재검토했다. 연구진은 초저전압에서 작동하는 특수 회로를 설계해 전력 소모를 기존 대비 1000배 이상 줄였다. 미스킨 교수는 "자율 로봇을 1만 배 더 작게 만들었다"고 표현했다. 그는 "1㎜ 미만 크기의 로봇이 독립적으로 작동하도록 만드는 일은 극도로 어려운 과제였고 이 분야는 사실상 40년 가까이 같은 벽에 막혀 있었다"고 말했다. 더 놀라운 것은 '사고의 압축'이다. 보통 로봇을 움직이려면 복잡한 명령어 세트가 필요하지만 연구진은 추진 제어에 필요한 수많은 단계를 단 하나의 특수 명령어로 압축했다. 머리카락 굵기보다 작은 메모리 공간에 운영체제(OS)를 구겨 넣는 혁신을 통해 로봇은 외부 도움 없이 스스로 센서 데이터를 분석하고 행동을 결정할 수 있게 됐다. 와이파이 대신 '꿀벌의 춤'으로 대화한다 이 초미세 로봇은 섭씨 0.3도 수준의 미세한 온도 변화를 감지할 수 있다. 세포 단위의 미세 환경에서 온도 변화는 암세포의 증식이나 염증 반응을 알리는 중요한 신호다. 그렇다면 로봇은 감지한 정보를 어떻게 인간에게 전달할까. 무선 통신 칩을 넣을 공간도, 전력도 없는 상황에서 연구진은 자연에서 힌트를 얻었다. 바로 '꿀벌의 춤(Waggle Dance)'이다. 로봇은 온도 데이터를 전송하고 싶을 때, 빛의 펄스에 맞춰 특정한 패턴으로 몸을 흔드는 '춤'을 춘다. 연구진은 현미경 카메라로 이 움직임을 촬영해 데이터를 해독한다. 전파 대신 움직임으로 대화하는 가장 원초적이면서도 효율적인 통신 방식이다. 또한 각 로봇에는 고유 주소(ID)가 부여되어 있어 수천 마리의 로봇 떼에 각기 다른 임무를 부여하는 '미시적 분업'도 가능하다. 1센트의 혁명…"내구성은 피펫을 통과할 정도" 이 로봇의 진정한 가치는 '확장성'과 '양산성'에 있다. 기존의 마이크로 로봇들이 실험실에서 수작업으로 만들어진 고가의 장비였다면 이번 로봇은 반도체 공정을 통해 웨이퍼 위에서 한 번에 수백만 개를 찍어낼 수 있다. 개당 제작 비용은 약 1센트(약 14원) 수준이다. 내구성은 상상을 초월한다. 움직이는 부품이 없기 때문에 연구원이 주사기(피펫)로 로봇을 빨아들여 다른 용기로 옮겨도 전혀 손상되지 않는다. 이는 실제 의료 현장에서 주사기를 통해 인체에 투입될 수 있음을 시사한다. 미스킨 교수는 "우리는 눈에 보이지 않는 크기의 기계에 뇌와 감각, 근육을 모두 집어넣고 수개월간 안정적으로 작동시켰다"며 "이것은 끝이 아니라 시작이다. 이제 우리는 이 플랫폼 위에 어떤 지능과 기능을 더 얹을지 행복한 고민을 시작했다"고 말했다. 세포급 자율 로봇의 등장은 의료와 제조 산업의 경계가 무너짐을 의미한다. 혈관 속을 헤엄치며 개별 세포를 수리하는 '나노 의사'나, 눈에 보이지 않는 기계를 조립하는 '마이크로 공장'이 더 이상 SF 영화 속 이야기가 아니다. 인류는 이제 물질을 다루는 손길을 원자 단위에 가깝게 뻗을 수 있는 새로운 도구를 손에 쥐게 됐다.
- IT·과학
2026-01-15 10:23:11
[신소재 신기술(216)] 문어처럼 변신하는 신소재 등장⋯색·질감 동시에 바꾼다

미국 스탠퍼드대 연구진이 문어처럼 색과 표면 질감을 빠르게 바꾸는 신소재를 개발했다. 이 소재는 물을 흡수하면 수초 만에 표면이 부풀어 오르며 미세한 요철과 색상 패턴을 만들어내는 것이 특징으로, 위장 기술과 로보틱스, 웨어러블 디스플레이, 나노 바이오공학 등 다양한 분야로의 응용 가능성이 제시된다. 7일(현지시간) 스탠퍼드리포트에 따르면 스탠퍼드대학교 공대 연구팀은 전자빔 리소그래피와 수분 흡수 시 팽창하는 고분자 필름을 결합해 사람 머리카락보다 미세한 해상도의 질감과 색상 패턴을 구현하는 데 성공했다. 필름은 건조 상태에서는 평평하지만 물이 닿는 즉시 설계된 형태로 솟아오르며 용매를 사용하면 다시 원래 상태로 되돌릴 수 있어 가역성이 뛰어나다. 해당 내용은 같은날 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 논문 제1저자인 시다르트 도시는 "문어와 갑오징어는 미크론 수준에서 몸의 형태를 바꾸며 시각·촉각적 인상을 동시에 조절한다"며 "이번 기술은 소재의 지형(topography)과 그에 따른 시각적 특성을 같은 해상도에서 동적으로 제어할 수 있게 했다"고 설명했다. 공동 교신저자인 니컬러스 멜로시 교수는 "이처럼 부드럽고 팽윤 가능한 소재를 나노스케일에서 정밀 패터닝할 수 있는 시스템은 전례가 없다"며 폭넓은 응용 가능성을 강조했다. 연구팀은 전자빔 조사로 고분자 필름의 흡수도를 국부적으로 조절해 물을 흡수할 때 영역별로 서로 다른 높이와 질감이 나타나도록 설계했다. 이 과정은 우연한 관찰에서 출발했다. 기존 실험에서 전자현미경으로 관찰한 필름이 이후 다른 색으로 변하는 현상을 확인했고 이를 계기로 전자빔을 '형태 제어 도구'로 활용할 수 있음을 발견했다고 설명했다. 응용 시연도 다양하다. 연구진은 요세미티 국립공원의 엘 캐피탄 암벽을 나노스케일로 복제해 물을 더하면 암벽 형상이 표면 위로 떠오르는 모습을 구현했다. 또 빛의 산란을 조절하는 미세 질감을 설계해 광택에서 무광까지 다양한 표면 마감을 만들었으며 얇은 금속층을 결합해 파브리–페로 공진 구조를 구성함으로써 팽윤 정도에 따라 색상이 바뀌는 효과도 입증했다. 여러 필름을 적층한 장치에서는 색과 질감을 동시에 독립 제어하는 것도 가능했다. 연구진은 향후 컴퓨터 비전과 신경망을 결합해 주변 배경을 인식하고 팽윤 정도를 자동으로 조절하는 '실시간 위장' 시스템으로 발전시키겠다는 계획이다. 이 밖에도 미세 질감 변화를 활용한 마찰 제어, 소형 로봇의 주행·부착 성능 향상, 세포 반응을 조절하는 바이오공학 응용, 예술 전시 등으로의 확장이 기대된다. 멜로시 교수는 "연성 소재의 물성을 미크론 단위로 정밀 제어하는 길이 열렸다"며 "시각적 표현을 넘어 기능적 표면을 설계하는 새로운 가능성이 본격적으로 펼쳐질 것"이라고 전망했다.
- IT·과학
2026-01-09 09:43:51
[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보

미국 항공우주국(나사·NASA)은 2일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)에서 채취한 시료 분석을 통해 생명 기원의 핵심 단서가 될 수 있는 당류와 미지의 유기 고분자 물질, 그리고 초신성 기원의 성간 먼지가 대량으로 포함돼 있다는 사실을 새롭게 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)와 네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)에 3편의 논문으로 동시에 공개됐다. NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 지구로 전달한 베누 시료에서는 생명체에 필수적인 당 성분인 리보스(ribose)와 포도당(glucose)이 검출됐다. 일본 도호쿠대 후루카와 요시히로 교수 연구진은 5탄당 리보스와 함께, 외계 물질에서 처음으로 6탄당 포도당이 발견됐다고 밝혔다. 이들 당류는 생명 존재 자체를 의미하지는 않지만, DNA와 RNA, 단백질 형성의 기본 요소가 태양계 전반에 광범위하게 존재했음을 시사하는 결정적 증거로 평가된다. 리보스는 RNA의 핵심 구성 성분으로, 정보 전달과 생화학 반응을 담당하는 분자의 골격을 이룬다. 앞서 DNA와 RNA를 구성하는 5종의 핵염기와 인산염이 이미 베누 시료에서 확인된 가운데, 이번 리보스 검출로 RNA를 형성하는 모든 기본 요소가 베누에 존재했다는 사실이 입증됐다. 연구진은 베누 시료에서 디옥시리보스가 발견되지 않은 점에 주목하며, 초기 태양계 환경에서는 DNA보다 RNA가 생명 기원의 핵심 분자로 작용했을 가능성이 크다는 'RNA 월드(RNA World)' 가설을 뒷받침한다고 설명했다. 또 베누 시료에서는 생명체의 주요 에너지원으로 사용되는 포도당도 확인됐다. 이는 현재의 생명체 에너지 대사에 필수적인 물질이 생명 탄생 이전의 태양계 환경에도 이미 존재했음을 의미한다. 두 번째 논문에서는 베누 시료에서 지금까지 한 번도 보고된 적 없는 '껌(gum)'과 유사한 고분자 유기물질이 발견됐다는 사실이 공개됐다. 미국 NASA 에임스연구센터의 스콧 샌퍼드 박사와 UC버클리의 잭 게인스포스 박사가 주도한 이 연구에 따르면, 해당 물질은 질소와 산소가 풍부한 고분자 구조를 지닌 유기물로, 초기 태양계에서 베누의 모천체가 가열되는 과정에서 형성된 것으로 추정된다. 이 물질은 한때 부드럽고 유연했으나 현재는 굳어진 상태로, 얼음과 광물 입자 표면에 층층이 침착돼 있었다. 연구진은 이 유기물이 생명 발생에 필요한 화학 반응의 전구 물질 역할을 했을 가능성에 주목하고 있다. 샌퍼드 박사는 "이 물질은 태양계 형성 초기, 극히 이른 시점에 일어난 물질 변화의 흔적으로 보인다"며 "말 그대로 '시작의 시작'에 해당하는 사건을 보여준다"고 설명했다. 전자현미경과 X선 분광 분석 결과, 이 물질은 지구의 폴리우레탄과 유사한 화학 구조를 일부 지닌 것으로 나타났다. 다만 일정한 규칙성을 갖는 인공 고분자와 달리, 베누의 유기물은 불규칙적이고 복합적인 결합 구조를 띠는 것으로 확인됐다. 연구진은 이를 '우주 플라스틱(space plastic)'에 비견하며, 향후 추가 분석을 통해 보다 정밀한 화학적 기원을 규명할 계획이다. 세 번째 논문에서는 베누 시료에서 태양계 형성 이전 별에서 생성된 '성간 입자(presolar grains)'가 다량 포함돼 있다는 점이 새롭게 밝혀졌다. NASA 존슨우주센터의 응우옌 앤 박사 연구팀은 베누 시료에서 초신성 폭발로 만들어진 먼지의 비율이 기존에 분석된 어떤 우주 암석보다 최대 6배 이상 높다고 보고했다. 이는 베누의 모천체가 초신성 잔해가 특히 풍부한 원시 원반 영역에서 형성됐음을 시사한다. 동시에 베누의 모천체는 과거 물에 의한 광범위한 변질 작용을 겪었음에도 불구하고, 일부 영역에서는 초기 상태가 거의 보존된 성간 물질과 유기물이 함께 남아 있었던 것으로 확인됐다. 응우옌 박사는 "수용성 변질에 쉽게 파괴되는 성간 규산염과 유기물이 동시에 보존됐다는 점은 매우 이례적"이라며 "베누의 시료가 태양계 형성 당시 물질의 다양성을 고스란히 보여준다"고 강조했다. 이번 연구는 태양계 초기 물질 순환, 생명 기원 물질의 우주적 분포, 그리고 생명 탄생의 조건을 입체적으로 재구성할 수 있는 결정적 단서를 제공했다는 평가를 받는다. NASA는 베누 시료 분석이 향후 다른 천체 탐사와 외계 생명 탐색 연구의 과학적 기준점이 될 것으로 기대하고 있다. 오시리스-렉스 임무는 NASA 고다드우주비행센터가 총괄 관리했으며, 애리조나대가 과학을 주도했다. 우주선 제작과 운용은 록히드마틴이 맡았고, 항법은 고다드와 키네틱스 에어로스페이스가 담당했다. 시료 보관·분석은 NASA 존슨우주센터에서 이뤄지고 있으며, 캐나다우주국(CSA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 국제 협력도 함께 진행되고 있다.
