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한국은행 "한국 국채금리, 미국 금리 종속 심화"
- 한국의 장기 국채 금리가 최근 수년간의 글로벌 통화 긴축 기간 동안 미국의 국채금리를 더욱 밀접하게 따르고 있다는 분석이 나왔다. 한국은행이 1일 발표한 '최근 글로벌 통화 긴축기 미국 국채금리의 국내 파급 영향 확대' 보고서에 따르면 한국과 미국 10년물 국채 금리 변동의 상관계수는 2013∼2021년 0.61에서 2022∼2024년 0.94로 급증했다. · 2022년부터 미국 연방준비제도(연준·Fed)를 중심으로 본격적으로 글로벌 긴축 통화정책으로 인해 미국과 한국 장기 국채금리의 동조화 현상이 더욱 명확해졌다는 진단이다. 한국은행은 미국 국채금리의 국내 영향력 증가의 주된 원인으로 양국 금융 시장의 연결성 강화를 지목했다. 2019년 이후, 두 나라 간의 주식 및 채권 투자와 직접 투자의 경제 규모(GDP) 대비 비중이 급속도로 증가하고, 국내 채권 시장 내에서의 외국인 투자 비중 역시 크게 늘어남에 따라, 미국 국채 금리 변동에 대한 민감도가 높아졌다고 한국은행은 지적했다. 2022년에는 전 세계적으로 고물가 등 거시경제 충격이 동시에 발생하면서 주요 국가들의 물가 상황과 이에 대한 통화정책 및 정책금리가 같은 방향으로 움직이는 현상이 금리 동조화를 촉진한 것으로 나타났다. 또한 2020년부터 2022년까지의 코로나19 사태 대응 과정에서 두 나라 금리의 동조화 현상을 경험한 국내 채권 투자자들이, 2022년 이후에도 미국 금리 변동을 밀접하게 따르는 '경직된 기대'를 가진 것도 한 요인으로 꼽혔다. 이외에도 국채 선물시장에서 외국인 투자자의 영향력이 커지고, 미국 달러화의 강세가 추가적인 요인으로 지목됐다. 구병수 한국은행 채권시장팀 과장은 "미국 국채 금리의 영향은 앞으로도 계속해서 높은 수준을 유지할 것"이라며, "한국과 미국의 통화정책 전환 과정에서 미국 국채 금리 변동의 영향으로 국내 장기 국고채 금리에 큰 변동성이 생길 수 있다"고 경고했다. 그는 또 "국내 통화정책이 미국과 다르게 진행될 경우, 미국 국채 금리의 영향력이 다소 감소할 수 있다"고 말했다. 한편, 미국 장기국채 금리는 지난해 9월 이후 가장 큰 폭으로 상승하며 1분기를 마감했다. 지난 31일(현지시간) 마켓워치에 따르면 미국 국채 금리는 1분기 동안 급격하게 상승해 2년, 10년, 30년 만기 국채 모두 최대 규모의 상승을 기록했다. 1분기 중 미국 경제 지표가 긍정적으로 발표되면서 투자자들은 경제 성장과 노동 시장 강인함에 대한 기대가 커졌다. 먼저, 4분기 미국 경제 성장률이 3.2%에서 3.4%로 상향 조정됐다. 이는 예상치를 뛰어넘는 경제 회복세를 시사하는 자료다. 또한 지난주 미국의 신규 실업수당 신청 건수가 소폭 감소했으며, 미시간 대학교 조사 결과 3월 소비자 신뢰도 지수가 2021년 7월 이후 최고치를 기록했다. 이는 모두 노동 시장 강인함과 경기 회복 기대를 뒷받침하는 지표다. 2년 만기 국채 수익률은 1분기 동안 37bp(베이시스 포인트, 37bp=0.37%p) 상승해 6월 종료 이후 최대 폭의 상승을 기록했다. 10년 만기 국채 수익률은 33.2bp, 30년 만기 국채 수익률은 31.7bp 상승했다. 이는 9월 이후 최대 상승 폭이다.
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한국은행 "한국 국채금리, 미국 금리 종속 심화"
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올리브 오일, 건강에 정말 좋은 것일까?
