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[먹을까? 말까?(42)] 귀리 속 식이섬유, 비만 치료제와 유사한 효과
- 귀리의 식이섬유가 비만을 치료하는 약물과 동일한 체중 감량 효과가 있는 것으로 나타났다. 미국 애리조나 대학교 연구팀은 귀리에 풍부한 베타글루칸이라는 섬유가 비만 치료제와 유사한 효과를 낸다는 연구 결과를 발표했다고 뉴아틀라스가 전했다. 연구팀은 고지방·고당분 식단을 섭취하는 쥐들을 대상으로 다섯 그룹으로 나누어 셀룰로오스, 펙틴, 베타글루칸, 밀 덱스트린, 저항성 전분 등 5가지 식이섬유를 각각 10%씩 추가해 18주 동안 관찰했다. 연구팀은 실험 쥐의 체중 증가, 지방량 및 순수 근육량의 백분율을 평가했다. 또한 섭취후 최대 2시간까지 혈당 수치에 미치는 영향을 살표봤다. 연구 결과 베타글루칸을 섭취한 쥐 그룹은 고지방, 고당분 식단에도 불구하고 체중 증가가 현저히 적었다. 또한 체지방량은 현저히 적었지만 순수 근육량 유지율은 월등히 높았다. 베타글루칸 섭취 그룹은 또한 18주 동안 인슐린 민감성과 혈당 조절 능력도 향상된 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 효과가 베타글루칸이 장내 미생물 군집을 변화시켜 부티르산(butyrate)이라는 대사산물을 증가시키기 때문이라고 분석했다. 부티르산은 뇌에 포만감 신호를 전달하는 호르몬인 GLP-1 분비를 촉진하고 갈색 지방 연소를 유도해 체중 감소에 도움을 준다. 이러한 작용 기전은 최근 비만 치료제로 주목받는 세마글루타이드(Ozempic)와 유사하지만, 베타글루칸은 식품을 통해 섭취할 수 있고 부작용이 적다는 장점이 있다. GLP-1(Glucagon-Like Peptide-1)은 우리 몸에서 자연적으로 생성되는 호르몬이다. 주로 음식 섭취 후 소장에서 분비되며, 혈당 조절, 식욕 억제, 위 배출 지연 등 다양한 기능을 수행한다. GLP-1의 작용을 모방하거나 GLP-1 수용체를 활성화하는 GLP-1 유사체 및 GLP-1 수용체 작용제(GLP-1 RA)가 개발되어 제2형 당뇨병 및 비만 치료에 사용되고 있다. 대표적인 GLP-1 RA 약물로는 삭센다(Saxenda), 오젬픽(Ozempic), 위고비(Wegovy) 등이 있다. 연구팀은 귀리 이외에도 보리, 쌀, 버섯, 해조류 등에 베타글루칸이 함유되어 있으며, 특히 귀리는 1컵당 3~5%의 베타글루칸을 함유하고 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 프랭크 듀카 교수는 "이번 연구 결과는 베타글루칸이 체중 감소 및 혈당 조절에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다"며 "앞으로 베타글루칸을 강화한 식품 개발을 통해 비만 및 대사 질환 예방에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구는 '더 저널 오브 뉴트리션(The Journal of Nutrition)'에 게재됐다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(42)] 귀리 속 식이섬유, 비만 치료제와 유사한 효과
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2분기 한국 경제, 수입 증가·민간소비 위축에 0.2% 역성장
- 올해 2분기 한국 경제는 1분기의 깜짝 성장(1.3%)에 따른 기저효과와 수입 급증으로 인해 0.2% 역성장했다. 한국은행이 25일 발표한 2분기 실질 국내총생산(GDP) 성장률(직전 분기 대비·속보치)은 -0.2%로, 2022년 4분기 이후 1년 6개월 만에 마이너스 성장을 기록했다. 이는 1분기의 높은 성장률에 따른 기저효과의 영향이 크지만, 상반기 성장률(전년 동기 대비)은 2.8%로 2022년 상반기 이후 최고치를 기록하며 연간 성장률 목표치(2.5%) 달성에는 청신호를 켰다. 신승철 한은 경제통계국장은 "상반기 성장률 2.8%는 조사국 예측치 2.9%와 거의 차이가 없으며, 하반기에 조사국 예상대로 2.2% 성장한다면 연간 성장률은 단순 계산으로 2.5%가 된다"며 "현재 상황으로 볼 때, 연간 목표 성장률(2.5%)에 부합하는 성장 흐름을 보였다고 판단한다"고 밝혔다. 2분기 성장률을 부문별로 보면, 수출이 자동차·화학제품 등을 중심으로 0.9% 늘었다. 하지만 원유·석유제품 등을 위주로 불어난 수입의 증가율(1.2%)이 수출을 웃돌았다. 정부 소비도 물건비를 중심으로 0.7% 증가했다. 신 국장은 "석유화학 업황 부진, 국내 경기 침체, 온화한 날씨에 따른 난방수요 감소로 작년부터 올해 1분기까지 에너지류 수입이 예년보다 저조했으나 2분기 들어 수입량이 평년 수준으로 회복되면서 수입 증가율을 높이는 요인으로 작용했다"고 설명했다. 반면, 민간소비는 승용차·의류 등 재화 소비 부진으로 0.2% 감소했고, 설비투자도 반도체 제조용장비 등 기계류 중심으로 2.1% 축소됐다. 1분기에 3.3%나 늘어 성장을 주도한 건설투자도 1.1% 쪼그라들었다. 2분기 성장률에 대한 기여도를 보면, 건설투자(-0.2%p)·설비투자(-0.2%p)·민간 소비(-0.1%)가 모두 마이너스(-)로 집계됐다. 1분기 기여도가 0.8%p에 이르던 순수출도 수출보다 수입이 크게 늘면서 2분기 성장률이 0.1%p 감소했다. 그나마 정부소비(0.1%p)가 유일하게 플러스(+)로 나타나 성장률에 기여했다. 업종별 성장률의 경우 농림어업이 5.4%로 가장 높았고, 제조업도 0.7% 증가했다. 그러나 건설업은 건물·토목건설이 모두 줄어 5.4% 급감했고, 전기·가스·수도업도 수도·하수·폐기물처리·원료재생업 등을 위주로 0.8% 역성장했다. 서비스업의 경우 운수업은 늘었지만, 정보통신·도소매·숙박음식업 등이 부진하면서 1분기와 같은 수준을 유지했다. 한국은행은 하반기에는 고물가·고금리 등 내수 제약 요인이 완화되면서 소비와 설비투자를 중심으로 완만한 회복세를 보일 것으로 전망했다. 특히, 글로벌 제조업 경기 회복과 IT 경기 호조 등으로 기업들의 투자 여력이 개선되면서 설비투자는 증가세로 전환될 것으로 예상된다. 2분기 실질 국내총소득(GDI) 증가율은 교역조건 악화로 -1.3%를 기록하며 실질 GDP 성장률(-0.2%)을 밑돌았다.
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- 경제
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2분기 한국 경제, 수입 증가·민간소비 위축에 0.2% 역성장
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[우주의 속삭임(33)] 화성 탐사선, 노란색 유황 결정 발견…생명체 암시 신호?
- 나사(NASA)의 큐리오시티(Curiosity) 화성 탐사선이 화성 표면에서 유황 결정체를 발견해 주목된다고 스페이스닷컴이 전했다. 유황 발견은 우연히 이루어졌다. 탐사선이 우연히 바위를 밟아 깨지면서 거기에서 지금까지 화성에서 발견되지 않았던 눈부신 노란색 유황 결정이 드러난 것이다. 이 유황 이미지는 캘리포니아 나사 제트추진연구소의 큐리오시티 프로젝트를 담당하고 있는 애쉬윈 바사바다 연구팀에게 전달되면서 대외에 알려졌다. 바사바다는 "화성에서 유황을 발견한 것은 사막에서 오아시스를 찾은 것과 같다"고 말했다. 큐리오시티는 2023년부터 황산염이 풍부한 지역을 다니며 화성을 탐사해 왔다. 이제 황산염은 더이상 화성의 신비가 아니다. 물이 증발하면서 형성된 이 염(소금)은 과거에도 발견됐지만, 황과 다른 물질이 혼합된 황 함유 광물 성분으로만 검출됐다. 이번에 발견된 것은 순수한 황 원소로, 이는 화성 탐사 최초다. 황 원소는 무취이며, 황이 형성되려면 특정한 조건이 필요하다. 이런 유황이 함유된 암석이 화성에서 드러난 것은 경이로운 일이라는 평가다. 생명체가 존재했을 가능성도 시사한다는 것이다. 황 및 황 함유 화합물은 다양한 생물학적 또는 비생물학적 과정을 통해 형성될 수 있다. 지구상에서 황의 형성은 때로 미생물이 대사할 때 황 화합물을 남기는 생물학적 활동을 의미한다. 그런 점에서 화성의 황은 화성이 과거 물과 상호작용했을 가능성이 있다는 단서를 제공한다. 물은 생명의 핵심 요소라는 점에서 특히 중요하다. 황 화합물은 또 화성의 열수 시스템 가능성, 화산 활동, 생명체가 존재할 수 있는 서식지인 고대 호수와 바다에 대한 정보도 보여준다. 이들은 심해 열수 분출구와 같은 극한 환경에서 일부 지구 미생물의 생존 메커니즘인 에너지를 생성하는 화학 반응에 관여한다. 화성에서의 유황 발견은 화성에 미생물이 생명을 지탱할 수 있었던 다양한 화학적 환경이 조성돼 있었을 가능성을 암시한다. 물론 유황만으로는 생명체의 존재를 확인할 수 없다. 그러나 황의 존재는 탄소, 수소, 질소, 산소, 인과 같은 다른 생명 유지 요소와 함께 화성에 과거 생명체가 존재했다는 가능성을 높인다. 큐리오시티 탐사선은 지금까지 7년이 넘도록 화성의 샤프 산을 오르내리며 탐사를 진행해 왔다. 화성 하늘로 무려 5km나 솟아 있는 거대한 이 산은 화성의 역사를 그대로 담고 있으며, 산의 각 층은 화성 역사의 서로 다른 시대를 나타낸다. 탐사선의 미션은 각각의 층을 연구해 화성이 언제, 어디서 미생물의 생명을 유지하는 데 필요한 조건을 갖추고 있었는지 조사하는 것이다. 특히 관심을 끄는 곳은 샤프 산의 일부를 구불구불하게 이어서 휘감는 게디즈 계곡(Gediz Vallis) 수로(채널)다. 학자들은 이 수로가 액체 상태의 물과 기타 잔해의 흐름에 의해 형성돼 탐사선이 연구하기에 좋은 장소라고 지적한다. 이번에 황이 발견되면서 연구와 탐사가 급진전될 것으로 보인다. 큐리오시티 탐사선은 유황이 발견된 지대 근처 '매머드 호수'라는 별명을 가진 암석에 41번째 구멍을 뚫는 시추 작업에 착수했다. 동시에 분말화된 황 샘플을 조사해 그 구성을 확인하고 있다. 이를 통해 화성의 지질학 역사에 대한 더 많은 정보가 축적될 것이며, 화성에서의 생명체에 대한 탐구는 계속될 것이라는 지적이다.
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[우주의 속삭임(33)] 화성 탐사선, 노란색 유황 결정 발견…생명체 암시 신호?
