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2025-04-05 (토)

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입자물리학, 양자 우주 탐사 위한 10개년 계획 공개

입자 물리학 프로젝트 우선 순위 지정 패널(Particle Physics Projects Prioritization Panel·P5)은 최근 향후 5년에서 10년 간의 연구 자금 지원에 대한 권장 사항을 담은 상세한 보고서를 발표했다. 입자물리학은 기본입자의 특성과 상호작용을 탐구하는 물리학의 한 분야이다. 이 권고안은 뮤온, 중성미자, 암흑물질, 힉스 입자 등의 연구를 포함하고 있으며, 비록 구속력은 없지만 미국 입자 물리학 커뮤니티의 의견을 반영한다. 이는 물리학 연구 분야에서 가장 창의적인 아이디어 중 일부를 제시하는 것으로, 해당 분야의 발전 방향을 제안하고 있다. 인터넷 포럼 빅씽크(Big Think)는 최근 보도를 통해 미국 입자 물리학 커뮤니티가 다년간의 검토를 거쳐 향후 5년에서 10년간의 연구 비전을 발표했다고 전했다. 이들은 다양한 프로젝트들이 자금을 지원받을 경우, 연구자들이 자연의 법칙을 더 깊이 이해하는 데 크게 기여할 수 있을 것이라고 강조했다. 이번 권고안은 '양자 우주 탐사: 입자 물리학의 혁신과 발견을 위한 길'이라는 제목의 보고서에서 발표됐다. 이 보고서는 고에너지 물리학 자문 패널(HEPAP)의 하위 패널인 입자 물리학 프로젝트 우선순위 지정 패널(P5)에 의해 작성됐다. 이 권고안은 미국 에너지부 과학국과 국립과학재단 등 자금 지원 기관에 제출되어 향후 10년간의 자금 지원 결정을 안내하는 데 사용될 예정이다. 입자 물리학자들은 실험실에서 달성 가능한 최극단의 조건에서 물질의 거동을 연구한다. 이들은 양성자와 전자와 같은 아원자 입자를 거의 광속에 가까운 속도로 가속시키고, 크고 강력한 입자 가속기를 사용하여 이들을 충돌시킨다. 세계에서 가장 강력한 가속기를 사용하는 과학자들은 약 섭씨 7조도에 달하는, 상상하기 어려운 극도의 고온에 도달할 수 있다. 이는 태양의 핵심보다도 10만 배 더 뜨겁고, 초신성의 중심보다 약 100배 더 뜨겁다. 빅뱅 직후 1조분의 1초도 안 되는 시점부터 우주 전체에 걸쳐 온도가 균일하지 않았다. 미국 입자 물리학 커뮤니티는 약 5년마다 지난 5년 동안의 진전을 평가한다. 이 정보를 바탕으로, 단기적으로 진전을 이룰 가능성이 높은 연구에 우선 순위를 둔다. 커뮤니티는 예산, 필요한 기술의 존재 여부 및 개발 상황과 같은 실질적인 사항을 고려해야 한다. 과학적 영향력도 중요한 고려 대상이다. P5와 HEPAP는 모두 어떤 프로젝트를 추진해야 할지에 대한 권고를 제시하는 자문 및 정부 자금 지원 기관에 불과하다. P5 보고서는 다양한 규모와 영향력을 가진 프로젝트를 권장한다. 이 중 더 큰 프로젝트 중 하나는 우주의 우주 마이크로파 배경을 연구하기 위한 4세대 노력이다. 이 마이크로파는 빅뱅 이후 남은 가장 오래된 탐지 가능한 잔해로, 초기 우주의 모습을 직접 관찰할 수 있게 해 준다. 또 다른 주요 프로젝트는 세계적 수준의 중성미자 연구 프로그램을 강화하기 위해 페르미랩(Fermilab) 가속기 단지를 업그레이드하는 것이다. 페르미랩은 미국의 주요 입자물리학 연구소로, 지구 전체를 통과할 수 있는 드물게 상호작용하는 중성미자의 행동을 연구하기 위해 특별한 노력을 기울이고 있다. 중성미자 연구는 우주가 왜 물질로만 보이는지에 대한 해답을 찾는 데 중요한 역할을 할 수 있으며, 우리가 가진 최고의 이론은 반물질도 동등하게 존재해야 한다고 가정한다. P5 보고서는 또한 일반 물질보다 약 5배 더 널리 퍼져 있을 것으로 추정되는, 형태가 알려지지 않은 암흑물질을 찾기 위한 3세대 실험을 권장하고 있다. 만약 암흑물질이 실제로 존재한다면, 그것은 거의 상호작용 없이 지구를 통과할 것으로 예상된다. 이러한 이론적 형태의 물질을 탐지하기 위해서는 집중적인 연구 노력과 첨단 기술이 필요하다. 보고서는 또한 미국이 유럽이나 아시아에서 개발될 힉스 입자에 대한 심층 연구를 수행할 미래의 가속기 프로젝트에 참여하는 것을 권장한다. 이는 2012년에 발견된 힉스 입자가 다른 아원자 입자에 질량을 부여하는 역할을 한다는 것을 더 상세히 연구하는 데 중요하다. 또한, 고에너지 뮤온 충돌기의 개발 가능성을 탐구하는 것도 야심 찬 제안 중 하나다. 뮤온은 전자보다 무겁고, 빠르게 붕괴하는 특성을 가지고 있다. 뮤온 충돌기를 만들기 위해서는 연구자들이 뮤온을 생성하고 포획한 후, 매우 짧은 시간 내에 가속하고 충돌시켜야 한다. 이러한 시설의 구현 가능성은 아직 확실하지 않지만, 국가 가속기 과학 커뮤니티가 협력하여 이를 확인하는 것이 중요하다. 더 적당한 가격의 미래 시설에는 아이스큐브(IceCube) 감지기의 업그레이드가 포함된다. 아이스큐브는 남극 대륙의 입방 킬로미터 규모의 얼음을 활용하여, 현재까지 발견된 가장 강력한 에너지를 가진 우주 중성미자를 포함해 우주 중성미자를 연구한다. 이러한 연구는 초신성, 중성자별 충돌, 거대한 블랙홀 주변에서 가속되는 물질과 같은 격렬한 천문학적 현상에 대한 중요한 통찰력을 천문학자들에게 제공할 수 있다. 2세대 아이스큐브는 10배 더 많은 얼음을 사용하여 훨씬 더 정밀한 측정이 가능하다. P5 위원회의 권고안은 구속력은 없지만, 미국 입자물리학 커뮤니티의 판단을 반영하고 있다. P5 소집 전에는 수천 명의 물리학자들이 스노우매스 프로세스(Snowmass Process)를 통해 함께 작업했다. 여러 해에 걸쳐 이들은 최고의 아이디어를 제안하고, 이에 대한 토론을 위해 대규모 회의에 모였다. 토론, 비평 및 개선을 거쳐 스노우매스의 제안은 자연 법칙에 대한 우리의 이해를 향상시키는 가장 창의적인 아이디어 중 일부를 제시한다. P5 위원회는 스노우매스의 제안을 검토하여 일부는 개선하고, 나머지는 자금 지원 기관에 제출할 예정이다. 이 과정의 다음 단계는 미국 DOE(에너지부) 및 NSF(국립과학재단)와 같은 기관들이 국제적 차원의 협력을 고려하고 재정적 실제 상황을 반영하는 것이다. 2024년이 되면 미국 입자물리학 연구의 미래 방향이 더욱 명확해질 것으로 기대된다. 반면, 한국의 경우 연구 지원금이 끊기면서 연구진이 어려움을 겪고 있다. 한국의 연구팀은 우주에서 가장 높은 에너지를 가진 것으로 알려진 우주선(cosmic ray) 관측에 성공한 '텔레스코프 어레이(TA) 코퍼레이션' 국제 공동 연구에 참여 하고 있었다. 박일흥 성균관대 물리학과 교수가 이끄는 연구팀은 지난 연구 최종 평가에서 최우수 등급을 받았음에도 불구하고 한국연구재단의 우수연구자교류지원사업에서 탈락하여 연구 중단 위기에 직면했다. 이 연구팀이 관측하는 우주선은 우주공간에서 지구로 끊임없이 도달하는 다양한 입자와 방사선으로, 이를 통해 암흑물질을 비롯한 미지의 우주 구성물질을 규명하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 그러나 아쉽게도 2023년 1월, 연구비 확보의 불확실성으로 인해 박 교수 연구팀의 연구가 중단됐다. 결과적으로 한국 연구팀은 최소 1~2년 동안 TA 코퍼레이션 국제 공동 연구에 기여할 수 없게 됐다.
- 산업
2023-12-21 11:14:00
영국 대법원, AI 특허권자 인정 최종 불가 판단

영국 대법원이 20일(현지시간) 특허출원에서 인공지능(AI)을 발명자로 등록할 수 있는지를 놓고 벌어진 법적 다툼에서 최종 '불가' 판단을 내렸다. 이날 BBC 등 외신들에 따르면 영국 대법원이 영국 AI가 아닌 사람만이 특허권을 가질 수 있다는 지식재산청(IPO)의 주장을 지지했다. 영국 대법원이 AI의 특허권 논란에도 고등법원과 항소법원에 이어 이같은 결정을 지지한 것이다. 5명의 영국 대법관은 "발명자는 사람이어야 한다"며 "특허권을 확보하기 위해 AI를 발명자로 지정할 수 없다"는 결론을 내렸다. 영국 대법원은 판결문에서 "이 항소는 AI에 의해 자율적으로 행동하는 기계에서 만들어진 기술적 진보가 특허에 해당하는가 하는 광범위한 문제와는 관련이 없다"고 지적했다. 대법원은 '발명자'의 정의를 확대하고 AI를 탑재한 기계도 포함해야 하는가 하는 문제에 대해서도 관련없다는 견해를 나타냈다. 지난 2019년 영국 지식재산청은 '다부스'라 이름 붙인 AI를 발명가로 올리려는 스티븐 탈러 이매지네이션 엔진스(Imagination Engines) 대표의 주장에 대해 사람만이 특허권을 가질 수 있다고 주장했다. 탈러 대표는 이번 판결에 대해 "인간과 인공 지능 사이의 지속적인 충돌을 강조하는 결정에 실망감을 느낀다"고 BBC에 밝혔다. 지식재산청은 이번 판결을 환영한다면서도 "정부는 영국의 특허 시스템이 영국에서 AI 혁신이나 사용을 지원하도록 해당 법률 영역을 계속 검토할 것"이라 덧붙였다. 앞으로도 AI가 특허를 받을 자격이 있는지에 대한 논란은 이어질 것으로 보인다. 이번 사건에서 탈러 대표를 변호한 라이언 애보트 영국 서리대 교수는 "AI는 기껏해야 발명자들이 사용할 수 있는 정교한 도구임을 암시하는 결정"이라며 "AI를 이용해 제품을 개발하는 회사는 인간이 컴퓨터를 켜는 것 외에 일을 거의 하지 않는 경우에도 그들을 발명가라고 말할 수 있다"고 전했다. 파월 길버트 법률 사무소의 지적 재산 담당 파트너인 라디빈더 자그데프는 "이번 판결은 미국, 유럽 호주의 법원에 의한 유사한 판결을 답습하고 있으며 발명자는 자연인이어야 한다는 확신을 주었다"고 지적했다. 다만 그는 "이 판결은 어떤 사람이 발명을 알아내기 위해 AI를 사용하는 것을 방해하는 것은 아니다. 그 사람이 발명자이라고 특정된다면 특허를 신청할 수 있다"고 지적했다. 이에 앞서 탈러 대표는 미국에서도 AI시스템이 고안한 발명품의 특허신청을 특허상표청에서 거부당해 소송을 제기했지만 미국 대법원이 올해 이같은 탈러의 주장을 기각했다.
- IT/바이오
2023-12-21 11:06:00
정부, 로봇·자율주행·UAM 친화형 건물 1만동 건설