- IT·과학
2025-12-04 10:08:45
[퓨처 Eyes(110)] 탄화규소(SiC) 양자 센서, '다이아몬드' 한계 넘어 생체 내부 측정 길 열어

인류는 오랫동안 '평균'의 세계에 의지해 왔다. 거대한 원자들의 집단적 움직임을 측정하는 고전 물리학의 눈으로는, 숲 전체의 웅성거림은 들을 수 있어도 나뭇잎 하나하나의 속삭임을 포착할 수는 없었다. 하지만 이제 과학은 원자 하나, 전자 하나의 미시 세계를 직접 들여다보는 새로운 눈을 갖게 됐다. 바로 '양자 기술'이다. 양자 기술은 크게 세 갈래로 나뉜다. 상상을 초월하는 연산 능력의 '양자 컴퓨팅', 도청 불가능한 통신을 구현하는 '양자 통신', 그리고 감각의 한계를 뛰어넘는 '양자 센싱'이다. 이 중 가장 먼저 우리 곁에 다가와 상용화의 문을 두드리고 있는 분야가 바로 양자 센싱이다. 기술 성숙도(TRL)가 6~7단계에 이르러, 이미 시장 진입을 눈앞에 두고 있다. 뇌 질환 조기 진단…상용화 임박한 '꿈의 센서' 양자 센싱이란 '양자 얽힘'이나 '중첩'처럼 원자 크기에서만 나타나는 미묘하고 섬세한 현상을 이용해 세상을 측정하는 기술이다. 기존 센서가 수백만 명의 군중이 내는 함성(고전 물리)을 측정했다면, 양자 센서는 그 군중 속 단 한 사람의 목소리(양자)를 정확히 골라 듣는 것과 같다. 이 '단 하나의 목소리'를 들을 수 있게 되면서 열리는 가능성은 경이롭다. 인공위성(GPS) 없이도 완벽하게 위치를 파악하는 내비게이션, 전파 방해나 교란이 불가능한 군사 유도 시스템, 그리고 쓰나미나 화산 활동을 미리 감지하는 정밀한 지각 변동 모니터링이 가능해진다. 특히 의학계의 기대는 폭발적이다. 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 뇌 질환은 극도로 미약한 신경 자기장 신호의 변화로 시작된다. 양자 센서는 이 변화를 분자 단위에서 감지하여 질병의 조기 진단을 가능하게 할 수 있다. 현재 이 분야의 선두주자는 '다이아몬드 NV 센터'라 불리는 센서다. 인공 다이아몬드 격자 구조의 미세한 결함을 이용하는 이 센서는 복잡한 냉각 장치 없이 상온에서 작동한다는 강력한 이점을 가졌다. 보쉬, Qnami 등 유수의 기업들이 이 기술의 상용화에 뛰어들었다. '다이아몬드'의 아킬레스건, 생명체엔 '독'이 된 녹색광 하지만 이 강력한 '다이아몬드 센서'에게도 치명적인 아킬레스건이 있었다. 바로 살아있는 생명체, 즉 '생체 내(in vivo)' 환경에 적용하기 어렵다는 점이다. 최근 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 게재된 한 논문은 이 문제를 정면으로 파고들었다. 연구진은 "다이아몬드 NV 센터는 녹색광(532nm)으로만 효율적으로 작동될 수 있는데, 물과 유기 분자는 이 녹색광을 매우 효율적으로 흡수해버린다"고 지적했다. 이는 마치 잠자는 아기(세포)의 상태를 관찰하기 위해 눈앞에 환한 건설용 탐조등(녹색광)을 비추는 것과 같다. 탐조등 불빛 때문에 아기가 깨어나고(가열) 관찰 자체가 불가능해지는(형광 간섭) 것이다. 연구진은 "이러한 고유한 특성은 회피할 수 없으며, 따라서 대체 솔루션을 찾기 위한 긴급한 탐색이 필요했다"고 연구의 배경을 밝혔다. 연구진은 '탄화규소(SiC)'에서 그 해답을 찾았다. SiC는 이미 반도체 웨이퍼 기술로 널리 쓰이는 생체 친화적 소재다. 결정적으로 SiC 내부의 '이중공극'이라는 결함은 다이아몬드와 달리 '근적외선' 영역에서 작동한다. 이 근적외선은 인체 조직이나 물에 거의 흡수되지 않고 통과하는, 이른바 '제2의 생물학적 창(second biological window)'으로 불리는 황금 대역이다. 아기에게 아무런 방해를 주지 않는 정교한 '야간 투시경'을 찾은 셈이다. 해답은 '탄화규소', 알켄 코팅으로 '산화' 문제 해결 하지만 SiC에도 난관은 있었다. SiC 표면은 공기 중에 노출되면 쉽게 산화(녹)되어 'a-SiO2'라는 막을 형성한다. 문제는 이 과정이 무작위적(stochastic)으로 일어나 센서의 정밀도를 망가뜨리는 수많은 불순물(탄소 클러스터)을 만든다는 점이다. 연구진은 "이러한 (결함) 중심의 확률론적 특성은 양자 응용에 부적합하다"고 분석했다. 이는 마치 완벽하게 조율된 오케스트라의 연주(양자 신호) 도중, 무작위로 불협화음(산화막 결함)이 끼어드는 것과 같았다. 초정밀 양자 센서를 작동시키기엔 치명적인 환경이었다. 여기서 연구진의 독창적인 통찰력이 빛을 발한다. 이들은 산화라는 '급진적으로 다른 표면 처리' 방식을 고안했다. 바로 '알켄(alkene)'이라는 유기 분자 사슬로 SiC 표면을 정밀하게 코팅하는 것이다. 이는 단순히 바닥을 청소하는 수준을 넘어, 물과 오염물질이 애초에 스며들 수 없는 '초박막 특수 방수 코팅'을 표면에 정밀하게 시공한 셈이다. 그 결과는 놀라웠다. 연구팀은 "알켄으로 종결된 SiC 표면이 이중공극 스핀 양자 센서에 이상적인 환경을 제공한다"는 사실을 발견했다. 이 알켄 코팅은 물 분자를 밀어내는 소수성 보호막 역할을 하여 센서의 안정성을 극대화했다. 연구진은 Gd-DO3A라는 단일 분자를 감지하는 실험을 통해, 이 새로운 SiC 센서가 기존 산화막 처리 방식 대비 "예측된 우월성을 입증한다"고 강조했다. 민감도는 다이아몬드 센서에 필적하면서도, 생체 적용이라는 핵심 난제를 해결한 것이다. 100억 달러 시장 선점 경쟁…AI와 결합하는 양자 센싱 이 기초 과학의 성과는 산업계의 거대한 흐름과 맞물려 있다. 디지타임스에 따르면, 글로벌 양자 센서 시장은 2030년 약 14억 2000만 달러(약 2조 947억원)에 이를 전망이며, 맥킨지는 2035년까지 최대 100억 달러(약 14조 7420억 원) 규모로 성장할 것으로 예측했다. 구글의 모태에서 분사한 샌드박스AQ(SandboxAQ)는 이미 1조 원에 가까운 투자를 유치하며 의료 및 내비게이션용 양자 센싱 향상에 AI를 접목하고 있다. 미 국방부 역시 연간 9억 달러에 가까운 예산을 이 분야에 쏟아붓고 있다. 이는 양자 센싱이 단순한 기술 경쟁을 넘어, 미래 산업과 국가 안보의 패권을 좌우할 '전략 기술'임을 방증한다. 이제 원자 하나하나의 속삭임을 듣는 시대가 열리고 있다. 이번 SiC 양자 센서의 개발은 '알츠하이머 정복'이나 '신약 개발'처럼 인류의 숙원이던 생명 현상의 비밀에 다가갈 가장 정교한 '현미경'을 손에 쥐었음을 의미한다. 상상에 머물던 나노 단위의 생체 탐험이 비로소 현실의 영역으로 들어오고 있다.
- IT·과학
2025-11-13 13:02:50
[ESGC] 아마존 원숭이 위 속에서 미세플라스틱 첫 발견

브라질 아마존 보호구역에서 붉은고함원숭이의 위 속에서 미세플라스틱이 처음으로 발견됐다. 연구진은 플라스틱 쓰레기가 강 수위 변동을 통해 나무 위 생태계로까지 유입된 것으로 보고 있으며, 이는 지구 생태계 오염 확산의 심각성을 보여주는 사례로 평가된다.
