검색
-
-
[신소재 신기술(158)] 반도체 나노플레이트 약점 활용 나노스케일 조립 기술 혁신
- 카드뮴 셀레나이드(CdSe) 나노플레이트의 취약점을 활용한 혁신적인 반도체 나노스케일(구조체) 조립 기술이 개발됐다. 카드뮴 셀레나이드 나노판은 혁신적인 전자 소재 개발의 유망한 기반으로 주목받고 있다. 특히, 이 나노판은 원자 몇 개 두께에 불과한 초박형 구조로 뛰어난 광학적 특성을 제공해 전 세계 연구자들의 관심을 끌고 있다. 독일 헬름홀츠 드레스덴-로젠도르프 센터(HZDR), 드레스덴 공과대학교(TU Dresden), 라이프니츠 고체 및 재료 연구소 드레스덴(IFW) 공동 연구팀은 카드뮴 셀레나이드 나노판의 체계적인 생산을 위한 중요한 진전을 이루었다고 웹사이트 PHYS가 전했다. 카드뮴 셀레나이드 나노판은 빛이나 공기에 노출될 경우 표면 산화 또는 구조 변화가 발생해 광학적 특성이 저하될 수 있는 취약점이 있다. 특히 고온이나 습도가 높은 환경에서는 광학적 안정성이 더욱 떨어질 수 있다. 또한 제조 과정이 어려워 균일한 형태와 크기의 카드뮴 셀레나이드 나노판을 대량 생산하는 것은 기술적으로 힘들다. 게다가 카드뮴 셀레이트 나노판의 표면을 안정화하거나 다른 물질과 결합하는 과정에서도 어려움이 발생할 수 있다. 연구팀은 학술지 '스몰(Small)'에 카드뮴 셀레나이드 나노판 구조와 기능 간의 상호 작용에 대한 기초적인 통찰력을 얻었다고 발표했다. 연구에 따르면 카드뮴 기반 나노판은 근적외선(NIR)과 특정 상호 작용을 통해 빛을 흡수, 반사, 방출하거나 다른 광학적 특성을 나타내는 2차원 물질 개발에 적합하다. 이러한 스펙트럼 범위는 다양한 기술 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 의료 진단에서는 NIR 빛이 가시광선보다 조직에서 산란이 적어 조직 내부를 더 깊이 관찰할 수 있다. 통신 기술에서는 고효율 광섬유 시스템에 NIR 물질이 사용되며, 태양 에너지 분야에서는 광전지 효율을 높일 수 있다. HZDR 이온빔 물리학 및 재료 연구소의 리코 프리드리히 박사 겸 드레스덴 공과대학교 이론 화학과 교수는 "원하는 광학적 및 전자적 특성을 나타내도록 물질을 특정하게 변형하는 능력은 이러한 모든 응용 분야에서 매우 중요하다"고 말했다. 드레스덴 공과대학교 물리 화학과의 알렉산더 아이히뮐러 교수는 "과거에는 나노 화학 합성이 시행착오를 통해 물질을 혼합하는 것에 가까웠기 때문에 어려움이 있었다"고 덧붙였다. 두 과학자는 공동으로 협력해 이번 연구 프로젝트를 이끌었다. 정밀한 나노 입자 생산을 위한 양이온 교환 여기서 특별한 과제는 나노 구조체의 폭과 길이를 변경하지 않고 원자층의 수와 조성을 특정하게 제어하여 두께를 조절하는 것이다. 이러한 복잡한 나노 입자 합성은 재료 연구의 핵심 과제이다. 양이온 교환은 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 했다. 이 방법에서는 나노 입자의 특정 양이온(양전하를 띤 이온)을 다른 이온으로 체계적으로 대체한다. 아이히뮐러 교수는 "이 과정은 조성과 구조를 정밀하게 제어하여 기존 합성 방법으로는 얻을 수 없는 특성을 가진 입자를 생산할 수 있게 한다. 그러나 이 반응의 정확한 작동 방식과 시작점에 대해서는 알려진 것이 거의 없다"고 설명했다. 이번 프로젝트에서 연구팀은 활성 모서리가 중요한 역할을 하는 나노판에 초점을 맞췄다. 이러한 모서리는 화학적으로 특히 반응성이 높아 판들을 조직화된 구조로 결합할 수 있다. 이러한 효과를 더 잘 이해하기 위해 연구팀은 정교한 합성 방법, 원자 분해능 (전자)현미경, 광범위한 컴퓨터 시뮬레이션을 결합했다. 나노 입자의 활성 모서리와 결함은 화학적 반응성뿐만 아니라 광학적 및 전자적 특성으로도 흥미롭다. 이러한 위치는 종종 전하 운반체의 농도가 높아 운반체의 이동과 빛의 흡수에 영향을 미칠 수 있다. 프리드리히 박사는 "단일 원자 또는 이온을 교환하는 능력과 결합하여 단일 원자 촉매에서 이러한 결함을 활용하여 개별 원자의 높은 반응성과 선택성을 활용하여 화학 공정의 효율성을 높일 수 있다"고 설명했다. 이러한 결함의 정밀한 제어는 나노 물질의 NIR 활성에도 중요하다. 이는 근적외선이 흡수, 방출 또는 산란되는 방식에 영향을 미쳐 광학적 특성을 체계적으로 최적화할 수 있는 방법을 제공한다. 나노 구조체 연결, 자기 조직화를 향한 발걸음 이 연구의 또 다른 결과는 활성 모서리를 통해 나노판을 체계적으로 연결하여 입자를 정렬되거나 자기 조직화된 구조로 결합할 수 있다는 것이다. 미래 응용 분야에서는 이러한 조직화를 활용하여 NIR 활성 센서 또는 새로운 유형의 전자 부품과 같은 통합 기능을 갖춘 복잡한 재료를 생산할 수 있다. 실제로 이러한 재료는 센서 및 태양 전지의 효율성을 높이거나 새로운 데이터 전송 방법을 용이하게 할 수 있다. 동시에 이 연구는 촉매 또는 양자 재료와 같은 나노 과학의 다른 분야에 대한 기초적인 통찰력을 제공한다. 연구팀의 이번 발견은 최첨단 합성, 실험 및 이론적 방법의 조합 덕분에 가능했다. 연구자들은 나노 입자의 구조를 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 활성 모서리의 역할을 자세히 조사할 수 있었다. 원자 결함 분포 및 조성 분석 실험은 재료 특성에 대한 포괄적인 이해를 얻기 위해 이론적 모델링과 결합됐다. ◇ 참고: 볼로디미르 샴라옌코 외, 반도체 나노판의 취약점: 격리된 결함에서 방향성 나노 스케일 어셈블리로, 스몰 (2024). DOI: 10.1002/smll.202411112
-
- IT/바이오
-
[신소재 신기술(158)] 반도체 나노플레이트 약점 활용 나노스케일 조립 기술 혁신
-
-
[퓨처 Eyes(73)] 시간의 미스터리, 양자 세계에서 새로운 해답을 찾다
- 시간은 과연 한 방향으로만 흐르는 것일까? 철학자와 과학자들이 오랫동안 탐구해온 이 질문에 대한 새로운 단서가 발견됐다. 영국 서리대학교(University of Surrey)의 최신 연구는 시간이 단순히 미래로만 향하는 선형적 흐름이 아닐 가능성을 제시하며, 기존의 통념을 흔들고 있다. 우리는 과거에서 미래로 흐르는 '시간의 화살'에 익숙하다. 현실 세계에서는 깨진 유리잔이 원래대로 돌아가지 않고, 엎질러진 물이나 우유가 저절로 컵에 다시 담기는 일은 결코 일어나지 않는다. 그러나 양자 세계에서는 상황이 달라진다. 물리학의 기본 방정식은 시간이 거꾸로 흘러도 동일하게 작동하는 대칭성을 갖는다. 즉, 시간이 앞으로 흐르든 뒤로 흐르든 법칙 자체는 변하지 않는다는 것이다. 서리대학교의 안드레아 로코 물리학 박사는 "엎질러진 우유가 테이블 위로 퍼지는 과정을 보면 시간이 앞으로 흐른다는 것을 알 수 있다. 하지만 영화처럼 되감아 보면 즉시 뭔가 잘 못 됐다는 것을 알 수 있다. 우유가 다시 유리 잔에 모일 것이라고 믿기 때문이다"라며 우리의 직관과 물리학 법칙 사이의 괴리를 지적했다. 이는 우리가 경험하는 거시 세계와 양자 세계 사이에는 분명한 간극이 존재한다는 것을 보여준다. 양자, 시간의 방향을 묻다 연구팀은 '개방 양자 시스템'이라는 개념에 주목했다. 양자 시스템(아원자 세계)이 주변 환경과 상호 작용하는 방식을 연구하는 분야다. 그들은 우리가 왜 시간을 한 방향으로만 인지하는 지, 그리고 이러한 인식이 양자 역학의 법칙에서 비롯되는 것인지, 아니면 환경과의 상호 작용의 결과인지 탐구했다. 연구팀은 환경을 외부 요인으로 취급하고 양자 시스템 자체에만 집중해 문제를 단순화했다. 그들은 우주 전체와 같은 환경이 너무 커서 에너지와 정보가 그 안으로 흩어져 다시는 시스템으로 돌아오지 않는다고 가정했다. 이러한 모델을 통해 시간이 이론적으로 양방향으로 흐를 수 있음에도 불구하고 양자 세계에서 시간의 방향이 어떻게 나타나는 지 탐구할 수 있었다. 이는 마치 우리가 우주라는 거대한 영화의 한 장면을 보고 있는 것과 같다고 볼 수 있다. 시간, 두 갈래 길에서 방황하다 놀랍게도 연구 결과는 기존의 통념을 완전히 뒤집었다. 환경과의 상호작용을 고려하더라도, 개방 양자 시스템을 설명하는 방정식은 시간이 앞으로 움직이든 뒤로 움직이든 동일하게 작용했다. 이는 시간이 반드시 한 방향으로만 흐른다는 가설이 절대적인 것이 아닐수도 있음을 시사한다. 토마스 구프 박사후 연구원은 "개방 양자 시스템을 설명하는 방정식에 표준적인 단순화 가정을 적용한 후에도 방정식이 시스템이 시간상 앞으로 움직이든 뒤로 움직이든 동일하게 작용했다는 것이 놀라웠다"며 뜻밖의 연구 결과가 나왔음을 강조했다. 이는 우리가 흔히 생각하는 '시간의 화살' 개념에 대한 근본적인 질문을 던지는 것이다. 시간이란 단순히 과거에서 미래로 흐르는 단일한 개념이 아닐 수 있다는 것을 시사한다. 이번 연구 결과는 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientic Reports)'에 게재됐다. 기억 커널, 시간 대칭의 열쇠 연구팀은 또 '기억 커널' 이라는 현상이 방정식의 시간 대칭을 유지한다는 사실을 발견했다. 이 커널은 양자 시스템의 진화 방식의 기본이며, 시간이 양방향으로 흐를 가능성을 설명할 수 있다. 즉, 과거의 정보가 현재의 시스템에 양향을 미치는 방식으로 시간이 흐를 수 있다는 것이다. 연구진은 '메모리 커널(memory kernel)' 이라 불리는 방정식의 핵심 부분이 시간에 대해 대칭적이라는 것을 발견했다. 또한 시간 불연속 요소가 발견되어 시간 대칭성을 유지하는 것으로 나타났다. 로코 박사는 "우리의 연구 결과는, 우리의 일반적인 경험은 시간이 한 방향으로만 움직인다고 말하지만, 우리는 반대 방향이 똑같이 가능했을 것이라는 점을 알지 못했던 것을 시사한다"며 이번 연구의 의의를 밝혔다. 이는 우리가 시간의 흐름을 단선적으로만 인식하는 것이 사실은 착각일 수 있음을 시사한다. 시간은 어쩌면 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡하고 다중적인 개념일지도 모른다. 시간의 비밀, 우주론의 난제를 풀 열쇠 이번 연구는 기간과 물리학 전반에 대한 우리의 이해에 심오한 의미를 갖는다. 시간이 불가역적인 화살로 인식되는 것은 고유한 물리 법칙 때문이 아니라 환경과의 상호 작용 방식과 관련이 있을 수 있음을 시사한다. 즉, 우리가 시간을 인지하는 방식은 우리가 속한 환경에 의해 규정될 수 있다는 것이다. 이러한 발견은 우주론의 오랜 질문, 예를 들어 우주의 시작이나 블랙홀의 맥락에서 시간의 본질과 같은 질문에 새로운 시각을 제공할 수 있다. 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 양자 역학을 통합하려는 물리학 분야인 양자 중력 이론에도 영향을 미칠 수 있다. 이 연구는 거시적 세계에서 우리가 경험하는 단방향적 시간의 흐름이 양자 세계에서는 양방향으로 가능할 수 있음을 시사하며, 양자역학, 우주론, 그리고 물리학의 근본 법칙에 대한 이해에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 안드레아 로코 박사는 "우리의 일상적인 경험은 시간이 한 방향으로만 흐른다고 말하지만, 사실 반대 방향도 똑같이 가능했다는 것을 우리가 모르고 있었을 뿐"이라고 설명했다. 이 연구는 시간의 화살표가 우리가 생각했던 것만큼 고정적이지 않을 수 있다는 가능성을 제시하며, 물리학의 가장 큰 미스터리 중 하나에 대한 새로운 시각을 제공한다. 시간은 단순한 흐름이 아니라 훨씬 더 복잡하고 다차원적인 현상일 수 있다. 이번 연구는 시간의 비밀을 풀고 우주의 미스터리를 밝히는 데 중요한 발걸음이 될 것이다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(73)] 시간의 미스터리, 양자 세계에서 새로운 해답을 찾다
-
-
[정책] 금감원, 주주가치 훼손 우려 유상증자 집중 심사…기준·절차 강화
- 금융감독원이 주주가치를 훼손할 우려가 있는 유상증자에 대한 심사 절차와 기준을 정비했다. 앞으로 일반주주 권익 훼손 등 7개 기준에 해당하면 '중점심사 유상증자'로 선정해 집중 심사할 계획이다. 금감원은 27일 증권사들과 간담회를 열고 유상증자 증권신고서 심사 방향을 공개했다. 지난해 금감원은 고려아연, 금양 등 8개 상장사의 유상증자 신고서에 대해 정정을 요구했으며, 이 중 5개사는 증자를 철회하거나 연기했다. 심사 기준은 △주식가치 희석화, △재무위험, △주관사의 주의의무 소홀 여부 등 7가지로 구분된다. 중점심사 대상이 되면 유상증자의 필요성, 이사회 논의 내용, 주주 소통 계획 등을 집중 검토한다. 금감원 관계자는 "시장 신뢰 제고를 위한 조치"라며 "투자자 보호를 강화하고 회사의 자금조달을 지원하는 데 목적이 있다"고 설명했다. 이번 방안은 즉시 시행된다. [미니해설] 금감원, 유상증자 심사 강화⋯'중점심사' 도입해 투자자 보호 나선다 금융감독원이 유상증자 심사 기준을 강화하며, 주주가치를 보호하기 위한 제도적 장치를 마련했다. 기업의 자금조달 수단인 유상증자가 대주주나 특정 이해관계인의 이익을 위해 악용되는 것을 방지하겠다는 취지다. 유상증자 심사 기준 정비⋯'중점심사' 선정 기준 공개 금융감독원은 27일 16개 증권사와 간담회를 열고 유상증자 증권신고서 심사 방향을 발표했다. 기존에는 내부적으로 운영되던 심사 기준을 외부에 처음 공개한 것이다. 앞으로는 △ 주식가치 희석화 △ 일반주주 권익 훼손 △ 재무위험 △ 주관사의 주의의무 소홀 여부 등 7개 기준에 해당하는 유상증자는 '중점심사 유상증자'로 선정해 집중 검토된다. 구체적으로 △ 증자 규모 및 증자 비율 △ 할인율 △ 자금 사용 목적 △ 경영권 분쟁 소송 여부 △ 최근 3년 연속 재무실적 악화 여부 △ IPO 후 실적 괴리율 △ 다수의 정정 요구를 받은 주관사의 인수·주선 여부 등이 심사 기준에 포함됐다. 유상증자 심사 절차 강화⋯기업 책임 증가 유상증자가 중점심사 대상으로 분류되면 금감원은 △ 유상증자의 당위성 △ 의사결정 과정 △ 이사회 논의 내용 △ 주주 소통 계획 등을 집중 심사한다. 특히 기존 IPO 심사 절차를 준용해 제출 후 1주일 내 집중 심사를 실시하고, 최소 1회 이상 대면 협의를 진행한다. 현재 유상증자 공시 후 효력이 발생하기까지 10일이 걸리는데, 그전에 신속한 피드백을 제공해 심사의 예측 가능성을 높이겠다는 방침이다. 또한, 횡령·배임, 회계처리 위반 등 투자자 보호에 중대한 이슈가 발생할 경우에는 유상증자 증권신고서에 투자 위험이 충분히 반영될 때까지 심사를 강화할 계획이다. 금감원 관계자는 "기업들은 기존보다 훨씬 정교한 준비가 필요해질 것"이라며 "시장 신뢰를 높이는 것이 목적"이라고 강조했다. 실제 적용 사례⋯8개 기업 증자 정정 요구 금감원은 지난해 고려아연, 금양, 이수페타시스, 현대차증권 등 8개 상장사의 유상증자 증권신고서에 대해 정정신고서 제출을 요구했다. 이 가운데 금양과 고려아연 등 5개 기업은 유상증자를 철회하거나 무기한 연기했다. 이는 금감원의 엄격한 심사 기준이 기업의 유상증자 결정에도 직접적인 영향을 미쳤음을 보여준다. IPO 심사도 강화⋯투자자 보호 방안 확대 금감원은 이날 간담회에서 유상증자뿐만 아니라 IPO(기업공개) 심사 절차도 강화하겠다고 밝혔다. 지난해 5월 발표된 'IPO 주관업무 개선방안'에 따라, 증권사들은 내부통제 기준과 공모가 산정 기준을 마련해야 한다. 금감원은 19개 주관사를 대상으로 IPO 주관 업무 실태를 점검한 결과, 모든 증권사가 내부통제 기준을 운영하고 있었으나 기관투자자 배정, 공모가 산정 내부기준을 추상적으로 기재하는 등의 미흡 사항이 발견됐다고 밝혔다. 이에 따라 금감원은 올해 IPO 과정에서 증권사들이 투자자 보호보다 자체 이익을 우선하는 행위를 집중 점검하고, 불건전 영업 행위에 대해서는 엄중 조치할 방침이다. "시장 신뢰 제고"가 핵심 금감원은 "유상증자 심사는 기업의 자금 조달을 저해하는 것이 아니라, 투자자 보호와 시장 신뢰를 높이기 위한 것"이라고 강조했다. 이승우 금감원 부원장보는 "IPO 제도개선이 신속히 정착되도록 하고, 유상증자 세이도 투자 위험이 충분히 공시되도록 하겠다"며 "기업 자금조달과 투자자 보호 사이에서 균형감 있는 공시심사를 하겠다"고 밝혔다. 이번 심사 강화 조치는 이날 이후 제출되는 유상증자 증권 신고서부터 즉시 적용된다.
