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해양 오염 해결? 생분해 플라스틱, 종이보다 빠른 분해 속도
- 바다에서 종이보다 더 빨리 분해되는 새로운 생분해성 플라스틱이 개발됐다. 미국 과학자들이 개발한 셀룰로오스 다이아세테이트(CDA)로 만들어진 플라스틱이 해양 환경에서 종이보다 빠르게 생분해되는 것으로 밝혀졌다고 뉴아틀라스가 전했다. 이는 매년 수백만톤의 플라스틱이 바다로 유입되는 문제에 대한 해결책이 될 수 있을 것으로 기대된다. CDA는 면이나 목재 펄프에서 추출한 셀룰로오스를 가공하여 만든 생분해성 플라스틱으로, 1800년대 후반부터 선글라스 프레임, 담배 필터, 사진 필름 등 다양한 제품에 사용되어 왔다. 플라스틱 오염의 가장 큰 문제점은 자연적으로 분해되는 데 수백년이 걸린다는 점이다. 또한 플라스틱은 완전히 분해되지 않고 미세 플라스틱이라는 작은 조각으로 쪼개진다. 미세 플라스틱이 더 잘게 쪼개지면 나노 플라스틱이 된다. 크기가 최대 5mm에 달하는 이들 미세 플라스틱은 토양과 바다를 오염시키고 먹이 사슬을 통해 동물의 몸에 축적되며, 결국 인간의 식탁에 올라 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 플라스틱, 특히 폴리에티렌 테레프탈레이트(PET)는 자연 분해가 어려워 환경 오염의 주범으로 꼽힌다. PET는 전세계 플라스틱 사용량의 12%를 차지하며, 하수구에 존재하는 미세 플라스틱의 최대 50%가 여기에 속한다. 참고로 미국에서 매년 최대 4000만톤의 플라스틱 폐기물을 배출한다. CDA, 발포 공정 통해 분해 속도 높여 미국 우즈홀 해양연구소(WHOI) 연구팀은 CDA가 해수에서 가장 빠르게 분해되는 플라스틱임을 확인했다. 특히, '발포'라는 공정을 통해 CDA를 다공성으로 만들면 분해 속도가 최대 15배까지 빨라져 종이보다도 빠르게 분해된다. 연구팀은 36주간의 실험을 통해 해수 탱크에 담긴 CDA 발포체가 기존 질량의 65~70%를 손실하는 것을 확인했다. 반면, 스티로폼(폴리스틸렌)은 같은 기간 동안 전혀 분해되지 않았다. 이번 연구는 매사추세츠 주 케이프 코드 근처의 마사드 빈야드 사운드의 실험실 환경에서 진행되었으며, 빛, 온도 등 다양한 변수를 제어하여 실제 해양 조건을 구현했다. 실험 결과 CDA 발포체는 기존 CDA보다 190% 빠른 분해 속도를 보였다. 이는 종이 빨대보다도 더 빠른 분해 속도다. 다행인 점은 CDA 발포체의 성공적인 결과를 바탕으로, 이미 생분해성 및 퇴비화 가능한 포장재가 개발되어 기존 스티로폼 육류 포장재를 대체하고 있다. 이번 연구 결과는 해양 플라스틱 오염 문제 해결에 중요한 발걸음이 될 것으로 평가된다. 해당 연구 논문은 저널 ACS 퍼블리케이션스(ACS Publications)에 게재됐다.
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- 생활경제
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해양 오염 해결? 생분해 플라스틱, 종이보다 빠른 분해 속도
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택배, 1인당 연간 100건 시대…e커머스 성장에 '껑충'
- 최근 3년새 택배 물량이 53% 가까이 증가하며 한해 1인당 택배 이용 건수가 100건을 넘겼다. 16일 대한상공회의소가 최근 발표한 '택배산업 현황 및 성장 요인 보고서'에 따르면 국내 연간 택배 물량은 2020년 33억7000만건에서 2023년 51억5000만건으로 52.9% 증가했다. 1인당 택배 이용 건수는 2020년 65.1건에서 2023년 100.4건으로 늘어났다. 보고서는 택배가 증가한 배경으로 C-커머스(China-commerce), 경쟁(Competition), 소비자 편익(Consumer benefit), 비용 절감(Cost down) 등의 첫 단어를 딴 '4C'를 제시했다. 우선 알리·테무 등 중국 커머스의 초저가 공세로 인해 국내외 공급자 경쟁이 심화한 것이 택배시장 성장으로 이어졌다는 분석이다. 대한상의는 "중국 커머스 업체들이 초저가 상품과 강력한 마케팅으로 국내에서 영향력을 키워나가면서 국내 택배사들도 이들 업체의 물동량을 빠르게 처리해 새로운 동력 확보에 나섰다"고 진단했다. 업체 간 치열한 시장 경쟁도 택배시장을 키운 중요 요인으로 꼽힌다. 배송 속도가 경쟁 우위 및 차별화 요소로 부상하면서 이커머스사와 택배사는 풀필먼트(물류 일괄 대행) 구축을 통한 빠른 배송 서비스로 고객 유치 경쟁에 나섰다. 이로 인해 익일 배송, 새벽 배송을 넘어 당일 배송으로 확대됐다. 마종수 한국유통연수원 교수는 "풀필먼트 내재화 경쟁이 이커머스 시장으로 고객 유입을 촉진하고 택배 물동량 증가로 연결돼 이커머스와 택배시장이 동반 성장하는 중요한 원동력이 됐다"고 말했다. 이커머스 시장의 회원제 도입 확산도 영향을 미쳤다. 유료 회원으로 가입하면 무료 배송, 무료 반품 등 혜택을 제공하는 서비스 도입으로 이용 부담이 낮아지고 편의성이 높아지면서 택배 이용량이 증가했다는 분석이다. 여기에 무료 반품 서비스를 도입한 업체가 늘어나고, 중국 이커머스 업체들이 국내 시장 점유율을 높이기 위해 반품 절차를 간소화하면서 반품 규모도 함께 증가했다. 이커머스사와 택배사의 지속적인 투자 또한 빼놓을 수 없는 성장 요인이다. 이들 기업은 지역별로 흩어진 물류 인프라를 통합하고, 인공지능(AI)과 물류로봇 등 첨단 기술을 활용한 물류 시설 자동화 등으로 지속적인 물류 효율화를 추진했다. 그 결과 저렴한 택배 단가가 형성되면서 고속 성장의 기반이 마련됐다. 택배 평균 단가는 2012년 2506원에서 2021년 2366원으로 5.6% 감소했다. 장근무 대한상의 유통물류진흥원장은 "국내 소비자는 이커머스의 빠른 성장과 택배시장 내 치열한 경쟁으로 더 빠르고 더 편리한 서비스를 누릴 수 있게 됐다"면서도 "물동량 증가에 따른 일회용기, 과대포장 등의 부작용도 문제시되는 만큼 재활용·재사용 등 순환 비즈니스 모델 확산과 친환경 포장 등에 대한 국가와 기업의 관심도 함께 제고될 필요가 있다"고 제언했다.
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- 산업
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택배, 1인당 연간 100건 시대…e커머스 성장에 '껑충'
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[신소재 신기술(119)] 홍합에서 영감 얻은 접착 박테리아, 플라스틱 폐기물 분해 속도 높여
- 과학자들이 홍합의 자연적인 접착 특성을 활용해 플라스틱 폐기물 분해 속도를 높이고 있다는 희소식이 전해졌다. 미국 라이스 대학교 연구팀은 홍합의 접착력에서 영감을 얻어 플라스틱 표면에 강하게 달라붙는 미생물을 개발했다고 밝혔다. 이 미생물은 플라스틱 분해 효소와 결합하여 플라스틱 폐기물을 효율적으로 분해할 수 있는 가능성을 제시한다. 플라스틱 오염의 가장 큰 문제점은 자연적으로 분해되는 데 수 백년 이상 걸린다는 점이다. 또한 플라스틱은 완전히 분해되지 않고 미세 플라스틱이라는 작은 조각으로 분해된다. 이러한 미세 플라스틱은 토양과 바다를 오염시키고, 먹이 사슬을 통해 동물의 몸속에 축적된다. 결국 이러한 미세 플라스틱은 인간의 식탁까지 올라와 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 연구팀은 유전자 코드 확장 기술을 이용해 박테리아 유전자 코드에 홍합의 접착 단백질에 존재하는 도파(DOPA· 3, 4-디하이드록시페닐알라닌)라는 아미노산을 도입했다. 이를 통해 박테리아는 플라스틱의 주요 성분인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 표면에 강하게 부착하고, PET를 분해하는 효소와 함께 작용해 플라스틱 분해 효율을 높였다. 미국은 매년 최대 4천만톤의 플라스틱 폐기물을 배출한다고 인터레스팅엔지니어링이 전했다. PET는 플라스틱의 한 종류로 이 폐기물의 약 64%를 차지한다. PET는 분해되기까지 수 세기가 걸릴 수 있다. 이번 연구를 이끈 화학, 생명과학 및 생명공학 한 샤오(Han Xiao) 부교수는 "이 기술은 플라스틱 오염 문제 해결에 큰 도움이 될 것"이라며 "유전자 코드 확장 기술이 재료 및 세포 공학 분야에서 혁신적인 도구가 될 수 있음을 보여준다"고 설명했다. 생물 부착 방지 기술 활용성 가능성 제시 연구팀은 이 기술이 플라스틱 오염 문제 해결뿐만 아니라 선박, 해양 구조물, 물 처리 시설 등에서 발생하는 생물 부착 문제 해결에도 활용될 수 있다고 밝혔다. 도파를 이용해 변형된 단백질은 다양한 표면에 보호막을 형성해 미생물의 부착을 막는 효과를 나타냈다. 연구팀은 이 기술이 의료 기기, 조직 공학, 약물 전달 등 다양한 생물 의학 분야에도 응용될 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 재료 과학 분야 학술지 '스몰 메서드(Small Methods)'에 게재됐다.
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[신소재 신기술(119)] 홍합에서 영감 얻은 접착 박테리아, 플라스틱 폐기물 분해 속도 높여
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하수구 박테리아, 플라스틱 분해해 '먹이'로 활용⋯플라스틱 오염 해결 가능성 제시
- 하수구에서 서식하는 박테리아가 플라스틱을 분해하는 것으로 밝혀져 플라스틱 오염 해결 가능성을 제시했다. 미국 노스웨스턴 대학 연구팀이 코마모나스(Comamonas) 박테리아가 플라스틱을 분해하여 영양분으로 활용하는 메커니즘을 밝혀냈다고 PHYS.org가 3일(현지시간) 보도했다. 이 연구 결과는 환경 과학 분야 저명 학술지 '환경 과학 및 기술(Environmental Science & Technology)'에 게재됐다. 연구팀은 하수구에서 흔히 발견되는 코마모나스 박테리아가 플라스틱을 작은 조각(나노플라스틱)으로 분해한 다음, 특수 효소를 분비하여 플라스틱을 더 작은 단위로 분해하는 것을 확인했다. 박테리아는 이 과정에서 플라스틱에서 얻은 탄소 원자를 먹이로 사용한다. 코마모나스는 그람 음성균으로, 극성 편모를 이용하여 운동하는 호기성 세균이다. 다양한 유기물을 분해할 수 있는 능력을 가지고 있어, 환경 정화에 중요한 역할을 한다. 연구를 이끈 루드밀라 아리스틸드 교수는 "이번 연구는 하수구 박테리아가 플라스틱을 분해하고, 이를 탄소원으로 사용하는 전체 과정을 체계적으로 보여준 첫 번째 사례"라며 "플라스틱 분해에 관여하는 핵심 효소를 파악했으며, 이를 활용하여 환경 오염을 일으키는 플라스틱을 제거하는 기술 개발에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 플라스틱 오염 문제 해결 기대 플라스틱, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 자연 분해가 어려워 환경 오염의 주범으로 꼽힌다. PET는 전 세계 플라스틱 사용량의 12%를 차지하며, 하수구에 존재하는 미세 플라스틱의 최대 50%를 차지한다. 미세 플라스틱은 크기가 최대 5mm에 달하며, 나노 플라스틱은 그보다 더 작은 크기로 10억분의 1미터 단위로 측정한다. 이번 연구 결과는 코마모나스 박테리아를 이용하여 PET를 포함한 플라스틱 오염 문제를 해결하는 데 새로운 가능성을 제시한다. 미세 플라스틱 생성 과정 이해에 도움 연구팀은 코마모나스 박테리아가 플라스틱을 나노 크기의 입자로 분해하는 것을 확인하고, 이 과정에서 박테리아가 어떤 도구를 사용하는지 밝혀냈다. 아리스틸드 교수는 "이번 연구는 하수 처리 과정에서 미생물 활동으로 나노플라스틱이 생성될 수 있음을 보여준다"며 "하수구에서 강과 호수로 이어지는 플라스틱의 이동 경로를 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다"고 강조했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 플라스틱 분해 효소의 효율성을 높이는 연구를 진행할 계획이다. 또한, 코마모나스 박테리아를 이용한 플라스틱 오염 정화 기술 개발에도 박차를 가할 예정이다.
