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[신소재 신기술(143)] 카이스트, 하반신 마비 환자 보행 돕는 '아이언맨' 로봇 개발
- 카이스트(한국과학기술원) 연구진이 하반신 마비 환자의 보행을 돕는 '아이언맨' 로봇을 개발했다고 미국 온라인 미디어 KSL닷컴이 전했다. 개발된 로봇은 환자에게 걸어가서 신체에 스스로를 고정시켜 환자를 걷게 하고 장애물을 피하며 계단까지 오를 수 있는 가벼운 웨어러블 시스템이다. 카이스트 외골격 연구실 팀은 로봇 개발과 관련, "신체 마비 장애인의 일상생활에 완벽하게 통합될 수 있는 로봇을 만드는 것이 목표였다"고 밝혔다. 하반신 마비 환자이자 연구실 팀원이었던 김승환 씨는 시속 2마일(3.2km)의 속도로 걷고, 계단을 오르며, 옆으로 걸어 벤치에 앉을 수 있도록 돕는 로봇의 프로토타입을 직접 시연했다. 로봇이 걷는 속도는 정상인이 걷는 것과 비슷한 속도다. 김 씨는 "개발된 아이언맨 로봇은 내가 휠체어에 앉아 어디에 있든 내게 다가와서 나를 일어설 수 있도록 돕는다. 이것이 이 로봇의 가장 뚜렷한 특징 중 하나"라고 말했다. 워크온 수트 F1(WalkON Suit F1)이라는 이름이 붙여진 이 전동 외골격 로봇은 알루미늄과 티타늄으로 만들어졌다. 무게는 110파운드(약 49.89kg)이며, 걷는 동안 인간의 관절 움직임을 시뮬레이션하는 12개의 전자 모터로 구동된다. 연구팀원 박정수 씨는 개발된 로봇은 영화 '아이언맨'에서 아이디어를 얻었다고 말했다. "아이언맨을 본 후 실제로 유사한 로봇으로 신체가 부자유한 장애인을 도울 수 있다면 좋겠다고 생각했다"고 했다. 사용자가 걷는 동안 균형을 유지할 수 있도록 로봇의 발바닥과 상체에는 센서가 장착되어 있다. 이 센서들은 초당 1000개의 신호를 모니터링하고 사용자의 의도된 움직임까지 예상해 대응한다. 로봇 전면에 탑재된 렌즈는 사람의 눈 역할을 하면서, 주변 환경을 분석하고 계단의 높이를 식별하며 장애물을 감지함으로써 하반신 마비 장애인의 감각 능력 부족을 보완한다. 한편 이 로봇은 국제사이보그올림픽 '사이배슬론 2024' 외골격 부문에서 금메달을 수상했다. 이 대회에서는 다양한 신체 장애가 있는 개발자들이 8개 부문에 참가해 장애인을 보조하는 로봇을 시연했다. 김승환 씨는 "주변 사람들에게 저도 걸을 수 있었다고 말하고 싶었다. 이들과 다양한 경험을 공유하고자 했다"라고 덧붙였다.
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[신소재 신기술(143)] 카이스트, 하반신 마비 환자 보행 돕는 '아이언맨' 로봇 개발
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[퓨처 Eyes(64)] 음의 시간⋯시간이 거꾸로 흐른다고?
- 시간이 거꾸로 흐른다면? 믿기 힘들겠지만, 토론토대학교 연구진이 '음의 시간(Negative Time)'이라는 비현실적인 개념을 실험으로 증명해냈다는 연구 결과를 발표했다. 양자역학의 세계는 우리의 상식을 뛰어넘는 놀라움으로 가득한데, 이번 발견은 그 정점을 찍는 듯하다. 마치 빛이 시간을 거슬러 움직이는 듯한 기이한 현상을 보인다는데⋯. 과연 '음의 시간'이란 무엇이고, 이 발견이 우리가 알고 있던 시간과 우주에 대한 이해를 어떻게 바꿀까? 빛, 시간을 거슬러 나타난다? 과학자들은 오래전부터 빛이 물질에 들어가기 전에 나오는 것처럼 보이는 현상을 관찰해왔다. 마치 터널에 들어가기도 전에 터널을 빠져나오는 것처럼 말이다. 이는 일반적으로 물질이 빛의 파동을 왜곡시키면서 발생하는 착시 현상으로 여겨졌다. 그러나 최근 토론토대학교 연구팀은 이 현상이 단순한 착시가 아니라 실제 물리적 현상일 수 있음을 시사하는 연구 결과를 발표했다. 해당 내용에 대해서는 사어언스 얼럿, IFL사이언스, 아랍뉴스 등 다수 외신이 다루었다. 이 연구를 이끈 에이프라임 스타인버그 교수는 "우리 같은 물리학자들끼리도 '음의 시간'은 말하기 어려운 주제다. 자주 오해를 받는다"고 말했다. '음의 시간'이라는 개념은 매우 생소하고, 심지어 물리학자들 사이에서도 논란이 되는 복잡한 주제이기 때문이다. '음의 시간'의 비밀을 밝히다 스타인버그 교수 연구팀은 레이저를 이용해 빛과 원자의 상호작용을 정밀하게 분석했다. 빛의 기본 입자인 광자(phptons)가 원자를 통과할 때, 일부 광자는 원자에 흡수되었다가 다시 방출된다. 이 과정에서 원자는 일시적으로 에너지가 높아진 '들뜬 상태'가 된다. 연구팀은 이때 원자가 얼마나 오랫동안 들뜬 상태에 머무는지 측정하는 실험을 진행했다. 놀랍게도 실험 결과는 예상 밖이었다. 연구팀은 전선과 알루미늄으로 감싼 장치로 가득 찬 지하실 실험실에서 수행된 실험은 최적화 하는 데 2년이 넘게 걸렸으며, 사용된 레이저는 결과를 왜곡하지 않도록 주의 깊게 교정했다고 전했다. 이 실험을 주도한 다니엘라 앙굴로 연구원은 "원자의 들뜬 상태 지속 시간을 측정했는데, 그 시간이 음수로 나타났다"고 밝혔다. 즉, 원자가 들뜬 상태에 머무는 시간이 0보다 적게 측정된 것이다. 이는 마치 원자가 광자를 방출하기 전에 흡수하는 것처럼 보이는, 시간의 순서가 뒤바뀐 현상을 의미한다. 자동차가 터널에 들어가기 전에 나온다고? 이해를 돕기 위해 터널을 통과하는 자동차를 예로 들어보자, 만약 1000대의 자동차가 터널에 진입하는 평균 시간이 정오라고 할 때, 측정 결과 첫 번째 자동차가 터널을 빠져나가는 시간이 오전 11시 59분으로 기록됐다고 가정해보자. 이는 마치 자동차가 터널에 들어가기도 전에 터널을 빠져나온 것처럼 보이는 상황으로, '음의 시간' 개념에 비유할 수 있다. 물론, 실제로 자동차가 시간을 거슬러 터널을 빠져나올 수는 없다. 마찬가지로, 양자역학에서 관측된 '음의 시간' 현상 또한 우리가 일상적으로 경험하는 시간의 흐름과는 다르게 해석해야 한다. '음의 시간'은 시간 여행을 의미하는가? 그렇다면 이번 연구 결과는 시간 여행이 가능하다는 것을 의미하는 것일까? 스타인버그 교수는 "우리는 무언가가 과거로 이동했다고 말하고 싶지는 않다. 그건 오해다"고 강조했다. 즉, 이번 연구 결과가 시;간 여행의 가능성을 시사하는 것은 아니다. 양자역학에서는 입자들이 고정된 시간선을 따라 움직이는 것이 아니라 확률적으로 존재하며, 다양한 시간대에 걸쳐 상호작용할 수 있다. 이러한 현상은 우리의 일상적인 직관과는 매우 다르지만, 아인슈타인의 특수 상대성이론과 같은 기존 물리학 법칙과 충돌하는 것은 아니다. 특수 상대성 이론은 어떤 것도 빛보다 빠르게 이동할 수 없다고 규정하는 데, 연구팀은 이번 실험에서 광자가 정보를 전달하지 않았기 때문에 우주의 속도 제한을 위반하지 않았다고 설명했다. 과학계의 뜨거운 논쟁, 그리고 새로운 가능성 '음의 시간'이라는 개념은 과학계에서 뜨거운 논쟁을 불러일으켰다. 독일의 이론 물리학자 사빈 호센펠더는 유튜브에서 이 연구에 대해 비판적인 의견을 제시했다. 그는 "이 실험에서 음의 시간은 시간의 흐름과는 무관하다. 이는 단지 광자가 매질을 통과하는 방식과 위상이 변화하는 과정을 설명하는 방법일 뿐이다"고 주장했다. 하지만 앙굴로와 스타인버그는 이에 대해 반박하며, 이번 연구가 빛의 속도가 항상 일정하지 않고 매질에 따라 달라질 수 있는 이유를 설명하는 데 중요한 단서를 제공한다고 강조했다. '음의 시간'에 대한 해석과 그 의미는 여전히 과학게에서 논쟁중이지만, 이번 연구는 양자 역학의 세계를 더 깊이 이해하는 데 중요한 발검음이 될 것이다. 비록 아직은 낯설고 어려운 개념이지만, '음의 시간'은 우주에 대한 우리의 이해를 넓히고 시간과 공간에 대한 근본적인 질문을 던지며 과학적 탐구의 새로운 지평을 열 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(64)] 음의 시간⋯시간이 거꾸로 흐른다고?
