순수 – 포커스온경제 통합 검색

전체기사보기
2024-11-22 (금)

검색

[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.
- IT/바이오
2024-07-01
[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.
- IT/바이오
2024-06-28
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.
- 산업
2024-06-20
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.
- 경제
2024-06-19
[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.
- 포커스온
2024-06-14
[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.
- 포커스온
2024-06-05
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.
- 경제
2024-06-05
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.
- 경제
2024-06-03
[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.
- 포커스온
2024-05-23
[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.
- 포커스온
2024-04-29
[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.
- 포커스온
2024-04-25
정부, 1분기 GDP 성장률 긍정적…올해 전망치 상향 조정 시사

기획재정부는 25일, 1분기 경제 성장률이 1.3% 증가한 것은 우리 경제의 성장 궤도에 대한 명확한 "긍정적 신호"라고 평가했다. 이날 한국은행에 따르면 2024년 1분기 실질 국내총생산(GDP)은 전분기 대비 1.3%(속보치) 증가한 것으로 집계됐다. 이는 2021년 4분기(1.4%) 이후 2년 3개월 만에 가장 높은 분기 성장률이며, 특히 '민간 주도' 성장이라는 면에서 더욱 주목할 만하다. 기재부는 관련 참고자료에서 1분기 경제 성장의 특징에 대해 "재정에 의존한 성장이 아닌 '민간 주도 성장'의 모습"이라며 "내수가 반등하며 수출-내수의 균형 잡힌 회복세를 보이고 있다"고 말했다. 기재부는 "분기별 변동성은 있겠지만 수출 개선세가 이어지는 가운데 내수 회복세도 점차 확대되면서 성장세가 지속될 것"이라고 전망했다. 특히 기재부는 1분기 순수출 기여도가 4개 분기 연속으로 플러스를 기록한 점을 주목했다. 이는 2000년 이후 3번째로 양호한 수치이며, 한국 경제의 수출 경쟁력이 강화되었음을 보여준다. 또한 1분기 실질 국내총소득(GDI) 증가율이 2.5%로 실질 성장률(1.3%)을 크게 웃돌았다는 점도 긍정적인 지표로 평가된다. 실질 GDI는 국민의 구매력과 밀접하게 관련된 지표이며, 이번 증가는 향후 내수 개선에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다. 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 25일 정부서울청사에서 열린 대외경제장관회의에서 1분기 경제 성장률 1.3% 증가에 대해 "재정 외끌이가 아닌 민간 주도 성장"이라고 평가하며 "수출 호조와 내수 반등이 골고루 기여한 균형 잡힌 회복세"를 보여주었다고 의미를 부여했다. 최 부총리는 이번 성장을 "교과서적인 성장 경로로의 복귀"라고 표현하며, 한국 경제의 긍정적인 방향 전환을 강조했다. 정부가 한국은행의 GDP 집계 결과에 대해 별도의 입장 자료를 발표하고 백브리핑을 진행하는 것은 매우 이례적인 일이다. 이는 정부가 이번 1분기 경제 성장 결과를 매우 중요하게 평가하고 있으며, 국민들에게 경제 상황에 대한 명확한 메시지를 전달하려는 노력으로 해석된다. 윤인대 경제정책국장은 기자실 백브리핑에서 "이번 수치는 경기 회복세가 본격화했다는 점에서 큰 의미를 지닌다"며 "특히 내수의 기여도가 높아 성장의 지속가능성이 안정적"이라고 평가했다. 또한 "수치 자체가 국민들의 삶을 개선한다고 생각하지는 않지만, 민생 어려움을 인지하고 있으며 경제 전반의 좋은 성적이 민생 곳곳에 흐르도록 추가적인 노력을 기울일 것"이라고 덧붙였다. 윤 국장은 향후 경제 전망과 관련해 "분기별 1% 이상의 성장률을 지속하는 것은 기대하기 어렵다"고 말하며, "하지만 긍정적인 성장 흐름이 이어질 것이라고 말씀드릴 수 있다"고 전했다. 이는 정부가 향후에도 한국 경제가 성장세를 유지할 것으로 기대하고 있지만, 성장 속도는 다소 둔화될 수 있다는 것을 시사한다. 기재부는 연간 성장률 전망치(2.2%) 상향 조정 가능성을 시사했다. 윤 국장은 "1분기 성장률이 예상보다 높아 연간 성장률 전망치 상향 가능성이 꽤 높다"고 밝혔다. 그는 1분기 성장률을 기반으로 연간 성장률을 계산하면 2.3% 이상으로 올라갈 것으로 예상된다고 말했다. 윤 국장은 2분기 성장률 0%, 3~4분기 성장률 각각 0.5%씩 성장한다는 가정하에 연간 성장률이 2.6%에 달할 수 있다고 설명했다. 이어 그는 "현재 상황으로는 2% 초반에서 2% 초중반으로 조정해야 할 것으로 보인다"며 "국제기구와 투자은행(IB)에서도 추가적인 성장률 상향 조정이 있을 것"이라고 전망했다.