정부가 2035년까지 도심에 로봇, 자율주행 자동차, 도심항공교통(UAM) 친화형 건물 1만동을 만들겠다는 로드맵을 발표했다. 이 건물들은 로봇이 자유롭게 이동할 수 있는 공간과 자율주행 자동차를 위한 주차 공간, UAM 이착륙장 등을 갖추게 된다. 정부는 내년 상반기 고양창릉 제3기 신도시에 로봇 친화형 아파트를 짓기 위한 특별 설계 공모를 개최할 예정이다. 또한, 규제를 완화하고 인센티브를 제공해 이러한 건물의 건설을 지원할 계획이다. 이러한 계획은 4차 산업혁명 시대에 맞춰 도시를 스마트화하고, 로봇과 자율주행 자동차의 보급을 확대하기 위한 것이다. 원희룡 국토교통부 장관은 19일 경기 성남시 네이버 1784 사옥에서 '스마트플러스빌딩 활성화 로드맵'을 발표했다. 국토부는 서울고속터미널, 가천길병원, 고양시청 및 서대문구 청사를 스마트플러스빌딩으로 개발하기 위한 공동연구 업무협약(MOU)을 체결했다. 이 MOU에는 현대엘리베이터, 현대차, 현대건설, 네이버랩스, 희림건축, 간삼건축 등 총 28곳의 기업과 기관이 참여했다. 이 협약은 해당 시설들을 첨단 기술과 편의성이 통합된 스마트 건물로 전환하기 위한 연구와 협력의 기반을 마련하고자 하는 것이다. '스마트플러스(+)빌딩'으로 이름을 붙인 미래 모빌리티 친화형 건물에는 용적률·건폐율 완화 혜택을 주고, 관련 건축 기준도 마련할 계획이다. 건물 외부에서 아파트 방 안까지 로봇 배송이 원활하게 이뤄지려면 문턱, 경사가 없어야 하고, 로봇 제어를 위한 전력·통신설비, 충전을 위한 공간이 필요하다. UAM의 경우 도심 빌딩에 이착륙장인 버티포트를 설치해야 효율적으로 작동할 수 있는데, 그러려면 건축물 구조와 기능을 바꿔야 한다. '버티포트(Vertiport)'는 '수직(vertical)'과 '공항(airport)'의 합성어로 도심항공모빌리티(UAM)과 같은 수직 이착륙 비행체가 충전과 정비 등을 할 수 있는 터미널이다. 스마트플러스빌딩은 UAM, 로봇 등이 원활하게 작동할 수 있도록 공간 구조와 설비를 갖춘 건축물을 뜻한다. 이번 로드맵은 원희룡 장관과 하헌구 인하대 교수를 공동위원장으로 하고, 산·학·연 65개 기관이 참여하는 스마트플러스빌딩 얼라이언스가 지난 2월부터 논의해 온 결과다. 최종 목표인 스마트플러스빌딩 1만동 구축을 위해 정부는 우선 내년 상반기 3기 신도시인 고양창릉에서 로봇 친화형 아파트 조성을 위한 '미래건축 특별설계공모'를 한다. 생활권 단위로 주거지역 내 소규모 로봇 물류거점 조성도 허용하기로 결정했다. 건축법 시행령을 고쳐 500㎡ 미만 소규모 주문배송시설의 제2근린생활시설 입지를 허용한다. 아울러 완전 자율주행차 시대를 대비한 건축물 공간 변화도 꾀한다. 자율주차가 가능해지면 건물 내 주차 공간을 축소하거나, 외부로 분리할 수 있다. 한편, 완전 자율주행차, 즉 레벨 5 자율주행차는 어떠한 인간의 개입도 필요하지 않는 자동차를 의미한다. 이 차량은 모든 도로 조건과 환경에서 스스로 운전할 수 있으며, 운전자는 운전에 전혀 관여할 필요가 없다. 이러한 자율주행차는 고도의 센서, 인공지능, 기계 학습 알고리즘을 사용하여 주변 환경을 인식하고, 안전하게 목적지까지 운행한다. 현재 완전 자율주행차는 아직 상용화 단계에 이르지 않았으며, 기술 개발과 법적, 윤리적 문제들이 해결되어야 할 과제로 남아 있다. 정부는 아파트에 자율주차 지원 로봇을 설치할 경우 기계식 주차장 설치를 허용하고, 자율주행 차량을 활용한 외부 주차장 확보 시 주차장 설치 규제를 완화할 방침이다. 또한, 도로에 인접한 건물 저층부에는 자율주행 차량용 도킹 데크, 차량용 엘리베이터, 개인형 이동수단(PM) 주차 공간을 설치하여 편리한 환승 동선을 구축할 예정이다. 건축물 용도에 'UAM 버티포트'를 신설하고, 공공 기능을 갖춘 버티포트에는 용적률과 건폐율 완화를 고려하고 있다. 국토부는 스마트플러스빌딩 조성을 위한 가이드라인을 2024년에 마련하고, 2025년 건물 인증제 도입 및 관련 특별법 제정을 추진할 예정이다. 아울러 규제 완화와 인센티브 부여, 선도사업 지원을 위한 특별법 제정도 추진한다. 이번 스마트플러스빌딩 건축으로 국토부는 건출산업 매출은 12조원, 일자리는 13만개 창출할 것으로 전망했다.
- IT/바이오
2023-12-19 15:52:00
메타 'X 대항마' 스레드 출시 5개월만에 유럽 진출

페이스북 모회사 메타플랫폼스는 14일(현지시간) 새로운 소셜미디어(SNS) '스레드(Threads)'를 유럽에서도 출시한다고 밝혔다. 메타 최고경영자(CEO) 마크 저커버그는 이날 플랫폼에 올린 게시글에서 스레드의 유럽 출시를 발표하고 "우리는 유럽의 많은 나라에서 스레드를 이용할 수 있도록 하고 있다"고 말했다. 옛 트위터 엑스(X)처럼 텍스트 기반인 스레드의 유럽 진출은 지난 7월 출시 이후 5개월 만이다. 메타는 당시 각종 규제 등으로 유럽연합(EU)지역에서는 스레드를 내놓지 않았다. 규정 준수를 위해 메타는 EU 지역의 스레드 이용자들에게는 게시물만 읽을 수 있는 선택권 등 여러 옵션을 제공했다. 일론 머스크 테슬라 CEO가 소유한 엑스(X) 대항마로 출시된 스레드의 유럽 출시는 X가 광고 수입에 어려움을 겪고 있는 가운데 나왔다. 머스크는 최근 X에 반유대주의 음모론을 담은 주장에 지지하는 글을 올렸다가 논란에 휘말렸다. 이에 IBM과 애플, 디즈니 등이 광고 중단을 선언했다. X의 올해 연간 광고 수입은 약 25억달러(약 3조2975억원)로 작년의 절반 수준에 그칠 것으로 예상되고 있다. 특히 메타는 유럽에서 스레드가 다른 SNS와 연결되는 '페디버스'(fediverse)를 테스트할 예정이라고 밝혔다. '페디버스'는 연방(federal)과 우주(universe)의 합성어로, 모든 SNS가 하나의 네트워크처럼 연결돼 상호 작용할 수 있는 시스템이다. 이메일처럼 서로 다른 SNS간 게시물을 주고받을 수 있으며, 각각의 SNS는 액티비티펍(ActivityPub)이라는 프로토콜로 상호 연결된다. 저커버그는 "스레드를 상호 운용 가능하게 만드는 것은 이용자들이 상호 작용하는 방식에 더 많은 선택권을 줄 것이며 콘텐츠를 더 많은 이들이 볼 수 있게 될 것"이라며 "나는 이것에 대해 매우 낙관적이다"라고 말했다. 스레드는 출시 5일 만에 가입자가 1억명을 넘었다. 그러나 현재 월간 활성 이용자는 1억명도 채 되지 않아 5억명을 웃도는 X에 크게 미치지 못한다. 저커버그는 지난 10월 스레드 이용자가 "향후 수년 내에 10억명에 이를 것"이라고 자신했다. 메타는 올 여름 출시 이후 웹 기반 앱, 팔로우 피드 및 검색 기능을 포함하여 플랫폼을 사용자에게 더욱 매력적으로 만드는 것을 목표로 스레드에 대한 새로운 기능을 추가했다.
- 산업
2023-12-15 09:00:00
내일부터 외국인 투자자 등록제 폐지

14일부터 외국인 투자자 등록제가 폐지되고 투자내역 보고 의무가 완화된다. 금융위원회는 13일 유관기관과 관련 법규를 정비하고 제도 구현에 필요한 전산 개발을 끝내고 예고대로 14일부터 이같은 제도개선 내용이 시행된다고 밝혔다. 우선 외국인 투자자 등록제를 폐지하는 자본시장법 시행령이 14일부터 시행되면서 외국인 투자자는 별도의 사전 등록절차 없이 국내 상장증권 투자가 가능해진다. 지금까지 국내 상장증권에 투자하려는 외국인은 반드시 금융감독원에 사전등록해야 했다. 앞으로 투자자는 별도의 사전 등록절차 없이 국내 상장증권 투자가 가능해진다. 외국인 투자자의 계좌정보는 LEI(법인부여 표준화 ID), 여권번호(개인) 등을 식별수단으로 관리한다. 기존 외국인 투자자 등록을 통해 투자등록번호를 발급받은 외국인은 해당 번호를 그대로 사용할 수 있게 해 제도변경에 따른 불편을 최소화할 계획이다. 외국증권사의 통합계좌 운용도 편리해진다. 외국인 통합계좌는 외국증권사가 주식 매매거래를 일괄 주문·결제하기 위해 국내증권사 등에 개설한 본인 명의의 계좌다. 통합계좌 제도는 2017년 도입되었으나 투자내역 즉시보고 의무 부담 등으로 활용사례가 없었다. 14일부터 통합계좌 명의자의 보고 주기를 '즉시'에서 '월 1회'로 완화하는 금융투자업규정이 시행되면서 외국인의 통합계좌 활용이 증가하고 국내 증시 접근성이 개선될 것으로 기대된다. 이에 더해 장외거래 사전심사 요건도 완화될 예정이다. 지금까지는 금융투자업규정 등에서 제한적으로 열거한 거래 외에는 금융감독원의 사전심사 후 장외거래가 가능해 투자자의 심사 부담이 컸다. 14일부터는 사전심사 필요성이 낮고 장외거래 수요가 높은 유형(현물배당, 담보목적으로 설정된 질권의 실행, 실질 소유자 변경이 없는 증권 취득) 사후신고 대상에 추가된다. 금융위원회와 금융감독원, 한국거래소, 한국예탁결제원, 금융투자협회, 코스콤 등은 14일부터 시행되는 새로운 제도의 시장 안착을 지원하기 위해 당분간 유관기관 합동 점검반을 운영할 계획이다. 아울러 금융감독원 홈페이지에 외국인 투자 제도 안내서도 업데이트할 계획이다. 한편 금융당국은 국내 증시의 글로벌 정합성 제고를 위한 나머지 제도개선 과제도 차질없이 이행되도록 관리하고 있다. 내년 1월 1일부터는 코스피 상장사 영문공시 의무화가 시행될 예정이고, 결산배당 절차 개선도 시장에 안착·확산되도록 유관기관과 독려 중이다.
- 경제
2023-12-13 14:42:00
콜레스테롤 수치가 높으면 달걀을 먹어도 될까?