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바이든 행정부, 중국 범용반도체 불공정 무역 조사 착수
- 조 바이든 미국 행정부가 새 정부 출범 약 한 달을 앞두고 자동차나 가전제품 등에 사용되는 중국산 범용 반도체를 대상으로 중국의 불공정 무역행위 조사에 착수했다. 이번 조사는 2025년 1월 20일 출범할 도널드 트럼프 2기 행정부의 중국산 제품에 대한 고율 관세 부과 근거로 활용될 전망이다. 미 무역대표부(USTR)는 23일(현지시간) 무역법 301조에 근거해 중국의 반도체 지배 행위와 정책, 관행에 대한 조사에 착수한다고 밝혔다. USTR은 중국이 반도체 시장 장악을 위해 시장 점유율 목표를 설정한 뒤 정부 보조금을 활용해 불공정하고 비시장적인 수단을 광범위하게 동원했다고 보고 있다. 캐서린 타이 USTR 대표는 "중국이 철강, 알루미늄, 태양광 패널, 전기차, 핵심광물 등의 산업에서와 유사하게 반도체 산업에서도 세계 시장 지배를 목표로 삼고 있다는 증거를 발견했다"며 "이(정부 보조금)를 통해 기업은 생산 능력을 급속도로 확장하고, 인위적으로 반도체 가격을 낮춰 시장 지향적 경쟁기업에 상당한 피해를 주고 잠재적으로 이들을 제거할 위협을 가하고 있다"고 지적했다. USTR은 이번 조사에서는 중국산 범용 반도체의 영향뿐 아니라 이 반도체가 방위, 자동차, 의료기기, 항공우주, 통신, 발전, 전력망 등 핵심 산업 최종 제품에 어떻게 통합되는지도 살펴볼 예정이다. 중국산 실리콘 카바이드 기판과 반도체 제조 웨이퍼도 조사 대상에 포함된다. 지나 러몬도 미 상무부 장관은 "상무부 조사 결과 미국 제품 3분의 2에 중국산 범용 반도체가 탑재됐고 방위산업을 비롯해 미국 기업의 절반은 반도체 원산지를 알지 못했다고 밝혔다"고 말했다. 그러면서 "중국은 향후 10년동안 전 세계 신규 범용 반도체 생산 능력의 60% 이상을 차지하겠다는 목표를 갖고 있다"며 "이는 다른 지역의 투자를 억제하고 불공정한 경쟁을 불러일으킨다"고 지적했다. 이번 조사의 배경이 된 무역법 301조는 불공정 무역행위를 하는 국가에 대해 미 대통령이 관세를 비롯해 폭넓은 무역보복 조치를 취할 수 있는 권한을 부여한다. 상무부 조사에 따르면 중국 기업은 미국 기업보다 30~50% 낮은 가격에 범용 반도체를 공급하고 있고 일부는 생산원가 보다 낮은 가격에 제공했다. 만약 중국의 불공정 무역관행이 확인될 경우 미국은 보복관세나 수입금지 등 광범위한 보복조치를 취할 수 있다. 의회에 추가 조치 권고도 가능하다. 다만 조사에 몇달이 걸릴 것으로 예상돼 후속 조치는 트럼프 2기 행정부에서 이뤄질 전망이다. 바이든 행정부의 이번 조사는 앞서 중국산 모든 수입품에 대한 60% 관세를 예고한 트럼프 당선인에게 대(對)중국 폭탄관세 부과의 길을 보다 손쉽게 열어줄 것이란 분석이 나온다. 바이든 대통령과 트럼프 당선인 모두 대중 정책에 있어서는 강경한 기조를 보이고 있다. 이에 앞서 바이든 행정부는 중국산 반도체에 올해 1월부터 50%의 관세를 부과했고, 최근엔 중국산 태양광 웨이퍼와 폴리실리콘에도 내년부터 50%의 관세를 부과하겠다고 밝혔다.
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바이든 행정부, 중국 범용반도체 불공정 무역 조사 착수
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트럼프, '중국에 10%추가관세' 언급…중국 언론 "또 관세몽둥이" 비판
- 트럼프 미국 대통령 당선인이 중국산 제품에 대한 추가 관세 부과를 예고하며 압박 수위를 높였다. 도널드 트럼프 미국 대통령 당선인이 취임 즉시 중국을 비롯하여 멕시코와 캐나다로부터 유입되는 물품에 대해 관세를 부과하겠다는 공식 입장을 표명함에 따라 중국 언론들은 "트럼프가 또다시 관세몽둥이를 꺼내 들었다"며 일제히 비판적인 논조를 보였다. 26일 중국중앙TV(CCTV)와 경제 전문 매체 재련사 등은 트럼프 당선인이 취임 첫날인 내년 1월 20일 시행할 예정이라고 발표한 대(對)중국 강경 관세 부과 정책을 긴급하게 보도했다. 트럼프 당선인은 이날 자신의 소셜미디어 플랫폼인 트루스 소셜을 통해 내년 1월 20일 취임식 당일 중국에 추가 관세에 더해 10%의 관세를 더 부과하고, 멕시코와 캐나다에서 수입되는 모든 품목에 25%의 관세를 부과하는 행정 명령에 서명할 것이라고 공언했다. 그러면서 이른바 '좀비 마약'으로 불리는 펜타닐의 미국내 불법 유입 문제를 거론하면서 " 이 관세는 특히 펜타닐 등 마약과 불법 외국인들의 미국 침략이 멈출때까지 유효할 것"이라라고 덧붙였다. 트럼프 당선인은 또 멕시코와 캐나다에 대해 "수천 명의 사람들이 멕시코와 캐나다를 통해 쏟아져 들어오면서 범죄와 마약이 전례 없는 수준으로 유입되고 있다"면서 "나는 1월 20일 내 첫 행정명령의 하나로 멕시코와 캐나다로부터 미국으로 들어오는 모든 제품에 25%의 관세를 부과하기 위해 필요한 서류에 서명할 것"이라고 강조했다. 이날 트럼프 당선인이 발표한 관세 추가 방침은 대선 당시에 공약으로 언급되지 않았던 내용이다. 이에 대해 중국 언론들은 미국 소비자와 경제에 미칠 부정적인 영향을 우려하며 강하게 반발했다. CCTV는 전미소매협회(NFR)의 보고서를 인용하며, "트럼프 당선인의 관세 정책이 현실화될 경우, 매년 미국 소비자들의 구매력이 최대 780억 달러(약 107조 6000억 원) 감소할 것"이라고 전망했다. 앞서 NFR은 미 대선을 하루 앞둔 지난 11월 4일 이런 추정치를 내놓았다. 당시 NFR은 의류, 장난감, 가구, 가전, 신발, 여행용품 등 6개 품목을 대상에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 또한, 로이터 통신의 과거 보도를 인용해 "미국 소비자들이 이미 필수적인 지출을 줄이는 등 소비를 억제하고 있는 상황에서 저가 수입 제품에 대한 관세 인상은 소비자 부담을 가중시켜 미국 내 저소득층 경제에 악영향을 미칠 것"이라고 지적했다. 재련사는 트럼프 당선인의 발언을 "관세 몽둥이"에 이어 "트럼프의 망언"이라고까지 표현하며 강도 높게 비판했다. 이처럼 트럼프 당선인의 강경한 통상 정책에 대한 우려가 커지고 있는 가운데, 미·중 간의 무역 갈등이 심화될 가능성이 높아지고 있다. 트럼프 당선인은 보편관세(10~20%)와 대중(對中) 특별 고율 관세(60%)를 선거운동 시절부터 공언해왔지만, 멕시코와 캐나다를 대상으로 한 25%의 관세를 구체적으로 언급한 것은 이번이 처음이다. 이에 중국 현지 매체들은 멕시코를 통한 우회 수출길까지 제동이 걸리면서 사면초가에 빠진 듯한 중국의 대외교역 환경에 우려를 표명했다. 여러 중국 기업들은 '무역전쟁'이라는 말까지 등장할 정도로 트럼프 1기 행정부 때부터 이어져 온 중국산 제품에 대한 고율 관세 조치에 중간재나 반제품을 멕시코 등지에서 완성해 다시 미국으로 수출하는 우회 수출 방식을 선택했다. 중국 측은 철강, 알루미늄, 전기차, 자동차 부품, 태양광 장비, 스마트폰 등 다양한 품목에서 이러한 '원산지 바꾸기' 방식을 취했던 것. 월스트리트저널(WSJ)은 전날인 24일 올해 미국이 멕시코에서 수입되는 철강과 알루미늄에 관세를 부과하기로 한 뒤 나타난 글로벌 시장 상황을 보면 내년 트럼프 2기 행정부에서 나타날 무역 긴장을 미리 엿볼 수 있다고 전했다. WSJ은 세계 최대 철강 수출국인 중국이 우회 경로를 통한 미국 수출이 사실상 막히면서, 미국으로 향하지 못하는 중국의 과잉 생산된 철강 제품들이 다른 국가들로 넘어가 반발을 살 수 있다고 지적했다.
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트럼프, '중국에 10%추가관세' 언급…중국 언론 "또 관세몽둥이" 비판
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[국제 경제 흐름 읽기] 트럼프, '관세 폭탄'으로 글로벌 무역 전쟁 재점화?