- 경제
2024-04-25
미국, 삼성전자에 64억 달러 반도체 보조금 지급⋯역대 3번째 규모

미국 정부가 15일(현지시간) 삼성전자의 미국내 반도체 생산시설 투자에 64억 달러(약 8조8800억 원)의 보조금을 지급한고 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 이날 보도자료를 통해 삼성전자와 미국 반도체법에 따라 최대 64억달러의 직접 자금을 지원한다는 내용의 구속력 없는 예비거래각서(PMT)를 체결했다고 밝혔다. 미국 정부 보조금은 삼성전자가 미국 내 반도체 생산 시설 투자를 촉진하기 위한 조치다. 조 바이든 대통령은 미국의 첨단 반도체 생산 능력 확보를 위해 2022년 반도체법에 서명했다. 삼성전자에 대한 지원금 규모는 현재까지 미국 정부가 발표한 자금 가운데 인텔(85억달러)·TSMC(66억달러)에 이어 세번째로 많다. 사업 투자금(450억 달러) 대비 비율은 TSMC나 인텔보다 높은 것으로 전해졌다. 상무부는 삼성전자를 "첨단 메모리와 첨단 로직 기술 모두를 선도하는 유일한 첨단반도체 기업"이라고 표현하며, 향후 400억달러(약 55조 5200억원) 이상을 미국에 투자할 예정이라고 설명했다. 구체적으로 삼성전자는 텍사스주에 있는 기존 사업장을 미국 내 첨단반도체 개발 및 생산을 위한 종합적인 단지로 전환하겠다고 상무부에 제안했다고 알려졌다. 테일러 지역에 4나노미터와 2나노미터 반도체 공장을 만들고, 연구개발(R&D)과 첨단 패키징 시설을 구축하며 오스틴 지역 기존 시설은 확장한다는 계획이다. 테일러의 첫 공장은 2026년 생산을 시작하고, 두 번째 공장은 2027년 생산을 시작할 예정이다. 지나 러몬도 상무장관은 "제안된 계획은 텍사스를 최첨단 반도체 생태계로 이끌 것이다. 미국은 이를 통해 10년 안에 세계 최첨단 칩의 20%를 생산한다는 목표를 달성할 것으로 전망된다"고 말했다. 아울러 삼성전자의 이번 투자로 1만7000개의 건설 일자리와 4500개 이상의 제조업 일자리가 만들어질 것으로 보고있다. 경계현 삼성전자 대표이사 사장(DS부문장)은 "단순히 생산시설을 확장하는 것이 아니라, 현지 반도체 생태계를 강화하고 미국을 글로벌 반도체 생산 거점으로 자리매김시키는 것"이라며 "AI 반도체와 같은 미래 제품에 대한 고객 수요 급증에 대응하기 위해 최첨단 공정 기술을 갖춘 공장을 갖추고 미국 반도체 공급망 안보 강화를 도울 것"이라고 전했다. 미국은 중국 등과 경쟁하는 상황에서 첨단기술에 대한 접근성이 국가안보에 직결된다고 보고있다. 레이얼 브레이너드 백악관 국가경제위원회(NEC) 위원장은 직접 관련 브리핑에 나서 "결과적으로 삼성전자가 오스틴에서 국방부를 위해 직접 반도체를 제조할 수 있게 될 것"이라고 말했다. 한편 TSMC의 경우 보조금에 더해 50억달러(약 6조9475억원) 규모의 대출지원을 받기로 했지만 삼성전자는 별도의 저리 대출 없이 순수 보조금만 받을 예정이다. 다만 보조금과 별도로 미 재무부에 투자세액 공제를 신청할 예정이며, 투자액의 최대 25%에 대한 세금을 감면받을 수 있다고 상무부는 설명했다. 삼성전자는 이날 미 텍사스주 테일러에서 관련 투자 발표 행사를 열었고, 해당 행사는 경 사장과 러몬도 장관이 직접 참석했다.
- 산업
2024-04-16
LG엔솔·GM 합작 얼티엄셀즈, 제2공장 가동…첫 배터리 인도

LG에너지솔루션과 미국 제너럴모터스(GM)의 합작법인인 얼티엄셀즈 제2공장이 착공 2년 6개월만에 가동을 시작했다. LG에너지솔루션은 1일(현지시간) 미국 테네시주 스프링힐 지역에 위치한 얼티엄셀즈 제2공장이 첫 번째 배터리 셀 생산을 완료해 고객사에 인도했다고 2일 밝혔다. 해당 공장에서 생산된 배터리는 GM의 캐딜락 리릭을 포함한 3세대 신규 전기차 모델에 장착될 예정이다. 얼티엄셀즈 제2공장은 생산 라인을 단계적으로 확장해 총 50기가와트시(GWh)의 생산 능력을 갖추게 될 예정이다. 이는 한 번 충전으로 500㎞ 이상 주행 가능한 고성능 순수 전기차 약 60만 대를 생산할 수 있는 양이다. 이 공장은 자동화·정보화·지능화 등 최첨단 스마트팩토리 시스템을 적용해 생산 효율을 극대화했다. LG에너지솔루션은 자동화된 제조 공정과 설비를 통해 생산 속도를 크게 향상시켰으며, 각 생산 단계에서 최첨단 품질 검사 및 제품 오류 검증 방법을 적용하여 최고 수준의 품질을 확보하기 위한 조치를 취했다고 밝혔다. LG에너지솔루션 관계자는 얼티엄셀즈 제1공장 및 제2공장이 LG에너지솔루션의 풍부한 생산 경험, 고객 가치 중심의 역량, 그리고 최첨단 스마트팩토리 시스템을 통합한 결과물이라고 평가했다. 이 관계자는 초기 가동 단계에서 발생할 수 있는 문제들을 최소화해 안정적인 운영을 지속할 계획이라고 말했다. 얼티엄셀즈는 2022년 11월에 미국 오하이오주에 위치한 제1공장의 가동을 시작해 안정적인 생산을 유지하고 있으며, 미시간주의 제3공장은 내년 가동을 목표로 건설이 순조롭게 진행되고 있다고 밝혔다. 김영득 얼티엄셀즈 제2공장의 법인장은 LG에너지솔루션과 GM의 강력한 파트너십을 기반으로 구축된 제2공장이 제1공장, 제3공장과 함께 북미 전기차 시장의 중심 기지로서의 역할을 수행할 것이라고 말했다. 김 법인장은 또한, 압도적인 기술 리더십을 바탕으로 차별화된 고객 경험을 제공할 것이라고 덧붙였다. LG에너지솔루션은 전 세계적인 경기 침체와 전기자동차(EV) 시장의 수요 감소에도 불구하고, 미래를 대비한 투자를 계속하고 있다고 밝혔다. 이 회사는 얼티엄셀즈 제1공장과 제2공장, 제3공장을 포함해 현대차그룹, 혼다, 스텔란티스 등 여러 파트너와의 합작 공장을 운영하거나 건설 중이다. 또한, LG에너지솔루션은 미국 미시간주와 애리조나주에서 자체 공장을 운영하거나 설립 준비 중에 있다. LG에너지솔루션 관계자는 전기차 수요 둔화를 보이고 있는 현재 경제 상황을 '일시적인 위기'로 평가하며, 북미 시장을 포함한 글로벌 전기차 시장이 본격적인 성장기에 접어들 때 선제적으로 시장에 진입함으로써 큰 이점을 얻을 수 있을 것으로 전망했다. 이 관계자는 회사가 압도적인 기술 리더십과 고객 가치를 기반으로 차별화된 기회를 모색하고 있으며, 이를 위해 전사적인 노력을 기울이고 있다고 강조했다.