- 사회
2025-10-19 15:50:01
[심층 보도] 당신 뇌의 0.5%는 이미 플라스틱이다

2025년 2월, 유엔환경계획(UNEP)이 플라스틱 오염에 관한 국제협약 최종 협상 시한을 앞두고 각국의 이견이 좁혀지지 않는 가운데, 세계 최상위 의학저널 《네이처 메디슨(Nature Medicine)》에 한 편의 논문이 실렸다. 미국 뉴멕시코대학교 독성학자 매튜 캠펀(Matthew Campen) 교수팀이 부검 시신의 뇌 조직을 분석한 결과, 2024년 채취 샘플에서 뇌 무게의 약 0.5%가 플라스틱이라는 사실을 확인한 것이다. 불과 8년 전 같은 부위와 비교하면 미세플라스틱 농도가 50% 증가했다. 같은 시기, 국내에서는 '제2차 미세플라스틱 저감 종합계획(2024~2028)'이 발표됐지만, 범정부 차원의 통합 규제 체계는 여전히 부재한 상태다. 한국은 1인당 연간 플라스틱 쓰레기 배출량이 102kg으로 세계 최고 수준을 기록하고 있으면서도, 미세플라스틱의 인체 유해성에 관한 체계적 조사·연구는 걸음마 단계에 머물러 있다. 에베레스트 정상과 마리아나 해구 최심부, 남극 빙하 속에서 발견되던 미세플라스틱이 이제 인간의 뇌와 심장 동맥, 태반과 모유에서까지 검출되고 있다. 2024~2025년 사이 세계 최상위 의학저널들에서 연이어 발표된 연구들은, 미세플라스틱이 단순한 환경 문제를 넘어 공중보건의 핵심 의제로 부상했음을 보여준다. 이에 국제 학술지에 게재된 최신 연구와 국내외 전문가 발언을 직접 분석해 '몸속 플라스틱'의 실체를 추적했다. 숟가락 한 개 분량의 플라스틱이 뇌에 있다 2025년 2월, 미국 뉴멕시코대학교(UNM) 매튜 캠펀 교수팀이 《네이처 메디슨》에 발표한 연구는 의학계에 전례 없는 충격을 안겼다. 연구팀이 부검 시신의 뇌 조직을 분석한 결과, 2024년에 채취한 뇌 샘플에서 검출된 미세·나노플라스틱의 농도가 조직 1그램당 평균 4,917마이크로그램(μg/g)에 달했다. 이는 뇌 무게의 약 0.5%에 해당하는 양으로, 표준 플라스틱 숟가락 한 개가 통째로 들어 있는 셈이다. 더 충격적인 것은 증가 속도다. 2016년에 채취한 동일 부위 뇌 조직과 비교하면, 불과 8년 사이에 플라스틱 농도가 50% 증가했다. 뇌의 플라스틱 농도는 간이나 신장보다 7~30배 높았으며, 검출된 플라스틱의 대부분은 폴리에틸렌(PE)이었다. 전자현미경 분석 결과, 이 입자들은 대부분 나노미터 규모의 뾰족한 파편 형태로 확인됐다. "우리 뇌 속에 이 정도의 플라스틱이 있다는 사실이 매우 우려스럽다. 뇌의 플라스틱 농도는 간이나 신장보다 7~30배 높다."-매튜 캠펀(Matthew Campen) 교수, 미국 뉴멕시코대학교 독성학과 [출처: Nihart AJ et al., 'Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains', Nature Medicine, Vol.31, 2025.02.03] 미세플라스틱이란 5mm 이하 크기의 플라스틱 입자를 말하며, 1μm(마이크로미터) 미만의 입자는 나노플라스틱으로 분류된다. 이 미세한 입자들이 어떻게 뇌혈관 장벽(BBB)을 통과하고, 어떤 질환을 유발하는지를 밝히는 작업이 현재 전 세계 의학계의 최대 과제로 떠올랐다. 미세플라스틱은 어디서 오는가-플라스틱 생수병부터 타이어까지 미세플라스틱은 크게 두 가지 경로로 발생한다. 처음부터 작게 제조된 '1차 미세플라스틱'과, 큰 플라스틱 제품이 자외선·파도·마찰에 의해 잘게 부서지는 '2차 미세플라스틱'이다. 세계자연보전연맹(IUCN)은 전체 해양 미세플라스틱의 주요 발생원을 세탁 합성섬유(35%), 타이어 마모(28%), 도시 먼지(24%) 순으로 분류하며, 일회용 플라스틱 파편의 직접 기여율은 0.3%에 불과하다고 밝혔다. ▶ 생수 한 병 속 나노플라스틱 24만 개 우리가 '깨끗하다'고 믿는 생수가 미세플라스틱의 주요 유입 경로 중 하나다. 미국 컬럼비아대학교 연구팀이 2024년 《미국국립과학원회보(PNAS)》에 발표한 논문에 따르면, 시중에 판매되는 생수 1리터에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 검출됐으며 이 중 90%는 나노플라스틱이었다. 페트병 제조·필터링 과정에서 플라스틱이 물속으로 용출되는 것이 주원인으로 지목됐다. "성인이 하루 2리터의 생수를 마신다고 가정하면, 연간 약 120조 개의 나노플라스틱 입자를 물을 통해서만 섭취하게 된다."-셰리 메이슨(Sherri Mason) 교수, 미국 펜실베이니아주립대학교 [출처: Columbia University / Penn State Behrend College, PNAS 2024] 한국도 예외가 아니다. 안전성평가연구소 환경독성영향연구센터 박준우 박사는 국내에서 식품 섭취와 호흡을 통해 체내로 유입되는 미세플라스틱 양이 연간 7만4,000~12만1,000개에 달하는 것으로 추산하고 있다. 한국인 1인당 연간 플라스틱 쓰레기 배출량은 102kg으로, 이를 500ml 생수병으로 환산하면 약 8,500개에 해당한다. [출처: 안전성평가연구소 박준우 박사, 국회 미세플라스틱 저감 토론회 발표(2022) / 환경부 환경백서(2022)] 미세플라스틱이 인체로 유입되는 경로는 세 가지다. 음식·물을 통한 섭취(ingestion), 공기를 통한 흡입(inhalation), 피부 접촉을 통한 흡수(absorption)다. 문제는 일단 체내에 들어온 플라스틱이 쉽게 배출되지 않고 장기 조직에 축적된다는 점이다. NEJM 2024-심장마비·뇌졸중 위험 4.5배 2024년 3월 7일, 세계 최상위 의학저널 《뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨(NEJM)》에 게재된 논문은 전 세계 심장학계를 충격에 빠뜨렸다. 이탈리아 캄파니아 루이지 반비텔리대학교 라파엘레 마르펠라(Raffaele Marfella) 교수팀이 경동맥 수술 환자 257명의 혈관 플라크(죽상경화반)를 분석한 결과, 58%의 환자 플라크에서 미세·나노플라스틱이 검출됐다. 검출 환자군을 34개월간 추적 관찰한 결과는 충격적이었다. 플라크에 플라스틱이 있는 환자는 플라스틱이 없는 환자에 바해 심장마비·뇌졸중·사망 위험이 4.53배 높았다(위험비 4.53; 95% 신뢰구간 2.00~10.27; P<0.001). 구체적으로 플라스틱 검출군 150명 중 20%(30명)가 심혈관 합병증을 겪은 반면, 미검출군 107명에서는 7.5%(8명)에 그쳤다. "이 연구는 미세·나노플라스틱이 인체 혈관 병변과 연관돼 있음을 처음으로 보여준 연구다. 우리의 데이터는 더 많은 연구를 통해 검증돼야 한다."-라파엘레 마르펠라(Raffaele Marfella) 교수, 이탈리아 캄파니아 루이지 반비텔리대학교 [출처: Marfella R et al., 'Microplastics and Nanoplastics in Atheromas and Cardiovascular Events', NEJM, 2024.03.07] "심혈관 질환의 위험 인자 중 이 정도 위험 배율을 보이는 것은 매우 드물다. 그 규모가 충격적이다."-아루니 바트나거(Aruni Bhatnagar) 교수, 미국 루이빌대학교 심혈관 연구자(연구 미참여) [출처: Science News, 2024.04] 뇌와 치매-상관관계의 공포 캠펀 교수팀의 《네이처 메디슨》 연구에서 특히 주목할 부분은 치매 환자의 뇌 조직 분석 결과다. 사망 전 치매 진단을 받은 환자 12명의 뇌에서는 정상인 대비 최대 10배 많은 미세플라스틱이 검출됐다. 이 플라스틱 조각들은 특히 뇌 혈관 벽과 미엘린 수초(myelin sheath)에 집중적으로 축적돼 있었다. "플라스틱이 모세혈관의 혈류를 막거나, 뇌 축삭돌기 사이의 연결을 방해하거나, 치매 관련 단백질의 응집을 촉진하는 씨앗이 될 수 있다고 생각한다. 다만 우리는 아직 모른다."-매튜 캠펀 교수, 뉴멕시코대학교 [출처: UNM HSC Newsroom / Nature Medicine 2025.02] 다만 연구자들은 인과관계에 대해 신중한 입장을 유지하고 있다. 치매 자체가 뇌혈관 장벽의 투과성을 높여 플라스틱 축적이 늘어나는 결과일 수도 있기 때문이다. 피비 스테이플턴(Phoebe Stapleton) 미국 럿거스대 교수도 '플라스틱이 뇌에 쌓였다고 해서 그것이 곧 질병으로 이어지는 것은 아니다'라고 신중론을 제기하고 있다. 