콜레스테롤 수치가 높은 사람은 식단에 계란을 포함해야 할지 말아야 할지 고민하는 경우가 많다. 과거에는 콜레스테롤이 높은 식단이 심장 질환의 위험을 증가시킨다는 연구 결과가 있었기 때문이다. 그러나 최근 연구에 따르면 달걀 섭취는 LDL(저밀도 지단백질)은 혈관에 쌓여 콜레스테롤 수치를 약간 증가시킬 수 있지만, HDL(고밀도 지단백질)은 혈관에 쌓인 콜레스테롤을 제거해 수치를 낮춘다는 결과가 나왔다고 미국 건강전문지 헬스(health)가 보도했다. 달걀은 단백질과 비타민, 미네랄이 풍부한 영양가 높은 식품이지만, 콜레스테롤도 풍부하게 함유되어 있다. 달걀 1개에는 약 215~275㎎의 콜레스테롤이 들어 있는데, 이는 한국영양학회, 미국심장협회에서 권장하고 있는 하루 콜레스테롤 목표량인 300mg과 근접한 수치이다. 그러나 식품 속 콜레스테롤이 분량 그대로 혈액에 흡수되지는 않는다. 콜레스테롤은 섭취 후 체내 흡수·대사 과정이 복잡하고, 함께 섭취하는 식품에 따라서도 영향을 많이 받는다. 또 혈중 콜레스테롤은 식품을 통해 높아지기 보다, 사람의 간에서 합성되는 것에 더 많은 영향을 받는다. 게다가 혈중 콜레스테롤은 식품 속 콜레스테롤보다 포화지방산의 영향을 더 많이 받는다. 달걀은 전체 지방산 중 60% 이상이 불포화지방산으로 구성돼 있어, 쇠고기나 돼지고기 등 다른 단백질 식품에 비해 포화지방산의 함량이 낮은 편이다. 달걀 속에 콜레스테롤 함량이 높음에도 불구하고, 쇠고기, 돼지고기 등에 비해 혈중 콜레스테롤 수치가 섭취한 만큼 증가하지 않는 것도 바로 이 때문이다. 여기에 달걀 속 '레시틴'이란 성분은 소장에서 콜레스테롤이 흡수되는 것을 막아준다. 베타카로틴, 루테인, 제아잔틴 등과 같은 항산화 성분은 혈중 콜레스테롤이 산화되는 것을 막아 혈관에 찌꺼기가 쌓이지 않도록 하고, 혈관이 딱딱해지는 것을 방지하기도 한다. 이로 인해 전문가들은 하루에 달걀 한 알 정도는 먹어도 된다고 말한다. 심혈관 질환자의 경우도 다른 육류 섭취를 줄이고 채소를 충분히 먹는다면 콜레스테롤 섭취 부담을 덜면서 달걀에 함유된 양질의 영양성분을 섭취할 수 있다는 것이다. 달걀은 건강한 식습관의 일부로 식단에 포함할 수 있는 영양이 풍부한 단백질이다. 콜레스테롤 수치를 낮추기 위해서는 콜레스테롤 섭취를 제한하는 것뿐만 아니라, 규칙적인 운동, 적절한 체중 유지, 금연, 절주 등의 생활습관 개선도 중요하다. 만약 콜레스테롤 수치가 걱정되는 사람은 병원을 방문하여 검사를 받고, 전문의의 조언을 받아 적절한 식단과 생활습관을 유지하는 것이 좋다.
- 생활경제
2023-12-09 08:28:00
[퓨처 Eyes(14)] 메타버스, 과대광고의 실패인가, 부활신호인가?

현실과 가상을 연결한 가상 세계를 의미하는 메타버스는, 최근 몇 년 동안 빠르게 성장하고 있는 기술이다. 특히, 지난해 11월 출시된 오픈AI의 생성형 인공지능(AI) 챗GPT가 열풍을 일으키면서 메타버스에 대한 관심이 다시 높아졌다. 메타버스(metaverse)는 가상 혹은 초월을 의미하는 메타(meta)와 세계나 우주를 의미하는 유니버스(universe)를 합성한 신조어다. 기본적으로 집을 떠나지 않고도 학교에 가고, 직장에 출근하고, 게임을 하고, 콘서트를 보고, 쇼핑을 하는 등의 활동을 할 수 있는 온라인 세계를 의미한다. 영화 '매트릭스'의 거울 세계처럼 2차원의 텍스트와 이미지로 이루어진 인터넷이 현실로 다가온 것이다. 미국 IT 전문매체 쿼츠에 따르면 2022년 전 세계는 '메타버스'라는 단어를 배웠다. 메타버스는 현실과 인터넷의 경계가 모호해질 때 발생하는 현상을 가리키는 말이다. 메타버스의 개념은 1992년 출간된 닐 스티븐슨의 소설 '스노 크래시'에서 처음 등장했다. 소설 속 메타버스는 가상현실과 증강현실을 결합한 상위 개념으로서, 현실을 디지털 기반의 가상 세계로 확장해 가상 공간에서 모든 활동을 할 수 있게 만드는 시스템이다. 구체적으로 정치와 경제, 사회, 문화 전반적 측면에서 현실과 비현실이 공존하는 생활형, 게임형 가상 세계라는 의미로 폭넓게 사용한다. 이 책에서 말하는 메타버스는 가상 경제와 외부 기술을 통해 오프라인 세계와 통합된 고도로 맞춤화된 아바타와 강력한 경험 생성 도구를 통해 수백만 명이 동시에 접속할 수 있는 광활하고 몰입감 넘치는 가상 세계다. 다시 말해, 수천만 명의 활성 사용자를 보유한 플랫폼인 로블록스(Roblox)나 포트나이트(Fortnite)와 비슷하다고 볼 수 있다. 미국전기전자학회의 표준에 따르면 메타버스는 "지각되는 가상세계와 연결된 영구적인 3차원 가상 공간들로 구성된 진보된 인터넷"이라는 의미를 지닌다. 메타버스, 빛을 잃다 IT 전문 매체 게임즈비트(Games Beat)는 지난 12월 1일 페이스북이 메타(Meta)로 사명을 변경한 지 2년이 지난 지금, 공상과학 소설에 나오는 개념인 '메타버스'에 대한 짧지만 뜨거운 열광을 불러일으키며 차세대 기술 도약의 신호탄이 될 것처럼 보였던 '메타'는 이제 그 빛을 잃었다며 광대광고의 실패작으로 몰아갔다. 메타버스는 대부분의 기술 업계 종사자들에게 메타 이후 빛을 잃고 '인공 지능(AI)'이라는 단어가 붙은 모든 제품으로 대체된 것처럼 보인다고 게임즈비트는 지적했다. 약 2년 전에만 해도 메타버스는 IT 기술 집약체를 상징하는 화두의 중심에 있었다. 지난 2021년 11월 가상화폐 대장격인 비트코인이 약 6만9000달러로 사상 최고치를 기록하면서 메타버스와 NFT(대체 불가능한 토큰)도 덩달아 열풍을 일으켰다. 특히 세계 5대 정보기술통신 기업인 빅테크 중 하나인 메타(Meta, 구 '페이스북')는 2021년 10월 28일 현재 사명으로 변경했다. 2004년 설립된 이 회사는 당시 메타버스 육성을 신사업의 주요 목표로 본 것이 사명 변경의 주요인이었다. 게임즈비트는 메타 경영진이 이미 성공한 플랫폼에서 반복되는 메타버스에 대한 비전을 세우기보다는 이질적인 제품들을 뒤섞어 놓은 채로 메타의 비전을 세웠다며 메타의 사명이 잘못됐다고 전했다. 이어 심지어 2020년 IPO 신청서에서 스스로를 메타버스라고 표현하기도 했다고 꼬집었다. 또한 VR 헤드셋을 통한 원격 작업과 같은 대부분의 제품은 아직 검증되지 않은 상태이며, 내부 블라인드 설문조사에 따르면, 메타의 직원 대다수는 마크 저커버그가 메타버스의 의미를 직원들에게도 제대로 설명하지 않았다고 응답했다. 또 다른 IT전문 매체 쿼츠는 "메타버스의 경제는 과연 실재할까?"라고 반문했다. 가상 세계의 과대 광고는 AI의 과열로 식어가고 있다는 지적이다. 메타의 리얼리티 랩스(Reality Labs) 사업부는 2019년 설립 이래로 465억 달러(약 61조 원) 이상의 손실을 입었다. 메타는 투자자들에게 상황이 나아지기 전에 더 악화될 것이라고 이 매체는 경고했다. 대부분의 경우, 메타버스가 이미지화되고 활용되는 과정은 아직 시작되지 않았다. 정책과 거버넌스는 어떤 모습일지, 어린이는 어떻게 보호될지, 가상 신발의 실제 가치는 얼마인지 등 질문은 너무 많지만 해답은 충분하지 않다. 이러한 질문에 대한 답을 찾으려면 시간과 비용이 필요하다. 전문가들은 완전한 몰입형 가상 세계가 가능한지에 대해 의견이 분분하다. 하지만 '메타버스'가 과대광고라는 지적을 받으며 주춤거리는 동안 실제 메타버스 플랫폼은 계속 성장했다. 로블록스는 현재 월간 활성 사용자 수가 3억 명을 넘어 미국 전체 인구와 맞먹는 규모를 자랑한다. 포트나이트는 6년 만에 최고 사용량을 기록했다. 메타버스 시장의 성장은 여러 분야에서 나타나고 있다. 게임, 교육, 엔터테인먼트, 커머스, 소셜 등 다양한 산업에서 메타버스 기술을 활용한 신규 서비스와 제품이 출시되고 있다. 특히 노련하고 성공적인 게임 개발자들이 이끄는 새로운 메타버스 플랫폼의 물결이 새롭게 시작될 준비를 하고 있다. 메타버스 게임 선두주자인 플레이어블 월드(Playable Worlds)의 미국 게임 디자이너 라프 코스터(Raph Koster), 메타버스 경험에 일찍이 뛰어들어 성공을 거둔 미국 게임 디자이너 제노바 첸(Jenova Chen), 그랜드 테프트 오토(Grand Theft Auto) 프랜차이즈의 베테랑이 개발한 메타버스 플랫폼 선두주자 에브리웨어(Everywhere)가 메타버스 부활 신호탄의 주인공이다. 서울·두바이·산타모니카, 메타버스 선도 도시 그 가운데 한국의 서울, 아랍에미리트의 두바이, 미국의 산타모니카가 국제 메타버스 부문의 선도 도시로 선정됐다. 가젯360에 따르면 세계경제포럼(WEF)은 2030년까지 거의 700개 도시가 일종의 메타버스 인프라를 갖게 될 것으로 예상했다. 메타버스 부문은 점진적이기는 하지만 세계 여러 지역에서 성장과 채택의 조짐을 보이고 있다는 것이다. WEF는 메타버스를 탐구하는 도시의 이점을 나열하면서 이 가상 세계 생태계가 도시 인프라의 설계, 운영 및 유지 관리와 관련된 비용 절감을 가져오는 동시에 도시 인구가 기술 친화적이 되면 도시 지도자들이 '정치적 자본'을 확보하는 데 도움이 될 것이라고 말했다. 보고서는 "도시가 탈탄소화를 모색함에 따라 디지털 트윈 기술은 시뮬레이션, 계획 및 최적화를 통해 도시 설계를 향상시켜 도움을 줄 수 있다"라고 강조했다. 미국 산타모니카는 플릭(Flick)이라는 메타버스 지원 소셜 미디어 앱을 통해 사용자가 도시를 돌아다닐 수 있는 최초의 도시다. WEF 보고서는 "플릭플레이(FlickPlay)는 사람들이 실제 장소를 돌아다니며 희귀한 디지털 토큰을 찾도록 권장한다. 디지털 토큰은 수집한 다음 친구에게 자랑할 수 있는 희귀한 필터가 포함된 동영상을 잠금 해제하는 데 사용할 수 있다. 플릭 플레이는 여행이 적은 도시 지역으로 사람들을 이동시킴으로써 범죄를 줄이면서 새로운 경제 활동을 창출할 수도 있다"라고 설명했다. 두바이는 GDP 측면에서 세계 최고의 도시 중 하나가 될 것으로 예상되는 경제 성장 캠페인의 필수 부분으로 메타버스를 보고 있다. 두바이는 해당 부문에서의 입지를 강화하기 위해 블록체인 및 메타버스 부문에서 일하는 1000개 기업을 유치할 계획이다. 향후 7년 동안 두바이는 4만 명이 넘는 웹3(Web3) 전문가의 본거지가 되는 것을 목표로 하고 있다. WEF의 조사에 따르면 두바이 소비자의 50% 이상이 메타버스에서 콘텐츠를 만들고 수익을 창출하기를 기대한다고 보고서는 밝혔다. 60%의 소비자가 메타버스를 비즈니스 기회로 보고 있는 반면, 78%의 브랜드는 웹3에 더 많이 참여하기를 원한다. 보고서는 "두바이는 관광, 교육, 소매, 의료 및 원격 근무 분야에서 새로운 작업 방식을 향상시키기 위해 웹3 기술과 해당 애플리케이션을 개발할 것이다. 도시는 이를 어떻게 달성할 것인가? 혁신을 촉진하고 연구 개발을 늘리는 동시에 개발자, 콘텐츠 제작자 및 디지털 플랫폼 사용자가 메타버스에 관한 모든 것에 대한 교육 지원을 받을 수 있도록 지원함으로써 인재와 투자를 강화한다"라고 언급했다. 가젯360은 한국의 메타버스 성장은 전적으로 정부의 지원을 받고 있다고 전했다. 한국은 이미 국가 메타버스 생태계 개발에 1억 8000만 달러(약 2363억 원)를 투자했다. 메타버스 서울의 1단계에서는 주민들이 세계 최초의 도시 메타버스 앱을 다운로드하여 게임을 즐기고, 도시 명소를 경험하고, 일상적인 작업을 완료하는 데 사용할 수 있다. WEF 보고서는 "메타버스 서울 2단계에서는 2024년부터 국내 산업과 외국인 투자자를 연결하는 등 더 많은 서비스를 제공할 것이며, 마지막 단계에서는 가상 및 증강 현실 기술을 도시 인프라의 일상적인 운영에 통합할 것"이라고 밝혔다. 메타버스 적용 분야 교육 분야에서는 메타버스 플랫폼을 활용한 가상 학습 환경이 도입되고 있다. 대표적인 예로, 마이크로소프트의 홀로렌즈를 활용한 교육 솔루션 등이 있다. 이러한 솔루션은 이용자들이 가상 세계에서 실감 나는 학습 경험을 할 수 있도록 제공하고 있다. 엔터테인먼트 분야에서는 메타버스 플랫폼을 활용한 가상 콘서트와 팬미팅 등이 개최되고 있다. 대표적인 예로, BTS의 메타버스 콘서트 등이 있다. 이러한 콘서트는 이용자들이 가상 세계에서 아티스트와 함께 공연을 즐길 수 있도록 제공하고 있다. 커머스 분야에서는 메타버스 플랫폼을 활용한 가상 쇼핑몰과 가상 쇼룸이 등장하고 있다. 대표적인 예로, 네이버의 제페토를 활용한 가상 쇼핑몰이 있다. 이러한 쇼핑몰은 이용자들이 가상 세계에서 다양한 상품을 둘러보고 구매할 수 있다. 스태티스타(Statista)에 따르면 2022년 글로벌 메타버스 시장 규모는 655억 달러(약 86조 원)로 추산됐다. 올해 메타버스 시장은 820억 달러(약 107조 6500억 원)까지 성장할 것으로 예상된다. 2030년까지 9366억 달러(약 1229조 5684억 원)로 급증할 것으로 전망된다. 메타버스는 아직 초기 단계에 있지만, 위에서 살펴보았듯이 다양한 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 교육, 게임, 엔터테인먼트, 커뮤니케이션 등 다양한 분야에서 새로운 경험을 제공할 수 있으며, 가상과 현실을 연결하는 새로운 플랫폼으로서 사회, 경제, 문화에 큰 변화를 가져올 수 있다. 그러나, 메타버스의 가능성만큼이나 우려도 존재한다. 가상 세계에 몰입하면서 현실 세계와 단절될 수 있다는 우려가 있다. 또한, 사이버 폭력, 가상 자산의 불법 거래 등 다양한 문제점이 발생할 수 있다는 지적도 있다. 결국, 메타버스가 과대광고의 실패작이 될지, 새로운 기술의 가능성을 열어줄지는 아직 알 수 없다. 분명한 건 메타버스의 가능성을 최대한 활용하면서, 그로 인한 부작용을 최소화하기 위한 노력이 필요하다는 점이다.
- 포커스온
2023-12-07 08:58:00
SK이노베이션, 이산화탄소를 일산화탄소로 전환 성공