- 도널드 트럼프 전 미국 대통령이 재집권과 함께 글로벌 무역 시장에 또 한 번의 관세 폭탄을 투하할 가능성을 시사했다. CNN 등 주요 외신들은 23일(현지시간) 트럼프 전 대통령이 중국산 제품에 최대 60%의 관세를 부과하고, 다른 국가 제품에도 10~20%의 관세를 매기는 방안을 검토 중이라고 보도했다. 1기 집권 당시 철강, 알루미늄, 의류 등 다양한 외국산 제품에 관세를 부과했던 트럼프 행정부는 이번에도 특정 기업과 산업을 겨냥할 가능성이 크다. 당시 관세 면제 절차는 수십만 건의 신청으로 이어졌고, 일부 기업이 관세를 회피하며 정치적 특혜 논란이 불거졌다. 새로운 관세 정책의 기업 및 경제적 파급 효과는 아직 구체화되지 않았지만, 미국 로비스트들과 법률 회사들은 이미 관세 면제 요청을 준비 중인 기업들로 붐비고 있다. 전문가들은 이번 정책이 글로벌 공급망과 미국 내 생산 시장에 중대한 변화를 다시 일으킬 가능성을 제기한다. [미니해설] 트럼프 관세 정책, 글로벌 무역 환경 다시 뒤흔들까 도널드 트럼프 전 대통령의 새로운 관세 정책은 글로벌 무역 전쟁을 재점화하며 미국과 세계 경제에 또 다른 충격파를 던질 가능성이 크다. 1기 집권 당시 트럼프는 3000억 달러(약 421조6500억 원) 이상의 중국산 제품에 최대 25%의 관세를 부과하며 국제 공급망에 큰 혼란을 초래했다. 이번에는 관세율을 60%까지 높이는 방안을 고려 중이다. 이는 과거보다 훨씬 강력한 압박이 될 것으로 보인다. 과거의 교훈: 정치적 특혜 논란 트럼프 행정부 당시 관세 면제 절차는 수십만 건의 신청으로 이어졌다. 이 중 일부 기업은 면제를 받아 막대한 이익을 얻었지만, 불투명하고 자의적인 기준에 대한 비판이 제기됐다. 예를 들어, 성경은 면제를 받았지만 교과서는 면제를 받지 못하는 등 명확한 기준이 없었다. 리하이 대학교의 헤수스 살라스 교수는 이를 "매우 효과적인 전리품 시스템"이라고 평가하며, 이번에도 유사한 현상이 반복될 가능성을 경고했다. 실제로 당시 워싱턴의 로비 활동은 급격히 증가해 비영리 단체 오픈시크릿(OpenSecrets)에 따르면, 무역 이슈를 다루는 로비 고객 수가 2016년 대비 50% 이상 증가해 2019년 최고치를 기록했다. 미국 기업의 딜레마 트럼프의 관세 정책은 미국 기업들에 양날의 검이 될 가능성이 크다. 면제를 받을 경우 경쟁사보다 유리한 위치를 차지할 수 있지만, 면제를 받지 못하면 막대한 추가 비용을 감당해야 한다. 특히 특정 부품을 중국 외 지역에서 조달할 수 없는 제조업체는 더 큰 타격을 받을 가능성이 높다. 글로벌 무역 전문가들은 이번 관세 정책이 기업들로 하여금 "더 많은 시스템 게임과 특혜 추구"에 집중하게 만들 수 있다고 경고한다. 이는 생산성 향상이나 일자리 창출보다는 관세 면제를 위한 로비 활동으로 기업들이 에너지를 쏟게 만들 우려가 있다는 것이다. 중국의 대응 가능성 중국은 이미 대미 무역 의존도를 줄이기 위한 다각화를 추진해왔다. 덱스터 로버츠 애틀랜틱 카운슬 선임 연구원은 "중국은 이번 상황에 오래전부터 준비해왔다. 미국은 더 이상 중국 무역망에서 과거만큼 중요한 위치를 차지하지 않는다"고 분석했다. 중국의 보복 조치 가능성도 제기된다. 예를 들어, 중국은 최근 패션 브랜드 PVH에 대한 조사를 시작했고, 미국 컨설팅 회사 베인앤드컴퍼니의 상하이 사무소를 급습하며 경고의 메시지를 보냈다. 이러한 움직임은 미국 기업들에게 상당한 압박이 될 수 있다. 미래의 관세 정책과 글로벌 무역의 향방 트럼프가 이번에도 관세 면제를 제공할지는 아직 불확실하다. 면제가 없으면 관세는 미국 제조업체들에게도 막대한 부담이 될 수 있다. 반면 면제를 허용하면 과거처럼 로비 활동과 정치적 특혜 논란이 재점화될 가능성이 높다. 트럼프의 새로운 관세 정책은 단순한 무역 전쟁을 넘어 글로벌 경제의 흐름을 바꿀 중요한 변곡점이 될 가능성이 있다. 기업들과 정책 입안자들은 이번 정책이 가져올 파급 효과를 면밀히 검토하고 철저히 대비해야 할 것이다.
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[국제 경제 흐름 읽기] 트럼프, '관세 폭탄'으로 글로벌 무역 전쟁 재점화?
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일본, 세계 최초 나무 인공위성 발사 성공…우주쓰레기 문제 해결 기대
- 일본이 세계 최초로 목조 인공위성을 우주로 보냈다고 CNN을 비롯한 외신들이 비중있게 전했다. 발사에 성공한 나무 인공위성은 라틴어로 나무를 뜻하는 단어를 포함한 링고샛(LignoSat)이라는 이름으로, 교토 대학과 스미토모 포레스트리(Sumitomo Forestry)가 공동으로 개발했다. 이 위성은 국제우주정거장(ISS)으로 가는 스페이스X(SpaceX) 임무에 포함되었으며, 곧 지구 위 궤도로 발사될 예정이다. 목재 위성을 발사한 데는 두 가지 주요 이유가 있다고 한다. 첫째, 우주의 혹독한 환경에서 나무의 내구성을 시험하기 위한 것이다. 이번 시험에 성공하면 더 많은 나무 위성을 만들어 우주로 쏘아 올린다는 계획이다. 또 하나는 우주에서의 목재의 유용성이다. 교토 대학 교수이자 우주인인 도이 다카오는 "직접 생산할 수 있는 소재인 목재를 사용하면 우주에서 영구적으로 집을 짓고 살고 일할 수 있게 될 것"이라고 말했다. 이는 나무를 심고 달과 화성에 실제 목조 주택을 짓는 50년 계획의 첫 번째 단계다. 교토 대학의 마라타 고지 산림과학 교수는 "1900년대 초의 비행기는 나무로 만들어졌다. 나무로 만든 위성도 당연히 실현 가능하다"고 말했다. 목재 구조물의 이점은 그 외에도 여럿이다. 목재 소재는 실제로 지구보다 우주에서 더 내구성이 있어야 하는데, 그 이유는 끝없이 공허한 공간에는 물이나 산소가 없기 때문이다. 산소가 없으면 썩을 것이 없으며 불이 붙기도 매우 어렵다. 심지어 방사선으로부터 매우 적절한 보호 기능도 제공한다. 목재는 지구 궤도에 있는 다른 모든 위성과도 관련이 있다. 지구 궤도에는 현재 3000개가 넘는 위성(저궤도 통신위성을 포함하면 훨씬 많아진다)이 돌고 있으며, 그 외 다양한 종류의 우주 잔해물도 같이 엉켜 있다. 앞으로 나무 위성은 지구로 다시 떨어지고 재돌입하면서 타 없어질 것이다. 금속 위성은 (대부분) 귀환하는 동안 타버리지만, 그 과정에서 유해한 산화알루미늄 입자를 생성한다. 현재는 지구를 덮고 있는, 끊임없이 늘어나는 우주 쓰레기에 대한 대책이 전무하기 때문에 목재 위성이 도움이 될 수 있다. 도이 교수는 "미래에는 금속 위성 발사가 금지될 수도 있다"는 시나리오를 예상하고 있다. 어떤 경우든, 달에 통나무집을 짓는 것은 즐거운 이벤트가 될 수 있다는 설명이다.
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일본, 세계 최초 나무 인공위성 발사 성공…우주쓰레기 문제 해결 기대
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9가지 일상 생활 소재, 매년 790억 달러 기후 피해 입혀
- 미국의 일상적인 9가지 용품의 생산으로 인한 온실가스 배출로 인해 연간 790억 달러의 기후 비용이 발생하고 있다는 지적이 나왔다. 이 연구 보고서는 최근 IOP퍼블리싱의 환경연구저널(Environmental Research Letters)에 게재됐다고 사이테크데일리가 전했다. 온실가스 배출로 인한 이 같은 막대한 비용은 현재 시장 가치에는 반영되지 않고 있으며, 사실상 탄소 집약적 산업에 대한 막대한 보조금 역할을 하고 있다는 지적이다. 연구를 주도한 UC 데이비스 캠퍼스의 엘리자베스 반 로이젠 박사는 "이런 숨겨진 비용은 탄소 저배출 대체 소재가 산업체에서 자발적으로 채택되지 않는 이유가 된다. 정확한 비용을 계산하고 반영하면 대체 소재 생산 방법을 구현하고 혁신을 주도할 수 있는 경제적 기반을 제공할 수 있다"라고 말했다. 팀의 연구는 아스팔트, 플라스틱, 벽돌, 유리, 시멘트, 석회, 석고, 강철, 알루미늄 등 널리 사용되는 9가지 소재를 조사한 것이다. 연구진은 생산 데이터, 에너지 소비, 배출 요인을 분석하여 각 재료에 대한 에너지 및 공정 관련 이산화탄소 배출량을 통합해 계산했다. 분석 결과 이들 9가지 재료는 2018년 한해 동안 4억 2700만 톤의 이산화탄소를 배출했다. 이러한 배출로 인한 기후 비용을 가격에 반영하면 일부 재료의 비용은 큰 폭으로 증가하게 된다. 비용 증가 폭은 ▲시멘트: 62% ▲석회: 61% ▲석고: 47% ▲철강: 22% ▲플라스틱: 19% 등이다. 철강과 플라스틱의 경우 기후 관련 비용이 시장 가치에서 차지하는 비중이 낮음에도 불구하고 생산량이 워낙 많기 때문에 연간 기후 비용이 각각 200억 달러가 넘는다. 연구진은 기후 관련 비용 계산을 위해 미국 환경보호국(EPA)의 사회적 탄소 비용(SCC) 추정치인 이산화탄소 1톤당 184달러 산정액을 기준으로 했다. 이 수치는 인간의 건강, 농업, 해안 인프라에 미치는 영향을 포함하여 탄소 배출량 증가와 관련해 정량화된 경제적 피해를 모두 합한 것이다. 보고서는 이러한 기후 비용을 재료 가격에 반영하면 저탄소 생산 혁신을 촉진하고 재활용 및 대체 재료의 경쟁력을 높일 수 있다고 주장한다. 예를 들어, 알루미늄과 강철 생산이 전적으로 재생 에너지원으로 전환되면 기후 관련 비용이 각각 95%와 79% 감소하게 된다. 그 만큼 가격을 낮출 수 있다는 의미다. 보고서는 연구 결과의 정책적 의미와 조율된 국제적 행동의 필요성을 강조하고 있다. 이러한 재료 가격의 책정은 미국에서만 발생한 조사이므로 다른 국가로부터의 저비용 탄소 배출 소재의 수입을 증가시킬 수 있다. 탄소 배출을 저렴한 외국 수입품으로 전가할 수 있다는 얘기다. 연구진은 청정 에너지원으로 전환해도 제거할 수 없는 공정 관련 배출(예: 시멘트 및 석회의 화학 반응)을 해결하기 위한 정책이 필요하다고 역설한다. 재활용률 개선, 생산자 책임 확대법, 대체 소재는 모두 탄소 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을 수행할 수 있다. 연구진은 특히 개발도상국에서 글로벌 소재 수요가 계속 증가함에 따라, 소재 생산 및 사용이 기후에 미치는 영향을 전 세계적이면서 조율된 방식으로 해결하기 위한 정책 솔루션의 연구가 이어져야 할 것이라고 촉구했다.