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하수구 박테리아, 플라스틱 분해해 '먹이'로 활용⋯플라스틱 오염 해결 가능성 제시
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[신소재 신기술(102)] 국내 연구진, 플라스틱 생산 미생물 개발⋯석유 기반 플라스틱 대체 가능성 열어
- 국내 연구진이 석유 기반 플라스틱 산업의 대안으로 생분해성 플라스틱을 생산하는 미생물 개발에 성공했다. 한국과학기술원(KAIST) 연구팀은 플라스틱의 강성과 열 안정성을 높이는 고리형 구조의 폴리머를 생산하는 박테리아를 개발했다. 해당 기술에 대해서는 인터레스팅엔지니어링과 물리학org, 사이테크 데일리 등 다수 외신이 조명했다. 외신에서는 "한국 연구진이 개발한 새로운 '살아있는 플라스틱'은 버려지면 스스로 파괴된다"고 호평했다. 연구를 주도한 KAIST 화학 및 생물분자 연구 책임자인 이상엽 교수는 "(플라스틱) 바이오 제조는 기후 변화와 세계적인 플라스틱 위기를 완화하는 데 중요한 역할을 할 것"이라며 "미래를 위한 더 나은 환경을 보장하기 위해 국제적인 협력을 통해 바이오 기반 제조를 촉진해야 한다"고 강조했다. 일반적으로 고리형 분자는 미생물에 독성을 나타내기 때문에 연구진은 독특한 대사 경로를 설계했다. 이를 통해 대장균은 폴리머를 합성할 뿐만 아니라 폴리머와 그 전구체의 축적을 견딜 수 있게 되었다. 결과적으로 생성된 폴리머는 생분해성이며 약물 전달 시스템과 같은 생물 의학 분야에 유용하게 활용될 수 있는 물리적 특성을 가지고 있다. 최초의 미생물을 이용한 방향족 및 지방족 폴리머 생산 포장과 산업 분야에서 사용되는 대부분의 플라스틱(PET, 폴리스티렌 등)은 고리 모양의 '방향족' 구조를 포함하고 있다. 이전 연구에서는 미생물을 이용하여 방향족 및 지방족(비고리형) 단량체가 혼합된 폴리머를 생산하는 데 성공했지만, 이번 연구는 미생물이 방향족 측쇄(곁가지)를 가진 단량체로만 구성된 폴리머를 생산한 최초의 사례다. 이를 위해 연구팀은 다양한 미생물의 효소를 통합하여 새로운 대사 경로를 만들었고, 이를 통해 박테리아가 페닐락테이트라는 방향족 단량체를 생산할 수 있도록 했다. 그런 다음 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하여 이러한 페닐락테이트 단량체를 완전한 방향족 폴리머로 효율적으로 조립할 수 있는 폴리머라제 효소를 설계했다. 이상엽 교수는 보도 자료에서 "이 효소는 자연에 존재하는 어떤 효소보다 폴리머를 더 효율적으로 합성할 수 있다"고 설명했다. 산업용 생산을 위한 규모 확대 연구팀은 박테리아의 대사 경로와 폴리머라제 효소를 개선한 후, 6.6리터(1.7갤런) 발효조에서 미생물을 배양하여 실험 규모를 확대했다. 최적화된 균주는 리터당 12.3g의 폴리머(폴리-D-페닐락테이트)를 성공적으로 생산했다. 그러나 상용화를 위해서는 이 수율을 리터당 최소 100g까지 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이 교수는 "그 특성에 근거해 우리는 이 폴리머가 특히 약물 전달에 적합할 것이라고 생각한다"며 "주로 분자량이 낮기 때문에 PET만큼 강하지는 않다"고 말했다. 향후 연구진은 다양한 화학적 및 물리적 특성을 가진 추가적인 방향족 단량체 및 폴리머를 개발할 계획이다. 특히 산업용으로 필요한 더 높은 분자량을 가진 폴리머 개발에 주력할 예정이다. 또한 대규모 생산을 가능하게 하기 위해 공정 최적화 작업도 계속 진행할 계획이다. 이상엽 교수는 "수율을 높이기 위해 더 많은 노력을 기울이면 이 방법을 더 큰 규모로 상용화할 수 있을 것"이라며 "생산 공정의 효율성뿐만 아니라 회수 공정도 개선해 생산된 폴리머를 경제적으로 정제할 수 있도록 노력하고 있다"고 밝혔다. 이 연구는 지난 8월 21일 생명공학 분야의 최신 동향과 미래 전망에 대한 리뷰 논문을 주로 다루는 학술지 '트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)'에 게재됐다.
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[신소재 신기술(102)] 국내 연구진, 플라스틱 생산 미생물 개발⋯석유 기반 플라스틱 대체 가능성 열어
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글로벌 시스템장애로 포춘500대기업 손실 54억 달러 추산
- 지난주 전 세계를 혼돈으로 몰아넣은 글로벌 정보기술(IT) 시스템장애로 인해 마이크로소프트(MS) 등 미국 포춘 500대기업이 직면한 손실액이 54억 달러에 달한 것으로 추산됐다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 보험회사 파라메트릭은 24일(현지시간) 미국 사이버보안회사 클라우드스트라이크의 소프트웨어 업데이트 과정에서 발생한 시스템장애로 이같은 금전적 손실이 발생한 것으로 분석했다. 보험대상의 손실액은 모두 5억4000만~10억8000만 달러에 달할 것으로 예상된다. 파라메트릭의 조너던 하졸 최고경영자(CEO)는 "이번 시스템장애는 사이버보험 사상 최대규모가될 가능성이 있으며 매무 빠르게 전세계로 파급됐다"고 지적했다. 하졸 CEO는 대규모 시스템장애로 경제적 손실은 전세계에서 모두 약 150억 달러를 넘어서고 보험손실액은 약 15억~30억 달러에 달할 가능성이 있다고 설명했다. 파이낸셜타임스(FT)은 글로벌 보험 중개회사 에이온을 인용해 이번 사태에 대해 2017년 발생한 '낫페티야(NotPetya)' 바이러스 사태 이후 "가장 중대한" 사이버 보험 손실 사건이 될 것이라고 보도했다. 이와 관련해 번스앤드윌콕스의 배상책임보험 담당 중개사 데릭 킬머는 보험 손실 규모가 10억 달러(약 1조4000억 원) 이상이 될 것으로 예상하면서 "훨씬 더 클 수도 있다"고 말했다. PA 컨설팅의 보험 담당 총괄 윌 데이비스는 "보험금 청구 건수가 수천건은 아니더라도 수백건은 될 것"이라며 청구액도 수십억 달러에 달할 것으로 예상했다. 세계 최대 보험 중개회사인 마쉬의 영국 사이버 책임자 캘리 버틀러는 전체 손실 규모를 수치화하기는 아직 이르다면서도 글로벌 기업 고객 100여곳이 보험 청구 가능성을 알려왔으며, 이 중 대부분은 업무 중단이나 시스템 중단에 대한 것이라고 전했다. 보험금 청구 관리회사인 세드윅의 선임 손해사정인 티모시 워스는 이에 더해 "하드웨어가 손상됐을 경우 재산 피해에 대한 청구 가능성도 남아 있다"고 지적했다. 한편 크라우드 스트라이크의 소프트웨어 업데이트 과정에서 발생한 오류 여파로 국내 10개 기업에서 발생한 서버 불안정, 홈페이지 다운 등 현상이 24일 모두 해소됐다. 과학기술정보통신부는 글로벌 IT 대란으로 피해를 본 국내 업체가 저가 항공사(LCC) 3곳과 게임업체 2곳 등 모두 10곳이라고 밝혔다.
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글로벌 시스템장애로 포춘500대기업 손실 54억 달러 추산
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AI 활용 알츠하이머 예측 모델, 82% 높은 정확성 기록
- 영국 과학자들이 인공지능(AI) 도구를 개발해 알츠하이머병을 정확하게 진단했다. 케임브리지 대학교 연구팀이 개발한 새로운 AI 도구는 인지 테스트와 MRI 스캔을 사용해 알츠하이머 진행을 82%의 정확도로 예측한다고 뉴로사이언스가 13일(현지시간) 보도했다. 케임브리지의 연구팀은 초기 치매 증상을 보이는 환자가 알츠하이머 병으로 발전할 지 또는 증상이 안정될지를 예측하는 머신 러닝 모델을 개발한 것. 이 도구는 기존 진단 도구보다 정확도가 높으며, 침습적이고 고비용 검사 없이 조기 진단을 가능하게 한다. 치매의 주요 원인은 알츠하이머병으로 전체 사례의 60~70%를 차지한다. 조기 발견은 치료 효과를 높일 수 있어 매우 중요하다. 그러나 양전자방출 단층 촬영(PET) 검사나 요추 전자와 같은 침습적이거나 값비싼 검사를 이용하지 않으면 조기 치매 진단이나 예후가 정확하지 않을 수 있다. 의학 분야의 오픈 액세스 저널 'e클리니컬 메디신(eClinicalMedicine)'에 게재된 연구에 따르면 이 기술은 현재의 임상 진단 도구보다 더 정확하다고 한다. 이 저널은 더 랜싯(The Lancet) 디지털 건강 저널 시리즈 중 하나로 2019년 설립됐다. 연구팀은 미국과 영국, 싱가포르의 환자 1900여 명의 데이터를 활용해 인공 지능 모델을 개발하고 후속 데이터를 통해 약 6년간 검증했다. 이 AI 모델은 3년 이내에 알츠하이머병으로 진행될 환자를 82%의 정확도로 예측했다. 이는 현재 표준 치료법, 즉 표준 임상 마커(회백질 위축이나 인지 점수 등)보다 정확도가 약 3배 정도 높다. 이 인공지능 도구는 환자를 증상이 안정적인 그룹(참가자의 약 50%), 알츠하이머로 천천히 진행되는 그룹(약 35%), 빠르게 진행되는 그룹(약 15%) 세 가지로 분류해 맞춤형 치료 계획 수립과 조기 개입을 가능하게 한다. 또한 치매가 아닌 다른 원인으로 인한 기억력 감퇴 환자를 식발해 불필요한 검사를 줄이고 적절한 치료를 받도록 돕는다. 아울러 기억 상실과 같은 증상이 있지만 상태가 안정된 50%의 사람은 치매가 아닌 불안이나 우울증과 같은 다른 원인으로 인한 증상일 수도 있으므로 다른 임상 경로를 찾는데 도움을 줄 수도 있다. 수석 저자인 케임브리지 대학교 심리학과 조이 쿠르치 교수는 "우리는 인지 테스트와 MRI 스캔 데이터만 사용했지만, 경미한 증상에서 알츠하이머로 진행될 지 여부와 진행이 빠를지 혹은 느릴지 예측하는 데 현재의 접근 방식보다 훨씬 더 정확한 도구를 만들었다"고 말했다. 연구팀은 이 도구가 실제 임상 환경에서 적용될 수 있도록 다양한 환자 데이터를 활용하여 검증했으며, 향후 다른 유형의 치매 예측에도 활용될 수 있도록 연구를 확장할 계획이다.
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AI 활용 알츠하이머 예측 모델, 82% 높은 정확성 기록
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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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- 포커스온
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
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미세 플라스틱, 발기 부전에도 영향
- 인간의 음경에서도 미세 플라스틱이 처음으로 발견됐다. 최근 연구에 따르면, 인간의 음경 조직에서 미세 플라스틱이 검출되었으며, 이는 발기부전과 연관될 가능성이 제기됐다. CNN과 네이처닷컴, 인디펜던트 등 다수 외신은 이에 대해 집중 보도했다. 19일(현지시간) 국제 성의학 저널인 IJIR에 발표된 연구의 일환으로 발기부전 관련 수술을 받은 5명의 남성의 음경 조직 샘플을 분석한 결과 7가지 종류의 미세 플라스틱이 검출됐다. 미세 플라스틱 조각은 0.2인치(5mm)미만에서 1/2만5000인치(1마이크로미터)에 이르는 고분자 조각이다. 그보다 작은 것은 나노 플라스틱이라고 하며, 10억분의 1미터 단위로 측정해야 한다. CNN에 따르면 나노 플라스틱은 큰 플라스틱이 화학적으로 분해되거나, 물리적으로 마모되어 작은 조각으로 분해될 때 형성된다. 이번 연구를 주도한 마이애미 대학에서 연구를 수행한 생식 비뇨기과 전문가인 란지스 라마사미(Ranjith Ramasamy) 박사는 인간의 심장에서 미세플라스틱의 증거를 발견한 이전 연구를 연구의 기초로 사용했다고 CNN에 말했다. 라마사미 박사는 "음경이 심장처럼 혈관이 매우 많은 기관이기 때문에 음경에서 미세 플라스틱이 발견된 것에 놀라지 않았다"고 말했다. 이전 연구에 따르면 표준 크기의 생수 2개에 해당하는 생수 1리터에는 평균 24만개의 플라스틱 입자가 포함된 것으로 나타났다. PET 가장 많이 검출돼 샘플은 발기부전(ED)진단을 받고 2023년 8월부터 9월 사이에 마이애미 대학교에서 이 잘환을 치료하기 위해 음경 임플란트 수술을 받기 위해 병원에 입원한 연구 참가자로부터 채취했다. 그런 다음 화학 이미징을 사용하여 샘플을 분석한 결과 남성 5명중 4명의 음경 조직에서 미세 플라스틱이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구에서는 특히 폴리에티렌 테레프탈레이트(PET)와 폴리프로필렌이 가장 많이 발견됐다. PET와 플로프로필렌은 주스 용기, 음료수 병 등 일상 생활에서 흔히 사용되는 플라스틱이다. 앞선 연구에서는 중국 공중보건 연구팀은 테스트한 모든 샘플의 정액에서 미세 플라스틱을 발견했으며, 정자 운동에도 영향을 미친다고 밝혔다. 해당 연구팀은 중국 동부 산동성의 성도인 지난(Jinan, 濟南)에 살고 있는, 플라스틱 산업에 종사하지 않는 건강한 성인 남성 36명으로부터 정액 샘플을 수집했다. 모든 정액 샘플에서 샘플당 평균 2개의 입자(0.72~7.02μm 범위)의 미세플라스틱을 발견했다. 또한 8개의 서로 다른 플라스틱 폴리머가 확인되었으며, 포장용 스티로폼에 흔히 사용되는 폴리스티렌(31%)이 가장 많이 발견됐다. 이전 연구에 따르면 미세 플라스틱은 산꼭대기, 대기 상층부, 깊은 해양과 남극 등 거의 모든 곳에 존재하는 것으로 나타났다. 또한 인간의 심장과 태반, 뇌, 고환 등 인체의 모든 기관에서도 미세 플라스틱이 검출됐다. 병리학 관련 추가 연구 필요 라마사미 박사는 "플라스틱 병과 용기에 들어 있는 물과 음식을 섭취하는 것에 주의를 기울여야 하며 병리학을 유발할 수 있는 수준을 확안하기 위한 더 많은 연구가 완료될 때까지 사용을 제한해야 한다고 생각한다"고 말했다. 연구팀은 발기 시 혈관 확장으로 인해 혈액 내 미세 플라스틱이 음경에 축적될 수 있다고 추정했다. 또한 미세 플라스틱이 성 건강에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 필요하다고 강조했다. 본 연구는 표본 크기가 작지만, 미세 플라스틱이 인체에 미치는 영향, 특히 남성 생식기에 대한 새로운 논의를 제기하는 중요한 의미를 지닌다. 라마사미 박사는 "이제 미세 플라스틱의 존재가 확인됐으며, ED와 같은 질환과의 잠재적 연관성을 조사하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다"고 말했다. 그는 "미세 플라스틱이 발가부전과 연관이 있는지, 병리학을 유발하는 수준 이상인지, 어떤 유형의 미세 플라스틱이 병리학적인지 파악해야 한다"고 덧붙였다.
