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2024-10-31 (목)

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美 MIT 연구원, 흑연에서 금 생성 연구

꿈의 신소재로 불리는 그래핀. 전기전도성과 열전도성을 갖고 있으면서 강도가 높아 디스플레이나 에너지 재료로 사용되고 있다. 그런데 이 그래핀으로 금을 만드는 연구가 진행됐다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구팀이 특정 순서로 쌓인 5개의 초박편 조각을 분리해 흑연을 금으로 만들었다. 과학지 마이닝닷컴(mining.com)은 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)'에 발표된 MIT 연구팀의 금 생성 과정을 최근 소개했다. 연구에 따르면 생성된 물질이 이전까지 자연 흑연에서 볼 수 없었던 세 가지 중요한 특성을 나타내도록 조정될 수 있다. 흑연은 벌집 구조와 유사한 육각형으로 배열된 단일 탄소 원자층인 그래핀(탄소 동소체 중 하나)으로 구성된다. 약 20년 전에 처음 분리된 이후로 그래핀은 강력한 연구 대상이 되었다. 특히, 약 5년 전 연구자들은 그래핀 시트를 서로 약간의 각도로 비틀어 쌓음으로써, 재료에 초전도성에서 자성에 이르는 새로운 특성을 부여할 수 있다는 사실을 발견했다. 이러한 연구는 '트위스트로닉스' 분야의 탄생으로 이어졌다. MIT의 수석 연구원 롱 주(Long Ju)는 이 연구에 대해 언급하면서, "전혀 비틀지 않아도 흥미로운 특성을 발견했다"고 말했다. 그와 동료들은 특정한 순서로 배열된 5개의 그래핀 층이 물질 내부를 돌아다니는 전자들이 서로 상호작용할 수 있게 한다는 것을 발견했다. 이러한 전자 상관관계(electron correlation) 현상은 새로운 재료 특성을 가능하게 하는 '마법'으로 묘사된다. 단순한 대량의 흑연이나 심지어 단일 그래핀 층은 기본적으로 우수한 전기 전도체에 불과하다. 주 연구원 팀이 분리한 이 재료는 몇십 나노미터 두께밖에 안 되지만, 그 부분들의 합보다 훨씬 더 많은 역할을 수행한다. 연구팀은 '능면체 적층(rhombohedral stacking)'으로 알려진 특정한 순서로 적층된 다층 그래핀을 연구하고 있었다. 연구원은 이에 대해, "5개의 층을 쌓을 때 가능한 순서는 10가지 이상이 있으며, 능면체 적층은 그 중 하나에 불과하다"라고 언급했다. 주 연구원이 2021년에 개발한 특별한 현미경은 나노 규모에서 재료의 다양하고 중요한 특성을 신속하고 상대적으로 저렴한 비용으로 결정하고 분리하는 데 사용됐다. 이 현미경의 도움을 받아, 연구팀은 보론 질화물로 만들어진 '빵'과 같은 구조의 작은 샌드위치에 전극을 부착했고, 이는 펜타레이어(5층) 마름모형으로 쌓인 그래핀의 연약한 '육질(meat)' 부분을 보호한다. 이 전극을 활용해 시스템에 다양한 전압이나 전기량을 적용할 때, 전자 수에 따라 세 가지 다른 현상이 관찰됐다. 주 연구원은 "우리는 재료가 절연성, 자성 또는 위상학적 성질을 가질 수 있음을 발견했다"고 말했다. 위상학적 성질은 도체와 절연체 둘 다와 어느 정도 관련이 있는 특성이다. 기본적으로, 위상학적 물질은 물질의 가장자리를 따라 전자가 방해받지 않고 이동할 수 있게 하지만, 물질의 중간을 통과하는 것은 허용하지 않는다. 이러한 전자들은 재료의 가장자리를 따라 한 방향으로만 이동하며, 물질의 중앙을 가로지르는 중심선에 의해 중간 부분과 구분된다. 결과적으로 위상학적 재료의 가장자리는 완벽한 전도체 역할을 하고, 중앙 부분은 절연체로 작용한다. 롱 주의 연구팀은 "우리의 연구는 마름모형으로 쌓인 다층 그래핀을 사용하여, 위상학적 물리와 관련된 새로운 가능성을 탐구하기 위한 높은 조절 가능성을 가진 플랫폼으로 확립한다"고 말했다.
- 산업
2023-11-10
중국, 시멘트 공장 창고 재활용시설 떠 있는 '방주' 공개

사용하지 못하는 의미 있는 공장을 개조해 지역 명물인 카페나 식당을 만들거나, 자동차를 고치는 정비소로 활용하는 등 다양한 시도가 이어지고 있다. 물론 한국의 경우에만 국한되는 것은 아니다. 최근 중국에서도 역사적 가치가 있는 공장을 재활용하는 설계 도안이 공개됐다. 미국 매체 뉴아틀라스(newatlas)에 따르면, 중국 매드아키텍스(MAD Architects)는 지금은 사용하지 않은 상하이의 거대한 시멘트 공장 창고 위에 방주를 연상시키는 복합 용도의 건물을 디자인해 눈길을 끌고 있다. 방주 이미지를 구현할 이 시멘트 공장은 중국 상하이에 위치한 장장 시멘트 공장(Shanghai Zhangjiang Cement Factory)으로, 한때 중국 도시에서 가장 큰 시멘트 공장 중 하나로 꼽혔다. 이번 개조 공사는 대규모 창고에 중점을 뒀다. 1971년에 건설된 이 건물은 선박 가공을 위해 시멘트 공장에 원자재를 보내는 첫 번째 정류장 역할을 해왔다. 2013년에 운영을 중단하기까지 약 50년간 상하이의 도시 건설과 발전을 목격했다. 최근, 중국의 건축가들은 역사적인 산업 상징물인 시멘트 사일로, 가마 테일 타워, 1만미터 사일로 등을 포함하는 공장을 보존하기 위한 공원 클러스터 설계를 의뢰받았다. 이러한 역사적 가치가 있는 산업 건물들을 재개발하고 재사용함으로써, 문화와 스포츠, 창의적 상업 지원 시설 등을 갖춘 복합 캠퍼스로 변모시키는 계획이다. 매드가 수행할 개조 공사는 창고 벽의 산업적 미학을 존중하면서도, 지붕은 '아크(ark, 방주)'라는 이름의 새롭고 다양한 기능을 갖춘 복합 건물로 대체될 예정이다. 공동 작업 공간, 연구실, 다목적 홀, 카페, 대형 건물 등이 포함될 예정이며, 공개적으로 접근 가능한 옥상 공원이 설계되었다. 내부는 대형 금속 계단을 통해 접근 가능하며(엘리베이터 설치도 고려 중), 지상 층에는 조경과 판매 공간이 조성될 예정이다. 또한 기존 창고의 서쪽 벽은 유리벽으로 교체해 햇빛이 들어오는 밝은 공간으로 꾸민다. 건축적으로 복잡한 이 구조는 새로운 기둥, 바닥 트러스, 스패닝 트러스, 대형 스패닝 빔을 추가함으로써 방주가 떠 있는 것 같은 부유 효과를 구현한다. 오래된 벽은 스터드, 강철 와이어 메쉬, 강철 프레임을 사용하여 보강할 계획이다. 건물 내부에서 강변의 경치를 즐길 수 있도록, 오래된 공장 건물의 1층은 강변을 따라 개방되어 수변 광장과 통합될 예정이다. 건물 중앙에는 복도가 설치되어 공원 내의 광장과 강둑을 연결하며, 새로 설계된 다리는 강 양안을 연결해 지역민들이 이 새로운 공공 공간을 더욱 편리하게 이용할 수 있도록 할 것이다. 옥상은 추가적인 도시 공공 공간으로 구상됐다. 사람들은 이 공간에 자유롭게 접근할 수 있으며 멀리 천양강의 경치를 즐길 수 있다. 방주의 처마는 완만하게 기울어져, 건물 높이가 추안강 유역에 미칠 수 있는 압박감을 최소화하는 동시에 옥상 테라스에서 바라보는 전망을 최적화한다. 매드에 따르면, 이 프로젝트는 오래된 구조와 새로운 구조를 결합하여 시간과 물리적 차원에서의 3차원적 계층 구조를 구현함으로써 쇠퇴한 산업 현장에 새로운 활력을 불어넣을 것으로 기대한다. 매드의 공동창업자 마 옌쑹(Ma Yansong)은 "산업 유산은 그 안에 담긴 역사적 가치 때문뿐만 아니라 미래에 역사 의식을 주는 중요한 요소로 보존되고 활용되어야 한다"며 "이에 우리는 산업 미학을 단순히 찬양하고 통합하는 것이 아니라 현재와 미래의 정신에 초점을 맞출 필요가 있다"고 강조했다. 현재 방주 프로젝트는 진행 중이며 오는 2026년 완공될 예정이다.
- 생활경제
2023-11-09
암세포 내부에서 파괴하는 새로운 암 치료법 개발

암세포를 스스로 파괴하는 새로운 치료법이 개발됐다. 영국 매체 더 미러(The Mirror)에 따르면 미국 캘리포니아 대학 데이비스 암센터 연구진이 암세포를 스스로 파괴하도록 하는 '스위치'를 발견했다. 연구진은 종양세포 외부에 위치한 CD95 수용체가 활성화되면 세포가 스스로 파괴되는 신호를 방출한다는 사실을 발견했다. 암세포 외부의 CD95 수용체에 특정 항체를 결합시켜 암세포 파괴 '스위치'를 활성화 한 것. CD95 수용체는 수년 전부터 알려져 있었지만, 이를 활성화하는 방법은 알려지지 않았다. 연구진은 실험실에서 CD95 수용체의 한 부분을 표적으로 하는 항체를 개발하고, 이 항체를 투여한 암세포가 파괴되는 것을 확인했다. 이번 연구를 주도한 조겐더 투시르-싱 박사는 "이번 연구는 암 치료에 새로운 희망을 주고 있다"며 "이 치료법은 기존 치료법을 보완하고, 새로운 암 치료법 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다. 투시르-싱 박사는 또한 "이번 연구는 CAR T-세포 치료법의 효과를 높이는 데에도 도움이 될 수 있다"고 말했다. CAR T-세포 치료법은 환자의 혈액에서 T 세포를 추출하여 환자의 체내에 직접 주입해 암세포를 공격하도록 유도하는 치료법으로 최근 몇 년간 암 치료에 큰 발전을 가져왔다. 그러나 기존 CAR T-세포 치료법은 고형 종양에 효과가 미미한 경우가 많다. 연구진은 새로운 치료법을 CAR T-세포 치료법과 함께 사용하면 고형 종양에 대한 치료 효과를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한편, 이번 연구는 아직 동물 실험 단계에 머물러 있다. 사람을 대상으로 한 임상 시험을 통해 안전성과 효과를 확인하는 단계가 아직 남아 있다. 또한, 새로운 치료법이 모든 암에 효과가 있는지는 아직 분명하지 않다. 그러나 이번 연구가 암 치료에 새로운 돌파구가 될 수 있는 중요한 성과라는 데에는 이견이 없다. 앞으로 추가 연구를 통해 새로운 치료법의 안전성과 효과를 검증하고, 암 환자에게 더 많은 치료의 기회를 제공할 수 있기를 기대한다.
- IT/바이오
2023-11-07
닛산, 1MW 출력 갖춘 전기 하이퍼카 공개

