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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
- 기존 콘크리트보다 5배 강하고 이산화탄소(CO₂)를 흡수하는 환경친화적인 건축 자재 페록이 개발됐다. 콘크리트가 건축 자재로 사용되기 시작한 시기는 고대 로마 시대로 거슬러 올라간다. 로마인들은 기원전 3세기경부터 콘크리트를 사용하기 시작했으며, 이를 활용해 수많은 건축물, 교량, 도로 등을 건설했다. 로마 콘크리트는 화산재와 석회석을 혼합한 것으로, 현대 콘크리트의 전신이라 할 수 있다. 그 당시에 건설된 많은 구조물들이 오늘날까지도 남아 있어 그 내구성을 입증하고 있다. 미국 애리조나 대학에서 개발된 '페록(Ferrock)'이라는 새로운 건축 자재가 과학 저널을 통해 최근 또 다시 주목받고 있다. '페록(Ferrock)'은 '철'과 '돌'이 결합된 용어다. 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. 미국 매체 쿨다운(TCD)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 강하면서 환경친화적이라는 특징을 지니고 있어 건물이나 인프라 구조물 설계에 혁신을 가져올 수 있다는 평가를 받고 있다. 강철 분진과 실리카의 혼합물을 철암 및 물과 혼합하고 고농도의 이산화탄소에 노출시키면 페록 경화 과정이 진행된다. 페록의 강도는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 5배에 달한다. 또한 기존 콘크리트에 비해 더 유연하다. 균열 없이 움직임과 압력을 견디는 페록은 콘크리트에 비해 지진에 의한 압축 하중을 더 많이 견딘다. 일반적으로 페록 강도는 34.5 Mpa(메가파스칼)에서 48 Mpa 사이이며 일부 페록 테스트에서는 69 Mpa에 도달했다. 갓 만들어진 페록은 빠르게 굳으며 최대 강도에 도달하는 데 약 1주일이 걸린다. 페록의 개발은 10여 년 전, 데이비드 스톤 박사 연구원이 시멘트 대체재 개발 대회에서 폐철강 분진을 사용해 우승하면서 시작됐다. 2013년 특허를 획득한 스톤 박사는 '아이언쉘(Iron Shell)' 회사를 설립해 페록 상용화에 나섰다. 스톤 박사는 "실험실에서의 우연한 발견에서 시작됐다"라고 말했다. 보다 지속 가능한 건축 산업 혁신은 짚을 포함한 모든 종류의 재료를 사용하는 전 세계 연구자들의 관심사다. 폐 철강도 바로 여기에 속한다. 건설업계 전문지 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 압축 강도 13.5%, 인장 강도 20%, 휨 강도 18%가 강하다. 또한 주재료인 철강 분진과 유리 분말을 포함해 페록 제조 과정에 사용되는 재료의 95%는 재활용 재료로 이루어져 비용 효율이 높은 것으로 알려졌다. 아울러 경화 과정에서 특별한 화학 반응을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수해 오염을 줄이는 효과도 있다. 전 세계 시멘트 연간 생산량은 40억 톤이며, 제조 과정에서 지구 대기 오염의 8%를 차지한다고 로이터통신은 전했다. 현재 공개된 페록 사진은 벽돌 모양의 슬라브와 굳어서 벽을 형성하는 슬러리 형태를 보여준다. 보고서는 폐철강 확보 등 과제가 아직 남아있지만 소규모 프로젝트부터 적용 가능하다고 전했다. 페록 외에도 콘크리트보다 더 강한 신소재에 대한 연구는 다양한 분야에서 활발히 이루어지고 있다. 그래핀이나 탄소 나노튜브, 고성능 폴리머,금속 매트릭스 복합 재료 등의 신소재들은 건축, 항공, 자동차 등 여러 산업에서의 응용 가능성을 탐색하고 있다. 먼저 그래핀은 탄소 원자가 2차원 평면상에서 벌집 모양의 격자를 이루는 형태로, 강철보다 약 100배 강하면서도 매우 가벼운 물질이다. 그래핀은 높은 전도성, 유연성, 투명성을 가지며, 이러한 특성으로 인해 전자기기, 에너지 저장 장치, 심지어 건축재료에 이르기까지 광범위한 응용이 기대되고 있다. 탄소 나노튜브(Carbon Nanotubes, CNTs)는 그래핀을 원통형으로 말아 만든 나노스케일의 튜브 형태로, 뛰어난 인장 강도와 탄성 모듈러스를 가지고 있다. 이러한 속성으로 탄소 나노튜브는 항공우주, 군사, 스포츠 용품 등의 고성능 재료에 유용하게 활용될 수 있다. 고성능 폴리머 등 여러 고분자 재료들은 새로운 제조 기술과 결합해 콘크리트보다 훨씬 강하면서도 가벼운 신소재를 만드는 데 사용된다. 이들은 높은 내구성, 우수한 열 저항성 및 화학 저항성을 제공한다. 금속 매트릭스 복합재료(Metal Matrix Composites, MMCs)는 금속을 기반으로 해 다른 금속이나 비금속 재료를 강화재로 추가하여 제작된다. 이러한 복합재료는 원래 금속의 좋은 성질에 강화재의 특성을 더해, 더 높은 강도와 경도, 개선된 내구성을 제공한다. 그밖에 세라믹 매트릭스 복합재료(Ceramic Matrix Composites, CMCs)는 세라믹을 기반으로 하며, 강화재로 탄소 나노튜브나 그래핀 같은 나노물질을 사용할 수 있다. 이들은 높은 온도에서의 안정성, 낮은 밀도, 뛰어난 내마모성 등을 제공한다. 이러한 신소재들은 각각의 독특한 특성으로 인해 콘크리트와 같은 전통적인 건축 재료를 대체하거나, 그 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구와 개발이 계속됨에 따라, 페록과 그래핀 등 신소재들의 생산 비용이 절감되고, 더 넓은 적용 범위와 함께 실용화될 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
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단식, 염증 예방 효과 입증
- 단식은 염증 감소에 도움이 될 수 있다는 연구결과가 발표됐다. 케임브리지의 과학자들은 단식이 많은 만성 질환의 근본 원인인 염증을 감소시키는 데 유용한 새로운 방법을 제시할 수 있다는 것을 발견했다. 이는 신체 면역 체계의 잠재적으로 해로운 부작용을 줄일 수 있는 가능성을 나타낸다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress)는 단식이 아라키돈산이라고 알려진 혈액 내의 화학 물질 수치를 증가시키는 방식으로 염증을 억제한다는 연구 논문을 소개했다. 이 연구는 'NLRP3 인플라마솜의 아라키돈산 억제가 단식의 항염 효과를 설명하는 메커니즘'이라는 제목으로 국제 저명 학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 실렸다. 연구원들은 아스피린과 같은 약물의 유익한 효과 일부를 설명하는 데 이 연구가 도움이 될 수도 있다고 지적했다. 과학자들은 오랫동안 고칼로리 서구식 식단이 비만, 제2형 당뇨병, 심장병 등 만성 염증과 관련된 질병의 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 인식해 왔다. 이러한 식단은 우리의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 염증은 우리 몸이 부상이나 감염에 대응하는 자연스러운 방식이다. 그러나 이 반응은 인플라마솜(염증 조절 복합체)을 포함한 여러 메커니즘을 통해 촉발될 수 있으며, 이는 세포 내에서 경보 역할을 하여 신체가 손상을 감지하고 염증을 유발하여 보호하도록 한다. 그러나 인플라마솜은 의도치 않게 염증을 유발할 수 있으며, 그 중 하나의 기능은 원하지 않는 세포를 제거하고 세포 내용물을 방출하여 염증을 유발하는 것이다. 케임브리지 대학교 의과대학의 클레어 브라이언트(Clare Bryant) 교수는 많은 인간 질병에서 만성 염증의 원인과 특히 인플라마솜의 역할에 대한 깊은 관심을 표했다. 브라이언트 교수는 "최근 몇 년 동안 드러난 바에 따르면, NLRP3 인플라마솜은 비만, 죽상동맥경화증, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 다양한 주요 질병뿐만 아니라 서구 세계에서 노년층에게 흔한 여러 질병에서 매우 중요한 역할을 한다는 것이다"라고 말했다. 단식이 염증 감소에 도움을 줄 수 있다는 것은 알려져 있지만, 그 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 이러한 질문에 답하기 위해, 브라이언트 교수의 연구팀은 케임브리지 대학교와 미국 국립 보건원과 함께 24시간 동안 단식한 후 500kcal의 식사를 한 사람과 단식하지 않고 500kcal의 식사를 한 21명의 참가자들의 혈액 샘플을 분석하는 연구를 진행했다. 연구팀은 칼로리 섭취를 제한할 때 아라키돈산(일종의 다불포화지방산)이라는 지질 수치가 상승한다는 것을 발견했다. 지질은 에너지 저장, 세포 간 정보 전달 등 우리 몸에서 중요한 기능을 수행하는 분자다. 참가자들이 식사를 재개하자 아라키돈산 수치가 감소하는 현상도 관찰했다. 이 연구진은 아라키돈산이 면역 세포의 NLRP3 인플라마좀 활동을 억제한다는 사실을 실험실에서의 연구를 통해 발견했다. 이러한 발견은 연구팀에게 큰 놀라움을 주었는데, 이전에는 아라키돈산이 염증을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다고 추정했기 때문이다. 하지만 단식은 모든 사람에게 적합한 것은 아니다. 특히 당뇨병 환자나 저혈당증 환자는 단식을 하지 않도록 주의해야 한다. 그러므로 단식을 시작 하기 전 의사와 상담하는 것이 중요하다. 한편, 간헐적 단식은 건강 유지에 도움을 줄 수 있다. 우리 몸은 주로 포도당을 주요 에너지 원으로 활용하지만, 음식 섭취가 없는 긴 시간 동안에는 지방 조직에 저장된 지방산을 에너지로 사용하기 시작한다. 이는 간헐적 단식이 몸을 지방 사용에 더 효율적인 상태로 전환시키는 주요 효과 중 하나다. 이 방법은 또한 인슐린 저항성 개선에도 효과적이다. 단식을 함으로써 인슐린 분비가 쉬어 혈당 조절에 필요한 인슐린의 양이 감소하므로, 공복 상태에서도 혈당 조절이 필요 없게 되고, 이는 인슐린 민감도를 향상시켜 인슐린 저항성을 개선할 수 있다고 알려져 있다. 단식 시 주의해야 할 사항도 있다. 의료 전문가들은 단식이 근육 손상을 초래할 수 있기 때문에, 충분한 단백질 섭취와 함께 근력 운동을 병행할 것을 권장하고 있다.
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단식, 염증 예방 효과 입증
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다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하, 인과 관계 존재할까?
- 10명 중 1명의 여성에게 영향을 미치는 다낭성 난소증후군(PCOS)은 생리 불순이나 과도한 체모 등의 증상으로 잘 알려져 있다. 최근 연구에 따르면 다낭성 난소증후군은 인지 기능 저하와도 관련이 있을 수 있다는 가능성이 제기됐다. 미국 CNN 방송에 따르면, 시카고 일리노이 대학 연구팀은 18세에서 30세 사이의 여성 907명을 30년 동안 추적 조사한 결과 다낭성 난소증후군을 가진 여성들은 주의력, 기억력, 언어 능력 테스트에서 다른 여성들보다 낮은 점수를 받았다. 또한, 뇌 스캔 결과에서도 다낭성 난소증후군 여성들은 뇌 노화의 지표가 더 좋지 않았다. 연구 책임자인 헤더 G. 허들스턴(Heather G. Huddleston) 박사는 "다낭성 난소증후군은 심장 질환, 당뇨병 등 대사 질환과 관련이 있지만, 뇌 건강에 미치는 영향은 잘 알려져 있지 않았다. 이번 연구 결과는 다낭성 난소증후군 여성들이 중년에 인지 기능 저하와 뇌 변화를 겪을 위험이 있다는 것을 보여준다"고 말했다. 다낭성 난소증후군은 인지 기능 장애를 유발하는 것은 아니며, 치료를 통해 인지 기능 저하를 예방하거나 개선할 수 있다는 의견도 있다. 생리 불순, 과도한 체모, 여드름, 불임 등의 증상이 있다면 다낭성 난소증후군을 의심해 볼 수 있다. 정확한 진단과 치료를 위해서는 산부인과 전문의와 상담하는 것이 중요하다. 다낭성 난소증후군을 앓고 있는 여성들은 인지 기능 저하 위험을 줄이기 위해 건강한 식단과 규칙적인 운동을 통해 체중 관리하기, 스트레스 관리, 충분한 수면, 정기적인 검진 및 치료와 같은 노력이 필요하다. 연구 결과 해석의 고려 사항 전문가들은 모든 다낭성 난소증후군을 가진 여성이 인지 기능 저하를 경험하는 것은 아니며, 연구 결과를 해석할 때 몇 가지 한계점을 고려해야 한다고 강조했다. 연구 결과 해석에서 고려할 사항은 첫째, 이 연구는 다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하의 연관성을 보여주지만, 인과관계는 아직 밝혀지지 않았다. 즉, 다낭성 난소증후군이 인지 기능 저하를 일으켰는지, 또는 다른 요인이 두 가지 모두에 영향을 미쳤는지 확실하지 않다. 둘째, 이 연구에서 다낭성 난소증후군 진단은 의사의 진단보다는 안드로겐 수치와 참가자의 증상 기억에 의해 이루어졌다. 이는 진단의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 셋째, 다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하 사이의 연관성 뒤에 있는 잠재적인 과정에 대한 연구는 아직 초기 단계다. 인슐린 저항성, 염증, 내당능 손상과 같은 대사 이상이 뇌를 포함한 모든 기관에 영향을 미칠 수 있으며, 유전적 요인 등의 가능성들이 제시되고 있지만, 더 많은 연구가 필요하다. 한국의 다낭성 난소 증후군 현황 대한산부인과학회지에 발표된 연구결과를 보면 한국 가임기 여성(15-44세)의 약 7~10%가 다낭성 난소 증후군을 가지고 있는 것으로 추정된다. 이는 약 70만~110만 명의 여성에 해당된다. 최근 연구에 따르면, 한국 여성의 다낭성 난소 증후군 유병률은 서구 국가보다 높은 것으로 나타났다. 유병률은 연령, 체질량지수, 인종, 가족력 등에 따라 다를 수 있다. 정부는 여성 건강 증진과 국가 경쟁력 강화를 위해 질병관리청, 보건복지부, 과학기술정보통신부 등을 통해 다낭성 난소 증후군 연구를 지원하고 있으며, 다낭성 난소 증후군 진단 및 치료 지침을 개정하고, 의료기관의 역량 강화를 지원하고 있다. 또한 다낭성 난소 증후군에 대한 사회적 인식을 개선하기 위해 '다낭성 난소 증후군과 함께 사는 여성' 캠페인 등을 진행하고 있다. 여성의 삶에 여러 가지 영향을 미칠 수 있는 다낭성 난소 증후군은 적절한 관리를 통해 건강하게 생활할 수 있다.