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- 생활경제
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미세 플라스틱, 발기 부전에도 영향
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[먹을까? 말까?(22)] 에너지 드링크, 돌연 심장사와 연관성 있다?
- 에너지 드링크와 일부 유전적 질환자의 돌연 심장사 사이에 연관성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 미네소타주 로체스터에 위치한 메이요 클리닉 연구원들은 유전적 심장 질환이 있는 환자에게서 에너지 음료 섭취와 돌연 심장사 간에 연관성이 있음을 밝혀냈다고 메디컬 익스프레스가 보도했다. 흔히 '돌연 심장사'는 증상 발현 후 1시간 이내에 심장 원인으로 사망햐는 경우를 말한다. 심장 리듬 학회와 심장 전기 생리학 학회, 소아 및 선천성 전기 생리학 학회의 공식 저널인 '심박수(Heart Rhythm)'에 발표된 최근 연구에서는 유전적 심장 질환이 있는 환자의 에너지 음료 섭취와 관련된 위험성을 조사했다. 메이요 클리닉에서 진행한 이 연구는 144명의 갑작스런 심장마비 생존자들을 대상으로 진행됐으며, 그 중 7명(5%)가 심장마비 직전에 에너지 음료를 마신 적이 있는 것으로 나타났다. 수석 연구자인 메이요 클리닉 윈드랜드 스미스 라이스 돌연사 유전체학 연구소 소장인 마이클 J. 애커먼(Michael J. Ackerman) 박사는 “미국의 에너지 음료 시장은 지난 몇 년 동안 꾸준히 성장해왔으며 카페인 섭취와 이러한 음료에 포함된 규제되지 않은 추가 성분에 대한 우려가 제기되고 있다”고 설명했다. 에너지 드링크 성분과 잠재적 위험 에너지 드링크는 미국 식품의약국(FDA)의 규제를 받지 않는다. 에너지 드링크는 일반 커피 한 잔(240ml)에 포함된 카페인 양(100mg)양 보다 훨씬 많은 카페인(80~300mg)을 함유하고 있다. 카페인 외에도 타우린, 과라나 등 FDA에서 규제하지 않는 다른 각성제 성분이 함유되어 있다. 이러한 규제 되지 않은 성분들은 심장 박동, 혈압, 심장 수축력과 복극화 등에 영향을 미쳐 부정맥 유발 가능성이 있다는 의견이 제기됐다. 연구진은 갑작스러운 심장마비 생존자 집단에서 에너지 음료 섭취를 조사하는 것 외에도 심장 질환의 유형과 운동 및 유전적 심장 질환 관련 심장 부정맥과 연관된 것으로 알려진 기타 스트레스 요인과 같은 심장 질환을 둘러싼 조건도 면밀히 조사했다. 애커먼 박사는 “에너지 음료 섭취와 7명의 환자의 갑작스러운 심장마비 사건 사이에는 시간적 관계가 있는 것으로 보이지만, 수면 부족, 탈수, 다이어트 또는 극심한 금식, QT 연장 약물의 병용, 산후 기간 등 유전적 심장병 관련 부정맥을 유발할 수 있는 잠재적 ‘교란 요인’이 무수히 많았다”며 “따라서 과도한 에너지 음료 섭취는 다른 변수와 결합해 이러한 환자에서 갑작스러운 심장 마비를 일으켰을 가능성이 높다"고 설명했다. 애커먼 박사는 “에너지 음료 섭취 후 돌연사의 절대적 위험은 더 작지만, 돌연사를 유발하는 유전적 심장 질환이 있는 환자는 이러한 음료 섭취의 위험과 이점을 균형 있게 고려해야 한다”고 말했다. 이번 연구는 일반인의 에너지 드링크 섭취와 돌연사의 직접적인 인과관계를 규명하지는 못했다. 그러나 이 연구 결과는 에너지 드링크의 높은 카페인 함량과 규제되지 않은 성분들이 심장 질환자들에게 잠재적 위험을 줄 수 있다는 점을 시사한다. 연구팀은 또한 에너지 드링크 규제의 필요성을 제기하며, 특히 유전적 질환이 있는 환자들은 에너지 드링크 섭취에 신중을 기해야 한다고 조언했다. 참고 문헌 : '에너지 음료 섭취와 시간적 근접성에서 발생하는 갑작스러운 심장 마비', Katherine A. Martinez, Sahej Bains, Raquel Neves, John R. Giudicessi, J. Martijn Bos 및 Michael J. Ackerman, 2024년 6월 6일, Heart Rhythm. DOI: 10.1016/j.hrthm.2024.02.018 '부정맥 유발 식품-과소평가된 의학적 문제?' 이도 아비비 및 에후드 코린, 2024년 6월 6일, Heart Rhythm. DOI: 10.1016/j.hrthm.2024.03.020 '에너지 드링크와 돌연사: 오리처럼 헤엄친다면...' Peter J. Schwartz, 풀비오 L.F. 지오벤자나, 페데리카 다그라디, 2024년 6월 6일, Heart Rhythm. DOI: 10.1016/j.hrthm.2024.02.043
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(22)] 에너지 드링크, 돌연 심장사와 연관성 있다?
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"전립선암, 피 한 방울로 진단·치료 예측"
- 국내 과학자 팀이 피 한 방울로 전립선암 재발부터 치료 반응까지 예측할 수 있는 검사 기술을 개발했다. 한국연구재단은 3일 인제대 정재승·한기호 교수와 서울대 변석수 교수 공동연구팀이 혈중암세포의 전립선특이막항원(PSMA) 메신저리보핵산(mRNA) 농도를 측정해 전립선암을 진단할 수 있는 검사 방법을 개발했다고 발표했다. 전립선암은 남성의 생식기관인 전립선에 생기는 암으로, 최근 발생률과 사망률이 급격히 증가하고 있다. PSMA는 전립선 세포 표면에 주로 존재하는 단백질이다. PSA(전립선특이항원) 검사, 조직생검 등 방식이 전립선암 진단에 사용되고 있지만 PSA 검사는 특이성이 낮고 조직생검은 감염 우려가 있으며 반복 검사가 어렵다는 단점이 있다. 또한 PSMA 양전자방출단층촬영(PET-CT) 방식은 장비가 고가인 데다 운용에는 전문 인력이 필요해 자주 사용하기 어려운 것이 단점이다. 연구팀은 6년 동안 추적·관찰해온 전립선암 환자 247명의 혈액을 채취, 혈중암세포(CTC)를 분리했다. 이어 이 암세포들이 발현하는 PSA·PSMA 등 6가지 전사체(mRNA)의 발현량을 측정했다. 그 결과 혈중암세포에서 발현되는 PSMA mRNA 농도가 수술 후 전립선암 환자의 생화학적 재발과 밀접한 관련이 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이 새로운 바이오마커(질병의 진행 정도를 진단하는 생물학적 지표)를 활용해 단순한 혈액 검사만으로 전립선암의 재발과 진행, 약물 치료 반응성을 예측할 수 있다고 설명했다. 연구를 주도한 정재승 교수는 "종양의 위치에 대한 공간적인 정보를 제공하는 PSMA 영상과 혈중암세포 기반 PSMA 검사를 결합하면 PSMA PET-CT의 위양성(가짜 양성) 오류 문제를 해결하고 전립선암 진단 치료 정확성을 높일 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 미국암연구회(AACR)의 '임상암연구회지'(Clinical Cancer Research) 지난 6월 1일 온라인판에 게재됐다.
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- IT/바이오
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"전립선암, 피 한 방울로 진단·치료 예측"
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[파이낸셜 워치(8)] "중국 경제 '막다른 골목' 향해…중국 정부, 어떤 조치도 안 취할 것"
- 중국 경제는 '막다른 골목'으로 향하고 있으며, 중국 정부는 이를 막기 위해 어떤 조치도 취하지 않을 것이라는 지적이 나왔다. 중국은 최근 성장 둔화와 부동산 시장 위기, 청년 실업률 상승, 미국 기술 제재 등의 문제에 직면해 있다. 이러한 상황으로 인해 일부 전문가들은 중국이 잃어버린 10년의 침체기를 맞이할 가능성이 있는 것으로 예측했다고 뉴욕타임스와 포천, 포브스 등 다수 외신이 12일(현지시간) 보도했다. 중국 지도부는 침체된 경제 성장을 되살리기 위해 수출 급증에 의존하고 있지만 이러한 정책으로는 세계 2위의 경제가 처한 불안에서 벗어나지 못할 것이라고 중국 최고 전문가가 말했다. 제이 캐피털 리서치(J Capital Research)의 공동 설립자이자 중국 전문가인 앤 스티븐슨-양(Anne Stevenson-Yang)은 최근 뉴욕 타임스에 게재한 투고에서 중국 정부의 과도한 통제와 개혁 약속 불이행이 중국 경제의 침체를 야기했다고 지적했다. 과도한 통제가 경제 발목 잡아 스티븐슨-양은 "수년간의 불규칙하고 무책임한 정책, 과도한 공산당의 통제, 이행되지 않은 개혁 약속으로 인해 중국 경제는 자국내 소비 수요 약화와 성장 둔화라는 막다른 골목에 이르렀다"면서 "중국 지도자들이 이 수렁에서 빠져나올 수 있는 유일한 방법은 수출을 다시 늘리는 것뿐이다"라고 적었다. 그녀는 "중국 지도자들은 수출 증대를 통해 이 난관을 극복하려고 하지만 이는 오히려 무역 파트너와의 갈등을 심화시키고 국민들의 불만을 증가시켜 정부 규제 강화로 이어질 수 있다"고 예상했다. 그녀는 중국 경제 문제의 근본 원인은 공산당의 과도한 통제에 있으며, 이는 사라지지 않고 있으며, 산업 역량을 더 늘리는 데 초점을 맞춘 전략은 비생산적이라고 말했다. 또한 스티븐슨-양은 중국 기업의 혁신 부족과 과잉 투자 등의 문제도 지적하며 1989년 톈안문 사건 이후 정부 개혁 기회를 놓쳤다는 점을 아쉬워했다. 스티븐슨-양은 대부분의 경제학자들은 중국 지도자들이 민간 부문에 대한 통제를 풀고 소비를 늘리라고 권고했지만, 이는 정부 개혁을 수반하는 일이며 "받아들일 수 없는 일"이라고 덧붙였다. 스티븐슨-양은 중국 소비자들이 지출을 늘리기를 거부하고 중국의 무역 파트너들이 수출에 더 많은 장벽을 세우면서 시진핑 주석의 정책 옵션이 고갈되고 있다고 경고했다. 실제로 바이든 행정부는 다양한 중국 상품에 대해 심각한 관세를 부과할 태세를 갖추고 있습. 중국 경제가 여전히 기존 기술을 복제하는 데 주로 의존하고 있기 때문에 혁신도 구출되지 않을 것이라고 그녀는 덧붙였다. 그녀는 "이 모든 것은 1970년대 후반부터 중국을 변화시키고 세계를 사로잡았던 '개혁 개방' 시대가 소리 없이 막을 내렸다는 것을 의미한다"고 지적하면서 "마오쩌둥은 불확실한 세상에서 중국인은 '땅굴을 깊이 파고 곡식을 사방에 저장하며 패권을 추구하지 말아야 한다'고 말한 적이 있다. 그런 식의 포위망이 다시 돌아오고 있다"라고 경고했다. '중국 잃어버린 10년' 예측도 중국의 성장 둔화, 부동산 위기, 높은 청년 실업률, 핵심 기술에 대한 미국의 규제로 인해 이른바 '잃어버린 10년'이 될 것이라는 예측도 나오고 있다. 베테랑 전략가인 에드 야르데니(Ed Yardeni)는 지난해 중국이 고령화 사회로 진입하고 있다며 앞으로 "세계 최대의 양로원"이 될 수 있다고 지적했다. 하지만 중국의 한 최고 전문가는 지난달 이러한 비관론에 대해 미국이 안주할 수 있다고 경고했다. 피터슨 국제경제연구소(Peterson Institute for International Economics)의 선임 연구원인 니컬러스 라디(Nicholas Lardy)는 최근 외교 전문지 포린 아페어스(Foreign Affairs)에 기고한 글에서 "중국의 성장률은 최근 몇 년 동안 둔화되었지만 향후 미국보다 두 배 빠른 속도로 성장할 가능성이 있다"고 전망했다. 중국은 최근 서방 국가에 대한 경제 의존도를 낮추기 위한 여러 가지 조치를 취하고 있다. 이러한 움직임 뒤에는 경제적·군사적 이유가 혼재되어 있을 가능성이 있다고 비즈니스 인사이더는 전했다. 중국은 최근 수년간 반도체 칩, 전기자동차, 배터리, 태양광 패널 등의 생산을 늘리기 위해 막대한 투자를 진행했다. 또한 2023년 기준으로 중국의 최대 수출 시장은 미국과 유럽을 제치고 동남아시아가 차지하고 있다. 뿐만 아니라 중국 정부는 미국 국채 보유 규모를 줄이고, 서방 국가 식량 수입 의존도를 낮추기 위한 노력과 에너지 안보 강화에도 힘을 쏟고 있다. 전문가들은 이러한 중국의 움직임이 경제적 시각에서 단기적으로 침체 국면에 있는 중국 경제를 활성화하는 동시에 장기적인 서방과의 지정학적 갈등에 대비하는 목적이 있을 수 있다고 분석했다. 하지만 이러한 전략은 중국의 또 다른 목표, 즉 대만과의 통일 전쟁에 대비하는 것이라는 지적도 나오고 있다. 미국 싱크탱크 ‘신미국 안보 센터(Center for a New American Security)’의 국가 안보 전문가 비벡 칠루쿠리는 비즈니스 인사이더와의 인터뷰에서 "시진핑 국가주석의 가장 명확한 목표 중 하나는 타이완과의 통일이며, 이러한 상황을 게임처럼 치를 경우 중국 경제의 취약성을 최소화하기 위해 노력할 것이라는 것은 당연한 추측"이라고 밝혔다. 반면, 일부 전문가들은 무력에 의한 대만 통일 시도가 임박했다면 몇가지 다른 신호가 나타날 것으로 예상한다고 말했다. 전력문제연구소의 중국 경제전문가인 스콧 케네디는 "중국은 서방과의 긴장이 상당히 심각해, 조만간 긴장이 수그러들 가능성이 낮다는 가정하에 운영되고 있다"며 "동시에 그렇게 하는 것이 실제 전쟁과 그 후에 일어날 가능성을 준비하는 것과는 여전히 상당히 다르다"고 주장했다. 이와 같이 중국 경제는 현재 여러 가지 과제에 직면해 있으며 전문가들은 성장 전망에 대해 서로 다른 분석을 내놓고 있다.