일본 자동차 제조업체 닛산이 일본 모빌리티 쇼를 앞두고 콘셉트카인 전기 하이퍼카를 공개했다. 기하학적인 디자인과 성능 면에서 흥미 유발에는 성공했지만 아쉽게도 이 차는 양산되지 않는다. 전기차 전문매체 일렉트렉(electrek)은 닛산이 1MW(메가와트)의 엄청난 출력을 자랑하는 하이퍼 포스(Hyper Force)를 공개했다고 보도했다. 1MW는 461명이 한 달을 사용할 수 있는 발전용량이며, 이 정도 규모의 발전용량을 위해서는 축구장 약 2.6개 크기의 발전소가 필요하다. 그러나 이 전기차는 생산계획이 없는 것으로 알려졌다. 우치다 마코토 닛산 사장 겸 CEO는 "쇼에 전시된 콘셉트 카는 미래의 상징에 불과하다"며 "전시된 다섯 대의 콘셉트 카는 모두 미래의 상징이며 남들이 하지 않는 일에 도전한다는 닛산 창립 정신을 구현한다"고 말했다. 닛산은 모빌리티를 넘어 더욱 지속가능한 세상을 만들기 위해 전기자동차(EV)를 혁신시켜 왔다고 밝혔다. 또한 전기자동차는 타협하지 않은 열정과 꿈을, 모든 사람을 위해 더 깨끗하고 안전하며 포용적인 세상을 만드는 닛산의 미래를 상징한다고 강조했다. 대부분의 콘셉트 카와 마찬가지로 닛산은 하이퍼 포스에 대한 사양을 공개하지 않았다. 다만 이 차량은 전고체 배터리를 사용하고 최대 1000kW(킬로와트)의 출력이 가능한 파워트레인을 갖췄으며, 4륜 구동 기술이 적용됐다. 이는 네 바퀴로 움직이는 작은 발전소와 같다는 일렉트렉의 설명이다. 닛산은 이 차량에 대해 '대담한 기하학' 디자인이 특징이라고 강조했다. 넓게 배치된 비율의 외부 디자인은 매끄러운 곡선과 그 성능을 반영하는 대담한 기하학적 모양이 조화롭게 결합되어 있다. 닛산의 고성능 자동차를 표현하는 전면과 후면 램프 등의 요소가 디자인 전반에 통합됐다. 다만, 닛산은 공기역학적 성능의 세부 사항을 밝히지 않은 채 자사의 니스모(NISMO) 레이싱 팀이 강력한 다운포스를 생성하는 설계 개발에 도움을 줬다고만 설명했다. 닛산은 이 차량의 공기역학적 성능과 관련해 다음의 다섯 가지 설명을 내놓았다. 첫째, 프론트 후드 아래의 2단 공기역학적 구조는 강력한 다운포스와 높은 냉각 성능을 모두 제공한다. 둘째, 듀얼 레벨 리어 디퓨저는 공기 흐름을 최적으로 제어한다. 셋째, 프론트 카나드, 프론트 펜더 플립 및 리어 윙의 양쪽 끝은 독특한 액티브 에어로 기능을 갖췄다. 넷째, 새로 개발된 플라즈마 액추에이터는 공기 이탈을 억제하여 그립을 최대화하고 코너링 중에 내부 휠 리프트를 최소화한다. 다섯째, 경량 단조 카본 휠은 공기역학과 브레이크 냉각에 도움이 된다. 이 하이퍼 포스에는 레이싱과 그랜드 투어링의 두 가지 모드가 있는 것으로 보이며 차량의 사용자 인터페이스와 전체 실내는 실제로 모드에 따라 변경된다. 일렉트렉은 닛산은 라이다(LiDAR)와 기타 센서를 갖춘 자율 주행 기능을 갖춘 차량에 대해서도 언급했지만 이는 콘셉트 카의 성격을 고려하면 대부분 가설적인 것이라고 지적했다. 이 매체는 콘셉트 카에 신경 쓰는 것보다 적절한 배터리 열 관리 기능을 갖춘 업데이트되고 경쟁력 있는 버전의 닛산 리프(또는 이와 유사한 것)를 생산했다면 더 좋았을 것이라고 덧붙였다. 닛산의 하이퍼 포스는 현실 세계와 가상 세계 모두에서 원활하게 운전할 수 있는 혁신적인 증강 현실(AR)과 가상현실(VR) 가능이 탑재돼 있다. 차량이 정지하면 운전자는 VR용 블라인드 바이저가 있는 특수 헬멧을 사용할 수 있어 게임화된 운전 경험을 즐길 수 있으며 시계 반대 경주나 온라인 레이서를 가능하게 하는 모드도 완비되어 있다. AR용 스켈레톤 바이저를 사용하면 운전자는 서킷에서 자기 자신, 친구 또는 전문 운전자의 디지털 고스트와 대결할 수 있어 사용자가 실제 트랙에서 안전하게 운전 기술을 발휘할 수 있다. 한편, 일본자동차판매협회연합회와 일본경자동차협회연합회가 발표한 2022년도 일본 승용차(경차 포함) 판매 실적에서 하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 전기자동차(EV), 연료전지자동차(FCV) 등이 차지하는 비율은 전년 대비 5.7%p(포인트) 증가한 47.1%를 기록하면서 역대 최고치를 경신했다. 연료별 비율에서는 FCV를 제외한 3개 차종 모두 전년 대비 두 자릿수 이상 증가했다. 다만, HEV가 43.8%로 여전히 일본에서는 가장 많은 비중을 차지했다. 판매량 증가율에 있어서는 전기 자동차가 가장 큰 폭으로 성장하고 있는 것으로 나타났다.
- 산업
2023-11-03
화성 지진, 운석 충돌 아닌 지각 내부 활동 때문

우주과학 전문 매체 머커닷더(Merkur.de)는 2022년 5월 4일 화성에서 발생한 규모 4.7의 지진은 미국 항공우주국(NASA)의 인사이트호(InSight)에 의해 포착되었으며, 화성에서 발견된 가장 강력한 지진 중 하나로 기록되었다고 최근 보도했다. 당시 NASA는 이 지진이 운석 충돌로 인해 발생했다는 가능성을 제기했다. 그러나 옥스퍼드대의 벤저민 페르난도 교수가 주도한 국제 연구팀은 다른 가설을 제기했다. 이 연구팀은 화성 표면을 철저히 조사한 결과, 지진을 일으킬 만한 충분한 운석 충돌 흔적을 찾지 못했다고 발표했다. 대신, 화성 지각 내부의 엄청난 압력 변화가 지진의 주 원인이라고 지목다. 연구팀은 전 세계 화성 탐사 프로젝트가 공동으로 화성 표면을 탐색했으나 강진을 유발할만한 운석 충돌 흔적을 찾지 못했다고 밝혔다. 대신 화성 내부에 응축돼 있던 엄청난 지각의 힘이 방출되면서 규모 4.7의 강진을 일으킨 것으로 결론지었다. 연구팀은 화성 지각 내부의 높은 압력이 지각의 얇은 구조와 관련이 있을 것으로 추정했다. 화성의 지각은 지구보다 얇고, 그로 인해 암석층이 더욱 활발하게 움직일 수 있다. 화성의 지각은 지구처럼 판이 움직이지는 않지만, 내부의 암석층은 다른 속도로 냉각과 수축 과정을 겪으면서 지진을 유발하는 압력을 쌓게 된다. 이러한 상황에서 충분한 압력이 축적되면, 암석층이 파괴되면서 지진이 발생하게 된다는 것이 연구팀의 결론이다. 이번에 발생한 화성 지진의 규모는 4.7로, 지구의 지진에 비해 상대적으로 약하지만 화성에서는 매우 강한 편에 속한다. 이 지진은 화성 북극 부근의 거대한 화산인 발행산에서 북서쪽으로 약 280km 떨어진 지점에서 발생했다. 인사이트호는 지진이 발생한 지점에서 대략 1000km 떨어진 곳에 있었으며, 다행히도 지진으로 인해 피해는 발생하지 않았다. 이번 연구는 화성의 지질학적 특성과 활동에 대한 중요한 통찰을 제공할 것으로 예상된다. 화성의 지진 활동 분석은 화성의 내부 구조와 진화 과정을 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 특히, 이번 연구는 화성 내부의 암석층이 상당히 활발하게 움직이고 있음을 보여주며, 이로 인해 화성의 지질 활동이 지구보다 활발할 수 있다는 가설을 제시했다. NASA는 이번 연구 결과를 통해 화성의 지질학적 활동에 대한 이해를 넓힐 수 있을 것으로 기대하며, 향후 인사이트호를 통해 화성의 지진 활동을 지속적으로 관측할 계획이다. 한편, 인사이트(InSight)는 NASA의 화성 지질 탐사 착륙선이다. 화성의 탄생과 태양계의 진화와 형성과정, 내부 온도, 지각활동, 화성의 열분포 등의 연구가 목적이다. 2018년 5월 5일 발사되어, 2018년 11월 26일 화성에 도착해 탐사 임무를 수행중이다. 주요 장비로는 HP3과 지진계 등을 장착했으며, SEIS로 화성 지표면 내부의 파동을 들여다 볼 수 있다. 달에도 아폴로 12호, 14, 15, 16호 미션 때 설치한 지각활동을 탐사하는 지진계가 있다. 현재까지 지구 외 다른 천체에서 관측된 가장 강한 지진은 달에서 1977년 관측된 것으로 우리나라 경주 지진과 비슷한 강도 5.5규모였다.
- 산업
2023-10-30
MIT, 태양광 발전으로 수소 효율성 향상