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다낭성 난소증후군과 인지 기능 저하, 인과 관계 존재할까?
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'물의 행성' 97광년 너머 발견⋯지구형 행성 탐사 '이정표'
- 허블 우주 망원경(HST)이 60억 년 전에 형성된 외계행성을 둘러싼 물이 풍부한 대기를 감지했다. 포브스는 최근 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'를 인용해 이 외계행성 'GJ 9827d'은 태양계에서 불과 97광년 떨어져 있다며 이같이 보도했다. 미국 항공우주국(NASA·나사)에 따르면 외계행성 GJ 9827d는 지름이 지구의 약 2배이며 태양계의 해왕성 및 금성과 유사하다. 현재까지 대기에서 수증기가 감지된 가장 작은 외계행성이다. 지구형 행성은 태양계 내에서 지구와 비슷한 크기와 구조를 가진 행성을 말한다. 이러한 행성들은 지구와 우사한 특징을 가지고 있을 수 있으며, 물이나 기체로 된 대기를 포함한 환경을 가질 수 있다. 지구형 행성은 일반적으로 '금성형'과 '지구형'으로 분류된다. 이러한 행성들은 지구와 비슷한 크기와 질량을 가지며, 가스나 암석으로 이루어진 지표를 가지고 잇을 가능성이 크다. 이러한 지구형 행성 중에서 지구와 가장 비슷한 특성을 가진 것으로는 금성이 유명하다. 지구형 행성 특징 규명에 접근 물고기자리 방향의 외계행성 GJ 9827d에서 물을 발견한 것은 획기적인 사건이다. 물고기자리는 천문학에서 중요한 별자리 중 하나로 우리 은하의 방향을 나타내는 방향 지시자로도 사용된다. 물고기자리에는 명확한 주요 별이 많이 없지만, 여러 개의 밝은 별들이 모여 있는 모양이 물고기의 형상을 형성한다. 이번 연구 결과를 발표한 천문학자 팀 중 한 명인 독일 막스플랑크 천문연구소의 외계행성 대기물리학 부서를 총괄하는 로라 클라이드버그(Laura Klydeberg)는 보도자료를 통해 "진정한 지구형 행성의 특징에 한 발짝 더 다가서게 됐다"고 말했다. 이번 수증기 검출로 은하계에 존재하는 물이 풍부한 행성에 대한 이해가 비약적으로 발전할 수 있을 것으로 보인다. 행성에 물이 있는지 여부는 생명체 존재 가능성을 판단하는 데 매우 중요한 요소로 여겨지기 때문이다. 미국과 중국, 인도 등 우주 강국이 달 남극 탐사에 집중하는 것도 바로 물이 있기 때문이다. 연구팀 중 한 명인 캐나다 몬트리올대 트로티에 외계행성연구소(iREx)의 비욘 베네케는 "물이 풍부한 대기를 가진 행성이 태양계 외곽 항성계에 실제로 존재할 수 있다는 것을 대기 탐지를 통해 직접적으로 증명한 것은 이번이 처음일 것"이라고 말했다. 베케네는 "이는 암석성 행성의 대기 보유율과 다양성을 규명하는 데 있어 중요한 진전이다"라고 평가했다. 이번 연구 결과를 담은 논문은 '천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)'에 게재됐다. 고온다습한 행성 GJ 9827d는 주별(주로 별자리를 의미함)에 가깝기 때문에 금성처럼 고온다습한 행성일 가능성이 있다. 하지만 행성 대기의 주성분이 물인지, 아니면 수소를 많이 함유한 희박한 대기인지는 아직 밝혀지지 않았다. GJ 9827d에 대해 문제가 되는 것은 그 나이와 주별과의 근접성이다. 형성된 지 60억 년이 지났기 때문에 주별의 강력한 복사로 인해 초기부터 존재했던 수소의 대부분을 잃어버렸을 것으로 추정된다. 베케네는 "비교적 작은 행성을 조사하다 보면 어느 순간 행성에서 수소가 사라지고 이산화탄소를 주성분으로 하는 금성에 더 가까운 대기를 갖게 되는 전환점이 있을 것"이라고 설명했다. 절반은 물, 나머지 절반은 암석 추정 또 다른 가능성은 GJ 9827d가 수증기를 포함한 수소가 풍부한 외계행성(슈퍼지구보다 크고 해왕성형 행성보다 작은 외계행성)으로 수증기가 풍부한 외곽 가스층(수소와 헬륨으로 구성된 외곽 가스층)을 여전히 보유하고 있을 가능성이 있다. 그밖에 또 다른 가능성으로는 목성의 위성인 유로파의 온도를 높인 것과 같은 천체일 수도 있다. 유로파의 얼음 껍질 아래에는 지구의 두 배에 달하는 물이 존재한다. 베게네는 "GJ 9827d는 반은 물이고 반은 암석인 행성일 수 있다"고 지적했다. 그는 "작은 암석질 본체 위쪽에는 다량의 수증기가 있을 것"이라고 덧붙였다. 만약 GJ 9827d에 물이 풍부한 대기가 남아있다면, 주성(개별적인 하나의 별)에서 멀리 떨어진 곳에서 형성된 후 주성 근처로 이동한 것이 분명하다. 연구팀은 최근 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 GJ 9827d를 관측해 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 클라이드버그는 "이 관측 데이터로 무엇이 밝혀질지 눈으로 확인할 수 있기를 매우 고대하고 있다"고 말했다. 그는 "물의 행성 문제를 완전히 해결할 수 있기를 바란다"고 기대했다. 한편, 나사는 지난 1월 31일 태양보다 작고 차가운 적색 왜성을 도는 지구 질량 1.5배의 '슈퍼 지구'를 발견했다고 공식 발표했다. 나사에 따르면 'TOI-715 b'로 명명된 이 행성은 잠재적으로 생명체 거주 가능한 행성으로 추정된다. 발견 과정은 NASA 주관 트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성(TESS)을 통해 이루어졌다. 나사는 발표문을 통해 "추가 조사가 필요한 '슈퍼지구'는 천문학적 기준으로 볼 때 우리와 상당히 가까운 137광년 떨어진 작고 붉은 별을 돌고 있다"면서 "동일한 항성계 내에 지구 크기의 두 번째 행성이 있을 수도 있다"고 설명했다. 이처럼 우주 과학의 발달로 슈퍼 지구 혹은 물이 존재하는 지구와 유사한 별의 존재가 속속 밝혀지고 있다.
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'물의 행성' 97광년 너머 발견⋯지구형 행성 탐사 '이정표'
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NASA, 137광년 떨어진 '슈퍼지구' 발견⋯거주 가능성 높아
- 미 항공우주국(NASA·나사)은 태양보다 작고 차가운 적색 왜성을 도는 지구 질량 1.5배의 '슈퍼 지구'를 발견했다고 NDTV가 4일(현지시간) 보도했다. NASA에 따르면 이는 잠재적으로 생명체 거주 가능한 행성으로 추정되며, TOI-715 b로 명명됐다. 발견 과정은 NASA 주관 트랜짓 엑소플래닛 서베이 위성(TESS)을 통해 이루어졌다. NASA는 지난 1월 31일 공식 발표문을 통해 "추가 조사가 필요한 '슈퍼지구'는 천문학적 기준으로 볼때 우리와 상당히 가까운 137광년 떨어진 작고 붉은 별을 돌고 있다"면서 "동일한 항성계 내에 지구 크기의 두 번째 행성이 있을 수도 있다"고 설명했다. 행성 TOI-715 b는 지구보다 1.5배 크고, 모항성을 19일(1년=19일)만에 도는 짧고 낯선 공전 주기를 갖고 있다. 행성 b는 모항성 주위의 '보존적' 거주 가능 영역 내에서 궤도를 돌고 있다. 하지만 NASA는 행성 표면에 액체 물이 존재하기 위해서는 적절한 대기 등 다른 여러 요소가 필요하다고 강조했다. 생명체 거주 가능 영역은 좀 더 엄격한 기준을 적용하며, 현재 관측 결과만으로는 정확한 판단을 내리기 어렵다는 입장이다. 또한 같은 항성계 내에 TOI-715 b보다 약간 더 작은 또 다른 지구 크기의 행성이 존재할 수도 있다고 덧붙였다. TOI-715 b가 도는 별은 적색 왜성이다. 적색 왜성은 태양보다 작고 차가운 별 종류로, 이러한 별 주변에서는 암석 행성이 가깝게 붙으면서도 생명체 거주 가능 영역 내에 머물 수 있다는 특징이 있다. 또한 짧은 공전 주기 덕분에 우주 망원경을 통한 관측 기회가 많아 연구에 유리하다. NASA는 "만약 이 태양계에서 지구 크기의 두 번째 행성이 확인된다면, 지금까지 TESS가 발견한 행성 중 가장 작은 거주 가능 영역의 행성이 될 것"이라면서 "이번 발견은 또한 거주 가능 영역에서 지구 크기의 행성을 발견함으로써 TESS에 대한 초기 예상을 뛰어넘었다"고 평가했다. 하지만 NASA는 앞으로 제임스 웹 우주 망원경을 활용해 TOI-715 b의 대기 등 다양한 특성을 조사해야 정확한 평가가 가능하다고 설명했다. NASA에 따르면 거주 가능 행성으로 추정되는 '슈퍼 지구'는 영국 버밍엄 대학교의 조지나 드랜스필드(Georgina Dransfield)가 이끄는 국제 과학자팀이 발견했다. 이 연구은 2024년 1월 '황도 남극 근처의 M4 항성인 TOI-715가 주관하는 1.55 R⊕ 거주 가능 영역 행성' 발견에 관한 논문을 "왕립 천문학회 월간지"에 발표했다. 이 행성을 확인하는 데 사용된 국제적인 시설에는 제미니-사우스, 라스 쿰브레스 천문대 망원경, ExTrA 망원경, 스페쿨루스 네트워크, 트랩피스트-사우스 망원경 등이 포함된다. 이번 발견은 인류의 지구 외 생명체 탐사 노력에 중요한 발걸음이며, 향후 지속적인 연구를 통해 TOI-715 b의 생명체 거주 가능성 여부를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다.