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[파이낸셜 워치(8)] "중국 경제 '막다른 골목' 향해…중국 정부, 어떤 조치도 안 취할 것"
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[신소재 신기술(42)] 플라스틱 폐기물 90% 분해하는 혁신 기술
- 과학자들은 우리 시대 가장 심각한 환경 문제 중 하나인 플라스틱 오염을 해결하기 위한 독창적인 방법을 제시했다. 미국 캘리포니아 대학교 연구팀이 플라스틱을 먹는 매우 강한 포자가 함유된 플라스틱이 매립지에서 스스로 분해되는 기술을 개발했다고 네이처닷컴과 BBC, 뉴아틀라스 등 다수 외신이 집중 조명했다. 이 연구에서는 고온 용융 압출을 사용해 폴리머 분해 박테리아의 포자를 열가소성 폴리우레탄에 통합하는 바이오 복합재 제작을 시연했다. 플라스틱의 한 종류인 폴리우레탄은 강도와 탄성이 뛰어나 휴대폰 케이스부터 운동화까지 모든 제품에 사용되지만 재활용이 까다로워 주로 매립된다. 플라스틱에 첨가되는 박테리아의 종류는 식품 첨가물 및 프로바이오틱스로 널리 사용되는 고초균(枯草菌)으로 영문으로는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 불린다. 고초균은 토양과 발효식품 등 다양한 환경에서 발견되는 세균이다. 또한 바실러스 서브틸리스 포자로 채워진 열가소성 폴리우레탄의 전반적인 인장 특성이 크게 개선되어 인성이 매우 향상됐다. 캘리포니아대학교 샌디에이고 라호야 캠퍼스의 김한솔 연구원은 "자연에서 플라스틱 오염을 완화할 수 있다는 희망이 있다"고 말했다. 공동 연구원 존 포코르스키는 "우리의 공정은 소재를 더욱 견고하게 만들어 플라스틱의 수명을 연장한다"고 말했다. 그는 "그리고 이 공정이 완료되면 폐기 방법에 관계없이 환경으로부터 플라스틱을 제거할 수 있다"고 설명했다. 포코르스키 연구원은 "이 플라스틱은 현재 실험실에서 연구 중이지만 제조업체의 도움을 받으면 몇 년 안에 실제 환경에 적용될 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 플라스틱은 강하고 다양한 용도로 사용되는 소재지만, 이러한 장점은 폐기 처리를 어렵게 만드는 요인이기도 하다. 플라스틱은 분해되는 데 수십 년 또는 수백 년이 걸리기 때문에 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 매립지와 바다를 오염시키고 있는 실정이다. 연구팀은 플라스틱에 플라스틱 분해 박테리아 포자를 넣어 매립지에 폐기될 때 활성화되도록 만들었다. 이를 통해 5개월 만에 플라스틱 물질의 90%가 생분해되는 것이 확인됐다. 게다가 '플라스틱 분해 박테리아 포자'를 넣은 플라스틱은 실제로 사용하는 동안 일반 플라스틱보다 더욱 견고하고 강했다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 플라스틱을 분해하는 능력을 갖춘 박테리아를 발견하고, 이 과정을 담당하는 효소를 분리하여 효율성을 높였다. 이를 통해 효소와 박테리아로 플라스틱을 처리하는 더 효율적인 재활용 시설이 구축될 수 있다. 하지만 재활용 시설로 옮겨지지 않는 플라스틱은 어떻게 될까. 앞서 지적했듯이 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 신발, 스포츠 용품, 휴대폰 케이스, 자동차 부품 등을 만드는데 일반적으로 사용되는 견고한 플라스틱 유형이지만 현재 재활용이 불가능하다. 연구팀은 TPU 폐기 처리를 위해 플라스틱 분해 박테리아 바실러스 서브틸리스의 포자를 플라스틱 자체에 직접 넣는 새로운 방법을 연구했다. 또한 연구팀은 포자를 넣은 플라스틱 제품이 너무 일찍 분해되지 않고, 정상적인 기간 동안 사용한 뒤 매립지나 자연 환경에서 폐기될 때만 생분해가 시작되도록 설계했다. 내열성 미생물로 온도 한계 극복 먼저 극복해야 할 문제는 플라스틱 제조에 사용되는 높은 온도였다. 플라스틱 가공시 사용되는 고온으로 인해 대부분의 박테리아 포자가 죽는다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 내열성 미생물을 유전공학적으로 제작했으며, 플라스틱 가공 온도인 135°C(275°F)에서 변형된 박테리아의 96~100%가 생존하는 것을 확인했다. 변형되지 않은 박테리아의 경우 생존율은 겨우 20%에 불과했다. 다음으로 연구팀은 박테리아가 플라스틱을 얼마나 잘 분해하는지 테스트했다. 이 과정은 토양의 영양분과 수분에 의해 시작된다. 플라스틱 무게의 최대 1% 농도에서 박테리아는 퇴비에 묻힌 후 5개월 이내에 플라스틱 물질의 90% 이상을 분해했다. 이 새로운 플라스틱은 사용 중 강도가 약화될 것으로 추정했지만, 실제로는 그 반대 효과가 나타났다. 포자를 넣어 만든 플라스틱은 일반 폴리우레탄(TPU)보다 최대 37% 더 강하고 인장 강도가 최대 30% 더 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 포자가 강화 충전재 역할을 하는 것으로 추정했다. 연구팀은 이 기술은 확장 가능성이 높으며, 사용 중 더욱 견고하고 강하면서 재활용이 불가능한 TPU를 폐기 처리하는 새로운 방법을 열 수 있다고 말했다. 이를 다른 몇 가지 방법과 함께 사용한다면 플라스틱 오염 문제 해결에 진전을 이룰 수 있을 것으로 보인다. 플라스틱의 약 80%가 재활용되지 않고 매립지나 자연 환경에 축적되고 있는 실정다. 또한 폴리우레탄(PU)은 세계에서 6번째로 많이 생산되는 플라스틱이지만 재활용을 위한 거버넌스는 없다. PU 폐기물은 수지 식별 코드의 카테고리 7(PETE, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS 이외의 기타 플라스틱)에 따라 잠재적으로 수거될 수 있지만, 미국에서는 일반적으로 이 카테고리의 플라스틱 중 0.3%만이 재활용되고 있다. 플라스틱 분해 과정에 박테리아 포자를 결합시킨 것은 산업 공정에서 재생 가능한 폴리머 충전재로서 살아있는 세포를 도입할 수 있는 흥미로운 기회를 제공했다는 평가를 받고 있다. 연구진은 잠재적으로 확장 가능한 이 기술이 재활용할 수 없는 TPU를 폐기하는 새로운 방법을 제시하는 동시에 사용 중에 더 튼튼하고 강하게 만들 수 있다고 말했다. 이 기술을 다른 몇 가지 방법과 결합하면 플라스틱 오염 문제를 해결하는 데 어느 정도 진전을 이룰 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구는 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 저널에 발표됐다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(42)] 플라스틱 폐기물 90% 분해하는 혁신 기술
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[신소재 신기술(17)] 탄소 배출량 25만 톤 감소! 탄소 네거티브 복합 데크로 건설 산업의 탄소 발자국 줄이기
- 건축 자재에 이산화탄소(CO₂)를 저장해 보다 친환경적인 건축 자재를 만드는 혁신적인 기술이 개발됐다. 건물과 건축에 사용되는 자재의 생산은 일반적으로 지구 온난화와 기후 변화에 영향을 미치는 강력한 온실가스인 이산화탄소를 다량 배출한다. 기술 전문매체 테크익스플로어는 18일(현지시간) 과학자들이 새로 개발한 복합 데크는 제조 과정에서 배출되는 이산화탄소보다 더 많은 이산화탄소를 저장함으로써 탄소 네거티브 특성을 구현했다고 보도했다. 이는 기존 복합 데크의 한계를 극복하는 중요한 성과다. 연구팀은 미국 화학회(ACS) 춘계 회의에서 이번 연구 결과를 발표했다. 이 프로젝트의 수석 연구자 중 한 명인 유기 화학자 데이비드 헬데브란트에 따르면 페록 등 몇 가지 유형의 시멘트를 제외하고는 탄소 네거티브 복합재가 거의 없는 상태다. '페록'은 돌과 철을 결합한 것으로 콘크리트 보다 강도가 5배 높은 친환경 차세대 건축자재다. 시멘트 대용품으로 사용되는 친환경 건축 자재인 페록은 주로 폐철강 분진과 유리 분쇄물에서 나온 실리카 등 재활용 재료로 생산된다. 철강 분진은 이산화탄소와 반응해 탄산철을 생성하고, 이것이 응고되면 페록이 된다. 건축, 전체 탄소 배출량의 11% 차지 헬데브란트는 그의 팀이 개발한 복합 데크는 "사용 기간 동안 이산화탄소를 배출하지 않는 최초의 복합 재료 중 하나"라고 말했다. 데이비드 힐데브란트는 미국 태평양 북서부 국립연구소(PNNL)에서 일하며 CO₂ 포집을 위한 특수 액체를 개발하고 있다. 세계그린빌딩위원회에 따르면 건물 건설에 사용되는 자재와 공정은 전체 에너지 관련 탄소 배출량의 11%를 차지한다. 그로 인해 업계에서는 재활용 또는 식물 유래 제품을 사용하는 등 탄소 배출량을 상쇄할 수 있는 건축 자재를 개발하는 데 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 대부분의 경우 이러한 지속 가능한 건축 자재는 기존 자재보다 비싸거나 강도나 내구성과 같은 특성을 따라갈 수 없는 경우가 많다. 건축 자재의 한 유형인 데크는 수십억 달러 규모의 산업이다. 목재 플라스틱 합성물로 만든 데크 보드는 자외선에 의한 손상이 적고 오래 사용할 수 있기 때문에 목재 보드의 대안으로 인기가 높다. 합성 데크는 일반적으로 목재 칩 또는 톱밥과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 플라스틱을 혼합하여 제작한다. 이러한 복합재를 보다 지속가능하게 만들기 위한 대안은 폐기물 또는 태워버릴 수 있는 필러를 사용하는 것이다. 헬데브란트의 동료인 키르티 카파간툴라가는 저품질의 갈탄과 제지 과정에서 남은 목재 유래 제품인 리그닌을 데크 합성물의 충전재로 사용했다. 연구팀은 석탄과 리그닌 입자를 플라스틱과 혼합하여 플라스틱에 부착되게 하기 위해 입자의 표면에 에스테르 기능기를 첨가했다. 헬데브란트는 "에스테르는 본질적으로 카복실산이며, 이는 CO₂가 포집된 상태"라고 설명했다. 연구팀은 이 과정을 검증하기 위해 CO₂와 석탄, 리그닌과 같은 목재 제품에 풍부한 페놀 사이에 새로운 화학 결합을 형성하는 고전적인 화학 반응으로 전환했다. 이 반응을 거친 후 리그닌과 석탄 입자는 무게 기준으로 2~5%의 CO₂를 함유했다. 이어서 연구팀은 이 입자들을 다양한 비율로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 혼합해 갈색을 띠는 검은색 복합재를 제작하고 그 성질을 평가했다. 필러를 80%까지 포함한 복합재는 CO₂ 함량을 최대화하면서도 국제적인 건축 자재 규정에 부합하는 강도와 내구성을 보였다. 이 소재는 PNNL의 전단 보조 가공 및 압출(ShAPETM) 기계를 사용해 마찰 압출 공정으로 제조됐다. 연구원들은 이 기술을 이용해 데크나 야외 가구에 적합한, 표준 목재 복합재와 유사한 외형과 질감을 지닌 10피트(약 3m) 길이의 복합재 패널을 제작했다. 이 새로운 합성 데크 재료는 우수한 물리적 성질뿐만 아니라, 상당한 경제적 및 환경적 이점을 제공한다. 이 데크는 표준 합성 데크 재료보다 18% 더 저렴하다. 헬데브란트는 이 데크가 제조 과정과 사용 기간 동안 발생하는 이산화탄소 양보다 더 많은 이산화탄소를 저장할 수 있는 능력을 갖추고 있다고 말했다. 미국, 1년간 목재 데크 판매량은? 미국에서 매년 판매되는 데크의 양은 35억 5000만피트(약 108만 2040km)에 달한다. 헬데브란트는 연구팀이 개발한 CO₂ 네거티브 복합 데크가 이를 대체하게 되면, 연간 약 25만 톤의 CO₂를 격리할 수 있으며, 이는 5만4000대의 자동차가 1년 동안 배출하는 CO₂량과 맞먹는다고 설명했다. 연구팀은 향후 더 다양한 복합재 조합을 개발하고 그 특성을 실험할 계획이다. 또한 울타리나 사이딩(건물 외벽 마감재)과 같은 여러 건축 자재에 대한 탄소 네거티브 복합재를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 동시에, 연구팀은 이 새로운 탄소 네거티브 데크의 상용화를 위해 노력 중이다. 이 혁신적인 데크는 이르면 내년 여름부터 건축 자재 전문 매장에서 판매될 수 있을 것으로 예상된다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(17)] 탄소 배출량 25만 톤 감소! 탄소 네거티브 복합 데크로 건설 산업의 탄소 발자국 줄이기
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'바이오플라스틱' 환경 문제의 해답인가, 새로운 문제의 시작인가?