수소를 공해 없이 보다 효율적으로 생산할 새로운 방법이 연구되고 있다. 매사추세츠 공과대학(MIT)의 엔지니어들은 태양열을 이용하여 물을 분해하고, 이 과정에서 온실가스를 배출하지 않는 수소를 효율적으로 생산하는 '태양열화학수소' 시스템을 개발했다고 산업 전문매체 '오일프라이스(Oil Price)'가 보도했다. 기존의 태양열 열화학 수소 생산 시스템은 효율성이 낮았지만, MIT의 설계는 수소 생산에 태양열을 최대 40%까지 활용할 수 있다. '솔라 에너지 저널(Solar Energy Journal)'에 게재된 이 신기술은 태양열을 활용해 물을 분해하고, 그 과정에서 나온 수소를 청정 연료로 사용할 수 있는 시스템이다. 이렇게 생산된 수소는 장거리 트럭, 선박, 항공기의 연료로 사용될 수 있으며, 온실가스가 전혀 배출되지 않는다. 현재 대부분의 수소 생산 방법은 천연가스나 다른 화석 연료를 사용하는데, 이는 환경에 해를 끼치는 '회색' 에너지원에 가깝다. 그러나 태양열화학수소는 오로지 재생 가능한 태양 에너지만을 사용하여 수소를 생산하므로, 환경에 해롭지 않다. 기존의 태양열화학수소 시스템은 태양광의 약 7%만 수소 생산에 활용할 수 있었고, 이로 인해 효율이 낮고 비용이 높았다는 단점이 있었다. MIT 연구팀은 새로운 설계 방법을 도입하여 태양열의 최대 40%를 수소 생산에 활용할 수 있도록 개선시켰다. 이번 연구를 주도한 아흐메드 고니엠(Ahmed Ghoniem) 교수는 "미래의 주요 연료인 수소를 저렴하게 대량 생산할 방법을 찾아야 한다"고 말했다. 그는 "2030년까지 킬로그램당 1달러로 수소를 생산하는 것이 목표다. 경제성을 개선하려면 효율성을 높이고 수집한 태양 에너지의 대부분을 수소 생산에 활용해야 한다"고 덧붙였다. MIT의 새로운 시스템은 집중형 태양열 발전소(CSP) 방식을 사용하며, 여러 거울을 이용해 태양광을 한 곳에 모아 열을 생성한다. 이렇게 모아진 열은 수소를 생산하는데 사용된다. 이 시스템의 핵심은 2단계의 열화학 반응 과정이다. 첫번째 단계에서는 금속이 증기 형태의 물에 노출되며, 이 금속은 증기에서 산소를 제거하고 수소를 추출한다. 이 과정은 '산화'라고 하며, 물과 반응하여 금속이 산화되는 것과 유사하지만, 이 과정은 훨씬 빠르게 진행된다. 수소가 한 번 분리되고 나면, 산화된 금속은 진공 상태에서 재가열되어 원래 상태로 복원된다. 이 과정에서 금속은 산소를 잃게 되고, 다시 물 증기와 반응하여 추가적인 수소를 생산하게 된다. 이러한 과정을 수없이 반복해 수소를 생산하는 것이다. 이 시스템의 구조는 원형 트랙을 따라 달리는 상자 모양의 원자로 열차와 비슷하게 구성되어 있다. 이 원형 트랙은 태양열을 집중하는 CSP 타워 주변에 배치되어 있으며, 각 원자로는 높은 온도에서 산소를 제거하고, 증기와 반응하여 수소를 생산하는 산화환원 과정을 거친다. 원자로는 먼저 아주 뜨거운 스테이션을 통과하며, 금속은 최대 1500도의 태양열에 노출된다. 이 때 금속은 고온에서 산소를 빠르게 잃고, 이후 약 1000도 정도의 스테이션으로 이동해 증기와 반응하여 수소를 생산한다. 그러나, 이 시스템은 반응기가 냉각되는 과정에서 발생하는 열을 어떻게 효과적으로 관리하고 재활용할 것인지에 대한 과제를 안고 있다. 열 재활용 없이는 시스템의 전체 효율성이 떨어져 실제로 사용하기 어렵게 된다. 또 다른 과제는 금속을 녹을 제거할 수 있도록 에너지 효율적인 진공 상태를 유지하는 것이다. 초기 프로토타입에서는 기계식 펌프를 이용하여 진공을 생성했으나, 이 방법은 대량의 수소를 생산할 때 에너지 소비가 많고 비용이 높았다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해, 시스템 내에서 발생하는 열을 대부분 회수하는 방안을 마련했다. 원형 트랙의 원자로는 열을 상호 교환할 수 있도록 설계되었으며, 이를 통해 뜨거운 반응기는 냉각되고, 차가운 반응기는 가열되어 시스템 내의 열을 보존한다. 또한, 연구팀은 에너지 소비를 줄이기 위해 첫번째 원자로 열차 주위를 돌면서 반대 방향으로 움직이는 두 번째 원자로 세트를 추가 설치했다. 이 새로운 궤도의 원자로는 보다 낮은 온도에서 작동하며, 기계식 펌프의 도움 없이도 내부 궤도의 높은 온도에서 발생하는 산소를 제거하는 데 사용된다. 외부 반응기는 에너지 집약적인 진공 펌프 없이도 내부 반응기에서 산소를 흡수하여 금속의 원래 상태로 복원하는 데 효과적이다. 두 세트의 반응기는 연속적으로 운영되어, 순수한 수소와 산소를 분리하여 생성한다. 연구팀은 이러한 개념 설계에 대해 상세한 시뮬레이션을 수행했고, 그 결과 태양열을 이용한 열화학 수소 생산 효율이 이전의 7%에서 40%로 크게 향상될 수 있었다. 고니엠 교수는 "시스템의 에너지 효율을 극대화하고 비용을 최소화하기 위해 우리는 모든 에너지 소스와 그 활용 방법을 고려해야 한다"며, "이 새로운 설계를 통해 태양에서 발생하는 열의 대부분을 활용할 수 있음을 확인했다. 이를 통해 태양열의 40%를 수소 생산에 활용할 수 있다"고 설명했다. 연구팀은 내년에 에너지부 연구소의 집중형 태양광 발전 시설에서 테스트할 프로토타입 시스템을 구축할 계획이다. 한편, 한국의 DGIST(대구경북과학기술원)와 단국대학교 연구팀은 친환경적인 양자점을 활용하여 세계 최고 수준의 태양광 수소 생산 기술을 개발했다. 이 기술은 양자점의 물성을 조절하여 광전기화학 소자에 적용, 태양광을 효과적으로 수소 생산에 활용하는 방법을 제공한다. 연구팀은 합성된 친환경 양자점을 광전기화학 소자에 적용하여 태양광 에너지의 전 영역을 효율적으로 이용, 수소를 생산할 수 있었다. 이 연구 결과는 '카본 에너지'라는 학술지에 게재됐다.
- 산업
2023-10-27
삼성 갤럭시 S24, AI 탑재설⋯출시일과 디자인은?

올해 3분기 세계 최대 스마트폰 브랜드는 삼성전자다. 특히 인도 시장에서는 790만 대를 출하하여 18%의 시장 점유율을 기록, 탄탄한 입지를 다졌다. 이는 대다수의 경쟁 브랜드들이 불안정한 경제 상황과 인플레이션 상승으로 인해 출하량이 크게 줄어든 것과는 대조적이다. 삼성전자는 현재 2024년 출시 예정인 '갤럭시 S24' 라인업에 주력하고 있다. 미국 IT 매체인 샘모바일(SAMMOBILE)에 따르면, 갤럭시 S24 시리즈는 디자인적으로 큰 변화 없이 갤럭시 S23 시리즈와 매우 흡사할 것으로 예상된다. 인공지능(AI) 탑재설도 제기됐다. 디자인 측면에서 갤럭시 S24와 S24 플러스는 플랫 프레임이 돋보일 것으로 보이며, 갤럭시 S24 울트라는 전작과 거의 동일해 보인다고 한다. 하지만 갤럭시 S24 울트라에서는 소소한 변화가 있을 것으로 예상되며, 그 중 하나로 스피커 그릴이 길고 좁은 형태로 바뀔 것이라고 알려져 있다. 이는 현재 갤럭시 플래그십 모델에서 볼 수 있는 원형 스피커 구멍과는 다른 디자인이다. 오랜 삼성 사용자들은 아마 기억하겠지만 스테레오 스피커를 처음 탑재한 삼성의 플래그십 스마트폰 갤럭시 S9과 S9 플러스는 스피커의 디자인이 유사했다. 그러나 이 디자인은 6개월 후에 출시된 갤럭시 노트9와 같은 후속 모델에는 보이지 않았다. 샘모바일 최근 보도에 따르면, 이러한 스피커 그릴 디자인이 갤럭시 S24 울트라에 재등장할 가능성이 있다고 전해졌다. 이는 스피커의 음질에 직접적인 영향을 끼치지 않지만, 일부 사용자들은 디자인 측면에서 마음에 들지 않을 수도 있다고 우려하고 있다. 그러나 휴대폰의 하단 부분은 사용자가 자주 주시하는 곳이 아니기 때문에 실제 사용 중에는 크게 신경 쓰지 않는 부분일 수 있다. 그렇기 때문에 실제로 새 모델을 직접 보고 사용해보지 않는 한 확실한 평가는 내릴 수 없다고 볼 수 있다. 갤럭시 S24와 S24 플러스의 스피커 그릴 디자인도 유사할지 관심을 가지고 지켜봐야 할 부분이다. 다행히 삼성은 2024년 1월에 갤럭시 S24, S24 플러스, 그리고 S24 울트라를 공개할 예정이라고 밝혔다. 샘모바일은 삼성전자는 다가오는 갤럭시 S24 시리즈 출시를 앞두고 이례적으로 네 번째 배터리 공급업체를 선정했다고 전했다. 2023년 9월, 삼성전자는 갤럭시 S24 플러스 배터리의 공급 전략으로 삼성SDI 베트남, 중국의 닝더 암페렉스 테크놀러지 리미티드(Ningde Amperex Technology Limited), 그리고 인도의 이랜텍 인디아(ELENTEC India) 세 곳을 이미 확정한 바 있다. 세이프티 코리아(Safety Korea)에서 확인된 새로운 인증서에 따르면, 삼성이 네 번째 배터리 공급업체로 나비타시스 인디아(Navitasys India)를 선택한 것으로 드러났다. 해당 인증서에는 이 회사가 갤럭시 S24 울트라의 배터리를 공급할 것이라고 나와 있다. 그러나 다른 두 S24 모델은 해당 문서에 포함되어 있지 않으므로, 아직 공급업체에서 제외된 것으로 보기는 어렵다. 삼성이 네 번째 배터리 공급업체를 통해 인도에서 출시되는 갤럭시 S24 모델에만 배터리를 공급할 것인지 여부는 아직 명확하지 않다. 다만 삼성이 이미 인도의 두 배터리 공급업체와 계약을 체결한 것은 인도 정부의 '메이드 인 인디아(Made in India)' 이니셔티브와 관련이 있을 수 있다는 지적이다. 삼성은 갤럭시 S24의 배터리 공급에 문제가 없어야 하며, 회사가 전반적으로 지속 가능한 방향으로 모델을 개선했다는 점을 고려하면 이는 좋은 소식이라고 할 수 있다. 배터리는 이제 내부 디자인의 개선을 통해 사용자가 보다 쉽게 교체할 수 있도록 되어있다. 삼성은 여러 시장에서 사용자가 스마트폰 부품을 스스로 교체할 수 있도록 필요한 도구와 지침을 제공하고 있다. 이러한 방식을 통해 사용자가 직접 기기를 수리할 수 있어 모바일 제품의 사용 수명이 연장될 것으로 기대된다. 삼성은 2024년 초에 갤럭시 S24를 공개할 예정이며, 일부 보도에 따르면 미국 샌프란시스코에서 해당 제품의 글로벌 론칭 이벤트가 열릴 가능성이 있다. 23일(현지시간) 샘모바일의 보도에 따르면, 인공지능(AI)기능을 강한다는 소식도 전해지고 있다. 사용자가 제공한 키워드를 기반으로 콘텐츠와 이야기를 만드는 오픈 AI의 챗GPT나 구글 바드와 비슷한 생성형 AI 기능이 답재될 예정이다. 아울러 이번 시리즈에는 예상대로 기본 모델, 플러스 모델, 그리고 최상위 울트라 모델, 총 세 가지 버전이 출시될 것으로 예상된다.
- IT/바이오
2023-10-25
리튬이온전지보다 저렴하고 안전한 '수계이차전지' 개발