- 올리브 오일은 건강에 좋은 식용유로 널리 알려져 있다. 그러나 산화되거나 발효된 올리브 오일은 건강에 유해할 수 있다. 19일(현지시간) 미국 CNN에 의하면 많은 사람들이 올리브 오일을 치매 위험 감소, 심장 건강 개선, 인지 기능 저하 방지 등 다양한 건강상의 이점을 가지고 있어서 건강에 좋은 식용유로 알고 있지만, 실제로 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니며 건강을 위해 올리브 오일을 구입할 때 고려해야 할 중요한 사항들이 있다. 19일(현지시간) 미국 CNN에 따르면, 많은 사람들은 올리브 오일이 치매 위험 감소, 심장 건강 개선, 인지 기능 저하 방지 등 다양한 건강상의 이점을 가지고 있다고 생각하지만, 실제로 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니다. 올리브 오일을 구매할 때 고려해야 할 중요한 사항이 있다. 올리브는 완전히 익지 않은 초록색 상태에서 수확해야 한다. 완전히 익지 않은 올리브로 만든 오일은 건강에 유익한 성분이 더 많이 함유되어 있기 때문이다. 올리브의 가공 방법으로 엑스트라 버진 올리브 오일은 고온이나 화학 용제를 사용하지 않고 냉압착 방식으로 가공해야 한다. 이는 올리브의 영양분을 최대한 보존할 수 있는 방법이다. 또한 올리브 오일은 수확 후 3개월 이내에 병입(액체나 가루 등을 병에 넣음)되어야 한다. 오랜 시간 방치된 올리브는 산화되거나 발효될 수 있으며, 이는 건강에 좋지 않다. 유통기한이 지난 올리브 오일은 맛과 영양분이 떨어질 수 있으므로 병입 후 2년 이내에 섭취하는 것이 가장 좋다. 햇빛이나 공기에 노출되면 올리브 오일이 산화될 수 있으며, 이는 건강에 좋지 않다. 따라서 올리브 오일은 서늘하고 어두운 곳에 보관해야 하며, 보관 용기로는 유리 용기에 담아 보관하는 것이 가장 좋다. 플라스틱 용기는 올리브 오일에 냄새가 배거나 오염될 수 있다. 올리브 오일을 구입한 후에는 가능한 빨리 맛을 살펴보는 것이 좋다. 좋은 올리브 오일은 강렬하지 않고 순한 맛을 가지며, 왁스나 상한 견과류와 같은 부정적인 특징이 나타나지 않는다. 올리브 오일을 구입 후 바로 맛을 보는 것이 좋은데 좋은 올리브 오일은 강렬하지 않고 순한 맛을 가지고 있으며, 왁스 크레용이나 상한 견과류 맛이 나지 않는다. 일반적으로 건강에 좋은 올리브 오일은 가격이 비싸지만, 저렴한 올리브 오일은 품질이 낮거나 다른 오일과 혼합된 경우가 많다. 또한 올리브 오일은 생산 국가와 지역에 따라 맛과 향이 다를 수 있으므로, 다양한 올리브 오일을 시도해보고 자신이 선호하는 맛과 향을 찾는 것이 좋다. 예일 공중보건대학(Yale School of Public Health) 타소스 키리아키데스(Thassos Kyriakides) 교수는 "올리브 오일에 함유된 다양한 요인이나 성분이 건강에 도움을 주며 주요 성분인 올레산은 건강에 매우 유익하며, 폴리페놀은 세포 손상과 염증을 예방하는 데 도움이 된다'"고 말했다. 올리브 오일의 건강상의 이점 올리브 오일의 건강상의 이점을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 치매 위험을 감소시킬 수 있다. 스페인 나바라 대학교 연구에 따르면, 올리브 오일을 섭취하는 사람들은 치매 발병 위험이 40% 감소하는 것으로 나타났다. 둘째, 심장 건강 개선에 도움이 된다. 올리브 오일에 함유된 올레산은 나쁜 콜레스테롤(LDL) 수치를 감소시키고 좋은 콜레스테롤(HDL) 수치를 증가시켜 심장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 또한 혈압을 낮추고 혈전 형성을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 셋째, 올리브 오일은 인지 기능 저하를 방지하고 기억력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있으며 올리브 오일에 함유된 폴리페놀은 뇌세포 손상을 예방하고 뇌신경세포 재생을 촉진하는 데 도움이 된다. 넷째, 올리브 오일은 혈당 수치를 조절하는 데 도움이 될 수 있다. 올리브 오일에 함유된 올레산은 인슐린 민감도를 향상시켜 혈당 수치를 안정적으로 유지하는 데 도움이 된다. 다섯째, 염증을 감소 기능으로 올리브 오일에 함유된 폴리페놀은 염증을 유발하는 물질의 생성을 억제하는 데 도움이 된다. 그러나 올리브 오일은 고칼로리 식품으로 과다 섭취는 체중 증가로 이어질 수 있다. 아울러 올리브 오일에 알레르기가 있는 사람은 섭취하지 않는 것이 좋다. 올리브 오일은 건강에 좋은 식용유이지만, 모든 올리브 오일이 건강에 좋은 것은 아니다. 올리브 오일을 구입할 때 위의 사항들을 고려하여 건강에 좋은 올리브 오일을 선택하는 것이 중요하다
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- 생활경제
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올리브 오일, 건강에 정말 좋은 것일까?