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- 산업
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9가지 일상 생활 소재, 매년 790억 달러 기후 피해 입혀
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중국 공업기업 이윤 마이너스 전환, 경제 회복에 찬물
- 성장률 5% 안팎 달성에 실패해 경기침체에 빠질 것이라는 불안감 짙어진 중국경제에 또다른 적신호가 켜졌다. 중국 공업 기업들의 9월 수익이 내수 부진과 무역 갈등, 과잉생산 등으로 전년 대비 27.1% 급감하면서 연간 전체 이익 증가율이 '마이너스'로 돌아선 것이다. 중국 국가통계국은 27일(현지시간) "작년 동기의 높은 기저효과 등 영향으로 9월 '규모 이상' 공업 기업(연간 매출액 2000만위안 이상 기업)의 이윤이 27.1% 감소했다"고 밝혔다. 이에 따라 1∼9월 공업 기업 이윤 총액 역시 3.5% 줄어든 5조 2281억 6000만위안(약 109조원)을 기록했다. 중국 국가통계국이 매달 '규모 이상' 공업 기업을 대상으로 조사해 발표하는 이윤 총액은 제조업체들의 수익성 동향을 가늠할 수 있는 지표다. 중국 공업 기업들의 이윤 증가율은 올해 1∼2월 10.2%를 기록한 뒤 1∼3월엔 4.3%로 다소 꺾였다. 반면 4월 한 달 이윤은 전년 대비 4.0% 상승해 1∼4월 증가율은 4.3%로 유지됐다. 5월의 경우 작년 대비 이윤 증가율이 0.7%에 그쳤지만 6월에는 3.6%로 크게 반등했다. 7월의 이윤 증가율은 4.1%로 전달보다 더 높아져 올해 1∼7월 전체 수치를 3.6%까지 끌어올렸다. 지난 8월에는 작년 동기 대비 17.8%나 급감해 올해 8개월간의 전체 이윤 증가율을 0.5%로 끌어내렸고 감소폭을 27.1%로 키운 9월에는 올해 전체 이윤 증가율이 '마이너스'(-3.5%)로 내려가게 됐다. 산업 부문별로 보면 1∼9월 광업 기업들의 이윤은 전년 대비 10.7% 감소한 8963억8000만위안(약 175조원), 8월까지 증가세였던 제조업은 3.8% 감소한 3조7325억위안(약 728조원)으로 나타났다. 미국·유럽연합(EU) 등 서방 진영과 무역 마찰에 국내 과잉 생산, 내수 둔화 등 문제가 겹친 자동차제조업은 올해 9월까지 이윤이 1.2% 줄어들었다. 화학원료·화학제품제조업(-4.0%)과 특수설비제조업(-5.5%), 전기기계·장비제조업(-7.2%), 석탄채굴업(-21.9%), 비철광물제품업(-51%) 등도 이윤 감소세를 보였다. 비철금속 제련·압연가공업(52.5%), 전력 생산·공급(13.8%), 방직업(11.5%), 컴퓨터·통신설비제조업(7.1%) 등은 1∼9월 이윤이 증가했다고 국가통계국은 설명했다. 중국은 올해 경제 성장률 목표를 작년과 같은 '5% 안팎'으로 설정하고 소비재·생산설비 신형 갱신 등 내수 진작 정책을 내놨으나 서방 진영과의 무역 마찰이 잇따르는 데다 부동산이 좀처럼 회복되지 않으면서 전반적 경기 활성화에 어려움을 겪고 있다. 3분기 성장률이 4.6%에 그치는 등 올해 경제성장률 목표 달성에 '빨간불'이 들어왔다는 우려가 나오는 가운데 중국 당국은 최근 잇따라 경기 부양 의지를 표명해왔다. 잇단 장관급 기자회견에서 구체적인 정책 일정과 재정 지출 규모가 거의 언급되지 않았다는 비판도 나왔다.
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- 경제
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중국 공업기업 이윤 마이너스 전환, 경제 회복에 찬물
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[신소재 신기술(120)] 염수 폐수를 콘크리트로 변환하는 혁신 기술 나왔다
- 핀란드의 오울루 대학교(University of Oulu) 연구진이 알칼리 활성화를 통해 농축 염수를 안정화해 콘크리트로 변환하는 새로운 처리 기술을 개발했다고 전문 매체 아조빌드가 전했다. 개발된 기술은 염수 폐수를 시멘트 바인더에 통합하는 혁신적 솔루션이라는 평가다. 이 연구 결과는 담수화(Desalination) 저널에 게재됐다. 연구 보고서에 따르면 광산 및 산업에서 나오는 염수 폐수를 결합, 광산 매립과 같은 다양한 용도에 사용할 수 있는 다른 유형의 시멘트 바인더를 만들 수 있다. 일종의 신소재 콘크리트인 셈이다. 이를 통해 매우 농축된 소금 용액을 고체 형태로 안전하게 결합, 비용을 절약하고 환경을 개선할 수 있다. 광업, 재가공 및 배터리 생산과 같은 여러 산업 분야에서는 일반적으로 나트륨, 황산염 및 염화물 등 세 가지 요소가 포함된 염수 폐수를 대량으로 생산한다. 이러한 분야는 녹색 친환경 및 디지털 전환이 특히 필요하다. 이러한 염 자체는 환경에 위험하거나 해롭지는 않다. 동일한 염분이 바닷물에도 널리 퍼져 있다. 그러나 발트해의 낮은 염도, 특히 내륙 담수에서는 생물군에 해로울 수 있다. 예를 들어, 지난 2012년 핀란드 광산업체 탈비바라(Talvivaara)의 광산 사고 이후 소금에 오염된 호수는 영구적으로 성층화돼 호수 바닥의 산소 결핍을 초래할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 제안된 기술은 칼슘, 실리콘, 알루미늄이 풍부한 원료를 소금물 및 소량의 수산화나트륨과 결합한다. 결과적으로 콘크리트 바인더로 사용할 수 있는, 충분한 강도를 가진 페이스트가 생산된다. 농축 염수, 나트륨, 황산염 및 염화물의 주요 성분은 고체 구조에서 매우 잘 안정화되고 수용성을 잃는 것으로 밝혀졌다. 수용성을 잃는다는 것은 물에 녹지 않아 견고함을 유지한다는 의미다. 이 연구에서는 또한 알칼리 활성 페이스트의 강도가 염도가 높을수록 증가한다는 사실도 발견했다. 단점은 소금이 부식을 일으킬 수 있기 때문에, 이러한 종류의 콘크리트에는 표준 강철 보강재를 사용할 수 없다는 것이다. 염분에 강한 소재가 필요하다. 채취하고자 하는 금속이나 소재를 분리한 후 광산에 남아 있는 폐기물, 즉 광산 잔여물은 별도의 저장지로 옮겨진다. 이 잔여물에는 종종 알칼리 활성화에 필요한 원소인 칼슘, 실리콘, 알루미늄이 대량으로 포함되어 있다. 광산 잔여물은 콘크리트 및 건설 부문에서 점차 활용이 늘면서 인기를 얻고 있다. 신소재와 광산 수질 정화 연구를 진행하고 있는 오울루 대학교가 이번에 제시한 해법은 건설 부문에 새로운 바람을 일으킬 가능성이 높다고 한다. 한편 이번 연구는 유럽연합(EU)의 '차세대(NextGeneration) EU 프로그램'이 공동으로 자금을 지원하는 카이파(KaiPa) 프로젝트의 일부로 수행됐다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(120)] 염수 폐수를 콘크리트로 변환하는 혁신 기술 나왔다
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미국, 중국산 전기차에 100% 관세 '폭탄'…무역 전쟁 불붙나
- 미국이 중국산 수입품에 대한 고율 관세를 부과하며 미·중 무역 갈등이 다시 격화되고 있다. 바이든 정부는 27일(현지시간) 중국산 전기차에 100%, 철강·알루미늄 제품에 25%의 관세를 부과하는 조치를 단행했다. 이는 중국산 저가 제품의 유입을 막고 국내 산업을 보호하기 위한 조치로 풀이된다. 이번 관세 부과는 통상법 301조에 근거한다. 301조는 중국의 지적 재산권 침해에 대한 대응으로 트럼프 전 정부에서 발동되었으며, 바이든 정부도 이를 계승하여 강화했다. 1차 관세 인상 대상은 전기차, 철강·알루미늄 제품 외에도 배터리, 중요 광물, 태양 전지 등이다. 27일 이후 수입되거나 창고에서 인수되는 제품부터 신규 세율이 적용된다. 미국 무역대표부(USTR)는 중국 정부의 보조금으로 인해 '인위적으로 낮은 가격'에 수출되는 제품으로부터 미국 산업과 노동자를 보호하겠다는 입장이다. 다만, 미국 내 생산 시설 이전에 필요한 기계류는 관세 부과 대상에서 제외했다. 2차 관세 인상은 2025년 1월 1일로 예정되어 있으며, 반도체에 대한 관세율이 25%에서 50%로 인상된다. 3차 인상은 2026년 1월 1일로, 천연 흑연, 영구 자석, 전기차용 이외의 리튬이온 배터리에 대한 관세율이 25%로 인상된다. USTR은 향후 관세 부과 대상 품목을 추가할 계획이며, 텅스텐, 웨이퍼, 폴리실리콘 등을 검토 중이다. 이번 관세 인상은 11월 대선을 앞두고 정치적 쟁점으로 부상하고 있다. 공화당 트럼프 전 대통령은 중국산 모든 수입품에 60% 관세를 부과하겠다는 공약을 내걸었다. 민주당 해리스 부통령은 트럼프의 공약이 인플레이션을 유발할 것이라고 비판하며, 바이든 정부의 이번 관세 인상은 '적을 좁힌 조치'이기 때문에 인플레이션을 유발하지 않을 것이라고 주장한다. 미·중 무역 갈등이 심화되면서 글로벌 경제에도 미칠 영향에 대한 우려가 커지고 있다.