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NASA, 137광년 떨어진 '슈퍼지구' 발견⋯거주 가능성 높아
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간헐적 단식, 제2형 당뇨병 완화 가능⋯운동과 비슷한 효과
- 간헐적 단식과 빠른 걸음걸이가 제2형 당뇨병의 증상 완화에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이러한 식이요법은 운동과 유사한 효과를 나타내며, 인슐린 민감도를 증진시켜 제2형 당뇨병 완화에 기여할 수 있다는 것이 주요 내용이다. 영국의 익스프레스는 마이크 한센(Mike Hansen) 박사가 제2형 당뇨병을 역전시킬 수 있는 가능성을 제시하는 식단으로 간헐적 단식을 추천했다고 보도했다. 건강에 해로운 식습관이 높은 인슐린 수치와 인슐린 저항성을 초래하는 주요 원인이며, 이는 제2형 당뇨병 발병으로 이어질 수 있는 문제임이 알려져 있다. 운동은 인슐린 민감도를 개선하여 당뇨병 관리에 필수적인 역할을 한다는 사실이 다수의 연구를 통해 확인됐다. 한센 박사는 간헐적 단식이 인슐린 민감성 향상에 있어 운동과 유사한 효과를 제공할 수 있다고 설명했다. 이 식습관에는 여러 방식이 존재하지만, 기본적으로는 매일이나 매주 정해진 기간 동안 음식 섭취를 자제하는 것이 핵심이다. 이 식이요법은 여러 접근 방식을 포함하고 있으며, 주된 원칙은 매일 또는 매주 정해진 시간 동안 음식 섭취를 하지 않는 것이다. 간헐적 단식의 인기 있는 방법 중 하나는 일주일 동안 5일은 평소대로 식사하고 2일은 단식하는 5:2 방식이다. 또 다른 방법으로는 매일 8시간 동안만 식사하고 나머지 시간은 단식하는 시간 제한 식사가 있다. 한센 박사는 자신의 유튜브 채널에서 간헐적 단식이 운동과 유사한 건강상의 이점을 제공한다고 말했다. 그는 "간헐적 단식과 운동은 모두 세포가 스스로를 복구하는 자가포식 과정을 촉진하며, 미토콘드리아의 보충을 유도하는 미토파지를 자극한다"고 설명했다. 더 나아가, "운동과 간헐적 단식을 병행할 경우, 세포는 미토콘드리아의 수와 크기를 증가시키는데, 이 둘은 각각의 이점을 제공할 뿐만 아니라 함께 시너지 효과를 낳는다"고 덧붙였다. 최근 임상 내분비학 및 대사 저널(The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism)에 게재된 연구에 따르면, 간헐적 단식이 제2형 당뇨병을 '완전히 뒤집을' 수 있는 가능성을 보여줬다. 이 연구에서는 38세에서 72세 사이의 제2형 당뇨병 환자 72명을 대상으로 하여, 참가자들을 두 그룹으로 분류했다. 하나의 그룹은 일반적인 관리를 받는 통제 그룹으로 설정되었고, 다른 하나는 간헐적 단식을 실시하는 실험 그룹이었다. 연구진은 이번 연구를 통해 간헐적 단식이 모든 당뇨병 약물의 사용을 중단한 상태에서도 당뇨병을 역전시킬 수 있는지를 검증하고자 했다. 이를 위해 당뇨병 완화가 이루어진 후 12개월 동안의 지속 가능성을 평가하기 위한 후속 조사도 진행됐다. 연구 결과, 간헐적 단식 그룹에서는 36명 중 17명이 당뇨병 완화를 경험한 반면, 대조군에서는 오직 1명만이 당뇨병 완화를 보고함으로써, 간헐적 단식이 제2형 당뇨병 관리에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사했다. 한센 박사에 따르면, 연구 참가자 중 항당뇨병 약물이나 인슐린을 복용하고 있던 거의 90%가 긴헐적 식단을 시행한 후 당뇨병 약물의 필요성이 줄어들었다고 말했다. 이 의료 전문가는 간헐적 단식이 인슐린 반응성을 개선하여 세포를 더 민감하게 만들고, 이를 통해 당뇨병 위험을 감소시키며, 일부 경우에는 제2형 당뇨병을 역전시케는 데 매우 효과적이라고 설명했다. 한센 박사는 "운동을 하지 못하거나 할 수 없는 사람들에게도 간헐적 단식은 포도당과 인슐린 수치를 정상 범위 내로 유지하고 이를 정상화하는 데 도움을 줄 수 있다"고 말했다. 그는 건강한 식단과 규칙적인 운동이 인슐린 민감성을 향상시키고 인슐린 수치를 감소시키는 것이 잘 알려져 있다며 “이제 우리는 간헐적 단식이 동일한 효과를 발휘할 수 있고 심지어 제2형 당뇨병을 역전시킬 수 있다는 증거를 얻었다”고 설명했다. 간헐적 단식뿐만 아니라 빠른 걸음걸이가 제2형 당뇨병 발병 위험을 감소시킨다는 연구 결과도 나왔다. 영국 스포츠 의학 저널(British Journal of Sports Medicine)에 실린 최신 연구에 따르면, 걷기 속도가 빨라질수록 제2형 당뇨병 발병 위험이 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 이 연구에서 분석한 결과, '보통 속도로 걷기'를 하는 사람들이 '느리게 걷기'를 하는 사람들에 비해 제2형 당뇨병 발병 위험이 15% 낮았으며, '빠르게 걷기'는 24%, '매우 빠르게 걷기'는 최대 39%까지 발병 위험이 감소하는 것으로 나타났다. 걷기 속도가 1km/h 증가할 때마다 당뇨병 위험이 9% 감소하는 것으로 분석됐다. 이는 걷기 속도가 빨라질수록 운동 강도가 증가해 당뇨병 위험 감소에 더욱 효과적일 수 있음을 시사한다.
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- 생활경제
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간헐적 단식, 제2형 당뇨병 완화 가능⋯운동과 비슷한 효과
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새로운 커피 유전자 지도 제작, 커피 산업 미래 바꿀까
- 이탈리아의 연구원들이 세계에서 가장 인기 있는 음료인 아라비카 커피의 유전자 지도를 완성했다고 영국 BBC가 최근 보도했다. 이 연구팀은 최신 DNA 염기서열 분석 기술을 활용하여 아라비카 커피 식물의 유전적 구성을 상세히 조사했다. 이 과정을 통해 과학자들은 커피 생산에 영향을 미치는 중요한 유전자, 예를 들어 커피의 독특한 달콤하고 부드러운 맛을 결정하는 유전자를 파악할 수 있었다. 이는 커피 재배자가 특정 맛과 향을 가진 새로운 종류의 커피를 개발하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 더 가혹한 재배 조건을 견딜 수 있는 커피를 개발하는 데 기여할 수 있다. 최근 기온 상승과 예측할 수 없는 강우량으로 인해 커피나무가 재배되는 환경이 바뀌어 수확량이 감소하고 해충과 질병의 공격이 증가하고 있다. 새로운 유전자 지도는 이러한 위협에 대응하는 데 도움이 될 수 있다. 연구를 주도한 이탈리아 우디네 대학의 미셸 모르간테 박사는 "이 유전자 지도는 커피 재배자에게 변화하는 기후 조건에 더 잘 대처할 수 있는 더 나은 식물을 제공할 수 있는 방법을 알려줄 수 있다"라고 말했다. 그는 또 "이번 연구는 커피의 맛과 향을 향상시키고, 기후 변화에 더 잘 적응할 수 있는 커피 품종을 개발하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다. 영국 런던에 있는 왕립 식물원(큐)의 아론 데이비스 박사는 "이번 발견은 커피의 유전적 다양성을 이해하는 데 있어 중요한 발전이며, 경제적으로 중요하고 널리 사랑받는 이 작물 종의 미래 발전 방향을 제시하는 데 기여할 수 있다"고 말했다. 왕립식물원(큐)는 세계에서 가장 유명한 식물원 중 하나로, 약 8만 종의 식물을 소장하고 있다. 또한, 세계 최대 규모의 식물학 도서관과 자료실을 보유하고 있다. 런던에 본사를 둔 커피 로스팅 업체인 유니온 핸드 로스티드 커피의 공동 설립자인 제레미 토츠는 "우수한 과학 연구와 열정적인 농부들의 결합으로 우리가 사랑하는 커피가 우리가 알고 있는 형태로 훨씬 더 오래 지속될 것이라는 확신을 갖게 되었다"고 말했다. 이 연구는 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다. 아라비카 커피 세계에는 100종 이상의 커피나무가 자생하고 있으나, 식용으로 널리 사용되는 것은 주로 두 종류다. 그 중 하나인 아라비카(Coffea arabica) 커피는 전 세계 커피 생산량의 60% 이상을 차지하며, 가장 인기 있는 커피 종류다. 아라비카 커피는 원래 에티오피아에서 처음 발견되었으며, 16세기경 아랍 상인들을 통해 유럽으로 소개되어 전 세계적으로 널리 퍼졌다. 이 커피는 아메리카 대륙, 아시아, 아프리카 등 전 세계 다양한 지역에서 재배되며, 약 700만 명의 커피 농부들이 아라비카 커피를 생산하고 있다. 아라비카 커피는 재배 지역에 따라 다양한 맛과 향을 갖는다. 고산지대에서 재배된 아라비카 커피는 과일과 꽃의 향이 풍부한 반면, 저지대에서 재배된 아라비카 커피는 초콜릿과 견과류의 향이 강하다. 아라비카 커피는 커피 음료뿐 아니라 케이크, 아이스크림, 초콜릿 등 다양한 식품에도 활용된다. 아라비카 커피는 주로 산악 지역에서 재배된다. 고도가 높은 환경에서의 기온 조절과 풍부한 일조량은 아라비카 커피의 맛과 향을 결정짓는 중요한 요소다. 그러나, 아라비카 커피는 기후 변화에 상대적으로 취약하며, 기온 상승과 불규칙한 강우량으로 인해 수확량 감소 및 해충과 질병 발생이 증가하는 경향이 있다. 로브스타 커피 로부스타 커피(Coffea canephora)는 아라비카 커피에 이어 두 번째로 많이 재배되는 커피 품종으로, 아라비카 커피에 비해 쓴맛이 강하고 카페인 함량이 더 높다. 전 세계 커피 생산량의 약 40%를 차지하며, 가격이 더 저렴하고 재배가 상대적으로 재배하기 쉽다. 로부스타 커피는 기후 변화에 대한 적응력이 더 높고, 해충 및 질병에 대한 저항성도 강한 특성을 가지고 있다. 로부스타 커피는 인스턴트 커피, 블렌드 커피, 커피 베이스에 주로 사용된다. 또한, 카페인 함량이 높기 때문에 에너지 음료나 기타 식품 첨가물로도 활용된다. 마지막으로 라이베리카 커피(Coffea liberica)는 전 세계적으로 재배되고 있으나, 커피 음료 제조에는 비교적 드물게 사용된다. 새롭게 완성된 유전자 지도는 로부스타, 라이베리카를 포함한 다양한 커피 품종의 특성을 더 깊이 이해하고, 개선된 커피 품종 개발에 기여할 수 있을 것으로 보인다.
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- 생활경제
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새로운 커피 유전자 지도 제작, 커피 산업 미래 바꿀까
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견과류, 체중 감량에 효과 있을까
- 견과류는 영양가가 높고 맛있는 간식으로, 다이어트 중인 사람들에게 특히 추천되는 식품이다. 하지만 그 효과를 극대화하기 위해선 적절한 양을 섭취하는 것이 중요하다. 남성 잡지 멘즈헬스(menshealth)는 프리랜서 영양 전문가 로렌 매너커(Lauren Manaker)와의 인터뷰를 통해 체중 감량에 도움이 되는 6가지 견과류를 소개했다. 매너커는 견과류가 미량 영양소와 항산화 물질을 풍부하게 함유하고 있으며, 식물성 단백질, 섬유질, 건강한 지방을 제공하는 뛰어난 영양소 공급원이라고 강조했다. 견과류 섭취는 심장 건강 증진부터 인지 능력 향상까지 다양한 건강 이점을 제공한다. 특히, 체중 관리가 목표인 사람들에게 견과류는 이상적인 간식이 될 수 있다. 단 견과류는 영양소가 풍부하긴 하지만, 칼로리도 상당히 높다. 과도한 섭취는 칼로리 초과로 이어져 체중 증가의 원인이 될 수 있다. 즉, 체중 감량을 목표로 한다면 섭취하는 칼로리보다 소모하는 칼로리가 많아야 한다. 견과류를 적절한 양으로 섭취할 경우(예: 전체 팩 대신 한 봉지), 그 영양성분이 체중 감량 목표를 지원할 수 있다. 균형 잡힌 식단 내에서 견과류를 적당량 포함시키는 것은 체중 관리에 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 실제로 2021년에 실시된 메타 분석 연구 결과, 견과류를 꾸준히 섭취하는 사람들이 체지방 비율이 더 낮게 나타났다. 에버플렉스 피트니스의 에이버리 젠커(Avery Zenker)는 견과류의 영양적 이점에 대해 "견과류는 섬유질, 불포화 지방, 단백질, 항산화제, 비타민 및 미네랄을 제공하므로 매일 식단의 건강한 부분이 될 수 있다"고 강조했다. 이들 영양소에는 마그네슘, 아연, 칼슘, 철, 셀레늄, 비타민 E, 비타민 B 등이 포함되어 있으며, 견과류는 포화 지방, 탄수화물, 설탕이 낮고, 트랜스 지방과 콜레스테롤이 없어 건강에 이로운 선택이 된다. 그는 또한 "미국인 대다수가 섬유질, 마그네슘, 비타민 E, 철분, 비타민 B의 권장 섭취량에 미치지 못한다"고 지적하며, "견과류가 이러한 영양소 부족 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다. 젠커는 견과류가 지중해식 식단, 케토 식단, 채식 식단, 식물 기반 식단 등 체중 감량에 유리한 다양한 식단 유형에 잘 맞으며, 시간이 많이 소요되지 않는 신속하고 편리한 간식으로 가공 스낵을 대체할 수 있는 이상적인 선택임을 강조했다. 체중 감량에 가장 좋은 견과류 6가지에는 통아몬드, 피스타치오, 땅콩, 호두, 브라질너트, 마지막으로 견과류 전체가 포함된다. 우선, 통아몬드 1온스(약 28g, 아몬드 약 23개)에는 섬유질 3.5g, 단백질 6g, 탄수화물 6g, 지방 14g, 설탕 1g, 그리고 164칼로리가 포함돼 있다. 젠커는 "1회 제공량인 통아몬드 1온스에는 칼슘 75mg, 칼륨 208mg, 비타민 E 7mg를 섭취할 수 있다"며 "아몬드의 단백질, 섬유질, 건강한 지방 함량은 포만감을 제공하며 과일이나 기타 자연식품과 함께 먹으면 훌륭한 간식이 될 수 있다"고 설명했다. 또한 피스타치오는 식물성 단백질의을 풍부하게 제공한다. 1온스(피스타치오 약 49개)당 160칼로리에 불과해 칼로리가 가장 낮은 견과류 중 하나다. 땅콩은 매우 인기가 많고 다양하게 활용되는 견과류 중 하나다. 1온스 분량에서 아몬드(7g)보다 조금 더 많은 단백질을 제공하며, 섬유질은 2.5g으로 아몬드보다 소량 적고, 총 162칼로리를 함유하고 있다. 땅콩버터를 선택할 때는 땅콩과 소량의 소금만을 포함한 천연 땅콩버터가 바람직하다. 호두는 오메가-3 지방산을 함유하여 뇌 건강을 지원하고 항염 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 작은 크기임에도 불구하고 풍부한 맛을 자랑하기 때문에 소량만으로도 충분한 만족감을 제공한다. 브라질너트는 셀레늄의 탁월한 공급원으로, 이 미네랄은 갑상선 기능 유지에 필수적인 역할을 포함해 신체에서 다양한 중요한 기능을 수행한다. 중간 크기의 브라질너트 한 개만으로도 성인의 일일 권장 셀레늄 섭취량(55mcg)을 충족할 수 있다. 하지만 셀레늄의 일일 섭취 상한선이 400mcg인 점을 고려하여 브라질너트의 섭취량을 조절하는 것이 좋다. 마지막으로 체중 감량을 지향할 때, 가공된 견과류 스낵이나 견과류 버터보다는 '견과류 전체'를 선택하는 것이 더 바람직하다. 견과류는 당뇨병을 비롯해 인슐린 저항성 문제를 겪는 사람들의 체중 관리에도 유익할 수 있다. 낮은 탄수화물 함량과 높은 섬유질 함량 덕분에, 견과류는 혈당 조절에 도움을 줄 수 있는 우수한 옵션이 될 수 있다.