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단식, 염증 예방 효과 입증
- 단식은 염증 감소에 도움이 될 수 있다는 연구결과가 발표됐다. 케임브리지의 과학자들은 단식이 많은 만성 질환의 근본 원인인 염증을 감소시키는 데 유용한 새로운 방법을 제시할 수 있다는 것을 발견했다. 이는 신체 면역 체계의 잠재적으로 해로운 부작용을 줄일 수 있는 가능성을 나타낸다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress)는 단식이 아라키돈산이라고 알려진 혈액 내의 화학 물질 수치를 증가시키는 방식으로 염증을 억제한다는 연구 논문을 소개했다. 이 연구는 'NLRP3 인플라마솜의 아라키돈산 억제가 단식의 항염 효과를 설명하는 메커니즘'이라는 제목으로 국제 저명 학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 실렸다. 연구원들은 아스피린과 같은 약물의 유익한 효과 일부를 설명하는 데 이 연구가 도움이 될 수도 있다고 지적했다. 과학자들은 오랫동안 고칼로리 서구식 식단이 비만, 제2형 당뇨병, 심장병 등 만성 염증과 관련된 질병의 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 인식해 왔다. 이러한 식단은 우리의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 염증은 우리 몸이 부상이나 감염에 대응하는 자연스러운 방식이다. 그러나 이 반응은 인플라마솜(염증 조절 복합체)을 포함한 여러 메커니즘을 통해 촉발될 수 있으며, 이는 세포 내에서 경보 역할을 하여 신체가 손상을 감지하고 염증을 유발하여 보호하도록 한다. 그러나 인플라마솜은 의도치 않게 염증을 유발할 수 있으며, 그 중 하나의 기능은 원하지 않는 세포를 제거하고 세포 내용물을 방출하여 염증을 유발하는 것이다. 케임브리지 대학교 의과대학의 클레어 브라이언트(Clare Bryant) 교수는 많은 인간 질병에서 만성 염증의 원인과 특히 인플라마솜의 역할에 대한 깊은 관심을 표했다. 브라이언트 교수는 "최근 몇 년 동안 드러난 바에 따르면, NLRP3 인플라마솜은 비만, 죽상동맥경화증, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 다양한 주요 질병뿐만 아니라 서구 세계에서 노년층에게 흔한 여러 질병에서 매우 중요한 역할을 한다는 것이다"라고 말했다. 단식이 염증 감소에 도움을 줄 수 있다는 것은 알려져 있지만, 그 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 이러한 질문에 답하기 위해, 브라이언트 교수의 연구팀은 케임브리지 대학교와 미국 국립 보건원과 함께 24시간 동안 단식한 후 500kcal의 식사를 한 사람과 단식하지 않고 500kcal의 식사를 한 21명의 참가자들의 혈액 샘플을 분석하는 연구를 진행했다. 연구팀은 칼로리 섭취를 제한할 때 아라키돈산(일종의 다불포화지방산)이라는 지질 수치가 상승한다는 것을 발견했다. 지질은 에너지 저장, 세포 간 정보 전달 등 우리 몸에서 중요한 기능을 수행하는 분자다. 참가자들이 식사를 재개하자 아라키돈산 수치가 감소하는 현상도 관찰했다. 이 연구진은 아라키돈산이 면역 세포의 NLRP3 인플라마좀 활동을 억제한다는 사실을 실험실에서의 연구를 통해 발견했다. 이러한 발견은 연구팀에게 큰 놀라움을 주었는데, 이전에는 아라키돈산이 염증을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다고 추정했기 때문이다. 하지만 단식은 모든 사람에게 적합한 것은 아니다. 특히 당뇨병 환자나 저혈당증 환자는 단식을 하지 않도록 주의해야 한다. 그러므로 단식을 시작 하기 전 의사와 상담하는 것이 중요하다. 한편, 간헐적 단식은 건강 유지에 도움을 줄 수 있다. 우리 몸은 주로 포도당을 주요 에너지 원으로 활용하지만, 음식 섭취가 없는 긴 시간 동안에는 지방 조직에 저장된 지방산을 에너지로 사용하기 시작한다. 이는 간헐적 단식이 몸을 지방 사용에 더 효율적인 상태로 전환시키는 주요 효과 중 하나다. 이 방법은 또한 인슐린 저항성 개선에도 효과적이다. 단식을 함으로써 인슐린 분비가 쉬어 혈당 조절에 필요한 인슐린의 양이 감소하므로, 공복 상태에서도 혈당 조절이 필요 없게 되고, 이는 인슐린 민감도를 향상시켜 인슐린 저항성을 개선할 수 있다고 알려져 있다. 단식 시 주의해야 할 사항도 있다. 의료 전문가들은 단식이 근육 손상을 초래할 수 있기 때문에, 충분한 단백질 섭취와 함께 근력 운동을 병행할 것을 권장하고 있다.