- 산업
2024-04-02
[신소재 신기술(14)] 자연에서 처음 발견된 광물 초전도체 '미아사이트'

미국 과학자들이 자연에서 광물 형태로 발견된 세계 최초의 '비전통적인' 초전도체 미아사이트(Miassite)가 발견됐다고 밝혔다. 영국 과학 웹사이트 사이키(phys.org)는 지난 13일(현지시간) 미국 에너지부 국립연구소인 에임스 국립연구소(Ames National Laboratory)의 과학자들이 실험실이 아닌 자연에서도 화학 성분을 가진 최초의 비전통적 초전도체 '미아사이트'를 발견했다고 보도했다. 미아사이트는 자연에서 발견되는 광물 중 하나로, 실험실에서 성장시키면 초전도체 역할을 한다. 연구팀은 미아사이트를 관측한 결과 고온 초전도체와 유사한 특성을 가진 비전통적 초전도체라는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 '커뮤니케이션즈 머티리얼즈(Communications Meterials)' 저널에 게재됐다. 이번 연구는 미래의 지속 가능하고 경제적인 초전도체 기반 기술 개발에 기초 과학적 이해를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 초전도체란? 초전도는 물질이 전기를 에너지 손실 없이 전도할 수 있는 상태를 말한다. 이러한 초전도체는 의료용 MRI 기계, 전력 케이블, 양자 컴퓨터 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 기존의 초전도체는 잘 알려져 있지만 임계 온도가 낮다. 여기서 임계 온도는 물질이 초전도체 상태를 유지할 수 있는 최고 온도를 말한다. 1980년대에 과학자들은 기존 것들보다 임계 온도가 훨씬 높은 비전통적인 초전도체들을 발견했다. 에임스 연구소의 과학자 루슬란 프로조로프에 따르면, 이러한 비전통적인 초전도체는 모두 실험실에서 만들어진다. 이로 인해, 비전통적 초전도는 자연에서 발생하지 않는다는 일반적인 인식이 형성됐다. 자연에서 발견된 희귀한 광물 프로조로프는 대다수의 초전도 원소와 화합물이 금속 성질을 가지고 산소와 같은 다른 원소와 반응하는 경향이 있어, 자연에서 초전도체를 찾는 것이 어렵다고 설명했다. 그는 특히 미아사이트(Rh17S15)가 복잡한 화학 구조를 가지고 있다는 점에서 흥미롭다고 말했다. 프로조로프는 미아사이트를 처음에는 자연에서 발견될 수 없는, 인공적으로 만들어졌을 것으로 추정했으나, "실제로 자연에서 존재한다는 것이 밝혀졌다"고 말했다. 아이오와 주립대학교의 물리학 및 천문학 석좌교수이자 에임스 연구소의 과학자인 폴 캔필드는 새로운 결정체 물질의 설계와 발견, 성장 방법, 그리고 그 특성을 분석하는 데 깊은 전문 지식을 가지고 있다. 그는 이 프로젝트를 위해 고품질의 미아사이트 결정을 합성하는 작업을 수행했다. 캔필드는 "미아사이트가 러시아 첼랴빈스크주 미아스 강 근처에서 발견된, 일반적으로 잘 형성된 결정으로 자라지 않는 희귀한 광물"이라고 설명했다. 미아사이트 결정의 성장은 매우 높은 용융점을 가진 원소(Rh)와 휘발성이 높은 원소(S)의 결합으로 이루어진 화합물을 탐색하는 더 광범위한 연구 노력의 일부였다. 캔필드 박사는 "순수 원소들의 특성과는 달리, 우리는 이들 원소의 혼합을 통해 최소한의 증기압으로 결정이 저온에서 성장할 수 있도록 하는 기술을 개발했다"고 말했다. 캔필드 박사는 이번 미아사이트의 발견을 "숨겨진 낚시터에서 큰 물고기를 발견한 것과 같다"고 비유했다. 그는 "Rh-S 시스템에서, 우리는 세 가지 새로운 초전도체를 발견했다. 루슬란의 세밀한 측정 덕분에, 미아사이트가 비전통적 초전도체임을 확인할 수 있었다"고 설명했다. '자기장 침투 깊이' 실험 프로조로프의 연구 그룹은 저온에서 초전도체를 연구하기 위한 첨단 기술을 전문으로 한다. 그는 이 물질이 초전도 상태를 유지하기 위해 영하 50밀리켈빈(약 -460°F)까지 냉각되어야 한다고 말했다. 프로조로프 연구팀은 미아사이트의 초전도 특성을 분석하기 위해 세 가지 주요 실험을 실시했다. 가장 중요한 실험은 '자기장 침투 깊이(혹은 런던 침투 깊이, London penetration depth)'다. 이 실험은 약한 자기장이 초전도체 표면을 얼마나 깊게 관통하는지 측정해 초전도체 내부로의 자기장 침투 거리를 결정한다. 전통적인 초전도체의 경우, 자기장 침투 깊이는 저온에서 대체로 일정하게 유지된다. 반면, 비전통적 초전도체에서는 이 침투 깊이가 온도 변화에 따라 선형적으로 변화하는 경향을 보인다. 이러한 실험 결과는 미아사이트가 비전통적 초전도체의 성질을 갖는다는 것을 확인했다. 또 다른 실험은 재료 내에 결함을 주기 위해 고에너지 전자를 사용해 물질에 충격을 주는 방식이다. 프로조로프는 이 방법을 지난 10년 간 그의 연구팀이 주로 사용해온 대표적인 기술이라고 설명했다. 이 실험을 통해 재료의 초전도 특성에 미치는 결함의 영향을 관찰할 수 있다. 이 방법은 이온을 그들의 원래 위치에서 밀어내어 결정 구조 내에 결함을 생성하는 것이다. 이러한 결함은 재료의 임계 온도에 변화를 일으킬 수 있는 장애를 만든다. 전통적인 초전도체는 비자기적 장애에 대해 대체로 둔감하기 때문에, 이러한 테스트에서 임계 온도의 변화가 거의 또는 전혀 보이지 않는다. 반면, 비전통적 초전도체는 무질서에 더 민감해, 결함이 일어나면 임계 온도가 변화하거나 억제될 수 있다. 이러한 변화는 재료의 임계 자기장에도 영향을 미친다. 연구팀은 미아사이트에서 임계 온도와 임계 자기장이 비전통적 초전도체에서 예측한 대로 변화한다는 것을 확인했다. 비전통적 초전도체에 대한 이러한 연구는 초전도 현상의 작동 원리에 대한 과학자들의 이해를 심화시킬 수 있다. 프로조로프는 "비전통적 초전도의 메커니즘을 이해하는 것은 초전도 현상을 경제적으로 응용하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다"고 강조했다. 이는 초전도 기술의 상용화 가능성을 높이는 데 중요한 기여를 할 수 있다.