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- 경제
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미국, 중국산 전기차에 100% 관세 '폭탄'…무역 전쟁 불붙나
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파나소닉, 차세대 4680 배터리 양산 준비 완료
- 미국 전기차업체 테슬라에 배터리를 공급하는 업체인 일본의 파나소닉이 9일(현지시간) 차세대 배터리 '4680' 제품의 양산 준비를 완료했다. 로이터와 블룸버그 통신 등 외신들에 따르면 파나소닉은 이날 일본 와카야마(和歌山) 현의 서부에 있는 자사 공장에서 4680 배터리를 대량으로 생산할 수 있는 준비를 마쳤으며 최종 평가가 끝나는 대로 즉시 생산을 시작할 예정이라고 밝혔다. 이 배터리는 이전에 생산한 제품인 '2170' 원통형 배터리보다 더 가볍고 효율적이며 제조 비용도 적게 든다고 회사 측은 설명했다. 지름 46㎜, 길이 80㎜ 크기를 뜻하는 4680 배터리는 테슬라가 설계한 차세대 원통형 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 배터리로, 기존 배터리보다 에너지 밀도와 출력을 높여 전기차의 1회 충전 주행거리를 늘릴 수 있다. 테슬라는 미국의 자사 공장에서 이 배터리를 직접 생산하기도 하고 파나소닉 등 협력업체에서 생산한 제품을 공급받아 쓰기도 한다. 하지만 그동안 4680 배터리의 공급량이 충분하지 않아 사이버트럭 등 주행거리를 늘린 전기차 양산에 어려움을 겪어 왔다. 로이터통신은 미국 네바다 공장에 이어 캔자스에 건설 중인 새 공장이 내년부터 가동될 예정인 파나소닉이 4680 배터리를 양산할 경우 테슬라의 사이버트럭 등 생산에 긍정적인 영향을 줄 것으로 전망했다. 뉴욕증시에서 테슬라 주가는 이날 2.6% 오른 주당 216.27달러에 거래를 마쳤다.
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파나소닉, 차세대 4680 배터리 양산 준비 완료
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철광석 가격 급락, 90달러 선 무너져…글로벌 경기 침체 우려
- 전 세계 철광석 가격이 중국의 수요 부진과 글로벌 성장 둔화 우려로 2022년 이후 처음으로 톤(t)당 90달러 아래로 내려갔다. 연합뉴스는 9일 블룸버그 통신을 인용해 철광석 선물 가격은 올해 들어 3분의 1 이상 하락했다고 전했다. 특히; 비금속과 원유 가격도 최근 몇 주간 하락세를 보이는 등 원자재 시장 전반에 약세 분위기가 확산되고 있다. 이는 올해 원자재 시장이 전반적으로 불안정할 것이라는 전망에 따른 것이다. 철광석 선물 10월물은 이날 싱가포르 거래소에서 한 때 전장부다 2.3% 하락한 89.60달러를 기록한 뒤 한국 시간으로 오전 11시 45분 현재 90.60달러로 거래되고 있다. 알루미늄은 지난 6일까지 8일 연속 하락세를 기록했으며 현재도 0.3% 하락했다. 6가지 주요 비철금속 가격을 추종하는 LMEX 금속 지수도 올해 들어 지난 5월 중순까지 25% 오른 뒤 약세로 전환돼 현재 상승률이 3% 대로 낮아졌다. 골드만삭스는 오랫동안 유지해온 구리 강세 전망에 대해 중국의 수요 약세 등으로 지난주 톤당 5000달러나 수정, 축소했다. 시티그룹은 올해 11월 치러지는 미국 대통령 선거를 둘러싼 불확실성이 세계 경제를 침체시키고 금속 가격에 부담을 줄 것으로 내다봤다. 중국 최대 철강 제조사 바오우철강그룹도 2008년과 2015년 침체 당시보다 심각한 위기에 직면할 수 있다고 우려했다. 단, 업계는 철강 수요는 일반적으로 여름 철이 지나면 회복세를 보이는 점에 기대를 걸고 있다. RBC 캐피털 마켓의 칸 페커 애널리스트는 다음 달인 10월 초 중국 국경절의 일주일 연휴를 거론하면서 "중국의 가을 건설 시즌이 돌아오고 국경절에 앞선 계절적인 재입고 등에 힘입어 이달 중순부터 철광석 가격이 어느 정도 지지력을 되찾을 것"이라고 전망했다.
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- 산업
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철광석 가격 급락, 90달러 선 무너져…글로벌 경기 침체 우려
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GM, 삼성SDI 합작 배터리공장 가동 1년 연기⋯2027년 양산 방침
- 미국 GM은 28일(현지시간) 삼성SDI와 손잡고 미국 중서부 인디애나주에 계획중인 전기자동차(EV)용 배터리 생산공장의 생산개시를 1년 연기하기로 했다고 밝혔다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 GM은 삼성SDI와 합작으로 당초 2026년에 양산에 돌입한다는 목표를 변경해 2027년에 양산할 방침을 나타냈다. GM이 EV수요가 일시적 침체 기미를 보이는 가운데 전동화계획 재검토에 나선 것이다. GM과 삼성SDI 양사는 배터리공장 건설을 위한 구체적인 계획을 확정해 발표했다. 양사는 지난해 3월 전기차 배터리 합작법인 설립을 위한 업무협약(MOU)을 체결하고 부지 선정 등 세부 사항에 대한 협의를 진행해왔다. 확정된 계획에 따르면 삼성SDI와 GM은 2027년 양산을 목표로 약 35억달러를 투자해 초기 연산 27GWh(기가와트시) 규모의 공장을 설립한다. 연산 규모는 향후 36GWh까지 확대될 것으로 예상된다. 합작법인의 위치는 인디애나주 뉴칼라일이며 부지 규모는 277만m²(약 84만평)다. 합작법인에서는 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 기반 고성능 하이니켈 각형 배터리를 생산하고 향후 출시될 GM 전기차에 탑재된다. GM은 2025년까지 전세계에서 EV를 100만대 생산하는 것을 목표로 해왔지만 EV수요 감소로 장기계획을 재검토해 대규모 EV 투자계획을 늦추고 있다. 2024년의 EV 생산대수를 당초 30만대 계획을 하향수정해 20만~25만대를 예상하고 있다. 삼성SDI는 GM과의 합작법인을 통해 북미 전기차 시장 점유율 확대 발판을 마련하고 각형 배터리를 채택할 고객사를 늘려나갈 계획이다. 삼성SDI로서는 이번 공장이 미국에서 두번째 배터리공장이 된다. 최윤호 삼성SDI 대표이사 사장은 "GM과 지난해 MOU 체결 이후 굳건한 파트너십을 바탕으로 프리미엄 배터리 생산 거점을 마련했다"며 "삼성SDI만의 초격차 기술력을 담은 제품으로 GM이 전기차 시장 리더십을 강화하는데 최선의 노력을 다하겠다"고 말했다．
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GM, 삼성SDI 합작 배터리공장 가동 1년 연기⋯2027년 양산 방침
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중국 비야디 이어 샤오펑도 관세 피해 유럽에 전기차 공장 추진
- 중국 전기차업체 샤오펑(小鹏)이 중국산 전기차에 대한 유럽연합(EU)의 높은 관세 영향을 완화하기 위해 유럽 내 제조 공장 건설을 모색하고 있다고 블룸버그 통신이 현지시간 27일 보도했다. 샤오펑 공동 설립자이자 최고경영자인 허샤오펑(何小鹏)은 지난 22일 중국 광저우(廣州) 본사에서 한 인터뷰에서 향후 유럽 내 생산 계획 하나로 현재 EU 내에서 제조 공장 부지를 고르고 있다고 밝혔다. 허 CEO는 샤오펑이 "노동 위험이 상대적으로 적은" 지역에 공장을 지을 예정이라면서, 효과적인 소프트웨어 수집이 자동차의 지능형 운전 기능에서 가장 중요해짐에 따라 대규모 데이터 센터도 유럽에 건립할 것이라고 말했다. 샤오펑에 앞서 중국의 비야디(BYD), 체리(치루이)자동차, 지리(Geely)의 지커(Zeekr)가 중국산 전기차에 대한 EU의 고율 관세 영향을 최소화하고자 유럽에 생산 기지 건립을 추진하고 있다고 블룸버그는 전했다. EU는 오는 11월께부터 중국에서 생산된 전기차에 대해 최고 46.3%의 관세율을 부과하는 내용의 확정 관세 초안을 중국에 통보했다. 미국도 중국산 전기차에 대한 관세를 25%에서 100%로 인상하겠다고 예고한 상태다. 여기에 캐나다가 중국산 전기차에 100%, 알루미늄과 철강에는 25%의 관세를 부과할 예정이라고 외신은 전했다.