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단식, 염증 예방 효과 입증
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간헐적 단식, 제2형 당뇨병 완화 가능⋯운동과 비슷한 효과
- 간헐적 단식과 빠른 걸음걸이가 제2형 당뇨병의 증상 완화에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이러한 식이요법은 운동과 유사한 효과를 나타내며, 인슐린 민감도를 증진시켜 제2형 당뇨병 완화에 기여할 수 있다는 것이 주요 내용이다. 영국의 익스프레스는 마이크 한센(Mike Hansen) 박사가 제2형 당뇨병을 역전시킬 수 있는 가능성을 제시하는 식단으로 간헐적 단식을 추천했다고 보도했다. 건강에 해로운 식습관이 높은 인슐린 수치와 인슐린 저항성을 초래하는 주요 원인이며, 이는 제2형 당뇨병 발병으로 이어질 수 있는 문제임이 알려져 있다. 운동은 인슐린 민감도를 개선하여 당뇨병 관리에 필수적인 역할을 한다는 사실이 다수의 연구를 통해 확인됐다. 한센 박사는 간헐적 단식이 인슐린 민감성 향상에 있어 운동과 유사한 효과를 제공할 수 있다고 설명했다. 이 식습관에는 여러 방식이 존재하지만, 기본적으로는 매일이나 매주 정해진 기간 동안 음식 섭취를 자제하는 것이 핵심이다. 이 식이요법은 여러 접근 방식을 포함하고 있으며, 주된 원칙은 매일 또는 매주 정해진 시간 동안 음식 섭취를 하지 않는 것이다. 간헐적 단식의 인기 있는 방법 중 하나는 일주일 동안 5일은 평소대로 식사하고 2일은 단식하는 5:2 방식이다. 또 다른 방법으로는 매일 8시간 동안만 식사하고 나머지 시간은 단식하는 시간 제한 식사가 있다. 한센 박사는 자신의 유튜브 채널에서 간헐적 단식이 운동과 유사한 건강상의 이점을 제공한다고 말했다. 그는 "간헐적 단식과 운동은 모두 세포가 스스로를 복구하는 자가포식 과정을 촉진하며, 미토콘드리아의 보충을 유도하는 미토파지를 자극한다"고 설명했다. 더 나아가, "운동과 간헐적 단식을 병행할 경우, 세포는 미토콘드리아의 수와 크기를 증가시키는데, 이 둘은 각각의 이점을 제공할 뿐만 아니라 함께 시너지 효과를 낳는다"고 덧붙였다. 최근 임상 내분비학 및 대사 저널(The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism)에 게재된 연구에 따르면, 간헐적 단식이 제2형 당뇨병을 '완전히 뒤집을' 수 있는 가능성을 보여줬다. 이 연구에서는 38세에서 72세 사이의 제2형 당뇨병 환자 72명을 대상으로 하여, 참가자들을 두 그룹으로 분류했다. 하나의 그룹은 일반적인 관리를 받는 통제 그룹으로 설정되었고, 다른 하나는 간헐적 단식을 실시하는 실험 그룹이었다. 연구진은 이번 연구를 통해 간헐적 단식이 모든 당뇨병 약물의 사용을 중단한 상태에서도 당뇨병을 역전시킬 수 있는지를 검증하고자 했다. 이를 위해 당뇨병 완화가 이루어진 후 12개월 동안의 지속 가능성을 평가하기 위한 후속 조사도 진행됐다. 연구 결과, 간헐적 단식 그룹에서는 36명 중 17명이 당뇨병 완화를 경험한 반면, 대조군에서는 오직 1명만이 당뇨병 완화를 보고함으로써, 간헐적 단식이 제2형 당뇨병 관리에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사했다. 한센 박사에 따르면, 연구 참가자 중 항당뇨병 약물이나 인슐린을 복용하고 있던 거의 90%가 긴헐적 식단을 시행한 후 당뇨병 약물의 필요성이 줄어들었다고 말했다. 이 의료 전문가는 간헐적 단식이 인슐린 반응성을 개선하여 세포를 더 민감하게 만들고, 이를 통해 당뇨병 위험을 감소시키며, 일부 경우에는 제2형 당뇨병을 역전시케는 데 매우 효과적이라고 설명했다. 한센 박사는 "운동을 하지 못하거나 할 수 없는 사람들에게도 간헐적 단식은 포도당과 인슐린 수치를 정상 범위 내로 유지하고 이를 정상화하는 데 도움을 줄 수 있다"고 말했다. 그는 건강한 식단과 규칙적인 운동이 인슐린 민감성을 향상시키고 인슐린 수치를 감소시키는 것이 잘 알려져 있다며 “이제 우리는 간헐적 단식이 동일한 효과를 발휘할 수 있고 심지어 제2형 당뇨병을 역전시킬 수 있다는 증거를 얻었다”고 설명했다. 간헐적 단식뿐만 아니라 빠른 걸음걸이가 제2형 당뇨병 발병 위험을 감소시킨다는 연구 결과도 나왔다. 영국 스포츠 의학 저널(British Journal of Sports Medicine)에 실린 최신 연구에 따르면, 걷기 속도가 빨라질수록 제2형 당뇨병 발병 위험이 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 이 연구에서 분석한 결과, '보통 속도로 걷기'를 하는 사람들이 '느리게 걷기'를 하는 사람들에 비해 제2형 당뇨병 발병 위험이 15% 낮았으며, '빠르게 걷기'는 24%, '매우 빠르게 걷기'는 최대 39%까지 발병 위험이 감소하는 것으로 나타났다. 걷기 속도가 1km/h 증가할 때마다 당뇨병 위험이 9% 감소하는 것으로 분석됐다. 이는 걷기 속도가 빨라질수록 운동 강도가 증가해 당뇨병 위험 감소에 더욱 효과적일 수 있음을 시사한다.