- 포커스온
2024-03-15
머스크, xAI의 대화형AI 그룩을 오픈소스로 공개

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 11일(현지시간) 자신이 세운 인공지능(AI)기업 ‘xAI’가 대화형AI '그록'(Grok)을 이번주부터 오프소스로 공개할 예정이라고 밝혔다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 머스크는 자신이 소유한 소셜미디어 X(구 '트위터')에 "이번주 xAI는 그룩을 오픈소스로 한다"고 투고했다. 머스크는 지난 2015년에 공동으로 설립했지만 3년뒤 결별했던 대화형AI ‘챗GPT’를 개발한 미국 스타트업 오픈AI와 미국 구글에 대항해 ‘xAI’를 지난해 설립했다. 머스크는 그룩을 X의 유료플랜 '프리미엄+' 이용자용으로 지난해 12월부터 제공해왔다. 머스크의 이날 언급은 오픈AI와 샘 올트먼 CEO에 대해 소송을 제기한 지 10여일 만이다. 그록의 소스 공개는 올트먼 CEO를 겨냥한 것으로 보인다. 머스크는 이달 초순 현재 미국 마이크로소프트(MS)가 출자하고 있는 오픈AI를 상대로 소송을 제기했다. 오픈AI는 머스크가 영리목적의 사업체를 설립할 계획을 지지해 자신이 CEO를 맡고 있는 테슬라와 합병시켜 '달러박스'기업으로 하는 것을 기대했다는 사실을 보여주는 e메일을 공개했다. 미국 메타플랫폼스와 프랑스의 AI스타트업 미스터랄AI는 오픈소스형 AI모델을 내놓고 있다. 구글도 외부개발자가 독자적으로 발전시킬 수 있는 오픈소스형 AI모델 '젬마(Gemma)'를 공개했다. 월스트리트저널(WSJ)은 그러나 머스크의 오픈 소스화가 순수하지 않을 수 있다고 짚었다. WSJ는 "(머스크의) 오픈 소스화는 상업적 동기도 있을 수 있다"며 "그록의 어떤 부분이 무료로 공개될지는 알려지지 않았지만, 오픈 소스 버전은 개발자 등이 모델을 테스트해보고자 하는 경우 빨리 이용할 수 있기 때문에 본질적으로 마케팅으로 작용할 수 있다"고 분석했다. 이어 "또 개발자 커뮤니티의 그록 오픈 버전에 대한 피드백과 개선 사항은 xAI의 새 버전 개발을 가속하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다.
- IT/바이오
2024-03-12
다이어트 음료, 심장질환 위험 20% 증가

다이어트 음료가 심장질환 위험을 20%나 증가시킨다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 10일(현지시간) 퓨처리즘 등 다수 외신에 따르면 중국 상하이 제9 인민 병원 및 상하이 자오통 대학교 병원 연구팀은 하루에 중간 크기의 패스트푸드 다이어트 탄산음료에 해당하는 인공 감미료가 첨가된 음료를 일주일에 2리터 이상 마시는 경우 전혀 마시지 않는 사람들에 비해 심방 세동이라는 불규칙한 심장 박동 위험이 20% 증가했음을 발견했다고 보도했다. 지난 3월 5일 미국 심장 협회 저널인 '순환: 부정맥 및 전기생리학'에 발표된 이 새로운 연구 결과는 인공 감미료가 들어간 청량음료를 정기적으로 다량 섭취하는 것과 위험한 부정맥 간에 관련성이 있을 수 있음을 시사한다. 심방 세동이란? 'A-fib'로 알려진 심방 세동은 불규칙한 심장 박동으로, 많은 사람들이 이를 가슴 심장의 '떨림', '잔떨림(세동)' 또는 '플립플롭'으로 묘사하는 경우가 많다. 대한심장학회에 따르면 심방 세동은 심장의 전기적인 이상으로 심장 박동이 뷸규칙하게 발생하는 상태로 심장 기능에 직접적인 영향을 미쳐 심장병의 발샘 위험을 증가시킬 수 있다. 연구팀은 20만 명 이상의 환자 데이터베이스 코호트를 연구했다. 평균 10년 동안 추적 관찰한 분석 대상자의 연령은 37세에서 73세까지 다양했으며, 절반 이상이 여성이었다. 연구팀은 대부분 상하이 제 9 인민 병원의 내분비 연구원들로 구성되어 있으며, 거의 10년 동안 무설탕 감미료가 들어간 탄산음료를 주 2회 2 리터 이상을 마신 사람들은 과일 주스 또는 일반 탄산음료를 마신 사람들보다 심방 세동(a-fib) 발생 가능성이 훨씬 더 높다는 것을 발견했다. 비슷한 양의 설탕이 첨가된 음료를 마시면 심방세동 위험이 10% 높아지는 반면, 오렌지나 야채 주스와 같은 순수 무가당 주스를 약 4온스(약 113g) 마시면 심방세동 위험이 8% 낮아지는 것으로 연구팀은 밝혀냈다. 이 연구에서는 단 음료와 A-fib 사이의 연관성만 보여줄 수 있었지만, 이 관계는 해당 질환에 대한 유전적 민감성을 고려한 후에도 유지됐다. 2017년 연구에 따르면 유럽계 조상을 가진 사람들은 이 질환이 유전될 위험이 약 22%인 것으로 나타났다. CNN에 따르면 펜실베니아 주립대학교의 영양 과학 명예 교수인 페니 크리스-에더튼은 성명에서 "이번 연구는 무-저칼로리 감미료와 설탕이 첨가된 음료와 심방세동 위험 증가 사이의 연관성을 보고한 최초의 연구"라고 말했다. 그는 이번 연구에는 참여하지 않았다. 미국 심방세동 환자 증가 추세 미국에서 심방세동은 위험하고 증가 추세에 있다. 또한 심방세동은 미국에서 뇌졸중의 주요 원인이다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 심방세동과 관련된 뇌졸중은 "다른 기저 원인이 있는 뇌졸중보다 더 심각한 경향이 있다"고 한다. 