리튬이온 배터리는 현재 가장 널리 사용되는 에너지 저장 장치 중 하나이지만, 여러 문제점들이 도출되고 있다. 주요 원료의 비싼 가격과 한정된 매장량, 그리고 화재 위험성 등 다양한 문제점들이 제기되고 있어 대안이 필요하다. 이에, 많은 연구자들이 경제적이면서도 안전한 리튬이온 배터리의 대체품을 개발하기 위해 노력하고 있다. 과학기술·의학전문 매체 사이언스엑스(Science X)에 따르면, 한국과학기술원(KIST)의 오시형 박사팀은 비용과 안전을 충족하는 수계이차전지를 개발했다. 이 연구는 '에너지 스토리지 머티리얼(Journal Energy Storage Materials)' 저널에 게재됐다. 수계이차전지는 리튬이온전지에 비해 원재료 비용이 상당히 저렴하며, 경제적인 이점이 있다. 다만 물이 분해되면서 발생하는 수소 가스와 관련된 내부 압력 상승과 전해질 고갈 문제로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있었다. 과학자들은 지금까지 금속 음극과 전해질 사이에서 발생하는 수소를 줄이기 위해 표면 보호층을 개발하여 접촉 면적을 최소화하는 방법을 사용해왔다. 그럼에도 불구하고, 금속 음극의 부식과 그에 따른 부반응으로 인해 전해질의 물이 지속적으로 분해되어 수소 가스가 발생, 이로 인해 장기간 사용랑 경우 폭발 위험이 존재했다. 이 문제를 해결하기 위해 오시형 박사 연구팀은 전지 내에서 발생하는 수소 가스를 자동으로 물로 변환시키는 새로운 방법을 개발했다. 이산화망간과 팔라듐으로 구성된 복합촉매를 이용해 전지의 성능과 안전성을 동시에 향상시킨 것. 이산화망간은 일반적으로 수소 가스와 반응하지 않지만, 팔라듐을 약간 첨가하면 수소 가스가 촉매에 더 쉽게 흡수되어 물로 변환된다. 연구팀은 이번에 개발한 이 새로운 촉매를 사용한 프로토타입 셀에서는, 셀 내부 압력이 0.1기압으로 매우 안정적인 상태를 유지했으며, 전해질의 고갈 현상도 발견되지 않았다고 밝혔다. 이 연구는 수계 이차전지의 주요 안전 문제 중 하나를 효과적으로 해결해, 향후 에너지 저장 장치(ESS)의 상용화에 있어서 중요한 진전을 가져올 것으로 예상된다. 리튬이온전지를 더 경제적이고 안전한 수계이차배터리로 대체한다면, 글로벌 에너지 저장 시스템(ESS) 시장의 빠른 성장을 촉진할 가능성이 있다. KIST의 오시형 박사는 "이 기술은 수계이차전지에 적용될 수 있는 내장형 안전 메커니즘 기반의 맞춤형 안전 전략과 연관되어 있으며, 위험 요소를 자동으로 제어한다"고 말했다. 그는 또한 "이 기술은 수소 가스 누출이 큰 위험 요소인 수소 충전소와 원자력 발전소 등의 다양한 산업 시설에서도 활용될 수 있어 사람들의 안전을 더욱 보장할 수 있을 것"이라고 강조했다. 한편, 수계이차전지는 친환경적이고 안전한 특성을 가지고 있으며, 원재료 비용도 리튬이온전지에 비해 약 10분의 1 수준으로 경제적이라는 장점이 있다. 수계이차전지가 원료물질이 고가이면서 폭발 가능성이 높은 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지를 대체한다면 중대형 이차전지의 보급이 대규모로 확대될 수 있다. 이번 연구는 한국 과학기술정보통신부의 지원을 받아, 나노미래소재원천기술개발사업과 중견연구자지원사업을 통해 진행됐다.
- 산업
2023-10-24
제프 베이조스, 플로리다 부동산 시장 '큰손' 급부상

아마존의 창업자인 제프 베이조스(Jeff Bezos)가 플로리다에서 부동산 두 채를 연달아 구매해 큰손으로 등극했다. 최근 구입한 저택 2채의 구입 가격은 약 1억 4700만 달러(약 1986억원)에 이른다. 베이조스는 유럽에서 여름 휴가를 약혼자 로렌 산체스와 함께 요트 '코루'에서 보내고, '억만장자 벙커(Billionaire Bunker)'로 알려진 플로리다의 한 섬에서 새로운 부동산을 구입했다는 소식이 전해졌다. 부동산 전문 매체 '리얼 딜(The Real Deal)'에 따르면 베이조스가 이번에 구입한 부동산은 플로리다 인디언 크릭 바리어 섬에 있는 저택이다. 베이조스는 지난 6월 말 이 섬에서 첫 번째 주택을 약 6800만 달러(약 920억원)를 들여 구입했다. 폭스 비즈니스(Fox Business)에 따르면 베이조스가 새롭게 인디언 크릭에서 투자한 부동산의 가격은 약 7900만 달러(약 1069억원)로, 지난 6월 구입한 첫 번째 주택 바로 옆에 위치한다. 주택 정보 사이트 '질로(Zillow)' 목록을 살펴보면 이 주택은 1만9000㎡ 규모로 저택 내부에는 7개의 침실과 7개의 욕실이 있다. 이 저택은 1.8에이커(약 7300㎡)의 부지에 위치해 있고, 수영장과 와인 저장고, 그 외의 고급 편의 시설도 갖추고 있다. 부동산 회사 '더글러 엘리먼(Douglas Elliman Realtors)'이 이 주택의 매매에 관여했다는 정보가 있으며, 폭스 비즈니스는 회사와 베이조스 대변인에게 연락을 시도했으나 아직 답변을 받지 못했다고 전했다. 베이조스는 산체스와 약혼 사실이 알려진 지난 5월 인디언 크릭 섬에 새로운 집을 구입하기 시작한 것으로 전해졌다. 또한 그녀가 베조스의 요트에 타고 다이아몬드 반지를 착용한 모습이 포착되기도 했다. 리얼 딜의 보도에 따르면, 베이조스가 소유한 또 다른 주택은 약 9000㎡의 면적에 약 60년 전에 지어졌고, 리모델링을 통해 현재는 3개의 침실이 있다고 알려졌다. 이 부지는 2.8에이커(약 1만1331㎡) 크기로, 앞으로 새로운 건물을 지을 가능성도 있다고 한다. 포브스는 베이조스가 여러 해 동안 총 9채의 주택을 구입할 계획이며 보도했으며, 여기에는 최근 구입한 인디언 크릭의 주택은 포함되지 않았다고 한다. 포브스에 따르면 베이조스의 재산은 대략 1526억 6000만 달러(약 206조 5489억원)에 달하며, 이 중 상당한 부분은 그가 창립한 글로벌 전자상거래 기업 아마존(Amazon)에서 비롯되었다. 베이조스는 아마존의 주식 중 약 10%를 소유하고 있다. 2023년 10월 20일 현재, 아마존의 시가총액은 약 1조 3248억 달러(약 1792조 4544억원)로 추정되고 있다. 한편, 2023년 포브스 선정 대한민국 최고 부자는 MBK파트너스 김병주 회장이다. MBK파트너스는 260억달러의 자산을 운용한다. 김 회장의 순 자산은 전년 대비 20억 달러가 증가한 97억달러(약 12조 7000억원)을 기록했다. 2위는 삼성전자 이재용 회장으로 80억 달러였다. 이 회장은 3년 연속 2위 자리를 지키고 있다. 3위는 서정진 셀트리온 회장으로 57억달러였다.
- 경제
2023-10-23
삼성바이오로직스, 미 FDA로부터 국내 공장 결함 지적 받아

미국 FDA가 삼성바이오로직스 인천 제조 시설에서 시설 유지 보수 미흡 등 다수의 문제점을 지적했다. 미국 의학전문 매체 피어스 파마(FIERCE Pharma)는 20일(현지시간) 이번 주 후반, 미국 식품의약국(FDA)은 제조 관련 결함으로 삼성바이오로직스와 인도의 넥타 라이프사이언스에 각각 제재를 내렸다며 삼성바이오로직스의 경우, 이는 회사의 눈부신 제조 실적에 드문 오점으로 여겨진다고 보도했다 FDA는 지난 8월과 9월에 삼성바이오로직스의 인천 제조 시설을 점검한 후, 데이터와 생산 통제, 기계 검증 부족, 시설 유지보수 미흡, 품질 통제 부족 등의 문제로 회사에 제재를 가했다. FDA의 조사관들은 삼성의 제조 과학 분석 기술(MSAT) 실험실이 응용 제출 테스트 데이터를 지원하는 데 "데이터 무결성에 대한 적절한 통제가 부족하다"고 지적했다. 삼성바이오로직스는 각 약물 응용에 대해 내부 데이터 무결성 평가를 완료했으나, "모든 테스트 데이터의 신뢰성을 절대적으로 확인할 방법이 없다"고 FDA 관리들은 밝혔다. 또 FDA는 삼성의 시설이 적절하게 유지 관리되지 않고 있다고 경고하면서 천장 포트가 이탈되고 문이 파손되었으며 적재 램프 도크의 씰이 누락되어 "해충이 시설로 유입 될 수있는 잠재적인 진입 지점"을 만들었다고 지적했다. 삼성은 FDA의 우려를 심각하게 받아들이고 있으며, FDA와 협력하여 제조 결함을 신속하게 해결하기 위한 종합적인 계획을 수립했다고 밝혔다. 회사 대변인은 이메일을 통해 "제품의 품질이나 환자의 안전에 영향을 미치지 않을 것"이라며 "우리는 준법을 매우 중요하게 생각하며, 가능한 한 빨리 모든 우려 사항을 해결하기 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔다. 삼성바이오로직스는 최근 몇 년 동안 국내에서 엄청난 확장을 이루어왔으며, 인천에 있는 복합 시설에 18만리터의 용량을 추가할 최신 시설인 5번 공장의 건설을 시작할 준비가 되어 있다고 밝혔다. 삼성은 이 프로젝트에 1조9000억원을 투자할 계획이다. 한편, FDA는 지난 3월 2일부터 10일까지 인도 히마찰 프라데시에 위치한 넥타(Nectar)의 시설을 점검하고, 이 회사에 대한 규제 위반을 두 번 지적하는 483 형식의 관찰 결과를 발표했다. FDA는 넥타가 멸균 약품의 미생물 오염 방지를 위한 적절한 서면 절차를 마련하지 않았다고 지적했다. 더불어, FDA는 넥타가 무균 처리 영역에서의 환경 상태를 모니터링할 효과적인 시스템을 구축하지 않았다고 거듭 지적했다. FDA는 이전에 2014년에도 넥타의 공장에서 같은 종류의 문제를 발견했었으며, 이러한 반복된 실패는 의약품 제조에 있어서 경영진의 감독과 통제가 충분하지 않다는 것을 나타낸다고 말했다. FDA는 넥타가 앞으로도 미국 시장을 위한 의약품 생산을 계속하려면, 좋은 제조 관행에 대한 전문가의 조언을 구하는 것이 좋다고 권고했다.
- IT/바이오
2023-10-21
빈 캔으로 와이파이 신호 높이는 법

불과 몇 십 년 전만 해도, 사람들은 라디오 주파수를 잡기 위해 안테나를 여기저기 돌리며 최적의 위치를 찾아야 했고, TV 신호를 잘 받기 위해 옥상의 안테나를 조정해야 했다. 하지만 시대가 변하면서, 유선 통신망에서 무선 통신망으로의 전환이 이루어졌고, 이제는 무선 통신망을 쉽게 이용할 수 있게 되었습니다. 특히 홈 와이파이(Wi-Fi)는 현대 생활에서 없어서는 안 될 필수 기술이 되었다. 프랑스의 매체 '컨트리 포인트(ContrePoint)'는 와이파이 신호 수신에 문제가 있는 특정 공간에서 캔을 이용한 흥미로운 해결 방법을 소개했다. 이 방법의 원리는 단순하다. 캔은 와이파이 신호의 반사판 역할을 하여 신호를 특정 방향으로 집중시킨다. 와이파이 신호는 원래 모든 방향으로 전파되지만, 라우터가 집의 한 구석에 있을 경우 신호의 일부가 외부로 유출되어 신호 손실이 발생할 수 있다. 라우터 뒤에 반사판을 배치하면 유출되는 전파를 집 내부로 돌려보내 신호 범위를 확장할 수 있다. 금속은 무선 전파를 효과적으로 반사시켜, 이를 이용하면 신호 범위를 넓힐 수 있다. 특히 알루미늄 캔을 반사판으로 사용할 수 있다. 그 원리는 캔의 원통형 모양이 신호를 특정 방향으로 전파할 수 있도록 돕기 때문이다. 반사판을 만드는 방법은 간단하다. 필요한 물품은 빈 알루미늄 캔, 절단기나 가위, 그리고 접착테이프다. 캔을 깨끗이 세척한 후, 링과 바닥 부분을 제거한다. 그 다음 캔을 반으로 접어 반원형으로 만들고, 이를 라우터 뒷부분에 고정시키면 된다. 다만, 이 방법의 효과는 집의 구조나 라우터의 위치 등 여러 변수에 따라 달라질 수 있다. 확실한 효과를 기대할 수는 있지만, 인터넷 속도 자체를 향상시키지는 않는다. 인터넷 속도에 문제가 있다면, 서비스 제공업체 변경이나 유선 연결 고려 등 다른 방법을 찾아야 한다. 만약, 캔이 없거나 더 만족스러운 해결책을 찾고 싶다면, 와이파이 중계기를 구입하는 것이 좋다. 이 작은 장치는 라우터의 와이파이 신호를 수신하고 다시 전송해 범위를 확장 시킨다. 또 다른 해결책은 오래된 라우터를 와이파이 핫스팟으로 사용하는 것이다. 이 방법은 설정이 좀 더 필요하지만 오래된 장비를 재활용하는 좋은 방법이다. 그러나 와이파이 신호 품질에 영향을 줄 수 있는 다른 요소들도 고려해야 한다. 무거운 가전제품이나 전자기기는 라우터로부터 멀리 두고, 라우터의 안테나는 수직으로 배치하는 것이 좋다. 라우터를 벽이나 선반에 높이 위치시켜도 신호 범위와 품질이 향상될 수 있다. 결론적으로, 와이파이 신호를 강화할 수 있는 빠르고 경제적인 해결책을 찾고 있다면 주저하지 말고 알루미늄 캔 반사판을 시도해 보는 것도 좋다. 간단한 팁이지만 큰 변화를 가져올 수 있다.
- IT/바이오
2023-10-21
잠비아서 세계 최고령 목재 구조물 발견…인류 진화 새 단서