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간헐적 단식, 제2형 당뇨병 완화 가능⋯운동과 비슷한 효과
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[퓨처 Eyes(22)] 초전도체 온-오프 스위치 개발, 혁신적 전력·통신 기술 기대
- 미국 과학자들이 온-오프 스위치가 있는 획기적인 초전도체 발견해 에너지 소비 감소의 길을 열었다. 최근 사이테크데일리 보도에 따르면, 워싱턴 대학교와 미국 에너지부(DOE) 산하 아르곤 국립연구소의 물리학자들이 온-오프 스위치 기능을 갖춘 새로운 초전도체를 발견했다. 초전도체는 특정 온도 아래에서 전기 저항이 완전히 사라지는 물질이다. 이 특징은 실제로는 매우 낮은 온도, 즉 절대 온도에 가까운 온도에서 유지되는데, 이를 초전도 상태라고 한다. 초전도체는 일반적으로 금속, 합금, 반도체 등 다양한 물질로 만들어질 수 있으며, 소수의 원자 또는 분자 구조에서 유래하는 특정한 전자-전자 상호작용이 초전도 상태를 유발한다. 따라서 초전도는 물질이 전류를 제로 저항으로 전달할 수 있는 양자역학적 상태로, 완벽한 전기 전송 효율을 가능하게 한다. 초전도체는 자기공명영상(MRI), 입자 가속기, 핵융합 반응로, 자기부상열차(마그레브 열차)와 같은 다양한 첨단 기술에서 강력한 전자석으로 활용된다. 또한, 초전도체는 양자 컴퓨팅 분야에서도 중요한 역할을 한다. 이 연구팀은 외부 자극에 반응하여 조절 가능한 독특한 특성을 지닌 초전도 물질을 개발, 에너지 효율적인 컴퓨팅과 양자 기술 발전에 기여할 수 있는 가능성을 제시했다. 이러한 발견은 첨단 연구 기법을 활용하여 이루어졌으며, 초전도 특성을 미증유의 방식으로 제어할 수 있는 능력을 통해 다양한 산업 응용 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 해당 물질은 향후 산업용 전자제품에서 초전도 회로로의 응용 가능성을 지니고 있다. 연구팀은 고급 광자 소스를 사용해 이 물질의 희귀한 특성을 검증함으로써 효율적인 대규모 컴퓨팅을 위한 새로운 길을 열었다. 산업용 컴퓨팅에 대한 수요가 증가함에 따라, 이에 대응하는 하드웨어의 크기와 에너지 소비의 증가는 주요 과제로 남아 있다. 이러한 문제에 대한 해결책 중 하나로, 에너지 소비를 크게 줄일 수 있는 초전도 소재의 개발이 주목받고 있다. 거대한 데이터 센터를 운영하는 서버의 온도를 대폭 낮춤으로써, 에너지 효율성을 극대화하여 대규모 컴퓨팅 작업을 수행할 수 있는 가능성을 제시했다. 초전도체란 무엇인가? 초전도체는 저항이 완전히 사라지는 특별한 물질을 말한다. 일반적인 전도체에서는 전기가 흐를 때 내부의 불순물이나 결정 구조 때문에 전자가 충돌하며 에너지를 손실하게 되는데, 이를 전기 저항이라고 한다. 이 저항으로 인해 전기 에너지가 열로 변환되어 손실된다. 그러나 초전도체는 특정 온도(임계 온도) 이하에서 전기 저항이 사라져 전기가 전혀 손실 없이 흐를 수 있게 한다. 초전도 현상은 1911년 헤이케 캄링 온네스에 의해 처음 발견되었으며, 이후 다양한 물질에서 초전도 현상이 관찰됐다. 초전도체는 그 특성으로 인해 많은 고급 기술과 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 초전도체를 이용하면 에너지 손실 없이 전기를 전송할 수 있으며, 매우 강력한 자기장을 생성할 수 있어 자기공명영상(MRI) 장비나 입자 가속기, 초전도 자석 등에 활용된다. 초전도체를 만드는 데 필요한 임계 온도는 물질에 따라 다르며, 초기에 발견된 초전도체는 극저온에서만 초전도 현상을 보였다. 그러나 1986년에 발견된 고온 초전도체는 비교적 높은 온도에서도 초전도 현상을 나타내 연구와 응용의 범위를 크게 확장시켰다. 고온 초전도체의 발견 이후, 상온에서 초전도 현상을 나타내는 물질을 찾기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 오늘날의 전자제품은 반도체 트랜지스터를 사용하여 전류를 빠르게 켜고 끄는 방식으로 정보 처리에 사용되는 2진법과 0진법을 생성한다. 이러한 전류는 전기 저항이 유한한 물질을 통과해야 하므로 에너지의 일부가 열로 낭비된다. 이것이 바로 시간이 지남에 따라 컴퓨터가 뜨거워지는 이유다. 초전도에 필요한 낮은 온도(보통 화씨 영하 200도 이상)로 인해 이러한 소재는 휴대용 장치에 사용하기에는 실용적이지 않다. 하지만 산업적 규모에서는 유용할 수 있다. 워싱턴 대학교의 슈아 산체스가 이끄는 연구팀은 뛰어난 조정 능력을 가진 특이한 초전도 물질을 조사했다. 