- 생분해성 혹은 식물 기반의 바이오 플라스틱은 급성장하고 있지만 여전히 기후 및 화학 물질에 대한 우려가 제기됐다. 환경건강뉴스(EHN)은 지난 11일(현지시간) 바이오 플라스틱은 미국 멕시칸 푸드 프랜차이즈 치폴레의 퇴비화 가능한 부리또 그릇부터 코카콜라의 식물성 병, 슈퍼마켓의 불투명한 농산물 봉투에 이르기까지, 식품 산업 전반에 걸쳐 확산되고 있다며 이같이 보도했다. 바이오 플라스틱은 그 외에도 자동차 쿠션, 전자제품, 의류, 건축 자재 등에도 사용되고 있다. EHN에서 소개한 바이오 플라스틱의 정의와 장점과 단점을 다음과 같이 정리했다. 전 세계 바이오 플라스틱 산업은 2023년 87억 달러(약 11조 4031억원)에서 2030년 310억 달러(약 40조 6317억 원)로 급성장세를 보이고 있다. 이는 전통적인 플라스틱 산업보다 빠른 성장률이다. 바이오 플라스틱은 전체 플라스틱 시장의 1%에 불과하지만, 일각에서는 바이오 플라스틱이 플라스틱의 지속 가능한 미래라고 선전하고 있다. 오는 4월, 플라스틱 오염 문제에 대한 해결책을 모색하기 위해 개최되는 국제 조약 회담을 앞두고 있는 대표단 중 일부는 바이오 플라스틱을 조약의 대안 및 대체품으로 포함시키려는 움직임을 보이고 있다. 유럽 바이오플라스틱 협회는 웹사이트에서 "바이오플라스틱이 플라스틱의 진화를 주도하고 있다"고 주장하며 바이오플라스틱의 장점으로 기존 플라스틱에 비해 '탄소 중립성'과 특정 조건에서의 생분해성을 꼽았다. 그러나 바이오 플라스틱이 분해 속도가 빠르고, 더 안전한 소재일 뿐만 아니라 탄소 발자국이 적다는 주장은 과장된 면이 있다. 전문가들은 바이오 플라스틱이 다양한 해결책 중 하나가 될 잠재력을 가지고 있음을 인정하면서도, 제품의 수명 종료 시 관리 및 화학적 안전성을 설계에 포함시키고, 기업의 그린워싱을 방지할 수 있는 더 강력한 표준과 규제의 필요성을 강조했다. 그린워싱(Greenwashing)은 기업이나 조직이 자신들의 제품, 서비스, 정책이 환경에 미치는 영향이 실제보다 훨씬 친환경적이거나 지속 가능하다는 인상을 주기 위해 마케팅 전략이나 홍보 활동을 하는 행위를 말한다. 이러한 행위는 대중에게 오해를 불러일으키거나 잘못된 정보를 제공하여, 실제로는 환경에 해를 끼칠 수 있는 제품이나 서비스를 친환경적인 것처럼 포장하는 것을 포함할 수 있다. 바이오 플라스틱 폐기물 규제 없어 노르웨이 과학기술연구소의 마틴 와그너 생물학 부교수는 바이오 기반 플라스틱을 안전한 방법으로 제조할 수 있다면, 물론 이는 매우 큰 전제이지만, 우려되는 화학 물질을 배제하고, 나노 및 미세 플라스틱의 생성을 최소화하는 방식으로 생산될 경우, 바이오 기반 플라스틱이 해결책의 한 부분이 될 수 있다고 말했다. 와그너의 연구에 따르면, 환경에 우호적인 것으로 여겨지는 퇴비화 가능한 그릇과 식물 기반 음료수 병이 전통적 플라스틱 제품에서 발견되는 것과 같은 수준의 건강에 해로운 화학 물질을 방출할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 또한, 생분해성 바이오 플라스틱이 플라스틱 쓰레기 문제를 근본적으로 해결하지 못한다는 지적도 있다. 바이오 플라스틱은 사용 후 적절한 관리가 필요함에도 불구하고, 바이오 플라스틱 폐기물을 산업적으로 퇴비화하거나 안전하게 관리할 수 있는 인프라나 규정이 아직 충분히 마련되지 않았다. 그로 인해 과학자들과 플라스틱을 지지하는 이들은 플라스틱 사용을 줄이는 것이 플라스틱 위기에 대응하는 가장 핵심적인 해법이라고 강조했다. 특히, 일회용 바이오플라스틱의 사용이 문제를 야기한다고 우려를 표명했다. 플라스틱 재사용을 지지하는 단체인 업스트림(Upstream)의 전무이사 크리스탈 드리스바흐 전무이사는 "지구에서 자원을 수십억 번 채취하고 제조해 단 한 번 사용한 뒤 버리는 행위 자체가 문제의 본질이다"라고 말함으로써, 지속 가능성에 대한 근본적인 접근 필요성을 강조했다. 바이오 플라스틱의 오해 바이오 플라스틱은 생분해성 또는 바이오 기반과 같은 용어가 명확하지 않아 많은 오해를 불러일으킨다는 지적이 있다. 해양 생물학 교수이자 플리머스 대학교 해양 연구소의 리처드 톰슨 소장은 "냉소적인 시각으로 보면 바이오플라스틱은 혼란을 일으키기 위해 의도적으로 만들어진 용어라고 생각한다"고 꼬집었다. 많은 사람들이 모든 바이오 플라스틱이 환경에서 생분해되거나 분해된다고 잘못 알고 있다는 지적이다. 또한 많은 사람들이 바이오 플라스틱이 식물 기반이라고 생각하지만, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)와 같이 화석 연료로만 만들어진 제품도 있다. 업계에서는 PBAT와 같은 물질을 바이오 플라스틱이라고 부르는데, 이는 화학 결합의 유형과 환경 조건에 따라 식물 기반 바이오 플라스틱과 마찬가지로 분해되도록 설계됐기 때문이다. 또한 업계에서는 바이오 플라스틱을 주로 생분해성 플라스틱과 비생분해성 플라스틱으로 나누며, 이들 각각의 범주 안에서 식물 기반 플라스틱과 화석 연료 기반 플라스틱을 동일한 그룹으로 분류하는 경향이 있다. 전 세계적으로 생산되는 플라스틱은 대체로 이 두 범주로 구분된다. 퇴비화 가능한 바이오 플라스틱은 업계 표준에 따라 산업 퇴비화 시설에서 12주 이내에 완전히 분해될 수 있는 생분해성 바이오플라스틱의 특정 부류에 속한다. 다른 한편으로, 비생분해성 바이오 플라스틱에는 사탕수수, 사탕무, 당밀, 또는 옥수수 등에서 추출된 바이오 기반의 폴리에틸렌(바이오-PE), 바이오 기반 폴리에틸렌 테레프탈레이트(바이오-PET), 폴리아미드(나일론) 등이 포함된다. 이 바이오 플라스틱들은 사탕수수 등 천연 자원에서 추출되었음에도 불구하고, 기존의 화석 연료 기반 플라스틱과 유사한 기능성을 제공하도록 설계됐다. 가장 흔히 사용되는 생분해성 바이오플라스틱 중 하나는 폴리락트산(PLA)으로, 옥수수와 같은 전분 기반의 폴리에스테르로 제조된다. 또한, 셀룰로오스 기반의 바이오 플라스틱 섬유도 이 범주에 포함되며, 농업 부산물, 해조류, 효모, 박테리아에서 추출한 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)와 폴리부틸렌숙신산염(PBS)으로 제작된 바이오플라스틱도 동일한 범주 안에 속한다. '3세대' 바이오플라스틱은 농업 폐기물, 음식물 쓰레기, 다시마, 스위치그래스, 폐유, 박테리아, 목재 폐기물 등 다양한 원료를 활용하여 제작되며, 식량 작물을 사용하지 않기 때문에 보다 지속 가능한 대안으로 간주된다. 이러한 3세대 바이오플라스틱 제품들은 이미 시장에 출시되어 있지만, PLA나 바이오 폴리아미드를 사용한 제품들의 규모에는 아직 미치지 못하고 있다. 바이오 플라스틱 사용 용도는? 플라스틱 산업 협회의 지속 가능성 담당 매니저 헤더 노츠는 일회용 바이오 플라스틱 음료 용기, 퇴비화 가능한 식품 서비스 용기, 소매 포장, 그리고 기타 식품 산업 관련 제품이 바이오 플라스틱 사용의 약 43%를 차지한다고 말했다. 그중에서도 PLA와 바이오 PET의 사용이 가장 많다. 노츠에 따르면, 생분해성 멀치 필름 및 기타 농업용 제품이 주로 PLA와 PHA로 제조되어 전체 바이오 플라스틱 사용량의 약 21%를 차지한다. 또한, 안경, 섬유, 컵, 아이폰 케이스, 커피 포드 등의 소비재들은 전체 사용량의 13%를 차지하며, 이들 제품은 생분해성 및 비생분해성 다양한 바이오 플라스틱으로 제작된다. 자동차 산업도 바이오 플라스틱의 또 다른 중요한 소비자 군이다. 자동차 쿠션, 대시보드, 범퍼, 배터리 커버 및 기타 부품들이 점점 더 바이오 기반의 폴리아미드 및 바이오 PP로 제작되고 있다. 바이오 플라스틱의 사용은 또한 건축 및 건설, 전자, 코팅 산업에서도 확장되고 있지만, 상대적으로 더 적은 비율을 차지한다. 대규모 바이오 플라스틱 제조업체들은 대부분 화석 연료 기반 플라스틱을 생산하는 대형 석유화학 회사의 내부 사업부이거나, 이러한 대기업에서 독립한 분사 회사들이다. 그럼에도 불구하고, 어떤 회사가 시장에서 선도적인 위치를 차지하고 있는지에 대해서는 재무 분석가들 사이에 의견이 분분하다. 예를 들어, 인사이더 몽키는 바이오 플라스틱 부문이 전체 시가총액에서 차지하는 비중이 비록 작지만, 전체 시가총액 기준으로 BASF SE, 다우, 라이온델바젤 인더스트리, LG화학, 셀라니즈를 상위 5대 제조업체로 지목했다. 반면, 다른 분석가들은 석유화학 기업에 인수되었거나, 석유화학 기업과의 합작 투자를 통해 성장한 기업들을 시장의 선두 주자로 보는 경향이 있다. 이러한 기업으로는 네덜란드 암스테르담에 본사를 둔 다국적 식품 및 바이오케미컬 기업 코비온(Corbion), 영국 옥스퍼드에 본사를 둔 바이오플라스틱 생산 및 개발회사 바이옴 바이오플라스틱(Biome Bioplastics), 텐마크 코펜하겐의 플랜틱(Plantic), 미국 미시건 주의 네이처웍스(NatureWorks), 태국 방콕에 본사를 둔 바이오플라스틱 및 바이오케미컬 회사 PTT MCC바이오케미(PTT MCC Biochem) 등이 포함된다. 환경과 건강에 미치는 영향 바이오플라스틱은 전통적인 플라스틱과 유사한 제조 공정을 거쳐 생산된다. 이 폴리머는 최소한 부분적으로 식물 재료에서 추출한 화학 물질을 기반으로 하며, 때로는 화석 연료에서 완전히 추출한 화학 물질로 구성된다. 제품의 유연성, 내구성, 색상 및 기타 특성을 조정하기 위해 다양한 화학적 충전재, 첨가제 및 염료가 첨가된다. 세계자연기금(WWF)의 플라스틱 폐기물 및 사업 책임자인 에린 사이먼 부사장은 바이오 플라스틱이 여전히 독성 화학 물질을 포함할 수 있다고 말했다. 사이먼은 “PET를 제조할 때, 오래된 탄소 또는 새로운 탄소를 사용하더라도, 궁극적으로 같은 제품을 만들기 때문에 많은 가공 화학 물질이 여전히 필요하다”며, 바이오 플라스틱 생산 과정에서도 화학 물질의 사용이 불가피함을 지적했다. 와그너의 2020년 연구에 따르면 PLA, PBAT, PHA, PBS, 바이오 PE 및 바이오 PET로 만든 43개의 일상적인 바이오 플라스틱 제품이 기존 제품과 마찬가지로 독성이 있는 것으로 나타났다. 이 중 3분의 2가 환경 내 다양한 생명체에 유해할 가능성이 있는 것으로 나타났으며, 42%는 DNA 손상을 유발할 수 있는 자유 라디칼을 생성하는 화학물질의 존재로 인해 산화 스트레스를 일으키는 것으로 조사됐다. 또한, 4분의 1의 샘플에서는 호르몬 교란 특성이 관찰됐다. 분석된 개별 바이오 플라스틱 샘플에는 평균적으로 1000개에서 최대 2만965개에 이르는 다양한 화학적 특성이 포함되어 있었다. 연구를 주도한 와그너는 "이런 종류의 연구를 진행하면서 가장 충격적인 발견은 개별적인 플라스틱 제품에 엄청나게 많은 화학 물질이 존재한다는 사실이었다"고 말했다. 이 연구 과정에서 발견된 다수의 화학 물질들 중 상당수는 특정되지 않았지만, 와그너는 프탈레이트 같은 '자주 지목되는 화학물질들'은 검출되지 않았다고 말했다. 그는 "바이오플라스틱을 기능적으로 제조하는 데 쓰이는 화학물질들에 대한 우리의 이해가 상당히 제한적임을 발견했다. 