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한국, 대미 무역흑자 역대상반기 최대…'트럼프 변수' 대응 필요성 커져
- 한국의 상반기 대미(對美)무역수지 흑자가 역대 최대치를 경신하면서 대미 소통과 설득의 중요성이 커지고 있다. 21일 산업통상자원부와 한국무역협회에 따르면 올해 상반기 대미 무역수지 흑자는 작년 같은 기간보다 55.1% 증가한 287억달러로 집계됐다. 이 기간 대미 흑자는 한국의 전체 흑자 231억달러를 크게 웃도는 수준이다. 이같은 흐름이 이어지면 올해 대미 무역수지는 500억달러대에 이르러 역대 최대였던 작년의 444억달러를 넘어설 가능성이 높다. 최근 도널드 트럼프 전 미국 대통령이 공화당 대선 후보로 확정되면서 대미 경제 상황은 새로운 방향 전환을 앞두고 있다. 트럼프 전 대통령은 무역수지 적자를 자국의 경제·안보를 위협하는 '약탈'로 간주하고 있어 한국 정부와 기업은 다양한 민관채널을 통해 미국과 소통과 설득을 강화해야 한다는 의견이 힘을 얻고 있다. 한국의 대미 무역수지는 흑자는 2019년 114억달러, 2020년 166억달러, 2021년 227억달러, 2022년 280억달러, 2023년 444억달러로 증가하는 추세다. 한국의 대미 무역수지 흑자 확대에는 미중 신냉전이 초래한 공급망 재편, 이에 대응한 한국 기업의 대미 투자 급증 등 여러 요인이 복잡하게 맞물려 있다는 분석이 나온다. 미국은 작년부터 한국의 '최대 무역수지 흑자국' 자리를 유지하고 있다. 대미 흑자 확대는 한국의 대미 수입에는 큰 변화가 없는데 대미 수출이 급속히 증가한 데 따른 것이다. 이런 흐름은 작년 하반기부터 심해지고 있다. 월간 대미 수출은 2023년 12월 20여년 만에 대중(對中) 수출을 앞질렀고, 이후에도 대체로 미국이 한국의 최대 수출국 지위를 이어가고 있다. 올해 상반기 대미 수출도 작년보다 16.8% 증가한 643억달러로, 대중국 수출(634억달러)보다 컸다. 업종별로 보면 자동차가 작년보다 28.9% 늘어난 190억달러로 수출액이 가장 많았고, 반도체(45억달러), 자동차부품(41억달러), 석유제품(27억달러), 컴퓨터(18억달러), 배터리(16억달러), 기타 기계류(15억달러), 원동기 및 펌프(12억달러) 등의 순이었다. 대미 수출 호황, 이에 따른 대미 흑자 확대는 자동차 등 한국 주력 수출품의 경쟁력 제고와 함께 미중 전략경쟁에 따른 공급망 재편, 인플레이션 감축법(IRA)으로 대표되는 미국의 자국 중심 통상정책 등 환경 변화가 복합적으로 맞물려 나타난 현상이라는 진단이다. 여기에 미국이 반도체, 이차전지 등 첨단산업 분야와 함께 민감하게 여기는 전력망, 통신망, 항만 인프라 등의 공급망에서 중국을 배제한 점도 한국 기업의 대미 수출 증가 요인으로 꼽힌다. 전체적인 수출 호조는 내수와 투자 정체 속에 한국 경제 성장의 버팀목이 되고 있다. 한국은행에 따르면 올해 1분기 한국의 국내총생산(GDP)은 1.3% 증가한 가운데 순수출의 기여는 0.6%에 달했다. 총격 암살 미수 사건으로 트럼프 전 대통령의 백악관 복귀 가능성이 한층 커졌다는 관측이 나오면서 대미 흑자 확대가 자칫 한국을 향한 무역 압박의 빌미로 작용할 수 있다는 우려도 나온다. 트럼프 캠프는 무역 적자 원인으로 한국·일본·유럽·멕시코·캐나다산 자동차와 자동차 부품을 지목했다. 자동차와 자동차부품은 한국의 대미 흑자에서 약 70% 이상을 차지할 정도로 비중이 높다. 당장 트럼프 전 대통령은 지난 18일(현지시간) 공화당 대선 후보 수락 연설에서 자국의 자동차산업을 지키겠다고 강조하면서 "(다른) 나라들이 와서 우리 일자리를 뺏어가고 우리나라를 약탈하게 두지 않을 것"이라고 했다. 나아가 "다른 나라들은 오랫동안 우리를 이용해왔다. 소위 우리의 동맹이라고 불리는 국가들이 그렇게 했다"며 사실상 한국, 일본, 독일 등 미국에 자동차 수출을 많이 하는 동맹을 겨냥했다. 특히 미국의 입장에서 본 무역 적자국에서 한국의 순위가 꾸준히 높아지고 있는 점은 우려를 키우는 대목이다. 미국 정부 통계를 보면 2021년까지만 해도 한국은 미국의 10대 무역 적자국에 포함되지 않았다. 한국은 2022년 9위(439억달러·이하 미국 기준)로 10위권에 들었고, 지난해 8위(514억달러)를 기록했다. 올해 1∼5월 한국은 다시 캐나다를 제치고 7위(285억달러)에 올랐다. 1∼6위는 중국, 멕시코, 베트남, 독일, 아일랜드, 일본이다. 이런 가운데 한국 정부와 기업, 경제단체들은 그간 미국 조야와 접촉면을 신중히 넓혀왔다. 특히 대미 수출 증가가 상당 부분 미국이 주도하는 공급망 재편에 따른 우리 기업들의 대미 투자 확대 등에 따른 것이라는 점을 부각하면서 한국의 대미 무역흑자를 다른 국가와 단순 비교할 수 없다는 메시지를 전달하는 데 주력하고 있다. 산업부 고위관계자는 연합뉴스와 통화에서 "늘어난 대미 흑자 상당 부분이 우리 기업의 미국 투자와 관련된 초기 공장 건설에 필요한 기계나 설비 등 수출과 관련이 있어 미국의 정책에 우리 기업이 호응하면서 유발된 수출로 볼 수 있다"고 밝혔다. 그러면서 "일반적 상품 수출 증대로 인한 흑자와는 질적으로 차이가 있고, 미국의 공급망 확충과 경제안보 공급망 강화에도 기여한다는 점을 미국 당국에 꾸준히 알리고 있다"고 말했다. 실제로 올해 상반기 신규 공장 건설과 관련된 기타 기계류 대미 수출이 15억달러로 작년보다 239.4% 크게 증가한 것은 '투자 유발형 수출'이 늘어나고 있음을 보여주는 사례다. 다른 산업부 관계자는 "그간 조심스럽게 한 부분이 많았지만 이제 대외적으로 아웃리치를 더욱 적극적으로 해야 할 시기가 온 것으로 보인다"며 "정부 차원뿐 아니라 정책 유관 기관, 고위급 인사 등 다양한 채널을 활용해 우리 입장을 활발히 알려 나가야 할 필요성이 커졌다"고 말했다. 한 재계 관계자는 "미국 대선 결과 이후 미국이 한국에 원하는 바를 정확히 알아내고, 우리가 원하는 바를 전달해 조기에 협상하는 게 바람직하다"며 "특히 한국 기업의 미국 내 투자 확대와 관련해 일자리 창출, 조세 납부 등 지역 선거 단위의 성과 홍보를 강화해 지역 상·하원 의원들이 한국 기업에 우호적 태도를 취하도록 하는 데 역점을 둘 필요가 커졌다"고 조언했다.
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한국, 대미 무역흑자 역대상반기 최대…'트럼프 변수' 대응 필요성 커져
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IMF, 한국 올해 경제전망 2.5% 상향⋯미국·일본 하향 수정
- 국제통화기금(IMF)이 올해 중국과 인도의 경제성장률 전망을 상향하고, 미국과 일본을 소폭 하향 조정했다. 우리나라 올해 경제성장률은 기존 2.3%에서 2.5%로 높였다. IMF는 16일(현지시간) 발표한 세계경제전망(WEO)에서 올해 세계 경제성장률을 지난 4월 전망과 같은 3.2%로 유지하고 내년 성장률을 4월보다 0.1%포인트 높은 3.3%로 조정했다. 전체적인 전망은 지난 4월과 크게 달라지지 않았으나 미국의 올해 성장률을 2.6%로 0.1%포인트 낮췄다. 피에르-올리비에르 고린차스 IMF 수석 이코노미스트는 "미국은 2023년 견고한 성장세 이후 갈수록 둔화하는 조짐을 보이고 있으며 특히 고용시장에서 그렇다"고 말했다. 선진국 중 일본은 올해 0.7% 성장을 전망했는데 이는 4월보다 0.2%포인트 하락한 수치다. 지난 1분기 주요 자동차 공장의 생산 중단에서 비롯된 일시적인 공급 차질과 민간 투자 둔화를 반영해 전망치를 낮췄다고 IMF는 설명했다. 유로존은 상반기 서비스 산업 동력과 예상보다 강한 순수출을 고려해 올해 성장률 전망을 0.9%로 0.1%포인트 올렸다. IMF는 신흥 경제와 개발도상국의 올해와 내년 성장률을 각각 0.1%포인트 상향 조정했다. 특히 중국의 올해와 내년 성장률을 각각 0.4%포인트 올려잡고 인도의 올해 성장률을 0.2%포인트 높였다. 이에 따라 올해와 내년 중국은 5.0%, 4.5% 성장하고 인도는 7.0%, 6.5% 성장할 것으로 전망됐다. 중국은 지난 1분기의 민간 소비 반등과 견고한 수출을 반영했고, 인도도 민간 소비 전망이 개선됐다고 IMF는 설명했다. 고린차스 수석 이코노미스트는 "두 국가의 성장은 세계 경제 성장의 거의 절반을 차지한다"면서 "하지만 앞으로 5년의 전망은 여전히 어두운데 이는 대부분 아시아 신흥 경제의 동력 약화에서 기인한다"고 밝혔다. IMF는 올해 한국 경제가 2.5% 성장할 것으로 예상했다. 지난 4월 전망보다 0.2%포인트 상향 조정한 것이다. 지난 1분기 우리나라 실질 국내총생산(GDP·잠정치)이 전 분기보다 1.3% 증가한 점을 반영한 것으로 보인다. IMF 전망치는 한국은행(2.5%)과 같다. 정부·경제협력개발기구(OECD)·한국개발연구원(KDI)의 2.6%보다는 0.1%포인트 낮다. 기획재정부는 이날 자료를 내어 "(IMF 전망치는) 국내외 주요 기관의 전망치와 유사하고 주요 선진국 중에서도 높은 수준"이라고 밝혔다. 우리나라 전망치는 스페인(2.4%), 호주(1.4%), 캐나다(1.3%), 프랑스(0.9%), 영국·이탈리아·일본(0.7%), 독일(0.2%) 등보다 높다. 미국(2.6%)은 하향 조정에도 한국보다 0.1%포인트 높다. IMF는 한국의 내년 성장률 전망치는 기존보다 0.1%포인트 내린 2.2%로 제시했다. 정부 전망치와 같고, 한은(2.1%)보다는 높다. 한편 IMF는 지난 4월에 지적한 하방 위험 중 일부가 더 두드러졌다고 경고했다. IMF는 선진국 경제가 물가 하락이 지연되면서 고금리를 더 오래 유지해야 할 수 있으며 이 경우 달러 강세와 함께 신흥 경제와 개발도상국에 부정적인 영향을 미칠 것이라고 설명했다. IMF는 또 "인플레 리스크 상존시 금리 조기 인하를 자제하고 필요시 추가 인상 가능성도 고려해야 한다"며 물가 안정에 대한 명확한 데이터가 뒷받침될 경우에 점진적으로 금리를 인하할 것을 권고했다. 아울러 여러 국가의 재정 상태가 악화해 코로나19 팬데믹 전보다 더 취약해졌다고 평가했다.