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- 생활경제
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견과류, 체중 감량에 효과 있을까
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탄수화물, 건강에 이로울까? 해로울까?
- 탄수화물은 건강에 이로운 측면과 단점을 모두 가지고 있다. 적절한 양의 탄수화물 섭취는 건강에 유익하나, 과도한 섭취는 당뇨병과 같은 인슐린 저항성을 기반으로 한 대사 증후군을 유발할 수 있다. 탄수화물은 포도당, 맥아당(엿당), 유당(젖당), 과당, 자당(설탕) 등의 당류 유도체를 포함하며, 화학적으로는 탄소, 수소, 산소가 결합해 이루어진 천연 고분자 화합물과 유기화합물이다. 일상에서 빵이나 밥을 통해 에너지원으로 섭취되는 탄수화물은, 과도하게 섭취될 경우 2형 당뇨병 등 대사 증후군의 원인이 될 수 있다. 미국 식품 전문 매체 '이팅웰(EatingWell)'은 탄수화물의 장단점과 건강한 식단에 탄수화물을 포함하는 방법에 대해 소개했다. 우리 몸의 주요 에너지원 탄수화물은 우리 몸에 필수적인 에너지원이며 중요한 연료 역할을 한다. 인디애나폴리스에 위치한 원 팟 웰리스(One Pot Wellness)의 완 나 천(Wan Na Chun) 박사는 탄수화물이 세포에 포도당을 공급하며, 이 포도당이 에너지로 변환되어 신체 기능과 신진대사를 지원한다고 설명했다. 탄수화물 섭취를 줄이면 집중력 저하가 나타날 수 있다. 실제로 2018년 '소아 위장병학 및 영양저널(Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition)'의 리뷰에 따르면, 신체의 휴식 중 포도당 소비량의 약 20~25%가 두뇌에 에너지를 공급하는 데 사용된다고 한다. 특히 통곡물이나 섬유질이 많은 식품과 같은 복합 탄수화물은 뇌에 유익하다. 이러한 탄수화물은 안정적인 혈당 수준을 유지하며, 이는 지속적인 집중력과 정신력을 증진시킬 수 있다. 반면, 사탕과 같은 정제된 탄수화물에 지나치게 의존하면 혈당 수준이 급격히 변동할 수 있으며, 이러한 변화가 자주 발생하면 인지능력 저하가 심해지는 '브레인 포그(brain fog, 뇌 흐림)'와 같은 문제가 발생할 수 있다. 세로토닌 생성 촉진 탄수화물은 신체의 주요 에너지원으로, 특히 운동선수나 활동적인 사람들에게 중요하다. 다양한 연구에 따르면, 운동 후 탄수화물 섭취는 근육의 글리코겐 회복과 운동 성능 향상에 중요한 역할을 한다. 또한, 탄수화물이 세로토닌 생성을 촉진하여 기분을 좋게 만든다는 주장이 있다. 일부 연구에서는 저탄수화물 식단이 우울증, 불안, 분노 증가와 관련이 있다는 사실을 발견했다. 특정 종류의 탄수화물 섭취는 콜레스테롤 감소에도 도움이 된다. 연구에 따르면, 수용성 섬유질(귀리, 보리, 콩류 등에 풍부한 섬유질)을 하루에 5~10g 더 섭취하면 나쁜 LDL 콜레스테롤이 5% 감소할 수 있다고 한다. 보건복지부의 발표에 따르면 통곡물을 더 많이 섭취하는 사람들은 LDL 콜레스테롤이 낮고 좋은 HDL 콜레스테롤이 높은 경향이 있다. 오트밀, 퀴노아, 통밀빵, 옥수수, 채소, 과일, 콩 등과 같은 통곡물은 탄수화물뿐만 아니라, 소화에 중요한 섬유질의 좋은 공급원이다. 당뇨병 환자, 인슐린 능력 저하 그러나 당뇨병 전단계나 당뇨병 환자는 탄수화물 섭취에 특별한 주의를 기울여야 한다. 천 박사는 당뇨병 환자가 인슐린, 혈당 수치를 조절하는 주요 호르몬의 처리 및 활용 능력이 저하될 수 있다고 설명했다. 이러한 혈당 상승을 방지하기 위해서는 섬유질 섭취를 늘리고 탄수화물을 단백질 및 지방과 함께 섭취하는 것이 중요하다. 천 박사는 또한 다낭성 난소 증후군(PCOS)을 가진 사람들이 인슐린 저항성을 경험할 수 있기 때문에 탄수화물 섭취에 주의해야 한다고 말했다. 이는 잠재적인 건강 위험을 최소화하는 데 도움이 된다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 미국인을 위한 식생활 지침에서는 첨가당을 전체 칼로리 섭취량의 10% 이하로 제한하는 것이 권장된다. 과일, 채소, 콩류, 무가당 유제품 등 영양이 풍부한 식품을 섭취함으로써 복합 탄수화물을 섭취하고 정제된 탄수화물 및 첨가 설탕을 줄일 수 있다. 또한, 흰 빵을 통곡물 빵으로 대체하고 귀리를 선택하는 것도 좋은 방법이다. 첨가당을 과다 섭취하는 것은 건강에 좋지 않다. 주로 케이크, 쿠키, 사탕, 가당 음료, 가당 요구르트 등의 식품에 많이 포함되어 있다. 반면, 과일과 같은 식품에 자연적으로 존재하는 설탕은 첨가된 설탕과 달리 건강에 덜 해로울 수 있다. 탄수화물은 때때로 부정적인 평가를 받지만, 실제로는 건강에 다양한 이점을 제공한다. 당뇨병이나 다낭성 난소 증후군이 있는 경우에는 탄수화물 섭취에 주의를 기울여야 하지만, 이것이 탄수화물을 완전히 배제해야 한다는 의미는 아니다. 통곡물과 섬유질을 더 많이 섭취하는 것은 포만감, 소화 촉진, 심장 건강 개선 및 에너지 수준 유지에 도움이 된다.
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탄수화물, 건강에 이로울까? 해로울까?
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합금의 한계를 뛰어넘는 레이저 제작 금속
- 미국 에너지부(DOE)의 오크리지 국립 연구소(ORNL) 연구팀은 레이저 기반 적층 제조(AM)를 사용하여 더 강하고 파손 가능성이 적은 고엔트로피 합금을 개발했다. 적층 제조는 금속 분말을 레이저나 열 등으로 녹여서 원하는 모양의 구조물을 만드는 공정으로, 3D 프린팅이라고도 한다. 미국의 과학기술 전문 매체인 사이테크데일리(SciTechDaily)에 따르면 연구원들은 다섯 가지 이상의 원소를 일정 비율로 혼합하여 고엔트로피 합금(HEA)이라는 내구성 있는 합금을 개발했다. 고엔트로피 합금은 심각한 마모 저항성, 극한의 온도와 방사선, 높은 응력을 견딜 수 있는 특성으로 인해 다양한 산업 분야의 사용이 기대된다. 그러나 기존의 3D 프린팅으로 만든 고엔트로피 합금은 강도는 높지만 연성이 부족해 성형하기 어렵고 하중이 가해질 때 쉽게 파손될 수 있다는 단점이 있다. 이는 합금의 응용 범위를 제한하는 문제점 중 하나다. 새로운 고엔트로피 합금의 특징 연구팀은 레이저 기반 적층 제조 공정을 활용하여 나노미터 두께의 나노 라멜라 구조를 가진 새로운 고엔트로피 합금을 개발했다. 이 나노 라멜라는 서로 다른 결정 구조를 가지고 있어 고강도를 제공한다. 또한, 이 판들의 명확한 가장자리는 일정 정도의 어느 정도의 미끄러짐을 허용하여 합금에 연성을 제공한다. 이것은 나노 라멜라가 여러 층으로 쌓인 판 구조와 유사하다는 것을 의미한다. 이러한 층과 층 사이에는 서로 다른 원소들이 포함되어 있다. 이 구조 덕분에 각 층이 서러 잘 붙어 강도가 높아지고, 판의 가장자리가 미끄러짐을 통해 연성이 향상되는 것이다. 새로운 고엔트로피 합금의 성능 새로운 고엔트로피 합금은 기존의 3D 프린팅 고엔트로피 합금에 비해 강도가 1.3배, 연성이 2배 이상 향상됐다. 이는 고엔트로피 합금의 한계를 극복하여 다양한 산업 분야에서 활용 가능성을 높일 것으로 기대된다. 연구팀은 오크리지 국립 연구소에 있는 파쇄 중성자 소스(Spallation Neutron Source)와 고급 광자 소스(Advanced Photon Source)를 활용하여 나노 라멜라의 구조와 특성을 분석했다. 파쇄 중성자 소스는 핵분열을 통해 생성된 중성자를 이용하여 물질의 내부 구조를 연구하는 장비이다. 반면, 고급 광자 소스는 고에너지의 광자를 사용하여 물질의 구조와 특성을 조사하는 장비다. 연구팀은 이러한 장비를 사용해 나노 라멜라의 두께와 결정 구조를 측정하고, 나노 라멜라가 합금의 강도와 연성에 미치는 영향을 연구했다. 연구 결과 나노 라멜라의 두께가 100나노미터(nm) 미만인 경우 강도가 가장 높고, 나노 라멜라의 결정 구조가 서로 다른 경우 연성이 가장 높다는 것을 발견했다. 고엔트로피 합금 응용 분야 연구팀은 이번 연구를 통해 레이저 기반 AM을 사용하여 고엔트로피 합금의 강도와 연성을 동시에 향상시킬 수 있다는 것을 보여주었다. 이는 고엔트로피 합금의 한계를 극복하여 다양한 산업 분야에서 활용 가능성을 높일 것으로 기대된다. 예를 들어, 새로운 고엔트로피 합금은 더 안전하고 연료 효율적인 차량, 더 강력하고 더 오래 지속되는 기계를 생산하는 데 사용될 수 있다. 새로운 고엔트로피 합금은 △더 가볍고 강한 항공기 및 우주선 제작, △더 안전하고 연료 효율적인 자동차 제작, △더 내구성이 뛰어난 풍력 터빈 및 태양광 패널 제작, △더 강하고 내식성이 뛰어난 의료 기기 제작 등에서 활용될 수 있다.