폴리머의 화학 구조가 다르기 때문에, 사용되는 첨가제 역시 다를 가능성이 있다"고 밝혔다. 바이오 플라스틱과 기후 변화 바이오플라스틱을 옹호하는 주요 주장 중 하나는 이들이 이론상으로 재생 가능한 자원에서 탄소를 추출할 때 순 이산화탄소 배출량이 증가하지 않으므로, 전체 수명주기 동안 전통적 플라스틱에 비해 훨씬 적은 온실가스를 배출한다는 것이다. 예컨대, 유럽 바이오플라스틱 협회는 전 세계적으로 화석 연료 기반의 폴리에틸렌 수요를 바이오 PE로 대체할 경우, 연간 약 8000만 톤의 이산화탄소 배출을 절감하여 마치 매년 2000만 번의 항공 여행을 줄인 것과 동등한 효과를 가져올 수 있다고 주장한다. 2017년 진행된 연구에서는 미국 내 기존 플라스틱을 옥수수 기반의 PLA로 대체할 경우, 미국 플라스틱 산업에서 발생하는 온실가스 배출량을 25% 감소시킬 수 있을 것으로 추정했다. 이 연구는 또한 화학 산업이 재생 가능 에너지 및 스위치그래스와 같은 더 지속 가능한 원료로 전환함으로써 더 큰 탄소 배출 감소 효과를 달성할 수 있다고 제시했다. 앞서 설명했듯이 바이오 플라스틱 샘플에는 평균적으로 1,000개에서 최대 2만965개에 이르는 다양한 화학적 특성이 포함되어 있음이 밝혀졌다. 드레이스바흐는 세라믹, 스테인리스 스틸, 유리로 만든 재사용 가능한 용기는 수명 기간 동안 일회용 바이오 플라스틱보다 이산화탄소 배출량이 3~10배 적다고 말했다. 하지만 바이오플라스틱이 가져올 수 있는 이산화탄소 절감의 잠재적 이점은, 비료와 살충제의 사용 증가, 그리고 옥수수나 사탕수수 같은 원료의 생산을 위한 토지 개간과 산림 태우기로 인해 일부 상쇄될 수 있다. 또한, 생분해성 플라스틱이 매립지에 매립될 경우, 분해 과정에서 메탄 같은 강력한 온실가스가 배출되어 환경에 또 다른 부담을 줄 수 있다. 바이오 플라스틱 폐기물 규정은? 생분해성 바이오플라스틱의 폐기물 관리는 생분해성을 정의하는 명확한 규정이 부재하기 때문에 복잡한 과제로 남아있다. 업계 자발적 기준에 따르면, 생분해성 제품은 대부분 6개월 이내에 자연적으로 분해되어야 하지만, 생분해성이라고 표시된 일부 제품은 완전히 분해되기까지 수년이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 한 연구에 따르면 토양에 묻힌 생분해성 비닐봉지가 3년 후에도 여전히 분해되지 않은 채 발견됐다. 이러한 물질이 퇴비 시설에 매립되면 오염 물질이 되어 걸러내야 한다. 톰슨에 따르면, 재활용 시설에서도 이런 종류의 폐기물은 전체 재활용 플라스틱의 품질을 저하시킬 수 있어 기피 대상이다. 게다가 많은 지역에서는 산업 퇴비화 시설이나 도로변 수거 시설이 부족해, 퇴비화 가능한 포장재와 운반 용기가 결국 매립지나 소각장으로 향하는 경우가 많다. 퇴비화되지 않는 플라스틱이 퇴비화 가능한 플라스틱으로 잘못 인식되는 경우가 빈번하여, 라벨링이 명확하지 않을 때 혼란이 가중된다. 미국 퇴비화 위원회의 린다 노리스-월트 부국장은 이러한 문제를 “그린워싱, 모조품, 짝퉁”이라고 지칭했다. 다수의 퇴비화 업체들이 이러한 재료로 인해 퇴비화 가능한 식품 포장을 기피하며, 이는 업체의 수익성에 부정적인 영향을 미친다. 노리스-월트는 이 문제를 두 가지 주요 요인으로 설명했다. 첫 번째는 처리 과정에서 발생하는 노동력 문제이며, 두 번째는 최종 퇴비 제품의 품질 저하로 인해 농장, 조경업체, 골프장 등의 시장에 미치는 영향이다. 따라서, 바이오플라스틱은 퇴비를 오염시키는 원인이 될 수 있다. 생분해성 인스티튜트(BPI)와 유럽의 대응 기관인 OK컴포스트(OK Compost)는 퇴비화 업체들의 우려에 대응하기 위하여 퇴비화 가능한 포장을 위한 자발적 인증 표준을 마련했다. 이 인증을 획득하기 위해서는 바이오플라스틱 제조업체가 제품의 분해 속도를 증명하는 ASTM 기준을 만족시켜야 하며, PFAS(영구적 화학 물질)를 포함하지 않고, 일반적인 토양 생태독성 테스트를 통과해야 한다. 그러나 노리스-월트는 이러한 인증 프로그램이 퇴비 중 미세 플라스틱 문제를 충분히 고려하지 않는다고 지적했다. 이에도 불구하고, 미국 퇴비화 위원회의 최근 조사 결과, 조사 대상 173개 퇴비업체 중 오직 46개 업체만이 퇴비화 가능한 식품 포장의 사용을 허용하는 것으로 나타났다. 혁신을 위한 기회 전문가들은 바이오플라스틱이 여러 어려움에도 불구하고, 화학적 안전성과 수명이 제품 설계에 주요 고려사항으로 포함될 경우, 농업용 멀치 필름과 같은 특정한 용도에 대해 적합한 대안이 될 수 있다고 지적했다. 린 프로덕션 액션의 마크 로시 전무이사는 플라스틱 사용이 필수적인 상황에서는 바이오플라스틱의 활용을 고려해야 한다고 말했다. 그는 "모든 재료에는 잠재적 문제가 존재한다. 우리는 이러한 재료를 인간의 건강과 안전을 고려하여 어떻게 최적화할 수 있을까?"라고 의문을 제기했다. 플라스틱 산업 내에서 바이오플라스틱은 특정 시장에서의 성장 가능성을 가지고 있지만, 광범위한 대체재로는 여겨지지 않는다. 로시는 바이오플라스틱이 대규모로 기존 플라스틱을 대체할 수 있는 해법이 아니라고 명확히 했다. 다시마나 농업 폐기물로 제작된 차세대 바이오플라스틱은 식량 작물을 원료로 사용함으로써 발생하는 환경적 문제를 어느 정도 해결했으나, 여전히 독성 문제에 대한 해결책을 마련해야 한다는 지적이 있다. 클린 프로덕션 액션은 제조업체들이 자사 제품에서 수천 가지의 유해 화학물질을 식별하고 제거할 수 있도록 돕기 위해, 일회용 식품 포장과 재사용 가능한 용기에 적용할 수 있는 독립적인 표준인 그린스크린(GreenScreen)을 개발했다. 주요 PLA 제조업체 중 하나인 네이처웍스(NatureWorks)는 그린스크린 평가를 통해 자사의 원료가 유해 화학물질을 포함하지 않음을 공식적으로 인증받았다. 그러나 업계 전반에 걸친 변화를 이끌기 위해서는 더 많은 제조업체들이 이러한 제품 인증 과정을 통과해 한다. 노리스-발트는 캘리포니아나 콜로라도에서 시행된 것과 같은 엄격한 라벨링 기준과 법률의 존재가 퇴비화 가능한 바이오플라스틱이 실제로 산업 퇴비화 시설로 올바르게 전달되기 위해 필수적이라고 강조했다. 그녀는 "실수든 의도적이든 시리얼을 퇴비화할 수 있다고 잘못 표시하는 비양심적 기업들에 대해 소송을 제기하는 것만으로도 이러한 오해를 빠르게 중단시킬 수 있다. 여기서 중요한 것은 법의 집행이다"라고 말했다. 전 세계적으로 전문가들은 바이오플라스틱이 현재 직면한 플라스틱 오염 문제에 대응하기 위한 국제적 합의에서 중요한 역할을 하고 있음에 동의하며, 이러한 재료는 기존 플라스틱과는 다르게 관리되어야 한다는 점에 대해 합의했다. 톰슨은 단순히 대안이나 대체재를 찾는 것 이상이 필요하다고 말했다. 그는 "우리가 직면한 문제를 해결할 뿐만 아니라 더 우수한 성능을 제공할 수 있음이 입증된 대안과 대체재가 필요하다"고 강조했다. 톰슨과 와그너가 활동하는 국제적 단체인 '효과적인 글로벌 플라스틱 조약을 위한 과학자 연합'은 플라스틱이 화학물질을 적게 포함하도록 재설계되고, 재료 회수를 간소화할 인센티브를 조약에 포함시키길 바란다. 와그너는 "업계가 1만가지의 화학 물질을 포함하지 않는 제품을 설계하길 바란다"고 말해, 제품 설계 시 화학물질 사용을 대폭 줄이는 것을 목표로 하고 있음을 밝혔다.
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- 생활경제
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'바이오플라스틱' 환경 문제의 해답인가, 새로운 문제의 시작인가?
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영국서 3억9천만년 전 지구 최초 삼림 발견⋯뉴욕삼림보다 400만년 앞서
- 케임브리지 대학교 지구과학 부의 연구팀은 최근 새로운 연구를 통해 지금까지 발견된 지구상에서 가장 오래된 화석 삼림을 발견했다고 7일(현지시간) 밝혔다. 이 화석은 영국 홀리데이 파크 부지와 가까운 마인헤드 근처의 브리스톨 해협 남쪽에 있는 데본과 서머셋 해안을 따라 있는 높은 사암 절벽에서 발견됐다. 연구 결과에 따르면, 잉글랜드 남서부 해안 절벽에서 발견된 이 화석 삼림은 약 3억 9000만년 전 석탄기 데본기 시대에 형성된 것으로 추정되며, 기존 최초 삼림 기록 보유자인 뉴욕 주 삼림보다 약 4백만 년 더 오래된 것으로 확인됐다. 화석으로 발견된 나무 종은 '칼라모피톤(Calamophyton)'으로, 야자나무와 비슷한 외형이지만 섬세하고 속이 빈 줄기를 가지고 있었다. 연구팀은 이 나무들이 최대 2~4미터 높이까지 자라났으며 자라면서 가지를 떨어뜨렸을 것으로 추측했다. 칼라모피톤 나무에는 잎이 없었지만 나뭇가지와 같은 구조가 가지를 덮고 있었다고 케임브리지 대학교 지구과학과 강사 닐 데이비스 박사는 이날 CNN에 말했다. 더 가디언에 따르면 이 숲의 역사는 생명체가 육지로 이동하던 4억 1900만 년에서 3억 5800만 년 전 데본기 시대로 거슬러 올라간다. 이때 생명체는 처음으로 육지로 대규모 확장을 시작했다. 이 기간이 끝날 무렵 최초의 종자 식물이 출현했고, 대부분 절지동물인 최초의 육상 동물이 정착했다. 데이비스는 이 나무들이 뿌리 시스템을 퇴적물에 가두어 강둑과 하안선을 안정화 시켰을 것이라고 설명했다. 연구팀은 이번 발견을 통해 초기 삼림의 발전 속도를 새롭게 이해할 수 있게 되었다고 말했다. 영국에서 발견된 이 삼림은 단일 종으로 구성된 반면, 4백만 년 후 형성된 뉴욕 주 삼림은 덩굴 식물 등 다양한 종류의 나무들로 이루어져 있었다. 데이비스 박사는 "서머셋(Somerset) 지역의 식물상을 뉴욕 주의 식물상과 비교해보면 지질학적 시간 척도에서 생태계가 얼마나 빠르게 변화했는지 실감할 수 있다"고 말했다. 이번 연구의 공동 저자이자 카디프 대학의 고생물학자인 크리스토퍼 베리 박사는 "처음 나무 줄기를 봤을 때 그것이 무엇인지 즉시 알았다. 30년 동안 전세계적으로 이 유형의 나무를 연구했기 때문이다"라고 말했다. 베리 박사는 "이것은 초기 숲 유형의 생태를 직접 관찰하고 카랄모피톤(Calamophyton) 나무가 자라던 환경을 해석하며 퇴적 시스템에 미치는 영향을 평가할 수 있는 첫 번째 기회"라고 말했다. 발굴 과정에서 연구팀은 이 초기 삼림 바닥에 서식하던 무척추동물의 흔적도 발견했다. 연구팀은 초기 절지동물이 남긴 발자국과 꼬리 흔적의 증거를 발견했다. 정확한 종류는 밝혀내지 못했지만 발견된 발자국 화석의 크기는 약 5~10cm에 이르며 당시 삼림 바닥에는 떨어진 나뭇가지들이 무척추동물의 서식지를 제공했을 것으로 추측된다. 연구팀은 이번 발견은 우연한 기회에 이루어졌다고 밝혔다. 원래는 해당 지역의 일반적인 지질학적 특징을 조사하던 과정에서 우연히 화석을 발견하게 됐다는 것. 연구팀은 이번 발견을 통해 "최초 형태의 삼림 생태계를 직접 관찰하고, 칼라모피톤 나무들의 성장 환경을 파악하며 퇴적 체계에 미친 영향을 평가할 수 있는 중요한 기회"라고 설명했다. 이번 연구 결과는 학술지 '지질학회지(Journal of the Geological Society)'에 게재됐다.