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중국 비야디 이어 샤오펑도 관세 피해 유럽에 전기차 공장 추진
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중국산 전기차 '관세 폭탄'…미국·EU 이어 캐나다도 100% 부과
- 캐나다가 26일(현지시간) 미국과 유럽연합(EU)에 이어 중국산 전기차(EV)와 알루미늄, 철강에 대해 새로운 관세를 부과할 방침을 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 캐나다정부는 중국산 전기차에 대해서는 100%, 철강과 알루미늄에는 25%의 관세를 부과키로 했다. 쥐스탱 트뤼도 총리는 이날 기자단에 대해 "중국이 동등한 룰로 경쟁하고 있지 않다는 점을 모두가 알고 있을 것"이라며 "중요한 것은 우리가 전세계 다른 나라들과 보조를 맞춰 행동하고 있다라는 점"이라고 말했다. 이에 앞서 크리스티아 프리랜드 재무장관은 지난 6월 중국의 국가 주도적인 자동차 산업 정책으로 자국 업체들이 불공정한 경쟁에 직면해있다며 관세 조치를 예고했다. 캐나다 통계청 자료에 따르면 중국산 전기차 수입은 2022년 1억 캐나다달러(982억원)에서 지난해 22억 캐나다달러(2조1600억원) 수준으로 급증했다. 트뤼도 총리는 미국 EV 테슬라에 대해서는 낮은 관세가 적용될 지 여부에 대해서는 분명한 입장을 나타내지 않았다. 이에 따라 테슬라는 오전장에서 3%이상 하락했다. 모닝스타의 주식전략가 세스 골드스타인은 테슬라 주가하락에 대해 "시장은 관세에 반응하고 있다"면서 "테슬라가 고비용의 미국 생산거점으로부터 캐나다로 차량을 수출하지 못할 경우 이익에 대한 영향을 추산하고 있는 가능성이 높다"고 지적했다. EU 집행위원회는 중국제 EV에 대해 지난 7월부터 최대 38.1%의 추가관세를 부과하는 잠정조치를 발표했다. 지난주 EU집행위는 상하이자동차(上海汽車, SAIC)에는 36.3%, 지리자동차(吉利汽車)에는 19.3%, 비야디(BYD)는 17.5%의 추가관세를 부과했다. 중국에서 수입되는 테슬라차에 대한 추가관세는 9%였다. 조 바이든 미국행정부도 지난 5월 EV를 포함한 중국수입품에 대해 관세를 대폭 올린다고 밝혔다.
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중국산 전기차 '관세 폭탄'…미국·EU 이어 캐나다도 100% 부과
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중국 유니트리, 바퀴 달린 4족 보행 로봇 'Go2-W'로 보스턴 다이내믹스에 도전장
- 중국 로봇 회사 유니트리(Unitree)는 보스턴 다이내믹스와 같은 미국의 경쟁사에 맞서 4족 보행 로봇 Go2의 업데이트 버전 Go2-W를 출시했다. Go2-W는 Go2 시리즈의 변형 모델로, 발에 패드 대신 모터 구동 바퀴(휠)를 단 것이 특징이라고 인터레스팅엔지니어링이 전했다. 유니트리가 유튜브에 올린 최근 동영상에서 새로운 바퀴 달린 로봇은 다른 로봇에 대해 다소 공격적인 태도를 보이며, 달리기 경주에서 더 빠른 속도를 내고 있다. 다만 유니트리 웹사이트에 게재된 로봇의 공식 사양에는 여전히 최고 속도가 기존 Go2와 동일한 5.6mph(2.5m/s)로 나와 있다. 유니트리는 새로운 Go2-W 업그레이드 모델의 가격을 공개하지 않았지만 가격은 약 2800달러가 될 것으로 예상된다. 이 4족 보행 로봇의 바퀴에는 지름 7인치의 공압 타이어가 달려 있다. 바퀴의 특성상 계단을 오르기는 어려울 것으로 생각되지만, 계단 오르기와 같은 정적 기동을 위해 바퀴를 잠글 수 있도록 되어 있다. 로봇은 바퀴를 잠그고 걷기 모드로 전환해 어려운 지형을 탐색하고, 계단을 오르고, 장애물을 넘거나 앞다리로 균형을 잡는 것과 같은 기술도 수행할 수 있다. 초광각 라이더(Lidar)와 광각 비전 카메라를 사용해 주변을 탐색하며 정확한 장애물을 감지한다. 라이더는 자율주행 기술에 많이 사용하는 레이더 장치로, 전파를 발사해 장애물에 반사돼 돌아오는 시간을 측정, 정확한 거리와 형태를 3차원으로 인식하는 고도 기술이다. 두뇌는 옥타코어 프로세서로 구동되며, 무선 연결을 위해 와이파이, 4G 및 블루투스까지 지원한다. 로봇은 한 번 충전으로 최대 4시간 동안 작동할 수 있는 15,000mAh 배터리를 장착하고 있으며, 빠른 충전을 지원한다. 유니트리에 따르면 이 로봇은 약 3kg의 짐을 운반할 수 있으며, 일어서면 Go2보다 약간 더 높은 70cm에 무게는 약 18kg이다. 야간 작업을 위해 전면 조명이 달려 있는 것이 특징이며, 자연어 GPT 엔진과 유사한 음성 기능이 포함되어 있다. 유니트리는 지난 2021년 6월 첫 바이오닉 로봇인 Go1을 공개했다. 출시 이후 Go1은 뛰어난 성능, 접근성, 다른 유사 로봇에 비해 비교적 낮은 가격으로 소형 4족 로봇 시장에 큰 영향을 미쳤다. 2년 후 유니트리는 15kg의 로봇개 Go2를 출시했다. 이 로봇은 사각지대를 크게 줄이고 0.05m의 낮은 최소 감지 거리로 인해 모든 지형에 적합한 로봇개라는 평가를 받았다. Go2 본체는 알루미늄 합금과 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 만들어졌다. 자체 개발한 4D 라이다 L1과 360×90 반구형 초광각 인식 기술을 적용했다. 특히 광범위한 언어 기반과 강력한 언어 능력 덕분에 Go2는 생성형 AI 부문의 글로벌 최강자인 오픈AI의 GPT를 통합해 사용자의 의도와 주변 환경을 완벽하게 이해할 수 있다고 한다. 이는 로봇이 인간과 소통하고 무엇이 필요한지를 파악해 더 나은 지원을 제공할 수 있으며, 대화도 가능함을 의미한다. 유니트리 웹사이트에 따르면 Go2 로봇은 대규모 AI 시뮬레이션 훈련을 통해 거꾸로 걷기, 장애물 넘기와 같은 고급 보행을 뛰어난 유연성과 안정성으로 학습했다고 주장한다. 출시 당시에는 Go2 에어, Go2 프로, Go2 에듀 등 세 가지 버전으로 나왔다. 표준 모델은 1600달러에 별도의 배송비 399달러였다.