-
- 금융/증권
-
[정책] 금감원, 주주가치 훼손 우려 유상증자 집중 심사…기준·절차 강화
-
-
[신소재 신기술(157)] 세포 노화 역전의 열쇠, 'AP2A1' 단백질 규명
- 늙지 않고 영원한 젊음을 유지할 수 있을까? 주름 제거 또는 피부 탄력 증진을 통해 영원한 젊음을 약속하는 다양한 제품이 시중에 출시되고 있다. 그런데 세포 수준에서 시간을 되돌릴 수 있는 방법이 있다면 어떨까? 일본 과학자들이 세포 노화의 열쇠가 되는 'AP2A1' 단백질을 규명해 젊음 지속 가능성 기대감을 높이고 있다. 오사카대학교 연구팀은 학술지 '세포 신호(Celluar Signaling)'에 발표한 연구에서 세포의 '젊음'과 '노화' 상태를 전환하는 핵심 단백질을 규명했다고 밝혔다. 연구 결과 노화 세포에서 AP2A1 발현을 억제하면 세포가 회춘하고, 젊은 세포에서 AP2A1 세포가 과발현하면 노화가 촉진되는 것으로 나타났다고 과학 전문 매체 뉴로사이언스와 어스 닷컴이 최근 보도했다. 인간의 몸은 세포가 점차 덜 활동적이 되면서 자연스럽게 노화라고 알려진 상태로 전환된다. 나이가 들면서 노화 세포는 여러 장기에 축적된다. 이러한 노화 세포는 젊은 세포보다 현저히 크며, 세포의 이동 및 환경 과의 상호 작용을 돕는 구조적인 요소인 스트레스 섬유(stress fiber)가 더 커지고 두꺼워지는 조직 변화를 보인다. 노화 세포, 특히 구조적 스트레스 섬유에서 주로 발견되는 AP2A1은 세포 노화를 이해하는 열쇠가 될 수 있다. 이 단백질은 세포 접착력을 강화하고 노화 세포의 구조적 확장에 기여하는 '인테그린 β1'과 상호작용한다. 이번 연구는 스트레스 섬유가 세포 크기 및 노화에 미치는 영향에 대한 새로운 통찰력을 제공한다. AP2A1은 노화의 바이오마커이자 노화 과정의 속도를 늦추거나 역전시키는 치료법의 표적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구의 주저자인 피라완 찬타초티쿨은 "노화 세포가 어떻게 거대한 크기를 유지하는 지 아직 명확히 밝혀지지 않았다"며 "흥미로운 단서는 스트레스 섬유가 젊은 세포보다 노화 세포에서 훨씬 두껍다는 점이며, 이는 섬유 내 단백질이 (노화 세포의) 크기를 유지하는 데 도움을 준다는 것을 시사한다"고 설명했다. 연구진은 이러한 가능성을 탐색하기 위해 섬유아세포(피부의 구고적 및 기계적 특성을 생성하고 유지하는 세포) 및 상피세포를 포함한 노화세포의 스트레스 섬유에서 상향 조절되는 단백질인 AP2A1(어댑터 단백질 복합체 2, 알파 1 서브 유닛)을 조사했다. 이어 연구진은 노화 유사 행동에 미치는 영향을 확인하기 위해 노화 세포에서 AP2A1 발현을 제거하고, 젊은 세포에서 AP2A1을 과발현시켰다. 선임 저자인 데구치 신지는 "결과는 매우 흥미로웠다"며 "노화 세포에서 AP2A1을 억제하면 노화가 역전되고 세포 회춘이 촉진되었으며, 젊은 세포에서 AP2A1을 과발현시키면 노화가 진행됐다"고 설명했다. 또한 연구진은 AP2A1이 세포가 주변의 콜라겐 매트릭스에 부착하도록 돕는 단백질인 인테그린 β1과 밀접하게 연관되어 있으며, AP2A1과 인테그린 β1 모두 세포 내에서 스트레스 섬유를 따라 이동한다는 것을 발견했다. 더불어 인테그린 β1은 섬유아세포에서 세포-기질 접착력을 강화했으며, 이는 노화 세포의 특징인 융기되거나 세포가 두꺼워진 구조의 원인을 설명할 수 있다. 찬타초티쿨은 "이번 연구 결과는 노화 세포가 확장된 스트레스 섬유를 따라 AP2A1과 인테그린 β1 이동을 통해 세포외 기질에 대한 접착력을 향상시켜 커다란 크기를 유지한다는 것을 시사한다"고 설명했다. AP2A1 발현이 노화 세포의 노화 징후와 밀접하게 관련되어 있다는 점을 고려할 때, 이는 세포 노화의 마커로 횔용될 수 있다. 또한 연구진의 연구는 노화와 관련된 질병의 새로운 표적을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
-
- 생활경제
-
[신소재 신기술(157)] 세포 노화 역전의 열쇠, 'AP2A1' 단백질 규명
-
-
[우주의 속삭임(99)] 화성 고대 해안선 발견, 과거 대양 존재 가능성 제시
- 현재는 먼지로 뒤덮인 건조한 사막과 같은 화성에 과거 호수뿐 아니라 대양까지 존재했을 가능성이 제기됐다. 미국과 중국 공동 연구팀의 최근 연구 결과에 따르면 지표 투과 레이더 관측을 통해 약 40억 년 전 화성에 해변과 유사한 지하 지형이 확인됐다고 과학 기술 전문 매체 컨버세이션과 사이언스얼럿이 24일(현지시간) 보도했다. 이는 화성이 과거 북반구에 거대한 바다를 품고 있었음을 시사하는 강력한 증거로 평가된다. 이 연구에는 중국 광저우 대학의 리 젠후이(Jianhui Li)가 이끄는 중국과 미국 과학자 팀이 참여했으며, 중국 국가우주국(CNSA)의 무인 화성 탐사선 주룽(Zhurong)이 수행한 작업을 기반으로 했다. 연구진은 해당 바다를 '듀테로닐루스(Deuteronilus)'라 명명했다. 펜실베이니아 주립대학교의 지질학자 벤자민 카르데나스는 "화성에서 고대 해변 및 삼각주와 유사한 지형을 발견했다"며, "바람, 파도, 풍부한 모래 등 휴양지 해변과 유사한 증거를 확인했다"고 밝혔다. 화성 탐사 로버는 지질, 토양, 대기를 포함한 여러 측면을 연구한다. 종종 물의 증거를 찾는데, 물은 화성에서 생명의 존재 여부를 결정하는 주요 요소이기 때문이다. 퇴적암은 화성에 물이 존재하고, 생명체가 존재할 수 있다는 증거를 담고 있을 수 있기 때문에 종종 조사 대상이 된다. 나사의 퍼시비어런스 로버는 현재 델타 퇴적물에서 생명체를 찾고 있다. 델타는 이집트의 나일 델타처럼 강의 하구에 대량의 토사와 같은 퇴적물이 쌓인 삼각형 지형인 삼각주(river delta)를 말한다. 퍼시비어런스 로버는 너비가 약 45km인 제제로 분화구에 있는 삼각주를 탐사하고 있으며, 고대 호수가 있었던 곳으로 추정된다. 반면 중국의 주룽 로버는 화성 북반구에 위치한 유토피아 평원에서 고대 바다 흔적을 찾고 있다. 화성의 물의 역사는 여전히 풀리지 않은 거대한 수수께끼이다. 표면만 보면 액체 상태의 물이 존재했던 흔적을 찾기 어렵고, 전 세계적인 먼지 폭풍은 화성의 건조함을 더욱 강조한다. 그러나 점차 늘어나는 증거들은 화성이 과거 표면에 액체 상태의 물을 풍부하게 보유했음을 보여준다. 화성에 물이 존재했다는 사실은 더 이상 논쟁의 여지가 없으나, 물의 양과 소멸 시기, 소멸 원인 등은 여전히 미스터리로 남아있다. 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 지구물리학자 마이클 망가는 "대양은 행성의 기후와 표면 형성에 큰 영향을 미치며, 잠재적인 생명체 서식 환경이 될 수 있다"고 설명했다. 이어, "화성 탐사에서 '물을 따라가라'는 주제가 중요한 이유이며, 특히 해저에 존재했을 가능성이 있는 해변 퇴적물을 관측하는 것은 매우 흥미로운 일"이라고 덧붙였다. 화성, 과거 충분한 물 존재 시사 중국 국가우주국(CNSA)의 주룽(Zhurong) 화성 탐사 로버가 수집한 데이터를 활용한 중국-미국 공동 연구팀(광저우 대학교의 엔지니어 리젠후이 및 지질학자 류하이 주도)은 과거 화성에 충분한 양의 물이 존재했음을 시사하는 새로운 증거를 제시했다. 주룽 로버는 유토피아 평원(Utopia Planitia)을 이동하며 지표 투과 레이더(GPR)를 통해 지하 80미터 깊이까지 암석층을 측정했다. 이 기술은 전파를 지하로 보내고, 밀도가 다른 물질을 만나 반사되는 파형을 분석하여 지하 구조의 3차원 지도를 생성한다. 주룽 로버의 데이터를 기반으로 한 이전 연구에서 해안선으로 추정되는 지형이 발견되었으나, 그 해석은 확정되지 않았다. 그러나 이번 GPR 데이터 분석 결과, 주룽 로버의 이동 경로를 따라 15도 각도로 상승하는 두꺼운 물질층이 발견되었으며, 이는 지구의 고대 해안선과 유사한 특징을 보였다. 망가 교수는 "해당 구조는 사구, 충돌 분화구, 용암류와는 다른 형태를 보였으며, 이는 대양의 존재 가능성을 시사한다"고 말했다. 또한, "이러한 지형의 방향은 과거 해안선과 평행하며, 장기간에 걸쳐 모래 해변이 형성되었음을 뒷받침하는 적절한 방향과 경사를 가지고 있다"고 설명했다. 이러한 지형은 강에서 퇴적물이 유입되고 파도와 조석 작용이 존재하는 거대한 액체 상태의 대양을 암시한다. 또한, 지구에서 퇴적물이 형성되는 데 걸리는 시간과 비교했을 때, 화성에는 수백만 년 동안 물 순환이 존재했음을 시사한다. 이러한 퇴적물은 호숫가에서는 형성될 수 없다. 망가 교수는 "수역이 클수록 조석 간만의 차이가 커지고, 바람이 더 큰 파도를 만들 수 있는 공간과 시간이 확보된다"며, "큰 조석과 파도는 해변 형성에 도움을 준다"고 설명했다. 화성에는 지구의 달과 같은 조석에 큰 영향을 미치는 위성이 없다. 태양 또한 지구의 조석에 영향을 미친다. 화성의 조석은 지구와는 다른 형태일 수 있지만, 분명히 존재했을 것이며, 풍부한 바람은 표면 파도를 생성했을 것으로 추정된다. 이번 발견은 화성에 과거 생명체가 살 수 있는 환경이 존재했을 가능성을 높이고, 적절한 장비를 갖추고 탐사할 경우 고대 생명체의 흔적을 찾을 수 있는 장소를 제시한다. 망가 교수는 "물, 육지, 대기가 함께 존재하는 해안 환경은 잠재적인 생명체 서식 환경이다. 이러한 환경이 언제 어디에 존재했는지 아는 것은 탐사 방향을 설정하고 위성 관측과 같은 다른 관측 결과를 해석하는 데 도움이 된다"고 말했다. 또한, "해안선은 과거 생명체의 흔적을 찾기에 좋은 장소이며, 지구의 초기 생명체는 공기와 얕은 물의 경계와 같은 곳에서 시작된 것으로 추정된다"고 덧붙였다. 망가 교수 팀의 최근 연구에 따르면, 화성의 물은 대부분 내부로 흡수되어 현재 접근 불가능한 액체 저장소 형태로 존재할 수 있다. 이번 연구는 화성의 흥미롭고 신비로운 과거에 이러한 저장소를 채울 만큼 충분한 액체 상태의 물이 존재했음을 시사하는 또 다른 퍼즐 조각이 될 수 있다. 다음 단계는 액체 상태의 대양에 대한 가설을 더욱 심층적으로 검증하고, 외계 행성의 파도와 조석을 모델링하는 것이다. 본 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재됐다.