SK이노베이션은 자체 개발한 전기화학적 촉매 반응을 통해 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 기술에 성공했다고 3일 밝혔다. SK이노베이션 산하 연구개발(R&D) 조직인 환경과학기술원은 '이원자(二原子) 촉매 기술'을 이용해 이산화탄소를 선택적으로 일산화탄소로 변환해 하루 1㎏ 상당의 일산화탄소를 제조하는 데 성공했다. 이 기술은 화학 반응 속도를 조절하는 촉매의 성능을 향상시키는 것으로, SK이노베이션에 따르면, 기존의 수백 개 원자가 결합된 촉매와 달리 단원자 촉매를 사용하여 활성을 더 높였다. 또한, 이를 이원자 형태로 개발함으로써 촉매의 성능을 더욱 개선했다. 원자를 하나씩 분리해 만든 단원자(單原子) 촉매는 수백개 원자가 뭉쳐진 기존 촉매와 달리 활성을 더욱 높이는 기술인데, 이원자 형태로 만들면서 촉매 성능이 더 향상됐다는 설명이다. 연구팀은 니켈과 철을 이원자 형태로 결합한 새로운 촉매를 개발하여 촉매의 효율을 향상시켰다. 이 촉매를 전극 셀이 적층된 전해조에 적용한 결과, 전기화학 촉매 반응을 통해 이산화탄소가 일산화탄소로 전환되는 것을 확인했다. 일산화탄소는 초산, 플라스틱 등 다양한 화학 제품의 생산에 사용되며, 최근에는 메탄올이나 합성 원유와 같은 대체 연료의 생산 원료로도 관심을 받고 있다. SK이노베이션은 이번 연구가 기후 위기의 주요 원인 중 하나인 이산화탄소를 감소시키는 동시에, 중요한 화학 원료인 일산화탄소를 얻을 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대하고 있다. SK이노베이션의 이번 연구 성과는 화학공학 분야의 저명한 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널'의 11월 29일자 판에 게재됐다. 이 기술 연구에는 국내 전기화학 시스템 분야의 전문 기업인 테크윈도 참여했다. 이성준 SK이노베이션 환경과학기술원 원장은 이번 연구 성과에 대해 언급하며, '탄소 감축과 기후 위기 대응은 우리 모두가 우선적으로 해결해야 할 과제'라고 강조했다. 또한, '이번 성과는 에너지 및 화학 분야의 연구개발 과정에서 축적된 촉매 기술이 탄소 감축 기술 개발에 적용된 사례로, 앞으로도 연구개발의 핵심 역량을 강화하여 탄소 감축에 지속적으로 기여하겠다'고 밝혔다.
- 산업
2023-12-03 11:48:00
자작나무 잎에서 나노입자 추출…지속가능한 반도체 소재 개발

스웨덴 과학자들이 자연 재료로 만든 나노입자를 이용하여 유기 반도체 물질을 개발하는데 성공했다. 과학 기술 전문 매체 테크놀러지 네트웍스는 지난 11월 29일(현지시간) 압력으로 조리된 잎으로 만든 나노입자는 유기 반도체에 사용되는 희귀 원소를 대체할 수 있다며 자작나무 잎에서 나노입자를 추출했다고 보도했다. 이 연구는 덴마크와 중국의 연구자들과의 협업을 통해 진행됐다. 연구진은 고압 가열 방식을 통해 식물 생체질을 나노 크기의 탄소 입자, 즉 탄소 양자점으로 전환하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)의 '그린 케미스트리(Green Chemistry)' 저널에 게재됐다. 이번 연구 결과는 유기 전자 제품 분야에서 획기적인 발전으로 기대된다. 이 매체에 따르면 스웨덴 우메아(Umeå) 대학의 물리학자들이 중국과 덴마크의 연구원들과 협력하여 식물 생물질을 나노 크기의 탄소 입자, 이른바 '탄소 양자점'으로 분해하는 새로운 압력 조리 방법을 개발했다. 이 탄소 양자점은 유기 전자 제품에 사용되는 유기 반도체 물질의 일부 희귀 원소를 대체할 수 있을 만큼 좋은 광학 특성을 가지고 있다. 연구원들은 또한 자작 나무잎에서 유래한 탄소 양자점을 사용하여 생물 기반 반도체 물질을 생산하는 데 성공했다고 보고했다. 유기 반도체의 지속가능성 유기 반도체는 전자 장치에 있어 가장 중요한 기능성 재료 중 하나로, 특히 유기 발광 다이오드(OLED)에서 주목받고 있다. 광전자 분야에서 이러한 반도체는 초박형 밝은 텔레비전과 휴대 전화 화면에 사용되는 유기 발광 다이오드(OLED)를 전원 공급하는 데 가장 유명하다. 그러나 유기 반도체 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 큰 문제가 발생한다. 대부분의 유기 반도체는 대부분 지속 가능하지 않은 원료인 석유 화학 물질과 플래티넘, 인듐, 인과 같은 희귀 원소를 사용하여 제조된다. 이러한 소위 '핵심 원료'는 환경에 특히 좋지 않다는 점에서 문제가 있다. 반도체 산업의 지속가능성을 높이기 위해 연구원들은 이러한 핵심 원료를 대체할 수 있는 대체 원료를 조사하기 시작했다. 우메아 대학 물리학과 연구원 지아 왕(Jia Wang) 박사는 "우리 연구의 핵심은 인근 재생 가능 자원을 활용하여 유기 반도체 물질을 생산하는 것이다"라고 말했다. 새로운 연구에서 왕 박사와 그녀의 동료들은 생물 기반 탄소 양자점을 유일한 원료로 사용하는 반도체의 성공적인 생성을 보고했다. 자작나무 잎에서 양자 물질까지 이 새로운 반도체의 합성은 매우 간단하다. 우메아 대학 캠퍼스에서 자라는 자작나무에서 잎을 딴 후, 연구원들은 에탄올 용액을 사용하여 용매열 반응 과정을 통해 잎을 효과적으로 압력 조리했다. 이 용액을 건조하고 추출하면 크기가 약 2나노미터인 탄소 나노 물질로 구성된 양자점인 '탄소 양자점'이 생성된다. 신선한 에탄올 용액에 용해되면 탄소 양자점은 좁은 밴드의 깊은 붉은 빛을 방출한다. 연구원들은 탄소 양자점을 사용하여 새로운 발광 전기 화학 장치를 제조할 수 있었으며, 최대 100 坎델라/제곱미터(cd/m2)의 밝기를 생성할 수 있다. 이것은 일반 컴퓨터 화면에서 발산되는 광량과 동일하다. 왕 박사는 "우리의 방법은 자작 나무잎에 국한되지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요하다"라고 덧붙였다. 그는 "우리는 동일한 압력 조리 방법으로 다른 식물 잎을 테스트했으며 모두 유사한 빨간색 방출 탄소 양자점을 생성했다. 이러한 다양성은 이 변환 과정이 다른 위치에서 사용될 수 있음을 시사한다"고 말했다. 상업용 양자점과는 달리, 새롭게 개발된 바이오 기반 탄소점은 석유화학 화합물, 중금속, 또는 중요한 원재료를 포함하지 않는다. 왕 박사는 이러한 바이오매스 기반 탄소점이 고갈되는 석유 화합물 대신 유기 반도체의 원료로 사용될 수 있음을 시사한다고 말했다. 연구팀은 이 바이오 기반 탄소점이 발광 소자를 넘어 다양한 분야에서 응용될 수 있다고 기대했다. 왕 박사는 "이 카본닷은 바이오 이미징, 센싱, 위조 방지 등 여러 응용 분야에서 유망한 소재다. 우리는 이러한 지속 가능하고 발광성 있는 탄소점의 새롭고 흥미로운 용도를 탐구하기 위해 협력을 기대하고 있다'라고 말했다.
- IT/바이오
2023-12-01 09:35:00
국제유가, 산유국 추가감산 합의불발로 3거래일만에 2%대 하락