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- 포커스온
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IMF, 한국 올해 경제전망 2.5% 상향⋯미국·일본 하향 수정
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[먹을까? 말까?(36)] 비트 주스, 매일 마시면 혈압 낮추고 심장 보호
- 비트 주스를 매일 마시면 고혈압을 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 비트는 붉은 보라색의 뿌리 채소다. 고혈압은 심장병을 포함한 여러 심각한 질환의 주요 위험 요인이다. 영국에서는 성인 3명 중 1명이 고혈압의 영향을 받고 있는 것으로 알려졌다. 영국 퀸메리 런던 대학교 연구진에 따르면 식단 조절을 통해 혈압을 낮출 수 있으며, 특히 비트 주스를 매일 마시는 것이 혈압 조절에 효과적인 것으로 나타났다고 익스프레스가 지난 10일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 매일 250ml의 비트 주스를 마시면 평균 8/4mmHg의 혈압 감소 효과가 있는 것을 발견했다. 이는 많은 연구 참여자들의 혈압 수치가 안전한 범위로 돌아왔음을 의미한다. 연구 결과는 '고혈압(Htpertention)' 저널에 게재됐다. 혈압이 2mmHg 증가할 때마다 심장병 사망률은 7%, 뇌졸중 발생률은 10% 증가한다는 점을 고려하면, 비트 주스의 혈압 감소 효과는 매우 의미가 있다. 연구팀은 비트의 혈압 감소 효과는 식물에 함유된 질산염에서 비롯된다고 말했다. 비트루트(뿌리)의 혈압 강하 효과는 높은 수준의 질산염 때문이라는 설명이다. 시금치, 루바브, 셀러리, 상추, 물냉이도 질산염이 풍부하게 함유되어 있는 식물이다. 이 연구는 비트 주스가 약물 치료만으로 조절되지 않는 고혈압 환자에게도 혈압을 낮추는 효과가 있음을 보여주었다. 하지만 추가 연구를 통해 더 많은 사람들을 대상으로 장기간에 걸쳐 비트 주스의 효과를 검증할 필요가 있다. 2022년 '프론티어 인 뉴트리션'에 발표된 또다른 연구에서는 비트 주스의 질산염이 고혈압 환자의 수축기 혈압을 낮추는 효과가 있지만, 이완기 혈압에는 영향을 미치지 않는다는 것을 확인했다. 이 연구는 60일 이상 매일 비트 주스를 섭취했을 때 가장 효과가 크다고 분석했다. 연구 책임자인 암리타 알루왈리아 교수는 대학 발표문에서 "심장마비와 뇌졸중을 일으킬 수 있는 심장과 혈관 질환은 여전히 전세계적으로 가장 큰 사망 원인이다. 그러나 다른 심각한 질병과는 달리 우리는 (비트 주스가) 심장과 혈관 건강을 극적으로 개선하는 특정 생활 습관을 바꿀수 있다는 점에서 운이 좋다"고 말했다. 이어 "이 연구는 일일 무기 질산염 복용량이 혈압을 낮추는 데 있어 의료 개입만큼 효과적일 수 있음을 입증했으며, 가장 좋은 점은 비트와 다른 잎이 많은 녹색 채소에서 이를 얻을 수있다는 것"이라고 강조했다. 이 연구에 자금을 지원한 영국 심장 재단의 수석 연구 고문인 섀넌 아모일스 박사는 "이 흥미로운 연구는 이 팀의 이전 연구를 바탕으로 진행되었으며, 매일 비트 주스 한 잔을 마시면 고혈압 환자의 혈압을 낮출 수 있다는 사실을 발견했다. 심지어 약물 치료로 고혈압을 조절하지 못하는 사람도 같은 효과를 얻었다"고 말했다. 한편, 비트는 샐러드 등 생 야채로 먹거나 조리된 야채로 먹을 수도 있고, 분말로 된 비트뿌리 가루로 섭취할 수도 있다. 건강 전문매체 헬스에 따르면 비트는 보충제나 순수 가루 형태로 꾸준히 섭취하면 운동 효과를 향상시킬 수 있다. 비트는 격렬한 신체 활동 후 신체 회복에도 도움이 된다는 설명이다. 또한 비트에 함유된 미네랄은 뼈 건강을 개선하는 효과가 있다. 여성의 경우 폐경 전후에는 칼슘 수치가 낮아져 뼈 건강에 영향을 받기 쉽다. 그러나 헬스는 비트뿌리 가루를 권장량 이상으로 너무 많이 섭취하면 폐암이나 기타 건상 문제의 위험이 증가할 수 있다고 지적했다. 또한 일부 비트 가루에는 제조과정에서 카드뮴과 같은 중금속이 포함되어 있을 수도 있다. 높은 수준의 카드뮴은 인체에 독이 될 수 있다. 비타민이나 보충제 섭취와 마찬가지로 비트 가루를 섭취할 때도 의료 전문가와 상담하는 것이 좋다고 전문가들은 조언했다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(36)] 비트 주스, 매일 마시면 혈압 낮추고 심장 보호
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테슬라, 중국정부에 EV 공급 길 열렸다
- 미국 전기차업체 테슬라가 중국 정부에 자동차를 공급할 길이 열렸다. 4일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 중국시장 판매에 고전중인 테슬라의 주력 제품인 모델Y가 중국 정부의 관용차 조달 목록에 처음으로 포함됐다. 중국 최초 온라인 관영매체인 펑파이신문 등 중국 매체들은 장쑤(江蘇)성 정부가 지난달 초 발표한 56종의 신에너지 차량 조달 목록에 모델Y가 포함됐다고 보도했다. 이로써 장쑤성 내 당과 정부, 공공기관들은 관용차로 테슬라 모델Y를 구매할 수 있게 됐다. 테슬라 차량이 중국 정부의 관용차 목록에 포함된 것은 이번이 처음이다. 장쑤성 정부의 차량 조달 목록에는 테슬라 외에도 중국 지리 자동차에 매각된 스웨덴 볼보의 XC40 및 중국 토종 브랜드의 전기차와 하이브리드 차량이 포함됐다. 순수 외국 브랜드는 테슬라가 유일하다. 이번에 테슬라가 중국 관용차 조달 목록에 포함된 것은 지난 4월 중국 당국이 테슬라를 대상으로 한 데이터 안전 검사에서 외자기업 최초로 '적합' 판정을 내린 것과 관련이 있다는 분석이 나온다. 당시 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 중국을 방문해 중국의 2인자인 리창 국무원 총리와 면담한 것도 도움이 됐을 것이라고 로이터는 전했다. 테슬라는 미·중 갈등에도 중국 진출과 투자에 적극적인 대표적 미국기업으로 꼽힌다. 테슬라는 중국 상하이에 미국 이외에 지은 첫 공장인 '기가팩토리3'를 세워 2019년 1월부터 가동에 들어갔다. 이 공장은 2019년 12월 첫 완성차를 만들어냈고 2년 뒤인 지난해 8월 100만번째 차량을 생산한 데 이어 지난해 9월 기준으로 200만대 생산을 달성했다. 장쑤성의 한 관계자는 테슬라 모델Y에 대해 "수입차가 아니라 상하이에서 제조된 국산 자동차이기 때문에 (차량 조달 목록에) 선정된 것"이라고 말했다.
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- 산업
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테슬라, 중국정부에 EV 공급 길 열렸다
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테슬라, 사상처음으로 2분기 연속 판매부진
- 미국 전기차업체 테슬라는 2분기 연속으로 전세계 전기자동차(EV) 판매대수가 감소세한 것으로 나타났다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 테슬라는 2일(현지시간) 지난 2분기(4∼6월) 44만3956대를 인도했다고 밝혔다. 이는 1년전 대비 4.8% 줄어든 수치이며 지난 1분기에 이어 2분기 연속 감소세다. 테슬라가 2분기 연속으로 판매감소를 보인 것은 판매대수 공개이후 처음이다. 올해 상반기 판매대수도 지난해보다 6.6% 감소한 83만766대로 판매대수 공개이래 처음으로 마이너스로 반전했다. 테슬라의 판매감소는 전 세계적으로 전기차 수요가 둔화하면서 전기차 경쟁 격화로 테슬라에 대한 수요가 줄어들고 있기 때문으로 분석된다. 테슬라는 다른 완성차업체와 달리 신형 차량을 출시하지 않고 있는 점도 판매 저하 요인으로 꼽히고 있다. 하지만 1분기 인도량보다는 14.8% 늘었고 시장분석 업체 LSEG가 집계한 월스트리트 전문가 예상치(43만8019대)를 웃돌았다. 시장 예상치보다 판매량이 웃돌았다는 소식에 테슬라의 주가는 전거래일 보다 10.2% 오른 231,26달러에 거래를 마쳤다. 전날 6.05% 급등에 이어 이틀연속 강세다. 주요시장에서의 판매실적도 침체상태다. 테슬라는 지역별 판매대수를 밝히지 않고 있다. 일본조사회사 마크라인즈는 4~5월 두달간 지역별 판매대수가 미국, 중국, 유럽 등 주요시장 모두 지난해보다 감소했다고 설명했다. 미국에서는 14%, 중국 12%, 유럽 37% 각각 줄어들었다. 미국과 중국 등 주요시장에서 가격인하를 단행했지만 판매증가로 이어지지 못했다. 지난해11월 4년만에 신형EV '사이버트럭'을 발매했지만 판매는 저조한 상태다. 누적 판매대수는 올해 1월이후 1만대 이하에 그치고 리콜에도 직면해 있다. 반면 중국 최대 자동차 제조업체 비야디(BYD)는 이날 공개한 보고서에서 2분기에 순수전기차 42만6039대를 판매했다고 밝혔다. 이는 전년 동기 대비 21% 증가한 규모이며 사상최대 판매실적이다.