-
- 포커스온
-
[우주의 속삭임(99)] 화성 고대 해안선 발견, 과거 대양 존재 가능성 제시
-
-
[증시 레이더] 미국 증시 불안 속 국내 증시 혼조…코스피 2,640대 마감
- 24일 국내 증시는 미국 증시의 스태그플레이션 우려와 경기 둔화 전망에 밀려 혼조세를 보였다. 코스피는 전일 대비 9포인트 내린 2,640대에서 장을 마쳤으며, 코스닥은 773선에서 소폭 하락했다. 거래 초반 2,636에서 출발해 일시 2,627까지 하락한 뒤 후반에 다소 반등하는 등 변동성이 컸다. 한편, 중국 연구진이 신종 박쥐 코로나바이러스를 발견했다는 소식에 제약·백신 테마주가 강세를 보이며 진원생명과학 등 주요 종목이 큰 폭으로 상승했다. 환율은 1,430원 내외에서 등락하며 투자 심리가 다각화되는 모습을 나타냈다. [미니해설] 코스피 2,640대 하락 마감⋯코스닥 약보합 24일, 국내 증시는 미국 증시의 급락과 스태그플레이션 우려, 그리고 글로벌 경기 둔화 전망에 힘입어 혼조세를 보였다. 한국거래소에 따르면 이날 코스피는 전 거일 대비 약 9포인트 내린 2,640대에서 마감했다. 장 초반 2,636.12에서 출발해 한때 2,626.88까지 하락하는 등 변동폭이 컸다. 코스닥 역시 소폭 하락해 773.33포인트에 머물렀다. 이처럼 주요 지수가 하락한 배경에는 지난주 말 미국의 서비스 구매관리자지수(PMI) 하락과 기대 인플레이션 급등에 따른 경기 둔화 불안이 작용한 것으로 분석된다. 다우존스30, 스탠더드ㅏ 앤드 푸어스(S&P) 500, 나스닥 등 미국 주요 지수는 각각 1.69%, 1.71%, 2.20% 하락하며 글로벌 투자 심리를 위축시켰고, 엔비디아, 브로드컴, AMD 등 반도체주 중심으로 급락세를 보였다. 반도체주 약세 국내 증시에서는 반도체 및 기술주가 큰 부담을 받았으며, 삼성전자(-1.55%)와 SK하이닉스(-2.15%), 한미반도체(-4.72%) 등 주요 종목이 하락세를 기록했다. 반면, 자동차 업종은 현대차(0.49%)와 기아(0.32%)가 장 초반 약세를 보인 후 회복세를 나타냈다. 이차전지 관련 주식은 오는 3월 5~7일 '인터배터리 2025' 전시회를 앞두고 LG에너지솔루션(1.85%), 삼성SDI(6.70%), 포스코퓨처엠(5.01%) 등이 강세를 보이며 투자자들의 관심을 모았다. 조선업에서는 HD현대중공업(-0.83%)과 한화오션(-2.05%)이 하락하는 가운데, HMM은 7.12% 급등하는 등 섹터별 양상이 엇갈렸다. 제약·백신주 강세 한편, 중국 연구진이 사람에게 전파될 수 있는 신종 박쥐 코로나바이러스를 발견했다는 보도가 지난주말 전해지면서 제약·백신 테마주가 일제히 강세로 전환됐다. 유가증권시장에서는 진원생명과학이 개장 직후 24.45% 급등한 후 전 거래일 대비 9.78% 상승하며 2,245원에 장을 마쳤고, 에스디바이오센서, 일동제약, 신풍제약 등도 각각 2~3% 상승하는 모습을 보였다. 코스닥 시장에서는 수젠텍이 10.69% 오른 6,420원, 유투바이오, 진매트릭스, 미코바이오메드 등 코로나19 테마주들이 강한 매수세를 기록하며 투자 심리에 활기를 불어넣었다. 해외에서도 모더나, 화이자, 노바백스 등 코로나19 관련주들이 상승세를 보이며 이번 소식에 따른 글로벌 반응을 확인시켰다. 환율 시장에서는 서울 외환시장에서 달러 대비 원화가 전날 대비 소폭 변동하며 1,430원 내외를 오르내렸다. 미국 증시의 부진과 함께 국내 시장은 단기 랠리 소화 국면에 들어섰으며, 투자자들은 경기 둔화, 인플레이션 상승, 그리고 신종 코로나바이러스 소식 등 다양한 변수에 주의를 기울이고 있다. 이와 같이 24일 국내 증시는 미국 증시의 급락과 글로벌 불안 요인, 신종 바이러스 소식 등 복합적인 변수에 의해 부진한 흐름을 보였으나, 섹터별로는 반도체·기술주의 약세와 자동차·이차전지, 제약·백신 테마의 상반된 움직임이 나타나며 시장 내 투자 심리가 다각화되고 있는 양상을 보였다.
-
- 금융/증권
-
[증시 레이더] 미국 증시 불안 속 국내 증시 혼조…코스피 2,640대 마감
-
-
[신소재 신기술(156)] 일반 암석을 탄소 포집 암석으로 변모시키는 신기술 개발
- 미국 스탠퍼드 대학교 화학과의 유슈안 첸 연구원이 매트 카난 교수옆에서 일반 암석이 굥정을 가해 CO₂ 포집 물질로 전환시킨 결과물을 들고 있다. 사진 출처=빌 리바드 / 프레코트 에너지 연구소 기후 변화로 지구가 몸살을 앓고 있는 가운데 일반 암석을 탄소를 포집하는 물질로 전환하는 혁신적인 신기술이 개발됐다. 인류 활동으로 대기 중에 배출되는 온실가스 중 이산화탄소(CO₂)는 지구 온난화의 주요 원인으로 지목된다. 이에 따라 전문가들은 화석 연료 사용량의 감축과 대기 중 이산화탄소를 적극적으로 제거하는 개술 개발의 필요성을 강조해왔다. 하지만 기존 탄소 포집 기술은 비용이 많이 들고 에너지 소모량이 많으며, 탄소 저장 솔루션 확보가 필수적이라는 한계점을 지니고 있다. 이런 가운데 미국 스탠퍼드 대학교 연구진은 암석을 활용한 혁신적인 탄소 포집 전략을 제시했다고 과학기술 전문 매체 기즈모도가 23일(현지시간) 보도했다. 스탠퍼드 대학교 매튜 카난(Mattew Kanan)과 유쉬안 첸 (Yuxuan Chen) 화학과 연구진은 열을 이용해 광물을 CO₂를 영구적으로 흡수하는 물질로 전환하는 공정을 개발했다. 지난 19일 학술지 '네이처(Nature)'에 발표된 연구 결과에 따르면, 이 공정은 실용적이고 저렴하며 일반적인 농업 관행의 요구 사항을 충족시켜 일석이조의 효과를 기대할 수 있다. 카난 교수는 "지구에는 대기 중 CO₂를 제거할 수 있는 광물이 무한정 존재하지만 인간의 온실 가스 배출을 상쇄시키기에는 반응 속도가 충분하지 않다"며 "이번 연구는 확장 가능한 방식으로 이러한 문제를 해결했다"고 밝혔다. 수십년 동안 과학자들은 암석의 자연적인 CO₂ 흡수 과정인 풍화 작용을 가속화하는 방법을 연구해왔다. 카난 교수와 첸 연구원은 풍화 속도가 느린 일반 규산염 광물을 풍화 속도가 빠른 광물로 전환함으로써 이 문제를 해결했다. 첸 연구원은 "단순한 이온 교환 반응을 통해 비활성 규산염 광물을 활성화하는 새로운 화학 반응을 구상했다"며 "이처럼 효과가 좋을 줄은 예상하지 못했다"고 설명했다. 이온은 전하를 띤 원자 또는 원자 그룹을 의미한다. 연두팀은 시멘트 생산 과정에서 영감을 얻었다. 시멘트 생산에서는 가마를 사용하여 석회석(퇴적암)을 산화칼슘이라는 반응성 화합물로 전환한 후 모래와 혼합한다. 연구진은 이 과정을 재현하되, 모래 대신 규산마그네숨이라는 물질을 사용했다. 규산마그네슘은 열을 가하면 이온 교환을 통해 산화마그네슘과 규산칼숨으로 전환되는 두 가지 광물을 포함한다. 이 광물들은 풍화 속도가 빠르다. 카난 교수는 "이 공정은 승수 역할을 한다"며 "반응성 광물인 산화칼슘과 비활성 규산마그네슘을 사용하여 두 가지 반응성 광물을 생성한다"고 설명했다. 연구진은 실험을 통해 습윤 규산칼슘과 산화마그네슘을 공기에 노출시킨 결과, 수 주에서 수개월 내에 풍화 작용의 결과물인 탄산염 광물로 전환되는 것을 확인했다. 카난 교수는 "산화마그네슘과 규산칼슘을 넓은 토지에 살포하여 대기 중 CO₂를 제거할 수 있다"며 "현재 시험 중인 흥미로운 응용 분야 중 하나는 농업 토양에 첨가하는 것"이라고 밝혔다. 이 방법은 토양이 너무 산성일 때 탄산칼슘을 첨가하는 농부들에게도 실용적일 수 있다. 이 과정을 석회 처리라고 한다. 카난 교수는 "이 제품을 첨가하면 두 광물 성분이 모두 알칼리성이므로 석회 처리가 필요하지 않다"며 "또한 규산칼슘이 풍화되면서 식물이 흡수할 수 있는 형태의 규소를 토양에 방출하여 작물 수확량과 회복력을 향상시킬 수 있다"고 설명했다. "이상적으로는 농부들이 농업 생산성과 토양 건강에 유익한 이 광물에 비용을 지불하고, 탄소 제거는 부가적인 효과로 얻을 수 있을 것이다." 약 1톤의 산화마그네슘과 규산칼슘은 대기 중 CO₂ 1톤을 흡수할 수 있으며, 이 추정치는 다른 탄소 포집 기술에 사용되는 에너지의 절반 미만을 사용하는 가마에서 배출되는 CO₂를 포함한다. 그러나 이 솔루션을 효과적인 수준으로 확장하려면 매년 수백만 톤의 산화마그네슘과 규산칼슘이 필요하다. 첸 연구원은 감람석이나 사문석과 같은 규산마그네슘의 천연 매장량 추정치가 정확하다면 인간이 배출한 모든 대기 중 CO₂를 제거하고도 남을 만큼 충분할 것이라고 지적했다. 또한 규산염은 광산 폐기물에서 회수할 수도 있다. 카난 교수는 "사람들은 이미 연간 수십억 톤의 시멘트를 생산하는 방법을 알고 있으며, 시멘트 가마는 수십 년 동안 작동한다"며 "이러한 학습과 설계를 활용하면 실험실 발견에서 의미 있는 규모의 탄소 제거로 이동하는 명확한 경로가 있다"고 강조했다.