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- 산업
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합금의 한계를 뛰어넘는 레이저 제작 금속
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레이저 가공 HEA, 3D 프린팅으로 강도·연성 향상
- 최근 레이저와 3D 프린팅 기술을 활용해 강도가 높고 유연성을 갖춘 새로운 형태의 합금을 개발하는 데 성공했다. 합금이란, 기본 금속에 다른 금속을 섞어 고온에서 녹인 후 식혀 만들어진, 원래 금속과는 다른 성질을 가진 새로운 금속 물질을 말한다. 이러한 합금을 제작하는 주된 목적은 기계적 성질을 개선하고, 부족한 특성을 보완하여 금속의 기능을 증진시키기 위함이다. 과학기술 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 레이저 기반 적층 제조 방식을 이용하여 더 강력하고 파손 가능성이 낮은 고엔트로피 합금(HEA)을 만드는 방법을 소개했다. '고엔트로피 합금(HEA:High entropy alloys)'은 기존의 합금 제조 방식과 비교했을 때 뛰어난 강도와 내구성을 제공하며, 합금의 적용 범위를 확장시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. HEA는 심각한 마모, 극한의 온도, 방사선 및 높은 압력과 관련된 응용 분야에서 사용가능하다. 3D 프린팅, 또는 적층 가공(AM)으로 알려진 기술을 사용해 만들 수 있는 합금은 일반적으로 연성이 부족하다는 단점을 가지고 있다. 이는 3D 프린팅을 통해 제작된 고엔트로피 합금이 형태를 유지하는 데 어려움을 겪고, 하중을 받을 때 충분히 변형되거나 늘어나지 않아 쉽게 파손될 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 최근 과학자들은 레이저 기반의 적층 가공 방식을 사용하여, 이러한 연성 문제를 개선한 더욱 강하고 연성이 뛰어난 고엔트로피 합금을 개발하는 데 성공했다. 이들은 이러한 성능 향상의 기본 메커니즘을 더 깊이 이해하기 위해 중성자와 X선 산란, 그리고 전자 현미경과 같은 고급 분석 기술을 활용했다. 이러한 연구 결과는 3D 프린팅 합금의 사용 범위를 확장하고, 그것이 적용될 수 있는 산업 분야를 다양화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 연성과 강도가 모두 향상된 새로운 형태의 합금은 더욱 까다로운 응용 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 잠재적인 산업 응용과 에너지 효율성 산업계는 미래에 제조 과정에서 더욱 강력하고 형태를 쉽게 잡을 수 있는 고엔트로피 합금을 사용 가능할 것으로 기대하고 있다. 이러한 HEA를 산업 응용 분야에 사용하기 위해서는 가벼우면서도 복잡한 형태의 HEA 부품에 대한 높은 내구성, 신뢰성, 그리고 파손 저항성이 요구된다. 새로운 합금은 더 안전하고 연료 효율적인 차량의 제조, 더 강한 제품의 생산, 그리고 더 오래 지속되는 기계의 개발을 가능하게 하여, 소비자와 산업계 모두에 혜택을 가져올 것으로 기대된다. 또한, 레이저를 사용하여 분말 합금을 고체 금속 형태로 융합하는 레이저 기반의 적층 가공 방식은 에너지 효율성이 매우 높다는 점에서, 새로운 유형의 HEA 생산에 있어 매력적인 방법으로 여겨진다. 이는 에너지 소비를 줄이면서도 고품질의 합금 부품을 생산할 수 있는 방법으로, 지속 가능한 제조 및 공정 효율성 측면에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 나노 라멜라 구조와 기계적 특성 레이저 기반 적층 가공 공정은 나노미터 두께의 나노 라멜라(얇은 판층) 구조를 생산할 수 있다. 이 공정은 높은 강도를 제공하면서도, 나노 라멜라의 뚜렷한 가장자리가 일정 수준의 미끄러짐(연성)을 허용하여 유연성을 보장한다. 이러한 나노 라멜라는 평균 약 150나노미터 두께의 면심 입방체(FCC) 결정 구조와 평균 약 65나노미터 두께의 체심 입방체(BCC) 결정 구조의 교차 층으로 구성된다. 개발된 새로운 고엔트로피 합금은 약 1.3기가파스칼(인장강도 단위)의 높은 항복 강도를 나타내며, 이는 가장 강한 티타늄 합금의 강도를 능가하는 수준이다. 또한, 이 HEA는 약 14%의 연신율을 제공하는데, 이는 동일한 항복 강도를 가진 다른 AM 금속 합금보다 높은 수치다. 연신율은 재료가 파손되지 않고 얼마나 많은 굽힘을 견딜 수 있는지를 나타내는 지표로, 재료의 유연성과 내구성을 측정하는 중요한 요소다. HEA 첨단 연구기술 및 시설 한편, 미국 테네시주에 위치한 오크리지 국립연구소(ORNL: Oak Ridge National Laboratory)의 연구원들은 에너지부(DOE) 산하 과학 사용자 시설인 파쇄 중성자원(Spallation Neutron Source)을 통해 변형 상태에서 HEA 샘플의 내부 기계적 부하 분배를 조사할 수 있었다. 이 시설의 중성자 데이터는 합금 내부의 상세한 구조적 정보를 제공함으로써 HEA의 기계적 특성에 대한 깊은 이해를 가능하게 했다. 또한, 연구팀은 ORNL 내의 다른 DOE 과학 사용자 시설인 나노입자 재료 과학(Nanophase Materials Sciences) 센터에 위치한 원자 프로브 장비를 활용하여, 교대로 층을 이루는 나노 라멜라 구조 및 미세 구조의 상세한 3D 이미지를 캡처했다. 이와 별개로, 미국 일리노이주에 위치한 시카고 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory)의 첨단방사광가속기(Advanced Photon Source)는 어닐링 과정을 거친 다양한 HEA 샘플의 단계를 연구하는 데 사용되었다. 이 시설에서의 X선 회절 분석은 합금의 열처리 과정이 그 성질에 어떻게 영향을 미치는지를 평가하는 데 중요한 역할을 했다. 미국 내 첨단 연구기술 및 시설의 활용은 HEA의 개발과 응용에 있어 중요한 도약점을 제공하며, 합금의 구조적 및 기계적 특성에 대한 포괄적인 이해를 가능하게 한다. 이러한 첨단 연구는 HEA의 미래 적용 가능성을 확장하고, 재료 과학 분야에서의 혁신적 발전을 촉진할 것으로 기대된다. 연구소들의 고도화된 기술과 시설은 재료의 기본 구조부터 그 성능에 이르기까지 광범위한 분석을 허용함으로써, 합금의 특성을 극대화하고 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 새로운 기회를 열어준다.
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레이저 가공 HEA, 3D 프린팅으로 강도·연성 향상
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새해 결심, 장수 전문가가 추천하는 5가지 건강습관
- 새해가 시작되면서 많은 이들이 운동 등 건강한 생활을 위한 새로운 결심을 하고 있다. 이와 관련하여 폭스뉴스는 플로리다 출신의 신경학자이자 장수 전문가인 브렛 오스본 박사와 건강 습관에 관한 인터뷰를 진행했다. 오스본 박사는 "새해 건강을 삶을 유지하기 위한 5가지 건강 습관으로는 항염증 식단, 근력운동, 혈압, 혈액검사, 스트레스 관리가 중요하다"고 말했다. 오스본 박사는 "우리의 풍부한 과학적 지식에도 불구하고 기대 수명은 수십 년 만에 최저 수준에 있다"며 "올해 또는 그 이후에도 건강을 유지하기 위한 선택은 여전히 가능하다"고 말했다. 그는 최신 웰니스 트렌드를 따르기보다는 건강 유지를 위해 검증된 위의 5가지 기본 사항을 지키는 것을 권장했다. 첫 번째 권장 사항은 낮은 혈당지수(low-GI)를 가진 항염증 식단을 섭취하는 것이다. 혈당지수는 음식이 혈당 수준에 미치는 영향을 0에서 100까지 점수로 나타낸다. 낮은 GI 식단을 따르면 근육을 유지하면서 인슐린 수치를 낮추고 지방 손실을 유도할 수 있다고 오스본 박사는 설명했다. 또한, 탄수화물 섭취는 주로 야채와 채소에서 얻는 것이 좋으며, 혈당지수가 40 이상인 설탕, 빵, 파스타, 쌀과 같은 단순 탄수화물은 피해야 한다고 조언했다. 충분한 양의 지방(올리브 오일, 아보카도, 견과류, 버터 등)을 섭취하고, 적당량의 단백질(살코기 및 생선에서)을 통해 근육량을 유지하는 것이 중요하다고 강조했다. 오스본 박사는 "근육을 유지하고 추가하는 것이 지방을 녹이는 가장 효과적인 방법"이라며, 노화로 인한 근육 손실이 인지 저하와 관련 있기 때문에 근력 운동을 통해 근육을 보호하는 것의 중요성을 강조했다. 두 번째로 노화로 인한 근육 손실은 단순히 허약함에 그치지 않고 인지 저하와도 밀접한 관련이 있다. 이는 근력 운동을 통해 근육을 보호해야 하는 중요한 이유다. 그는 "심장병이나 암과 같은 노화 관련 질병 예방은 근육량과 직결되어 있다"고 말하며, "근육을 증가시키는 것은 허리둘레의 지방을 빠르게 녹이는 방법 중 하나"라고 강조했다. 오스본 박사는 근육에 점진적으로 부담을 주는 기본적이면서도 복합적인 운동을 권장하고 있다. 이는 근육 형성 반응을 유도하는 데 도움이 된다. 운동 계획을 세워두고 매 세션마다 이전의 성과를 개선하려는 노력을 통해 신체는 점진적으로 적응하고 강해질 것으로 예상된다. 그는 근력 훈련이 뇌에도 긍정적인 영향을 미친다고 말했다. 이는 학습과 기억 형성을 돕는 화학 물질을 방출하여 인지 기능을 보호하기 때문이다. 오스본 박사는 스쿼트, 벤치 프레스, 데드리프트, 오버헤드 프레스, 풀업/턱걸이와 같은 기본적이지만 효과적인 운동들을 근력 훈련 프로그램의 핵심으로 추천했다. 운동 초보자의 경우 경험이 풍부한 트레이너를 찾아 올바른 자세를 배우고 개인에게 맞는 프로그램으로 시작하는 것이 좋다. 세 번째 건강 습관으로는 혈압 모니터링이 있다. 오스본 박사는 노화 관련 질병의 위험을 감소시키는 가장 쉬운 방법 중 하나로 혈압 관리를 꼽았다. 그는 자동 혈압 커프를 구입해 매일 혈압 수치를 기록할 것을 권장했다. 오스본 박사는 "미국심장협회의 지침에 따라 정상 혈압을 목표로 설정하고, 지속적으로 혈압이 상승하는 경우 의사와 상담해야 한다"고 조언했다. 그는 고혈압이 관리되지 않을 경우 관상동맥이나 경동맥에 플라크가 쌓여 심부전이나 뇌졸중으로 이어질 수 있다고 경고했다. 하루에 1티스푼으로 소금 섭취를 줄이는 것이 혈압약과 동일한 효과가 있다는 연구 결과가 있다. 건강한 혈압을 유지하는 가장 좋은 방법은 깨끗한 식습관, 매일의 운동, 스트레스 완화 노력을 통해서다. 일일 소금 섭취를 1티스푼으로 줄이는 것이 혈압약과 유사한 효과를 낼 수 있다는 연구 결과가 있다. 건강한 혈압을 유지하는 가장 좋은 방법은 건강한 식습관, 규칙적인 운동, 스트레스 관리를 통한 것이다. 또한, 오스본 박사는 "마그네슘, 비트 뿌리 추출물, 오메가-3 지방산 등의 보충제가 혈압을 낮추는 데 도움이 될 수 있다"고 말했다. 네 번째 권장 사항은 나이가 들면서 증가하는 염증, 변동하는 호르몬 수치, 혈당 조절의 어려움을 감안하여 정기적인 혈액 검사를 받는 것이다. 오스본 박사는 "신체 내부의 상태를 즉각적으로 파악할 수 있다면 생화학적으로 개입하여 산화 과정을 늦출 수 있다"고 설명했다. 연구원에 따르면, 알츠하이머병 진단을 위한 혈액 검사가 올해 초 시장에 출시될 수 있다. 전반적인 건강에 영향을 미치는 주요 지표는 다음과 같다. 먼저 HbA1c는 장기적인 혈당 조절 척도로, 오스본 박사는 5 미만의 수치를 권장한다. 인슐린 수치는 낮은 HbA1c와 함께 5 미만일 때 지방 연소와 연관된다. 지질 프로필은 혈액 지방을 측정하며, LDL(나쁜 콜레스테롤)은 100 미만, HDL(좋은 콜레스테롤)은 60 이상, 트리글리세리드는 100 미만이 이상적이다. 또한 아포지단백질 B는 혈관 질환 위험 요소를 나타낸다. CRP는 염증 지표로, 0.5 미만으로 유지하는 것이 좋다. 호르몬 수치 중 비타민 D3는 호르몬으로 간주되므로 그 수치도 중요하다. 오스본은 "테스토스테론, 에스트라디올, 프로게스테론과 갑상선의 최적 수치는 웰빙에 매우 중요하며 쉽게 검사할 수 있다"며 "건강한 식단, 운동, 그리고 필요한 경우 호르몬 대체 요법(HRT)을 통해 생화학 균형을 쉽게 최적화할 수 있다"고 말했다. 마지막으로, 스트레스 수준을 관리하는 것이다. 스트레스 호르몬인 코르티솔을 관리하는 것은 종종 간과되지만 매우 중요하다. 오스본은 "만성적으로 높은 코르티솔 수치는 고혈압, 인슐린 저항성 또는 당뇨병 전증, 낮은 테스토스테론 수치와 관련이 있다. 낮은 테스토스테론 수치는 에너지 수준, 성욕 및 신체 구성에 영향을 미친다"고 주장했다. 전문가들은 스트레스 수준을 낮추는 데 도움이 되도록 요가, 명상, 해변에서 시간 보내기, 빨간불 사우나에서 세션 즐기기 등 편안한 활동을 찾아볼 것을 권장한다. 휴가 시간을 계획하는 것도 중요하다. 또 최적의 수면은 스트레스와의 전쟁에서 중요한 도구이며, 가족 및 친구들과의 사회적 상호작용을 계획하는 것 역시 중요하다.