이 결정은 철, 코발트, 비소 원자로 이루어진 초전도 층 사이에 강자성 유로피움 원자가 평평한 시트를 끼워 만든 결정이다. 산체스에 따르면 자연에서 강자성과 초전도를 함께 발견하는 것은 극히 드문 일이며, 일반적으로 한 단계가 다른 단계를 압도하기 때문이다. 산체스는 "초전도 층이 주변 유로피움 원자의 자기장에 의해 뚫리기 때문에 실제로는 매우 불편한 상황"이라며 "이것은 초전도를 약화시키고 전기 저항을 유한하게 만든다"고 말했다. 초전도 기술의 도전과 혁신 산체스는 아르곤에 있는 DOE 과학부 사용자 시설인 미국 최고의 X-선 광원 중 하나인 APS(Advanced Photon Source)에서 1년간 레지던트로 근무했다. 그곳에서 그는 DOE의 과학 대학원생 연구 프로그램의 지원을 받았다. 산체스는 APS 빔라인 4-ID 및 6-ID의 물리학자들과 협력하여 복잡한 물질의 미세한 세부 사항을 조사할 수 있는 포괄적인 특성화 플랫폼을 개발했다. 산체스와 공동 연구자들은 X-선 기술을 조합해 결정에 자기장을 가하면 '유로피움 자기장 선(europium magnetic field line)'이 초전도 층과 평행하도록 방향을 바꿀 수 있다는 것을 보여줄 수 있었다. 이렇게 하면 길항 효과가 제거되고 저항이 0인 상태가 나타난다. 과학자들은 전기적 측정과 X-선 산란 기술을 사용하여 물질의 거동을 제어할 수 있음을 확인할 수 있었다. 논문의 공동 저자인 아르곤의 필립 라이언은 "초전도를 제어하는 독립적인 파라미터의 특성은 이 효과를 제어하는 완전한 방법을 계획할 수 있다는 점에서 매우 매력적"라고 말했다. 라이언은 "이 잠재력은 양자 장치의 전계 감도를 조절할 수 있는 능력을 포함하여 몇 가지 흥미로운 아이디어를 제시한다"고 설명했다. 그런 다음 연구팀은 결정에 응력을 가하여 흥미로운 결과를 얻었다. 연구팀은 자기장의 방향을 바꾸지 않고도 자성을 극복할 수 있을 정도로 초전도가 증가하거나 자기장의 방향을 바꾸어도 더 이상 제로 저항 상태를 만들 수 없을 정도로 약화될 수 있음을 발견했다. 이 추가 매개변수를 통해 자성에 대한 소재의 민감도를 제어하고 맞춤 설정할 수 있다. 산체스는 "이 물질은 여러 위상 간의 경쟁이 치열하고, 작은 응력이나 자기장을 가하면 한 위상을 다른 위상보다 높여서 초전도를 켜고 끌 수 있기 때문에 흥미롭다"고 말했다. 그는 "대부분의 초전도체는 쉽게 전환할 수 없다"고 강조했다. '전기의 고속도로' 초전도체 전기가 물을 통과하는 것처럼, 초전도체는 전기가 저항 없이 흐르도록 하는 '전기의 고속도로'라고 비유할 수 있다. 마찰 없이 움직이는 완벽한 롤러 스케이트처럼, 초전도체는 에너지 손실 없이 전기를 전달한다. 초전도체의 주요 특징은 다음과 같다. 초전도체는 전기 저항이 0이기 때문에 전류가 손실 없이 흐를 수 있다. 또한 초전도체는 외부 자기장을 완전히 배척하는 마이스너 효과를 나타내며, 외부 자기장에 반대되는 방향의 자기장을 형성하는 반자성을 띠고 있다. 앞으로 활용 분야가 다양한 초전도체는 전기 저항이 없기 때문에 전기를 손실 없이 먼 거리까지 효율적으로 송전하는 데 사용될 수 있다. 초전도체를 활용한 MRI 기계는 강력한 자기장을 생성하여 인체 내부를 상세히 이미징할 수 있는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 초전도체를 사용한 마그레브 열차는 마찰이 없어 고속으로 운행될 수 있는 가능성을 제시한다. 마그레브 열차는 자기 부상 기술을 사용하여 레일과 접촉 없이 운행하는 열차다. '마그레브(Maglev)'는 '자기부상(Magnetic Levitation)'의 줄임말로, 강력한 자석을 사용하여 열차를 공중에 띄워 마찰을 거의 없애고 이동한다. 이 기술 덕분에 마그레브 열차는 기존의 바퀴를 사용하는 철도 시스템보다 훨씬 더 높은 속도로 운행할 수 있으며, 소음과 진동이 현저히 줄어들어 매우 부드럽고 조용한 탑승 경험을 제공한다. 마그레브 열차는 전기를 사용하여 강력한 전자기장을 생성하고, 이 전자기장이 열차를 들어 올리고, 추진하며, 안내하는 데 사용된다. 세계 여러 나라에서 이 기술을 연구하고 개발해 왔으며, 중국의 상하이 마그레브 열차와 일본의 초고속 마그레브 열차 시스템 등이 실제 운영되고 있는 대표적인 예다. 상하이 마그레브는 공항과 도심을 연결하는 노선으로 사용되며, 시속 430km에 달하는 속도로 운행된다. 양자 컴퓨팅 분야에서는 초전도체가 초전도 비트(큐비트·qubit)의 생성에 필수적인 역할을 한다. 