국제유가는 주요산유국들의 추가감산 타결불발에 2%이상 하락했다. 국제유가는 3거래일만에 하락반전했다. 이날 연합뉴스가 전한 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상품거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 내년 1월물은 2.4%(1.90달러) 내린 배럴당 75.96달러에 마감됐다. WTI는 월간기준으로는 6.2% 하락했다. 북해산 브렌트유 2월물은 2.4%(2.0달러) 내린 배럴당 80.86달러에 거래를 마쳤다. 석유수출국기구(OPEC)와 러시아 등 비OPEC산유국간 협의체인 OPEC 플러스(+)는 이날 장관회의를 열고 내년 1분기 하루 220만 배럴 규모의 자발적 감산에 합의했다고 발표했다. 하지만 OPEC+는 추가감산 결정을 미루고 자발적 감산키로 하면서 공급부족에 대한 우려가 완화되면서 원유매도세가 강해졌다. 추가감산이 자발적 계획인 탓에 실제 감산량이 발표치에 미치지 못할 수 있다는 관측이 나오면서 시장에 실망감을 안긴 것이다. 에너지컨설팅 업체인 팩트 글로벌 에너지(FGE)의 제임스 데이비스 연구원은 "지금까지 나온 소식만 보면 올해 4분기 계획한 생산량 대비 하루 60만∼70만 배럴을 서류상 감산하는 정도로 보인다"라며 "실제 감산량은 올해 4분기보다 많아야 50만 배럴 정도 수준일 것"이라고 평가했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러강세와 미국 장기금리 상승 등에 5거래일만에 하락했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 내년 2월물 금가격은 0.5%(9.9달러) 내린 온스당 2057.2달러에 거래를 마쳤다.
- 산업
2023-12-01 07:34:00
커피·채소 성분 트리고넬린, 노화로 인한 인지 저하 예방

커피와 일부 채소의 천연 화합물인 트리고넬린(TG)이 늙은 쥐의 공간 학습과 기억력을 현저하게 향상시켰다는 연구 결과가 나왔다고 과학 전문매체 사이테크데일리(Scitechdaily)가 최근 보도했다. 일본 쓰쿠바 대학을 포함한 연구팀은 노화 가속 마우스 모델인 SAMP8을 사용하여 TG가 기억력과 공간 학습에 미치는 영향을 종합적으로 조사했다. 이 연구에 따르면, TG는 주요 세포 신호 경로를 조정하고 신경 염증을 줄여 노화에 따른 인지 기능 저하를 개선할 수 있음이 밝혀졌다. 연구 결과, 30일 동안 TG를 투여한 SAMP8 마우스는 동물의 공간 학습 및 기억력을 평가하는 데 사용되는 실험 방법인 모리스 워터 메이즈(Morris water maze) 테스트에서 TG를 투여받지 않은 마우스보다 공간 학습 및 기억력이 현저하게 향상된 것으로 나타났다. 또한, 연구진은 해마의 전체 게놈 전사체 분석을 통해 TG가 신경계 발달, 미토콘드리아 기능, ATP 합성, 염증, 자가포식 및 신경 전달 물질 방출과 관련된 신호 전달 경로를 조절하여 인지 능력을 향상시키는 것을 확인했다. 연구팀은 또한 트리고넬린(TG)이 전사 인자 NF-κB의 신호 전달 인자인 Traf6의 활성화를 억제함으로써 신경염증을 줄이는 역할을 한다는 것을 발견했다. NF-κB는 염증과 면역 반응을 조절하는 중요한 단백질이며, Traf6는 NF-κB의 활성화에 기여하는 핵심 단백질이다. 연구팀은 해마에서 정량적 단백질 분석을 통해 염증성 사이토카인인 TNF-α와 IL-6의 수치가 현저히 감소하고, 신경전달물질인 도파민, 노르아드레날린, 세로토닌의 수치가 유의미하게 증가한 것을 확인했다. 이러한 발견은 TG가 노화와 관련된 공간 학습 및 기억 장애를 예방하고 개선하는데 효과적일 수 있음을 시사한다. 향후 추가 연구를 통해 TG의 효과와 안전성을 더욱 명확히 밝힐 수 있다면, 이는 노화와 관련된 공간 학습 및 기억 장애를 예방하고 치료하는 새로운 방법으로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2023-11-29 17:53:00
박테리아, 암세포 DNA 파괴 화합물의 합성 과정 밝혀내

미국 플로리다주 주피터에 위치한 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소의 연구팀이 암을 포함한 인간의 질병과의 싸움에 도움이 될 수 있는 새로운 효소를 발견했다고 과학 전문매체 싸이테크데일리가 최근 보도했다. 연구팀이 발견한 '보조 인자 없는 산소 분해 효소'는 박테리아에서 유래되며, 공기 중의 산소를 획득해 화합물에 통합하는 독특한 특성을 보인다. 이러한 과정을 통해 유기체는 방어 물질을 합성하고, 감염이나 침입자에 대항하는 생존적 장점을 갖게 된다. 연구팀에 따르면, 발견된 보조 인자 없는 산소 분해 효소인 TnmJ와 TnmK2는 항생제 및 항암 화합물인 티안시마이신 A의 효능에 대한 의문을 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 연구원 춘귀(Chun Gui)와 에드워드 칼크루터(Edward Kalkreuter)는 이러한 발견이 암 치료 및 항생제 개발에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다고 전했다. 2016년 처음 발견된 티안시마이신 A는 암세포의 DNA를 끊어 죽이는 효과가 있는 화합물로 바이러스나 다른 세균을 죽이는 데에도 효과적이다. 현재 암 표적 항체 치료제 개발에 중요한 요소로 주목받고 있으며, 이 치료제는 항체와 약물을 결합해 암세포에 결합한 후 약물을 방출하여 암세포를 제거한다. 티안시마이신 A는 종양 크기를 크게 줄이는 효과를 나타내며, 쥐를 대상으로 한 실험에서 암 치료제로의 개발 가능성을 시사했다. 이 화합물은 토양에 서식하는 박테리아에서 발견되었으며, 세 개의 탄소-탄소 결합을 끊어 DNA를 손상시키고 탄소-산소로 결합으로 대체하여 DNA를 파괴해 암세포를 파괴할 수 있게 했다. 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소는 천연 제품 컬렉션에서 발견된 다양한 화합물을 연구하고 있으며, 이를 통해 화학적 다양성이 진화한 이유와 그 유용성에 대한 탐구를 진행하고 있다. 이는 앞으로 더 많은 혁신적인 발견을 기대할 수 있게 하는 연구 분야로 주목받고 있다. 세계 최대의 미생물 천연 컬렉션 중 하나인 이 연구소의 천연물 발견 센터를 이끄는 벤 센 박사는 "신약 발견의 역사에 대한 박테리아 화학물질의 기여는 놀랍다"고 말했다. 센 박사는 "시중에 판매되는 FDA 승인 항생제 및 항암제의 거의 절반이 천연 제품이거나 천연 제품이라는 사실을 아는 사람은 거의 없다"고 말했다. 그는 "자연은 이러한 복잡한 천연 제품을 만드는 최고의 화학자다. 우리는 매혹적인 화학과 효소학을 이해하기 위해 현대 게놈 기술과 계산 도구를 적용하고 있으며 이는 전례 없는 속도로 발전하고 있다. 이 효소는 최근의 흥미로운 사례다"라고 설명했다.
- IT/바이오
2023-11-27 17:19:00
美 콜럼비아대, 합성 초원자 신소재 발견⋯"세계 최고의 반도체"

미국 콜롬비아 대학교(Columbia University)의 화학자 팀은 기존 반도체인 실리콘보다 훨씬 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있는 새로운 반도체 물질을 발견했다고 과학 전문매체 톰스하드웨어(Tomshardeware)가 최근 보도했다. 이 물질은 'Re6Se8Cl2'로 명명되며, 레늄(Re), 셀레늄(Se), 염소(Cl)로 이루어진 합성 물질이다. 이 매체는 새로 발견된 신소재가 실리콘을 대체하지는 못하겠지만, 아마도 실리콘을 대체할 길을 열어줄 수도 있다고 전했다. 기존 반도체에는 실리콘이 사용됐다. 실리콘(Si)은 주기율표에 나열된 원소 중 가장 흥미로운 원소 중 하나다. 실리콘은 집적회로(IC)가 존재하는 거의 모든 곳에 존재한다. 실리콘이 없다면 우리가 세상을 이해하고 작동하는 데 사용하는 대부분의 도구와 함께 가상의 모든 것을 잃을 수도 있다고 톰스 하드웨어는 평가했다. 반면, Re6Se8Cl2는 합성 초원자 물질로 자연계에서는 찾을 수 없다. Re6Se8Cl2는 논문 공동저자 중 한 명인 자비에 로이의 실험실에서 제조됐다. Re6Se8Cl2는 기존 반도체와 달리 '엑시톤-폴라론'이라는 새로운 준입자를 이용해 정보를 전달한다. 엑시톤-폴라론은 전자와 포논(원자 구조 진동으로 생성되는 입자)이 결합해서 형성된 입자다. Re6Se8Cl2 내부에서는 엑시톤-폴라론이 거의 산란을 거의 일으키지 않고 직진 경로로 이동한다. 이는 기존 반도체에의 전자 이동 방식, 즉 산란을 일으키며 움직이는 것과는 대조적이다. 이러한 특성 덕분에 Re6Se8Cl2는 기존 반도체보다 훨씬 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있다. 연구팀에 따르면 Re6Se8Cl2를 통한 전자의 이동 속도는 실리콘을 통과하는 전자보다 약 2배 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있다. Re6Se8Cl2의 발견은 반도체 기술의 미래에 중요한 의미를 갖는다. 이 새로운 물질은 기존 반도체보다 훨씬 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있기 때문에, 향후 컴퓨터, 스마트폰, 통신 장비 등의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, Re6Se8Cl2는 기존 반도체와는 다른 물리적 특성을 가지고 있어, 새로운 형태의 전자 장치를 개발에도 활용될 가능성이 있다. 그러나 Re6Se8Cl2의 제조 과정은 레늄, 셀레늄, 염소를 고온에서 반응시켜야 하며, 이는 복잡하고 비용이 많이 드는 작업이다. 특히, 반응에 필요한 레늄은 희귀 금속으로 가격이 높아 대규모 제조에 어려움이 있다. 이에 연구팀은 추후 연구를 통해 Re6Se8Cl2의 제조 효율을 개선하고, 이를 다양한 전자 장치에 적용할 수 있는 방법을 개발할 계획이다. 이번 연구는 과학 저널 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 향후 Re6Se8Cl2의 제조 과정이 개선되고, 이 물질을 다양한 전자 장치에 적용할 수 있는 방법이 개발된다면, Re6Se8Cl2는 기존 반도체를 대체할 수 있는 차세대 반도체로서의 위치를 확보할 수 있을 것으로 예상된다.
- IT/바이오
2023-11-23 16:31:00
합성 DNA로 효모 염색체 16개 합성⋯"100% 합성 게놈" 근접