심방세동은 또한 혈전, 심부전으로 이어질 수 있으며 "심장마비, 치매, 신장 질환의 위험을 증가시킬 수 있다. 이 모든 것이 장기적으로 위험할 수 있다."라고 캘리포니아대학교 샌프란시스코 의과대학 의학과 교수이자 UCSF 헬스 심장학 연구 부책임자인 그레고리 마커스 박사는 앞서 CNN 인터뷰에서 말했다. 90여 개국 7000명 이상의 심장 리듬 장애 전문가를 대표하는 심장리듬학회에 따르면 전 세계적으로 약 4000만 명이 심방세동을 앓고 있으며 미국에서만 600만 명이 심방세동을 앓고 있다. 이들 중 상당수는 가슴 통증, 두근거림, 숨가쁨, 피로감을 호소한다. 그러나 다른 사람들에게는 증상이 없는 잠재적 침묵의 살인자인 심방세동이 있다. 심방세동은 일단 발견되면 약물, 생활 습관 변화, 필요한 경우 심장의 정상 리듬을 늦추거나 회복시키는 수술로 치료할 수 있다. 미국 인구의 심방세동 비율은 증가하고 있다. CDC는 2030년까지 약 1200만 명의 미국인이 심방세동을 갖게 될 것으로 추정했다. 마커스 박사는 "나이는 가장 중요한 위험 요소 중 하나이므로 인구의 노령화와 함께 이러한 현상이 더욱 흔해지고 있다"고 말했다. 게다가 비만의 확산은 고혈압, 당뇨병, 만성 신장 질환, 흡연 및 음주와 같은 다른 위험 요소와 함께 건강을 위협하고 있다. 인공 감미료와 설탕 첨가 음료 피해야 중국 연구팀은 인공 감미료가 첨가된 음료를 많이 마시는 사람일수록 여성이고, 젊고, 체중이 더 많이 나가고, 제2형 당뇨병 유병률이 더 높았다고 밝혔다. 설탕이 첨가된 음료를 더 많이 마시는 사람들은 남성이고, 젊고, 체중이 더 많이 나가고, 심장병 유병률이 더 높을 가능성이 높았다. 성명에 따르면 설탕이 첨가된 음료와 순수한 주스를 모두 마신 사람들은 인공적으로 단 음료를 마신 사람들보다 총 설탕 섭취량이 더 많을 가능성이 더 높았다. 중국 상하이 제9 인민 병원 및 상하이 자오통 대학교 의과대학의 수석 연구 저자 닝지안 왕 박사는 "우리 연구 결과는 식단이 복잡하고 일부 사람들은 두 가지 이상의 음료를 마시기 때문에 한 음료가 다른 음료보다 건강에 더 위험하다고 단정할 수 없다"고 말했다. 왕 박사는 성명에서 "하지만 이번 연구 결과를 바탕으로 인공 감미료와 설탕이 첨가된 음료는 가능한 한 줄이거나 피하는 것이 좋다"라고 말했다. 그는 또 "저당 및 저칼로리 인공 가당 음료를 마시는 것이 건강에 좋다고 생각하면 안 된다. 잠재적인 건강 위험을 초래할 수 있다"라고 강조했다.
- 생활경제
2024-03-11
SK텔레콤, 양자 기술 주요 기업들과 '퀀텀 얼라이언스' 창설

SK텔레콤은 양자 기술 분야에서 핵심 기술과 구성 요소를 가진 기업들과 손잡고 '퀀텀 얼라이언스'(가칭) 설립과 향후 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 7일 밝혔다. 영자 기술은 양자 역학의 원리와 특성을 활용하는 첨단 기술 분야다. 양타 컴퓨팅, 양자 통신, 양자 암호학, 양자 센싱과 측정 등이 이에 포함된다. 퀀텀 얼라이언스에는 SK텔레콤과 에스오에스랩, 엑스게이트, 우리로, 케이씨에스, 노키아, IDQ코리아 등 7개 기업이 참여한다. SK텔레콤에 따르면 에스오에스랩은 라이다(LiDAR) 기술을 전문으로 하는 기업으로 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있다. 엑스게이트는 국내 가상사설망(VPN) 1위의 퀀텀 VPN 제공 기업이다. 우리로는 양자 기술의 핵심 부품인 단일광자 검출 소자(SPAD, 빛의 최소 단위인 단일광자를 검출할 수 있는 초고감도 광학센서로, 양자암호 통신의 중요 부품)에서 세계 선두를 달리고 있다. 케이씨에스는 하드웨어 기반의 암호화 모듈 분야에서 국내 최고 위치에 있다. SK텔레콤은 IDQ코리아는 양자 암호키 분배(QKD, 양자의 성질을 이용해 제삼자에 의한 정보 탈취를 근본적으로 방지하면서 암호키를 생성 및 배분하는 기술)와 양자난수생성(QRNG, 양자역학의 원리를 활용해 예측 불가능하고 패턴이 없는 순수한 난수를 생성하는 장치나 기술) 등을 포함한 양자통신 솔루션 분야에서의 선도 기업이라고 전했다. 또한, 세계적인 통신 장비 제조사 노키아가 퀀텀 얼라이언스의 일원으로 합류해 이 연합의 글로벌 영향력을 더욱 확대하고 있다. 회원사들은 양해각서에 따라 공동 사업 기회 발굴, 공동 마케팅, 정기 협의체 운영, 공동 투자 추진 등의 활동을 벌인다. 구체적으로, 사업 기회를 모색하기 위해 퀀텀 얼라이언스는 공공 사업 및 국가 프로젝트의 공동 수주, 기업 간 거래(B2B) 프로젝트에의 공동 참여 등을 추진할 뿐만 아니라, 회원사가 갖춘 양자 기술 및 솔루션을 결합해 신시장 개척에 나설 계획이다. 이러한 기업들은 올해 상반기 중에 얼라이언스의 공동 브랜드를 출시하고, 국내외 전시회에 함께 참가하는 한편, 핵심 양자 기술을 보유한 글로벌 기업들에 대한 공동 투자를 모색하는 등 활발한 활동을 예정하고 있다. 하민용 SK텔레콤 글로벌솔루션오피스 책임자(CDO)는 "퀀텀 얼라이언스의 창설이 국내 양자 산업의 경쟁력을 강화하는 중요한 기반을 마련할 것"이라고 말했다. 그는 또한, "앞으로도 국내외 선도하는 양자 기술 기업들과의 지속적인 협력을 통해 글로벌 시장으로의 진출을 적극 추진할 계획"이라고 밝혔다.