잠비아에서 세계에서 가장 오래된 목재 구조물이 발견됐다. 영국 과학저널 '네이처'에 따르면, 잠비아와 탄자니아 국경 근처 칼람보 폭포 상류에서 발견된 목재 구조물은 약 47만 6000년 전의 것으로 세계에서 가장 오래된 유물로 확인됐다. 이 구조물은 두 막대기로 구성되어 있고, 노치로 연결되어 있다. 나무에는 다양한 돌 도구로 만들어진 표시들이 보인다. 이 구조물이 당시 사람들이 식량이나 나무를 저장하는 곳 또는 내부 통로의 토대로 사용되었을 것으로 추정된다. 더욱이, 이 구조물은 주택의 기초로 사용되었을 가능성도 있어 연구자들의 눈길을 끌고 있다. 특히 이 구조물은 현대인의 직계 조상인 호모 사피엔스가 등장하기 훨씬 전에 만들어진 것으로 보여, 인류의 조상과 초기 인류의 생활에 대한 새로운 이해를 제공한다. 이 구조물은 고대 인류가 복잡한 계획을 세우고, 언어를 사용할 수 있었던 높은 수준의 지적 능력을 가지고 있었음을 시사한다. 또한 이 구조물 주변의 풍부한 물과 식량 자원은 초기 석기 시대 인류가 유목 생활보다는 정착 생활을 했을 가능성을 제시하며, 이는 학계의 기존 견해를 재검토하게 만들고 있다. 칼람보 폭포에서 발견된 세계 최고령의 목재 구조물이 한국의 고고학 연구에 중요한 시사점을 제공하게 되었다. 한국에서도 구석기 시대의 목재 유물이 여러 건 발견되고 있으나, 칼람보 폭포에서 발견된 것처럼 보존 상태가 양호한 경우는 상당히 드물다. 이러한 새로운 유물의 발견이 한국의 구석기 시대 연구와 이해를 더욱 풍성하게 해 줄 것으로 기대된다. 연구자들은 이번 발견이 아프리카에서의 목공예 및 초기 인류 기술에 대한 이해를 넓혀줄 것이라고 밝혔다. 또한, 이 구조물이 발견된 상태는 예상외로 매우 양호하여, 지금까지 단순한 기술만을 가진 수렵 채집 사냥꾼으로 여겨졌던 초기 인류인 호미닌이 사실은 더 발전된 건축 기술을 가지고 있었음을 암시하는 중요한 단서가 되었다고 덧붙였다. 석기 시대 목재 유물의 보존이 어려운 이유는 시간이 흐르면서 자연적으로 붕괴하기 때문이다. 그러나 칼람보 폭포에서 발견된 유물은 산소에 노출되지 않은, 물에 젖은 퇴적물 속에서 발견되어 비교적 잘 보존되어 있다. 이번 칼람보 폭포에서의 발견은 인류 진화 연구 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 이는 인류의 초기 조상들이 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 오래 전부터 고도의 기술과 지식을 갖추고 있었음을 나타내며, 인류 진화에 대한 새로운 통찰을 제공한다.
- 생활경제
2023-10-19
삼성SDI‧한국산업기술평가관리원, 리튬이온배터리용 내화성 젤 공개

삼성SDI와 한국산업평가관리원 과학자들이 화재 위험이 낮은 리튬이온배터리용 내화성 젤을 개발했다. 호주 매체 미라지뉴스는 17일(현지시간) 한국의 유니스트(UNIST) 에너지·화학공학부의 송현곤 교수, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 정서현 박사, 한국에너지기술연구원 울산에너지기술연구센터의 김태희 박사가 이끄는 공동 연구팀이 배터리 기술의 획기적인 이정표를 세웠다며 불연성 젤 고분자 전해질(GPE)을 개발해 리튬이온 배터리(LIB)의 열 폭주와 화재 사고 위험을 완화해 안전성을 획기적으로 개선했다고 보도했다. 리튬이온 배터리의 잠재적인 가연성은 특히 지하 주차장에 있는 전기 자동차(EV)에서 심각한 화재 우려가 제기됐다. 연구팀은 이 문제를 해결할 새로운 방법을 찾았다. 그들은 불연성 고분자 반고체 전해질을 성공적으로 개발해 배터리 화재를 효과적으로 줄일 수 있는 방안을 제시했다. 기존에는 불연성 전해질을 만들기 위해 난연성 첨가제나 끓는점이 매우 높은 용매를 주로 사용해 왔다. 그러나 이러한 방법은 종종 이온 전도도가 크게 감소해 전해질의 전반적인 성능을 저하시켰다. 연구팀은 전해질에 미량의 폴리머를 도입하여 반고체 전해질을 만들었다. 이 새로운 접근법은 기존 액체 전해질에 비해 리튬 이온 전도도를 33%까지 획기적으로 높였다. 또한 이 불연성 반고체 전해질을 적용한 파우치형 배터리는 고체-전해질 간상(SEI) 층을 형성하고 작동하는 동안 불필요한 전해질 반응을 효과적으로 방지해 수명 특성이 110% 향상됐다. 이 혁신적인 전해질의 주요 장점은 탁월한 성능과 불연성이다. 고분자 반고체 전해질은 배터리 화재 발생을 줄이기 위해 연소 중 연료 화합물과의 라디칼 연쇄 반응(Radical Chain Reaction)을 억제한다. 연구팀은 이러한 라디칼 반응의 안정화와 억제 능력을 정량적으로 분석하여, 개발된 고분자가 얼마나 우수한지를 입증했다. 정지홍 교수(UNIST 에너지·화학공학부)는 "배터리 내부의 고분자 물질과 휘발성 용매의 상호작용을 통해 라디칼 연쇄 반응을 효과적으로 억제할 수 있다"고 강조했다. 정 교수는 "전기화학적 정량화를 통해 불연성 전해질의 메커니즘을 이해하는 데 크게 기여할 것"이라고 말했다. 공동 제1저자인 김미금 UNIST 에너지·화학공학부 석사과정과 한국화학연구원의 연구팀은 다양한 실험을 통해 배터리 자체의 뛰어난 안전성을 추가로 확인했다. 그들은 그림 2와 같이 불연성 반고체 전해질을 파우치형 배터리에 적용, 실제 배터리 응용 분야에서 전해질의 불연성을 평가했고, 이를 통해 배터리의 종합적인 안전성을 검증했다. 송현곤 교수는 "UNIST의 전기화학, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 고분자 합성, 한국에너지기술연구원 울산첨단에너지기술연구센터의 배터리 안전성 시험 등 연구팀의 다학제적 구성이 이번 성과에 큰 힘이 됐다"고 말했다. 이어 "기존 배터리 조립 공정에 바로 적용할 수 있는 불연성 반고체 전해질을 사용함으로써 향후 보다 안전한 배터리 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구는 국내 5건, 해외 2건의 특허를 출원해 그 의의를 더하고 있다. 또한 국제 학술지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'의 표지 논문으로 선정되어 2023년 10월 13일 온라인에 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단(NRF), 과학기술정보통신부(과기정통부), 한국산업기술평가관리원(KEIT), 한국화학연구원(KRICT), 삼성SDI(주)의 지원으로 수행됐다.
- 산업
2023-10-18
극한의 고온에서만 녹는 초이온성 얼음

매우 뜨거운 온도에서만 녹는 '초이온성 얼음'이 발견됐다. 과학 전문 매체 '사이언스 얼럿'은 지난 15일(현지 시간) 초이온성 얼음이라고 알려진, 극한의 고온에서만 녹는 특별한 얼음이 발견됐다고 보도했다. 초이온성 얼음은 5년 전 과학자들에 의해 처음으로 실험실에서 재현되어 세상에 소개됐다. 이듬해인 4년 전에는 그 존재와 결정 구조가 확인됐다. 이후 미국 여러 대학과 캘리포니아의 스탠포드 선형 가속기 센터(SLAC) 연구소의 과학자들은 지난해 이 초이온성 얼음의 새로운 단계를 발견했다. 과학자들은 이번 발견은 천왕성과 해왕성이 보유하고 있는 특이한 다극자 자기장의 형성 원인에 대한 이해를 높여줄 것으로 기대하고 있다. 지구의 주변 환경에서 물은 일반적으로 하나의 산소 원자에 두 개의 수소 원자가 연결된 단순한 분자 구조를 가지고 있다고 여겨진다. 그러나 초이온성 얼음은 천왕성과 해왕성뿐만 아니라 유사한 다른 외계 행성의 내부에서도 발견될 수 있으며, 우주에서 가장 일반적으로 발견되는 물의 형태 중 하나로 추정된다. 이들 행성은 지구 대기보다 200만 배 더 높은 엄청난 압력과 내부 온도가 태양 표면만큼이나 뜨겁다. 이런 극한의 환경 속에서 물은 우리가 흔히 알고 있는 방식과는 다른 특이한 형태로 존재하게 된다. 1988년 물리학자들이 예측한 초이온성 얼음의 구조는 산소 원자들이 단단한 입방 격자 구조에 갇혀 있으며 이온화된 수소 원자들은 전자가 금속을 통과하듯 격자 속을 자유롭게 움직이는 구조로 이루어져 있었다. 이 구조는 2019년 과학자들이 확인했다. 초온성 얼음은 이러한 구조 덕분에 전기 전도율이 비교적 높은 전도성을 가지며, 녹는점도 상당히 높아져 극한의 고온에서도 얼음이 견고하게 유지된다. 스탠포드 대학의 물리학자 아리아나 글리슨과 그녀의 연구팀은 초이온성 얼음을 연구하기 위해 두 층의 다이아몬드 사이에 끼인 얇은 물 조각에 매우 강력한 레이저를 발사했다. 이렇게 생성된 연속적인 충격파는 압력을 200GPa(2백만 기압)까지, 온도를 약 5000K(8500°F, 4704℃)까지 상승시켰다. 이는 2019년 실험의 조건에 비해 온도는 높지만 압력은 낮게 유지됐다. 글리슨의 팀은 2022년 1월에 발간한 논문에서 "최근에 발견된 물이 풍부한 해왕성과 유사한 외계 행성들 때문에, 행성 내부의 압력-온도 조건에서 물의 상태에 대해 더욱 심도 있게 이해할 필요가 있다"고 밝혔다. 당시 연구에서 X-선 회절은 압력과 온도 조건이 몇 분의 1초 동안만 유지되었음에도 불구하고 뜨겁고 밀도가 높은 얼음의 결정 구조를 밝혀냈다. 그 결과, 회절 패턴을 통해 확인된 얼음의 결정 구조는 2019년에 관찰된 초이온성 얼음과는 다른 새로운 형태였다. 이 새롭게 발견된 초이온성 얼음인 '아이스 XIX'는 중심이 입방체 구조를 가지고 있으며, 2019년에 발견된 '아이스 XVIII'보다 전도도가 향상됐다. 전도도의 중요성은 하전 입자의 움직임이 자기장을 생성하기 때문이다. 이 원리는 다이너모 이론의 기초로, 지구의 맨틀이나 다른 천체의 내부에서 전도성 유체가 어떻게 자기장을 생성하는지를 설명한다. '다이너모 이론(dynamo theory)'은 물리학 용어로 1920년 조지프 라모어가 태양 자기장을 설명하기 위해 처음 제창한 가설을 기초로 지구 자기장을 설명한 이론이다. 만약 해왕성과 같은 얼음 거인 행성의 내부가 소용돌이치는 액체보다는 부드러운 고체로 더 많이 구성되어 있다면, 생성되는 자기장의 특성이 변할 것이다. 글리슨과 그녀의 팀은, 만약 행성의 중심부에 전도도가 서로 다른 두 종류의 초이온 층이 존재한다면, 외부 액체 층에서 생성된 자기장이 각 층과 복잡하게 상호작용하면서 더 복잡한 현상을 초래할 것이라고 제안했다. 글리슨의 연구팀은 아이스 XIX와 같은 향상된 전도도를 가진 초이온성 얼음 층이, 해왕성과 천왕성에서 관측된 불안정한 다극자 자기장을 생성하는데 기여했을 것이라고 분석했다.
- 산업
2023-10-17
자폐증·ADHD와 비스페놀 A 간의 연관성 발견