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- 포커스온
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테슬라, 사상처음으로 2분기 연속 판매부진
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[신소재 신기술(67)] 100% 생분해되는 보리 플라스틱 개발
- 덴마크 코펜하겐 대학교 연구팀이 100% 생분해되는 플라스틱을 개발하고 있다. 이 플라스틱은 보리 전분으로 만들어지며, 기존 플라스틱에 비해 훨씬 빠른 속도인 약 2개월만에 분해된다고 투머로우 월드투데이가 보도했다. 플라스틱은 가볍고 질기며 저렴한 가격과 다양한 활용성 등 많은 장점을 가지고 있지만 환경 오염 문제를 일으키는 주요 원인 중 하나다. 코펜하겐 대학교에 따르면 플라스틱 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량은 전체 항공 교통량을 합친 것보다 많다. 또한 자연적으로 분해되지 않고 미세 플라스틱 형태로 환경에 잔류해 심각한 문제를 야기한다. 미세 플라스틱은 인체의 뇌와 폐, 태반을 비롯해 고환과 음경 등의 생식기에도 검출됐다는 새로운 연구가 속속 발표되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 코펜하겐 대학교 연구팀은 변형된 보리 전분으로 만들어져 2개월 안에 완전히 분해되는 새로운 플라스틱을 개발했다. 이 플라스틱은 작물에서 얻은 천연 식물성 원료를 사용해 식품 포장재 등에 활용될 수 있다. 연구팀의 안드레아스 블레노우 교수는 "플라스틱 폐기물 문제는 재활용만으로는 해결할 수 없다"며 "우리는 기존 바이오 플라스틱보다 강하고 물에 대한 내성이 뛰어난 새로운 종류의 바이오 플라스틱을 개발했다"고 밝혔다. 또한 "이 플라스틱은 100% 생분해 가능하며, 미생물에 의해 퇴비로 전환될 수 있다"고 부연했다. 새로운 바이오 플라스틱은 아밀로스와 셀룰로오스라는 식물성 원료를 주성분으로 하며 쇼핑백, 포장재 등 다양한 용도로 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구팀은 아직 실험실 단계의 시제품만 개발했지만 덴마크를 비롯한 여러 지역에서 대량 생산이 가능할 것으로 전망했다. 블레노우 교수는 "바이오 플라스틱은 새로운 개념에 아니지만 오해의 소기자 있는 이름"이라고 지적했다. 현재 제한된 양의 바이오 플라스틱만이 분해 가능하며, 산업용 퇴비화 공장에서 특수한 조건에서만 분해된다는 게 그의 설명이다. 그는 "저는 그 이름이 적절하지 않다고 생각한다. 가장 흔한 유형의 바이오 플라스틱은 자연에 버려지면 쉽게 분해되지 않기 때문이다"라고 말했다. 블레노우 교수는 "플라스틱이 분해되는 과정은 수년이 걸릴 수 있으며, 일부는 미세 플라스틱으로 계속 오염을 일으킨다"며 "바이오 플라스틱을 분해하기 위해서는 특수 시설이 필요하다"고 거듭 강조했다. 소위 바이오 북합체에는 자연적으로 분해되는 여러 가지 성분이 포함되어 있다. 주요 성분은 식물계에서 흔히 볼 수 있는 아밀로스와 셀룰로오스다. 예를 들어 아밀로스는 옥수수, 감자, 보리 등에서 추출된다. 어밀로스와 셀룰로오스는 길고 강한 분자 사슬을 형성한다. 아밀로스가 풍부한 전분의 전체 생산 사슬을 이미 존재한다. 실제로 매년 수백만 톤의 순수 감자 전분과 옥수수 전분이 생산되어 식품 산업과 다른 여러 분야에서 사용된다고 불레노우 교수는 밝혔다. 그러나 플라스틱을 효율적으로 재활용하는 것은 결코 간단하지 않다. 각각의 플라스틱의 주요 차이점으로 인해 플라스틱을 분류하는 방법이 다 다르기 때문이다. 또 플라스틱을 재활용하기 위해서는 오염 물질이 용기 내부에 조금이라도 남아 있으면 안 된다. 블레노우 교수는 "플라스틱 재활용은 복잡하고 어려운 문제이며, 근본적인 해결책이 될 수 없다"며 "플라스틱처럼 작동하면서 환경을 오염시키지 않는 새로운 소재를 개발하는 것이 중요하다"고 강조했다. 현구팀은 현재 특허 출원을 처리 중이다. 승인되면 새로운 바이오 복합소재를 생산할 수 있는 기반이 마련될 수 있다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(67)] 100% 생분해되는 보리 플라스틱 개발
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[우주의 속삭임(21)] 중국, 달 샘플서 '그래핀' 발견…달 기원에 도전장
- 중국 달 탐사선이 달에서 채취한 샘플에서 자체 토착 탄소인 그래핀이 발견돼 달의 기원에 도전장을 내밀고 있다. 달의 기원에 대해서는 여러 가지 가설이 존재하지만, 현재 가장 유력한 가설은 '거대 충돌설'이다. 약 45억년 전 원시 지구와 화성 크기의 천체 테이아(Theia)가 충돌해 두 천체가 합쳐지고, 그, 충격으로 떨어져 나간 파편들이 지구 주위를 돌며 뭉쳐져 달이 형성됐다는 이론이다. 이 가설은 달 샘플의 화학적 구성, 달 공전 궤도, 지구와 달의 자전축 기울기 등 여러 증거를 통해 뒷받침되고 있다. 중국 지린 대학교 과학자들은 2020년 12월 창어 5호가 달 표면에서 채취한 샘플을 분석하는 과정에서 특이하게 그래핀을 발견했다. 연구팀은 자연 상태에서 생성된 '소수층 그래핀(few-layer graphene)'을 달 샘플에서 처음으로 발견했다고 국영 통신사 글로벌 타임스가 보도했다. 이는 향후 인류가 달 현지 자원을 활용하는 계획에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 그래핀은 탄소 원자들이 욱각형 벌집 모양으로 연결되어 2차원 평면 구조를 이루는 소재다. 그래핀은 원자 한 층으로 이루어져 세상에서 가장 얇은 물질이다. 쉽게 말하면 연필심에 사용되는 흑연을 아주 얇게 한 겹만 떼어낸 것으로 볼 수 있다. 이번 발견은 달의 초기 지질학적 진화 과정에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있으며, 달이 지구와 소행성의 충돌로 형성되었고 탄소 대부분이 이 충돌에서 유래했다는 기존 이론에 의문을 제기할 수 있다고 퓨처리즘은 전했다. 연구팀은 "널리 받아들여지는 '거대 충돌 이론'은 (미국 우주선) 아폴로 샘플의 초기 분석에서 파생된 '탄소 결핍 달'이라는 개념에 의해 강력하게 뒷받침되어 왔다"고 논문에서 밝혔다. 그러나 이번 연구 결과는 달에서 '탄소 포집 과정'이 존재하며, '토착 탄소의 점진적 축적'이 일어났음을 시사한다. 이는 '달의 화학 성분 및 역사에 대한 이해를 재정립할 수 있는 발견'이라는 점에서 중요하다. 연구팀은 비파괴 화학 분석 방법인 '라만 분광법'을 사용하여 소수층 그래핀의 존재를 확인했다. 소수층 그래핀은 2~10개 층으로 이루어진 그래핀으로, 실험실에서도 제조될 수 있다. 연구팀은 이 물질이 태양풍이 달 표면을 강타하고 초기 화산 폭발이 일어나는 과정에서 형성되었을 가능성을 제시했다. 순수한 '토착 탄소'의 존재는 약 44억 5000만 년 전 화성 크기의 소행성이 지구와 충돌하여 달이 형성되었다는 기존 가설에 배치되는 점이다. 그러나 연구팀은 이전 연구 결과와 마찬가지로 운석 충돌이 달에서 흑연 탄소 형성에 기여했을 가능성도 인정했다. 연구팀은 "자연 그래핀의 특성에 대한 심층적인 연구는 달의 지질학적 진화에 대한 더 많은 정보를 제공할 것"이라고 말했다. 한편, 중국은 무인 달 탐사선 창어-6호가 세계 최초로 달 뒷면의 샘플을 채취해 지난 6월 25일 내몽골에 성공적으로 착륙했다. 창어-6호는 달 뒷면에 있는 거대한 분화구인 남극 에이컨 분지(South Pole-Aitken Basin) 분지에서 달 토양을 수집해 지구로 53일만에 귀환한 것. 최대 2kg(4.4 파운드)에 달하는 이 샘플은 지난 26일 새벽 베이징으로 공수돼 중국 우주 기술 아카데미(CAST)로 이송됐다. 스페이스닷컴에 따르면 중국이 달 뒷면에처 채취한 샘플은 2020년 창어-5호가 수집한 샘플과 마찬가지로 재료를 분류한 다음 중국 전역의 과학자 및 기관의 연구에 사용할 수 있도록 제공될 예정이다. 이 자료는 2년 후 국제 그룹과 연구자들의 응용 프로그램에 제공될 가능성이 높다고 한다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 자금 지원을 받은 연구원들은 지난해 말 달 샘플에 대한 접근을 신청할 수 있는 특별 허가를 받았다. 과학자들은 이 샘플이 달, 지구, 태양계의 형성에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 중국은 우주 강국으로 자리매김하기 위해 2026년 창어-7호를 달 남극에 발사하고, 2028년에는 창어-8호를 발사해 자원 활용에 집중할 계획이다. 아울러 중국은 2030년까지 우주비행사를 달 남극에 보낼 계획이다. 달 남극은 인간의 생존에 필수적인 물과 각종 희토류 등이 있는 것으로 알려져 인도와 미국 등 세계 각국의 탐사 목표지로 급부상했다.
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- IT/바이오
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[우주의 속삭임(21)] 중국, 달 샘플서 '그래핀' 발견…달 기원에 도전장
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 소행성 연구 우주 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 베누(Bennu)로부터 채취한 4.3온스(121.6g)의 샘플을 분석한 결과 생명체의 구성 요소인 인산염이 발견됐다. 나사는 공식 홈페이지에서 "오시리스-렉스 샘플 분석팀은 소행성 베누가 우리 태양계를 형성하는 성분들을 함유하고 있음을 발견했다"고 밝혔다. 베누의 먼지에는 생명체에 필수적인 구성 요소인 탄소와 질소, 유기 화합물이 풍부한 것으로 나타났다는 것. 지구로 가져온 베누 샘플에는 또한 마그네슘-나트륨 인산염이 포함돼 연구팀을 놀라게 했다. 이는 베누 우주선이 수집한 원격탐사 데이터에서는 나타나지 않았었다. 점토 광물, 특히 사문석(뱀 문양의 돌)이 대부분인 이 샘플은 지구 지각 아래층 맨틀 물질이 물과 만나는 지구의 대양 중간 능선에서 발견되는 암석과 유사한 유형이다. 지구로부터 떨어져 나갔을 가능성을 시사하는 대목이다. 이는 점토 형성에 그치지 않고 탄산염, 산화철, 황화철 등 다양한 광물을 만들었다. 그 중에서도 가장 놀라운 발견은 수용성 인산염의 존재였다. 인산염은 오늘날 지구상에 알려진 모든 생명체의 생화학 구성 요소다. 지난 2020년 JAXA(일본우주항공연구개발기구)의 하야부사2 임무에서 채취한 소행성 류구(Ryugu) 샘플에서도 유사한 인산염이 발견됐었다. 그러나 베누 샘플에서 검출된 마그네슘-나트륨 인산염은 어떤 운석 샘플에서도 유례가 없을 정도로 순도가 탁월하다. 연구진은 이것이 베누의 역사에 대한 귀중한 단서를 제공한다고 지적했다. 연구진의 단테 로레타 애리조나 대학 박사는 "베누 샘플에서 나타난 각종 원소, 특히 인산염의 존재와 상태는 과거 소행성에 물이 존재했음을 암시한다"며 “베누는 과거 한때 습한 행성이었을 수 있지만, 이는 추가 조사가 필요하다"고 말했다. 나사의 제이슨 드워킨 박사도 오시리스-렉스가 과거에는 습했으며 질소와 탄소가 풍부했을 것으로 추정되는 원시 소행성 베누 샘플을 가져왔다"고 밝혔다. 베누는 물이 존재한 역사가 있었을 가능성에도 불구하고, 화학적으로 원소 비율이 태양과 매우 유사한 원시 소행성으로 남아 있다. 로레타는 "가져온 샘플의 구성에서 45억 년 이상 전 우리 태양계 초기 모습을 엿볼 수 있다. 이 샘플은 생성된 이래 녹거나 재응고되지 않은 원래의 상태를 유지하면서 고대의 기원을 보여준다"고 의미를 부여했다. 연구진은 샘플을 통해 소행성 베누에 탄소와 질소가 풍부하다는 사실을 확인했다. 이 원소들은 베누의 물질이 탄생한 환경과 함께, 단순한 원소가 복잡한 분자로 변환하는 화학적 과정을 이해하는 데 매우 중요하다. 지구상의 생명체의 기원을 밝히는 기초를 마련할 가능성도 있다. 태양계 형성의 복잡한 과정과 지구에 생명체가 출현한 프리바이오틱 화학을 밝히는 열쇠를 쥐고 있다는 것이다. 향후 수 개월 안에 미국과 전 세계의 연구소가 휴스턴에 있는 나사의 존슨 우주센터로부터 베누 샘플의 일부를 제공받게 된다. 베누 샘플 분석이 활발해지고, 더 많은 연구 결과가 발표될 것이라는 기대다. 2016년 9월 발사된 오시리스-렉스 우주선은 지구 근처 소행성 베누로 이동해 베누 표면에서 암석과 먼지 샘플을 수집했고 2023년 9월 이 샘플을 지구로 가져왔다. 나사의 고다드 우주 비행센터가 오시리스-렉스 임무를 관리했다. 이 임무는 국제적인 협력 아래 이루어졌으며 CSA(캐나다 우주국), JAXA 등이 함께했다.