- IT/바이오
2024-03-07
중국 1월 반도체 매출 27% 급증…미국 매출 앞질러

중국의 올해 1월 반도체 매출 증가율이 글로벌 평균을 상당히 초과한 것으로 나타났다고 중국 관영 영자지 글로벌타임스가 5일(현지시간) 보도했다. 미국반도체산업협회(SIA)에 따르면 1월 전 세계 반도체 산업 매출은 작년 같은 기간보다 15.2% 증가해 476억달러(약 63조6000억원)를 기록했다. SIA에 따르면 중국 매출은 26.6% 증가해 미국(20.3%)과 아시아·태평양 지역(12.8%)을 앞질렀다. 반면 일본과 유럽은 각각 6.4%, 1.4% 감소했다. 중국의 반도체 판매 증가율은 미국의 대중국 반도체 수출 및 투자 통제 속에서도 글로벌 평균을 웃돌았다. 전문가들은 이에 대해 미국의 중국에 대한 집중 단속이 성과를 거두지 못했으며, 중국이 칩 제조 역량 증가와 기술 자립이 가속화되고 있음을 보여주는 것이라고 진단했다. 통신 전문가 마지화는 "미국의 기술 봉쇄가 오히려 반도체 산업에서 중국의 독자 연구개발을 촉진했고 관련 투자도 확대하는 등 역효과를 냈다"고 말했다. 그는 중국의 칩 제조 역량이 크게 향상되어 스토리지 칩이 수입 칩을 능가하고 모바일 칩이 부분적으로 국산화되었으며 인공 지능(AI) 칩 연구에서도 진전이 이루어지고 있다고 말했다. 또한 마지화는 중국은 인터넷에 연결된 차량에 대한 칩 수요가 많아 빠르게 성장하고 있다고 덧붙였다. 전문가들은 그 결과 중국의 칩 자급률이 빠르게 증가하고 있다고 지적했다. 게다가 차량이 무선 인터넷과 연결된 커넥티드카용 반도체 수요 확대로 중국의 반도체 자립률이 급증했다. 베이징에 본사를 둔 중국 정보소비연합 샹리강 대표는 반도체 생산 자립률이 2018년 약 5%에서 2022년 17%로 급증했고, 2023년에는 30%를 기록했다고 추정했다. 샹 대표는 "중국은 강력한 제조 역량과 방대한 내수시장을 갖고 있어 중국의 칩 공급을 크게 성장할 것이며, 이는 중국의 기술 보안을 강화하는 데 중요한 역할을 할 것이다"라고 말했다. 이처럼 중국의 반도체 산업은 빠른 속도로 발전하고 있다. 공업정보화부의 데이터에 따르면 2023년 중국의 집적회로(IC) 총 생산량은 전년 대비 6.9% 증가한 3514억 개를 기록했다. 중국은 2023년에 4795억 개의 IC를 수입하여 2022년에 비해 10.8% 감소했다. 세관총국에 따르면 수입액은 15.4% 감소한 3494억 달러(약 466조9381억원)로 집계됐다. 재무부에 따르면 지난 6년 동안 과학 기술 개발에 대한 재정 지출은 매년 6.4%씩 증가했다. 2018년부터 2023년까지 과학 기술 지출은 8327억 위안(약 154조 3326억원))에서 약 1조6000억 위안(약 296조5440억원)으로 증가했다고 재무부는 밝혔다. 전문가들은 결과적으로 반도체를 포함한 중국 기술 산업에 대한 미국의 단속이 실패했다고 말했다.