플라스틱 병 등에서 흔히 발견되는 환경호르몬 비스페놀 A(BPA)가 자폐증 등에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다고 영국 매체 데일리메일이 최근 보도했다. 미국의 뉴저지 로완(Rowan)대학교와 럿거스(Rutgers) 대학교의 연구자들은 자폐증과 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)를 가진 어린이들의 몸에 비스페놀 A(BPA)라고 알려진 화학 물질이 더 많이 남아있음을 밝혀냈다. BPA는 호르몬이 성적 문제와 관련이 있어 '젠더-벤딩' 화학 물질로 분류되는 화학 화합물로 알려져 있다. BPA는 플라스틱 용기, 물병, 식품 캔 내부, 그리고 영수증과 같은 다양한 제품에서 발견된다. 이 화학 물질은 1960년대부터 특정 종류의 플라스틱 제조에 사용되어왔으며, 극소량의 BPA가 포장재를 통해 음식과 음료로 전달될 수 있다. BPA는 남성의 낮은 정자 수, 생식 문제, 유방암이나 전립선 암과 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 유럽에서는 BPA를 유아용 병과 플라스틱 영수증에서 사용 금지하고 있다. 프랑스는 이를 음식 포장재, 컨테이너와 식기 전체에서 사용을 금지했다. BPA는 '내분비 교란물질'로 분류되어 있어, 체내의 호르몬을 모방하고 에스트로겐과 같은 천연 호르몬의 생성과 반응에 방해를 일으킬 수 있다. 자폐증·ADHD, BPA 배출 저조해 연구 팀은 3세에서 16세 사이의 66명의 자폐증 어린이와 46명의 ADHD 어린이, 37명의 정상 어린이를 대상으로 BPA와 같은 화학 물질을 배출하는 속도, 즉 해독 효율을 측정했다. 연구 결과에 따르면 자폐증을 가진 어린이가 BPA를 몸에서 배출하는 능력이 10% 부족하고, ADHD를 가진 어린이는 이 화학 물질을 배출하는 능력이 17% 부족하다는 것이 확인됐다. 이번 연구는 이들 어린이가 BPA를 배출하는 데 어려움을 겪고 있음을 나타냈고, 자폐증과 ADHD와의 관련성을 제시했다. 이번 연구는 미국 과학·의학 저널 'PLOS One'에 발표됐다. 미국, 자폐증 발병률 52% 증가 미국 식품의약국(FDA)이 높은 수준의 BPA 허용량을 유지하고 있는데 비해, 유럽은 최대 허용량을 2만 배까지 대폭 감소시켰다. 미국에서는 여전히 높은 BPA 노출이 지속되고 있으며, 그로 인해 자폐증과 ADHD 발병률이 상당히 높아졌다. 특히 자폐증 발병률은 2017년 이후 52% 증가한 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 결과가 BPA 노출이 자폐증과 ADHD 발병 위험을 높일 수 있음을 시사하며, 향후 더 많은 연구가 필요하다고 강조했다. 자폐증과 ADHD의 정확한 원인은 알려져 있지 않지만, 유전적 및 환경적 요인의 조합으로 발생할 가능성이 있다. 자폐증은 초기 뇌 발달에 영향을 미치는 요인으로 여겨지며, 사회적 의사소통과 상호작용 능력, 반복적인 행동 등의 문제를 포함한다. ADHD는 주로 어린 시절에 진단되는 주의력 결핍과 과잉행동으로, 주의를 집중하지 못하고 과잉행동 혹은 충동적 행동 등의 증상을 포함한다. ADHD의 주요 치료법 중 하나는 각성제(스티뮬런트) 약물을 사용하는 것이다. 이러한 약물은 뇌에서 도파민 농도를 조절하여 주의력과 집중력을 향상시키는데 사용된다. 성인도 ADHD 진단 증가 추세 최근에는 성인들도 ADHD 진단과 치료가 증가하고 있다. 코로나바이러스 팬데믹 동안 여성과 남성의 처방전 발급이 크게 증가했다. 이로 인해 학부모와 의료진 간의 대안적 해결책을 모색하는 과정에서 어린이의 학습과 집중 능력에 대한 우려가 커지고 있다. 이번 연구 결과는 BPA 규제와 어린이의 건강에 대한 중요한 고려 요소가 될 것으로 예상된다. 향후 더 많은 연구가 필요하며, BPA와 자폐증, ADHD 사이의 상세한 관계에 대한 근본적인 이해가 높아질 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-10-17
뇌, 수면 중에도 언어자극에 반응

잠자는 동안에도 사람의 뇌는 언어 자극에 반응한다는 연구 결과가 공개됐다. 프랑스 의학 전문매체 메디컬 익스프레스에 따르면, 파리 뇌 연구소(Paris Brain Institute)와 파리 피티에 살페트리에르 대학 병원(Pitié-Salpêtrière University Hospital)의 연구팀은 수면 중에도 단어를 듣고 이해할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 국제 학술지 '네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)'에 게재되었다. 연구자들은 수면 중인 사람의 뇌가 주변 환경의 언어 자극에 반응하며, 이는 수면의 정의와 구분에 대한 새로운 의문을 제기했다. 지금까지 수면은 신체와 정신이 완전히 휴식을 취하는 상태로 여겨졌다. 하지만 이번 연구로 인해 수면과 각성 상태 사이의 경계가 생각보다 모호하다는 것이 드러났다. 연구팀은 잠자는 동안 사람들이 언어 정보를 인식하고 이에 물리적 반응을 보이며, 이런 현상이 수면의 다양한 단계에서 일어난다고 밝혔다. 이러한 발견은 잠자는 동안에도 외부 세계와의 연결이 일시적으로 유지된다는 증거가 될 수 있으며, 수면 연구에 새로운 지평을 열어줄 것으로 전망된다. 수면과 각성 경계 모호 이번 연구에서의 새로운 발견은 잠자는 동안의 정신 활동 변화에 대한 이해를 깊게 하고, 잠자는 사람과의 표준화된 의사소통 프로토콜을 개발하는 데 기여할 수 있음을 보여준다. 이를 통해 정상 수면과 병리 수면의 기초를 이해하는 새로운 도구와 방법이 곧 나올 것으로 예상된다. "수면은 일상적으로 경험하는 것이지만, 실제로는 매우 복잡한 현상"이라며 피티에 살페트리에르 대학 병원의 라이오닐 나카체(Lionel Naccache) 박사는 "각성과 수면 사이에는 명확한 경계가 없으며, 다양한 의식 상태가 혼재해 있다."고 설명했다. 수면 연구에서는 각성 상태와 수면 사이의 다양한 뇌 활동을 파악하는 것이 중요하다. 연구 팀은 이러한 중간 상태의 뇌 메커니즘을 이해하려고 노력하고 있으며, 이것이 몽유병이나 수면 마비, 환각 등의 수면 장애와 관련이 있을 수 있음을 발견했다. 연구자들은 뇌파검사 등의 기존 방법으로는 잠자는 동안의 정신 활동을 완벽하게 이해할 수 없다고 지적하며, 수면 중인 사람의 실제 경험과 더 잘 맞는 새로운 연구 방법의 개발이 필요하다고 강조했다. 이런 방법은 수면과 각성의 다양한 단계를 더 정확하게 구분하고 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 무의식과 명쾌함 사이의 놀이 이번 연구에서 연구자들은 수면 장애가 없는 22명과 기면증을 가진 27명을 대상으로 연구를 진행했다. 기면증 환자들은 주로 낮에 통제할 수 없는 졸음을 겪으며, 자각몽을 자주 경험하는 것으로 알려져 있다. 이러한 환자들은 꿈 속에서 자신이 잠들어 있다는 것을 인식하며, 때로는 꿈의 내용을 스스로 조절할 수도 있다. 델핀 오디에뜨(Delphine Oudiette) 박사는 "기면증 환자들은 REM 수면 단계로 빠르게 들어갈 수 있기 때문에, 수면 중 의식의 변화를 연구하기에 적합한 대상이다"라고 설명했다. 연구 과정에서 참가자들은 낮잠을 취하게 했고, '어휘 결정' 테스트를 통해 언어 자극에 대한 반응을 관찰했다. 이 테스트에서 연구자들은 참가자들에게 실제 단어와 가상의 단어를 들려주었으며, 참가자들은 이에 반응하여 각 단어를 구분했다. 이와 같은 실험을 통해 연구자들은 참가자들의 수면 패턴, 뇌 활동, 심장 박동 등을 종합적으로 분석했다. 그 결과, 대부분의 참가자들, 기면증 여부와 상관없이 잠든 상태에서도 언어 자극에 적절하게 반응했으며, 특히 자각몽을 꾸는 경우 이러한 현상이 더 자주 발생했다고 이자벨 아눌프(Isabelle Arnulf) 박사는 밝혔다. 수면의 단절에 도전 연구자들은 생리학적 및 행동적 데이터와 참가자들의 주관적 보고를 종합적으로 분석함으로써 수면 중에 환경과의 상호작용이 언제 가능한지를 예측할 수 있었다. 이러한 상호작용의 가능성은 뇌 활동의 증가와 풍부한 인지 활동과 연관되어 있었다. 라이오넬 나카체 박사는 "자각몽을 경험하는 사람들은 말에 반응하고, 꿈에서 깨어났을 때 그 경험을 더 잘 기억하는 것으로 나타났다. 이러한 사람들은 내부 세계, 그리고 때로는 외부 세계에 대한 더 높은 인식을 가지고 있는 것으로 보인다"고 설명했다. 추가 연구를 통해 이러한 상호작용의 빈도가 수면의 질이나 학습 능력, 또는 특정 수면 장애와 어떤 관련이 있는지 알아볼 필요가 있다. 델핀 오디에뜨 박사는 "자기뇌파검사와 같은 첨단 신경 영상 기술을 사용하면, 수면 중의 뇌 활동과 행동을 더 정확하게 이해할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이번 연구에서 얻은 새로운 데이터는 우리의 수면에 대한 이해를 깊게 하며, 수면이 단순한 휴식 상태가 아니라 활발한 인지 활동이 이루어지는 중요한 시간임을 재조명할 수 있을 것으로 보인다.
- 생활경제
2023-10-15
지구 내부 핵 신비 밝히다