큐비트 또는 퀀텀 비트는 양자 정보시스템에서 사용되는 최소 정보 단위로 0이나 1 뿐만 아니라 0과 1 어느 쪽도 확정 지을수 없는 상태까지 표현가능하다. 비록 초전도체 기술이 개발 초기 단계에 있지만, 이 기술은 미래 사회에 중대한 변화를 가져올 수 있는 높은 잠재력을 지니고 있다. 참조: '스트레인 전환 가능한 전계 유도 초전도' 작성자: Joshua J. Sanchez, Gilberto Fabbris, 최용성, Jonathan M. DeStefano, Elliott Rosenberg, Yue Shi, Paul Malinowski, Yina Huang, Igor I. Mazin, 김종우, 주준호 및 Philip J. Ryan, 2023년 11월 24일, 사이언스 어드밴시스. DOI: 10.1126/sciadv.adj5200
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[퓨처 Eyes(22)] 초전도체 온-오프 스위치 개발, 혁신적 전력·통신 기술 기대
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18가지 암 93% 초기 발견 가능 획기적인 혈액검사 개발
- 미국에서 18가지 유형의 암을 초기 단계에서 발견할 수 있는 새로운 혈액검사가 개발됐다. 영국 매체 더 선(THE Sun)은 미국의 생명공학 회사 노벨나(Novelna) 연구팀이 개발한 획기적인 혈액 검사 방법은 18가지 유형의 암을 초기 단계에서 발견할 수 있다고 최근 보도했다. 이 검사 방법은 혈장 내 단백질의 변화를 감지하여 암세포와 정상 세포를 구분한다. 연구진은 이 검사를 이전에 암을 진단받은 440명과 건강한 헌혈자 44명에게 테스트했다. 그 결과, 이 검사는 초기 단계의 암을 '매우 정확하게' 탐지할 수 있었고, 80%의 사례에서 암세포에서 유래한 단백질을 확인했다. 특히, 1단계 암의 경우 남성은 93%, 여성은 84%를 발견할 수 있었다. 하버드 대학의 보그단 버드닉(Bogdan Budnik) 박사는 이 혈액 검사의 중요성을 강조하며, "우리가 개발한 이 혈액 검사는 암의 조기 발견에 매우 효과적이며, 암세포에서 나오는 특정 단백질을 증상이 나타나기 전에 감지할 수 있다"고 밝혔다. 현재 영국에는 약 300만 명의 암 환자가 있는 것으로 추정되며, 전문가들은 이 숫자가 2040년까지 530만 명 이상으로 증가할 것으로 예측하고 있다. 암은 초기 단계에서 발견될 경우 치료가 상대적으로 용이하지만, 현존하는 다양한 암 조기 발견 검사들이 종류별로 분류되어 있어 신속한 진단에 어려움이 있다. 영국의 국가의료제도(National Health Service, NHS)는 현재 갤러리(Galleri) 테스트를 시범 운영 중이다. 갤러리 테스트는 50가지의 암을 탐지할 수 있는 능력이 있다고 알려져 있지만, 최근 개발된 노벨나(Novelna)의 새로운 테스트는 갤러리 테스트보다 더 높은 민감도를 보이는 것으로 평가받고 있다. 이 새로운 검사 방법은 혈장 내에 존재하는 단백질을 분석하여 암을 탐지한다. 암세포는 정상 세포와는 다른 단백질을 생성하기 때문에, 이러한 차이를 통해 암을 조기에 발견할 수 있다는 것이 핵심이다. 이 새로운 혈액 검사는 성별을 고려하여 진행되는데, 이는 일부 암이 남성과 여성에서 다른 연령대에 영향을 미칠 가능성이 높기 때문이다. 암은 증상이 나타나기 전, 몸 안에서 작은 암세포들이 퍼져 나가는 단계에서 발견하기 어렵다. 이 단계에서는 암세포가 아직 크기가 작고 증상이 나타나지 않기 때문이다. 그러나 암세포는 정상 세포와 다른 단백질을 생성하는 특징을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 혈액 검사를 통해 암을 조기에 발견할 수 있다. 현재 영국 국가의료제도에서 시험 중인 갤러리 테스트와 새로 개발된 노벨나의 검사 모두 혈액 내의 단백질을 분석하여 암을 탐지한다. 특히, 노벨나의 새로운 검사는 성별에 따른 암 발생 가능성을 고려하여 검사를 진행함으로써, 보다 정확하고 맞춤화된 진단이 가능하게 하여, 암 진단의 정확도와 효율성을 높이는 데 기여하고 있다. 런던 퀸 메리 대학의 스티븐 더피(Stephen Duffy) 교수는 최근의 연구 결과에 대해 "이 연구는 암을 조기에 발견할 수 있는 높은 가능성을 보여주며, 잘못된 결과를 낼 확률이 낮다는 것을 시사한다"고 말했다. 암은 초기 단계에서 발견되고 적절히 치료될 경우 완치 가능성이 높지만, 증상이 나타나기 전에는 발견하기 어려운 것이 현실이다. 이러한 맥락에서, 이 새로운 혈액 검사의 상용화는 암 조기 발견과 치료에 큰 진전을 가져올 것으로 기대된다.