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- IT/바이오
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
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독일 수입 EV 5대 중 2대 중국산⋯대부분 합작생산 차량
- 독일이 수입하는 전기자동차(EV) 5대 중 2대가 중국산인 것으로 나타났다. 이들 대부분은 중국 자동차업체와 합작 형태로 생산하는 EV다. 독일 통계청은 19일(현지시간) 올해 1∼4월 수입 전기차 가운데 중국산이 3만1500대로 전체의 40.9％에 달했다고 밝혔다. 중국산이 차지하는 비중은 2020년 7.7％에 불과했으나 2022년 12.0％, 지난해는 29.0％로 늘었다. 2년새 중국산이 비율이 3배 이상으로 불어난 셈이다. 올해 들어 수입된 중국산 EV 대수는 체코(8100대), 한국(6700대)을 크게 앞질렀다. 통계청은 "전기차 국내 수요 부진으로 수입량은 크게 줄었지만 중국산의 비중은 다시 급증했다"고 지적했다. 하지만 징벌적 관세의 주요 표적이 된 비야디(BYD)와 지리(Geely) 등 순수 중국 전기차업체의 시장 점유율은 미미한 수준이다. 일간 프랑크푸르터알게마이네차이퉁(FAZ)에 따르면 독일에 신규 등록한 전기차 가운데 중국 브랜드의 비율은 2022년 2％ 미만에서 지난해 5.5％, 올해 1∼5월 5.7％로 늘었다. 차량 대수로는 올해 들어 지난달까지 8042대가 등록했다. 중국산 가운데 현지업체와 합작 등 형태로 생산한 차량이 상당수라는 얘기다. BMW의 iX3, 메르세데스-벤츠의 스마트, 스웨덴 볼보의 전기차 브랜드 폴스타 등이 중국에서 생산된다. 그러나 이런 합작 생산 방식도 유럽연합(EU)이 최근 추진하는 고율의 추가 관세를 피할 수 없을 전망이다. EU가 중국산 전기차 추가 관세를 관철할 경우 이런 합작업체의 차량도 평균 21％포인트(p)의 추가 관세를 물어야 한다. 소비자 입장에서는 유럽 브랜드 차량이지만 중국산이라는 이유로 더 비싸게 사야 한다.
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독일 수입 EV 5대 중 2대 중국산⋯대부분 합작생산 차량
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한국, 1∼5월 IT 수출 40% 증가...자동차 수출 역대 1위
- 한국이 올해 상반기(1∼5월) 반도체, 컴퓨터 등 정보기술(IT) 제품 수출이 전년보다 40% 증가하고, 반도체와 함께 우리나라 수출을 견인하는 자동차 수출도 역대 1위 실적을 기록한 것으로 나타났다. 산업통상자원부는 19일 강경성 1차관 주재로 제6차 수출품목담당관회의를 개최하고 이같이 발표했다. 산업부에 따르면 한국 수출은 지난해 10월 '플러스 성장'으로 전환한 이후 8개월 연속 플러스 기조를 이어가고 있다. 올해 1∼5월에는 수출이 전년보다 9.9% 증가한 2777억달러로 집계돼 역대 2위 수출 실적을 달성하며 괄목할만한 성장세를 기록했다. 역대 1위 수출실적은 2022년 2928억달러였다. 전체 수출의 25%를 차지하는 IT 제품 수출은 40% 증가한 694억 달러를 기록하며 상반기 성장의 주요 동력이 되었다. 이는 글로벌 디지털 전환 가속화에 따른 수요 증가를 적극 반영한 결과다. 지난해 반도체 불황 속에서도 한국 수출의 효자 역할을 했던 자동차 수출은 308억 달러를 기록하며 호조세를 이어갔다. 특히, 전기차 수출의 눈부신 성장이 두드러졌다. 선박 수출은 15대 주요 수출 품목 중 가장 높은 수준인 54% 증가율을 보이며 102억 달러를 기록했다. 이는 해양 물류 시장 회복과 해외 조선소 생산 비용 상승 등이 유리하게 작용한 결과다. 무역수지는 지난해 6월 이후 12개월 연속 흑자 기조를 유지하며 건전한 경제 구조를 보여주고 있다. 올해 1∼5월 무역수지는 총 323억달러 흑자를 기록했다. 이는 직전 1년간(2022년 6월∼2023년 5월)의 669억달러 적자보다 1000억달러 가까운 성장 흐름을 나타낸 것이다. 한국은행에 따르면 올해 1분기 한국의 국내총생산(GDP) 성장률 1.3%에서 순수출 기여도는 0.8%로 분석됐다. 정부는 하반기에도 지속적인 수출 성장을 위해 글로벌 공급망 위기를 극복하고 해외 시장 다변화를 적극 추진할 계획이다. 특히, 유망 시장 공략과 핵심 품목 경쟁력 강화에 집중 투자할 예정이다. 강경성 1차관은 "올해 우리나라 수출이 확고한 증가 흐름을 보이고 있다. 이에 힘입어 1분기에는 한국의 전 세계 수출 순위가 지난해(8위) 대비 한 단계 상승한 7위를 달성했다"며 "6월에도 수출 플러스와 무역수지 흑자기조가 이어지면서 상반기 전체로도 양호한 성적이 기대된다"며 긍정적인 전망을 밝혔다.
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- 경제
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한국, 1∼5월 IT 수출 40% 증가...자동차 수출 역대 1위
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[신소재 신기술(59)] 질화갈륨-마그네슘 초격자, 새로운 합성법으로 탄생
- 과학자들이 질화갈륨(GaN)과 금속 마그네슘(Mg)을 가열해서 초격자가 형성되는 것을 발견했다. 일본 나고야 대학 연구팀은 질화갈륨과 마그네숨 간의 열 반응을 통해 톡특한 조격자 구조가 형성되는 것을 실험 과정 중에 우연히 발견했다고 PHYS가 보도했다. 이는 벌크 반도체에 2차원 금속층이 삽입되는 현상이 최초로 확인된 사례이다. 초격자는 인공적으로 만들어진 주기적인 구조를 가진 물질로, 고성능 트랜지스터, 레이저 다이오드, 광검출기 등 다양한 분야에 활용된다. 연구팀은 최첨단 분석 기술을 통해 물질을 정밀하게 관찰해 반도체 도핑 및 탄성 변형 공학에 대한 새로운 통찰력을 얻었으며, 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 질화갈륨(GaN)은 높은 전력 밀도와 빠른 작동 주파수를 요구하는 분야에서 기존 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대되는 광대역 갭 반도체 물질이다. GaN의 이러한 특징은 LED레이저 다이오드, 전력 전자 장치(전기 자동차 및 고속 충전기의 핵심 부품 포함) 등 다양한 분야에서 활용 가치가 높다. GaN 기반 장치의 성능 향상은 에너지 절약 사회 실현과 탄소 중립 미래를 실현하는 데 기여할 수 있다. 반도체에는 p형 및 n형이라는 두 가지 필수적이고 상호 보완적인 전기 전도 유형이 존재한다. p형 반도체는 주로 양전하를 운반하는 자유 캐리어인 정공을 특징으로 하며, n형 반도체는 자유 전자를 통해 전기를 전도한다. 반도체는 도핑이라는 과정을 통해 p형 또는 n형 전도성을 획득한다. 도핑은 순수 반도체 물질에 특정 불순물(도펀트)을 의도적으로 도입하여 전기적 및 광학적 특성을 크게 변화시키는 것을 의미한다. GaN 반도체 분야에서 p형 전도성을 생성하는 것으로 알려진 유일한 원소는 Mg이다. 그러나 Mg 도핑의 성공 이후 35년이나 지났음에도 불구하고, GaN에서 Mg 도핑의 전체 메커니즘, 특히 Mg의 용해도 한계 및 분리 거동은 여전히 명확하지 않다. 이러한 불확실성은 광전자 및 전자 분야에서의 최적화를 제한한다. 이 연구의 제1 저자인 지아 왕과 그의 동료들은 p형 GaN의 전도도를 개선하기 위해 GaN 웨이퍼에 증착된 금속 Mg 박막을 패턴화하고 고온에서 가열하는 어닐링이라는 기존 공정을 수행하는 실험을 진행했다. '어닐링(Annealing)'은 금속이나 유리 등의 재료를 가열한 후 천천히 식혀 내부 응집력을 제거하고 재료의 성질을 변화시키는 열처리 과정을 말한다. 금속을 가열하고 천천히 식히면 재료의 결정 구조를 변화시켜 강도, 경도, 내식성 등의 특징을 개선할 수 있다. 왕 연구원은 "GaN은 이온 결합과 공유 결합이 혼합된 광대역 갭 반도체이고 Mg는 금속 결합을 특징으로 하는 금속이지만, 이 두 이질적인 물질은 동일한 결정 구조를 가지고 있으며 육각형 GaN과 육각형 Mg의 격자 차이가 무시할 정도로 적다는 것은 놀랍도록 자연스러운 우연"이라고 말했다. 이어 "우리는 GaN과 Mg사이의 완벽한 격자 일치가 구조를 만드는 데 필요한 에너지를 크게 줄여 이러한 초격자의 자발적인 형성에 중요한 역할을 한다고 생각한다"라고 설명했다. 연구팀은 최첨단 전자 현미경 이미징을 사용해 GaN 및 Mg 층이 번갈아 나타나는 초격자의 자발적인 형성을 관찰했다. GaN과 Mg는 물리적 특성이 크게 다른 물질이므로 이처럼 초격자가 자발적으로 형성된 것은 매우 특이한 현상이다. 연구팀은 이 독특한 삽입 거동을 '틈새 삽입(interstitial intercalation)'이라고 명명하고, 이것이 모재에 압축 변형을 유발한다는 것을 밝혀냈다. 특히 Mg 층이 삽입된 GaN은 20GPa 이상의 높은 응력을 견뎌냈다. 이는 대기압의 20만배에 해당하며, 박막 물질에서 기록된 가장 높은 압축 변형이다. 이는 실리콘 필름에서 일반적으로 발견되는 압축 응력(0.1~2GPa)보다 훨씬 크다. 전자 박막은 이러한 변형으로 인해 전자 및 자기 특성에 상당한 변화를 겪을 수 있다. 연구팀은 변형된 방향을 따라 정공 수송을 통한 GaN의 전기 전도도가 크게 향상되었음을 발견했다. 한편, 이 연구는 'GaN 기술의 요람'으로 알려진 나고야 대학에서 이루어졌다는 데 의미가 있다. 이번 연구의 교신 저자인 아마노 히로시와 나고야 대학의 아카사키 이사무는 1980년대 후반에 Mg가 도핑된 GaN을 사용해 최초의 청색 LED를 개발했다. 이들의 공헌은 2014년 노벨 물리학상 수상으로 이어졌다. 이번 연구에서는 2차원 Mg 도핑의 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써 III-질화물 반도체 연구 분야의 잠재적으로 새로운 길을 열 것으로 기대된다. 왕 연구원은 "마그네슘이 삽입된 GaN 초격자 구조의 발견과 2D-Mg 도핑의 새로운 메커니즘 규명은 질화 3족 반도체 연구 분야의 선구적인 업적을 기릴 수 있는 어렵게 얻은 기회"라고 말했다. 노벨상 수상 후 10년 만에 Mg 도핑의 기술을 발전시킨 왕 연구원은 "이 시기적절한 발견이 이 분야의 새로운 길을 열고 더 많은 기초 연구에 영감을 줄 수 있는 '자연의 진정한 선물'"이라고 밝혔다. 이 연구에는 나고야 대학에서 지아 왕, 카이 웬타오, 순 루, 에미 카노, 비랩 사르카, 와타나베 히로타카, 이카라시 노부유키, 혼다 요시오, 아마노 히로시 등이 참여했다. 외에도 메이지 대학교의 연구진과 오사카 대학교의 나카지마 마코토 교수가 이끄는 광학 그룹이 이 연구의 다른 공저자로 참여했다.