지구는 여러 층으로 구성되어 있으며, 이는 바깥층의 지각에서 시작해 상부 맨틀, 하부 맨틀, 외부 핵, 그리고 내부 핵으로 이어진다. 기존의 연구에서는 지구의 내부 핵은 엄청난 온도와 압력 때문에 매우 단단하다고 여겨졌다. 그러나 독일 매체 프랑크푸르트 런스차우(Frankfurter Rundschau)에 따르면, 이러한 견해는 부분적으로만 옳다는 새로운 사실이 발견됐다. 지구 어디에서도 내부 핵만큼의 극단적인 온도와 압력을 찾아볼 수 없다. 이러한 강한 압력은 철 원자를 굳게 압축하여 지구의 내부 핵을 형성하게 한다. 미국과 중국의 연구원들이 지구 중심부의 철 원자 일부가 놀랄 만큼 빠르게 이동할 수 있다는 사실을 발견했다. 이들 원자는 기본 금속 구조를 유지하면서도 단 몇 초 만에 위치를 바꿀 수 있다. 이런 현상은 '집단 운동'이라고 알려져 있으며, 새 떼나 동물 무리의 움직임에서 볼 수 있다. 지구 코어 원자의 빠른 이동 연구원들은 지구 내부 핵의 고온과 고압 때문에 직접 조사할 수 없다고 말했다. 그러나 실험실 실험과 이론 모델을 통해, 연구원은 지구 중심부의 원자들이 기존에 생각했던 것보다 훨씬 더 활발하게 움직이고 있음을 발견했다. 이러한 발견은 지구의 자기장 형성 등, 지구 핵에 관한 수많은 신비를 이해하는데 도움이 될 것으로 보인다. 텍사스 대학교의 주 연구원 정-후 린은 "이제 우리는 지구 내부의 동적 과정과 발전을 이해하는데 도움이 될 기본적인 메커니즘을 파악했다"고 말했다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표됐다. 지구 핵의 축소판 재현 미국과 중국 연구팀은 지구 핵의 미니 버전을 실험실에서 재현하여 철 원자의 집합적 움직임을 관찰했다. 연구팀은 먼저 빠르게 움직이는 발사체를 가진 작은 철판을 사용했으며, 여기서 온도, 압력, 속도와 관련된 데이터를 획득했다. 이 데이터는 기계 학습에 사용되어 지구 내부 원자의 시뮬레이션을 위한 컴퓨터 모델을 구축하는데 적용됐다. 연구팀은 인공지능(AI)을 활용하여 약 3만 개의 원자로 구성된 '슈퍼 셀'을 생성하고, 이를 통해 원자의 행동을 보다 정확하게 예측할 수 있었다. 예상보다 더 유연한 코어 이번 연구 결과로 인해 지구의 내부 핵이 예상보다 더 부드럽고 유연하다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 이러한 철 원자의 놀라운 움직임이 지구의 내부 핵의 지진 측정값이 고압 상태에서 예상보다 더 부드러움과 유연함을 보이는 이유를 설명할 수 있을 것이라고 말했다. 이 연구의 공동저자인 장유준(Suchan University) 교수는 "지구 깊은 곳의 철이 놀라울 정도로 부드럽게 움직이는 것이 가장 큰 발견이다. 원자가 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 활발하게 움직이기 때문이다. 이런 활발한 움직임은 내부 핵을 덜 단단하게 만들어 전단력에 대해 더 약하게 만든다"라고 설명했다. 이번 연구는 지구 내부 핵에 대한 이해를 한 단계 더 발전시키는 결과를 가져왔으며, 지구의 자기장 형성과 내부 구조 및 작동 방식에 중요한 영향을 미치는 핵심 요소로 평가되고 있다. 이번 연구는 지구 내부 핵에 대한 이해를 크게 발전시킨 것으로 평가된다. 지구 내부 핵은 지구의 자기장을 형성하고, 지구의 내부 구조와 작동 방식에 중요한 역할을 미치는 핵심 부분이다. 이로써 지구의 자기장 변화와 지구의 내부 구조 변화를 더 잘 예측할 수 있을 것으로 기대된다.
- 산업
2023-10-12
나사, 베누 소행성 샘플서 '탄소와 물' 존재 확인

나사(NASA)가 우주에서 채취해 지구로 가져온 45억 년 된 소행성 '베누(Bennu)' 샘플에 탄소와 물의 존재가 확인됐다. 베누 샘플 연구는 지구 생명체의 구성 요소가 암석에서 어떻게 출현했는지 실마리를 제공할 것으로 보인다. 미국 항공우주국(NASA)은 11일(현지시간) 텍사스주 휴스턴에 있는 존슨우주센터(JSC)에서 지난 9월 24일 귀환한 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'(OSIRIS-REx)가 채취한 '베누' 샘플을 처음으로 공개했다. 이 발견은 NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx, 기원, 스펙트럼 해석, 자원 식별 및 보안 - 레골리스 탐사선) 과학팀의 예비 평가의 일부였다. 빌 넬슨 NASA 국장은 "오시리스-렉스 샘플의 돌과 먼지에는 물과 많은 양의 탄소를 포함하고 있다"며 "과학자들이 앞으로 여러 세대에 걸쳐 지구 생명체의 기원을 조사하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다. 풍부한 물과 탄소 함유 NASA는 소행성의 암석과 먼지에 담긴 비밀은 앞으로 수십 년 동안 연구되어 태양계가 어떻게 형성되었는지, 지구에 생명체의 전구 물질이 어떻게 뿌려졌는지, 지구와의 소행성 충돌을 피하기 위해 어떤 예방 조치를 취해야 하는지에 대한 통찰력을 제공할 것으로 기대했다. 넬슨 국장은 "오시리스-렉스 샘플은 지금까지 지구로 보내진 소행성 샘플 중 가장 탄소가 풍부하다"며 "첫 번째 분석 결과, 점토 광물 속에 물이 상당히 많이 함유돼 있다. 광물과 유기 분자 모두에 탄소도 있다"고 말했다. NASA 존슨의 큐레이션 전문가들은 특별히 지어진 새로운 클린룸에서 지난 열흘 동안 샘플 반환 하드웨어를 조심스럽게 분해하여 그 안에 들어 있는 대량의 샘플을 엿볼 수 있었다. 당초 소행성 샘플은 60g으로 계획됐지만 과학자들은 처음 과학용 캐니스터 뚜껑을 열었을 때 수집기 헤드, 캐니스터 뚜껑, 베이스 외부를 덮고 있는 소행성 물질을 추가로 발견했다. 여분의 물질이 너무 많아서 기본 샘플을 수집하고 담는 세심한 과정이 느려졌다는 설명이다. 넬슨은 "이 물질들은 지구 형성에 중요한 요소"라며 "이는 생명체가 탄생할 수 있었던 원소의 기원을 규명하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다. 태양계와 지구 원소 규명 기대 처음 2주 동안 과학자들은 주사 전자 현미경, 적외선 측정, X-선 회절, 화학 원소 분석을 통해 이미지를 수집하여 행성 초기 물질에 대한 "빠른" 분석을 수행했다. 또한 X-선 컴퓨터 단층 촬영을 통해 입자 중 하나의 3D 컴퓨터 모델을 생성하여 다양한 내부를 들여다봤다. 이 초기 모습을 통해 샘플에 탄소와 물이 풍부하다는 증거를 확인할 수 있었다. 오시리스-렉스 소행성 탐사선에 탑재된 캡슐은 2016년 9월 케이프 커내버럴 우주센터에서 발사된 지 7년 만에 38억6000마일(62억km)에 달하는 대장정 끝에 지난 2023년 9월 24일 지구로 무사히 귀환했다. 이 탐사선은 2020년 10월 지구에서 약 3억3300만㎞ 떨어진 곳에 있는 베누 표면에서 흙과 자갈 등 샘플 250ｇ을 채취한 뒤 2021년 5월 지구로의 귀환을 시작했다. 이는 미국으로선 첫 번째 소행성 샘플 채취였지만, 앞서 일본이 이토카와(2010년), 류구(2020년) 소행성으로부터 각각 채취한 샘플 1g 미만과 5.4g보다는 많은 양이다. 기상 현상과 지각 변동 등으로 크게 변형된 지구와 달리 베누는 45억년 전 태양계 형성 초기의 물질을 그대로 간직하고 있을 것으로 추정되고 있다. 투손 애리조나 대학교의 오시리스-렉스 수석 연구자인 단테 로레타(Dante Lauretta)는 "소행성 베누의 먼지와 암석 속에 보존된 고대의 비밀을 들여다보면서 우리는 태양계의 기원에 대한 심오한 통찰력을 제공하는 타임캡슐을 열어보고 있다"라고 말했다. 로레타는 "탄소가 풍부한 물질과 물을 함유한 점토 광물이 풍부하게 존재하는 것은 우주 빙산의 일각에 불과하다. 수년간의 헌신적인 협력과 최첨단 과학을 통해 이루어진 이러한 발견은 우리가 살고 있는 천체뿐만 아니라 생명의 시작에 대한 잠재력을 이해하는 여정으로 우리를 이끌고 있다"고 전했다. 우주 신비 규명 기대 한편, NASA는 존슨우주센터 내 전용 청정실에서 앞으로 2년간 베누의 샘플을 정밀 분석할 예정이다. 베누에서 채취된 샘플이 어떻게 소행성이 형성되고 진화했는지 우주 유산의 신비를 풀 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 또한 이를 통해 지구에 생명체 출현에 대한 인류의 오랜 궁금증을 풀고 앞으로 이 소행성이 지구를 어떻게 비껴갈 수 있는지를 연구하는 데에도 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다. 과학자들은 베누가 지금부터 약 160년 후 지구와 충돌할 가능성이 큰 것으로 추정하고 있다. NASA는 미래 세대의 과학자를 포함한 전 세계 과학자들의 추가 연구를 위해 베누 소행성 샘플의 최소 70%를 존슨 기지에 보존할 예정이다. 아울러 올가을에는 스미소니언 박물관, 휴스턴 우주 센터, 애리조나 대학교에 추가 샘플을 대여하여 공개적으로 전시할 계획이다.
- 산업
2023-10-12
[퓨처 Eyes(6)] SF가 현실로? 금속도 자가 치유한다