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- 생활경제
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새해 결심, 장수 전문가가 추천하는 5가지 건강습관
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마늘, 맛과 건강을 모두 챙기는 음식
- 마늘을 매일 일정량 섭취하게 되면 면역력을 강화하고 콜레스테롤 수치가 감소하는 등 건강에 좋은 효과를 볼 수 있다고 건강 영양 전문지 이팅웰(Eating Well)이 최근 보도했다. 마늘은 요리에 없어서는 안 될 필수 식재료다. 톡 쏘는 맛과 향으로 음식의 풍미를 더해주는 것은 물론, 다양한 건강상의 이점까지 제공하는 것으로 알려져 있다. 이팅웰이 전한 마늘의 영양 성분과 건강상의 이점, 식단에 마늘을 추가하는 방법에 대해 소개한다. 마늘의 영양 성분 마늘은 비타민 C, 아연, 철분, 칼륨, 마그네슘 및 비타민 K와 같은 건강 증진 영양소가 포함되어 있다. 또한, 마늘은 황 함유 화합물인 알리신(allicin)이 풍부하다. 알리신은 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 마늘은 다양한 건강상의 이점을 제공하는데 그중에서도 대표적인 이점은 다음과 같다. 첫째 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 마늘의 알리신은 면역 체계를 강화하고 감염을 예방하는 데 도움이 된다. 둘째 콜레스테롤 합성을 억제하고 콜레스테롤 배출을 촉진하는 마늘은 콜레스테롤 수치를 낮추고 심장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 셋째 혈관을 확장하고 혈액 순환을 개선하는 효과가 있다. 마늘은 혈압을 낮추고 고혈압 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 넷째 인슐린 분비를 촉진하고 인슐린 저항성을 개선하는 마늘은 혈당 수치를 조절하고 당뇨병 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 다섯째 장내 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고 유해한 박테리아의 성장을 억제하는 마늘은 장 건강을 개선하는 데 도움이 된다. 다양한 요리에 활용 마늘은 다양한 요리에 사용할 수 있는 다재다능한 식재료로 마늘을 식단에 추가하는 몇 가지 방법은 다음과 같다. 먼저 마늘 기름으로 채소를 볶는다. 기름을 두른 팬에 다진 마늘을 놓고 옅은 갈색이 될 때까지 볶아서 기름에 마늘 향을 입힌다. 볶음밥과 같은 쌀 요리에 마늘을 추가하면 풍미가 더해진다. 또한 대부분의 단백질 및 채소와 잘 어울린다. 그밖에 스튜나 카레에 사용할 수 있다. 마늘은 아시아 일부 지역의 카레와 라틴 아메리카 일부 지역의 스튜에 자주 사용할 수 있다. 또한 수제 살사를 만들 때 마을을 사용한다. 살사는 더 많은 채소를 섭취할 수 있는 방법 중 하나이다. 또한 구운 마늘 또는 익힌 마늘을 섭취하는 것도 좋은 방법이다. 구운 마늘 또는 익힌 마늘은 생마늘에 비해 알리신 함량이 다소 감소할 수 있으나, 여전히 다양한 건강상의 이점을 제공한다는 점에서 유익하다. 마늘을 가장 건강하게 먹는 방법 마늘을 가장 건강하게 먹는 방법은 생마늘을 깨끗이 씻어서 씹어 먹는 것이다. 생마늘을 씹을 때 알리신이라는 성분이 생성되며, 알리신은 마늘의 대표적인 건강 성분으로 항산화, 항염증, 항균, 항암 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 다만, 위장이 약한 사람은 생마늘을 섭취하면 속쓰림이나 복통을 유발할 수 있다. 이 경우, 마늘을 가열하거나 꿀에 절여서 먹는 것이 좋다. 하지만, 위장이 예민한 사람들의 경우 생마늘 섭취 시 속쓰림이나 복통을 겪을 수 있다. 이러한 경우에는 마늘을 가열하거나 꿀에 절여서 섭취하는 것이 더 좋은 대안이 될 수 있다. 1일 마늘 적정 섭취량 마늘의 섭취량은 하루에 2~3쪽 정도가 적당하다. 과다 섭취 시 속쓰림, 복통, 설사 등의 부작용이 나타날 수 있으므로 주의해야 한다. 또한 임산부나 수유부는 마늘을 섭취하기 전에 의사와 상담하는 것이 좋다. 마늘은 혈액 응고를 방해할 수 있으므로, 수술을 앞둔 사람은 마늘 섭취를 피하는 것이 좋다. 전 세계 다양한 문화에서 마늘은 매일 즐겨 먹는 식품 중 하나이며, 일반적으로 건강에 불리한 영향을 미치는 경우는 드물다. 마늘은 대체로 소량으로 섭취하며, 자주 먹을수록 건강상의 이점을 얻을 가능성이 높아질 수 있다. 그러나 과민성 대장 증후군(IBS)과 같은 장 문제가 있는 사람들의 경우 마늘 섭취로 인해 가스와 복부 팽만감이 발생할 수 있다. 마늘을 섭취해 뱃살을 태울 수 있다는 주장은 사실이 아니다. 마늘의 항염증 성분이 뱃살 감소에 직접적인 영향을 미친다는 증거는 없으며, 마늘 섭취만으로 장기적인 체중 감소가 이루어진다고 볼 수 없다. 마늘의 건강상 이점을 누리기 위해서는 꾸준한 섭취가 필요하다. 따라서 일정량의 마늘을 매일 섭취하는 것이 바람직하다.
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마늘, 맛과 건강을 모두 챙기는 음식
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한국형 전투기KF-21, 국산 공대공유도탄 개발 착수
- 한국형 전투기 KF-21에 장착될 공대공유도탄이 국내 기술로 개발된다. 방위사업청은 29일 제158회 방위사업추진위원회(이하 방추위) 회의에서 KF-21에 장착될 단거리 공대공유도탄을 확보하는 단거리공대공유도탄-Ⅱ 사업을 국내 개발 방식으로 추진하기로 의결했다고 발표했다. KF-21은 한국에서 자체 개발한 고급 전투기로, 아시아 지역에서 개발된 최초의 4.5세대 다목적 전투기이다. 최신 기술과 성능을 갖추고 있으며, 초음속 비행 능력과 고정 응용 무기 시스템 등을 포함한 고급 전투 능력을 제공한다. 아울러 공대공 및 공대지 미사일, 포격 무기, 전자전 시스템 등을 효과적으로 사용할 수 있는 다목적 전투 능력을 갖추고 있다. 방사청은 이번 사업에 2035년까지 약 5919억원을 투자할 예정이며, 첨단 무기체계의 국내 개발을 통해 자주국방 능력을 향상시키고, KF-21과 연계한 유도탄의 수출 경쟁력을 높일 것으로 기대했다. 이날 방추위에서는 공대지유도탄(AGM) 최초 양산 사업 계획과 해상작전헬기-Ⅱ 사업추진 기본전략, 지휘헬기-Ⅱ 사업추진 기본전략, UH/HH-60 성능개량사업 체계개발 기본계획 등에 대한의결도 이루어졌다. 공대지유도탄은 육군의 항공 타격 작전과 공중강습 작전을 수행하는 소형무장헬기(LAH)에 탑재되며 국내에서 양산될 예정이다. 한편, 방사청은 노후화된 해상작전헬기 링스를 대체하는 신형 헬기를 도입하는 해상작전헬기-Ⅱ 사업과 신규 지휘헬기를 확보하는 지휘헬기-Ⅱ 사업은 국외 구매 방식으로 추진하기로 결정했다. 해상작전헬기 사업의 후보기종으로는 미국 록히드마틴의 MH-60R과 유럽 NH-인더스트리의 NH-90이 고려되고 있다. 록히드마틴의 MH-60R 시크호크 헬기는 다재다능한 해상작전 및 대잠전력을 위해 개발된 다목적 헬기이다. 해상 감시, 항공대잠전력, 침투 및 수송, 구조 작전, 대기 중 임무 등 다양한 임무에 적용된다. 이 헬기는 고급 센서 시스템을 탑재하고 있어 해상상황을 모니터링하고 대잠전력 임무를 수행하기 위해 레이더, 수중전자규제장비, 전자전 시스템 등을 갖추고 있다. NH-90는 유럽 NH-인더스트리가 개발한 다목적 고성능 헬리콥터로, 해상 작전, 수송, 치료 및 구조 작전, 전자전 및 대잠전력 임무 등 다양한 임무에 사용된다. NH-90 프로젝트는 유럽 다국적 협력으로 개발되었으며, 프랑스, 독일, 이탈리아, 네덜란드, 벨기에, 스페인 등 다양한 국가에서 사용되고 있다. NH-90은 고급 센서 및 통신 시스템을 탑재하여 상황 인식 능력을 향상시키고 전투 능력을 향상시킨다. 지휘헬기로는 유럽 에어버스의 H225M, 레오나르도의 AW101, 미국 록히드마틴의 S-92A+, 그리고 벨의 Bell 525 등이 후보로 언급되고 있다. H225M은 다양한 군사 및 민간 임무를 수행하는 데 사용된다. 수송, 탑승객 이송, 의무강행 및 치료 작전, 지원 및 구조 작전 등 다양한 임무를 수행할 수 있다. 이 헬리콥터는 고속 비행 및 장거리 비행 능력을 가지고 있어 긴 거리를 빠르게 이동할 수 있다. 또한 최신의 안전 시스템과 기술을 갖추고 있어 비행 중 안전을 유지한다. 레오나르도의 AW101은 중대형 다목적 헬리콥터로, 군사 및 시민 용도로 사용되며 다양한 임무를 수행할 수 있는 고급 헬리콥터이다. 다양한 무장 옵션을 탑재할 수 있어 공격 및 방어 임무에 사용될 수 있다. 미국 록히드마틴의 S-92A+ 또한 중대형 다목적 헬리콥터로, 군사 및 민간용으로 다양한 임무를 수행할 수 있는 고급 헬리콥터이다. S-92A+는 대량의 병력 및 장비를 수송할 수 있는 능력을 가지고 있어 군사 작전에 적합하다. 벨(Bell)사의 Bell 525 렐리언트(Reliant)도 중대형 헬리콥터로, 다양한 임무를 수행하기 위해 설계된 고급 헬리콥터이다.고순항성과 정확한 비행 제어를 제공하여 다양한 환경에서 안정적인 비행을 할 수 있다. 주요 임무로는 승객 이송, VIP 운송, 의료 응급 상황에서의 응급 치료 임무, 석유 및 가스 산업에서의 해양 및 오프쇼어 작업, 경찰 및 구조 작업, 군사 임무 등이 포함된다. 방사청은 2031년까지 7248억원이 투입되는 공대지유도탄 양산 사업이 끝나면 LAH는 적의 기갑·기계화 부대를 격멸하는 육군의 핵심 전력이 될 것으로 기대하고 있다.