상관관계와 인과관계 사이의 간극을 좁히는 후속 연구가 절실한 상황이다. [출처: Rutgers University / YTN Science 2025.02] 태아와 태반-태어나기 전부터 노출된다 가장 충격적인 발견 중 하나는 태반에서의 검출이다. 캠펀 교수팀이 2024년 조사한 62개의 인간 태반 샘플 전부에서 미세플라스틱이 검출됐다. 이탈리아 연구팀 역시 2021년 태반과 탯줄에서 플라스틱을 발견해 《Environment International》에 발표한 바 있다. 이는 인간이 태어나기도 전에 미세플라스틱에 노출되고 있음을 의미한다. [출처: Matthew Campen 연구팀 / Ragusa A et al., Environment International, 2021 / 국회 미세플라스틱 토론회(2023)] 인체 영향-염증·호르몬 교란·심장 기형까지 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향은 크게 세 가지 메커니즘으로 설명된다. 첫째, 물리적 자극에 의한 염증 반응이다. 뾰족한 조각 형태의 나노플라스틱이 세포와 혈관 벽을 자극해 만성 염증을 유발한다. NEJM 연구에서 플라크에 플라스틱이 있는 환자군이 인터루킨-18(IL-18) 등 염증 지표가 유의미하게 높았던 것이 이를 뒷받침한다. 둘째, 환경호르몬(내분비교란물질) 문제다. 플라스틱에 포함된 BPA(비스페놀A), 프탈레이트 등의 화학물질이 호르몬 체계를 교란한다. 이 물질들은 산화 스트레스를 증가시키고 혈관을 손상시켜 심혈관 질환의 위험을 높인다. 셋째, 한국생명공학연구원(KRIBB)이 확인한 복합 독성이다. 정진영 박사 연구팀은 미세플라스틱이 환경 중 유기 오염물질(발암물질 벤조안트라센 등)을 흡착해 체내에서 복합 독성을 발휘하며, 크기가 작을수록 체내 축적이 증가하고 심장 기형까지 유발할 수 있다고 밝혔다. "0.2μm 크기의 미세플라스틱이 1.0μm, 10μm보다 발암물질과 결합 시 훨씬 심각한 심장 독성을 나타냈다. 크기가 문제다."-정진영 박사, 한국생명공학연구원 환경질환연구센터 [출처: KRIBB 보도자료 / Chemosphere, 2023.04] 전문가들이 말하다-연구자·의사·규제당국의 목소리 세계적인 전문가들도 미세플라스틱의 체내 축적에 대해서 경고하고 나섰다. 미국 뉴멕시코대학교 혈관외과의 로스 클라크(Ross Clark) 박사는 "플라스틱이 점점 더 심각한 문제가 되고 있으며, 우리가 오늘 플라스틱 생산을 멈춰도 기존 플라스틱은 계속 분해되어 생태계에 쌓인다"고 지적했다. [출처: AHA 혈관발견학회 발표(2025.04)] 미국 보스턴칼리지의 필립 랜드리건(Philip Landrigan) 교수는 "미세·나노플라스틱 노출이 심혈관 위험 인자로 간주되어야 하는가? 심장 이외에 어떤 장기가 위험에 처해 있는가? 어떻게 노출을 줄일 수 있는가? 이것이 지금 우리가 답해야 할 긴급한 질문들이다"라고 지적했다.[출처: NEJM 2024 동반 논평(accompanying editorial)] 우리나라의 안전성평가연구소 환경독성영향연구센터의 박준우 박사는 "식품 섭취와 호흡을 통해 체내로 유입되는 미세플라스틱 양은 연간 7만4000~12만1000개로 추정된다. 세탁기 미세플라스틱 제거장치 의무화 등이 실효성 있는 대안이 될 수 있다"고 말했다. [출처: 미세플라스틱 저감 제도 마련을 위한 국회 토론회(2022.06)] 세계보건기구(WHO)의 2022년 미세플라스틱 위험 평가 보고서는 "현재 검출된 수치가 건강에 심각한 위험을 초래하지는 않는다. 그러나 노출을 줄이기 위한 노력은 필요하다"고 진단했다. [출처: WHO, 'Dietary and inhalation exposure to nano- and microplastic particles', 2022] 한국의 현실-세계 최고 수준 플라스틱 소비, 규제는 초기 단계 한국은 세계적으로 플라스틱 소비량이 가장 많은 국가 중 하나다. 2020년 기준 한국인 1인당 연간 일회용 플라스틱 소비량은 생수 페트병 109개, 일회용 플라스틱 컵 102개, 비닐봉투 533개, 배달용기 568개로, 1인당 약 19kg의 일회용 플라스틱을 사용한다(그린피스 코리아, 2023). 전국 소비 페트병은 연간 56억 개로, 500ml 생수병을 한 줄로 이으면 지구를 14바퀴 돌 수 있는 양이다. 반면 규제는 아직 초기 단계다. 환경부는 2022~2025년 미세플라스틱 환경 매체별 실태조사를 진행하고 있으나, 범정부 차원의 통합적 규제 체계는 부재하다. 조제희 변호사는 2023년 국회 토론회에서 '미세플라스틱의 배출로 인한 생태계 영향에 관한 조사·연구가 체계적으로 이루어지지 않고 있다'고 지적했다. EU는 이미 2023년부터 의도적으로 첨가된 미세플라스틱에 대한 규제를 시행하고 있다. 미국 캘리포니아주는 수돗물 미세플라스틱 모니터링을 의무화했다. 국내 전문가들은 세탁기 미세플라스틱 필터 부착 의무화, 미세플라스틱 특별법 제정, 발생원별 규제 확대를 공통적으로 요구하고 있다. [출처: 그린피스 코리아, '플라스틱 대한민국 2.0', 2023 / 국회 미세플라스틱 토론회(2022·2023) / 환경부] '예방 원칙'의 시간이 왔다 이번 미세플라스틱 이슈는 과거 석면·납 오염 사태와 놀라울 정도로 닮아 있다. 석면의 경우, 1930년대에 폐 질환과의 연관성이 보고됐지만 전면적 규제까지 반세기 이상이 걸렸고, 그 사이 수백만 명이 석면폐증과 중피종으로 사망했다. 납 역시 1920년대부터 유해성이 지적됐으나, 휘발유에서 완전히 퇴출되기까지 70년이 소요됐다. 2024~2025년 연이어 발표된 NEJM·네이처 메디슨 연구들은, 미세플라스틱이 인체 장기에 실제로 축적되고, 심장마비·뇌졸중과 통계적으로 강하게 연관된다는 사실을 처음으로 인간 대상 연구를 통해 보여줬다. 인과관계는 아직 '증명 중'이지만, 상관관계의 규모와 속도는 이미 '예방 원칙(Precautionary Principle)'을 적용해야 할 수준에 이르렀다. 우리 몸속의 플라스틱 농도는 8년 만에 50% 증가했다. 지금 당장 플라스틱 생산을 멈춰도 기존 플라스틱은 수백 년에 걸쳐 계속 분해되며 우리 몸으로 들어올 것이다. 석면 규제가 수십 년 늦어진 대가를 우리는 이미 치렀다. 미세플라스틱의 경우, 그 대가는 더 클 수 있다. 뉴멕시코대학의 매튜 캠펀 교수는 "우리는 지금 내가 상상하거나 편안하게 여길 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 플라스틱이 뇌 속에 있다는 사실을 안다. 그것만으로도 우리는 이 문제를 심각하게 받아들여야 한다"고 강조했다. [출처: 네이처 메디슨(Nature Medicine), 2025.02.03] [기자의 시각] 플라스틱 시대의 '시한폭탄'-우리는 이미 늦었나 이 기사를 취재하며 가장 두려웠던 것은 숫자가 아니라 속도였다. 8년 만에 50% 증가한 뇌 속 플라스틱 농도는, 이 문제가 '먼 미래의 위험'이 아니라 '현재 진행형 위기'임을 말해준다. 과학자들은 아직 인과관계를 확정하지 않았다. 그것은 과학의 엄밀함이지, 안전의 증거가 아니다. 석면이 위험하다는 최초의 경고에서 규제까지 50년이 걸리는 동안, '충분한 증거가 없다'는 말은 수백만 명의 생명을 담보로 한 유예였다. 한국은 1인당 플라스틱 소비량 세계 최고 수준이면서도, 미세플라스틱에 관한 체계적 역학 조사나 인체 영향 연구는 거의 전무하다. EU는 이미 규제에 착수했고, 미국 캘리포니아는 수돗물 모니터링을 의무화했다. 우리는 무엇을 하고 있는가. 이제 '플라스틱이 정말 위험한가'를 묻는 시간은 끝났다. '얼마나 빨리, 어디까지 대응할 것인가'를 묻는 시간이 시작됐다. 예방 원칙은 '확실해질 때까지 기다리자'가 아니라, '확실해지기 전에 행동하자'는 원칙이다. 우리 뇌의 0.5%가 이미 플라스틱이라는 사실 앞에서, 더 이상의 관망은 방관과 다르지 않다. ※ 이 기사는 국제 학술지에 게재된 동료심사(peer-reviewed) 논문과 공식 기관 발표 자료, 국회 토론회 속기록 등 1차 자료를 바탕으로 작성됐습니다.
- 생활·문화
2025-09-29 13:22:38
[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발

인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
- IT·과학
2025-08-28 14:03:33
[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.