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[신소재 신기술(59)] 질화갈륨-마그네슘 초격자, 새로운 합성법으로 탄생
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[신소재 신기술(54)] 무산소 공정으로 고품질 그래핀 대량 생산 가능
- 북미 과학자들이 무산소 공정을 활용해 '꿈의 소재'로 불리는 그래핀의 대량 생산 길을 열었다. 미국 콜럼비아 대학교 대학원 엔지니어링의 혼(Hone) 연구소가 국립표준기술연구소(NIST), 캐나다 몬트리올 대학교 연구원들과 함께 '무산소 화학 지상 증착(OF-CVD)' 기술을 개발해 고품질 그래핀의 대량 생산을 가능하게 했다고 아조나노와 인디펜던스 등 다수 외신이 보도했다. 이 기술은 고품질 그래핀 샘플을 대규모로 생산할 수 있으며, 산소와 그래핀 품질 간의 직접적인 상관관계를 밝히고 미량 산소가 그래핀의 성장 속도에 어떤 영향을 미치는지 보여준다고 그래핀은 탄소 원자 단일층으로 이루어진 물질로 2004년 처음 발견됐다. '21세기 경이로운 소재'로 꼽히는 그래핀은 전기 전도성과 강도가 매우 뛰어나 에너지 저장부터 의료 기기, 전자 제품에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 혁신을 가져올 수 있는 물질로 알려져 있다. 하지만 현재까지 그래핀은 제조 과정에서 불순물이 발생하고 대량생산이 어려워 산업 활용에 한계가 있었다. 특히 산소 존재는 그래핀 성장 속도에 영향을 미치고 불순물을 발생시켜 산업적 활용을 저해하는 주요 원인이었다. 연구팀은 산소를 거의 완전히 제가한 상태에서 그래핀을 화학 기상 증착(CVD)방식으로 합성하는 새로운 방법을 개발했다. 연구팀은 "산소 제거를 통한 고품질 그래핀 합성 재현 기능성 확보는 대량 생산으로 나아가는 중요한 이정표"라고 말했다. 기존 그래핀 제조 방법은 두 가지였다. 첫번째는 박리 그래핀 방식이다. 연필 심과 동일한 재료인 흑연 샘플에서 가정용 테이프를 사용해 흑연 막을 벗겨내는 '스카치 테이프(박리 그래핀)' 방법은 매우 순수한 그래핀을 얻을 수 있지만 대량 생산에는 적합하지 않다. 두 번째는 CVD 성장 방식으로 알려져 있다. 15년 전 개발된 CVD 방식은 대량 생산이 가능하지만 산소 존재로 인해 품질이 균일하지 않았고, 성장 속도 저하 문제 등이 있었다. CVD 방식은 메탄과 같은 탄소 함유 가스가 구리 표면위로 통과한다. 가스의 온도가 메탄 조직과 탄소 원자가 재구성되어 벌집 모양의 단일 그래핀 층을 형성하는 지점까지 올라가면 그래핀이 합성된다. CVD 성장을 확장하면 cm(센티미터) 혹은 m(미터) 크기의 그래핀 샘플을 생산하는 것이 가능하다. 그러나 문제는 산소였다. 연구팀은 산소로 인해 공정이 훼손되는 문제를 해결하기 위해 산소 제어를 통한 그래핀 합성 프로세스를 개선했다. 공동 저자인 몬트리올의 리차드 마텔(Richard Martel)과 피에르 레베스크(Pierre Levesque)는 이전에 미세한 농도의 산소가 성장을 방해하고 심지어 그래핀을 제거할 수 있다는 사실을 입증했다. 약 6년 전, GSAS'19의 크리스토퍼 디마르코는 증착 과정에서 첨가되는 산소의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 CVD 성장 시스템을 설계하고 구축했다. 디마르코의 연구는 현재 박사 과정 중인 싱저우 얀(Xingzhou Yan)과 제이콥 아몬트리(Jacob Amontree)가 수행해 성장 시스템을 개선했다. 이들은 미량의 산소가 제거되었을 때 CVD 성장이 일관되게 더 빨라진다는 사실을 발견했다. 또한 산소가 없는 CVD 그래핀 성장의 동역학을 조사하고 간단한 모델을 사용하여 온도와 가스 압력 등 다양한 매개변수에 따라 성장 속도를 예측할 수 있음을 발견했다. OF-CVD로 성장한 샘플의 품질은 박리 그래핀의 품질과 거의 동일한 것으로 나타났다. 컬럼비아 대학교 물리학과 교수들과 협력으로 생산된 그래핀은 자기장이 존재할 때 분수 양자 홀 효과에 대한 강력한 증거를 제공했다. 개선된 공정을 통해 빠르고 안정적으로 성장하는 고품질 그래핀을 얻을 수 있었으며, 이는 향후 그래핀 대량 활용 가능성을 열어준다. 이번 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 '산소 없는 화학 기상 증착을 통한 재현 가능한 그래핀 합성'이라는 제목으로 게재됐다.
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[신소재 신기술(54)] 무산소 공정으로 고품질 그래핀 대량 생산 가능
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한국, 올해 1분기 경제성장률 1.3% 증가⋯수출·건설투자 견인
- 올해 1분기 한국 경제가 수출 호조와 건설투자, 민간소비 회복 등에 의해 1% 이상 성장세를 보였다. 한국은행은 5일, 2024년 1분기 실질 국내총생산(GDP)와 성장률(직전부기대비·잠정치)이 1.3%로 집계됐다고 밝혔다. 이는 지난 4월 25일 공개된 속보치와 동일하고, 2021년 4분기(1.6%) 이후 2년 3개월만에 가장 높은 분기 성장률이다. 분기 성장률은 수출이 급격히 줄어들면서 2022년 4분기(-0.5%)에 하락하기 시작했다. 이후 2023년 1분기(0.4％) 반등한 뒤 2분기(0.6％), 3분기(0.8%), 4분기(0.5%)와 올해 1분기까지 다섯 분기 연속 플러스(+) 성장세를 유지하고 있다. 최정우 한국은행(이하 한은) 국민계정부장은 향후 성장경로 전망에 대해 "1분기 수준이 굉장히 높았기 때문에 2분기에는 어느 정도 조정이 이뤄지고 이후 3, 4분기에 회복하는 흐름을 보일 것으로 본다"고 말했다. 1분기 성장률을 부분별로 살펴보면 건설투자 부분이 월등한 성장세를 보였다. 건물과 토목 건설이 동반 회복하면서 3.3%나 급등해 속보치인 2.7%보다 더 높게 나타났다. 최 부장은 "건설투자 반등은 전 부기 큰 폭 감소에 따른기조효과와 양호한 기상 여건, 일부 사업장의 마무리 공사 진행 등 일시적인 요인으로 인한 것으로 본다"고 설명했다. 그는 또 "향후 입주 물량 취소, 착공 수주감소세 영향을 다소 부진한 흐름이 예상된다"면서도 "부동산프로젝트 파이낸싱(PF)과 관련된 북활실성이 잘 조정된디면 성장에 미츤 ㄴ영향은 제한적일수도 있다"고 말했다. 1분기 수출은 반도체와 휴대전화 등 정보기술(IT) 품목과 석유제품을 중심으로 1.8% 늘었다. 이에 최부장은 "반도체와 이동전화 등 IT 품목 수출이 당초 예상보다 더 호조를 나타냈다"며 "속보치보다도 잠정치에서 수출이 크게 늘어난 것은 해외생산을 통한 수출이 애초 파악한 것보다 훨씬 좋았기 때문"이라고 밝혔다. 민간소비의 경우, 의류 등 재화와 음식점업, 숙박 등 서비스가 모두 증가해 0.7% 늘었다. 정부소비 또한 물건비 지출 중심으로 0.8% 증가했다. 반면, 설비투자는 운송장비 등의 침체로 2.0% 마이너스 성장세를 보였다. 수입 또한 천연가스와 전기장비 등의 부분에서 0.4% 감소했다. 이번 잠청치를 속보치와 비교하면 민간소비(0.8%→0.7%)와 설비투자(-0.8%→-2.0%)는 하향조정됐다. 반대로 정부소비(0.7%→0.8%)와 수입(-0.7%→-0.4%)은 늘었다. 속보치보다 2024년 1분기 설장률에 가장 크게 기여한 항목은 수출에서 수입을 뺀 순수출이었다. 순수출은 1분기 성장률을 0.8%포인트(p) 상승시켰다. 아울러 건설투자(0.5%p)와 민간소비(0.3%p), 정부소비(0.1%p)도 성장세에 힘을 실었다. 그러나 설비투자(-0.2%p)와 정부투자(-0.1%p)는 각각 0.2%p, 0.1%p씩 성장률을 갉아먹었다. 속보치와 비교하면 민간소비(-0.1%p)와 설비투자(-1.2%p) 성장률은 낮아졌지만, 건설투자(+0.7%p)와 수출(+0.9%p)은 상향 조정됐다. 업종별 성장률의 경우 건설업이 5.5%로 가장 높았고, 농림어업이 1.8%로 그 뒤를 이었다. 제조업도 운송장비 등을 중심로 0.9% 늘었다. 서비스업 또한 도소매와 숙박음식업, 문화기타서비스 위주로 0.9% 증가했다. 한편, 한은은 올해 1분기 성장룰 잠정치부터 국민계정 기준년이 기존 2015년에서 2020년으로 바뀌었기 때문에, 각각 2015년과 2020년을 기준으로 산출된 속보치와 잠정치를 비교했을때 주의를 기울여야 한다고 밝혔다. 한은 분석에 따르면 기준년을 조정한 새로운 시계열에서 2001~2023년 연평균 GDP 성장율(3.6%)이 기존 시계열상 성장율(3.5%) 보다 0.1%p 높아졌다. 그러나 한은은 1분기 성장률 장점치(1.3%)가 속보치와 같은 수준을 유지한 데 시계열 조정 효과가 얼마나 영향을 미쳤는지는 공개하지 않았다.