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한국형 전투기KF-21, 국산 공대공유도탄 개발 착수
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빠르게 걷기, 당뇨병 위험 39% ↓
- 걷기가 건강에 좋은 운동이며 제2형 당뇨병의 위험을 감소시키는 데 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다고 CNN이 최근 보도했다. 최근 영국 스포츠 의학 저널(British Journal of Sports Medicine)에 게재된 연구에 따르면, 걷기 속도가 빠를수록 제2형 당뇨병 발병 위험이 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구는 1999년부터 2022년 사이에 진행된 10개의 연구를 종합적으로 분석했다. 연구 참가자들은 미국, 영국, 일본 등 다양한 국가에서 온 성인들이었으며, 그들의 평균 연령은 50세였다. 연구팀은 걷기 속도를 '쉬운 걷기' 3.2km(시속 2마일 미만), '보통 걷기' 3.2-4.8km (2-3마일), '빠른 걷기' 4.8-6.4km(3-4마일), '활발한 걷기' 6.4km(4마일 이상)로 분류했다. 분석 결과, 보통 걷기 속도로 걷는 사람들은 쉽게 걷는 사람들에 비해 당뇨병 발병 위험이 15% 낮았고 빠른 걷기는 24%, 활발한 걷기는 39% 낮은 것으로 나타났다. 분석 결과에 따르면, '보통 걷기'를 하는 사람들은 '쉬운 걷기'를 하는 사람들에 비해 제2형 당뇨병 발병 위험이 15% 낮았다. '빠른 걷기'를 하는 경우에는 24%, '활발한 걷기'를 하는 경우에는 39%까지 위험이 낮아지는 것으로 나타났다. 또한, 걷는 속도가 1km 증가할 때마다 당뇨병 위험이 9% 감소하는 것으로 분석됐다. 연구팀은 "걷기 속도가 빠를수록 운동 강도가 높아지기 때문에 당뇨병 위험 감소에 더 효과적일 수 있다"고 설명했다. 빠르게 걷기의 이점 연구 결과를 토대로 전문가들은 제2형 당뇨병 위험 감소에 대한 빠른 걷기의 효과를 다음과 같이 설명했다. 빠르게 걷는 것은 더 많은 칼로리를 소모하며, 이는 체중 감량에 기여한다. 체중 감량은 인슐린 저항성을 개선하고 당뇨병 위험을 감소시키는 중요한 요소이다. 또한 빠르게 걷기는 근육을 강화하는 데에도 도움이 되며, 근육량 증가는 인슐린 저항성을 개선하고 당뇨병 발병 위험을 낮추는 데 기여한다. 혈당 수치 조절에도 빠르게 걷기가 효과적이다. 적절한 혈당 조절은 당뇨병 위험을 줄이는 데 핵심적인 요소다. 더불어, 빠르게 걷기는 심혈관 건강을 증진시키는 데에도 도움이 되며, 심혈관 건강의 향상은 당뇨병 발병 위험을 낮추는 데에도 중요한 역할을 한다. 빠르게 걷기 시작하기 빠르게 걷기를 시작하려면 우선 현재의 걷기 속도를 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해 피트니스 트래커를 사용하거나, 토크 테스트를 진행할 수 있다. 토크 테스트란 걸을 때 말하기는 가능하지만 노래 부르기는 어려운 정도의 속도면 걷기 속도가 증가하고 있음을 나타낸다. 속도가 파악 되었다면 1km당 속도를 0.5km씩 늘려가며 일주일에 150분 이상 걷는 것을 목표로 한다. 걷기 속도가 파악되면, 목표는 1km당 걷는 속도를 점차적으로 0.5km씩 늘리는 것이다. 일주일에 총 150분 이상 걷는 것을 목표로 설정한다. 이 연구 결과는 걷기가 제2형 당뇨병 예방에 효과적인 방법임을 다시 한번 강조한다. 특히, 빠르게 걷기가 당뇨병 위험을 크게 낮출 수 있다는 점은 걷기 운동을 시작하려는 사람들에게 중요한 동기부여가 될 수 있다.
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빠르게 걷기, 당뇨병 위험 39% ↓
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커피 하루 두 잔, 간 건강에 도움 줄까?
- 커피가 비알콜성 지방간 질환(NAFLD)의 위험을 줄이는 데 있어 보완적인 역할을 하는 것으로 나타났다고 인도 매체 인디안 익스프레스(Indian Express)가 최근 보도했다. NAFLD는 과도한 알코올 섭취와 관련없이 간에 지방이 축적되는 질환으로 알려져 있다. 인도 아폴로 병원(Apollo Hospitals)의 프리엉커 라헛기(Priyanka Rohatgi) 박사의 연구 결과에 따르면, 커피 섭취는 NAFLD 발병 위험을 줄이는 데 효과적이며, 간 건강에 다양한 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 간은 신체의 여러 대사 과정을 담당하는 중요한 기관이며, NAFLD의 발병과 진행에는 부적절한 식단, 비만, 좌식 생활과 같은 요인이 영향을 미칠 수 있다. 이러한 상황에서 커피는 간 기능에 긍정적인 영향을 미치고 NAFLD의 예방에 도움을 줄 수 있는 여러 메커니즘을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 커피의 주요 성분 중 하나인 카페인은 중추 신경계를 자극하고 지방 대사를 촉진하는 효소를 활성화시켜 지방 분해를 강화한다. 이는 간 세포 내 지방 축적을 방지하고 NAFLD의 진행을 억제하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 카페인은 담즙 생성을 자극하여 지방 소화를 촉진하고 체외 배설을 증진시켜 간 부담을 경감시킨다. 그러나 커피의 간 건강에 미치는 이점을 카페인만으로 설명하기에는 부족하다. 커피 콩에는 항산화제가 풍부하게 함유되어 있으며, 특히 클로로겐산과 폴리페놀은 강력한 항염증과 항산화 특성을 가지고 있다. 이러한 화합물은 활성 산소를 제거하여 간 조직의 산화 스트레스와 염증을 줄여준다. 이와 더불어 이러한 항산화제는 인슐린 민감성을 조절하고, NAFLD의 일반적인 전구체인 인슐린 저항성을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 다양한 메커니즘을 통해 커피는 NAFLD 예방과 관련하여 간 건강에 긍정적인 영향을 미치고 있다. 이 연구에 따르면 커피의 효과는 섭취량에 따라 변할 수 있다. 하루에 두 세 잔의 커피를 마시면 NAFLD 발병률이 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 개인의 생리학적 반응은 다를 수 있으며, 과도한 카페인 섭취는 심박수 증가나 불안과 같은 부작용을 유발할 수 있어 적절한 섭취가 중요하다. NAFLD 예방 효과 외에도, 정기적인 커피 섭취는 간경화 및 간암 발병 위험을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 간경화는 간 조직이 되돌릴 수 없는 손상을 입는 간 질환의 후기 단계이며, 커피의 항염증 및 항산화 효과는 간암 발생 위험 감소에도 기여할 수 있다. 그러나 커피에 첨가하는 설탕의 양을 조절하는 것이 중요하며, 특히 기저 질환이 있는 경우 카페인이 약물과 상호작용할 수 있으므로 의료 전문가와 상담하는 것이 권장된다. 커피와 간 건강 사이의 상관관계에 대한 연구는 현재도 계속 진행 중이다. 이러한 연구들은 새로운 간 질환 치료 방법을 찾는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 과학자들이 이 복잡한 관계를 더 깊이 연구함에 따라, 커피가 단순히 아침 기분을 좋게 하는 음료를 넘어서 간 건강을 보호하는 역할을 할 수 있다는 새로운 가능성이 드러날 것으로 보인다.
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- IT/바이오
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커피 하루 두 잔, 간 건강에 도움 줄까?
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중국 북경대, 당뇨병 치료 새로운 길 열었다
- 중국 북경대학교 연구진이 새로운 당뇨병 치료 방법을 최근 개발했다. 당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로, 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린 치료가 필요하다. 제2형 당뇨병의 경우에는 생활 습관 교정을 기본으로 하며 추가로 약물 투여가 필요할 수 있다. 과학기술 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 중국 북경대학교 연구진이 당뇨병 치료 효과를 향상시킬 수 있는 새로운 잠재적 약물 표적을 발견했다. 이 연구에서 주목된 표적은 박테로이데스 spp(Bacteroides spp)의 일부로, 디펩티딜펩티드가수분해효소[dipeptidyl-peptidase4(DPP4)]는 제2형 당뇨병 관리에 중요한 장내 미생물총의 효소로 알려져 있다. DPP4는 북경대학교 보건과학센터, 북경대학교 제3병원, 북경대학교 화학 및 분자공학 대학의 공동 연구에서 중요한 발견을 이끌어냈다. 이 효소는 숙주의 글루카곤을 분해하고 포도당 항상성을 손상시키는 역할을 할 수 있다는 것이 확인됐다. 더욱이, 연구진은 펩티다제 농축이 일반적으로 사용되는 당뇨병 치료제인 시타글립틴의 임상 효능을 크게 감소시킬 수 있다는 사실도 발견했다. 이는 시타글립틴이 DPP4의 활성을 효과적으로 억제하지 못하기 때문이라고 한다. 기존 약물의 효능을 향상시키고 새로운 치료법을 발견할 수 있는 잠재력을 지닌 DPP4의 효소 활성을 억제하는 방법을 찾기 위한 노력은 진행 중이다. 이번 발견은 당뇨병의 발병기전을 더 깊이 이해하고 관련 약물치료의 효능을 높이는 데 중요한 시사점을 줄 것으로 기대된다. 한편, 우리나라 국가건강정보포털 의학정보에 따르면, 당뇨병은 그 기전에 따라 제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병으로 나눌 수 있다. 췌장에서 인슐린이 전혀 분비되지 않아서 발생한 당뇨병을 제1형 당뇨병이라고 하고, 인슐린 분비능력은 일부 남아있으면서 상대적으로 인슐린 저항성이 증가하여 발생하는 경우를 제2형 당뇨병이라고 한다. 당뇨병은 잘 조절이 되지 않으면 급성 또는 만성 합병증이 발생할 수 있기 때문에 건강한 생활습관과 체중조절, 약물치료를 통해 혈당을 잘 관리하고, 정기적인 진료와 지속적인 추적검사를 통해 합병증을 예방하는 것이 중요하다. 현재로서는 당뇨병이 생긴 뒤에 췌장의 기능을 정상으로 돌리는 것은 어렵다고 알려졌다. 생활습관을 개선하고 체중 조절을 잘해서 약물 도움이 없이도 혈당을 잘 관리하는 사람들이 있지만 약물치료를 중단하는 것이 당뇨병의 완치를 의미하지 않는다고 한다. 건강한 생활 습관을 잘 유지하지 못하면 다시 혈당이 올라갈 수도 있고, 당뇨병의 유병기간이 길어지면 언제든지 혈당은 다시 상승할 수 있다. 당뇨병 치료의 목적은 완치가 아닌 꾸준한 관리에 있다. 생활습관을 바꾸고 체중조절을 해서 약이나 인슐린을 중단하고 식사와 운동요법만으로 조절되는 정도의 수준으로 좋아지는 것은 가능하다. 건강을 유지하는 데 가장 중요한 것은 정기적인 진료와 검사라는 점을 잊지 말아야 한다.
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- 생활경제
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중국 북경대, 당뇨병 치료 새로운 길 열었다
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[퓨처 Eyes(11)] 나노와이어 '두뇌' 네트워크, "즉시 학습하고 기억" 가능성 입증
- 최근 '나노와이어 두뇌' 등 물리적 신경망의 혁신적인 발전이 주목을 받고 있다. 뇌의 뉴런이 작동하는 방식에서 영감 받은 물리적 신경망은 최근 실험에서 처음으로 즉석에서 학습하고 기억하는 것이 확인되는 단계에 이르렀다. 나노와이어 두뇌는 인공 지능(AI)과 기계 학습 분야에서 사용되는 혁신적인 기술 중 하나다. 이 개념의 핵심은 미세한 나노스케일의 와이어를 사용하여 인간 두뇌의 작동 방식을 모방하는 것이다. 다시 말하면, 나노와이어 두뇌 또는 나노와이어를 사용하는 인공 신경망은 뇌의 구조와 기능을 모방하기 위해 나노스케일의 전도성 와이어를 사용하는 첨단 기술이다. 이 기술은 신경과학과 나노기술의 교차점에 있으며, 인공 지능과 머신 러닝 분야에서 혁신적인 발전을 가져올 가능성이 크다. 과학전문 매체 사이키(phys.org)에 따르면 호주 시드니 대학교와 미국 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교의 과학자들이 주도한 최근 연구에서 나노와이어 네트워크(신경망)가 뇌의 뉴런처럼 작동하여 '즉석에서 학습하고 기억'하는 능력을 보여주었다. 나노와이어 신경망이란? 나노와이어 네트워크는 직경이 불과 10억 분의 1미터인 미세한 와이어들로 구성되어 있다. 이 와이어들은 어린이 게임 '나무 블록 빼기 놀이'(Pick Up Sticks, 쌓아 올려져 있는 나무 조각들의 밑창 빼기)와 유사한 패턴으로 배열되어 있으며, 인간 뇌의 신경망을 모방한다. 이는 복잡한 실제 학습과 기억 작업을 수행할 수 있는 저에너지 기계 지능 개발의 가능성을 열어주고 있다. 논문 제1저자인 루오민 주(Ruomin Zhu) 시드니대학교 나노연구소 및 물리학과 박사과정 연구원은 "나노와이어 네트워크를 사용해 뇌에서 영감을 받은 학습·기억 기능을 동적 스트리밍 데이터 처리에 활용할 수 있다"고 설명했다. 기억과 학습 작업은 나노와이어가 교차하는 접점에서 발생하는 전자 저항의 변화를 이용한 간단한 알고리즘을 통해 이루어진다. 이 기능은 '저항성 메모리 스위칭'으로 알려져 있으며, 전기적 입력이 전도성 변화와 맞닥뜨릴 때 발생한다. 이는 인간 뇌의 시냅스에서 일어나는 현상과 유사하다. 이 연구는 인공 지능과 기계 학습 분야에서 새로운 장을 열고 있으며, 향후 더욱 효율적이고 지능적인 기계 시스템의 개발로 이어질 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 11월 1일 게재됐다. 이 연구에서 과학자들은 이미지에 해당하는 전기 펄스 시퀀스를 인식하고 기억하는 방법으로 나노와이어 네트워크를 활용했다. 이는 인간 뇌의 정보 처리 방식에서 영감을 얻은 것으로, 뇌과학과 인공 지능의 접목을 시도한 중요한 연구 사례로 평가된다. 전화번호 기억과 비슷 연구 책임자인 즈덴카 쿤치치 교수는 이 기억 과제가 전화번호를 기억하는 것과 비슷하다고 설명했다. 그는 이 네트워크가 MNIST 데이터베이스의 필기 숫자 이미지, 즉 머신 러닝에서 사용되는 7만개의 작은 회색조 이미지 컬렉션을 활용하여 벤치마크 이미지 인식 작업을 수행했다고 말했다. 쿤치치 교수는 "과거 연구에서 나노와이어 네트워크가 간단한 작업을 기억하는 능력을 증명했다. 이번 연구는 온라인으로 접근 가능한 동적 데이터를 활용하여 작업을 수행함으로써 이러한 연구 결과를 확장했다"고 덧붙였다. 그는 "지속적으로 변경되는 대량의 데이터를 처리할 때 온라인 학습 기능을 달성하는 것은 어려운 과제다. 표준 방식은 데이터를 먼저 메모리에 저장한 후 이를 활용해 머신 러닝 모델을 훈련하는 것이지만, 이 방법은 광범위한 적용에는 너무 많은 에너지를 소모한다"고 설명했다. 이어 "우리의 새로운 접근 방식을 통해 나노와이어 신경망은 데이터 샘플마다 즉시 학습하고 기억함으로써 온라인으로 데이터를 추출할 수 있으며, 이는 메모리와 에너지 사용을 크게 줄여준다"고 말했다. 루오민 주 연구원은 온라인 정보 처리의 추가적인 장점을 언급했다. 그는 "예를 들어, 센서에서 데이터가 지속적으로 스트리밍되는 상황에서는, 인공 신경망을 활용한 머신 러닝이 실시간으로 적응할 수 있어야 한다. 하지만 현재 기술은 이에 최적화되어 있지 않다"고 부연했다. 이 연구에서 나노와이어 신경망은 테스트 이미지를 93.4%의 정확도로 식별하며 벤치마크 머신 러닝 성능을 입증했다. 연구에 포함된 기억 과제는 최대 8자리 숫자 시퀀스를 재생하는 것이었다. 두 과제 모두에서, 데이터를 네트워크로 스트리밍하여 온라인 학습 능력을 증명하고, 메모리가 학습을 어떻게 향상시키는지를 보여주었다. 나노와이어 두뇌 특징 나노와이어 두뇌의 특징으로는 나노스케일 구조와 전도성, 플라스틱성, 저에너지 소비 등이 있다. 먼저 나노와이어는 극도로 작은 크기(일반적으로 나노미터 단위)를 가지고 있어, 매우 높은 밀도의 신경망을 구현할 수 있다. 이는 인간 두뇌의 복잡한 신경망을 모방하는 데 유리하며, 여러 신경망의 연결을 통해 복잡한 계산을 수행할 수 있다. 전통적인 전자 기기에 비해 에너지 효율이 높아 저에너지를 사용한다. 또한 나노와이어는 전기 신호를 효율적으로 전달할 수 있어, 뇌의 신경 전달 방식을 모방하는 데 적합하다. 나노와이어 기반 신경망은 플라스틱성(학습과 기억에 필요한 구조적, 기능적 변화)을 통해 새로운 정보를 학습하고 저장할 수 있다. 나노와이어는 전기화학적 신호를 사용하여 정보를 처리하고 저장한다. 뉴런과 같이 동적으로 연결되며, 학습과 기억 과정에서 이들 연결이 강화되거나 약화된다. 나노와이어 두뇌 응용 분야 나노와이어 두뇌는 인간 두뇌와 유사한 방식으로 정보를 처리하고 학습하는 AI 시스템에 활용된다. 데이터 스트리밍과 실시간 학습 능력을 통해 기계 학습 모델을 개선하는 데 사용될 수 있다. 자율적인 의사결정과 복잡한 환경에서의 적응력을 갖춘 로봇에 적용될 수 있다. 나노와이어 기반 기술은 미래의 AI 및 컴퓨팅 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 이 기술은 아직까지 연구 개발 단계에 있으며, 상용화까지는 추가 연구와 발전이 필요하다. 이러한 나노와이어 두뇌 기술은 빠르게 진화하고 있는 분야로, 그 개발과 응용은 향후 몇 년 동안 상당한 관심을 끌 것으로 예상된다.