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중국 유니트리, 바퀴 달린 4족 보행 로봇 'Go2-W'로 보스턴 다이내믹스에 도전장
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[퓨처 Eyes(45)] 美 유타대, 공기 중 수분으로 식수 만드는 '마법 장치' 개발
- 극심한 물 부족 문제를 해결할 혁신적인 기술이 등장했다. 미국 유타 대학교 공학 연구팀은 공기 중의 수분을 포집하여 깨끗한 식수를 생산하는 소형 장치 개발에 성공했다고 테크익스플로어와 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 전했다. 지난 7월 26일 학술지 '셀 리포츠 피지컬 사이언스(Cell Reports Physical Science)'에 게재된 연구 내용에 따르면, 연구팀은 연료를 사용하는 흡착식 대기 중 물 포집(AWH) 장치를 개발했다. 이 장치는 특수 흡착제를 이용해 공기 중 수분을 흡수한 후, 열을 가해 물 분자를 액체 상태로 변환시키는 방식으로 작동한다. 현재 물 부족으로 어려움을 겪는 나라가 많다. 특히 중동과 북아프리카, 남아시아 지역은 극심한 물 부족에 시달리고 있다. 중동 및 북아프리카 지역은 전 세계에서 물 부족이 가장 심각한 지역으로, 인구의 83%가 물 부족에 시달리고 있다. 그중 예멘, 리비아, 요르단, 이란, 이라크 등이 심각한 물 부족 국가로 꼽힌다. 남아시아 인구의 74%도 물 부족에 노출되어 있으며, 인도, 파키스탄, 아프가니스탄 등이 대표적인 물 부족 국가다. 사하라 이남 아프리카 지역은 극심한 가뭄으로 인해 식수와 생활용수 부족 문제가 심각하며, 에티오피아, 케냐, 소말리아 등이 큰 어려움을 겪고 있다. 지구 대기에는 유타 주의 그레이트 솔트 호수를 800번 채울 수 있는 엄청난 양의 물이 존재한다. 대기 중에서 수분을 추출하는 기술은 만성적인 물 부족에 시달리는 전 세계 수십억 명에게 깨끗한 식수를 공급할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 다공성 물질을 흡착제로 사용 기존의 대기 중 수분 포집(AWR) 기술은 크기, 비용, 효율성 측면에서 여러 단점을 가지고 있었다. 그러나 유타대 공학 연구팀은 건조한 지역에서도 공기를 식수원으로 활용하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있는 새로운 기술을 개발했다. 연구팀은 개발한 최초의 소형 급속 순환 연료 기반 AWH 장치를 공개했다. 이 2단계 프로토타입은 흡습성 물질을 사용해 습하지 않은 공기에서 물 분자를 끌어낸 다음, 열을 가해 물 분자를 액체 상태로 방출한다. 연구팀은 '금속 유기 골격체(MOF)'라는 다공성 물질을 흡착제로 활용했다. MOF는 레고 블록처럼 다양한 구조로 재배열할 수 있으며, 연구팀은 알루미늄 푸마레이트를 이용해 물 분자만 선택적으로 흡착하도록 설계된 MOF를 개발했다. 이 MOF는 흡착 과정에서 열을 방출하는 발열 특성을 가지고 있어, 열을 가하면 흡착된 물 분자를 쉽게 방출할 수 있다. 연구를 주도한 유타대 사마르 라오 기계공학과 조교수는 "공기 중의 수증기만 흡착하고 다른 것은 흡착하지 못하도록 만들 수 있다. 정말 선택적이다"라고 설명했다. 물, 하루 5리터 생산 이 연구의 수석 저자인 대학원생 네이션 오티즈와 함께 개발한 시제품은 1kg의 흡착제로 하루 5리터의 물을 생산할 수 있다. 즉, 3일 만에 15리터의 물을 생산할 수 있으며, 이는 일반적인 물 휴대량을 넘어서는 수준이다. 연구팀은 흡착제로 대기 중의 수분을 추출한 뒤 군용 캠핑 스토브를 활용해 열을 가하고 물을 응축시켜키는 방식을 채택했다. 이는 에너지 밀도가 높은 연료를 사용해 건조한 환경에서도 물을 효율적으로 생산할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이번 연구는 미국 국방부가 지원하는 DEVCOM 솔저 센터(Soldier Center) 프로그램의 일환으로 진행됐다. 군은 물 공급이 제한적인 외딴 지역에서 작전하는 병사들에게 수분을 공급하기 위한 기술 개발에 관심을 가지고 있다. 연구팀은 이 장치가 병사들이 큰 물통을 휴대하지 않고도 필요할 때마다 물을 생산할 수 있도록 해줄 것으로 기대하고 있다. 라오 교수는 "우리는 군인들이 작고 컴팩트한 물 생성 장치를 갖고 물이 가득 찬 큰 물통을 갖고 다닐 필요가 없도록 방위용 애플리케이션에 대해 특별히 살펴보았다"며 "이것은 말 그대로 수요에 따라 물을 생산할 것"이라고 말했다. 민간 활용 위해 특허 출원 중 연구팀은 이 기술을 군사용뿐만 아니라 일반 가정에서도 활용할 수 있도록 특허 출원을 진행 중이다. 특히 물 부족 문제를 겪는 지역에서 식수 공급에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 "기존 대기 중 물 포집 기술은 크기, 비용, 효율성 문제로 실용화에 어려움을 겪었지만, 이번에 개발한 장치는 이러한 문제를 해결하고 실용성을 높였다"며 "물 부족 문제를 겪는 전 세계 수십억 명에게 깨끗한 식수를 공급할 수 있는 잠재력을 지니고 있다"고 강조했다. 특히 가정에서 하루 평균 15~20리터의 식수를 소비한다는 점을 고려할 때, 이 장치가 가정용 식수 문제 해결에도 크게 기여할 것으로 기대된다. 하지만 아직 시제품 단계이며, 태양광 대신 연료를 사용하는 방식이기 때문에 환경 문제를 고려해야 한다는 지적도 있다. 연구팀은 앞으로 효율성과 안전성을 높이고, 실제 환경에서의 성능을 검증하는 추가 연구를 진행할 계획이다.
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[퓨처 Eyes(45)] 美 유타대, 공기 중 수분으로 식수 만드는 '마법 장치' 개발
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스타링크 등 거대 인공위성, 오존층 파괴 심화 우려
- 오존층을 파괴하는 산화알루미늄 농도가 향후 수십 년 동안 650% 증가할 수 있다는 최초의 연구 결과가 발표돼 주목된다고 스페이스닷컴이 전했다. 이는 대기권에 재진입하는 과정에서 연소되는 위성의 수가 급증하기 때문이라는 지적이다. 게다가 저궤도 위성 인터넷 등 최소 수백 개 이상의 위성 군단을 쏘아 올리는 민간 기업이 급증하고 있어, 지구의 보호막인 오존층에 더욱 나쁜 영향을 미치고 있다는 우려다. 이는 로스앤젤레스의 서던캘리포니아대학교(USC) 연구진이 수행한 것으로, 대기 중 오염 물질의 발생을 모델링하고, 예상되는 위성 수 증가에 따른 산화알루미늄 농도의 변화를 추정한 최초의 연구다. 연구 결과는 '지구물리학연구(Geophysical Research Letters)' 저널 최신호에 발표됐다. 연구진은 위성으로 인한 산화알루미늄의 농도가 증가하면 심각한 오존층 파괴가 발생하며, 오존층의 회복도 크게 방해받을 것이라고 경고하고 무엇보다 우선적으로 오존층을 복구해야 한다고 주장했다. 우주선 본체는 알루미늄으로 만들어지며, 이는 소각될 때 오존을 파괴하는 산화알루미늄을 발생한다. 오존층은 1980년대 에어컨 냉매와 에어로졸 스프레이에 프레온 가스(염화 플루오린화 탄소)를 광범위하게 사용하면서 파괴됐고, 그 결과 남극 대륙 상공 오존층에 큰 구멍이 뚫렸다. 그러나 1987년 프레온 가스 등 오존층 파괴 물질 사용을 금지한 몬트리올 의정서 덕분에 상황은 호전되고 있었다. 그러나 이번 연구 결과대로라면 오존층의 회복은 인간이 만든 인공위성의 위협으로 인해 심각하게 방해받게 된다. 수백에서 수천 개에 이르는 거대 위성 군단들이 특히 문제가 될 것이라는 진단이다. 연구는 분자동역학 시뮬레이션을 이용해 모형 위성 재진입 과정에서 생성되는 산화알루미늄의 양을 측정한 뒤, 향후 계획된 초대형 위성의 지구 궤도 재진입에서 만들어질 산화알루미늄의 양을 예측하는 방법으로 진행됐다. 연구팀은 지난 2022년 약 332톤의 노후 위성이 대기 중에서 연소됐으며, 그 과정에서 17톤의 산화알루미늄 입자가 생성되었다는 것을 발견했다. USC의 조셉 왕 교수는 “2016~2022년 사이에 대기 중 산화알루미늄 농도는 8배 증가했으며, 발사 및 재진입 위성의 수가 증가함에 따라 농도는 계속해서 더 높아질 것”이라고 말했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면 현재 약 1만 2540개의 위성이 지구 궤도를 돌고 있으며 그 중 약 9800개가 작동 중이다. 앞으로 10년 후 위성 숫자는 10배 이상으로 늘어날 전망이다. 민간 기업이 저궤도 위성 인터넷 서비스를 위해 수만 개의 위성 군단 네트워크를 구축할 것이기 때문이다. 예를 들어 일론 머스크의 스페이스X가 제공하는 위성 인터넷 스타링크는 현재 6000개 이상의 위성 군단으로 구성돼 있으며, 총 4만 개의 위성을 발사할 계획이다. 원웹(OneWeb), 아마존(Amazon), 중국 프로젝트인 G60 및 궈왕(Guowang) 둥 여러 유사 프로젝트가 진행되고 있다. 이들 프로젝트가 모두 실현되면 2030년대까지 매년 최대 3200톤에 달하는 위성체가 대기권에서 소각될 것이다. 연구진은 이로 인해 연간 630톤의 산화알루미늄이 상층 대기로 방출돼 입자 농도가 최대 650% 증가할 수 있다고 추정했다. 지구를 보호하는 오존층의 대부분은 고도 15~30km의 성층권에 집중돼 있다. 오존은 자외선(UV)을 흡수함으로써 지구 생명체를 보호한다. 연구팀은 위성 연소로 인해 증가하는 산화알루미늄은 오존층에 치명적이라고 강조했다. 다른 오존층 파괴 물질과 달리 산화알루미늄 입자는 소멸되지 않고 오존 파괴를 유발한다는 것이다. 따라서 산화알루미늄은 오존층을 통과해 밑으로 내려올 때까지 계속 오존층을 파괴하며, 파괴 과정은 최대 30년이 걸릴 수 있다. 매년 인공위성보다 훨씬 더 많은 운석이 지구 대기권으로 유입되지만, 운석에는 알루미늄이 없기 때문에 오존층을 위협하지 않는다. 연구팀은 연구 결과의 환경 영향과 관련된 어떤 결론도 시기상조라고 말하고 더 많은 분석이 진행되어야 하며 이번 연구가 동력이 되기를 희망한다고 덧붙였다.