- 사회
2025-08-02 09:32:27
[주간 월가 레이더] S&P500 7% 오를 때 15% 뛴 산업재⋯어닝시즌, 랠리 운명 가른다

지난 4월 이후 가파른 랠리를 이어온 뉴욕 증시가 중대 분수령을 맞는다. 시장의 높은 기대치가 정당화될지를 판가름할 2분기 어닝 시즌이 본격화되는 가운데, 특히 올해 증시 상승을 주도한 산업재 섹터와 '매그니피센트 7'의 선두주자인 테슬라, 알파벳의 실적 발표에 시장의 이목이 집중되고 있다. 스탠더드앤드푸어스(S&P) 500 지수가 연초 대비 7% 상승에 그친 반면, 산업재 섹터는 이익 기대감이 크게 반영되며 시장을 주도해왔다. S&P 500 산업재 섹터는 올해 들어 15% 급등하며 11개 섹터 중 최고 성과를 기록했다. 지정학적 긴장에 따른 방산주 강세와 인공지능(AI) 확산, 리쇼어링에 따른 관련 장비주 호조가 상승을 견인했다. 해당 업종 지수는 올해에만 30% 넘게 올랐다. 다음 주에는 알티엑스(RTX), 록히드 마틴 등 핵심 기업들의 실적이 연이어 발표돼 산업재의 강세가 지속될지 시험대에 오른다. GE, 허니웰, 유니언 퍼시픽, 유나이티드 렌탈스 등 다른 산업주 대표 기업들의 실적 발표도 예정돼 있다. 한편, 빅테크 기업들도 본격적인 실적 시즌에 돌입한다. 테슬라와 구글의 모회사 알파벳이 첫 주자로 나선다. 테슬라는 판매량 감소로 부진한 실적이 예상되지만, 시장은 일론 머스크의 로보택시 계획 등 미래 비전에 더 주목하는 분위기다. 알파벳은 성장세 둔화 우려 속에서 AI 관련 수익화 전략이 핵심 관전 포인트다. 8월 1일부터 예고된 미국의 대외관세 인상 등 무역정책 불확실성과 연방준비제도(연준·Fed)의 7월 회의 등 거시 경제 변수들도 시장에 영향을 미칠 전망이다. 다음 주는 개별 기업의 펀더멘털이 증시의 향방을 결정하는 '옥석 가리기' 장세의 서막이 될 것으로 보인다. [미니해설] 월가 랠리의 '엔진' 산업재…방산·AI '질주' 속 물류·운송 '경고등' "시장의 반등에 상당한 낙관론이 반영됐다." 호라이즌 인베스트먼트 서비시스의 척 칼슨 최고경영자(CEO)는 현재 월가의 분위기를 이처럼 진단한다. 지난 4월 이후 S&P 500 지수가 26% 급등하는 등 시장은 뜨거운 랠리를 펼쳐왔다. 특히 S&P 500 전체 지수가 연초 대비 7% 상승에 머무는 동안, 산업재 섹터는 두 배가 넘는 15%의 상승률을 기록하며 시장의 주역으로 떠올랐다. 하지만 이제 '장밋빛 기대'를 '숫자'로 증명해야 할 시간이 다가왔다. 다음 주부터 본격화되는 2분기 어닝 시즌은 그동안의 상승세가 단단한 펀더멘털에 기반한 것인지, 아니면 거품 낀 낙관론이었는지를 가늠할 첫 번째 시험대다. 화려한 강세 뒤 '양극화'…명암 엇갈린 산업재 이번 어닝 시즌의 최대 관전 포인트 중 하나는 단연 산업재 섹터다. 그 중심에는 우크라이나와 중동의 지정학적 긴장으로 호황을 맞은 방산주가 있다. 관련 업종 지수는 올해에만 30% 넘게 급등했다. 번스타인은 2분기가 방산주 성과의 변곡점이 될 수 있다는 기대감을 제시했다. 다음 주에는 알티엑스, 록히드 마틴 같은 방산주는 물론, GE, 허니웰, 유니언 퍼시픽, 유나이티드 렌탈스 등 주요 기업들이 줄줄이 실적을 발표한다. 방산주뿐만이 아니다. 다코타 웰스 매니지먼트의 로버트 파블릭 선임 포트폴리오 매니저는 "리쇼어링 인프라 구축과 AI 확산은 냉각 시스템, 공장 자동화 수요를 끌어올렸다"며 이튼, 로크웰 오토메이션 등의 강세 배경을 짚었다. 특히 GE 계열 분사 기업들의 호조가 눈에 띈다. GE에서 분사한 GE 에어로스페이스와 GE 버노바는 올해 각각 55%, 70% 이상 주가가 폭등하며 산업재 섹터의 영웅으로 떠올랐다. 차량 공유 서비스인 우버 역시 비전통 산업주로 분류되며 50% 가까이 급등, 섹터의 강세에 힘을 보탰다. 하지만 화려한 성적표 뒤에는 경고등도 켜져 있다. 그린우드 캐피털의 월터 토드 최고투자책임자(CIO)는 "산업재 섹터 내에서도 경기에 민감하지만 실적이 좋지 않은 분야들이 있다"고 지적한다. 실제로 UPS와 페덱스 같은 택배 공룡과 유나이티드 항공 등 운송주들은 연초 이후 주가가 뒷걸음질 치며 섹터 내 양극화를 뚜렷이 보여준다. 데이터트랙 리서치의 니콜라스 콜라스 공동 창업자는 "거시 경제에 의존하지 않고도 견고한 미래 수익을 낼 수 있는 탄탄한 스토리를 가진 기업들이 많다"며 옥석을 가리는 투자의 중요성을 강조했다. 미래 비전 vs 성장 둔화, 시험대 오른 빅테크 시장의 또 다른 눈은 증시 랠리를 이끌어온 '매그니피센트 7'의 첫 주자, 테슬라와 알파벳으로 향한다. 두 거인의 성적표는 기술주 전반의 투자 심리를 좌우할 가능성이 크다. 테슬라에 대한 시장의 기대치는 이례적으로 낮다. 2분기 매출과 이익이 동반 하락하고, 차량 판매량도 13% 이상 줄어들 것이란 암울한 전망이 지배적이다. 그러나 시장의 관심은 당장의 실적보다 일론 머스크의 입에 쏠려있다. 로보택시 서비스의 구체적인 계획과 각종 규제 변화에 대한 그의 발언이 단기 실적 부진을 덮고 주가에 새로운 모멘텀을 불어넣을 수 있다는 기대감이다. 반면 알파벳은 '성장 둔화'라는 현실적인 과제에 직면했다. 2분기 EPS 성장률은 지난 4분기 평균의 절반 수준인 15%에 그칠 것으로 예상된다. 치열해진 경쟁 속에서 핵심 사업인 검색과 유튜브 광고의 성장세, 그리고 막대한 투자가 이루어지고 있는 클라우드와 AI 부문의 수익화 전략이 이번 실적 발표의 핵심 키워드가 될 전망이다. 거시 변수 속 '옥석 가리기' 장세 본격화 개별 기업들의 실적이 초미의 관심사로 떠올랐지만, 시장을 둘러싼 거시 환경의 불확실성은 여전하다. 8월 1일부터 예고된 미국의 대외관세 인상이라는 무역정책 불확실성, 트럼프 전 대통령의 압박을 받고 있는 연준의 통화정책 향방 등 언제든 시장을 흔들 수 있는 변수들이 산재해 있다. 그럼에도 시장은 놀라운 회복력을 보여주고 있다. 노스 스타 인베스트먼트 매니지먼트의 에릭 쿠비 최고투자책임자(CIO)는 "상당한 역풍으로 보일 수 있는 많은 요인에도 불구하고 주식 시장이 얼마나 잘 거래되는지에 계속 놀라고 있다"고 평가했다. 다음 한 주는 '묻지마 랠리'의 시대가 저물고, 기업의 본질적인 가치와 성장 스토리에 따라 주가가 차별화되는 '옥석 가리기' 장세의 본격적인 신호탄이 될 것이다. 투자자들의 현미경이 그 어느 때보다 날카롭게 개별 기업의 성적표를 파고들 준비를 마쳤다.
- 경제
2025-07-20 05:36:22
[신소재 신기술(187)] 상용 반도체 공정으로 세계 최초 '전자–광자–양자 통합칩' 구현

양자 기술의 상용화를 향한 중요한 진전을 알리는 연구 성과가 미국에서 나왔다. 미국 보스턴대학교, UC버클리, 노스웨스턴대학교 공동 연구진은 세계 최초로 전자 회로·광자 소자·양자 광원을 단일 칩 위에 통합한 양자-전자-광자 집적 칩(quantum–electronic–photonic chip)을 구현했다고 밝혔다. 이번 칩은 상용화된 45나노미터급 CMOS(상보성 금속산화막 반도체) 제조 공정을 활용해 제작된 것으로, 상업용 반도체 제조라인에서 양자광학 수준의 정밀성과 실시간 제어 기능을 구현했다는 점에서 주목된다. 이는 향후 양자 컴퓨팅, 양자 센싱, 양자 암호통신 등 다양한 응용 분야의 확장성을 크게 높일 것으로 기대된다. 해당 연구 결과는 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 게재됐으며, 과학 기술 전문 매체 인터레이스팅엔지니어링, 텍크 익스플로어 등 다수 외신이 14일(현지시간) 보도했다. 연구를 주도한 보스턴대학교 밀로시 포포비치 교수는 "양자 기술은 수십 년간 개념에서 현실로 나아가는 긴 여정을 걷고 있다"며, "이번 연구는 소규모지만, 상용 반도체 공정을 통해 재현 가능하고 제어 가능한 양자 시스템을 제작할 수 있음을 증명했다는 점에서 매우 중요한 발걸음"이라고 평가했다. 노스웨스턴 대학교 전기컴퓨터공학과 교수이자 양자 광학 분야의 선구자인 프렘 쿠마르는 "이 연구에 필요한 학제 간 협력은 바로 양자 시스템을 실험실에서 확장 가능한 플랫폼으로 옮기는 데 필요한 것"이라면서 "전자공학, 광자공학, 그리고 양자 측정 분야의 공동 노력이 없었다면 이 연구는 불가능했을 것"이라고 밝혔다. 이번에 개발된 칩은 가로세로 1㎟ 이하 면적에 독립된 12개의 양자광원을 탑재하고 있으며, 각 광원은 마이크로링 공진기를 통해 상관된 광자 쌍(photon pairs)을 생성한다. 이 광자 쌍은 양자 얽힘 기반 통신 및 계산, 고감도 센싱 등에 핵심적으로 활용된다. 다만 마이크로링 공진기는 온도 변화 및 제조 편차에 매우 민감해 광자 생성을 불안정하게 만드는 한계가 있었는데, 이를 해결하기 위해 연구팀은 칩 내부에 실시간 제어 회로 및 피드백 루프를 삽입했다. 광 다이오드가 레이저 정렬 오차를 감지하고, 내장된 히터와 제어 로직이 자동으로 온도 및 공진 조건을 보정해주는 방식이다. 이 과정을 이끈 노스웨스턴대 박사과정 아니루드 라메시는 "양자 시스템의 실시간 안정화 제어를 온칩(on-chip) 방식으로 구현한 것은 확장 가능한 양자 시스템을 향한 핵심 진전"이라며 기술적 의의를 강조했다. '온칩(on-chip)' 방식이란, 하나의 반도체 칩 내부에 다양한 기능이나 소자를 통합하여 구현하는 방식을 의미한다. 다시 말하면, 온칩 방식은 복잡한 기능을 하나의 칩에 통합해 고성능·소형화·자동화를 가능하게 하는 핵심 기술이다. 칩 설계 측면에서는 양자광학 소자의 고성능 요건을 충족하면서도 상업용 CMOS 플랫폼의 물리적·전기적 제약을 동시에 만족시키는 것이 가장 큰 도전이었다. 포토닉 설계를 주도한 보스턴대 임버트 왕 박사과정 연구원은 "기존 양자광학 설계방식을 넘어, CMOS 공정 한계 내에서 설계 최적화를 이뤄야 했다"고 설명했다. 이번 칩은 AI 연산 및 고속 데이터 전송을 위한 상용 집적 플랫폼으로도 알려진 45nm CMOS 공정을 활용해 제작됐다. 해당 공정은 보스턴대, UC버클리, 글로벌파운드리즈(GlobalFoundries), 아야랩스(Ayar Labs) 등이 공동 개발한 것으로, 이번에는 노스웨스턴대가 양자 시스템 통합에 협력하며 응용 범위를 한층 확장했다. UC버클리의 칩 설계를 총괄한 대니얼 크람닉 박사과정 연구원은 "양자 시스템, 전자 회로, 광학 설계라는 서로 다른 영역의 긴밀한 협력이 없었다면 불가능한 성과였다"고 말했다. 한편 이 연구에 참여한 일부 학생 연구원들은 이미 사이퀀텀(PsiQuantum), 아야랩스, 구글X 등 실리콘 포토닉스 및 양자컴퓨팅 스타트업과 연구소에 진출해 기술 상용화를 이어가고 있다. 이번 연구는 미국 국립과학재단(NSF), 패커드 펠로우십(Packard Fellowship), 글로벌파운드리즈의 지원을 받아 진행됐다.