-
- ESGC
-
[신소재 신기술(156)] 일반 암석을 탄소 포집 암석으로 변모시키는 신기술 개발
-
-
[퓨처 Eyes(72)] 주사 공포 끝?⋯피부에 '바르는' 백신 탄생
- 미국 스탠퍼드대학교 연구팀이 피부에 서식하는 무해한 박테리아를 이용해 강력한 면역 반응을 유도하는 새로운 백신 기술을 개발했다. 연구팀은 이 박테리아의 특정 단백질을 변형해 생백신으로 전환시켰고, 이를 통해 면역 체계를 훈련시켜 파상풍과 디프테리아 같은 질병을 예방하는 데 성공했다. 백신 접종이 크림을 피부에 바르는 것만으로 가능해지는 상상이 현실로 다가오고 있는 것. 스탠퍼드리포트에 따르면 생체공학적으로 개량된 이 박테리아를 접종받은 실험용 쥐는 치명적인 독소 투여에도 생존할만큼 면역력을 형성했다. 현재 인간 대상 임상시험이 진행중이며, 피부에 바르는 방식으로 백신 접종의 새로운 패러다임을 만들 가능성이 크다. 기존의 주사 방식과 달리 이 기술은 간편한 접종 방식으로 통증이나 발열 부기 등 부작용이 적은 장점을 갖추고 있어 대중 보급이 빠르게 진행될 수 있다. 피부 박테리아의 놀라운 발견 피부에 바르는 생백신은 주사로 인한 통증과 부작용이 없으며, 병원 방문 없이 간편하게 접종할 수 있어 의료 비용 절감에도 기여할 것으로 보인다. 특히 예방접종을 두려워하는 어린이나 주사를 기피하는 성인들에게 긍정적인 변화를 줄 수 있다. 스탠퍼드대학교 연구진은 거의 모든 사람의 피부에 존재하는 박테리아를 활용해 새로운 백신 접종 방식을 연구하고 있다. 마이클 피시바흐 스탠퍼드대학교 생명공학 교수는 "주삿바늘을 좋아하는 사람은 아무도 없다. 주사 대신 크림을 바르는 방식으로 예방 접종을 할 수 있다면 누구나 환영할 것이다"라고 말했다. 이러한 방식은 특히 의료 인프라가 부족한 개발도상국에서도 백신 접종 접근성을 개선하는 데 기여할 수 있다. 피부 박테리아, 면역 반응 촉진 역할 피시바흐 교수에 따르면 인간 피부는 대부분의 미생물에게는 가혹한 환경이다. 건조하고 염도가 높으며, 영양분도 부족하기 때문에 미생물이 살아가기 쉽지 않다. 하지만 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)과 같이 척박한 환경에서도 살아남은 강한 미생물들이 존재한다. 이 박테리아는 인간의 모낭에 서식하며, 우리 몸과 공생 관계를 유지한다. 지금까지 면역학자들은 피부에 서식하는 박테리아가 인체 면역 체계에 큰 영향을 미치지 않는다고 생각해 왔다. 하지만 최근 연구 결과, 표피포도상구균이 예상보다 훨씬 강한 면역반응을 유도한다는 사실이 밝혀졌다. 이는 피부 박테리아가 단순한 공생 미생물이 아니라 면역 체계의 중요한 일부라는 점을 보여준다. 항체 반응과 백신 효과 피시바흐 교수 연구팀은 최근 학술지 네이처(Nature)에 발표한 논문에서 면역 반응의 핵심 요소인 항체 생성이 주목했다. 항체는 특정 미생물의 단백질에 달라붙어 감염을 막는 단백질이다. 연구팀은 쥐의 피부에 표피포도상구균을 도포했을 때 면역 반응이 어떻게 나타나는 지 실험했다. 실험 결과, 쥐의 항체 수치가 점짐적으로 증가해 6주 후에는 일반적인 백신 접종보다 높은 수준에 도달했다. 이는 쥐들이 마치 백신을 접종받은 것과 같은 효과를 나타냈다. 피시바흐 교수는 "인간 역시 자연적으로 표피포도상구균에 대한 항체를 형성하며, 그 수치는 일반적인 백신 접종으로 얻는 항체 수치와 비슷하다"고 설명했다. 생백신 개발과 적용 가능성 연구팀은 표피포도상구균을 활용하여 피부에 바르는 형태의 생백신 개발에 성공했다. 생백신은 약한 독소가 있는 살아있는 병원체를 사용하여 면역 반응을 유도하는 백신이다. 이 백신의 핵심은 Aap이라는 단백질이다. 이 단백질은 표피포도상구균의 세포벽에서 돌출된 형태로, 면역 감시 세포가 항원을 인식하고 면역 반응을 유도하는 데 중요한 역할을 한다. 연구팀은 Aap 단백질의 유전자를 조작하여 파상풍 독소의 일부를 발현하도록 만들었다. 실험 쥐에게 이 박테리아를 도포한 결과, 높은 수준의 파상풍 항체가 생성되는 것을 확인했다. 이와 같은 방식으로 디프테리아 항체 생성에도 성공해, 다양한 질병을 예방하는 백신 개발 가능성을 열었다. 연구진은 박테리아 배양액에서 Aap 단백질을 대량 생산한 후, 파상풍 독소 단편을 화학적으로 결합하는 방식을 시도하기도 했다. 놀랍게도 이 방식으로 만든 백신 역시 강력한 면역 반응을 유도했으며, 실험용 쥐를 치사량의 6배에 달하는 독소로부터 보호하는 효과를 보였다. 이는 백신의 효능을 높이고 지속성을 유지하는 데 중요한 의미를 가진다. 임상시험과 미래전망 피시바흐 교수는 "쥐 실험을 통해 효과를 확인했으며, 이제 원숭이 실험을 거쳐 인간 임상 시험을 진행할 계획"이라고 밝혔다. 연구팀은 2~3년 안에 임상 시험을 시작할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 이 기술이 인간에게도 효과적인 것으로 밝혀질 경우, 백신 접종 방식에 획기적인 변화가 일어날 가능성이 크다. 기존 백산과 달리 염증 반응을 유발하지 않아 부작용이 거의 없을 것으로 보이며, 장기적으로는 다양한 질병 예방을 위한 백신 플랫폼으로 발전할 수 있을 것이다. 이 연구는 미국 국립보건원(NIH), 빌&멜린다 게이츠 재단, 찬 저커버그 바이오허브, 스탠퍼드 미생물 치료 이니셔티브 등의 지원을 받았다. 캘리포니아대학교 데이비스 캠퍼스, 미국 국립인간게놈연구소, 국립알레르기 및 감염병연구소, 국립관절염 및 근골격계 및 피부질환 연구소의 연구자들이 이 연구에 기여했다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(72)] 주사 공포 끝?⋯피부에 '바르는' 백신 탄생
-
-
[신소재 신기술(154)] 중국 연구진, 천연 다이아몬드보다 40% 강한 '슈퍼 다이아몬드' 개발
- 중국 연구진이 실험실에서 천연 다이아몬드보다 훨씬 강한 초경도 '슈퍼 다이아몬드'를 합성하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 첨단 산업 분야에서 폭넓게 활용될 가능성이 높아 주목받고 있다. 흑연을 이용한 초경도 육각형 다이아몬드 합성 중국 지린대학교의 류 빙빙(Liu Bingbing) 교수와 야오 밍광(Yao Mingguang) 교수, 선전시 쑨원대학교의 주 셩차이(Zhu Shengcai) 교수가 이끄는 연구팀은 흑연을 이용해 '포스트-흑연 단계(Post-Graphite Phase)'라는 새로운 구조를 형성하는 데 성공했다고 인터레스팅엔지니어링이 보도했다. 연구에 따르면, 이 구조는 극도로 높은 압력과 열이 가해질 때 육각형 다이아몬드로 변환된다. 연구 결과는 이달 초 국제 학술지 '네이처 머티리얼즈(Nature Materials)'에 게재됐다. 육각형 다이아몬드는 기존 입방체 구조의 다이아몬드보다 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 합성한 다이아몬드가 천연 다이아몬드보다 40% 더 단단하며, 기존 100나노미터 크기의 나노 다이아몬드보다 열 안정성이 뛰어난 특성을 보였다고 밝혔다. 1967년 발견된 론스달라이트, 실험실에서 완전 합성 성공 육각형 다이아몬드는 1967년 미국 애리조나주 캐니언 디아블로(Canyon Diablo) 운석에서 최초로 발견된 희귀한 형태의 다이아몬드다. 당시 과학자들은 이 새로운 형태의 다이아몬드를 발견한 영국의 결정학자 캐서린 론스달(Kathleen Lonsdale)의 이름을 따 '론스달라이트(Lonsdaleite)'라고 명명했다. 이후 연구진들은 론스달라이트를 실험실에서 재현하려는 시도를 지속했으나, 순수한 형태로 합성하는 데 어려움을 겪었다. 그러나 중국 연구진은 흑연으로부터 거의 순수한 육각형 다이아몬드를 성공적으로 합성하는 데 성공했다고 사우스 차이나 모닝 포스트(SCMP)가 전했다. 연구진은 이번 연구를 통해 육각형 다이아몬드의 초고경도와 열 안정성이 산업 분야에서 폭넓은 활용 가능성을 시사한다고 평가했다. 또한 고압·고온 환경에서 흑연이 다이아몬드로 변환되는 과정을 이해하는 데 중요한 통찰력을 제공하며, 차세대 고성능 소재 개발을 위한 새로운 기회를 열었다고 강조했다. 미국 연구진도 이전에 육각형 다이아몬드 개발 성공 육각형 다이아몬드 합성 연구는 중국 연구진의 시도가 처음은 아니다. 2021년 미국 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory) 연구진은 음파를 이용해 실험실에서 육각형 다이아몬드를 생성하는 데 성공한 바 있다. 당시 연구에 참여한 트래비스 볼츠(Travis Volz) 박사는 육각형 다이아몬드가 첨단 소재 산업에서 강력한 응용 가능성을 지니고 있다고 강조했다. 연구팀은 육각형 다이아몬드가 기존의 입방체 다이아몬드보다 높은 강도를 지니고 있어 절삭, 드릴링, 초고강도 소재 가공 등 다양한 산업에서 활용될 수 있다고 밝혔다. 미국 연구진의 또 다른 연구자는 육각형 다이아몬드가 기존 다이아몬드 시장에서도 매력적인 대안이 될 수 있다고 언급했다. 그 연구원은 "향후 육각형 다이아몬드가 약혼 반지와 같은 주얼리 시장에도 사용될 가능성이 있다"고 전망했다. 중국 연구진, 다이아몬드 소재 연구 선도 중국 연구진은 이번 육각형 다이아몬드 개발 외에도 다이아몬드 소재의 기능을 확장하는 연구를 지속적으로 진행하고 있다. 다이아몬드는 자연에서 가장 단단한 물질로 알려져 있으며 탁월한 열전도성을 지니고 있지만, 전하를 운반할 수 없는 절연체라는 한계가 있다. 그러나 지난해 정저우대학교, 허난 과학원, 닝보대학교, 지린대학교 연구팀은 전기를 전도할 수 있는 다이아몬드 소재를 개발하는 데 성공했다. 이는 다이아몬드를 반도체 및 첨단 전자소재로 활용할 가능성을 열어준 혁신적인 연구로 평가받고 있다. 이번 연구에서 중국 연구진이 성공적으로 합성한 육각형 다이아몬드는 기존 다이아몬드보다 강도와 열 안정성이 뛰어나며, 첨단 산업 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 제공할 것으로 기대된다.
-
- 산업
-
[신소재 신기술(154)] 중국 연구진, 천연 다이아몬드보다 40% 강한 '슈퍼 다이아몬드' 개발
-
-
[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도
- 우리 태양계의 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리(Alpha Centauri·AC·센타우루스자리 알파) 항성계에서 방출된 100만 개 이상의 '성간 물체'가 태양계를 감싸고 있는 오르트 구름(Oort Cloud)에 이미 존재할 수 있다는 주장이 나왔다. 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 지난 5일(현지시간) arXiv에 게재된 새로운 연구 논문을 인용, 이같이 보도했다. 해당 논문은 아직 동료 평가를 거치지 않았으며, 추후 행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)에 게재될 예정이라고 라이브사이언스가 17일(현지시간) 전했다. 캐나다 서부 온타리오 대학의 리 및 천문학과, 지구 및 우주 탐사 연구소의 콜 그렉과 폴 비거트가 주도한 이번 연구는 알파 센타우리(AC) 항성계에서 지난 1억 년 동안 방출된 성간 물질의 양을 시뮬레이션하여 진행됐다. 연구진은 이 계산을 바탕으로 현재 태양계 내에 센타우루스 알파에서 온 폭 100m 이상의 '성간 물체'가 약 100만 개 존재할 것으로 예측했다. 참고로 미국을 대표하는 자유의 여신상은 높이가 93.5m에 달한다. 이는 현재 태양계 내에 자유의 여신상 크기의 성간 물체가 약 100만 개가 떠돌아다니는 것으로 이해할 수 있다. 성간 물체 발견의 의의 '성간 물체(Interstellar Object)'는 태양계 외부에서 기원하여 태양계를 통과하는 천체를 의미한다. 2017년 발견된 '오무아무아(Oumuamua)'와 2019년 발견된 '보리소프 혜성(Borisov)'이 대표적인 사례다. 성간 물체는 다른 행성계에서 온 천체이므로, 이를 분석하면 태양계 외부의 물질 조성과 형성 과정을 연구할 기회를 제공한다. 특히, 보리소프 혜성은 태양계 혜성과 유사한 성질을 보여, 혜성이 우주적으로 공통된 형성과정을 가질 가능성을 시사했다. 성간 물체는 원래 있던 별 주위에서 방출된 후 우주를 떠돌다 태양계로 들어온 천체다. 이를 통해 다른 행성계의 형성 과정과 동역학적 진화를 연구할 수 있다. 예를 들어, 오우무아무아는 예상과 달리 혜성 활동 없이 가속하는 특성을 보여 기존 모델을 수정하는 계기가 되었다. 성간 물체는 '판스페르미아(Panspermia)' 이론, 즉 생명체의 씨앗이 우주에서 이동할 가능성을 탐구하는 데 중요한 역할을 한다. 만약 성간 물체에서 생명체의 기본 구성 요소(아미노산, 유기물 등)가 발견된다면, 생명체가 우주적 규모에서 이동할 가능성을 뒷받침하는 증거가 될 수 있다. 성간 물체는 자연적으로 태양계를 통과하는 천체이므로, 인류가 미래에 다른 별로 이동할 가능성을 연구하는 데 도움을 준다. 오우무아무아의 특이한 운동 방식 때문에 일부 과학자들은 외계 문명이 만든 탐사선 가능성도 제기했으며, 이는 외계 문명 탐색(SETI) 연구와 연결될 수 있다. 아울러 태양계와 은하 환경을 이해할 수 있다. 성간 물체의 존재 자체가 은하 내에서 천체들이 얼마나 자주 방출되고 이동하는지를 이해하는 데 도움을 준다. 이를 통해 태양계가 다른 항성계와 어떤 영향을 주고받는지를 파악할 수 있으며, 태양계가 속한 은하 환경의 역학을 연구할 수 있다. 오르트 구름은 어디에 위치하나? 연구팀은 이러한 가상의 성간 침입자(천체)들은 '오무아무아'나 '보리소프 혜성'과는 달리 태양의 중력에 영구적으로 붙잡혀 대부분 태양계 가장자리 근처의 거대한 혜성 및 소행성 저장소인 오르트 구름에 존재할 가능성이 높다고 봤다. 따라서 발견하기가 거의 불가능하다는 것. 지금은 사라진 오무아무아와 보리소프 혜성은 우리 우주 주변을 고속으로 항해하는 모습이 발견돼 성간 공간에서 유래했음을 확인했다. 오르트 구름(Oort Cloud)은 태양계를 둘러싸고 있는 가상의 천체 집합체로, 혜성의 기원지로 추정된다. 태양으로부터 약 2,000~100,000 AU(천문단위) 정도 떨어진 구간에 존재한다고 여겨지며, 이는 태양과 가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지 거리의 약 1/4에 해당한다. 이 개념은 1950년 네덜란드 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)가 장주기 혜성(공전 주기 200년 이상)의 궤도를 분석하면서 제안했다. 오르트 구름은 구형의 구조로 태양을 중심으로 모든 방향에 퍼져 있기 대문에 혜성이 다양한 방향에서 태양계로 들어올 수 있다. 오르트 구름은 아직 직접 관측된 적은 없지만, 수많은 혜성이 태양계 바깥 먼 곳에서 유입되는 것으로 보아 존재할 가능성이 크다고 여겨진다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 지금은 사라진 카시니 탐사선을 포함한 여러 우주선도 이전에 태양계를 흐르는 작은 성간 먼지 입자를 감지했다. 카시니 탐사선은 나사와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 토성 무인탐사선으로 2004년 7월 토성 궤도에 진입해 본격적으로 탐사를 시작했으며, 약 13년 동안 토성을 300여 차례 공전하면서 방대한 데이터를 보낸 뒤 2017년 7월 토성의 대기권으로 진입해 임무를 종료했다. 연구진은 또한 작은 입자들이 알파 센타우리에서 태양계로 이동하는 방식을 시뮬레이션했다. 연구진은 100마이크로미터(0.004인치) 이상의 입자는 이론적으로 두 항성계 사이를 이동할 수 있으며, 이 입자 중 약 10개가 매년 지구 대기에서 불타면서 유성으로 소멸할 것으로 추정했다. 태양계와 가까운 이웃, 알파 센타우리 알파 센타우리는 알파 센타우루스 A와 알파 센타우루스 B(두 별은 쌍성계를 이루며 서로 공전하는 태양과 유사한 별임), 그리고 이 쌍성계를 도는 더 작은 적색 왜성인 프록시마 센타우루스(Proxima Centauri)의 세 개의 별로 구성되어 있다. 프록시마 센타우루스는 지구에서 가장 가까운 별로 약 4.25광년 떨어져 있으며, 프록시마 센타우루스 b로 알려진 행성이 확인된 유일한 항성이다. 연구에 따르면 알파 센타우리에서 나온 물질이 잠재적으로 대량으로 존재한다. 그렉과 비거트는 "오르트 구름 내에 직경 100m 이상인 알파 센타우리 입자의 현재 수는 10⁶개 또는 100만 개"라고 적었다. 하지만 이런 물체들은 감지하기가 극히 힘들다. 두 연구원은 "이러한 천체의 관측 가능한 비율은 낮은 수준이며 태양으로부터 10AU 이내에 존재할 확률은 백만 분의 1에 불과하다"고 설명했다. 전체 항성계는 현재 우리를 향해 이동하고 있으며 약 28,000년 후에 태양에 가장 가까워진다. 연구진은 이때 두 항성계 사이의 간격이 크게 줄어들기 때문에 태양계로 들어오는 물체의 수가 기하급수적으로 증가할 것이라고 밝혔다. 연구진은 또한 우리 태양계에서 방출되는 물질의 비율이 알파 센타우리와 매우 유사할 것이라고 추정했다. 이는 우리 우주 이웃에서 유래한 비슷한 수준의 성간 물질이 우리 이웃 별들에 포획되고 있음을 의미한다. 연구진은 "알파 센타우리와 태양계 사이의 물질 전달 방식을 더 잘 이해하는 것은 항성계의 상호 연결성과 은하 전체의 물질 교환 가능성을 탐구하는 새로운 길을 열어준다"고 논문에 적었다. 이번 연구는 우리 태양계가 고립되어 있지 않다는 구체적인 예를 보여준다. 항성계의 물질이 서로 자유롭게 이동할 수 있다면 행성 형성 과정에 대한 또 다른 이해의 문을 열어줄 수 있다. 두 연구원은 논문에서 "알파 센타우리에서 태양계로 물질이 이동될 수 있는 메커니즘에 대한 철저한 이해는 항성 간 수송에 대한 우리의 지식을 심화시킬 뿐만 아니라 항성계의 상호 연결성과 은하계 전체에 걸친 물질 교환의 잠재력을 탐구하기 위한 새로운 경로를 열어준다"고 강조했다. 성간 물체의 발견은 태양계 외부 물질의 직접적인 연구 기회를 제공하며, 행성계 형성 과정, 우주 생명체 기원, 항성 간 여행 가능성, 외계 문명 탐색 등 다양한 분야에서 중요한 과학적 의미를 갖는다. 앞으로 더 많은 성간 물체가 발견된다면, 인류의 우주 이해는 더욱 깊어질 것으로 보인다.