- IT/바이오
2024-03-06
[퓨처 Eyes(25)] 지구 저궤도에 야구 공 크기 물체 3만 개 떠다닌다⋯우주 쓰레기, 인류 미래 위협

지구 상공에 위성을 포함해 약 3만 개의 물체가 돌고 있는 것으로 나타났다. 천문학자들은 스푸트니크 발사 이후 약 70년이 지난 현재 수많은 기계가 우주를 날아다니면서, 이들 공해 물질로 인해 지상 망원경으로 다른 은하계를 연구하는 것이 불가능해질까 우려하고 있다. CNN은 지난 21일 더 큰 문제는 우주 쓰레기라며 야구공 크기 이상의 약 3만 개의 물체가 지구 상공 수백 마일에 걸쳐 총알의 10배 속도로 날아다니고 있다고 전했다. 1957년 10월 4일, 러시아 스푸트니크(Sputnik) 1호 인공위성이 로켓에 실려 우주를 향해 날아갔다. 무게 약 83㎏의 금속구 형태의 스푸트니크 1호는 타원형의 지구 제궤도로 발사한 세계 최초의 인공위성이었다. 당시 미소 냉전 시대에 쏘아 올린 이 위성은 이후 인류의 우주시대와 우주경쟁의 방아쇠를 당겼다. 미 국립해양대기국(NOAA)은 최근 최초로 고공 항공기로 성층권 시료를 채취해 새로운 과학적 사실을 발견했다. 이에 따르면 영리적인 우주 경쟁은 측정 가능한 방식으로 하늘을 변화시키고 있으며 오존층과 지구 기후에 잠재적으로 해로운 결과를 초래할 수 있다. NOAA 화학 과학 연구소의 연구 물리학자인 토리 손베리(Troy Thornberry)는 지구 저궤도를 돌고 있는 우주 쓰레기를 포함한 물체에 대해 "우리는 인간 우주 교통의 지문을 성층권 에어로졸에서 볼 수 있다"고 말했다. 그는 "우리는 이전에는 없었던 많은 물질을 성층권에 추가하는 것을 고려하고 있으며, 우리가 우주에 넣는 물질의 순수 질량도 고려하고 있다"고 덧붙였다. 연구에 따르면 현재 상층 대기의 입자 중 10%는 궤도를 벗어나고 불타는 로켓이나 위성에서 나온 금속 조각을 포함하고 있다. 보고서는 인류가 위성에서 내려오는 정보에 점점 더 의존하게 되면서 향후 수십 년 동안 인공 쓰레기가 성층권 에어로졸의 50%를 차지하게 될 것이라고 예측했다. 우주 탐사선, 새로운 화석 연료 배출물 추가 이러한 변화가 오존층에 어떤 영향을 미칠지는 불확실하지만 이미 위기에 처한 기후 시스템에 대한 영향은 복잡하다. 미 항공우주국(NASA·나사)의 스페이스 셔틀에서 사용된 고체 로켓 부스터에서 스페이스X 로켓의 연료를 케로신으로 전환한 것은 모든 로켓 발사 시 엄청난 양의 새로운 화석 연료 배출물을 추가했다. 오래된 위성들이 궤도 이탈 과정에서 연료로 인한 쓰레기 구름을 만들고 있다. NASA 관계자들은 지구를 둘러싼 우주 쓰레기를 나타내는 점들은 크기가 정확하지 않지만 "매년 혼잡 상태는 악화되고 있다"고 말했다. 과학자들은 결국 지구는 지구 고유의 가시적인 고리를 갖게 될 것이라고 이론화했다. 다른 몇몇 행성처럼 얼음과 우주 암석 조각 대신 이 고리는 우주 쓰레기로 만들어질 것이라는 경고다. 손베리는 CNN에서 "우리는 수천 개의 위성으로 구성된 별자리를 말한다. 각각 1톤 정도 무겁고 지구로 떨어질 때 운석처럼 작용한다"고 말했다. 현재 궤도 상공에 8300개 이상의 위성이 있으며 앞으로 얼마나 많은 위성이 추가될지에 대한 예측은 크게 달라진다. 300개 이상의 상업 및 정부 기관은 2030년까지 47만8000개의 위성을 발사할 계획이라고 발표했지만 이 수치는 과대추정이라는 지적이 이어지고 있다. 미국 정부 책임부는 향후 6년 동안 5만8000개의 위성이 발사될 것이라고 예측했다. 다른 분석가들은 궤도에 진입할 가능성이 있는 수치는 2만 개 보다 훨씬 적다고 추정했다. 케슬러 증후군 스푸트니크 발사 이후 미국과 구소련은 우주 탐사 경쟁을 벌였다. 미국 우주 비행사 닐 암스트롱은 1969년 7월 인류 최초로 달에 발을 디디기에 이르렀다. 1979년 NASA 과학자 도널드 케슬리(Donald Kessler)가 "인공 위성의 충돌 빈도: 쓰레기 벨트의 생성"이라는 제목의 논문을 발표하기 전까지는 거기 도달하기 위해 만들어진 궤도 쓰레기는 거의 고려되지 않았다. 궤도 쓰레기 교통 체증은 '케슬러 증후군'에 대한 두려움을 다시 불러일으켰다. 영화 '그래비티'(2013년)에서 묘사된 케슬러 증후군은 지구 궤도가 너무 혼잡해져서 결국 더 많은 쓰레기가 발생해 더 많은 충돌을 초래하고, 발사가 불가능해지는 악순환이 만들어질 것이라는 우려를 간결하게 표현한 용어다. 궤도 쓰레기 무려 1억 개 전체적으로 연필심 크기의 인공 쓰레기가 1억 개 이상 궤도를 돌고 있으며 이는 우주 사업에서 발생하는 주요 위험이다. NASA에 따르면, 최소 야구공 크기의 물체 약 2만5000개와 훨씬 더 작은 물체를 포함하면 1억 개 이상이 지구를 돌고 있다. 하늘에는 최대 총알 속도의 10배까지 이동할 수 있는 9000톤의 쓰레기가 떠다니고 있어, 로켓 및 장비 발사는 재앙적인 결과를 초래할 수 있다고 관계자들은 경고했다. 전문가들은 저궤도에서는 심지어 작은 쓰레기 조각이 시속 3만7000km 이상의 속도로 우주를 통과하여 국제 우주 정거장(ISS)의 창문을 깨뜨릴 수도 있다고 지적했다. 스페이스X는 최근 3만개의 스타링크 위성을 추가로 투입하기 위해 신청했으며, 현재 이미 5000개 이상의 대형 물체가 소유한 위성이다. 2023년 가디언 보고서에 따르면, 통제되지 않는 우주 쓰레기가 지속적으로 늘면서 천문학자들은 빛 공해로 인해 망원경으로 밤하늘을 관측하는 데 방해를 받고 새로운 발견을 하는 능력이 저하될 수 있다고 우려하고 있다. 또한, 더 많은 위성이 민감한 천문 관측 장비와 라디오 방해를 일으킬 수 있다는 우려도 있다. 