- IT·과학
2025-07-16 14:15:17
[주간 월가 레이더] 뉴욕증시 사상 최고치⋯6월 고용 11만 명 '진실의 순간'

뉴욕증시가 연방준비제도(연준·Fed)의 금리인하 기대감과 인공지능(AI) 열풍에 힘입어 사상 최고치로 비상했다. 스탠더드앤드푸어스(S&P) 500과 나스닥 지수는 지난주 나란히 역대 최고점을 경신하며 뜨거운 랠리를 펼쳤지만, 시장은 이제 숨을 고르며 이번 주 발표될 핵심 지표와 정치적 변수들에 촉각을 곤두세우고 있다. 7월 4일 독립기념일 휴장으로 거래일이 단축된 가운데, 증시의 향방을 가늠할 시험대에 올랐다. 시장의 시선이 집중되는 가장 큰 이벤트는 현지시간 3일 발표될 6월 고용보고서다. 로이터통신 집계에 따르면 시장은 6월 신규 고용이 11만 명 증가에 그쳐, 5월의 13만 9000명에서 증가세가 둔화했을 것으로 예측한다. 고용 시장의 냉각 신호는 연준의 금리인하 결정을 앞당길 수 있다는 기대감을 키우는 동시에, 경기 둔화의 전조일 수 있다는 우려를 낳는다. 1일의 제조업 지수와 3일의 서비스업 지수 역시 미국 경제의 현주소를 진단할 중요한 바로미터다. 워싱턴발 정치적 불확실성도 잠재적인 복병이다. 도널드 트럼프 행정부가 내세운 재정 법안 처리 시한(7월 4일)과 일부 국가에 대한 고율 관세 부과 마감일(7월 9일)이 코앞으로 다가왔다. 특히 트럼프 대통령이 캐나다와의 무역협상 중단을 선언하는 등 무역 갈등의 전선이 확대될 조짐을 보이면서 투자 심리를 위축시키고 있다. 다만 스콧 베센트 재무장관이 주요 18개국과의 무역 협상 타결 시점을 9월 노동절로 제시해, 대통령의 강경 발언이 협상용일 가능성도 제기된다. 개별 기업 중에서는 기술주들의 향방이 초미의 관심사다. 최근 '로보택시' 이슈로 주가가 롤러코스터를 탔던 테슬라는 2일 2분기 차량 인도 실적을 발표한다. 유럽 판매 부진 등으로 시장의 눈높이가 낮아진 상태라 오히려 '깜짝 실적'이 나올 수 있다는 기대도 나온다. AI 랠리의 총아인 엔비디아는 HBM 공급사 마이크론의 호실적과 미중 무역합의에 따른 수출 규제 완화 기대감에 힘입어 사상 최고가 행진을 이어갈지 주목된다. 시장은 이처럼 산적한 변수들을 앞두고 2분기 기업 실적 시즌이라는 또 다른 관문을 준비하고 있다. 전문가들은 지난 몇 주간 지정학적 이슈에 따라 움직였던 시장의 초점이 이제 기업의 펀더멘털, 즉 실적으로 옮겨갈 것으로 보고 있다. 7월이 지난 10년간 S&P500 지수가 매번 상승했던 '강세의 달'이라는 통계적 기대감 속에서, 시장이 경제지표와 무역전쟁의 파고를 넘어 랠리를 이어갈 수 있을지 귀추가 주목된다. [미니해설] 최고치 증시는 왜 불안한가…'AI 낙관론'과 '경기둔화 공포'의 충돌 뉴욕증시는 지금 환희와 불안이 교차하는 길목에 서 있다. S&P500과 나스닥이 사상 최고치를 갈아치우며 투자자들을 열광시켰지만, 그 이면에는 살얼음판 같은 경계심이 짙게 깔려있다. 독립기념일 연휴를 앞둔 이번 주는 향후 시장의 방향성을 결정할 ‘진실의 순간’이 될 전망이다. 과연 인공지능(AI)이 주도하는 낙관론이 계속될 것인가, 아니면 경제지표 악화라는 복병을 만나 꺾일 것인가. "금리인하·AI가 이끈다"…강세론자들의 기대 시장의 낙관론을 이끄는 가장 큰 동력은 단연 연준의 금리인하 기대감과 AI 혁명이다. 시장은 이미 연내 금리인하를 기정사실로 받아들이는 분위기다. 세계 최대 자산운용사 블랙록의 릭 리더 최고투자책임자(CIO)는 "AI가 생산성을 끌어올리면서 연준이 우려하는 트럼프 관세 발 인플레이션은 기우에 그칠 것"이라며 "AI가 인플레이션을 낮출 것"이라고 낙관했다. AI 대장주 엔비디아의 고공행진과 마이크론의 호실적, 미중 무역합의에 따른 AI 반도체 수출 규제 완화 가능성은 이러한 기대를 더욱 부채질한다. 7월은 전통적으로 주식시장이 강세를 보여온 달이라는 점도 긍정적이다. 카슨그룹의 라이언 데트릭 최고시장전략가는 "지난 10년간 S&P500 지수는 7월에 매번 상승했다"며 특히 "올해처럼 5월과 6월을 연달아 상승 마감하면 7월에는 지수가 더 올랐고, 그 해 하반기 성적 역시 좋았다"고 말했다. 통계가 반드시 미래를 보장하는 것은 아니지만, 투자심리에는 분명 긍정적인 영향을 미치는 요소다. 고용 쇼크·무역전쟁…곳곳에 도사린 '복병' 하지만 장밋빛 전망의 발목을 잡을 수 있는 위험 요인들도 만만치 않다. 가장 큰 우려는 미국 경제의 둔화 가능성이다. 매뉴라이프 존 핸콕 인베스트먼트의 매튜 미시킨 공동 최고 투자 전략가는 "씨티그룹의 미국 경제 서프라이즈 지수가 약화하고 있다"며 경제 데이터가 예상치를 밑돌고 있음을 지적했다. 그는 "5월 데이터가 다소 부진했던 이후, 6월 데이터는 정말 현미경으로 들여다보게 될 것"이라며 "데이터가 더 악화하면 시장의 주목을 받을 수 있다"고 경고했다. 시장의 예상대로 6월 신규 고용이 5월보다 둔화된 것으로 나타날 경우, 경기 침체 우려가 다시 고개를 들 수 있다. 노스웨스턴 뮤추얼 웰스 매니지먼트의 브렌트 슈트 최고 투자 책임자 역시 "앞으로 몇 주간은 노동 시장이 가장 중요한 관심사가 될 것"이라며 고용지표의 중요성을 역설했다. 예측 불가능한 트럼프 행정부의 무역 정책도 시장을 짓누르는 부담이다. 상호관세 90일 유예 시한(7월 8일)이 다가오는 가운데, 캐나다와의 무역협상 중단을 선언하는 등 언제 터질지 모르는 '관세 폭탄'의 위험은 여전하다. 물론 시장에서는 트럼프 대통령이 막판에 물러설 것이라는 '타코(TACO) 트레이드' 학습효과도 존재하지만, 불확실성 자체가 투자심리를 위축시키는 요인이다. 지정학에서 실적으로…진짜 시험대는 지금부터 이제 시장의 초점은 거시적인 지정학적 이슈에서 기업의 본질적인 가치, 즉 실적으로 옮겨갈 채비를 하고 있다. 클리어브리지 인베스트먼트의 조시 잼너 선임 투자 전략 분석가는 "우리는 지난 몇 주 동안 지정학에 초점을 맞춘 시장에 있었다"며 "실적 시즌의 시작은 시장의 초점을 다시 펀더멘털로 되돌릴 것"이라고 내다봤다. 곧 시작될 2분기 어닝시즌은 고금리와 관세 장벽 속에서 기업들이 얼마나 선방했는지를 보여주는 첫 번째 시험대가 될 것이다. 사상 최고치라는 화려한 잔치상이 차려졌지만, 고용 쇼크나 어닝 쇼크라는 불청객이 언제든 들이닥칠 수 있는 아슬아슬한 상황이다. 이번 주 발표될 경제지표와 기업들의 성적표에 따라 시장의 희비는 극명하게 엇갈릴 것이다.