-
- 포커스온
-
[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도
-
-
[신소재 신기술(153)] 방사선 치료의 혁신, 암 정밀 타격 기술 개발…부작용 없이 종양 제거
- 건강한 조직은 살리면서 방사선으로 종양을 정확하게 표적으로 삼는 혁신적인 암 치료법이 개발됐다. 미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF) 연구진이 건강한 조직 손상 없이 종양만을 정확히 표적 하는 혁신적인 암 치료법을 개발해 주목받고 있다고 사이테크데일리가 전했다. 이 치료법은 KRAS 표적 약물을 이용해 암세포를 표지한 뒤, 방사성 항체를 부착하여 종양을 제거하는 방식이다. 쥐 실험에서 기존 방사선 치료의 일반적인 부작용 없이 종양을 효과적으로 제거하는 성과를 거두었다. KRAS 표적 약물 치료, 암 치료의 새로운 가능성 제시 'KRAS 표적 약물 치료'는 암세포 성장의 주요 원인 중 하나인 KRAS 단백질의 변이를 직접 겨냥하여 암을 치료하는 방법이다. KRAS는 세포 성장과 분화를 조절하는 단백질로, 돌연변이가 발생하면 암세포가 비정상적으로 빠르게 증식할 수 있다. 특히 폐암, 췌장암, 대장암 등 다양한 암에서 KRAS 돌연변이가 발견된다. KRAS는 RAS 단백질 패밀리에 속하며, 정상적인 상태에서는 세포 성장 신호를 조절하는 역할을 한다. 그러나 돌연변이가 생기면 KRAS는 계속 활성화된 상태를 유지하며, 세포가 통제 없이 증식하게 된다. 과거에는 KRAS 단백질의 표면이 비교적 매끄러워 약물이 결합하기 어렵다는 이유로 '약물 개발이 불가능한(target undruggable)' 단백질로 여겨졌다. 그러나 2013년 이후, KRAS G12C 변이를 겨냥하는 약물들이 개발되면서 본격적인 치료 가능성이 열렸다. 정밀 방사선 치료-암 치료의 획기적 진전 방사선은 종양을 파괴하는 강력한 수단이지만, 기존 방사선 치료는 암세포와 정상 세포를 구분하지 못해 심각한 부작용을 유발해왔다. 이에 UCSF 연구진은 방사선 치료의 정확성을 극대화할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 연구진이 제안한 접근법은 암세포를 표지하는 특수 약물과 방사성 항체를 결합해 암세포를 직접 표적화하는 방식이다. 쥐를 대상으로 한 실험에서 이 치료법은 무기력증이나 체중 감소와 같은 방사선 치료의 대표적인 부작용 없이 방광 및 폐 종양을 효과적으로 제거하는 결과를 보였다. 찰리 크레이크 UCSF 제약화학과 교수이자 연구 공동 교신저자는 캔서 리서치(Cancer Research) 저널을 통해 "이 방법은 일석이조의 효과를 제공한다"며 "종양이 내성을 갖기 전에 효과적으로 제거할 가능성이 있다"고 설명했다. 암 치료제, '분자 깃발'로 변신하다 이번 연구의 토대는 10년 전 UCSF의 케반 쇼캇 박사가 암을 유발하는 주요 단백질인 KRAS를 표적화하는 방법을 발견하면서 마련됐다. KRAS 단백질이 돌연변이를 일으키면 세포가 통제되지 않은 상태로 증식하게 되며, 이는 전체 암의 약 3분의 1에서 발견된다. 쇼캇 박사의 연구를 바탕으로 암 KRAS에 결합하는 약물이 개발되었지만, 이 약물은 종양 크기를 수개월간 줄이는 데 그쳤으며, 이후 종양이 다시 성장하는 한계를 보였다. 그러나 크레이크 박사는 KRAS 표적 약물이 암세포를 면역 체계에 더 잘 노출시킬 가능성에 주목했다. 그는 "KRAS 약물이 암세포에 대한 영구적인 깃발 역할을 할 수 있을 것이라고 초기에 가정했다"고 밝혔다. 정밀 치료를 위한 방사선 활용 2022년, 크레이크 박사와 쇼캇 박사를 포함한 UCSF 연구팀은 이 가설을 실험적으로 입증하는 데 성공했다. 연구진은 KRAS에 결합한 약물을 이용해 면역 세포를 끌어들이는 항체를 설계했지만, 이 접근법은 면역 체계가 자체적으로 암을 제거할 수 있는 충분한 능력을 필요로 했기 때문에 실질적인 치료 효과를 내지 못했다. 이에 연구진은 방사선학 전문가인 마이크 에반스 UCSF 교수와 협력하여 보다 직접적인 암세포 제거 방안을 모색했다. 원자 수준의 방사선, 암세포를 정밀 타격 연구진은 기존과 마찬가지로 KRAS 표적 약물을 활용해 암세포를 식별했지만, 이번에는 항체에 방사성 물질을 탑재하는 전략을 도입했다. 이 접근법은 쥐의 폐암을 치료하는 데 높은 효과를 보였으며, 최소한의 부작용만을 동반했다. 에반스 박사는 "방사선은 암세포 제거에 매우 효과적이며, 이 방법을 통해 방사선을 종양에만 선택적으로 전달할 수 있음을 확인했다"고 강조했다. 크레이크 박사 또한 "이 접근법의 강점은 매우 안전한 방사선량을 계산할 수 있다는 점"이라며 "기존 외부 방사선 치료와 달리 필요한 만큼의 방사선만을 종양에 전달할 수 있다"고 설명했다. 맞춤형 치료로 더 많은 환자에게 적용 가능성 이 치료법을 보다 많은 환자에게 적용하려면, 연구진은 개별 환자의 KRAS 발현 방식에 최적화된 항체를 추가 개발해야 한다. 이에 UCSF 연구진은 이 기술이 실질적으로 효과를 발휘할 수 있다는 자체 증거를 바탕으로 연구를 지속하고 있다. UCSF 세포 및 분자약리학 조교수인 클리멘트 베르바 박사는 저온 전자현미경을 이용해 '방사선 샌드위치' 구조를 원자 수준에서 시각화함으로써 보다 정밀한 항체 개발에 필요한 기초 데이터를 제공했다. 베르바 박사는 "KRAS 펩타이드에 결합된 약물은 눈에 띄게 두드러지며, 항체가 이를 강하게 붙잡는다"면서 "이 기술은 맞춤형 방사선 치료의 중요한 전환점이 될 것이며, 향후 암 치료의 새로운 패러다임을 열어갈 것"이라고 평가했다.
-
- 생활경제
-
[신소재 신기술(153)] 방사선 치료의 혁신, 암 정밀 타격 기술 개발…부작용 없이 종양 제거
-
-
[신소재 신기술(152)] 옥스포드대 연구진, 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 순간이동 성공
- 옥스포드 대학교 물리학과 연구진이 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 텔레포테이션(Teleportation·양자 순간이동)에 성공해 양자 기술 확장 가능성을 입증했다. 이번 연구는 2m 거리의 실험실 환경에서 진행됐지만, 양자 상태를 연결된 시스템의 '인터넷'을 통해 텔레포트함으로써 양자 모듈을 분산시키는 것이 가능하다는 점을 보여줬다. 해당 연구에 대해서는 과학전문 매체 사이언스 얼럿과 독립매체 인디펜던트 등이 심층 보도했다. 옥스포드 측은 연구팀이 광자 네트워크 인터스페이스를 사용해 두 개의 별도 양자 프로세서를 성공적으로 연결해 단일의 완전히 연결된 양자 컴퓨팅을 형성해 이전에 도달할 수 없었던 계산적 과제를 해결하는 길을 열었다고 평가했다. 양자 순간이동은 얽힘을 이용해 양자 정보를 장거리에 걸쳐 즉시 전송하는 기술이다. 즉 양자 순간이동은 양자역학적 현상으로, 측정 과정을 통해 특정 상태를 확정하기 전까지 여러 특성이 중첩된 상태로 존재하는 양자 특성을 이용한다. 얽힘(entanglement)이라는 과정을 통해 여러 양자의 중첩 상태를 결합한 후, 특정 양자에 대한 측정을 통해 얻은 정보를 바탕으로 다른 얽힌 양자를 원래 양자와 동일한 상태로 변화시키는 방식으로 순간이동이 이루어진다. 이번 실험에서 연구진은 양자 순간이동을 통해 물리적으로 분산된 시스템 간의 상호작용을 생성하는 데 성공했다. 기존의 양자 순간이동 연구는 물리적으로 분리된 시스템 간의 양자 상태 전송에 초점을 맞추었다. 즉 이전에는 큐비트를 이동하지 않고 한 위치에서 다른 위치로 데이터를 전송했다. 이번에 처음으로 네트워크 링크를 통해 논리 게이트(알고리즘의 최소 구성 요소)의 양자 순간이동을 처음으로 시연한 것이다. 옥스포드 대학교는 이전에도 양자 순간이동이 가능했지만, 이번 연구는 네트워크 링크에서 논리 게이트의 양자 순간이동을 최초로 입증한 것이라고 평가했다. 연구진은 이를 통해 멀리 떨어져있는 프로세서가 통신, 계산, 센싱을 의한 매우 안전한 네트워크를 형성할 수 있는 미래의 '양자 인터넷' 을 위한 토대를 마련할 수 있다고 말했다. 연구 책임자인 물리학부의 더갈 메인(Dougal Main) 박사는 "이전의 양자 순간 이동 시연은 물리적으로 분리된 시스템 간에 양자 상태를 전송하는 데 중점을 두었다. 우리 연구에서는 양자 순간이동을 사용하여 멀리 떨어진 시스템 간의 상호 작용을 생성한다. 이러한 상호 작용을 신중하게 조정함으로써, 우리는 양자 컴퓨팅의 기본 연산인 논리적 양자 게이트를 별도의 양자 컴퓨터에 저장된 큐비트 사이에서 수행할 수 있다. 이 획기적인 발견을 통해 우리는 서로 다른 양자 프로세서를 효과적으로 연결해 완전히 연결된 단일 양자 컴퓨터를 만들 수 있다"고 설명했다. 일반 컴퓨터가 0과 1의 이진법을 사용하는 것과 달리 양자 컴퓨터는 큐비트(qubit)라는 양자 정보 단위를 사용해 복잡한 계산을 수행한다. 큐비트는 일반적으로 전하를 띤 원자와 같은 미시적 입자의 특성으로 표현된다. 양자 컴퓨터의 실용화를 위해서는 수백, 수천 개의 입자를 얽히게 해야 하는데, 이는 오류 수정 과정이나 외부 간섭을 차단하는 기술이 필요하다. 소규모 프로세서들을 네트워크로 연결하여 양자 슈퍼컴퓨터를 구축하는 것도 한 가지 해결책이지만, 양자 정보를 빛의 파동 형태로 전송하는 경우 정보 손실의 위험이 존재한다. 순간이동은 기존 방식의 이진 데이터를 통해 측정값을 전달받는다. 이후 수신 측에서 얽힌 입자를 조작하여 원래 입자와 동일한 상태로 만든다. 이번 옥스포드 대학교 실험에서 텔레포트된 스핀 상태의 양자 중첩은 원래 상태와 86% 일치했으며, 이는 두 양자 프로세서에서 71%의 효율로 그로버 알고리즘(Grover algoritum)으로 알려진 간단한 연산의 논리 게이트 역할을 하기에 충분한 수치였다. 연구진은 "광자 링크를 사용하여 모듈을 상호 연결함으로써 시스템의 유연성을 확보하여 전체 아키텍처를 방해하지 않고 모듈을 업그레이드하거나 교체할 수 있다"고 설명했다. 양자 네트워크 재구성이 가능하다는 것은 양자 기술의 응용 분야를 다양화하여 컴퓨터 네트워크를 가장 기본적인 수준에서 물리학을 측정하고 테스트할 수 있는 도구로 전환할 수 있음을 의미한다. 인디펜던트는 연구팀은 또한 이미 이용 가능한 기술을 사용해 양자 시스템을 구축하고 확장할 수 있음을 보여줬다고 짚었다. 이번 연구 결과는 '광 네트워크를 통한 분산 양자 컴퓨팅'이라는 제목으로 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 영국 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 허브의 수석 과학자이자 연구팀의 수석 연구원인 데이비드 루카스 교수는 "저희 실험은 네트워크 분산 양자 정보 처리가 현재 기술로 가능하다는 것을 보여준다. 양자 컴퓨터를 확장하는 것은 앞으로 몇 년 동안 새로운 물리학적 통찰력과 집중적인 엔지니어링 노력이 필요할 것으로 예상되는 어려운 기술적 과제로 남아 있다"고 말했다.