과학자들은 합성 DNA를 이용해 효모의 16개 염색체를 모두 합성하는 데 성공했다. 최근 기술 전문 매체 BGR와 GEN의 보도에 따르면, 국제 연구팀은 7개 이상의 합성된 염색체를 단일 효모 세포에 통합해, 인공 DNA의 비율이 50% 이상인 상태에서도 야생 효모처럼 생존하고 복제가 가능한 효모를 만드는 데 성공했다. 이는 100% 합성된 게놈을 가진 효모 개발에 한층 더 가까워진 것을 의미한다. 영국 맨체스터대 패트릭 카이 교수와 미국 뉴욕대(NYU) 랑곤헬스의 제프 보케 교수 등 '합성 효모 게놈 프로젝트(Sc2.0)' 연구팀은 16개 염색체를 모두 합성해 오류를 수정하고 있다고 전했다. 전체 유전체가 합성 염색체로 이루어진 효모를 만드는 게 목표인 Sc2.0은 미국, 영국 등 과학자 200여 명으로 구성된 국제 컨소시엄이다. 연구팀은 먼저 효모의 16개 염색체 중 15개를 인공 DNA로 합성했다. 그런 다음, 이들 염색체를 하나의 단일 세포에 옮기기 위해 기존 효모 균주와 교배하는 방식을 사용했다. 이번 연구 성과는 지난 9일 과학 저널 '셀(Cell)'과 '셀 노믹스(Cell Genomics)', '몰레큘러 셀'(Molecular Cell) 등에 논문 10여편으로 게재됐다. 이 논문은 합성 DNA를 이용한 세포 생성 분야에서 큰 진전을 이루었다는 평가를 받고 있다. 이전 연구에서는 효모의 염색체 일부를 합성 DNA로 합성하는 데 성공한 바 있지만, 이번 연구는 16개 염색체를 모두 합성하여 살아있는 세포를 만들어낸 최초의 사례다. 연구팀은 맥주 발효 또는 제빵에 사용되는 천연 효모인 '사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)'를 기반으로, 효모 염색체들을 합성하고 이를 실제 효모 세포에 점차 확대 적용했다. 연구자들은 또한 tRNA 신염색체라고 불리는 자연계 어디에서도 발견되지 않는 완전히 새로운 염색체를 생성함으로써 게놈의 안정성을 높이는 조치를 취했다. 과거에는 박테리아와 바이러스의 게놈이 합성된 예가 있었지만, 복잡하게 얽힌 여러 개의 염색체를 가진 진핵생물의 게놈을 합성하여 실제 세포에서 정상적으로 기능하는 것을 입증한 것은 이번이 처음이다. 카이 교수는 "이번 연구는 단순히 몇 개의 유전자를 수정하는 것이 아니라, 효모의 전체 게놈을 새롭게 설계하고 구축한 것으로, 엔지니어링 생물학의 새로운 장을 여는 것"이라며 이번 연구의 중요성을 강조했다. 논문의 교신저자이자 Sc2.0 프로젝트의 리더인 보케 교수는 "자연이 제공한 설계를 크게 변형하여 새롭게 창조하는 것이 중요하다"고 말하며, "이 프로젝트의 가장 중요한 목표는 우리에게 새로운 생물학적 지식을 제공할 수 있는 효모를 개발하는 것"이라고 말했다. 이번 연구를 통해 인공 DNA를 이용해 다양한 종류의 효모를 생성할 수 있을 것이다. 이로써 향후 식품, 바이오 연료, 의약품 등 다양한 분야에 활용될 것으로 전망된다.
- IT/바이오
2023-11-23 11:43:00
[퓨처 Eyes(12)]액체 금속, 화학공학 공정 혁신 '녹색화' 기대

호주 시드니 대학교에서 저온에서 촉매 역할을 하는 액체 금속을 개발했다. 액체 금속은 말 그대로 액체 상태인 금속을 의미한다. 이러한 금속들은 특정 온도에서 액체 상태로 존재하며, 그 특성 때문에 로봇공학이나 인공 장기, 핵융합 등 여러 분야에서 다양한 용도로 활용된다. 과학 전문매체 사이키(phys.org)에 따르면 호주 시드니 대학교 화학·생명분자 공학부의 쿠로쉬 칼란타르-자데 교수와 시드니 대학교와 뉴사우스웨일스 대학교에서 활동하는 준마 탕 박사가 이끄는 연구팀은 에너지 대량 소비가 특징인 20세기 초반의 화학 공정을 대체할 새로운 기술인 액체 금속을 테스트했다고 발표했다. '네이처 나노테크놀로지'에 발표된 액체 금속에 대한 최신 연구는 화학 산업의 전환점을 제시하고 있다. 연구팀은 녹는점이 낮은 30도의 액체 갈륨에 녹는점이 높은 주석과 니켈을 용해해 액체 금속을 얻었다. 액체 금속은 높은 전도성, 낮은 점도, 그리고 가변적인 형태를 가지고 있다. 즉, 액체 금속은 고체 금속에 비해 이동성이 높고, 형태를 자유롭게 변형할 수 있다. 대표적인 액체 금속인 수은은 상온에서 액체 상태를 유지한다. 연구팀은 에너지를 대량 소비하는 전통적인 고체 촉매 대신 액체 금속을 사용하는 새로운 방법을 도입했다. 현재 화학 공정으로 금속을 생산하는 것은 전체 온실가스 배출의 약 10~15%를 차지하고 있다. 전 세계 에너지의 10% 이상을 화학 공정에서 사용하는 현재 상황에서 이번 액체 금속 기술 개발은 중요한 의미를 갖는다. 액체 금속을 사용하는 방법은 기존 고체 촉매 기반 공정에 비해 에너지 소비를 크게 줄일 수 있다. 이는 환경에 미치는 부정적인 영향을 감소시키는 동시에 산업 효율성을 향상시킬 수 있다. 이 연구는 화학 산업의 지속 가능한 미래를 위한 중요한 단계로 여겨지며, 화학 공정의 혁신과 환경 보호라는 두 가지 주요 과제를 동시에 해결할 수 있는 가능성을 제시했다. 액체 금속의 특성 액체 금속은 독특한 물리적 성질과 화학적 안정성 덕분에 전자기기와 고체 배터리의 전극 소재, 냉각 시스템, 의료기기, 로봇공학 등 다양한 분야에서 적용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 액체 금속은 뛰어난 전기 전도성을 가지고 있어, 유연한 전자기기, 인쇄 회로, 연결기기, 센서, 안테나 설계 등에 사용된다. 또한, 액체 금속의 낮은 점도와 높은 표면 장력은 미세 전자기기의 제조에 이상적이다. 아울러 액체 금속은 높은 열 전도성과 낮은 점도를 가지고 있어, 고성능 컴퓨터, 레이저 시스템, 핵 융합 반응기 등에서 발생하는 열을 효과적으로 관리하고 분산시키는 데 사용된다. 액체 금속은 핵 융합 반응기에서 냉각재로 사용되며, 핵 연료 재처리와 폐기물 관리에도 적용될 수 있다. 더 나아가 액체 금속의 생체 적합성과 유연성으로 인해, 의료 장치, 인공 장기, 생체 센서, 약물 전달 시스템 등의 개발에 활용된다. 액체 금속은 유연한 로봇, 착용 가능한 로봇 기술, 소프트 로봇공학에서 구조 및 센서 재료로서의 가능성을 가지고 있다. 액체 금속의 특성은 에너지 저장 시스템, 특히 고온 배터리와 연료 전지에서의 응용에 유리하다. 이러한 다양한 응용 분야는 액체 금속의 유연성과 기능성을 강조하며 미래 기술 발전에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 화학 공정 혁신으로 '녹색화' 기대 연구자들은 액체 금속이 기존 화학 산업의 '녹색화'를 앞당겨 화학 공정 혁신을 가져올 것으로 전망했다. 액체 금속 공정은 에너지 집약적인 고체 공정과 달리, 녹는점이 낮은 주석과 니켈을 용해하여 액체 금속의 표면으로 이동시키고 입력 분자인 카놀라유와 반응시킨다. 이 과정을 통해 작은 유기 사슬을 형성하며, 이 중에는 많은 산업에서 중요한 고에너지 연료인 프로필렌도 포함된다. 칼란타르-자데 교수는 "우리의 방법은 화학 산업이 에너지 소비를 줄이고 화학 반응을 녹색화하는 데 전례 없는 잠재력을제공한다"며 "2050년까지 화학 부문의 탄소 배출이 20% 이상을 차지할 것으로 예상되는 가운데, 패러다임 전환이 필수적이다"라고 말했다. 사진=시드니 대학교 연구팀은 녹는점이 높은 니켈과 주석을, 녹는점이 30도인 액체 갈륨 기반의 액체 금속에 용해시켜 액체 금속이라는 새로운 공정을 개발했다. 탕 박사는 "액체 갈륨에 니켈을 용해함으로써, 우리는 매우 낮은 온도에서 '슈퍼' 촉매로 작용하는 액체 니켈을 활용할 수 있게 되었다"고 설명했다. 저온에서 '슈퍼' 촉매 역할 시드니 대학교 화학 및 생명분자 공학부의 아리푸르 라힘 박사와 준마 탕 박사 팀은 액체 금속을 만든 공식을 낮은 온도 공정을 사용하여 다른 금속을 혼합함으로써 다양한 화학 반응에도 적용할 수 있다고 밝혔다. 탕 박사는 "낮은 온도에서 촉매 작용이 이루어지므로 이론적으로 주방 가스레인지에서도 가능하지만, 집에서는 시도하지 않는 것이 좋다"고 권했다. 한편 액체 금속은 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 우선 냉각제다. 액체 금속은 열을 잘 전달하기 때문에, 반도체 제조 공정이나 레이저 제조 공정에서 냉각제로 활용된다. 또 액체 금속은 열을 잘 전달하기 때문에, 전자 제품이나 자동차의 냉각 시스템에서 열전도체로 활용된다. 전기를 잘 전달하기 때문에, 전기 회로나 센서의 전기 전도체로도 사용될 수 있다. 아직 연구 초기 단계에 있지만, 이러한 다양한 용도로 인해 액체 금속은 높은 잠재력을 지닌 신소재로 평가 받고 있다.
- 포커스온
2023-11-23 10:03:00
美 오크리지 연구소, 양자 생물학과 AI 결합으로 게놈 편집 향상