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영국서 3억9천만년 전 지구 최초 삼림 발견⋯뉴욕삼림보다 400만년 앞서
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[퓨처 Eyes(24)] 숨겨진 위험, 태반에서 미세 플라스틱 발견…우리 몸은 얼마나 오염되었을까?
- 인체 태반 조직에서 미세 플라스틱이 발견됨에 따라 현재와 미래 세대의 건강에 대한 깊은 염려가 일고 있다. 크기가 5mm 미만인 미세 플라스틱은 주변 환경뿐만 아니라, 현재까지 검사된 인체의 거의 모든 부위에서 발견되어 충격을 주고 있다. 20일(현지시간) 어스닷컴(EARTH.com)에 따르면, 뉴멕시코 대학교 보건과학 대학의 리전트 교수인 매튜 캄펜(Matthew Campen) 박사 연구팀은 62명의 개인의 태반 샘플을 면밀하게 분석한 결과, 모든 샘플에서 미세 플라스틱이 검출되었다고 발표했다. 태반 샘플 조사 결과, 놀랍게도 모든 시료에서 미세 플라스틱이 발견됐다. 검출량은 g당 6.5~790마이크로그램에 달하며, 상당한 차이를 보였다. 캠펜 박사는 "초반에는 수치가 미미해 보일 수 있지만, 환경 내 미세 플라스틱 양의 지속적인 증가는 인체 건강에 상당한 영향을 미칠 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 최첨단 분석 방법을 활용하여 인체 조직 내 미세 플라스틱을 정확하게 정량화했다. 검출된 플라스틱 중 가장 높은 비율을 차지한 것은 폴리에틸렌(54%)이었으며, 폴리염화비닐(PVC)과 나일론 등이 각각 10% 가량 차지했다. 연구팀은 1950년대 이후 급증한 플라스틱 사용으로 인해 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 발생했으며, 이것이 미세 플라스틱으로 분해되어 생태계를 오염시키고 있다고 지적했다. 특히, 태반은 단 8개월만에 형성 및 발달하는 기관임에도 불구하고 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염 문제의 심각성을 여실히 보여주는 증거이다. 연구팀은 향후 미세 플라스틱의 인체 건강 영향에 대한 연구를 지속할 계획이지만, 즉각적인 조치가 시급하다고 강조했다. 플라스틱 생산량은 10~15년마다 두 배로 증가할 전망이어서 상황은 더욱 악화될 것으로 예상된다. 인체 태반에서 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염의 심각성을 여실히 보여주는 사건이며, 인체 건강에 미칠 수 있는 영향에 대한 경고로 작용한다. 이 중요한 연구 결과는 미세 플라스틱이 우리 몸에 미치는 영향을 부각시키고, 플라스틱 쓰레기를 줄이고 지속 가능한 대안을 모색하기 위한 집단적 노력의 필요성을 강조했다. 전체 연구는 톡시로지컬 사이언스(Toxicological Sciences) 저널에 게재됐다. 건강과 경제에 미치는 플라스틱의 숨겨진 비용 플라스틱에 포함된 유해 화학 물질이 경제 및 건강에 심각한 영향을 미치면서 미국에서는 연간 약 2500억 달러의 비용이 지출되고 있다고 EHN이 보도했다. 연구의 주도는 소아과 의사이자 뉴욕대학교 전염병 및 환경 건강 과학부 교수인 레오나르도 트라산데(Leonardo Trasande) 박사가 맡았다. 간단히 말해서, 이 연구는 PFAS, 프탈레이트, BPA와 같은 화학 물질의 위험성을 강조하며, 이러한 화학 물질이 호르몬 파괴 및 질병 위험 증가를 포함한 다양한 건강 문제와 연결되어 있음을 지적한다. 연구자들은 이러한 건강 위험을 완화하기 위해 플라스틱 사용을 줄이고 재활용 방법을 개선해야 할 긴급한 필요성을 강조한다. 경제적 피해에는 직접적인 의료 비용과 건강 문제로 인한 생산성 감소뿐만 아니라 환경 오염 정화 비용, 의료 시스템 부담 증가 등 광범위한 사회적 영향이 파급된다. 레오나르도 트라산데, 소아과 의사이자 NYU 환경 위험 조사 센터 소장은 "우리 모두는 우리 몸 속에 태평양 쓰레기 지대를 조금씩 가지고 있습니다. 그것은 우리에게 해를 끼치고 호르몬을 교란시키며 질병과 장애를 유발합니다"고 말했다. 나노플라스틱, 바다에서 처음 발견 TCD는 과학자들이 미세 플라스틱보다 더 작은 플라스틱 입자인 나노플라스틱을 바다에서 처음으로 직접 관찰했다고 발표했다. 새로운 연구에서는 새로운 첨단 탐지 기술을 사용하여 바닷물에서 나노플라스틱(길이가 1마이크로미터 미만인 플라스틱 입자)의 존재를 증명했다. 퓨처리티는 연구팀이 중국, 한국, 미국, 멕시코만 연안의 바닷물에서 이 작은 나노 입자의 선명한 이미지를 확보했다고 자세히 설명했다. 퓨처리티에 따르면 연구팀은 나일론, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 만든 나노플라스틱을 발견했다. 이러한 폴리머는 식품 포장, 물병, 의류, 어망에 사용되는 소재다. 이 연구는 나노플라스틱이 이미 우리 식생활에 깊숙이 스며들었다는 사실을 보여주는 중요한 증거다. 최근 연구에 따르면 생수에는 리터당 수십만 개의 나노플라스틱이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 또 다른 과학자 팀은 해산물, 돼지고기, 닭고기, 소고기, 두부를 포함한 단백질의 90%에서 나노플라스틱과 더 큰 미세 플라스틱 입자를 발견했다. 나노플라스틱의 위협: 인체와 생태계에 미치는 심각한 영향 블룸버그는 나노 입자가 인체 세포를 뚫고 혈류에 들어갈 수 있을 만큼 작기 때문에 내부 장기에 영향을 미칠 가능성이 있다고 보도했다. 또한 이 작은 입자는 태반을 통과하여 태아의 몸속으로 들어갈 수 있다. 하지만 나노플라스틱의 위험에 처한 대상은 인간뿐만이 아니다. 국제자연보호연맹에 따르면 매년 최소 1400만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 유입되고 있다. 플라스틱이 분해되면서 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 해양 동물과 생태계를 위협할 수 있다. 퓨처리티의 연구원 중 한 명인 텅페이 루오(Tengfei Luo)는 "나노 플라스틱은 더 큰 플라스틱 입자보다 잠재적으로 더 독성이 강합니다"라고 말했다. 루오는 "크기가 작기 때문에 살아있는 유기체의 조직에 더 잘 침투할 수 있다"고 설명했다. 예를 들어, 국제원자력기구에서 2020년 요약한 연구에 따르면 미세 플라스틱과 나노 플라스틱이 물고기의 행동 및 신경 기능, 신진대사, 장내 미생물 다양성, 장 투과성 등 생물학적 기능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나노플라스틱 문제 해결을 위한 노력: 개인과 과학의 협력 세계자연보호연맹(IUCN)에 따르면 매년 4억 톤 이상의 플라스틱이 생산되고 있다. 에펠탑의 무게는 약 1만 톤이다. 플라스틱 4억 톤은 에펠탑 4만개가 만들어지는 것과 같은 양이다. 생산된 플라스틱 중 상당량이 바다로 유입된다. 이러한 플라스틱은 분해되어 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 인체와 생태계에 심각한 위협을 가한다. 페트병은 다른 플라스틱 용기로 대여섯 번 재활용 할 수 있지만 재활용 폴리에스터로 만든 티셔츠나 스커트는 두 번 다시 재활용 할 수 없다. 나노 플라스틱 문제를 해결하기 위해서는 개인과 과학의 협력이 필요하다. 개인은 플라스틱 소비를 줄이는 노력을 실천해야 한다. 가루 비누와 세제로 바꾸기, 빈 제품 용기의 재활용, 일회용 플라스틱 물병과 비닐 식료품 봉투 사용하지 않기 등의 작은 노력들이 모여 큰 변화를 만들 수 있다. 과학자들은 플라스틱 문제를 해결할 수 있는 창의적인 기술을 개발하고 있다. 예를 들어, 최근 연구자들은 일회용 플라스틱 병을 만드는 데 흔히 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 분해하는 인공 슈퍼 단백질을 개발했다. 이러한 기술 개발은 나노플라스틱 오염 문제 해결에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(24)] 숨겨진 위험, 태반에서 미세 플라스틱 발견…우리 몸은 얼마나 오염되었을까?
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FDA, 진행성 흑색종 치료 위한 최초의 세포치료법 승인
- 미국 식품의약국(FDA)은 수술이 실패한 진행성 흑색종 환자를 위한 획기적인 세포 치료법을 승인했다고 지난 16일(이하 현지시간) 발표했다. 17일 미국 매체 더힐에 따르면 이 치료법은 수술이 실패한 환자들에게 적용된다. T-세포 치료의 한 형태인 암타그비(Amtagvi)는 종양 조직 내의 면역 세포를 강화하여 신체가 암을 격퇴할 수 있도록 돕는 치료법이다. FDA는 보도 자료에서 이러한 치료 중에 환자의 T-세포가 종양으로부터 분리되어 인공적으로 증가되고 그 후 환자에게 다시 주입된다고 설명했다. FDA의 생물의약품 평가 및 연구 센터(CBER) 소장인 피터 마크(Peter Marks)는 보도 자료에서 "제거할 수 없는 또는 전이성 피부암은 치명적일 수 있는 공격적인 암 형태이다"라며 "암타그비의 승인은 제한된 치료 옵션이 있는 환자들을 위한 혁신적인 T 세포 면역 치료의 과학적 및 임상 연구 노력의 결실을 나타낸다"고 말했다. 암타그비는 다른 치료법이 효과가 없는 중증 또는 생명을 위협하는 질병에 대해 마련된 신속 심사 절차에 따라 승인되었으며, 추가 시험이 진행되는 동안 환자들이 치료제를 이용할 수 있게 될 것이다. 이 치료법은 이미 두 차례의 임상시험을 거쳤다. 치료법 개발 회사인 이오밴스 바이오테라퓨틱스(Iovance Biotherapeutics)의 보도 자료에 따르면 세 번째 대규모 확인 임상시험을 진행할 예정이다. CBER의 치료제 업무 소장인 니콜 베르덩(Nicole Verdun)은 "피부암은 영향을 받는 개인에게 치명적인 영향을 줄 수 있는 생명을 위협하는 암으로, 다른 부위로 전이되어 몸 전체에 퍼질 위험이 크다"고 말했다. 그는 "오늘의 승인은 FDA가 암 환자를 위한 혁신적이고 안전하며 효과적인 치료 옵션 개발에 대한 헌신과 약속을 반영한다"고 덧붙였다. 피부암은 주로 자외선 조명(예: 햇빛 또는 실내 태닝)에 노출됨으로써 발생한다. FDA에 따르면 피부암은 피부암의 1%만을 차지하지만 암 사망률에 상당한 영향을 미친다. 미국 암협회는 최근 보고서에서 2024년에 약 200만 건의 암 사례가 발생할 것으로 예측했으며, 65세 이상의 사람들이 암에 걸리는 사례는 줄어들고 50세에서 64세 사이의 사람들이 암에 걸리는 사례는 증가할 것으로 예상했다.