-
- 포커스온
-
[신소재 신기술(152)] 옥스포드대 연구진, 세계 최초로 양자 컴퓨터 간 순간이동 성공
-
-
[먹을까? 말까?(91)] 요구르트 주 2회 섭취, 특정 대장암 위험 20% 감소 효과
- 하버드 의대 연구진이 요구르트 섭취와 특정 대장암 발병 위험 감소 사이의 연관성을 밝혀낸 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 젊은 층의 대장암 발병률 증가 추세에 대한 우려가 커지는 가운데 나왔으며, 장내 세균과 대장암의 상관관계에 대한 새로운 시각을 제시한다. 12일(현지시간) 데일리 메일에 따르면 대장암은 미국에서 2010년부터 2030년까지 발병률이 거의 두 배로 증가할 것으로 예상될 정도로 젊은 층에서 급증하고 있다. 전문가들은 그 원인을 찾기 위해 노력하고 있으며, 장내 유해 세균에 대한 평생 노출이 대장암 세포 성장을 자극한다는 이론이 유력하게 거론되고 있다. 이러한 상황에서 하버드 대학 연구진은 일주일에 최소 2회 요구르트를 섭취하는 사람들이 세균으로 인해 발생하는 대장암 위험을 20%까지 낮출 수 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 섬유질 소화를 돕고 감염을 막는 역할을 하는 유익균인 비피도박테리움으로 인해 발생하는 대장암 종양에 주목했다. 과도한 비피도박테리움은 대장 염증을 유발하여 세포를 손상시키고 비정상적인 성장을 초래해 암을 유발할 수 있다. 연구진은 요구르트와 같은 발효 식품에 함유된 건강한 세균(비피도박테리움 포함)이 장내 유해 세균의 양을 줄여 세균으로 인한 대장암 위험을 감소시킬 수 있다고 본다. 학술지 '장 미생물(Gut Microbes)'에 발표된 이번 연구는 간호사 건강 연구(NHS) 및 의료 전문가 후속 연구(HPFS) 데이터베이스의 13만 2056명의 의료 종사자의 건강 데이터를 분석했다. 환자의 평균 연령은 60~65세였으며, 환자의 3분의 2는 여성이었다. NHS 참가자는 1976년부터 2016년까지, HPFS 참가자는 1986년부터 2016년까지 추적 관찰됐다. 참가자들은 매주 섭취하는 일반 및 가향 요구르트의 양을 포함하여 식단 및 생활 방식 요인에 대한 정기적인 설문지를 작성했다. 연구팀은 3079명의 환자가 대장암으로 진단받았으며, 종양 조직 샘플을 채취하여 세균을 조사했다. 1121건의 사례에서 세균 정보를 찾을 수 있었다. 1121건 중 31%의 종양(346건)에서 비피도박테리움 양성 반응이 나타났다. 요구르트 섭취는 비세균 대장암 위험에 아무런 차이를 만들지 못했지만, 주당 최소 2회 섭취는 비피도박테리움 양성 대장암 위험을 20% 낮추는 것으로 나타났다. 그러나 연구 결과, 유전적 요인, 비만, 화학 물질 노출과 같은 다른 요인으로 인해 발생하는 대장암 위험 감소와 요구르트 섭취 사이의 연관성은 발견되지 않았다. 매사추세츠 종합 병원의 임상 및 중개 역학 부서 책임자인 앤드류 T. 찬 박사는 "이번 논문은 식단, 장내 미생물군, 대장암 위험 사이의 연관성을 보여주는 증거가 늘어나는 데 기여한다"며 "젊은 층의 대장암 위험에 있어 이러한 요인들의 특정 역할을 조사할 수 있는 추가적인 통로를 제공한다"고 말했다. 미국 암 학회는 올해 15만 4000명 이상의 미국인이 대장암에 걸릴 것이며, 5만 3000명 미만이 사망할 것으로 추정한다. 영국에서는 매년 4만 4000명이 진단을 받고 약 1만 6800명이 사망한다. 존스 홉킨스 대학의 최근 연구 결과에 따르면, 세균은 가족력이 없는 대장암 환자의 절반 이상에게서 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 나타났다. 브리검 여성 병원의 공동 수석 저자이자 병리학자인 도모타카 우가이 박사는 "요구르트와 기타 발효 유제품이 위장 건강에 유익하다는 것은 오랫동안 믿어져 왔다"며 "이번 새로운 연구 결과는 이러한 보호 효과가 비피도박테리움 양성 종양에 특이적일 수 있음을 시사한다"고 말했다. 전문가들은 요구르트가 특정 대장암 위험을 정확히 어떻게 낮추는지 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다고 말했지만, 요구르트의 건강한 세균이 비피도박테리움을 포함하여 장내 미생물군의 세균을 변화시킬 수 있다고 추측했다. 요구르트에는 건강한 소화를 촉진하는 것으로 밝혀진 여러 형태의 활성 세균으로 구성된 프로바이오틱스가 함유되어 있다. 프로바이오틱스는 장내 건강한 세균의 균형을 맞추는 것 외에도 장 염증을 줄여 암세포 형성 위험을 낮추는 것으로 밝혀졌다. 요구르트의 프로바이오틱스는 대변을 더 부드럽게 만들어 변비를 줄이는 데 도움이 될 수도 있다. 이는 대변이 대장에 머무는 시간을 줄여 유해 세균이 퍼질 가능성을 줄인다. 한편, 이번 연구의 한 가지 단점은 주로 50~60세 사이의 환자에게 초점을 맞추어 조기 발병 대장암에 대한 데이터가 제한적이라는 점이다. 브리검 여성 병원 분자 병리학 역학 프로그램 책임자인 슈지 오기노 박사는 "이번 연구는 요구르트의 잠재적 이점에 대한 독특한 증거를 제공한다"며 "우리 연구실의 접근 방식은 장기적인 식단 및 기타 노출을 특정 세균 종의 존재 유무와 같은 조직의 가능한 주요 차이점과 연결하려고 노력하는 것이다. 이러한 종류의 조사 작업은 식단과 건강 결과 사이의 연관성에 대한 증거의 강도를 높일 수 있다"고 말했다.
-
- 생활경제
-
[먹을까? 말까?(91)] 요구르트 주 2회 섭취, 특정 대장암 위험 20% 감소 효과
-
-
[퓨처 Eyes(71)] 노화의 시계를 멈추는 열쇠?
- "노화는 그저 멈출 수 없는 마모 과정일 뿐일까?" 영국 킹스 칼리지 런던 연구진은 크로마틴이 노화로 인한 손상에도 놀라운 회복력을 보인다는 획기적인 발견을 발표하며, 이 묵묵부답의 질문에 강렬한 물음표를 던졌다. 크로마틴은 DNA와 단백질의 복합체로, 세포의 유전 정보를 담고 있는 핵심 물질이다. 이 연구 결과는 노화 과정에 대한 기존의 통념을 뒤집고, 노화 방지 치료의 새로운 가능성을 제시하며, 노화의 비밀을 풀 수 있는 열쇠를 우리 손에 쥐여주고 있다고 사이테크 데일리와 뉴스 메디컬 등 다수 외신들이 최근 보도했다. 크로마틴은 진핵세포에서 발견되는 DNA와 히스톤 단백질로 구성된 복합체로, 우리 몸의 모든 세포 안에 존재하며 유전 정보를 담고 있다. 쉽게 설명하면 DNA는 마치 책 속의 내용과 같고, 크로마틴은 책을 정리해 놓은 책장과 같다고 볼 수 있다. 크로마틴, 노화의 마모에도 강하다 연구진은 '노화는 필연적인 마모 과정'이라는 기존의 통념에 의문을 제기했다. 노화가 진행됨에 따라 단백질은 변형되고 손상되며, 이는 다양한 질병으로 이어질 수 있다. 하지만 이번 연구 결과, 크로마틴은 이러한 단백질 손상에도 불구하고 놀라운 회복력을 보이는 것으로 나타났다. 킹스 칼리지 런던의 루이스 게라 박사는 "여러 실험 결과, 크로마틴이 이러한 '마모'의 존재를 상당히 잘 견뎌낸다는 사실이 밝혀졌다"며 놀라움을 금치못했다. 마치 굳건한 성벽처럼, 외부의 공격에도 쉽게 무너지지 않는 크로마틴의 모습은 노화에 대한 우리의 기존 관념을 완전히 뒤흔드는 것이었다. 크로마틴은 DNA 구조를 설정하는 핵심적인 역할을 한다. 게라 박사는 "이는 DNA 구조를 설정하는 크로마틴이 우리가 생각했던 것보다 더 강력하다는 것을 시사한다"며, 크로마틴의 중요성을 강조했다. 크로마틴은 마치 오래된 컴퓨터와 같다. 최신 부품은 없더라도 기본적인 기능은 유지되는 것처럼, 크로마틴 역시 손상된 부분을 수리하거나 교체할 때까지 기능적 무결성을 유지할 수 있다는 것이다. 아무리 오래되고 낡은 컴퓨터라도 핵심 부품인 코어가 제대로 작동한다면 기본적인 기능은 수행할 수 있는 것처럼, 크로마틴 역시 DNA 구조의 핵심 역할을 수행하며 세포의 생명 유지를 가능하게 한다. 단백질 노화의 미스터리 연구진은 단백질이 노화 과정에서 변형되지만, 크로마틴 전체 구조는 유지되는 현상을 발견했다. 단백질은 수명 동안 늘어나고 왜곡되거나 녹슬기와 유사한 과정을 겪는다. 이러한 손상은 단백질에 자연적으로 발생하는 화학적 변화인 번역 후 변형(Post-Translational Modification, PTM)을 초래한다. PTM은 단백질이 만들어진 후에도 다양한 화학적 변화를 겪는 것을 의미하며, 단백질의 기능과 수명을 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 연구팀은 이러한 PTM을 포함하는 인공적으로 노화된 크로마틴을 구축하여 실험했다. 그 결과, 노화 관련 PTM으로 인해 단백질에 극심한 국소적 변화가 일어났음에도 불구하고 크로마틴의 전반적인 구조와 무결성은 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 하지만, 크로마틴과 상호 작용하는 효소들이 노화된 크로마틴을 인식하지 못하고 기능을 상실하는 새로운 취약점 또한 발견됐다. 마치 견고한 성벽에도 예상치 못한 균열이 존재하는 것처럼, 크로마틴 역시 완벽한 존재는 아니었던 것이다. 게라 박사는 "하지만 우리가 확대해서 우리가 도입한 이 노화된 부위를 직접 표적으로 삼는 생화학적 과정을 조사했을 때, 우리는 엄청난 효과를 보았다"며, 효소 상호 작용의 중요성을 강조했다. 미래 노화 방지 치료의 실마리 이번 연구 결과는 미래 노화 방지 치료에 중요한 시사점을 던져준다. 크로마틴의 회복력과 취약점에 대한 이해는 맞춤형 노화 방지 치료의 개발로 이어질 수 있다. 게라 박사는 "이는 신체의 특정 부분의 기능적 무결성이 결함이 있는 부분을 수리하거나 교체할 때까지 유지될 수 있음을 의미할 수 있다"며, 개인 맞춤형 치료 시대의 가능성을 열었다. 마치 환자 개개인의 특성에 맞춰 맞춤형 약을 처방하는 것처럼, 크로마틴 연구는 개인의 노화 정도와 취약점을 파악하여 그에 맞는 맞춤형 치료법을 개발하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 단백질과 같은 노화된 생체 분자를 화학적으로 구성하고, 마모로 인해 크로마틴 및 기타 복잡한 세포 구성 요소의 기능이 돌이킬 수 없을 정도로 방해받는 '전환점'을 식별하기 위한 연구를 진행하고 있다. 이러한 연구는 미래 세대 약사들이 더욱 효과적인 노화 방지 치료법을 개발하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 게라 박사는 "이는 DNA 구조를 설정하는 크로마틴이 우리가 생각했던 것보다 더 강력하다는 것을 시사한다"고 말하며, 크로마틴 연구가 노화 방지 치료의 새로운 지평을 열어줄 것이라는 기대감을 표현했다. 킹스 칼리지 런던 연구진의 이번 연구는 노화 과정에 대한 우리의 이해를 넓히고, 노화 방지 치료의 새로운 가능성을 제시했다. 마치 노화라는 미로의 지도를 새롭게 그린 것과 같다. 크로마틴 연구는 앞으로 더욱 활발하게 진행될 것이며, 개인 맞춤형 노화 방지 치료 시대를 앞당기는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
-
- 포커스온
-
[퓨처 Eyes(71)] 노화의 시계를 멈추는 열쇠?