미국의 오크리지 국립연구소(ORNL)에서 양자 생물학과 인공지능(AI)을 결합한 새로운 크리스퍼(CRISPR, 유전자 '가위') 기술을 개발했다고 과학 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'가 보도했다. 이 기술은 미생물의 유전체를 수정해 바이오연료의 생산 효율을 높이거나 새로운 바이오화학 물질을 만들 수 있게 해준다. 오크리지 국립연구소의 과학자들은 양자 생물학, 인공지능, 생물공학 분야의 전문 지식을 결합해 미생물의 유전자를 편집할 수 있는 크리스퍼 캐스9(CRISPR Cas9) 도구의 효율성을 크게 개선했다. '크리스퍼'는 유전자 코드를 변경하여 생물의 기능을 개선하거나 돌연변이를 바로잡는데 사용되는 강력한 생물공학 도구이다. 기존의 모델들은 특정 종에 대한 데이터에 기반을 두고 있어 미생물에 적용될 때 효율성과 일관성이 떨어지는 문제가 있었다. 크리스퍼 시스템은 대부분 크리스퍼 캐스9이라는 특정 유형과 연관되어 있으며, 이 시스템은 박테리아의 면역 체계에서 유래했다. 크리스퍼 캐스9는 가이드 RNA(gRNA)를 사용하여 DNA 내의 특정 위치를 찾고, 캐스9이라는 효소가 DNA를 절단한다. 이 절단은 세포의 자연적인 DNA 수리 메커니즘을 활용하여 유전자를 삭제하거나 수정하는 데 사용된다. 오크리지연구소의 합성 생물학 그룹 리더인 캐리 에커트는 이번 미생물 중심의 크리스퍼 연구에 대해서 "크리스퍼 도구의 많은 부분이 포유동물 세포, 과일파리 또는 다른 모델 종을 대상으로 개발됐다. 미생물과 같이 염색체 구조와 크기가 매우 다른 종에 사용되는 경우, 크리스퍼 캐스 9 기계를 설계하는 모델이 다르게 작동하는 것을 관찰했다. 이 연구는 크리스퍼가 예상대로 작동하는 지 확인하는 것이었다"라고 말했다. 이를 위해, 오크리지연구소의 과학자들은 양자 생물학을 활용하여, 세포 핵에서 유전자물질이 어떻게 동작하는지에 대해 더 깊이 연구했다. 이는 크리스퍼 캐스9 유전 편집 도구의 모델링과 가이드 RNA 설계를 개선하기 위한 노력의 일환이다. 양자 생물학은 DNA와 RNA의 구성 요소인 뉴클레오티드의 전자 구조가 화합물의 화학적 특성과 상호작용에 미치는 영향을 탐구하는 분야로서 분자 생물학과 양자화학을 연결하는 역할을 한다. 오크리지 국립 연구소의 계산 시스템 생물학자 에리카 프라테스에 따르면, 전자가 분자 내에서 어떻게 분포하는지는 캐스 9 효소와 가이드 RNA가 형성하는 복합체가 미생물의 DNA에 얼마나 효과적으로 결합하는지, 그리고 그 구조의 안정성과 반응성에 중요한 영향을 미친다. 과학자들은 여러 간단한 모델을 결합하여 '랜덤 포레스트'라는 강력한 인공지능 모델을 만들었다. 이 모델은 대략 5만 개의 대장균(E. coli) 유전체에 대한 가이드 RNA 데이터를 기반으로 구축되었으며, 양자 화학적 특성도 고려됐다. 이 방법은 '뉴클레익 에이시드 리서치(Nucleic Acids Research)' 저널에 소개됐다. 연구팀은 설명 가능한 인공 지능 모델을 확인하기 위해 E. coli에서 수많은 가이드를 선택한 후 크리스퍼 캐스 9 절단 실험을 수행한 결과 AI 모델이 기존 모델보다 훨씬 더 정확하게 가이드 RNA를 발견 할 수 있었다. ORNL의 연구자들은 인공지능 모델의 정확성을 검증하기 위해 대장균에서 다양한 가이드 RNA를 선택하고 크리스퍼 캐스 9를 사용한 절단 실험을 실시했습니다. 실험 결과, 이 AI 모델이 기존 모델보다 훨씬 더 정확하게 가이드 RNA를 예측할 수 있음을 확인했다. 이 연구의 제1저자인 오크리지 국립연구소의 계산시스템 생물학자인 자클린 노샤이는 "우리는 크리스퍼를 사용하여 특정 생물 영역을 대상으로 하는 의약품 개발 등에서 더 정확한 모델이 필요함을 알고 있었다. 또한, 다양한 미생물 종에 적용가능한 가이드 디자인 규칙을 개선하기 위해 노력했다"고 말했다. 이 연구에 사용된 인공지능 모델은 기능과 반복적 특성을 가지며, DOE 과학국의 오크리지 리더십 컴퓨터 시설(Oak Ridge Leadership Computer Facility/OLCF)에서 지원하는 '써미트(Summit)' 초고속 컴퓨터로 훈련됐다. 에리카 프라테스는 자신의 합성 생물학 팀이 새로운 미생물 크리스퍼 캐스9 모델로 얻은 지식을 가져와 실험실 실험 데이터나 다양한 미생물 종의 데이터를 사용하여 더 발전시키기 위해 오크리지의 계산 과학 동료들과 협력할 계획이라고 말했다. 이 크리스퍼 캐스9 모델의 개선은 유전형과 표현형, 즉 유전자와 생물학적 특성 사이의 연결을 위한 더 높은 처리량의 파이프라인을 제공한다. 이는 기능 유전체학이라고 하는 분야에 대한 함의를 가진다. 이 연구는 예를 들어 바이오에너지 원료 식물 및 바이오매스의 박테리아 발효를 개선하기 위한 ORNL 주도의 생물에너지 혁신 센터(CBI)의 작업과 관련이 있다. 캐리 에커트는 "이 연구의 주요 목표 중 하나는 크리스퍼 도구를 사용하여 더 많은 종의 DNA를 예측적으로 수정할 수 있는 능력을 향상시키는 것"이라고 말했다. 이 크리스퍼 연구는 미국 에너지부(DOE) 과학국이 지원하는 '시큐어 에코시스템 엔지니어링 앤 디자인 사이언스 포커스(SEED SFA)'와 CBI 프로젝트의 일부다. 이 프로젝트는 오크리지 국립 연구소의 안전 생태계 공학 및 설계과학 포커스 영역과 연관되어 있으며, DOE 유전체 과학 프로그램의 폴 아브라함 박사가 이끄는 연구비로 지원됐다. 이 연구는 크리스퍼 기술을 다양한 종에 적용할 수 있는 가능성을 크게 넓혀주었다는 점에서 의미가 있다. 이 기술은 재생 에너지 개발, 약물 개발, 농업 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2023-11-22 16:49:00
도쿄대, 저렴하고 안정적인 나트륨 이온 배터리 음극 재료 개발

도쿄 이과대학 연구팀이 현재 주류인 리튬 이온 배터리보다 저렴하고 안정적인 고성능 나트륨 이온 배터리 음극 재료를 개발해 상용화에 한 걸음 다가섰다고 피씨 워치(PC WATCH)가 최근 보도했다. 이번에 개발된 새로운 음극 재료는 아연산화물(ZnO) 주형 하드 카본(HC-Zn)으로, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 리튬 이온 배터리의 대안으로 기대된다. 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전기차 등에 사용되는 가장 일반적인 배터리다. 리튬 이온을 저장하는 음극과 리튬 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 수명으로 인해 널리 사용되고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용한다는 단점이 있다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리의 대안으로 개발되고 있는 배터리다. 나트륨 이온을 저장하는 음극과 나트륨 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 유사한 성능을 가지고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 저렴한 비용으로 생산할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 마그네슘, 아연, 칼슘의 글루코니움 염산을 출발 원료로 하여 기존과 동일한 주형법으로 각 하드 카본을 합성했다. 다양한 평가를 실시한 결과, HC-Zn이 가장 우수한 전극 성능을 나타냈다고 한다. 또한 글루코늄산 아연과 아세트산 아연의 비율이 75:25인 것을 음극 재료로 사용한 나트륨 이온 배터리를 제작하고 배터리 성능을 평가한 결과, 에너지 밀도는 312Wh/kg에 이르렀다. 이는 현재 널리 사용되고 있는 리튬 이온 배터리와 비교하여 동등한 수준이다. 이번 연구로 개발된 HC-Zn 음극 재료는 기존의 그래핀 음극 재료보다 저렴하고 안정적이며, 에너지 밀도도 동등한 수준으로 나타났다. 이는 휴대폰, 노트북, 전기차 등 다양한 전자기기의 배터리 대용량화를 가능하게 할 것으로 기대된다. 또한, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 환경 친화적인 배터리의 개발에도 기여할 것으로 전망된다.
- 생활경제
2023-11-20 17:00:00
호주 산호초 명소 '그레이트배리어리프' 오염 주범은?

호주의 대표적인 자연 명소인 '그레이트배리어리프(Great Barrier Reef)'가 오염과 기후 변화의 영향으로 심각한 위협에 직면해 있다. 세계 최대의 산호초 지대인 그레이트배리어리프는 호주 북동부 퀸즈랜드 주 해안을 따라 약 2600km에 걸쳐 펼쳐져 있으며, 총 면적은 20만 7000㎢에 달한다. 여러 개의 암초와 약 900여 개의 섬으로 이루어진 이 지역은 그 폭이 500~2000미터에 이르는 방대한 규모로, 유네스코 세계자연문화유산으로 지정되어 보호되고 있다. 하지만 최근 기후 변화로 인한 바다의 온도 상승으로 대규모 백화 현상과 함께 다른 오염 요인들로 인해 이 세계 최대 산호초 생태계가 파괴되고 있다는 사실이 알려져 전 세계의 관심을 끌고 있다. 일본 여성지 타비라보(tabilabo)는 '환경과학기술(Environment Science & Technology)' 학술지의 발표를 인용해, 세계 최대의 산호초 생태계 그레이트배리어리프의 중대한 오염원이 '지하수'라고 전했다. 이 연구는 호주의 서던크로스대학교(Southern Cross University)의 해양과학 연구소와 CSIRO(오스트레일리아 연방 과학 산업 연구 기관)의 과학자들이 공동으로 10년에 걸쳐 수행한 결과다. 이들 연구진은 그레이트배리어리프로 유입되는 오염물질에 대한 철저한 조사와 분석을 진행했다. 호주 정부와 관련 기관들은 산호초로 유입되는 오염물질을 제어하는 것을 주요한 관심사로 삼고 있다. 이에 따라 그동안 리프로 유입되는 농업 폐수와 같은 오염원들에 대한 대책을 지속적으로 수립하고 실행해 왔다. 그러나 최근의 연구에 의하면, 과학자들은 대량의 오염물질이 지하수를 통해 그레이트배리어리프로 유입되고 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 수질 개선을 통해 산호의 건강을 회복시키고, 이를 통해 지구 온난화로 인한 백화 현상으로부터의 회복 가능성을 높일 수 있다고 언급했다. 유엔의 과학자들은 그레이트배리어리프의 수질 개선이 충분히 빠르게 진행되지 않고 있다고 지속적으로 지적하고 있다. 이들은 현재의 속도로 대처할 경우, 리프가 세계 유산 위기 목록에 올라갈 가능성이 있다고 경고하고 있다. 이와 관련하여 연구진은 물 샘플을 채취하고 오염의 지표가 되는 라듐 동위체를 분석했다. 이 연구를 통해 구체적인 오염원은 밝혀지지 않았지만, 오염물질이 산호초에 도달하는 경로는 특정됐다는 보고가 있었다. 오염물질이 지하수를 통과할 수 있는 경로는 다양하며, 이 과정을 효과적으로 관리하기 위해서는 더욱 깊은 이해가 필요하다. 따라서 호주 정부와 여러 기관이 대책을 강구해 온 대책에 추가해 “관리 접근법의 전략적 전환의 필요성이 있다”는 의견을 제시했다. 연구진은 오염물질이 지하수를 통해 이동하는 경로가 다양하다고 밝혔으며, 이러한 과정을 효과적으로 관리하기 위해서는 보다 심층적인 이해가 필요하다. 이에 따라 호주 정부와 관련 기관들은 기존의 대책을 재검토하고, 새로운 관리 전략을 수립할 필요성을 있다고 제기했다. 호주의 주정부와 연방 정부는 그레이트배리어리프의 수질 개선에 수억 달러를 투입하겠다고 약속했다. 이 소중한 자연유산의 위협에 대한 이해가 깊어 질수록 보호와 회복을 위한 노력이 더욱 중요해지고 있다. 이와 별개로, 바다 온도 상승은 산호들이 광합성을 하는 작은 조류를 배출하게 만들고, 이것이 백화현상의 원인이 되고 있다고 알려져 있다. 환경단체 그린피스의 보고에 따르면, 지난 20년 동안 그레이트배리어리프의 약 91%의 산호초가 백화현상을 경험했다고 한다. 이러한 상황은 산호초 보호 및 복원 노력의 중요성을 더욱 부각시키고 있다.
- 생활경제
2023-11-13 16:52:00
제2형 당뇨병 치료제 메트포르민, 수명 연장 효과도?