론 로페즈는 CNN에 "10년 전에는 우리 창립자가 우주 쓰레기 이야기를 하다니 미쳤다고 생각했다"고 말했다. 로페즈는 '궤도 쓰레기 제거'라는 새로운 사업분야에서 시장 점유율을 경쟁하는 일본 기업 아스트로스케일(Astroscale)의 미국 지사 사장이다. 그는 "하지만 지금은 우주 지속 가능성과 쓰레기 문제에 대한 패널이나 일련의 강연 없이는 우주 컨퍼런스에 참석할 수 없다"고 전했다. 로페즈는 자신의 회사가 쓰레기 트럭, 궤도 재활용 센터 및 '우주 순환 경제'를 구축하는 데는 아직 거리가 멀다고 인정하지만, 아스트로스케일은 2022년 강력한 자석을 장착한 위성을 사용해 동일한 3년 임무에서 발사된 이동 목표물을 포착했다. 그는 "이것은 도킹 및 다른 위성과의 랑데뷰를 수행하는 데 필요한 많은 기술을 시연한 최초의 상업적으로 자금이 조달된 우주선이었다. 우리는 이들을 이동시키고, 결국에는 연료를 보급하거나, 어떤 경우에는 쓰레기 문제를 해결하기 위해 궤도를 이탈시킬 수도 있다"고 말했다. 지난 2월 18일 항공우주 회사 로켓 랩(Rocket Lab)이 뉴질랜드에서 발사한 두 번째 아스트로스케일 임무는 우주 쓰레기를 자세히 조사할 예정이다. 일본 정부와 민간 기업이 공동으로 추진하는 우주쓰레기 제거 기술 개발 프로젝트 ADRAS-J는 2009년 저궤도에 남겨진 로켓 단계의 움직임을 관찰할 계획이다. 2023년 11월 22일 발사된 ADRAS-J 위성은 2024년 2월 22일 목표 쓰레기와 성공적인 랑데뷰를 마쳤다. 아스트로스케일의 임무는 카메라와 센서를 사용하여 로켓 쓰레기를 연구하고 궤도에서 제거하는 방법을 파악하는 것이다. 일본 목조 위성 제작 한편, 올 여름 일본과 NASA 과학자들이 대부분 목재로 만든 세계 최초의 생분해 위성을 발사할 때 예정이다. 이는 스푸트니크 이후 참으로 작은 한 걸음이다. 일본의 과학자들이 우주 오염 문제에 대응하기 위해 세계에서 가장 독특한 우주선 중 하나를 개발했다. 이는 목재로 제작된 소형 위성 리그노샛(LignoSat)으로, 목련 나무를 사용해서 제작됐다. 지난 18일 야후에 따르면, 커피 머그잔 크기의 소형 리그노샛 위성은 국제 우주 정거장에서 실시된 실험에서 안정성과 균열 저항성이 뛰어난 것으로 확인됐다. 교토 대학과 스미토모 임업(Sumitomo Forestry)의 연구팀은 생분해성 재료인 목재를 사용하여 현재 금속으로 제작되는 위성에 대한 환경친화적인 대안을 모색하기 위해 이 위성을 제작했다. 교토 대학의 일본 우주 비행사이자 항공 우주 공학자인 타카오 도이(Takao Doi) 교수는 지구 대기권으로 재진입하는 위성이 연소되면서 작은 알루미나 입자를 생성하고, 이 입자들이 대기 상층부에 오랜 기간 동안 머물면서 결국 지구 환경에 영향을 미친다고 설명했다. 올해 여름, 이 목재 위성은 미국의 로켓에 실려 우주로 발사될 예정이다. 매년 약 2000개 이상의 우주선이 발사될 것으로 예상되는 가운데, 재진입 시 연소되면서 대기 상층부에 침착될 수 있는 알루미늄 사용은 곧 심각한 환경 문제를 초래할 수 있다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 과학자들이 실시한 최근 연구에 따르면, 인공위성이 재진입할 때 알루미늄이 오존층에 심각한 피해를 입힐 수 있으며, 지면으로 도달하는 햇빛의 양에도 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기됐다. 하지만, 리그노샛과 같은 목재로 만들어진 위성의 경우, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 임무를 마친 후 대기권으로 재진입하며 연소될 때, 오직 생분해성 재료의 미세한 입자만을 생성한다. 한국, 포획 위성 개발 착수 한국 정부는 임무를 완수한 후 우주에서 떠도는 국내 위성들을 회수하여 지구 대기권으로 다시 진입시켜 소멸시키는 '위성 포획' 프로젝트에 착수한다. 과학기술정보통신부는 지난 27일 '우주 물체의 능동적 제어를 위한 선행 기술 개발 사업'의 온라인 설명회에서, 이 기술을 적용한 소형 위성을 개발하고 이를 2027년에 발사 예정인 누리호를 통해 실제 우주에서 테스트할 계획이라고 발표했다. 우주 물체의 능동적 제어 기술은 위성이나 소행성과 같은 우주물체에 접근해 로봇 팔이나 그물을 사용해 이들의 위치나 궤도를 조정하는 기술이다. 이 기술은 우주에서 임무를 마친 채 우주 쓰레기로 전락한 위성들을 포획하여 지구 대기권으로 안내해 소각 처리하는 데 활용될 수 있으며, 최근에는 위성에 연료를 추가로 공급하거나 수리를 진행하고, 궤도를 변경하여 임무 기간을 연장하는 등의 다양한 용도로 관심을 받고 있다. 과기정통부가 공개한 과제 제안요구서(RFP)에 따르면 이번 프로젝트의 목표는 능동적 제어 기술, 특히 위성 포획 및 지구로의 재진입 기능을 갖춘 500kg 미만의 소형 위성을 개발하여 2027년 누리호의 6차 발사 때 이를 실증하는 것이다. 이 기술은 2027년 기준으로 지구 상공 500km에 위치한 우리별 1, 2, 3호, 과학기술 위성 1호, 국내 대학들의 큐브위성 등의 우주 잔해물을 포획하여 지구 대기권으로 안내해 소멸시키는 능력을 우주에서 직접 검증하는 것을 목적으로 한다. 이 프로젝트에는 2028년까지 총 447억 원의 예산이 할당되어 있으며, 프로젝트 첫 해인 올해에는 25억 원이 투입될 예정이다. 지구, 바다, 그리고 이제는 우주에서도 오염 위기가 분명하게 드러나고 있으며, 우주 쓰레기 문제를 해결하기 위한 국제 협력이 필요한 시기다.
- 포커스온
2024-02-29