-
-
우주 '유령 입자'의 놀라운 에너지, 심해 탐사로 밝혀내
- 천문학자들이 지중해 심해에 건설중인 거대한 센서 네트워크를 활용해 역대 최고 에너지의 우주 '유령 입자'를 검출하는 데 성공했다. 해당 연구에 대해서는 CNN, 뉴욕타임스, 네이터닷컴 등 다수 외신이 심층적으로 다루었다. 이 입자는 공식 명칭 '중성미자(Nutiino)'로, 이전에 검출된 수백 개의 중성미자보다 30배나 높은 에너지를 지닌 것으로 확인됐다. 우주에서 날아오는 이 작고 강렬한 입자들은 물질과 상호작용없이 통과하는 특성 때문에 '유령 입자'로 불린다. 질량이 거의 없는 중성미자는 별, 행성, 은하 전체를 포함한 극한 환경을 통과하면도 구조를 유지한다. 전 세계 360명 이상의 과학자들이 참여한 KM3NeT 협력단의 중성미자 분석 결과는 12일 과학 저널 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 공동 저자인 로사 코닐리오네 KM3NeT 부대변인 겸 이탈리아 국립핵물리연구소 연구원은 "중성미자는 특별한 우주 메신저로, 가장 강력한 현상과 관련된 메커니즘에 대한 독특한 정보를 제공하며 우주의 가장 먼 곳까지 탐험할 수 있게 해 준다"고 밝혔다. 이번에 검출된 기록적인 중성미자는 KM3-230213A로 명명됐으며 2200억 전자볼트의 에너지를 가지고 있었다. 연구진에 따르면 이 엄청난 에너지는 스위스 제네바 인근 유럽입자물리연구소(CERN)의 거대 강입자 충돌기(LHC)가 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속시키는 능력보다 약 3만 배나 강력한 것이다. 전하를 띠지 않는 중성미자는 고에너지 양성자가 우주를 창조한 빅뱅에서 남은 복사선의 광자와 결합할 때 생성될 수 있다. 이 입자들은 우주를 거의 빛의 속도로 이동한다. KM3NeT 공동 저자인 브래드 K. 깁슨 박사는 이메일을 통해 CNN에 "이 단일 중성미자의 에너지는 우라늄 원자 하나, 또는 열 개, 심지어 백만 개의 원자를 쪼개서 방출되는 에너지와 맞먹는다고 생각하면 된다"며 "이 작은 중성미자 하나가 10억 개의 우라늄 원자를 쪼개서 방출되는 에너지만큼의 에너지를 가지고 있었다. 핵분열로 생성되는 에너지와 비교하면 정말 엄청난 숫자"라고 설명했다. 이 입자는 우주에서 그렇게 높은 에너지의 중성미자가 생성될 수 있다는 최초의 증거를 제공한다. 연구진은 이 중성미자가 우리 은하 너머에서 왔다고 믿지만, 정확한 기원 지점은 아직 밝혀내지 못했다. 초거대 블랙홀, 감마선 폭발, 초신성 잔해와 같은 극한 환경에서 중성미자가 생성되어 우주를 가로질러 날아왔을 가능성이 제기된다. 공동 저자인 파스칼 코일 KM3NeT 대변인 겸 프랑스 국립과학연구센터-마르세유 입자물리센터 연구원은 이번 획기적인 발견은 중성미자 천문학의 새로운 장을 열었을 뿐만 아니라 우주를 관측할 새로운 창을 열었다고 말했다. 코일은 "KM3NeT은 검출된 중성미자가 극한의 천체 물리학적 현상에서 비롯될 수 있는 에너지와 감도의 범위를 탐색하기 시작했다"고 덧붙였다. 중성미자, 얼음이나 물과 상호작용 중성미자는 주변 환경과 상호작용을 잘 하지 않기 때문에 검출하기 어렵지만, 물이나 얼음과는 상호작용한다. 중성미자가 검출기와 직접 상호작용하면 얼음에 박히거나 물에 떠 있는 인근 디지털 광학 센서 네트워크가 감지할 수 있는 푸르스름한 빛을 방출한다. 예를 들어 남극의 아이스큐브 중성미자 관측소는 남극 얼음에 박힌 5000개 이상의 센서 그리드를 포함한다. 2011년부터 운영된 이 검출기는 수백 개의 중성미자를 발견했으며, 과학자들은 그 중 일부를 블레이저나 활동 은하의 밝은 핵과 같이 우주적 근원으로 그 일부를 추적할 수 있었다. 국제 연구팀은 2010년대 초 심해에서 중성미자를 포착할 수 있는 1 입방킬로미터 중성미자 망원경(KM3NeT)으로 알려진 검출기 네트워크 아이디어를 구상했고, 2015년에 네트워크 설치가 시작됐다. KM3NeT은 2023년 2월 13일, 이 입자가 두 검출기 중 하나를 밝혔을 때 기록적인 검출에 성공했다. 두 개의 검출기 중 하나인 ARCA(심해 우주선 연구)는 수심 3450m에 위치하고, ORCA(심해 우주선 진동 연구)는 지중해 해저 수심 2450m에 위치한다. 이탈리아 카포 파세로 인근 시칠리아 해안에 있는 ARCA 검출기는 고에너지 중성미자를 포착하도록 설계됐고, 프랑스 남동부 툴롱 근처에 있는 ORCA는 저에너지 중성미자 탐색에 전념한다. 해저에 고정된 센서 그리드를 포함하는 KM3NeT은 아직 건설 중이지만, 고에너지 중성미자를 포착하기에 충분한 검출기가 배치됐다고 연구진은 밝혔다. ARCA 검출기는 계획된 구성 요소의 10%만 작동 중이었을 때 입자가 망원경 전체를 거의 수평으로 통과하며 활성 센서의 3분의 1 이상에서 신호를 발생시켰다. 검출기는 하전 입자에 의해 생성된 2만8000개 이상의 빛 광자를 기록했다. 미스터리하고 강력한 기원 이 중성미자 내의 에너지가 일상적인 물체에 대한 이해를 위해 전환된다면 0.04줄, 즉 1m 높이에서 떨어진 탁구공의 에너지에 해당한다고 공동 저자인 아르트 헤이보어 KM3NeT 물리학 코디네이터 겸 네덜란드 국립 아원자 물리학 연구소(NIKHEF) 및 암스테르담 대학 교수는 말했다. 그 양은 작은 LED 전구를 약 1초 동안 켤 수 있는 정도라고 그는 말했다. 헤이보어는 이메일을 통해 "일상적인 물체에 대해서는 큰 에너지가 아니지만, 일상 세계와의 그런 유추가 가능하다는 사실 자체가 놀랍다. 이 모든 에너지는 단일 기본 입자 안에 담겨 있었다"고 설명했다. 연구진에 따르면 입자 규모에서 중성미자는 가시광선 광자 에너지의 약 10억 배에서 1억 배에 해당하는 초고에너지로 간주됐다. 지구에서 중성미자를 검출하면 연구원들은 근원지를 추적할 수 있다. 이 입자들이 어디에서 오는지 이해하는 것은 오랫동안 광선이 지구 대기에 충돌할 때 중성미자의 주요 원천으로 여겨져 온 미스터리한 광선인 우주선(Cosmic Ray)의 기원에 대해 더 많은 것을 밝힐 수 있다. 우주에서 가장 강력한 입자인 우주선(cosmic ray)은 우주에서 지구로 쏟아진다. 이 광선은 대부분 양성자나 원자핵으로 구성되어 있으며, 광선을 생성하는 것이 거대 강입자 충돌기의 능력을 능가하는 매우 강력한 입자 가속기이기 때문에 우주 전역으로 방출된다. 중성미자는 우주선이 이디에서 오는지, 무엇이 우주 전역으로 발사하는 지 천문학자들에게 알려줄 수 있다. 연구진은 감마선 폭발이나 138억년 전 빅뱅에서 남은 복사인 우주 마이크로파 배경의 광자와 우주선 상호 작용과 같이 강력한 무엇인가가 이번에 새로 발견된 중성미자를 방출했다고 추정한다. 연구 기간 동안 연구진은 중성미자를 생성했을 가능성이 있는 12개의 잠재적 블레이저를 확인하기도 했다. 블레이저는 검출기에서 수집한 데이터와 감마선, X선, 전파 망원경의 교차 참조 데이터를 기반으로 입자가 이동한 것으로 추정되는 방향과 일치한다. 하지만 더 많은 연구가 필요하다.
-
- 포커스온
-
우주 '유령 입자'의 놀라운 에너지, 심해 탐사로 밝혀내
-
-
[글로벌 핫이슈] 인공지능(AI) 의존, 비판적 사고력 저하 초래 가능성 제기
- 인공지능(AI)에 대한 의존도가 높아짐에 따라 인간의 비판적 사고 능력이 저하될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 카네기 멜론 대학교와 마이크로소프트가 공동으로 진행한 이번 연구는 319명의 '지식 노동자'를 대상으로 업무 현장에서의 생성형 AI 활용 경험을 설문 조사했다. 연구진은 사회복지사부터 프로그래머까지 다양한 직군의 전문가들에게 AI 도구 사용 사례와 그 과정에서 요구되는 비판적 사고의 정도를 묻고, 900건 이상의 실제 AI 활용 사례를 분석했다. 논문에 인용된 일부 작업으로는 학교에서 손 씻기에 대한 프레젠테이션을 위한 이미지를 만드는 데 AI 이미지 생성기 DALL-E를 사용하는 교사, 챗GPT를 사용해 '기술을 연마하기 위한 새로운 리소스와 전략에 대한 권장 사항을 생성'하는 상품 거래자, '신규 진단된 당뇨병 환자를 위한 챗GPT에서 생성된 교육 팜플렛'을 검증한 간호사 등이 포함됐다. 연구 결과, AI의 정확성에 대한 신뢰도가 높은 사용자일수록 비판적 사고를 덜 사용하는 경향이 나타났다. 반면, AI 기술에 대한 신뢰도가 낮은 사용자는 AI 결과물을 검토하는 과정에서 더 많은 비판적 사고를 활용하는 것으로 분석됐다. 연구진은 "데이터 분석 결과, 지식 노동자들이 생성형 AI를 사용하면서 업무 수행 방식이 실행에서 감독으로 전환되는 경향을 보였다"며, "AI가 효율성을 향상시킬 수 있지만, 특히 일상적이거나 중요도가 낮은 업무에서 사용자들이 AI에 단순히 의존하게 되면서 비판적 참여를 감소시킬 수 있으며, 이는 장기적인 의존성과 독립적인 문제 해결 능력 저하에 대한 우려를 낳는다"고 지적했다. 연구팀은 AI 사용이 창의성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 발견했다. AI 도구를 사용하는 작업자들이 자신의 인지 능력에 의존하는 사람들에 비해 '동일한 작업에 대해 덜 다양한 결과물'을 생성해내는 것으로 나타났다. 연구진은 계산기나 GPS 지도와 같은 새로운 기술이 인지적 작업을 '오프 로딩'함으로써 일상 업무에 도움을 주었지만, 이번 연구 결과는 AI가 인간의 인지 능력을 대체할 수 있다는 일각의 주장에 대한 우려를 제기한다고 밝혔다. 연구팀은 "자동화의 핵심 아이러니는 일상적인 작업을 기계화하고 인간 사용자에게 예외 처리를 맡기면 사용자가 판단을 연습하고 인지 근육을 강화할 수 있는 일상적인 기회를 박탈하고 예외가 발생했을 때 위축되고 준비 되지 않은 상태로 방치되는 점"이라고 적었다.
-
- IT/바이오
-
[글로벌 핫이슈] 인공지능(AI) 의존, 비판적 사고력 저하 초래 가능성 제기
-
-
[우주의 속삭임(97)] 퍼시비어런스 화성 탐사선, '특별한 보물' 발견
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 퍼시비어런스 화성 탐사차가 화성의 '실버 마운틴' 지역에서 지금까지 수집한 것과는 전혀 다른 독특한 암석 표본을 발견했다. 퍼시비어런스는 화성 표면을 돌아다니며 탐사하도록 설계된 승용차 크기의 탐사차다. 퍼시비어런스는 현재 제제로 크레이터(Jezero Crater) 가장자리의 언덕과 암석 노두를 탐사하며, 이 지역의 지질학적 역사를 밝히기 위한 암석 표본을 수집하고 있다. 스페이스닷컴에 따르면 이번에 발견된 26번째 표본은 '실버 마운틴'으로 명명되었으며, 2.9cm 크기로 "지금까지 본 적 없는 독특한 질감"을 가지고 있다고 NASA는 밝혔다. NASA는 이 지역의 암석들이 "화성의 심층 과거를 엿볼 수 있는 희귀한 창"을 제공할 수 있다는 점에서 과학적 가치가 매우 높다고 설명했다. 이 암석들은 수십억 년 전 고대 충돌로 인해 화성 내부 깊은 곳에서 표면으로 솟아오른 것으로 추정된다. NASA 제트 추진 연구소(JPL)는 이 암석들이 초기 화성 지각의 일부이며, "태양계에서 발견된 가장 오래된 암석 중 하나일 수 있다"고 밝혔다. 이 암석 연구를 통해 화성과 지구를 비롯한 태양계 초기 형성 시기의 모습을 이해하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. NASA는 이 표본이 약 40억 년 전 화성 지질학적 시대인 노아키안 시대(Noachian age)의 첫 번째 표본이라고 덧붙였다. 노아키안 시대는 잦은 소행성 및 혜성 충돌로 인해 오늘날 화성에서 볼 수 있는 많은 크레이터가 형성된 시기이다. 2021년 제제로 크레이터 근처에 착륙한 퍼시비어런스는 고대 생명체의 흔적을 찾고, '실버 마운틴'과 같은 암석 표본을 수집하여 지구로 가져와 연구하며, 새로운 탐사 기술을 시험하는 임무를 수행하고 있다. 화성에서 고대 생명체를 찾는 로버 중 하나는 헬리콥터 '인저뉴어티'였다. 5번의 시험 비행을 위해 설계된 인저뉴어티는 로터 손상으로 임무를 종료하기 전까지 총 72번의 화성 하늘을 비행했다. 화성에서 4년간 탐사를 진행한 퍼시비어런스는 지질학적 역사 속에서 물과 상호 작용한 화학적 증거를 보여주는 암석들을 발견했다. 물은 지구에서 생명체에 필수적이다. 과학자들은 이 표본과 다른 표본들을 지구로 가져와 심층적으로 연구하기를 열망하고 있지만, 화성 샘플 귀환 프로그램의 운명은 비용 상승과 임무 복잡성으로 인해 아직 불확실하다. 비용 추정치가 110억 달러까지 상승하고 샘플 반환 일정이 2040년 이후로 연장되자 NASA는 계획을 전면적으로 개편하기 시작했으며, 이후 업계와 학계의 새로운 제안을 모색해 왔다. NASA는 2026년에 새로운 전략을 결정할 예정이다. 한편, 중국은 2028년 화성 샘플 귀환 임무를 발사해 2031년까지 지구로 표본을 반환하는 것을 목표로 하고 있다.
-
- 포커스온
-
[우주의 속삭임(97)] 퍼시비어런스 화성 탐사선, '특별한 보물' 발견
-
-
트럼프, 플라스틱 빨대 사용 재개 선언⋯"종이 빨대는 효과 없어"
- 도널드 트럼프 미국 대통령이 플라스틱 빨대 사용을 재추진하는 행정명령에 서명하며, 바이든 행정부의 연방 정부 내 일회용 플라스틱 사용 단계적 금지 정책을 뒤집었다. 트럼프는 10일(현지시간) "종이 빨대는 효과가 없다"며 "우리는 다시 플라스틱 빨대로 돌아갈 것"이라고 밝혔다고 독립매체 인디펜던트, 미국의 소리, 더 힐 등 다수 외신이 전했다. 바이든 행정부의 플라스틱 규제 철회⋯트럼프의 행정명령 트럼프의 이번 결정은 바이든 행정부가 추진했던 연방 정부의 일회용 플라스틱 사용 감축 정책을 정면으로 겨냥한 것이다. 바이든 행정부는 연방 시설 내 플라스틱 빨대, 식기류, 포장재 등의 사용을 2027년까지 음식 서비스, 행사, 포장 부문에서 금지하고, 2035년까지 연방 운영 전반에서 단계적으로 중단하는 목표를 설정한 바 있다. 트럼프는 종이 빨대가 환경 보호의 대안으로 제시되었으나, 실제로는 사용이 불편하다는 점을 지적했다. 그는 지난 주말 자신의 소셜 미디어 '트루스 소셜(Truth Social)'을 통해 "입안에서 녹아내리는 빨대는 역겹다"며 바이든 정책을 "폐기된(dead) 정책"이라고 비판했다. 앞서 트럼프는 2019년 대선 캠페인 당시 트럼프 브랜드의 재사용 가능한 플라스틱 빨대(10개들이 15달러)를 판매하며 종이 빨대 사용 규제를 강하게 반대해왔다. 이번 행정명령 역시 플라스틱 사용 규제에 반대하는 기업과 소비자들의 요구를 반영한 것으로 풀이된다. 플라스틱은 석유와 가스를 사용해 생산된다. 환경 단체 반발⋯"플라스틱 오염, 지구적 위기" 트럼프의 결정에 대해 환경 단체들은 즉각 반발하고 나섰다. 미국 해양 보호 단체 오세아나(Oceana)의 플라스틱 캠페인 디렉터 크리스티 레빗(Christy Leavitt)은 "트럼프 전 대통령은 일회용 플라스틱 문제에서 잘못된 방향으로 가고 있다"며 "지구는 플라스틱 오염 위기에 직면해 있으며, 이는 해양 생태계와 전 지구적 환경에 심각한 위협이 되고 있다"고 경고했다. 더 힐은 2023년 연구를 인용해 코팅이나 방수에 주로 사용되는 PFAS(영원한 화합물질)로 알려진 화합물은 독성이 있으며, 종이와 대나무를 포함한 거의 모든 유형의 빨대에서 발견됐다고 지적했다. 플라스틱 빨대는 해양 쓰레기 중 일부에 불과하지만, 전체적으로 일회용 플라스틱 포장재, 물병, 테이크아웃 용기, 쇼핑백 등과 함께 심각한 환경 오염을 초래하는 주요 요인으로 지목되고 있다. 유엔에 따르면 매년 전 세계에서 400만 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 바다로 유입되며, 이는 분해되는 과정에서 미세 플라스틱으로 변해 해양 생물과 인간 건강에도 악영향을 미친다. 미국 환경 단체 '스트로우스 터틀 아일랜드 복원 네트워크(Straws Turtle Island Restoration Network)'는 "미국에서 하루에 3억 9000만 개의 빨대가 사용되며, 이는 200년 이상 분해되지 않고 해양 생태계에 심각한 위협을 가한다"고 밝혔다. 플라스틱 산업계 환영⋯"빨대는 시작일 뿐" 한편, 플라스틱 업계는 트럼프의 결정을 적극 지지하고 있다. 미국 플라스틱 산업 협회(Plastics Industry Association)의 대표 맷 시홀름(Matt Seaholm)은 "우리는 '다시 플라스틱(Back to Plastic)' 캠페인을 전면적으로 지지한다"며 "빨대 문제는 시작에 불과하며, 더 많은 제품에서 플라스틱 규제를 완화해야 한다"고 주장했다. 플라스틱 규제 둘러싼 논쟁 심화 전망 현재 전 세계적으로 플라스틱 오염 문제를 해결하기 위한 논의가 진행 중이다. 지난해 말 한국에서 열린 유엔(UN) 회의에서는 전 세계 100개국 이상이 플라스틱 생산량 제한과 재활용 촉진을 포함한 국제 협약 체결을 추진했으나, 최종 합의에는 이르지 못했다. 미국, 중국, 독일 등 주요 플라스틱 생산국들은 협상 과정에서 자국 산업 보호와 환경 규제 간 균형을 맞추는 방안을 모색하고 있다. 미국 플라스틱 제조업체들은 바이든 행정부가 제시한 재활용 중심 정책을 유지할 것을 촉구하고 있으며, 트럼프가 플라스틱 규제 완화를 주도하는 것이 환경 정책의 흐름과 맞지 않는다는 비판도 제기되고 있다. 트럼프 전 대통령의 이번 행정명령은 단순한 정책 변경이 아니라 환경 보호 정책과 산업 이익 간의 갈등을 보여주는 대표적 사례로 평가된다. 앞으로 플라스틱 사용 규제에 대한 논쟁은 더욱 심화될 것으로 보인다.