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스타링크 등 거대 인공위성, 오존층 파괴 심화 우려
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[기후의 역습(19)] 건물을 더욱 친환경적으로 만드는 것이 중요한 이유
- 도시 소음에는 건설 노동자들이 새 건물을 건설하면서 드릴로 뚫고, 망치질하고, 땅을 파는 소음이 포함돼 있다. 전 세계는 매 5일마다 파리 크기 정도의 건축물을 건설하고 있다. 문제는 건물을 건설하고 운영하는 방식이 지속가능하지 않다는 데 있다. 유엔환경계획(UNEP)의 최근 보고서에 따르면 2022년 건물 운영 및 건설로 인한 에너지 관련 탄소 배출량은 10기가톤으로 증가해 역대 최고치를 기록했다. 이는 전 세계 탄소 배출량의 37%에 해당한다. UNEP의 기후 완화 책임자인 루스 쿠토(Ruth Coutto)는 UNEP 공식 홈페이지에 게재한 글에서 “가정, 사무실 및 기타 건물의 탄소 배출을 줄이는 것은 파리 협정의 목표를 달성하고 기후 재앙을 피하는 데 필수적”이라며, 건물 탄소 배출을 줄이는 것이 기후 변화에 대응하기 위한 글로벌 노력의 핵심이 되어야 한다고 강조했다. 홈페이지에 실린 쿠토의 게시글을 요약해 소개한다. 사람들이 살고, 자고, 일하고, 노는 장소인 건물은 탄소의 주요 공급원이다. 이 온실가스는 지구의 대기에 열을 가두어 지구를 달구면서 기후 변화를 주도한다. 건물이 탄소 배출의 주요 원인이 되는 이유는 두 가지가 있다. 첫째, 건물은 난방, 냉방, 조명을 위해 막대한 양의 에너지를 사용한다. UNEP의 건물 및 건설에 대한 글로벌 현황 보고서에 따르면 2022년 건축 부문은 전 세계 전력 소비의 34%를 차지했다. 많은 국가에서 에너지는 연소 시 탄소를 방출하는 석탄이나 석유와 같은 화석연료로 만들어진다. 둘째, 건물은 강철, 시멘트, 알루미늄, 유리로 가득 차 있다. 이들을 제작, 운반, 설치하는 데 많은 에너지가 필요하고, 여기서 다량의 탄소가 배출된다. 여전히 건물 부문의 탈탄소화 길은 멀다. 전 세계 건축 부문 배출은 여전히 증가하고 있으며 보고서는 2021년에서 2022년 사이에 배출이 1% 증가할 것이라고 밝혔다. 별것 아닌 것처럼 보이지만 이는 전 세계 도로에 자동차 1000만 대를 추가하는 것과 같다. 2022년 건물에 사용된 에너지의 6%만이 재생 가능한 에너지원에서 나왔다. 이는 국제에너지기구(IEA)가 구상한 '2030년까지 18%' 목표와는 거리가 멀다. 따라서 건물을 더욱 친환경적으로 만드는 것은 매우 긴급한 현안이다. 2050년까지 존재할 건물의 절반은 아직 건설되지 않은 상태다. 세상이 건물을 짓고 사용하는 방식을 바꾸지 않는 한, 기후 변화에 의미 있게 대처할 가능성은 거의 없을 것이며, 이는 특히 극단적인 날씨로 이어질 것이다. 이는 지구가 감당할 수 없다. 이것이 바로 탄소 배출이 거의 없는 건물이 2030년까지 새로운 표준이 되어야 하는 이유다. 이는 UNEP가 주도하는 건축 부문의 배출을 억제하기 위한 국제적 노력인 건물 혁신(Buildings Breakthrough)의 주요 목표 중 하나다. 인류는 건축 부문 전반에서 발생하는 배출을 모두 줄여야 한다. 운영에서 탄소 배출을 줄이려면 건물의 효율성을 높이고 난방 및 냉방 등에 사용되는 에너지량을 줄여야 한다. 새 건물에 대한 더 높은 에너지 성능 표준 채택, 기존 건물의 개조, 보다 효율적인 기기 사용, 더 나은 에너지 계획 및 시스템 통합이 필요하다. 재생 에너지 사용도 늘려야 한다. 그런 점에서 인류는 건물을 기후 친화적으로 만드는 데 지출하는 투자도 늘려야 한다. 건물 및 건설의 탈탄소 구조에 대한 투자는 2850억 달러에 달했지만, 목표에는 미치지 못했다. 2023년에는 투자가 오히려 소폭 감소했다. UNEP는 탄소 발생 회피, 구조 전환 및 개선이라는 세 가지 솔루션을 제안한다. 먼저 건축 자재를 재사용하고, 더 적은 자재로 건물을 짓고, 보다 순환적인 접근 방식으로 기존 건물의 용도를 변경함으로써 탄소 배출을 회피할 수 있다. 둘째, 목재나 대나무 등 재생 및 지속 가능한 바이오 기반 건축 자재로 전환하는 것이 중요하다. 셋째, 콘크리트, 강철, 알루미늄 등 기존 건축 자재의 탄소 배출을 개선하고 줄여야 한다. 제조 과정에서 재생 에너지를 사용하면 가능하다. 이러한 모든 조치를 결합하면 2050년까지 건물 및 건설 부문에서 탄소 배출 순 제로 달성이 가능해진다. 정부 및 지자체의 역할도 중요하다. 정부는 건물과 건설에 대한 기후 행동 로드맵을 개발하고 시행할 수 있다. 전 세계 161개 국가가 아직 이 작업을 수행하지 않았다. 탈탄소화 구축 투자를 장려하고 지속 가능한 관행과 재료를 통해 탄소를 줄이기 위한 정책을 개발할 수 있다. 또한 오래된 건물의 개조를 촉진할 수도 있다. 국제 협력도 강화해야 한다. 그러면 국가는 건물 부문의 지속 가능한 전환을 달성하고 더 광범위하게는 기후 변화에 관한 파리 협약의 목표를 달성하는 데 결정적인 역할을 할 수 있다.
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- 경제
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[기후의 역습(19)] 건물을 더욱 친환경적으로 만드는 것이 중요한 이유
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
- 오스트리아 빈 대학교(University of Vienna) 연구팀이 양자 얽힘을 이용해 지구 자전 측정의 정밀도를 획기적으로 높이는 실험에 성공했다. 이 연구는 양자 얽힘을 활용해 전례 없는 정밀도로 회전 효과를 감지하는 향상된 광학 사그낙 간섭계(Sagnac interferometer)를 사용해 양자역학과 일반 상대성 이론 모두에서 잠재적인 돌파구를 제시한다고 사이테크 데일리가 전했다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자가 서로 연결되어 있어 하나의 입자를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되는 현상이다. 빈 대학교의 필립 빌터(Philip Walther) 박사가 이끄는 연구팀은 지구 자전이 양자 얽힘 광자에 미치는 영향을 측정하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이번 연구는 얽힘 기반 센서의 회전 감도 한계를 뛰어넘는 중요한 성과로 평가된다. 또한, 양자 역학과 일반 상대성 이론의 교차점에서 추가 연구의 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 6월 14일 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 사그낙 간섭게의 발전 연구팀은 거대한 광섬유 사그낙(sagnac) 간섭계를 구축하고 몇시간 동안 낮은 노이즈를 유지하며 안정적인 실험 환경을 조성했다. 이를 통해 이전의 양자 광학 사그낙 간섭계보다 회전 정밀도를 1000배 향상시키는 고품질 얽힘 광자 쌍을 충분히 감지할 수 있었다. 사그낙 광학 간섭계는 회전에 가장 민감한 장치다. 사그낙 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 회전 운동을 감지하는 광학 장치다. 1913년 프랑스 물리학자 조르주 사그낙이 고안했으며, 지난 세기 초부터 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 확립하는 데 기여해 기초 물리학을 이해하는 중추적인 역할을 해 왔다. 오늘날에는 광섬유 자이로스코프, 레이저 자이로스코프 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 장치는 오늘날에도 탁월한 정밀도 분석 덕분에 고전 물리학의 한계로만 제한되었던 회전 속도를 측정하는 최고의 도구로 사용되고 있다. 빈 대학교와 오스트리아 과학 아카데미가 주최하는 연구 네트워크 TURIS의 일환으로 수행된 이번 실험은 최대 얽힘 상태의 두 광자에 대한 지구 자전 효과를 성공적으로 관측했다. 연구팀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 양자 역학에서 설명하는 회전 기준 시스템과 양자 얽힘 간의 상호 작용을 확인했다. 실제 실험에서 거대한 코일에 감겨진 2km 길이의 광섬유 내부에서 얽힌 광자 2개가 전파되면서 유효 면적이 700㎡가 넘는 간섭계가 구현됐다. 실험 과정에서 연구팀은 지구의 꾸준한 회전 신호를 분리하고 추출하는 데 어려움을 겪었다. 연구의 수석 저자인 라파엘레 실베스트리(Raffaele Silvestri)는 "문제의 핵심은 빛이 지구의 회전 효과에 영향을 받지 않는 측정 기준점을 설정하는 데 있다. 지구의 자전을 멈출 수 없다는 점을 고려하여 우리는 광섬유를 두 개의 동일한 길이 코일로 나누고 이를 광 스위치를 통해 연결하는 해결 방법을 고안했다"고 설명했다. 스위치를 켜고 끄는 방식으로 연구원들은 회전 신호를 마음대로 효과적으로 취소할 수 있었고, 이를 통해 대형 장치의 안정성도 확장할 수 있었다. 마리 퀴리 박사후 연구원으로 이 실험에 참여한 하오쿤 유(Haocun Yu)는 "빛으로 지구 자전을 처음 관측한 지 한 세기 만에 개별 빛의 양자의 얽힘이 마침내 동일한 감도 영역에 진입했다는 점에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 본 연구는 양자 얽힘 기반 센서의 회전 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 토대를 마련했으며, 시공간 곡선을 통한 양자 얽힘의 행동을 테스트하는 미래 실험의 길을 열 것으로 기대된다. 참고 자료: '양자 얽힘을 이용한 지구 자전의 실험적 관측', Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Strömberg, Christopher Hilweg, Robert W. Peterson 및 Philip Walther, 2024년 6월 14일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado0215
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
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