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한국, 올해 1분기 경제성장률 1.3% 증가⋯수출·건설투자 견인
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희토류 원소 방사성 '프로메튬' 비밀 80년 만에 밝혀져
- 특수 용도로 사용되는 희토류 원소인 방사성 물질 프로메튬(promethium)이 발견된 지 80년 만에, 과학자들이 처음으로 프로메튬의 신비하고도 중요한 특성을 밝혀내 주목된다고 라이브사이언스가 전했다. 프로메튬은 주기율표의 맨 아래 15개의 란타넘족에 속해 있는 원자번호 61번의 원소다. 희토류로 알려진 프로메튬은 강한 자성과 특이한 광학 특성을 포함해 여러 가지 유용한 특성을 나타내 현대 전자 장치 소재로 중요하게 사용된다. 프로메튬은 안정된 동위원소는 없고 방사성 동위원소들만 존재한다. 프로메튬은 미국 오크리지 국립연구소(ORNL: Oak Ridge National Laboratory)가 지난 1945년 처음으로 발견했다. ORNL 연구원들이 발견한 프로메튬 자체는 원자 배터리 및 암 진단 분야에서 적용됐다. 그러나 이 원소의 화학적 성질은 지극히 일부만 알려졌고, 이 때문에 더 널리 사용되는 것은 지금까지 불가능했다. 방사성 원소를 연구하는 것 자체가 적합한 샘플 확보의 어려움으로 인해 수십 년 동안 높은 장벽으로 작용했던 것. 연구팀인 ORNL의 알렉산더 이바노프는 "프로메튬에는 안정된 동위원소가 없고 모두가 방사성이기 때문에 시간이 지남에 따라 다른 원소로 붕괴된다. 프로메튬은 핵분열 과정을 통해 얻어지기 때문에 특히 희소하고 연구하기 어렵다"고 말했다. 그런데 작년에 개발된 프로메튬 생산 방법을 사용, ORNL 연구팀은 이 동위원소를 원자로 폐기물로부터 분리, 연구를 위한 가장 순수한 샘플을 만들어내는 데 성공했다. 그 후 연구팀은 이 샘플을 금속 원자를 가두기 위해 특별히 고안된 분자인 리간드(수용체에 결합하는 항체·호르몬·약제 등의 분자)와 결합해 물속에서 안정적인 복합체를 형성했다. PyDGA로 알려진 배위 분자(리간드 배위 결합을 통해 형성된 분자)는 9개의 프로메튬-산소 결합을 형성했다. 이 결합은 연구팀에 프로메튬 복합체의 결합 특성을 분석할 수 있는 기회를 처음으로 제공했다. 그러나 분석하는 일도 쉽지는 않았다. 프로메튬이 방사성이었기 때문에 일단 붕괴되면, 주기율표상 인접 원소인 사마륨으로 변환된다. 사마륨 형태로 소량의 오염이 발생하게 됐던 것이다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 ‘싱크로트론 기반 X선 흡수 분광법’이라는 극도로 전문화된 기술을 사용했다. 입자 가속기에 의해 생성된 고에너지 광자는 프로메튬 복합체에 충격을 가해 원자의 위치와 결합 길이의 그림을 만들었다. 금속-산소 결합 길이의 미묘한 차이를 통해 팀은 오염된 사마륨과 관계없이 주요 프로메튬-산소 결합 분석에 집중할 수 있었다. 결국 이런 방식을 통해 연구팀은 처음으로 프로메튬의 특성을 다른 희토류 복합체와 비교할 수 있었다. 리간드는 모든 란타넘족 원소에 안정적인 복합체를 형성할 수 있는 방법을 제공했다. 동일한 원소 비율과 동일한 종류의 기하학적 구조를 가질 수 있게 된 것이다. 이로써 복합체의 기본적인 물리적 화학적 특성을 연구할 수 있었다. 란타넘족은 자연적인 원소들의 혼합물로 발견되므로, 결합 길이 및 복합체 형성과 같은 주기적인 경향을 이해하는 것은 과학자들이 금속을 분리하는 새롭고 보다 효율적인 방법을 개발하는 데 도움이 된다. ORNL의 연구원이자 '네이처' 지에 발표된 새로운 연구를 이끈 일자 포포브스는 라이브사이언스와의 인터뷰에서 "프로메튬은 레이저에 사용되며 스마트폰 화면에도 일부 들어간다. 또한 풍력 발전을 위한 풍력터빈과 전기자동차의 자석에도 쓰인다"고 말하고, 프로메튬에 대한 추가 연구가 이루어지면 응용을 대폭 확대할 수 있다고 설명했다. 현재 ORNL 연구팀은 프로메튬 원소의 화학적 움직임과 배위 환경에 대한 보다 명확한 그림을 만들기 위해 물속의 프로메튬 연구를 확대하고 있다. 포포브스는 "우리의 연구가 다른 과학자들에게 더 나은 분리 기술을 설계하는 방법을 알려주고, 다른 응용 분야 연구에 더 많은 관심을 불러일으킬 수 있기를 바란다"고 말했다.
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희토류 원소 방사성 '프로메튬' 비밀 80년 만에 밝혀져
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[퓨처 Eyes(37)] 양자 컴퓨팅, 초순수 실리콘 개발로 큰 도약
- 과학자들이 실리콘 동위원소 제거를 통해 정제된 초순수 실리콘을 만들어 양자 컴퓨팅 구현에 한 발 더 다가섰다. 최근 영국과 호주의 과학자들이 고성능 큐비트 장치를 구성할 수 있는 초순수 실리콘을 생산해 양자 컴퓨팅 발전에 새로운 가능성을 열었다고 어스닷컴과 인디펜던스 등 다수의 외신이 보도했다. 이번 연구는 호주 멜버른 대학교와 영국 맨체스터 대학교의 첨단 전자 재료 그룹이 주도했다. 실리콘은 전자 제품과 컴퓨팅에서 매우 중요한 소재로, 반도체 기술의 동의어처럼 사용된다. '실리콘 밸리'라는 지명도 실리콘의 중요성을 반영한다. 실리콘은 다양한 조건에서 전기를 전도하도록 만들 수 있으며, 지각에서 두 번째로 풍부한 원소로 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 지난 수십 년 동안 실리콘은 컴퓨터의 엄청난 확장을 촉진했지만, 실리콘의 순도 문제는 슈퍼컴퓨터 등 고급 시스템에서 제한 요소로 작용했다. 실리콘은 자연 상태에서 실리콘-28(Si-28), 실리콘-29(Si-29), 실리콘-30(Si-30) 등 세 가지 안정적인 동위원소로 존재한다. Si-28은 전체 실리콘의 약 92.23%를 차지하며, Si-29는 약 4.67%, 희귀한 Si-30은 약 3.10%를 차지한다. 이번 연구의 공동 감독자인 데이비드 제이미슨 교수는 "자연적으로 발생하는 실리콘은 대부분 Si-28이지만, 약 4.5% 존재하는 동위원소 Si-29가 문제를 일으킨다"고 지적했다. 그는 "실리콘-29는 각 원자의 핵에 여분의 중성자가 있어 작은 불량 자석처럼 작용해 양자 일관성을 파괴하고 컴퓨팅 오류를 일으킨다"고 설명했다. 연구팀은 이온 주입기를 사용해 컴퓨터 칩에 Si-28 빔을 발사해 Si-29의 불순물을 제거했다. 그 결과 Si-29 함량이 4.5%에서 0.0002%로 감소했다. 제이미슨 교수는 "이온 주입기를 조정해 실리콘을 이 수준으로 순수하게 정제할 수 있다"고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 리처드 커리 교수는 "이 획기적인 발전으로 양자 컴퓨팅을 구축하는 작업이 상당히 가속화될 것"이라고 말했다. 커리 교수는 "우리는 실리콘 기반 양자 컴퓨터를 구성하는 데 필요한 중요한 ‘벽돌’을 효과적으로 만들었다"라고 비유하면서, "이 기술은 인류를 변화시킬 잠재력을 가진 기술(양자 컴퓨팅)을 실현 가능하게 만드는 중요한 단계"라고 덧붙였다. 이번 발견은 과학 학술지 커뮤니케이션 머티리얼스-네이처에 게재됐다. 양자 컴퓨터는 큐비트 수가 많을수록 더 강력하지만, 오류에 더 취약하다. 양자 컴퓨팅의 구성 요소인 큐비트는 매우 민감하여 안정적인 환경이 필요하기 때문이다. 온도 변화 등 환경의 아주 미세한 변화도 컴퓨터 오류를 일으킬 수 있다. 다시 말하면, 양자 컴퓨터는 양자 물리학의 무한한 영역을 활용해 일반 컴퓨터가 할 수 없는 일을 수행할 수 있다. 그러나 정보를 처리하고 저장하는 양자 비트(큐비트)는 미세한 온도 변동이나 실리콘 불순물과 같은 사소한 간섭으로 인해 '일관성'을 잃을 수 있다. 그로 인해 오늘날 과학자들이 사용하는 양자 컴퓨터는 절대 온도(-273도)에 가까운 냉장고에 넣어 두는 경우에만 오류 없이 작동할 수 있다. 큐비트는 중첩과 얽힘 같은 고유한 특성을 가지며, 이를 통해 많은 계산을 병렬로 수행할 수 있다. 하지만 큐비트는 환경에 매우 민감하여 쉽게 양자 상태를 잃을 수 있다. 이를 디코히어런스라고 한다. 이러한 취약성 때문에 양자 오류 수정 기술이 필요하다. 실리콘은 기존 컴퓨팅의 기반이 되는 물질로, 연구자들은 실리콘이 확장 가능한 양자 컴퓨터의 해답이 될 것으로 기대하고 있다. 천연 실리콘의 동위원소 문제를 해결한 멜버른 대학교의 과학자들은 Si-29와 Si-30의 원자를 제거하여 양자 컴퓨터에 적합한 고품질의 초순수 실리콘을 만들어냈다. 슈퍼 컴퓨터를 능가하는 양자 컴퓨터는 단 30개의 큐비트로 작동된다. 이 프로젝트에서 실험을 수행한 라비 아차리아 박사는 "고품질 실리콘 큐비트를 생성하는 능력은 지금까지 사용된 실리콘의 순도에 의해 제한되었다. 우리가 보여준 획기적인 순도는 이 문제를 해결한다"고 설명했다. 제이미슨 교수는 "우리의 기술은 인공지능, 보안 데이터, 통신, 백신 및 의약품 설계, 에너지 사용, 물류 및 제조 등 사회 전반에 걸쳐 획기적인 변화를 약속하는 안정적인 양자 컴퓨터로 가는 길을 열어준다"고 밝혔다. 그는 "이제 우리는 매우 순수한 실리콘-28을 생산할 수 있게 됐다. 다음 단계는 많은 큐비트에 대해 동시에 양자 일관성을 유지할 수 있음을 입증하는 것이다. 큐비트가 30개에 불과한 양자 컴퓨터는 일부 응용 분야에서 오늘날의 슈퍼컴퓨터 성능을 능가할 것"이라고 덧붙였다. 새로운 의약품 설계나 정확한 일기 예보는 오늘날의 슈퍼 컴퓨터로는 계산이 너무 어려운 영역이다. 커리 교수는 "대규모 데이터를 처리할 수 있는 능력을 재고할 수 있는 기술을 통해 우리는 기후 변화의 영향을 해결하고, 보안 통신과 백신 설계 등 의료 문제를 해결하는 등 복잡한 현실 문제에 대한 솔루션을 찾을 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 성과는 1917년 어니스트 러더퍼드의 '원자 쪼개기' 발견, 1948년 '더 베이비'의 전자 저장 프로그램 컴퓨팅 최초 시연 등 맨체스터 대학교의 과학 혁신 역사와 맞물려 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 연구팀은 이번에 발견한 초순수 실리콘이 큐비트가 많은 양자 컴퓨터가 더 오랫동안 안정적으로 작동하는 데 도움이 될 것이며, 다음 단계는 이를 테스트하는 것이라고 말했다.