-
- ESGC
-
트럼프, 플라스틱 빨대 사용 재개 선언⋯"종이 빨대는 효과 없어"
-
-
그린란드 빙하 흐름, 미세한 '얼음 지진'으로 움직인다
- 그린란드 빙하는 미세한 얼음 지진으로 움직이는 것으로 밝혀졌다. 취리히 공과대학(ETH Zurich) 연구진은 그린란드 빙하 흐름의 역동성을 밝혀내 해수면 상승 예측에 중요한 단서를 제공했다. 거대한 남극과 그린란드 빙하는 마치 얼어붙은 강처럼 내륙의 빙하를 바다로 운반하며, 그 움직임 변화는 해수면 상승에 큰 영향을 미친다. 기존 기후 연구자들은 빙하 흐름을 '끈적한 꿀'처럼 천천히, 꾸준히 바다로 흘러가는 것으로 가정하고 컴퓨터 시뮬레이션에 기반해 해수면 상승을 예측해 왔다. 하지만 위성 관측 결과, 이러한 시뮬레이션은 실제 빙하 흐름 속도를 정확히 반영하지 못해 빙하 질량 손실과 해수면 상승 속도 및 규모 예측에 상당한 불확실성을 초래했다. ETH 취리히의 안드레아스 피히트너(Andreas Fichtner) 교수 연구팀은 빙하 흐름 깊은 곳에서 수많은 미세한 '얼음 지진'이 발생하며 서로를 유발하고 수백 미터까지 전파된다는 사실을 발견했다. 이러한 발견은 기존 시뮬레이션과 위성 관측 사이의 격차를 설명하는 데 도움을 주며, 향후 빙하 흐름 시뮬레이션 방식에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 해당 연구에 대해서는 뉴욕타임스, 사이언스, PHYS.org등 다수 외신이 7일(현지시간) 보도했다. 피히트너 교수는 "빙하 흐름이 끈적한 꿀처럼 흐른다는 가정은 더 이상 유효하지 않다. 빙하 흐름은 끊임없이 미끄러짐과 멈춤을 반복하며 움직인다"고 말했다. 연구진은 이번 발견이 빙하 흐름 시뮬레이션에 통합되어 해수면 변화 예측의 정확성을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 깊은 곳에서 채취한 빙하 코어에서 발견되는 수많은 단층면의 기원을 설명해 준다. 이 단층면은 지각 변동의 결과로 알려져 있었지만, 그 원인은 지금까지 밝혀지지 않았었다. 알프레드 베게너 연구소(Alfred Wegener Institute)의 올라프 아이젠(Olaf Eisen) 교수는 "이번 얼음 지진 발견은 작은 규모에서 빙하 흐름의 변형을 더 잘 이해하기 위한 중요한 발걸음"이라고 설명했다. 연구팀은 빙하 표면 900m 아래에 위치한 화산재층 때문에 얼음 지진이 표면에서 관측되지 않아 지금까지 발견되지 않았다고 밝혔다. 빙하 코어 분석 결과, 이 화산재는 약 7,700년 전 미국 오리건 주 마자마 산의 대규모 폭발로 인해 발생한 것으로 밝혀졌다. 피히트너 교수는 "빙하 흐름의 역동성과 화산 폭발 사이에 이전에 알려지지 않은 관계를 발견한 것에 놀랐다"고 회상했다. 그는 얼음 지진이 얼음 속 불순물에서 시작된다는 사실도 발견했다. 이러한 불순물은 화산 폭발로 인해 대기 중으로 유입된 미량의 황산염으로, 눈과 함께 그린란드 빙상에 쌓였다. 이 황산염은 얼음의 안정성을 감소시키고 미세 균열 형성을 촉진하는 역할을 한다. 이번 연구는 ETH 취리히가 주도했으며, 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 극지 및 해양 연구 센터(AWI), 스트라스부르 대학교, 닐스 보어 연구소(NBI), 스위스 연방 연구소 WSL 등 여러 대학의 연구진이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학 저널 '사이언스'에 게재됐다.
-
- 포커스온
-
그린란드 빙하 흐름, 미세한 '얼음 지진'으로 움직인다
-
-
[먹을까? 말까?(90)] 해독 주스, 정말 건강에 좋을까?
- 해독주스는 오랫동안 우리 몸의 독소를 해독하고 건강에 도움이 된다고 알려져왔다. '주스 클렌즈(Juice Clense)'라고도 불리는 해독주스는 과일이나 채소의 착즙 주스만을 일정 기간 음용하면서 체내의 독성물질을 몸 밖으로 배출하는 디톡스 요법이다. 말 그대로 '주스로 깨끗하게 하다'라는 의미를 가지고 있는 해독주스는 정말 건강에 도움이 될까. 미국 노스웨스턴 대학교 연구팀은 섬유질이 거의 없는 주스만 먹는 식단은 단 3일만이라도 염증과 인지 저하와 관련된 구강 및 장 박테리아에 변화를 가져온다는 것을 발견했다고 메디컬익스프레스, 어스닷컴 등 다수 외신이 전했다. 이러한 변화는 염증과 인지 기능 저하와 관련이 있어 주스의 장기적인 영향에 대한 우려를 불러일으킨다. 주스가 비타민과 항산화제를 제공하지만, 장 건강에 중요한 역할을 하는 섬유질이 부족하다는 점도 문제점으로 지적된다. 해당 연구는 학술지 '뉴트리언트(Nutrients)'에 게재됐다. 연구팀은 해독주스가 인체에 어떤 영향을 미치는 지 확인하기 위해 건강한 성인 그룹 3팀을 대상으로 연구를 진행했다. 한 그룹은 주스만 섭취했으며, 두 번째 그룹은 주스와 통곡물을 함께 섭취했고, 세 번째 그룹은 식물 기반 통곡물만 섭취했다. 팀은 유전자 염기서열 분석 기술을 사용해 박테리아의 변화를 분석하기 위해 식단 전, 식단 중간, 식단 후에 타액, 뺨 면봉과 대변 샘플을 수집했다. 연구 결과 주스만 마신 그룹은 염증 및 장 투과성과 관련된 박테리아가 가장 크게 증가한 반면 식물성 식품만 섭취한 그룹은 유익한 미생물 변화가 관찰됐다. 주스와 통곡물을 섭취한 그룹은 일부 박테리아 변화가 있었지만 주스만 마신 그룹보다는 변화가 더뎠다. 이 연구는 주스 전용 식단이 실제로 건강을 지원하는지, 아니면 장과 입안의 세균의 미묘한 균형을 깨뜨리는지 확인하는 것을 목표로 했다. 많은 사람들이 주스를 몸을 깨끗하게 하는 자연적인 방법이라고 생각하지만, 연구 결과는 그 반대일 수 있음을 시사한다. 노스웨스턴 대학교 파인버그 의대의 오셔통합건강센터 소장이자 노스웨스턴 의대 의사인 수석 저자 멜린다 링(Melinda Ring)박사는 "대부분의 사람들은 주스를 건강한 해독으로 생각하지만 이 연구는 현실을 직시할 필요성이 있음을 보여준다"고 말했다. 링 박사는 "섬유질이 거의 없는 주스를 많이 섭취하면 미생물 군집 불균형이 발생해 염증과 장 건강 악화와 같은 부정적인 결과를 초래할 수 있다"고 설명했다. 해독주스와 마이크로바이옴 불균형 연구 결과, 주스만 전적으로 섭취한 그룹에서 염증 및 장 투과성과 관련된 세균이 가장 많이 증가한 것으로 나타났다. 반면, 식물 기반 통곡물 식품 그룹은 더 유익한 미생물 변화를 보였다. 주스와 통곡물 식품을 함께 섭취한 그룹에서도 일부 세균 변화가 나타났지만, 주스 전용 그룹에서 관찰된 변화보다는 덜 심각했다. 멜린다 링 박사는 "대부분의 사람들은 주스를 건강한 해독으로 생각하지만, 이 연구는 현실 점검을 제공한다. 섬유질이 거의 없는 많은 양의 주스를 섭취하면 염증 및 장 건강 감소와 같은 부정적인 결과를 초래할 수 있는 마이크로바이옴 불균형을 초래할 수 있다"고 말했다. 장 건강에서 섬유질의 역할 주스 클렌즈의 가장 큰 문제점 중 하나는 섬유질 제거이다. 과일과 채소를 주스로 만들 때 대부분의 섬유질이 제거된다. 섬유질은 장내 유익한 세균의 먹이가 되어 부티레이트와 같은 항염증 화합물을 생성하도록 돕는다. 섬유질이 없으면 당을 좋아하는 세균이 증식하고 주스의 높은 당 함량이 이들의 성장을 부추긴다. 이러한 불균형은 유해 세균이 유익한 세균보다 많아지게 해 장내 세균 불균형을 초래할 수 있다. 시간이 지남에 따라 이는 소화 문제, 면역력 약화, 심지어 정신 건강 문제의 위험을 증가시킬 수 있다. 이 연구는 또한 섬유질 섭취 감소가 신진대사에 부정적인 영향을 미쳐 신체가 혈당과 에너지 수준을 조절하는 것을 더 어렵게 만들 수 있음을 시사한다. 구강 마이크로바이옴의 빠른 변화 이 연구는 장내 세균은 비교적 안정적으로 유지되는 반면, 구강 마이크로바이옴은 주스 전용 식단에 빠르게 반응한다는 것을 보여주었다. 연구진은 유익한 '페르미쿠테스(Firmicutes·비만세포)' 세균의 감소와 염증과 관련된 프로테오박테리아(Proteobacteria)의 증가를 관찰했다. 링 박사는 "이는 식단 선택이 건강 관련 세균 집단에 얼마나 빨리 영향을 미칠 수 있는지를 강조한다. 구강 마이크로바이옴은 식단 영향의 빠른 바로미터인 것으로 보인다"고 말했다. 구강 세균의 변화는 주스가 구강과 인후의 염증에 기여할 수 있음을 시사하며, 이는 전반적인 건강에 영향을 미칠 수 있다. 파괴된 구강 마이크로바이옴은 잇몸 질환, 충치, 심지어 심혈관 문제와 같은 질환과 관련이 있다. 추가 연구의 필요성 이 연구는 해독주스의 잠재적 위험을 강조하지만, 다양한 식단이 마이크로바이옴에 어떤 영향을 미치는지, 특히 어린이의 경우 더 많은 연구가 필요하다. 많은 사람들이 과일 전체를 주스로 대체하면 동일한 이점을 제공한다고 여긴다. 그러나 이 연구는 주스가 장과 구강 내 세균에 미치는 영향 때문에 적절한 대체품이 아닐 수 있음을 시사한다. 연구의 제1 저자이자 로마 산 라파엘레 대학 식품 미생물학 교수인 마리아 루이사 사보 사르다로(Maria Luisa Savo Sardaro)는 "주스 식단의 영양 성분, 특히 당과 탄수화물 수준은 장과 구강 모두에서 미생물 역동성을 형성하는 데 핵심적인 역할을 하며 신중하게 고려해야 한다"고 말했다. 향후 연구에서는 주스에 섬유질을 다시 추가하거나 통곡물 식품과 함께 섭취하는 것이 이러한 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있는지 탐구할 수 있다. 주스 클렌즈의 장기적인 결과를 이해하는 것은 진정으로 건강을 지원하는 식단 지침을 만드는 데 필수적이다. 해독주스를 더 건강하게 만드는 방법 이 연구에서 제기된 우려에도 불구하고 주스를 즐기는 사람들이 주스를 완전히 끊을 필요는 없다. 대신, 더 건강하게 만들기 위한 조치를 취할 수 있다. 한 가지 방법은 주스 대신 블렌딩하는 것이다. 블렌딩은 섬유질을 유지하면서도 과일과 채소에 함유된 비타민과 항산화제를 전달한다. 주스를 선호하는 사람들의 경우, 통곡물 식품과 함께 섭취하면 그 영향을 균형 있게 조절하는 데 도움이 될 수 있다. 주스와 함께 섬유질이 풍부한 음식을 섭취하면 유해한 세균 변화를 예방하고 보다 안정적인 마이크로바이옴을 지원할 수 있다. 당분이 적은 채소를 선택하고 치아씨나 아마씨와 같은 재료를 첨가하는 것도 섬유질 섭취를 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 링 박사는 "주스를 좋아한다면 섬유질을 그대로 유지하기 위해 블렌딩하는 것을 고려하거나 마이크로바이옴에 대한 영향을 균형 있게 조절하기 위해 주스를 통곡물 식품과 함께 섭취하는 것을 고려하라"고 조언했다. 장기적인 건강을 위해서는 주스 클렌즈에 의존하기보다, 과일과 채소 전체를 포함하는 균형 잡힌 식단을 유지하는 것이 더 바람직하다. 이번 연구 결과는 섬유질의 중요성을 강조하며, 식단이 신체 내 미생물 균형에 얼마나 빠르게 영향을 미칠 수 있는지를 보여준다.
-
- 생활경제
-
[먹을까? 말까?(90)] 해독 주스, 정말 건강에 좋을까?
검색 결과가 없습니다.