- 경제
2025-06-29 05:19:56
[우주의 속삭임(122)] 달 표면서 발견된 유리구슬, 고대 화산 분출로 형성된 '우주의 타임캡슐'

"보석인가, 화산재인가." 1969년 인류가 처음 달에 발을 디딘 이래 반세기 넘게 정체가 불분명했던 주황색 유리구슬의 기원이 56년 만에 밝혀졌다. 미국 아폴로 탐사대가 수집한 이 미세한 유리구슬은 달의 고대 화산 활동이 남긴 결정체로, 약 33억~36억 년 전 분화 활동의 흔적으로 추정된다고 어스닷컴, 라이브 사이언스 등 외신이 16일(현지시간) 보도했다. 각 구슬의 크기는 1mm미만이고, 33억~36억년 전 분출됐지만 그 안에는 달의 화산 활동 일지가 담겨 있다고 어스 닷컴이 전했다. 최첨단 분석 기술로 50년 만에 내부 성분 첫 정밀 규명 미 항공우주국(나사·NASA)의 아폴로 임무 당시 수거된 이 구슬은 각각 모래알보다도 작으며, 당시 예상됐던 회색 암석과 달먼지를 벗어난 예외적인 샘플로 주목받았다. 겉보기에 보석처럼 빛나는 이 구슬들은 사실상 '화산의 타임캡슐'로, 대기와 풍화작용이 없는 달의 표면에서 원형 그대로 보존되어 왔다. 과학자들은 오랜 기간 이 샘플을 분석하지 못한 채 보관만 해왔다. 당시 기술로는 구슬 내부 구조를 정밀 분석하는 것이 불가능했기 때문이다. 그러나 최근 고에너지 이온빔과 전자현미경 등 첨단 장비를 활용한 비파괴 분석 기술이 진전을 이루면서, 구슬 내부의 광물과 화학 성분을 정밀하게 확인할 수 있게 됐다. 세인트루이스 워싱턴대학과 브라운 대학의 토마스 윌리엄스, 스티븐 파먼, 알베르토 살, 케빈 라이언 오글리오레가 이번 연구에 참여했다. 오글리오레의 연구실에서는 샘플에 이온을 쏘아 한 번에 한 원자씩 조각을 세는 나노심스(NanoSIMS) 장비를 사용했다. 또한 협력 기관의 보완적 현미경과 원자 탐침 단층촬영 시스템이 전체적인 구슬의 그림을 완성했다. 연구팀은 다양한 색과 조성을 가진 유리구슬들이 각기 다른 종류의 화산 분출에서 형성됐음을 확인했다. 대표적으로 주황색 구슬은 고온의 현무암질 용암이 순간적으로 응고되며 형성된 것이며, 검은색 구슬은 보다 깊은 내부의 마그마 성분을 반영한다는 분석이다. 우주비행사들은 1972년 쇼티 크레이터에서 최초의 오렌지색 퇴적물을 발견했고, 연구를 위해 해당 토양을 수 파운드 포장해 지구로 가져왔다. 연구팀에 따르면 주황색 등의 밝은 색상은 달의 다른 곳에서 발견된 어두운 녹색 구슬과 달리 티타늄이 풍부한 마그마를 상징한다. 이들 유리구슬은 약 33억~36억 년 전, 달이 아직 지질학적으로 활발하던 시기의 폭발적인 화산 활동에서 비롯된 것으로 보인다. 대기가 없는 환경에서 분출된 용암 방울이 진공 상태에서 즉시 냉각되며 유리질 형태로 굳어진 것이다. 하와이의 킬라우에아 용암 분출과 유사하지만, 공기가 없는 우주 공간이라는 점에서 근본적인 차이를 보인다. 아폴로 샘플, 태양계 형성과 행성 진화 연구에 기여 기대 이번 연구는 단순한 지질 구조 분석을 넘어, 태양계 초기 행성의 열역학적 진화와 내핵 활동, 그리고 휘발성 원소의 분포에 대한 단서를 제공할 수 있다는 점에서 큰 의의를 지닌다. 어스닷컴에 따르면 수성이나 일부 소행성처럼 대기가 없는 행성과 위성도 달과 비슷한 화산쇄설물 활동이 일어났을 경우 분출된 흔적이 보전된 표면 물질을 가질 수 있다. 달 샘플에서처럼 연구자들에게 향후 화성의 위성이나, 예를 들어 NASA의 소행성 우주 탐사선 오시릭스-렉스가 소행성 베누에서 지구로 귀환시킨 베누의 표토와 같은 다른 임무에서 얻은 샘플을 연구하는 데 있어 기준을 제시할 수 있다는 점에서 의의가 크다. 연구에 참여한 케빈 오글리오레(Kevin R. Ogliore) 교수는 이 구슬들을 "고대 달 화산학자의 일기장을 읽는 것과 같다"고 표현하며, "달 내부의 진화 과정과 그 당시의 조건을 이해하는 데 있어 핵심적 단서가 될 수 있다"고 말했다. 해당 연구는 학술지 이카루스(Icarus)에 게재됐다. 이번 발견은 아폴로 탐사 이후 장기간 보관돼 있던 샘플이, 첨단 분석 기술의 발전을 통해 새로운 과학적 가치를 창출할 수 있음을 보여주는 대표적 사례로 평가된다. 달 표면의 작은 유리구슬 하나하나가 달의 과거는 물론, 태양계의 형성 과정까지도 조망할 수 있는 단서가 될 수 있다는 점에서 향후 추가 연구가 기대된다.
- IT·과학
2025-06-18 09:43:52
[신소재 신기술(173)] MIT, 자유 상태 원자 상호작용 첫 관측⋯"양자현상 실시간 시각화 길 열려"

미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구진이 공중에 자유롭게 존재하는 원자 간 상호작용을 직접 촬영하는 데 성공하며, 양자역학적 현상을 실시간으로 시각화할 수 있는 길을 열었다. MIT 물리학과의 마틴 즈비얼라인(Martin Zwierlein) 박사가 이끄는 연구팀은 최근 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표한 논문에서, 기존 이론으로만 존재하던 '자유 상태 원자 상호작용'을 실공간에서 이미지화하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 원자가 움직일 수 있는 느슨한 레이저 트랩을 이용해 다양한 원자들을 자유롭게 상호작용하게 한 뒤, 광학 격자를 이용해 순간적으로 위치를 고정시키고 미세 조정된 레이저로 형광을 유도해 각각의 원자를 시각화하는 새로운 기법을 개발했다. 이를 통해 최초로 단일 원자들의 움직임과 상호작용을 '스냅샷' 형태로 포착하는 데 성공했다. 즈비얼라인 박사는 "이제 우리는 개별 원자들이 서로 어떤 관계를 맺고 있는지를 직접 볼 수 있게 됐다"며 "양자적 아름다움을 눈으로 확인할 수 있는 수준"이라고 설명했다. 이 연구는 특히 양자역학의 기본 원리인 '하이젠베르크 불확정성 원리'로 인해 그간 직접 관측이 어려웠던 미시 세계의 움직임을 한층 명확히 드러낸다는 점에서 주목된다. 기존 흡수 영상 기술은 원자 구름의 전체적인 윤곽만을 보여줄 뿐, 개별 원자의 구체적인 위치는 식별하지 못했다. 연구진은 이 기술을 활용해 보존입자(보존자)와 페르미입자(페르미온)의 양자 상태를 직접 관찰했다. 나트륨 원자로 구성된 보존자 구름은 극저온에서 '보스-아인슈타인 응축(BEC)' 상태를 형성하며, 입자들이 하나의 양자상태를 공유하는 모습이 포착됐다. 이는 루이 드브로이(Louis de Broglie)의 파동 이론이 예측한 바를 시각적으로 입증한 셈이다. 또한 서로 다른 두 종류의 리튬 원자를 이용해 페르미온의 상호작용을 관찰한 결과, 반대 성질을 가진 페르미온이 쌍을 이루는 모습이 촬영됐다. 이는 초전도 현상의 핵심 메커니즘을 드러내는 결정적인 장면으로 평가된다. 물리학자 루이 드브로이(1892~987)는 1924년 박사 학위 논문에서 모든 물질은 파동성을 가진다는 혁신적인 가설을 제안하며, 양자역학의 발전에 중대한 전환점을 마련했다. 이는 '물질파 이론(matter-wave theory)' 또는 드브로이 파동 이론이라 불린다. 당시까지는 빛은 파동이면서 입자라는 파동-입자 이중성 개념이 확립되어 있었으나, 전자나 원자 같은 입자가 파동의 성질을 가진다는 발상은 전무했다. 드브로이는 아인슈타인의 광양자 이론(빛은 입자처럼 행동함)에 착안해, 반대로 입자도 파동처럼 행동할 수 있다고 주장했다. 즈비얼라인 박사는 "양자 파동의 존재를 이처럼 직접 시각화한 적은 없었다"며 "이는 이론 물리학에서 예측에 그쳤던 복잡한 양자 상태들을 실험적으로 검증할 수 있는 강력한 도구"라고 강조했다. 연구진은 향후 이번 기술을 활용해 '양자 홀 효과(Quantum Hall effect)' 등 더 복잡하고 덜 탐구된 양자 상태들을 관찰할 계획이다. 양자 홀 현상은 자기장 아래 상호작용하는 전자들이 이상한 방식으로 정렬되는 특이한 현상으로, 현재까지도 완전한 이론적 설명이 어려운 영역으로 남아 있다. 즈비얼라인 박사는 "이제는 이론가들이 그림으로 그리던 복잡한 양자 상태들을 실제로 관측해 검증할 수 있다"며 "그간 '상상 속 세계'였던 양자 현상의 실체를 밝히는 데 한 걸음 다가섰다"고 밝혔다. 이번 연구는 양자 컴퓨팅, 정밀 센서 기술, 나노과학 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
- IT·과학
2025-05-09 09:51:24
[퓨처 Eyes(82)] 뇌 학습의 새로운 비밀⋯시냅스별 다른 규칙 따른다

우리는 새로운 것을 어떻게 배울까? 최신 유행하는 K-팝 가사와 안무, 새로운 직장에서의 업무, SNS에서 핫한 카페나 레스토랑 가는 길 같은 정보는 어떻게 뇌에 인코딩될까? 이에 대한 넓은 의미의 답은 뇌가 새로운 정보를 수용하기 위해 적응 과정을 거친다는 것이다. 새로운 행동을 따르거나 새로 도입된 정보를 기억하기 위해 뇌의 회로는 변화한다. 이러한 변화는 수조 개의 시냅스, 즉 뉴런들이 서로 신호를 주고받는 연결 지점에서 세심하게 조율된 과정을 통해 일어난다. 새로운 정보는 특정 시냅스를 강화하는 반면 다른 시냅스는 약화시키는데, 이를 시냅스 가소성이라고 불리며 학습과 기억의 핵심 기전으로 여겨진다. 시냅스 가소성에는 시냅스가 강해지는 장기 강화(LTP, Long-Term Potentiation)와 약해지는 장기 억제(LTD, Long-Term Depression)가 대표적이다. 미국 UC샌디에이고대학 연구팀이 뇌가 새로운 정보를 학습할 때 신경세포(뉴런)의 연결 지점인 시냅스(synapse)가 기존 학설과 달리 위치에 따라 다양한 규칙을 적용하며 변화한다는 사실을 과학적으로 규명했다고 사이테크 데일리가 최근 보도했다. 미국 국립보건원(NIH)과 미국 국립과학재단(NSF) 등의 지원을 받은 이 연구는 뇌 학습 및 기억의 핵심 기전인 시냅스 가소성(synaptic plasticity)에 대한 이해를 근본적으로 변화시키는 발견이다. 차세대 인공지능(AI) 시스템 개발과 알츠하이머병 등 다양한 뇌 질환 치료 연구에 중요한 통찰을 제공할 전망이다. 과거 신경과학계는 뇌의 한 영역 또는 한 뉴런 안에서 시냅스 변화가 동일한 규칙에 따라 일어난다고 생각했다. 즉, 뉴런 전체가 같은 방식으로 정보를 저장하고 처리한다고 여겨졌다. 