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[퓨처 Eyes(11)] 나노와이어 '두뇌' 네트워크, "즉시 학습하고 기억" 가능성 입증
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건강한 비만, 대사 관련 질환 위험 ↓
- 전 세계적으로 비만의 유병률이 상승하고 있으며, 이로 인해 대사 관련 질환의 위험도 증가시키고 있다. 대사 관련 질환에는 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증 등이 포함되어 있다고 의학 전문 매체 '뉴스 메디컬 라이프 사이언스(NEWS MEDICAL LIFE SCIENCES)'가 최근 보도했다. 과학 저널 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)'에 최근 발표된 연구에서는 비만의 다양한 유형과 호르몬인 렙틴(LEP)과 아디포넥틴(ADP) 수치 간의 관련성을 분석했다. 이 연구에 따르면 비만은 대사적으로 건강한 비만(MHO)과 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO)으로 구분할 수 있다. MHO는 대사 관련 질환에 대한 위험이 상대적으로 낮으며, 반면 MUO는 그 위험이 높다는 설명이다. 비만과 대사 관련 질환 연구 방법 연구팀은 중국 신장에서 실시한 연구에 참여한 178명의 데이터를 분석했다. 참가자들은 비만도계산(BMI) 기준에 따라 참가자들을 세 그룹으로 나누어졌다. BMI가 99kg/m2이상인 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹, BMI가 99kg/m2 이상이면서 대사 질환은 없는 건강한 비만(MHO) 그룹, 그리고 BMI가 24kg/m2 미만인 건강한 대조군(HC) 그룹이다. 연구팀은 참가자들로부터 공복 상태에서 혈액 샘플을 채취하고, 이를 기반으로 혈청 렙틴(LEP)과 아디포넥틴(ADP) 수치를 측정했다. 렙틴(LEP)은 포도당의 이용을 촉진하고 인슐린의 민감도를 향상시켜 몸의 에너지 균형을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 아디포넥틴(ADP)은 인슐린 작용의 향상, 포도당 대사의 개선, 지질 산화 증가 등을 통해 비만과 관련된 심혈관 질환의 위험을 줄이는 염증 억제 호르몬으로 알려져 있다. 연구진은 참가자들의 생물학적 성별, 허리둘레(WC), 혈청 트리글리세라이드(TG), 공복 인슐린(FINS), 공복 혈장 포도당(FPG) 수치, 혈압(BP), 체질량 지수(BMI), 그리고 체중 등을 측정했다. MUO그룹, 아디포넥틴↓ 렙틴↑ 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹의 참가자들은 건강한 비만(MHO) 그룹에 비해 체질량 지수, 허리 둘레, 허리-엉덩이 비율(WHR), 혈청 트리글리세라이드, 총 콜레스테롤(TC), 저밀도지질단백질-콜레스테롤(LDL-C), 공복 혈장 포도당, 공복 인슐린, 인슐린 저항성 수치(Homa-IR)와 혈압 수치가 상대적으로 높았다. 게다가 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹이 아디포넥틴 수치는 더 낮았고, 렙틴 수치는 더 높았다. 아디포넥틴은 허리둘레, 내장 지방, 혈압, 혈중 지질, 혈장 포도당 및 인슐린 수치와의 역상관 관계를, 렙틴은 허리 둘레, 허리-엉덩이 비율(WHR), 체질량 지수, 체지방량과의 양의 상관 관계를 보였다. 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹과 건강한 비만(MHO) 그룹 사이에서 렙틴과 아디포넥틴 호르몬 수치에는 차이가 없었다. 그러나 두 그룹 모두에서 렙틴 수치는 체지방량과 양의 상관 관계를 보였으며, 아디포넥틴 수치는 내장 지방, 혈압, 혈중 지질, 혈장 포도당 및 인슐린 수치와 역상관 관계를 보였다. 비만 관련 대사 장애 지표 활용 이 연구는 비만 표현형에 따른 렙틴과 아디포넥틴 수치의 차이를 조사한 최초의 연구 중 하나다. 연구 결과, 대사적으로 건강하지 않은 비만(MUO) 그룹은 건강한 비만(MHO) 그룹에 비해 대사 질환의 위험이 더 크다는 것이 확인됐다. 아디포넥틴과 렙틴 수치의 변동은 비만과 관련된 대사 장애의 유용한 지표가 될 수 있음을 시사한다. 아디포넥틴은 비만과 관련된 심장대사 문제의 예방에 기여하는 반면, 렙틴은 신체의 에너지 균형 유지에 중요한 역할을 한다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 비만 관련 대사 장애의 조기 발견과 치료에 대한 새로운 접근 방법이 마련될 수 있을 것으로 기대된다.
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- 생활경제
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건강한 비만, 대사 관련 질환 위험 ↓
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붉은 고기 섭취, 제2형 당뇨병 위험 62% 증가
- 소고기와 돼지고기 등 붉은 고기를 자주 섭취하면 제2형 당뇨병 위험이 62% 증가한다는 연구 결과가 발표됐다고 피플이 최근 보도했다. 미국 하버드대 T.H.찬 공중보건대학원 샤오 구 박사팀은 최근 '미국임상영양학회지'(American Journal of Clinical Nutrition)에서 미국인 21만6695명의 건강 데이터를 최대 36년간 추적 조사한 연구에서 붉은 고기와 제2형 당뇨병 위험사이의 강한 연관성을 확인했다며 이같이 밝혔다. 연구팀은 이전 연구에서도 붉은 육류 섭취와 제2형 당뇨병 위험의 연관성은 발견됐지만 장기간 추적 관찰을 통해 제2형 당뇨병 발병 사례를 분석한 이번 연구 결과는 연관성에 대한 확실한 증거를 제시하는 것이라고 말했다. 붉은 고기 대신 식물성 단백질을 먹으면 당뇨병 위험을 줄일 수 있다고 덧붙였다. 이 연구에서 연구팀은 간호사 건강 연구(NHS), NHSⅡ, 건강 전문가 추적 연구(HPFS) 등에 참여한 21만6695명의 건강 데이터를 분석했다. 최대 36년 동안 2~4년마다 설문조사를 통해 참가자들의 음식 섭취 빈도 등을 조사했다. 연구팀은 이를 통해 가공이나 비가공 붉은 고기 섭취가 제2형 당뇨병 발병 위험과 관련이 깊다는 결론을 얻었다. 참가자 중에서 2만2761명이 제2형 당뇨병 진단을 받았다. 특히 붉은 고기를 많이 섭취한 참가자는 적게 먹은 참가자에 비해 질병 발병 위험이 62% 더 높은 것으로 나타났다. 그 중에서 가공된 붉은 고기를 매일 추가 섭취한 사람들은 제2형 당뇨병 발병 위험이 46% 더 높았으며, 가공되지 않은 붉은 고기를 매일 추가로 섭취한 경우 발병 위험은 24% 높아지는 것으로 조사됐다. 연구의 공동 저자인 월터 윌렛(Walter Willett) 교수는 "최적의 건강과 웰빙을 원하는 사람들은 일주일에 한 번 정도의 붉은 고기 섭취가 합리적일 것"이라고 말했다. 견과류나 콩류 대체 권장 이번 연구에서는 또 하루에 섭취하는 붉은 고기의 양을 식물성 단백질이나 다른 단백질 공급원으로 대체할 때의 잠재적 효과도 살펴보았다. 붉은 고기를 견과류와 콩류로 대체한 경우 제2형 당뇨병 발병 위험이 30% 낮아졌으며, 유제품으로 대체하면 22% 낮아진 것으로 확인됐다. 연구팀은 붉은 고기 소비를 줄이는 것은 잠재적으로 온실가스 배출을 줄이는데 도움이 될 수 있다고 언급했다. 미국 질병 통제 및 예방 센터(Centers for Disease Control and Prevention)에 따르면 3700만 명 이상의 당뇨병 환자 중 90%에서 95%가 제2형 당뇨병을 가지고 있다. 이 연구 결과는 해당 질병과 관련된 위험 요소를 이해하는 데 도움을 줄 수 있음을 시사한다. 한국도 당뇨병 환자 증가 추세 한국도 당뇨병 환자가 증가하고 있다. 우리나라는 붉은 고기 소비가 많은 나라 중 하나이다. 한국농촌경제연구원에 따르면, 국민 1인당 연간 붉은 고기 소비량은 2022년 기준 약 5.3kg으로, 세계 평균인 2.5kg을 크게 상회한다. 이러한 붉은 고기 소비 증가는 제2형 당뇨병 발생 위험을 높이는 요인으로 작용할 수 있다. 세계보건기구(WHO)는 붉은 고기와 가공육을 과도하게 섭취하면 암, 심혈관 질환, 당뇨병 등 다양한 질병의 위험을 높일 수 있다고 경고하고 있다. 우리나라의 제2형 당뇨병 환자 수는 2023년 기준 464만 명으로, 성인 인구의 약 10명 중 1명꼴이다. 이는 2010년 219만 명에 비해 약 2배 증가한 수치이다. 제2형 당뇨병은 인슐린 저항성으로 인해 혈당이 높아지는 질환이다. 인슐린 저항성은 과체중, 비만, 운동 부족, 흡연, 스트레스 등 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있다. 이번 연구 결과는 붉은 고기 섭취가 제2형 당뇨병의 위험을 증가시킬 수 있다는 것을 다시 한번 확인시켜 주었다. 따라서 건강을 위해 붉은 고기 섭취량을 줄이고, 견과류나 콩류, 유제품 등 식물성 단백질 공급원으로 대체하는 것이 중요하다.
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붉은 고기 섭취, 제2형 당뇨병 위험 62% 증가
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