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[퓨처 Eyes(37)] 양자 컴퓨팅, 초순수 실리콘 개발로 큰 도약
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[신소재 신기술(39)] 식염수로 폐전자제품서 희토류 광물 회수
- 미국 에너지부 산하 태평양 북서부 국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory) 연구원들은 폐전자제품에서 망간, 마그네슘, 디스프로슘, 네오디뮴 등 주요 희토류를 선택적으로 회수하는 방법을 개발했다고 마이닝닷컴이 전했다. 연구팀은 간단한 혼합염 수용액과 금속 특성에 대한 지식을 활용하여 연속 흐름 반응로(챔버)에서 이러한 미네랄을 분리할 수 있었다. 두 개의 보완 연구 기사에 자세히 설명되어 있고 시애틀에서 열린 2024 재료 연구 학회(MRS) 춘계 회의에서 발표된 이 방법은 두 개의 서로 다른 액체가 지속적으로 함께 흐르는 화학 반응 챔버에 배치되었을 때 서로 다른 금속의 거동을 기반으로 합니다. 연구팀은 금속이 시간이 지남에 따라 서로 다른 속도로 고체를 형성하는 경향을 이용하여 금속을 분리하고 정제했습니다. 이 방법은 2024년 시애틀에서 열린 재료 연구 학회(MRS) 봄 회의 발표와 함께 두 편의 연구 논문에 상세히 설명되어 있으며, 두 개의 서로 다른 액체가 지속적으로 함께 연속 흐름 반응로(챔버)에서 다른 금속들의 행동을 기반으로 한다. 연구팀은 금속들이 서로 다른 속도로 고체를 형성하는 경향을 이용하여 광물을 분리 및 정제했다. 이 그룹은 2024년 2월에 처음으로 두 가지 필수 희토류 원소인 네오디뮴과 디스프로슘을 혼합 액체에서 성공적으로 분리했다고 보고했다. 기존 분리 방법에 일반적으로 필요한 30시간에 비해 4시간 만에 반응 챔버에서 두 개의 분리되고 정제된 고체가 형성되었다. 두 가지 중요한 광물은 무엇보다도 컴퓨터 하드 드라이브와 풍력 터빈에서 발견되는 영구 자석을 제조하는 데 사용된다. 지금까지 매우 유사한 특성을 가진 이러한 요소를 분리하는 것은 어려운 일이었다. 전자 폐기물에서 이를 경제적으로 회수할 수 있는 능력은 이러한 주요 광물의 새로운 시장과 공급원을 열 수 있다. 이 두 가지 중요 광물은 컴퓨터 하드 드라이브와 풍력 터빈 등에 사용되는 영구 자석 제조에 사용된다. 지금까지는 성질이 매우 유사한 이러한 원소들을 분리하는 것은 어려운 과제였다. 전자 폐기물에서 이들을 경제적으로 회수할 수 있는 능력은 이러한 중요 광물의 새로운 시장과 공급원을 열 수 있다. 마그네슘 공급원인 광산 폐기물과 염수 전자 폐기물에서 광물을 회수하는 것이 이 분리 기술의 유일한 응용 분야는 아니다. 연구팀은 바닷물은 물론 광산 폐기물과 염호 염수로부터 마그네슘을 회수하는 방법을 연구하고 있다. 수석 연구원 친푸 왕(Qingpu Wang)은 보도자료에서 “다음으로 더 많은 양의 제품을 효율적으로 회수하기 위해 원자로 설계를 수정하고 있다”고 말했다. 왕과 그의 동료 엘리아스 나쿠지(Elias Nakouzi)는 보완 기술을 사용해 용해된 리튬 이온 배터리 폐기물을 모방한 용액에서 거의 순수한 망간(>96%)을 회수할 수 있음을 보여주었다. 배터리용 망간은 전 세계적으로 소수의 회사에서 생산되며 주로 음극 또는 배터리의 음극 또는 음극에 사용된다. 본 연구에서 연구팀은 젤 기반 시스템을 사용하여 샘플 내 금속의 다양한 이동 및 반응 속도를 기반으로 물질을 분리했다. 나쿠지는 "이 프로세스의 장점은 간단하다는 것이다"라고 말했다. 그는 "고비용 또는 특수 재료에 의존하는 대신 우리는 이온 거동의 기본 원리를 다시 생각했다. 그리고 거기에서 영감을 얻었다"라고 설명했다. 연구팀은 연구 범위를 확대하고 중요 미네랄과 희토류 원소의 안정적인 국내 공급망을 제공하기 위해 환경 친화적인 새로운 분리 기술을 개발하는 PNNL의 새로운 이니셔티브인 '비평형 수송 구동 분리(NETS, Non-Equilibrium Transport Driven Separations)'를 통해 프로세스를 확장시킬 예정이다. 나쿠지는 "이 접근 방식은 복합적인 공급 흐름과 다양한 화학 성질로부터의 화학 분리와 관련하여 폭넓게 적용될 것으로 예상되며, 이는 더욱 지속 가능한 재료 추출 및 처리를 가능하게 할 것으로 기대한다"라고 말했다.
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[신소재 신기술(39)] 식염수로 폐전자제품서 희토류 광물 회수
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[신소재 신기술(38)] 한국 과학자팀, 상온 상압에서 다이아몬드 최초 합성
- 한국 기초과학연구원 연구원들이 새로운 액체 금속 합금 시스템을 사용해 상온 상압에서 다이아몬드 합성에 성공했다. 기초과학연구원(IBS)은 다차원탄소재료연구단 로드니 루오프 연구단장 팀이 갈륨, 철, 니켈, 실리콘으로 구성된 액체 금속 합금을 이용해 1기압과 1025°C의 상온 상압 조건에서 다이아몬드를 합성하는 데 세계 최초로 성공했다고 25일 밝혔다. 이 연구는 기존의 다이아몬드 합성 방법을 획기적으로 발전시킬 수 있는 성과라고 사이언스얼럿과 과학기술 웹사이트 Phsy 등에서도 비중있게 다뤘다. 기존의 다이아몬드 합성은 고온 고압(HPHT) 방법을 사용하며, 고온고압 조건을 유지하기 위한 압력 셀 제한 크기 때문에 다이아몬드 크기도 작아서 약 1㎠로 제한된다. 일반적으로 다이아몬드는 액체 금속 촉매를 사용해 '기가파스칼 압력 범위'(일반적으로 5~6GPa, 1GPa는 약 1만 기압)와 1300~1600°C의 고온에서만 다이아몬드를 생산할 수 있다. 천연 다이아몬드는 지하 깊은 곳의 극식한 압력과 온도에서 형성되는 데 수십억년이 걸린다. 합성 다이아몬드는 최대 몃 주 동안 강력한 압착이 필요하다. IBS 연구팀이 이번에 개발한 액체 금속 혼합을 기반으로 한 새로운 방법은 기존 다이아몬드 합성 패러다임을 깨고,1025도 온도 및 1기압 압력 조건에서 처음으로 다이아몬드를 합성했다. 이는 우리가 해수면에서 느끼는 압력과 동일하며 일반적으로 요구되는 압력보다 수만 배 더 낮다. 연구팀은 빠르게 가열과 냉각이 가능한 'RSR-S'라는 냉벽 진공 장치를 자체 제작해 통상 3시간 걸리는 기존 장치들과 달리, 15분이면 끝날 수 있게 했다. RSR-S는 온도와 압력을 빠르게 조절해 액체 금속 합금을 만드는 장치다. 연구팀은 메탄과 수소에서 갈륨 77.75%, 니켈 11.00%, 철 11.00%, 실리콘 0.25%로 구성된 액체 금속 합금을 만들어 하부 표면에서 다이아몬드 구성 물질인 탄소가 성장하는 것을 확인했다. 이 연구는 '네이처(Nature)' 저널 온라인에 게재됐다. 현재 다양한 산업 공정, 전자 제품, 심지어 양자 컴퓨터에 사용되는 대부분의 합성 다이아몬드를 만드는 데 사용되는 공정은 며칠이 걸리며 훨씬 더 많은 압력이 필요하다. 이 새로운 기술이 그 잠재력을 발휘한다면 다이아몬드 제작은 훨씬 더 빠르고 쉬워질 것이다. UNIST 석좌교수이기도 한 루오프 소장은 "이 선구적인 돌파구는 인간의 독창성과 끊임없는 노력, 그리고 많은 공동 연구자들의 협력이 만들어낸 결과"라고 말했다. 연구팀은 "액체 금속을 사용하는 일반적인 접근 방식은 다양한 표면에서 다이아몬드의 성장을 가속화하고 발전시킬 수 있으며 아마도 작은 다이아몬드(씨앗) 입자에서 다이아몬드의 성장을 촉진할 수 있다"라고 썼다. 루오프 소장은 "우리는 대형 챔버(내부 용적이 100리터인 RSR-A 챔버)에서 파라미터 연구를 진행했는데, 공기를 펌핑(약 3분)하고 불활성 가스로 퍼지(90분)한 다음 다시 진공 수준으로 펌프 다운(3분)하여 챔버를 1기압의 매우 순수한 수소/메탄 혼합물로 채우고(다시 90분) 실험을 시작하는 데 3시간 이상 소요되는 시간 때문에 다이아몬드 성장을 위한 파라미터 탐색이 더뎠다!"고 밝혔다. 이어 성원경 박사는 "메탄과 수소의 혼합물에 노출된 액체 금속으로 실험을 시작하고 완료하는 데 필요한 시간을 크게 줄이기 위해 훨씬 더 작은 챔버를 설계하고 제작하도록 요청했다"고 말했다. 성 박사는 "우리가 새로 제작한 시스템 즉, 내부 용적이 9리터에 불과한 RSR-S은 총 15분 만에 메탄/수소 혼합물을 펌핑, 퍼지, 배출, 채우기까지 완료할 수 있다. 매개변수 연구가 크게 가속화되었고, 이를 통해 액체 금속에서 다이아몬드가 성장하는 매개변수를 발견할 수 있었다"라고 설명했다. 제1저자인 얀 공 UNIST 대학원생은 "어느 날 RSR-S 시스템으로 실험을 진행한 후 흑연 도가니를 식혀 액체 금속을 고형화한 후 고형화된 액체 금속 조각을 제거했을 때, 이 조각의 바닥면에 수 밀리미터에 걸쳐 '무지개 무늬'가 퍼진 것을 발견했다. 그 무지개 색이 다이아몬드 때문이라는 사실을 알게 되었다! 이를 통해 다이아몬드의 재현 가능한 성장에 유리한 매개변수를 파악할 수 있었다"라고 말했다. 연구팀은 또 '광 발광 분광법' 실험으로 물질에 빛을 쏘아 방출되는 파장 빛을 준석해 다이아몬드 내 '실리콘 공극 컬러 센터' 구조도 발견했다. 이 구조는 액체 금속 합성 구성요소 중 하나인 실리콘이 탄소로만 이루어진 다이아몬드 결정 사이에 끼어들어 있는 것이다. 실리콘 공극 컬러 센터 구조는 양자 크기의 자성을 가져 자기 민감도가 높고, 양자 현상(양자적인 특성)을 보인다. 그로 인해 향후 나노 크기의 자기 센서 개발과 양자 컴퓨팅 분야의 응용이 기대된다. 논문 공동 저자인 메이후이 왕 박사는 "실리콘 공극 컬러 중심을 가진 이 합성 다이아몬드는 자기 감지 및 양자 컴퓨팅에 응용될 수 있을 것"이라고 말했다. 연구팀은 이러한 새로운 조건에서 다이아몬드가 핵을 형성하고 성장할 수 있는 메커니즘에 대해 심도 있게 연구했다. 시료의 단면을 고해상도 투과전자현미경(TEM)으로 촬영한 결과 다이아몬드와 직접 접촉한 고체 액체 금속에 약 30~40nm 두께의 비정질 표면 영역이 존재하는 것으로 나타났다. 공동 저자인 최명기 박사는 "이 비정질 영역의 상부 표면에 존재하는 원자의 약 27%가 탄소 원자였으며, 탄소 농도는 깊이에 따라 감소하는 것으로 나타났다"고 말했다. 연구팀은 또한 실리콘이 다이아몬드의 새로운 성장에 중요한 역할을 한다는 사실도 발견했다. 합금의 실리콘 농도가 최적 값보다 증가함에 따라 성장한 다이아몬드의 크기는 작아지고 밀도는 높아진다. 실리콘을 첨가하지 않으면 다이아몬드를 전혀 성장시킬 수 없었으며, 이는 실리콘이 다이아몬드의 초기 핵 형성에 관여할 수 있음을 시사한다. 루오프 소장은 "이 액체 금속에서 다이아몬드의 핵 형성과 성장에 대한 우리의 발견은 매우 흥미롭고 기초 과학을 위한 많은 흥미로운 기회를 제공한다. 이제 우리는 핵 형성과 그에 따른 다이아몬드의 빠른 성장이 언제 일어나는지 탐구하고 있다. 또한 탄소와 기타 필요한 원소의 과포화를 먼저 달성한 다음 온도를 빠르게 낮춰 핵 생성을 촉발하는 '온도 강하' 실험도 유망한 연구"라고 말했다.
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[신소재 신기술(38)] 한국 과학자팀, 상온 상압에서 다이아몬드 최초 합성
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