하지만 실제 뇌가 복잡한 정보를 매우 효율적으로 학습하고 기억하는 과정에서 어떤 시냅스가 변화해야 하는지, 어떤 규칙이 적용되는지에 대한 세부 원리는 명확하지 않았다. 특히 개별 시냅스가 전체 행동이나 결과에 대해 어떻게 '책임'을 배분받고 변화하는지 설명하기 어렵다는 난제인 '크레딧 할당 문제(credit assignment problem)'가 남아있었다. UC 샌디에이고 연구팀, 생쥐 뇌의 뉴런·시냅스 실시간 추적 UC샌디에이고 신경생물학자 윌리엄 '제이크' 라이트(William 'Jake' Wright), 네이선 헤드릭(Nathan Hedrick), 코미야마 타카키(Takaki Komiyama) 박사 연구팀은 국립보건원과 국립과학재단, 글로벌 브레인 시범상 사이먼스 협력, 에릭 및 웬디 슈미트 과학 분야 AI 펠로우십 등의 주요 재정 지원을 받아 수년간 이 연구를 수행했다. 연구 결과는 4월 17일 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 연구팀은 생쥐(mouse)를 실험 모델로 사용했다. 생쥐는 인간과 유사한 뇌 구조와 학습 능력을 가지고 있어 뇌과학 연구에 널리 활용된다. 연구팀은 2광자 현미경이라는 첨단 이미징 기술을 이용해 살아있는 생쥐의 뇌 속 개별 뉴런과 시냅스의 변화를 실시간으로 관찰했다. 이 기술은 뇌 깊숙한 곳까지 고해상도로 이미지를 얻을 수 있어 기존의 한계를 극복할 수 있었다. 연구 과정에서 생쥐에게 새로운 행동 과제(예: 특정 신호에 반응해 레버를 누르기 등)를 학습시키는 동안, 뇌의 특정 영역(대뇌 피질)에서 뉴런의 가지돌기(덴드라이트, dendrite)와 그 위의 시냅스(돌기, spine)를 실시간으로 추적했다. 시냅스의 크기, 모양, 신호 강도 변화 등을 시간에 따라 정밀하게 측정했다. 시냅스에서 획기적인 핵심 발견 이전에는 불가능했던 수준으로 개별 시냅스를 시각화한 결과, 뉴런이 학습 과정 중 기존 생각에서 가정했던 것처럼 하나의 규칙 세트만 따르지 않는다는 사실이 드러났다. 데이터는 개별 뉴런이 여러 규칙을 따르며, 특히 가지돌기의 서로 다른 구역에 위치한 시냅스가 서로 다른 학습 규칙(장기 강화 또는 장기 억제 등)에 따라 변화함을 보여줬다. 이는 뉴런 하나가 여러 '연산 모듈'을 병렬로 갖는다는 의미다. 뇌는 수많은 시냅스가 각자 '지역 정보'만 가지고 변화하지만, 전체적으로는 복잡한 행동을 학습한다. 연구팀은 뉴런이 서로 다른 규칙을 동시에 적용함으로써, 각 시냅스가 자신의 역할(크레딧)을 효율적으로 배분받아 변화할 수 있음을 확인하며 신경과학계의 난제였던 '크레딧 할당 문제'에 대한 새로운 해법을 제시했다. 연구진은 시냅스가 실제로 변화하는 순간, 그 주변 환경(자극의 종류, 시간, 위치 등)을 모두 기록하며 시냅스 변화의 '규칙성'과 '다양성'을 동시에 입증할 수 있었다. 뇌 학습 연구의 파급 효과와 의미 연구 책임 저자인 코미야마 타카키 교수는 "이번 연구는 뇌가 학습 과정에서 복잡한 신호를 어떻게 효율적으로 처리하는지, 그리고 그 과정에서 각 시냅스가 어떤 역할을 하는지를 근본적으로 새롭게 이해하게 해준다"며 "앞으로 뇌 질환 치료와 인공지능 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 기대한다"고 강조했다. 그는 신경생물학 및 신경과학 부서의 교수이며, 할르지오글루 데이터 과학 연구소와 카블리 뇌-마음 연구소에서도 재직 중이다. 이번 발견은 인공지능과 뇌와 유사한 신경망 개발에 중요한 시사점을 던진다. 현재의 인공 신경망(딥러닝 등)은 보통 모든 노드(뉴런)가 동일한 학습 규칙을 따르지만, 이 연구 결과는 하나의 인공 뉴런에 여러 학습 규칙을 적용하는 새로운 설계 방식이 가능함을 시사한다. 이는 더 유연하고 효율적인 인공지능(AI), 즉 인간 뇌와 유사한 '적응형' 인공지능 개발로 이어질 전망이다. 건강 및 행동 측면에서 이번 발견은 중독, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 알츠하이머병은 물론 자폐증 등 다양한 신경 발달 장애 치료에 새로운 접근 방식을 제시할 수 있다. 알츠하이머병 등 다양한 뇌 질환은 시냅스 가소성의 이상과 밀접한 관련이 있는데, 이번 연구는 질환별로 영향을 받는 시냅스 규칙이 다를 수 있음을 시사하며, 특정 시냅스 영역만을 타겟으로 하는 맞춤형 치료법 개발에 새로운 길을 제시한다. 연구의 제1 저자인 라이트 박사는 "시냅스 가소성은 일반적으로 뇌 내에서 균일하다고 여겨졌지만, 우리 연구는 학습 중 시냅스가 어떻게 수정되는지 더 명확히 이해하게 해주고, 많은 뇌 질환이 어떤 형태의 시냅스 기능 장애를 포함하고 있기 때문에 건강에 잠재적으로 중요한 영향을 미칠 수 있다"고 덧붙였다. 그는 "이번 연구는 뇌가 정상적으로 작동하는 방식을 이해하는 잠재적 기초를 마련하며, 이는 다양한 질병에서 무엇이 잘못되는지를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다. 뉴련 관련 향후 연구 방향과 전망 이 새로운 발견은 이제 연구자들을 뉴런이 왜, 어떻게 여러 규칙을 동시에 사용할 수 있는지, 여러 규칙 사용이 에너지 효율성이나 정보 저장 용량 극대화 등 어떤 이점을 주는지, 그리고 질환별 시냅스 규칙 차이는 무엇인지 등 근본 원리에 대한 심층 후속 연구로 이끌고 있다. 이 연구는 뇌가 학습할 때 '한 개의 뉴런=하나의 규칙'이라는 기존 통념을 깨고, '한개의 뉴런=여러 규칙 병행'이라는 새로운 패러다임을 제시했다. 이는 뇌과학, 의학, 인공지능 등 다양한 분야에 혁신적 영감을 주는 발견으로, 앞으로 관련 연구와 기술 발전에 중요한 이정표가 될 것이다.
- IT·과학
2025-05-01 10:53:01
[증시 레이더] 코스피, 2,540대 강보합 마감⋯조선·이차전지주 상승

코스피가 28일 강보합권에서 거래를 마쳤다. 한국거래소에 따르면 이날 코스피 지수는 전 거래일 대비 2.56포인트(0.10%) 오른 2,548.86으로 장을 마감했다. 지수는 장중 2,550선을 넘어서기도 했으나 상승폭은 제한됐다. 코스닥 지수는 10.28포인트(1.41%) 내린 719.41로 약세 마감했다. 원/달러 환율은 6.1원 오른 1,442.6원에 마감했다. 반도체주 중에서 삼성전자는 0.18% 상승한 반면, SK하이닉스(-1.30%), 한미반도체(-8.00%)는 하락했다. 조선주와 이차전지 관련주는 전반적으로 강세를 보였다. 유심 해킹 사고가 발생한 SK텔레콤은 6.75% 급락했다. 코스닥에 상장한 쎄크는 공모가 대비 8.80% 하락 마감했다. [미니해설] 코스피, 2,540대 강보합…조선·이차전지주 강세, SK텔레콤 급락 코스피가 28일 강보합세로 마감하며 2,540선을 지켰다. 한국거래소에 따르면 이날 코스피 지수는 전 거래일 대비 2.56포인트(0.10%) 오른 2,548.86에 거래를 마쳤다. 지수는 전장보다 4.93포인트(0.19%) 오른 2,551.23으로 출발해 장중 한때 2,552.19까지 오르며 제한적 상승세를 보였지만, 장 후반에는 보합권에서 등락을 반복했다. 코스닥 지수는 10.28포인트(1.41%) 하락한 719.41로 장을 마감했다. 서울 외환시장에서 원/달러 환율은 전일 대비 6.1원 상승한 1,442.6원에 마감해, 원화 약세 흐름이 이어졌다. 삼성전자는 이날 등락을 거듭한 끝에 0.18% 상승한 55,800원에 거래를 마쳤다. 반면, SK하이닉스는 1.30% 하락했으며, 한미반도체는 8.00% 급락해 반도체 업종은 엇갈린 흐름을 보였다. 조선주는 대체로 강세를 나타냈다. 한화에어로스페이스(0.36%), HD현대마린엔진(2.59%), HJ중공업(1.63%), HD한국조선해양(0.38%) 등이 상승했다. 반면 한화오션은 0.67% 하락했다. 글로벌 선박 수요 증가 기대가 조선주 투자 심리를 지지한 것으로 풀이된다. 이차전지 관련주도 강세를 보였다. LG에너지솔루션은 0.73%, POSCO홀딩스는 0.96%, 포스코퓨처엠은 1.09% 각각 상승했다. 최근 미국 및 유럽 지역에서 친환경 에너지 정책이 강화되면서 이차전지 수요 기대가 커진 영향으로 분석된다. 금융주는 종목별로 등락이 엇갈렸다. KB금융(-0.35%), 신한지주(-0.80%), 우리금융지주(-2.38%)는 하락했으나 하나금융지주(1.31%)는 상승했다. 기준금리 동결 기대와 은행 실적 발표를 앞둔 경계감이 작용한 것으로 보인다. 통신주에서는 유심 해킹 사고 여파로 SK텔레콤이 6.75% 급락했다. 반면 KT는 1.79% 상승해 51,100원에 마감했다. KT는 장중 한때 52,000원을 기록하며 52주 신고가를 새로 썼다. 코스닥시장에서는 이날 새로 상장한 전자빔 검사장비 전문업체 쎄크가 장 초반 공모가 대비 39% 넘게 급등했으나 이후 하락 전환해 최종적으로 공모가(15,000원) 대비 8.80% 내린 13,680원에 마감했다. 쎄크는 반도체·배터리 산업용 엑스레이 시스템과 방위산업용 X레이 장비, 주사전자현미경 등을 제조하는 기업으로, 지난해 매출 539억원, 영업이익 13억원, 순이익 21억원을 기록하며 흑자 전환에 성공했다. 쎄크는 기관투자자 수요예측에서 1,232.54대 1의 경쟁률을 기록해 공모가를 희망밴드 최상단인 15,000원으로 확정했고, 일반 청약에서도 933.6대 1의 경쟁률을 기록했다. 이 과정에서 약 2조1,000억원의 증거금이 몰리며 시장의 관심을 반영했다. 국제 금융시장에서는 미국발 관세 불확실성이 정점을 지나면서 투자 심리가 다소 개선된 분위기다. 지난주(25일) 뉴욕증시에서는 기술주 중심의 나스닥지수가 1.26% 상승했으며, 다우지수와 스탠더드 앤드 푸어스(S&P) 500지수도 각각 강세를 보였다. 한지영 키움증권 연구원은 "증시는 최근 일련의 조정 과정을 거치면서 관세 관련 불확실성을 어느 정도 반영했다"며 "이제는 본격적인 실적 시즌에 진입한 만큼, 업종별로 차별화된 장세가 이어질 가능성이 크다"고 전망했다. 향후 국내 증시는 글로벌 기업들의 실적 발표와 미국 연방준비제도(연준·Fed)의 통화정책 기조, 원화 약세 흐름이 주요 변수로 작용할 전망이다.
- 경제
2025-04-28 15:57:54