, 제2형 당뇨병에 널리 처방되는 약물인 메트포르민이 수명을 연장한다는 연구 결과가 나왔다. 메트포르민은 1920년대에 당뇨병 치료제로 개발됐다. 현존하는 당뇨약 중에서는 효과와 부작용을 고려할 때 여전히 최고 수준이라는 평가를 받고 있다. 과학기술 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 매사추세츠 종합병원(MGH)의 연구진은 메트포르민이 예쁜꼬마선충(C. elegans)의 수명을 늘린다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 '이라이프(eLife)'에 게재됐다. 예쁜꼬마선충(C. elegans)은 인간과 유사한 대사 시스템을 공유하고 종종 인간 질병을 모델링하는 데 사용되는 동물이다. 평균 수명 3일인 예쁜꼬마선충은 인간과 단백질의 80% 이상을 공유한다. 새로운 연구에 따르면, 메트포르민은 세포막의 핵심 구성 요소인 에테르 지질의 생성을 촉진하여 장수에 기여한다고 밝혀졌다. 이는 인간에서 에테르 지질(알킬글리세롤과 알케닐글리세롤을 포함한 글리세롤지질)의 생성을 증가시킴으로써 건강한 노화를 지원하고 노화 관련 질병의 위험을 감소시킬 수 있다는 가능성을 제시한다. 과학자들은 메트포르민과 관련 약물인 펜포르민(혈당 감소 효과가 있는 비구아나이드 계열의 약물)에 대한 반응으로 수명 연장에 필요한 유전자를 찾기 위해 예쁜꼬마선충의 개별 유전자를 차단하고 약물에 노출한 후 변형된 벌레의 반응을 관찰했다. 이 실험은 에테르지질 생산을 증가시키는 유전자가 펜포르민 반응에 의해 수명 연장에 중요하다는 것을 밝혀냈다. 이러한 효소를 생성하는 유전자의 비활성화는 펜포르민의 장수 촉진 효과를 완전히 억제했다. 중요한 것은 이 유전자의 비활성화가 식이 제한을 포함한 여러 수명 연장 방법들의 효과를 방해한다는 점이다. 이는 이 유전자가 수명 연장 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 연구팀은 또한 'fard-1'이라는 주요 에테르 지질 생합성 효소의 과발현만으로도 예쁜꼬마선충의 수명을 늘릴 수 있음을 발견했다. 또한, 연구팀은 포유류에서 Nrf 단백질에 해당하는 벌레의 SKN-1 인자를 통해 대사 스트레스 방어 반응을 조절하고, 이를 통해 대사를 변화시켜 수명을 연장시켰다. 이 연구의 선임 저자인 알렉산더 A. 사우카스 박사는 "이 연구가 에테르지질 생합성을 촉진하는 것이 건강한 노화를 위한 새로운 치료 목표가 될 수 있음을 의미한다"고 말했다. 그는 "이러한 발견이 노화 및 노화 관련 질병을 치료하기 위한 식이 또는 약물 개입 전략으로 발전될 수 있음을 시사한다"고 덧붙였다. 사우카스 박사는 이어서, "우리의 연구는 현재까지 예쁜꼬마선충에 대한 연구에 국한되어 있기 때문에, 인간 세포나 쥐 등을 대상으로 한 추가적인 역학 연구 및 철저한 임상 실험이 필요하다"고 강조했다. 또한, 메트포르민은 당뇨병 치료에 효과적인 약물로 잘 알려져 있지만, 위장관계 문제(예: 설사, 구역질, 구토, 복부 팽만감, 식욕 부진), 간 기능 이상, 저혈당과 같은 부작용이 발생할 수 있으므로, 복용하기 전에 의사와 상의하는 것이 중요하다. 한편, 김광준 세브란스병원 노년내과 교수에 따르면, 수명 연장을 위한 전 세계적인 연구 방향은 세 가지 주요 분야로 나눌 수 있다. 첫째는 '웰 에이징(well-aging)', 즉 약물을 사용하여 건강하게 늙는 방법을 찾는 것이다. 둘째는 '항노화(anti-aging)' 연구이며, 셋째는 '웰 에이징이 조기에 이루어져야 한다'는 관점이다. 이 중에서 특히 웰 에이징을 위한 약물 개발에 주목하고 있다. 대표적인 약물로는 라파마이신과 앞서 언급한 메트포르민이 있다. 라파마이신은 원래 장기 이식 환자의 면역 거부 반응을 억제하는데 사용되는 면역억제제이다. 하지만 최근 이 약물이 수명 연장에도 효과가 있다는 것이 발견다. 하버드 대학교의 싱클레어 교수의 연구에 따르면, 효모에 라파마이신을 주입하면 통상 생존하는 효모의 수보다 훨씬 많은 수가 살아남는 것으로 나타났다. 예를 들어, 효모 2000마리 중에서 보통 6주 후에 살아남는 효모는 소수에 불과하지만, 라파마이신을 주입한 경우 절반이 생존했다. 초파리의 경우 라파마이신을 투여하면 수명이 5% 증가했고, 늙은 생쥐에서는 9~14% 수명 연장 효과가 관찰됐다. 이는 인간에게 적용하면 약 5~10년의 수명 연장에 해당하는 것으로 추정된다.
- IT/바이오
2023-11-08 16:09:00
리튬이온 전지, 저온 합성법 리튬 세라믹 개발

리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 최정점에 서 있지만, 고비용과 화재 위험이 단점으로 지적된다. 특히 원자재 가격의 상승이 이어지면서, 보다 경제적이고 효율적인 리튬이온배터리의 연구개발이 가속화되고 있다. 과학기술·의학전문 매체 '사이언스엑스(Science X)'는 최근 화학 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)'에 게재된 고체 전해질 역할을 대신할 수 있는 경제적인 저온 합성법 리튬 세라믹 개발 소식을 전했다. 이 연구는 전기자동차의 배터리 개발에 있어서 큰 전환점이 될 것으로 보이며, 기존의 문제점들을 해결하는 데 일조할 것으로 보인다. 전기 자동차용 배터리 개발을 좌우하는 두 가지 요소는 차량 범위를 결정하는 '전력'과 '비용'으로, 이는 내연기관과의 경쟁에서 매우 중요하다. 미국 에너지부는 2030년까지 전기자동차의 배터리 생산 비용을 절감하고, 에너지 밀도를 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이를 통해 내연기관 차량에서 전기 차량으로의 전환이 가속화될 것으로 전망되고 있다. 그러나 기존의 리튬이온 배터리만으로는 이 목표를 달성하기 어려울 것으로 보인다. 훨씬 더 작고, 더 가볍고, 강력하며 안전한 배터리를 제작하기 위한 새로운 접근 방식은 흑연 대신 금속 리튬을 사용한 양극 고체 셀을 사용하는 것이다. LLZO합성법 혁신 LLZO를 사용한 리튬이온 배터리 제조 과정에서는 일반적으로 이 물질을 1050°C 이상에서 음극과 함께 소결하여 급속한 리튬 전도성 입방 결정상을 형성하고, 전극에 강력하게 결합시켜야 한다. 그러나 600°C 이상의 고온 조건은 지속 가능한 저코발트 또는 무코발트 양극재의 안정성을 해치며, 생산비용과 에너지 소비 또한 상승시킨다. 이런 문제점을 해결하고자, 보다 경제적이며 지속 가능한 새로운 리튬이온 배터리 생산 방법의 필요성이 대두됐다. 이러한 배경 속에서 미국 케임브리지 MIT와 독일 뮌헨 TU의 연구팀이 새로운 합성 공정을 선보였다. 제니퍼 엘엠 루프(Jennifer LM Rupp) 박사가 이끄는 이 팀은 세라믹 전구체 화합물을 기반으로 하지 않는 새로운 방법을 개발했다. 이 공정은 LLZO를 형성하기 위해 순차적 분해 합성을 통해 직접 치밀화하는 액체 공정을 사용한다. 이를 통해 기존 방법보다 낮은 온도에서도 효율적으로 LLZO를 합성할 수 있게 되어, 생산 과정에서의 에너지 소비와 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 루프 박사와 그의 연구팀은 LLZO의 무정형 형태에서 결정질 형태(cLLZO)로의 다단계 상변환을 분석하기 위해 다양한 방법(라만 분광법, 동적 시차 주사 열량계 등)을 활용했다. 이를 통해 시간-온도-변환 다이어그램을 제작하며, 합성 경로의 조건을 최적화하는데 성공했다. 500도 이하에서 합성 성공 연구팀은 이러한 분석을 바탕으로 500°C라는 상대적으로 낮은 온도에서 10시간 동안 어닐링 과정을 거친 후, cLLZO를 조밀하고 견고한 필름 형태로 만드는 새로운 기술을 선보였다. 이 최적화된 합성 방법을 통해 미래의 배터리 설계에서는 코발트와 같은 사회 경제적으로 중요한 자원을 사용하지 않아도 되며, 지속 가능한 음극과 고체 LLZO 전해질을 통합할 수 있게 됐다. 연구팀은 최근의 연구 성과를 바탕으로 "전고체 배터리의 상용화가 한 걸음 더 가까워졌다"며 "앞으로의 연구를 통해 리튬 세라믹의 성능을 더욱 향상시키고, 다양한 종류의 전고체 배터리에 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편, 한국원자력연구원 창업기업 내일테크놀로지는 나노 신소재를 이용하여 리튬이온전지의 성능과 안정성을 향상시키는 새로운 기술을 선보였다. 질화붕소 나노튜브(BNNT)를 활용한 이 기술은, 900도 이상의 고온에서도 안정성을 유지하며, 화학적 반응성이 낮은 것이 특징이다. 내일테크놀로지의 이러한 기술은 배터리 제작 공정에 무리 없이 적용될 수 있으며, 배터리의 출력과 용량, 충전과 방전, 그리고 안전성 등 전반적인 성능 향상에 기여할 것으로 예상된다. 이로써, 배터리 관련 기술 분야에서의 혁신과 더불어 에너지 저장장치의 성능 향상이 기대된다.
- 산업
2023-11-01 10:15:00

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