금속이 자체적으로 균열을 복구하는 모습이 관찰됐다. 10일(현지시간) 과학 전문 매체 '사이테크데일리'에 따르면, 텍사스 A&M대학교 마이클 뎀코비츠 박사가 예측했던 금속의 자가 치유 현상이 올여름에 발견되어 세계 과학자들을 충격에 빠뜨렸다. 연구 과정에서 아주 작은 백금 조각에 지속적인 스트레칭을 가하자 미세한 균열이 형성됐다. 항공기 사고나 교각 붕괴 등으로 이어지는 '금속의 피로' 현상의 균열 성장을 살펴보기 위해 설계된 이 실험은 처음에는 과학자들의 예상대로 진행됐다. 견고한 금속은 외부의 힘이 반복해서 작용하면 눈에 보이지 않는 미세한 균열이 발생하고, 마침내 부러지게 된다. 그러나 실험도중 예기치 않게, 균열이 더 이상 커지지 않고 오히려 줄어들기 시작하는 금속이 스스로를 '치유 복구'하는 모습이 관찰됐다. 금속의 피로 현상은 교각이나 건축물이 망가지거나, 항공기의 부품 파손 등 기계가 손상되는 주요 원인으로 꼽힌다. 그로 인해 학계는 금속 피로 현상을 스스로 복구하는 소재 개발에 집중해왔다. 미국 샌디아 국립연구소(SNL)의 연구팀은 올 여름 나노 결정질 금속의 균열 실험 중 놀라운 금속 자가치유 현상을 발견했다. 그 결과는 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 금속의 이런 자가 복구 능력은 지금까지 공상 과학 소설에서나 나올 법한 이야기로 여겨졌다. 하지만, 텍사스 A&M 대학의 재료 과학 및 공학부 교수이자 이 연구의 공동 저자인 마이클 뎀코비츠 박사는 그런 가정을 뒤엎는 놀라운 발견을 했다. '금속 피로 복구' 10년 전 예측이 현실로 뎀코비츠 박사와 그의 팀은 10년 전 매사추세츠 공과대학의 조교수 시절 이미 금속의 자가 치유 현상을 예상했다. 당시 뎀코비츠 교수는 일정 조건이 갖춰지면 비록 나노 수준이지만 금속의 균열 복구가 이론적으로 가능하다고 주장했다. 뎀코비츠 박사는 "처음엔 금속의 치유나 복구를 목표로 한 것은 아니다. 저의 제자 구오샹 쉬가 골절에 관한 시뮬레이션을 진행 중이었다"며 회상했다. 이어 "우연히 시뮬레이션에서 금속의 자연 치유 현상을 발견, 이에 대한 추가 연구를 시작하기로 결정했다"고 덧붙였다. 2013년 당시의 연구 결과도 이번만큼이나 눈길을 끌었다. 특수 전자현미경인 투과형 전자 현미경기술이 발달하면서 금속의 나노 스케일 피로 균열 관찰이 가능해진 점도 이 현상을 발견하는 데 도움이 됐다. 뎀코비츠 박사의 공동 연구팀은 금속 피로현상 조사 과정에서 백금의 자가치유 능력을 발견했다. 뎀코비츠 박사는 "진공 상태의 백금 조각에 나노 스케일의 균열을 내고 이를 초당 200회 당겨 군열 변화를 관찰했다며 실험 시작 40분 뒤 백금 표면의 균열이 복구됐다"고 설명했다. 그는 "당시 나와 우리 팀, 동료들까지도 모두 이 이론에 대해 의구심을 가지고 있었다"고 회상했다. 그렇지만, 그의 시뮬레이션은 이후 몇 년 간 여러 연구자들에게 검증되며 확장되어왔다. 뎀코비츠 박사는 "다른 연구자들도 같은 결과를 시뮬레이션에서 확인해, 우리의 모델링에 오류가 없다는 것이 확실해졌다"면서도 "그럼에도 불구하고, 지금까지 실제 실험은 이루어지지 않았다"고 덧붙였다. 2013년의 모델과 최근의 실험에서는 둘다 나노 단위로 결정 구조나 입자 크기가 측정되는 나노결정 금속이 사용됐다. 이 단위는 100만분의 1밀리미터(mm)를 의미한다. 뎀코비츠 박사에 따르면, 이러한 나노결정 금속은 엔지니어링에서는 널리 활용되지 않지만 대다수의 금속을 이 형태로 제작할 수 있다. 뎀코비츠는 나노 결정 금속의 작은 입자 크기 때문에 더 많은 미세 구조적 특징이 있어, 균열 사이의 상호작용이 쉽게 일어난다고 설명했다. 이는 자가 치유 연구를 용이하게 했다. 두 연구에서 모두 입자 경계의 이동 방향이 균열의 치유에 영향을 미친다는 공통점을 발견했다. 뎀코비츠 박사는 이런 특징이 다양한 금속과 합금에서도 확인될 수 있으며, 조절이 가능하다고 말했다. 진공 환경에서 실험 성공 뎀코비츠 박사는 "현재 연구의 주요 성과는 이론적 예측이 단순히 '도면 상의 아이디어'에서 벗어나 실제로 가능하다는 것을 입증한 것"이라고 강조했다. 그는 "아직 우리는 자가 치유를 위한 미세 구조의 최적화 작업에 발을 들이지도 않았다. 어떤 구조적 변화가 금속의 자가 치유를 더욱 촉진시킬지를 파악하는 것은 앞으로의 연구에서의 큰 도전"이라고 말했다. 이 연구의 발전 가능성은 매우 광범위하다. 뎀코비츠는 입자 크기의 더 큰 일반적인 금속에서도 이런 자가 치유 과정이 일어날 수 있을 것이라고 지적하면서, 그에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 2013년의 이론과 최근 실험 사이의 주요 연결점은 둘 다 외부 물질이 혼입되지 않는 진공 상태에서 이루어졌다. 외부 요소는 금속의 균열 표면이 재결합하거나 냉간 용접 과정을 방해할 수 있기 때문이다. 이런 제한사항에도 불구하고, 이 기술은 우주선 혹은 외부 대기로부터 보호되는 내부 균열처럼 특정 환경에서는 유용하게 활용될 수 있다. 10년이 흐른 지금, 뎀코비츠의 금속 자가치유 초기 이론은 샌디아 국립연구소의 실험을 통해 그 가치가 입증됐다. 이번 연구를 통해, 뎀코비츠는 최근에 관찰된 결과가 그의 초기 시뮬레이션 모델과 일치함을 확인할 수 있었다. 뎀코비츠 박사는 "이 실험은 진정으로 놀랍다. 이론적 측면에서도 의미가 크다"고 말했다. 그는 "물질의 복잡한 특성으로 인해 자신있게 새로운 현상을 예측하는 것은 종종 매우 어려운 일이다. 이번 발견은 물질의 반응에 대한 우리의 이론적 접근이 옳은 방향을 향하고 있다는 확신을 갖게 해준다"고 말했다. '퓨처 아이즈(Future Eyes)'는 지금까지 경험하지 못한 혁신 기술이 어떻게 새로운 세상을 창조하는지 탐색한다. 애플의 아이폰은 휴대폰 산업의 판도를 바꾸었으며, 오픈AI의 챗GPT는 AI의 유행을 일으키며 우리의 일상과 기업 환경에 변화를 가져왔다. 메타버스부터 플라잉카, 휴머노이드 로봇, 양자 컴퓨팅, 핵 융합에 이르기까지, 이 시리즈는 혁신적인 기술과 그것이 우리 생활에 미치는 영향을 짚어본다.
- 포커스온
2023-10-12
MS, 의료 지원 AI 도구 공개

마이크로소프트(MS)는 10일(현지시간) 의료 서비스용 인공지능(AI) 제품을 공개했다. MS는 미국 네바다주 라스베이거스에서 열린 헬스케어(HLTH) 2023 콘퍼런스에서 데이터 및 분석 플랫폼인 자사의 패브릭(Fabric) 내에 새로운 의료 서비스 전용 도구를 추가했다고 밝혔다. 이 도구는 전자 의료 기록과 이미지, 연구실 시스템, 의료 기기, 클레임 시스템 등 모든 정보를 결합해 의료 기관이 데이터를 표준화하고 손쉽게 이용할 수 있도록 지원한다. MS는 새로운 도구가 의료진이 데이터를 하나씩 검색하는 '시간 소모적인' 프로세스를 제거하는 데 도움이 될 수 있으므로 의료 제공자가 치료에 집중할 수 있다고 설명했다. 세계경제포럼(World Economic Forum)에 따르면 병원에서는 연간 50페타바이트(petabyte, pb)의 고립된 데이터를 생성한다. 이는 약 100억 개의 음악 파일에 해당한다. 많은 귀중한 통찰력이 담겨 있는 이 데이터의 97%는 사용되지 않는다. MS는 이 모든 데이터를 잘 활용하는 것이 환자의 삶과 의료 여정에 의미 있는 변화를 가져올 수 있는 임상과 운영상의 혁신을 여는 열쇠라고 강조했다. 의료용 패브릭은 시카고 통합 학술의료시스템인 노스웨스턴 메디슨(Northwestern Medicine)을 비롯해 캐나다의 아서 헬스(Arthur Health), 싱가포르 최대 공공 의료기관 네트워크인 싱헬스(SingHealth) 등 일부 의료 기관에서 시범 사용해 오고 있다. 노스웨스턴 메디슨의 최고정보책임자인 더그 킹(Doug King)은 "MS 기술은 우리가 살고 있는 방법과 환자를 돌보는 방법을 바꿀 것"이라며 더 많은 환자들을 진료하는 데 도움이 될 것으로 기대했다. MS는 또 환자 진료에 도움을 주는 생성형 AI 챗봇인 '애저(Azure) AI 헬스봇'도 출시할 예정이라고 밝혔다. 이 AI 챗봇은 미 식품의약국(FDA)과 같은 외부 기관의 데이터뿐만 아니라 의료 기관 자체 내부 데이터로부터 정보를 추출할 수 있다. 리니샤 바즈 MS 건강 및 생명 과학의 수석 제품 관리자는 챗봇을 사용하여 조직 내 직원이 특정 질병을 치료하는 방법, 내부 프로토콜 및 프로세스와 같은 질문을 할 수 있다고 말했다. 또 환자도 환자 포털 내에서 챗봇을 사용하여 자신의 증상과 의학 용어에 대해 명확하게 질문할 수 있다고 덧붙였다. 바즈는 언론 브리핑에서 "정말 중요한 것은 이 프로세스에 가드레일과 안전장치를 구축했다는 점"이라고 말했다. MS는 임상 문서와 메모 등과 같은 다양한 비정형 데이터 원본에서 중요한 의료 정보에 레이블을 지정하고 추출할 수 있는 '의료용 텍스트 분석(Text Analytics for health)'이라는 또 다른 솔루션을 발표했다. 바즈는 이 도구가 영어 외에 스페인어, 프랑스어, 이탈리아어, 독일어, 포르투갈어, 히브리어로도 출시될 예정이라고 전했다. 이를 통해 의료진이 특정 질병을 어떻게 치료하는지 내부 프로토콜과 프로세스에 대해 질문해 답을 얻을 수 있고, 환자들도 자신의 증상과 의료 용어에 대해 명확한 질문을 할 수도 있다고 MS는 설명했다. MS는 이와 함께 의사, 간호사 등이 더 많은 정보를 기반으로 의사 결정을 내리는 데 도움을 주는 '애저 AI 헬스 인사이트(Azure AI Health Insights)' 모델도 공개했다. 이 모델은 생성형 AI를 사용해 의료진에게 환자의 의료 기록에 대한 개요를 제공하고, 복잡한 의학 용어로 된 보고서를 환자가 더 잘 이해할 수 있는 언어로 풀어준다. 또 여러 보고서에서 발생할 수 있는 오류와 불일치를 식별해 의료진을 지원한다고 MS는 설명했다. 바즈는 "애저 AI에 포함된 마이크로소프트의 새로운 의료 서비스 도구가 환자 경험을 개선하고 임상의가 더 나은 치료를 제공하는 데 집중할 수 있도록 도울 것"이라고 말했다. MS 측은 새로운 솔루션은 10일부터 미리 보기로 사용할 수 있다고 밝혔다.
- IT/바이오
2023-10-11

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