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18가지 암 93% 초기 발견 가능 획기적인 혈액검사 개발
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건강한 비만, 대사 관련 질환 위험 ↓
- 전 세계적으로 비만의 유병률이 상승하고 있으며, 이로 인해 대사 관련 질환의 위험도 증가시키고 있다. 대사 관련 질환에는 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증 등이 포함되어 있다고 의학 전문 매체 '뉴스 메디컬 라이프 사이언스(NEWS MEDICAL LIFE SCIENCES)'가 최근 보도했다. 과학 저널 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)'에 최근 발표된 연구에서는 비만의 다양한 유형과 호르몬인 렙틴(LEP)과 아디포넥틴(ADP) 수치 간의 관련성을 분석했다. 이 연구에 따르면 비만은 대사적으로 건강한 비만(MHO)과 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO)으로 구분할 수 있다. MHO는 대사 관련 질환에 대한 위험이 상대적으로 낮으며, 반면 MUO는 그 위험이 높다는 설명이다. 비만과 대사 관련 질환 연구 방법 연구팀은 중국 신장에서 실시한 연구에 참여한 178명의 데이터를 분석했다. 참가자들은 비만도계산(BMI) 기준에 따라 참가자들을 세 그룹으로 나누어졌다. BMI가 99kg/m2이상인 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹, BMI가 99kg/m2 이상이면서 대사 질환은 없는 건강한 비만(MHO) 그룹, 그리고 BMI가 24kg/m2 미만인 건강한 대조군(HC) 그룹이다. 연구팀은 참가자들로부터 공복 상태에서 혈액 샘플을 채취하고, 이를 기반으로 혈청 렙틴(LEP)과 아디포넥틴(ADP) 수치를 측정했다. 렙틴(LEP)은 포도당의 이용을 촉진하고 인슐린의 민감도를 향상시켜 몸의 에너지 균형을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 아디포넥틴(ADP)은 인슐린 작용의 향상, 포도당 대사의 개선, 지질 산화 증가 등을 통해 비만과 관련된 심혈관 질환의 위험을 줄이는 염증 억제 호르몬으로 알려져 있다. 연구진은 참가자들의 생물학적 성별, 허리둘레(WC), 혈청 트리글리세라이드(TG), 공복 인슐린(FINS), 공복 혈장 포도당(FPG) 수치, 혈압(BP), 체질량 지수(BMI), 그리고 체중 등을 측정했다. MUO그룹, 아디포넥틴↓ 렙틴↑ 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹의 참가자들은 건강한 비만(MHO) 그룹에 비해 체질량 지수, 허리 둘레, 허리-엉덩이 비율(WHR), 혈청 트리글리세라이드, 총 콜레스테롤(TC), 저밀도지질단백질-콜레스테롤(LDL-C), 공복 혈장 포도당, 공복 인슐린, 인슐린 저항성 수치(Homa-IR)와 혈압 수치가 상대적으로 높았다. 게다가 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹이 아디포넥틴 수치는 더 낮았고, 렙틴 수치는 더 높았다. 아디포넥틴은 허리둘레, 내장 지방, 혈압, 혈중 지질, 혈장 포도당 및 인슐린 수치와의 역상관 관계를, 렙틴은 허리 둘레, 허리-엉덩이 비율(WHR), 체질량 지수, 체지방량과의 양의 상관 관계를 보였다. 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹과 건강한 비만(MHO) 그룹 사이에서 렙틴과 아디포넥틴 호르몬 수치에는 차이가 없었다. 그러나 두 그룹 모두에서 렙틴 수치는 체지방량과 양의 상관 관계를 보였으며, 아디포넥틴 수치는 내장 지방, 혈압, 혈중 지질, 혈장 포도당 및 인슐린 수치와 역상관 관계를 보였다. 비만 관련 대사 장애 지표 활용 이 연구는 비만 표현형에 따른 렙틴과 아디포넥틴 수치의 차이를 조사한 최초의 연구 중 하나다. 연구 결과, 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹은 건강한 비만(MHO) 그룹에 비해 대사 질환의 위험이 더 크다는 것이 확인됐다. 아디포넥틴과 렙틴 수치의 변동은 비만과 관련된 대사 장애의 유용한 지표가 될 수 있음을 시사한다. 아디포넥틴은 비만과 관련된 심장대사 문제의 예방에 기여하는 반면, 렙틴은 신체의 에너지 균형 유지에 중요한 역할을 한다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 비만 관련 대사 장애의 조기 발견과 치료에 대한 새로운 접근 방법이 마련될 수 있을 것으로 기대된다.
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