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FDA, 진행성 흑색종 치료 위한 최초의 세포치료법 승인
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LG엔솔, 호주 리튬정광 8.5만t 확보…"전기차 EV 27만대분"
- LG에너지솔루션이 호주에서 전기자동차(EV) 배터리의 핵심 소재인 리튬 확보에 나섰다. 14일 LG에너지솔루션은 호주 리튬 생산업체 웨스CEF(Wesfarmers Chemicals, Energy & Fertilisers)와 리튬 정광 공급계약을 체결했다고 밝혔다. 이번 계약으로 LG에너지솔루션은 올해 1년 동안 웨스CEF로부터 리튬 정광 8만5000톤(t)을 공급받게 된다. 리튬정광은 리튬 광석을 가공해 농축한 리튬 정광(Lithium concentrate)은 리튬을 포함한 광석을 채굴한 후, 이를 물리적 또는 화학적 과정을 통해 농축한 고순도 광물로, 수산화리튬과 탄산리튬의 원료로 사용된다. 리튬 정광은 주로 스포듐렌(Spodumene)과 페탈라이트(Petalite) 같은 광물에서 추출되며, 이들 광물은 리튬의 주요 원료 중 하나다. 리튬 정광은 리튬 이온 배터리의 생산, 세라믹, 유리 제조 등 다양한 산업 분야에서 사용되는 중요한 중간 원료다. 리튬 정광에서 추출한 리튬은 주로 탄산리튬(Li₂CO₃)이나 수산화리튬(LiOH)과 같은 형태로 정제되어, 배터리 제조 등에 사용된다. 리튬 정광의 수요는 전 세계적으로 전기차 및 휴대용 전자기기 시장의 성장에 힘입어 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 리튬 정광을 생산하는 광산의 개발과 운영도 활발히 이루어지고 있으며, 리튬 공급망 확보는 많은 기업들에게 중요한 전략적 과제가 되고 있다. LG에너지솔루션이 이번에 확보한 리튬 정광은 약 1만1000t의 수산화리튬을 생산할 수 있는 양으로, 한 번의 충전으로 500km 이상을 주행할 수 있는 고성능 전기차 약 27만 대 분량의 배터리 제작이 가능하다. 수산화리튬(Lithium Hydroxide, 화학식: LiOH)은 리튬의 수산화물 형태로, 주로 전기차 배터리, 항공 우주 산업, 그리스 제조 등에 사용되는 중요한 화학 물질이다. 전기차 배터리의 핵심 원료 중 하나로, 리튬 이온 배터리의 제조 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 수산화리튬은 리튬 광석에서 추출한 리튬 또는 리튬 염수를 가공하여 생산한다. 탄산리튬(Lithium Carbonate, 화학식: Li₂CO₃)은 리튬의 탄산염 형태로, 전기차 배터리, 세라믹, 유리 등 다양한 산업 분야에서 쓰이는 핵심 소재다. 특히, 리튬 이온 배터리의 핵심 원료 중 하나로, 전기차의 핵심 동력원인 리튬 이온 배터리를 제조하는 데 필수적인 물질이다. LG에너지솔루션 관계자는 "이번 계약을 통해 미국 자유무역협정(FTA) 권역 내 리튬 공급망을 강화하고, 고성능 전기차 배터리 생산 확대에 필요한 핵심 원료를 확보할 수 있게 됐다"고 밝혔다. 양사는 향후 추가 공급 계약에 대해서도 논의할 예정이다. 리튬은 전기차 배터리의 핵심 원료로, 전기차 시장 성장에 따라 수요가 급증하고 있다. LG에너지솔루션은 이번 계약을 통해 미국 시장 진출을 위한 리튬 확보 기반을 마련한 것으로 평가된다. 웨스CEF는 호주 10대 기업 웨스파머스(Wesfarmers)의 자회사로, 2019년 호주 서부 마운트홀랜드 광산 프로젝트에 투자하며 리튬 생산 사업에 진출했다. 또한 웨스CEF는 세계 최대 리튬 생산 업체 칠레 SQM과 합작 법인을 설립해 광산과 수산화리튬 생산 시설을 공동으로 개발하고 있다. LG에너지솔루션은 이전에 웨스CEF와 2025년부터 5년 간 마운트홀랜드 광산 프로젝트를 통해 생산될 수산화리튬 5만t을 공급받기로 하는 계약을 체결한 바 있어, 이번 계약은 양사 간 협력의 지속적인 확대를 의미한다. LG에너지솔루션은 웨스CEF가 공급하는 수산리튬은 전량 미국의 인플레이션 감축법(IRA) 보조금 요건을 충족한다고 설명했다. 양사는 앞으로도 미국 FTA 권역 내에서 핵심 광물 및 원재료의 안정적인 공급망을 구축하기 위해 긴밀히 협력할 계획이다. 이강열 LG에너지솔루션 구매센터장(전무)은 "웨스CEF와 같은 잠재력이 높은 파트너들과의 전략적 협력 관계를 강화함으로써 핵심 원재료의 안정적 확보는 물론, 경쟁력 있는 가격의 배터리 제조를 목표로 하고 있다"고 밝혔다. 또한, LG에너지솔루션은 글로벌 원재료 시장의 불확실성, 예를 들어 특정 국가에서의 원재료 가격 급등 같은 예측 불가능한 공급망의 충격에도 불구하고, 핵심 원재료를 안정적으로 조달할 수 있는 구조적인 경영 체계를 마련하기 위한 지속적으로 노력하고 있다. 이는 글로벌 공급망 변화에 유연하게 대응할 수 있는 기반을 마련함으로써, 회사의 경쟁력을 한층 더 강화시키는 데 기여할 것으로 보인다. 미국 내에서 LG에너지솔루션은 IRA 보조금 요건을 충족하기 위해 소재 파트너들과의 전방위적 협력에 주력하고 있습니다. 이와 동시에, 미국을 벗어난 지역에서는 가격 경쟁력과 신속한 공급 대응 능력을 갖추기 위해 역량을 집중하고 있다. 이와 관련하여, LG에너지솔루션은 전 세계적으로 리튬 공급망 확보에 주력하고 있음을 확인하며, 호주의 그린테크놀로지메탈스로부터 캐나다에서 생산되는 리튬 정광의 25%, 칠레의 SQM으로부터 수산화리튬 및 탄산리튬 10만t, 그리고 호주 라이온타운으로부터 리튬 정광 70만t을 확보했다고 발표하기도 했다. 한편, 리튬 가격은 전기차 수요 감소로 현재 하락 추세를 보이고 있다. 중국 전기자동차 업체들의 수요 둔화로 이차전지에 필수 금속인 리튬 가격은 지난 1년간 약 80% 폭락했다. 영국 일간 파이낸셜타임스(FT)는 지난 1월 25일 데이터 그룹 벤치마크 미네랄 인텔리전스를 인용해 리튬 가격은 공급 과잉 영향으로 t당 1만3200달러 수준까지 하락했다고 전했다. 리튬 가격이 지난 2021~2022년 8만 달러 수준에 거래된 것에 비하면 5분의 1로 줄어든 것으로 2020년 이후 최저 수준이다. 리튬 가격은 지난 2019~2020년 t당 약 6000달러(약 800만원)였다. 현재 가격이 당시 저점 수준까지 떨어지지는 않았지만 생산업체들의 수익성은 좋지 않다. 골드만삭스는 지난달 올해 전 세계 수요의 17%에 해당하는 약 20만t의 탄산리튬 과잉이 예상된다면서 시장 균형을 맞추기 위해서는 '상당한 공급 감축'이 필요할 것이라고 전망했다. 리튬 배터리의 핵심 원자재인 탄산리튬 가격은 2022년 11월 t당 8만2900달러(약 1억1100만원)에 육박했다가 하락세로 접어든 뒤 작년 4월 약 2만7660달러(약 3700만원) 아래로 떨어졌다. 지난달 31일 기준으로는 1만3200달러(약 1766만원) 수준에 머물고 있다.
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LG엔솔, 호주 리튬정광 8.5만t 확보…"전기차 EV 27만대분"
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새해 건강 지키기, 다량 영양소 균형 섭취가 기본
- 새해가 되면 많은 사람들이 건강한 생활 방식을 시작하겠다고 결심한다. 하지만 좋은 습관을 들이는 것도 중요하지만, 나쁜 습관을 피하는 것도 중요하다. 미국 야후(yahoo)는 뉴욕의 공인 영양사 바네사 리세토(Vanessa Rissetto)가 새해에 건강을 유지하기 위해 절대 하지 말아야 할 다섯 가지를 다음과 같이 소개했다. 1. 식사에서 섬유질을 빼먹지 마세요 섬유질은 장 건강, 혈압 조절, 체중 관리, 콜레스테롤 수치 개선 등 다양한 건강상의 이점을 제공하는 것으로 알려진 필수 영양소이다. 섬유질은 통곡물, 짙은 잎채소, 과일, 견과류, 씨앗류 등에 풍부하게 들어 있습니다. 따라서 이러한 식품을 충분히 섭취하면 섬유질을 충분히 섭취할 수 있다. 보충제를 통해서도 섬유질을 섭취할 수 있지만, 리세토 영양사는 먼저 음식으로 섬유질을 섭취하는 것을 권장한다. 음식으로 섭취하면 보충제보다 다양한 영양소를 함께 섭취할 수 있기 때문이다. 2.하루에 충분한 수분 섭취의 중요성 의학 연구소에 따르면 성인은 하루에 약 2.8리터의 물을 마시는 것이 좋다. 이는 하루에 10잔 이상의 물에 해당한다. 물은 우리 몸에서 다양한 역할을 하는데 뇌의 기능을 유지하고, 에너지를 생성하고, 체중을 관리하고, 요로 감염과 신장 결석을 예방하는 데 도움이 된다. 수분 섭취를 늘리기 위해서는 물에 레몬이나 오렌지, 라임 등의 과일즙을 넣어 마시며 물을 마시기 전에 얼음을 넣어 차게 마신다. 또한 수분 함량이 높은 과일이나 채소를 충분히 섭취하여 하루에 충분한 수분을 섭취하면 건강을 유지하는 데 도움이 된다. 3. 다량 영양소를 골고루 섭취하자 다량 영양소는 탄수화물, 단백질, 지방의 세 가지를 말하며 이 세 가지 영양소는 우리 몸의 에너지와 구조, 기능에 필수적이다. 탄수화물은 우리 몸의 주요 에너지원이고 단백질은 근육과 뼈를 만드는 데 사용되며 지방은 체온을 유지하고 호르몬을 생성하는 데 사용된다. 많은 사람들이 다이어트를 할 때 탄수화물을 줄이거나 아예 끊는 경우가 있으나 이렇게 하면 체중은 당장은 줄어들 수 있지만, 장기적으로는 건강을 해칠 수 있다. 리세토 영양사는 탄수화물을 무작정 줄이는 것은 위험하다고 경고한다. 탄수화물을 너무 줄이면 체중이 줄어들기는 하지만, 금방 다시 원래대로 돌아오게 된다. 또한, 탄수화물을 너무 줄이면 에너지가 부족해지고, 집중력과 기력이 떨어질 수 있다. 따라서, 건강한 체중 감량을 위해서는 탄수화물을 완전히 배제하지 말고, 다른 다량 영양소와 함께 균형 있게 섭취하는 것이 중요하다. 4. 마그네슘, 빼먹으면 안 되는 필수 영양소 마그네슘은 우리 몸에 필수적인 영양소 중 하나로 뼈와 근육의 발달과 기능에 중요한 역할을 하며, 혈압 조절, 수면, 불안, 우울증 완화에도 도움이 된다. 리세토 영양사는 "마그네슘은 우리 몸의 거의 모든 세포에서 작용하는 중요한 영양소"라고 말한다. "마그네슘이 부족하면 근육 경련, 피로, 불면증, 우울증 등의 증상이 나타날 수 있다."라고 덧 붙였다. 마그네슘은 짙은 잎채소, 통곡물, 초콜릿 등에 풍부하게 들어 있다. 따라서 이러한 식품을 충분히 섭취하면 마그네슘을 충분히 섭취할 수 있다. 하지만, 마그네슘 보충제를 과다 복용하면 설사, 메스꺼움, 근육 약화 등의 부작용이 나타날 수 있으므로 주의해야 한다. 미국 식품의약국(FDA)은 성인의 경우 하루에 400~420mg의 마그네슘을 섭취할 것을 권장한다. 5. 식사 준비, 일찍 준비하지 말자 새해를 맞이해 많은 사람들이 건강한 식단을 실천하기 위해 식사 준비를 시작한다. 하지만, 리세토는 식사 준비를 너무 일찍 하는 것은 피해야 한다고 조언한다. 리세토는 "토요일에 샐러드 10개를 만들어놓으면 수요일까지 먹을 수 있을까요? 절대 그렇지 않습니다."라고 말한다. 식사 준비를 미리 하면 편리하긴 하지만, 여러 가지 이유로 실패할 가능성이 높다. 먼저, 식사 준비를 미리 하면 식재료가 상하거나 변질될 수 있으며 식단이 단조로워지고, 영양소가 부족해질 수 있다. 마지막으로, 식사 준비를 미리 하면 요리하는 재미가 없어지고, 건강한 식단을 유지하기가 어려워질 수 있다. 따라서, 식사 준비를 할 때는 식재료를 싱싱하게 보관할 수 있는 방법을 찾으면 되고 다양한 식재료를 사용해서 식단을 다양하게 구성하는게 좋다. 또한 식사 준비를 할 때마다 새로운 레시피를 시도해보는 것도 좋고 라세토는 조언한다. 이러한 팁을 따르면 식사 준비를 더 즐겁게 할 수 있고, 건강한 식단을 유지하는 데 도움이 될 것이다.
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새해 건강 지키기, 다량 영양소 균형 섭취가 기본
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