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2026-01-12 (월)

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美 MIT 연구원, 흑연에서 금 생성 연구

꿈의 신소재로 불리는 그래핀. 전기전도성과 열전도성을 갖고 있으면서 강도가 높아 디스플레이나 에너지 재료로 사용되고 있다. 그런데 이 그래핀으로 금을 만드는 연구가 진행됐다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구팀이 특정 순서로 쌓인 5개의 초박편 조각을 분리해 흑연을 금으로 만들었다. 과학지 마이닝닷컴(mining.com)은 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)'에 발표된 MIT 연구팀의 금 생성 과정을 최근 소개했다. 연구에 따르면 생성된 물질이 이전까지 자연 흑연에서 볼 수 없었던 세 가지 중요한 특성을 나타내도록 조정될 수 있다. 흑연은 벌집 구조와 유사한 육각형으로 배열된 단일 탄소 원자층인 그래핀(탄소 동소체 중 하나)으로 구성된다. 약 20년 전에 처음 분리된 이후로 그래핀은 강력한 연구 대상이 되었다. 특히, 약 5년 전 연구자들은 그래핀 시트를 서로 약간의 각도로 비틀어 쌓음으로써, 재료에 초전도성에서 자성에 이르는 새로운 특성을 부여할 수 있다는 사실을 발견했다. 이러한 연구는 '트위스트로닉스' 분야의 탄생으로 이어졌다. MIT의 수석 연구원 롱 주(Long Ju)는 이 연구에 대해 언급하면서, "전혀 비틀지 않아도 흥미로운 특성을 발견했다"고 말했다. 그와 동료들은 특정한 순서로 배열된 5개의 그래핀 층이 물질 내부를 돌아다니는 전자들이 서로 상호작용할 수 있게 한다는 것을 발견했다. 이러한 전자 상관관계(electron correlation) 현상은 새로운 재료 특성을 가능하게 하는 '마법'으로 묘사된다. 단순한 대량의 흑연이나 심지어 단일 그래핀 층은 기본적으로 우수한 전기 전도체에 불과하다. 주 연구원 팀이 분리한 이 재료는 몇십 나노미터 두께밖에 안 되지만, 그 부분들의 합보다 훨씬 더 많은 역할을 수행한다. 연구팀은 '능면체 적층(rhombohedral stacking)'으로 알려진 특정한 순서로 적층된 다층 그래핀을 연구하고 있었다. 연구원은 이에 대해, "5개의 층을 쌓을 때 가능한 순서는 10가지 이상이 있으며, 능면체 적층은 그 중 하나에 불과하다"라고 언급했다. 주 연구원이 2021년에 개발한 특별한 현미경은 나노 규모에서 재료의 다양하고 중요한 특성을 신속하고 상대적으로 저렴한 비용으로 결정하고 분리하는 데 사용됐다. 이 현미경의 도움을 받아, 연구팀은 보론 질화물로 만들어진 '빵'과 같은 구조의 작은 샌드위치에 전극을 부착했고, 이는 펜타레이어(5층) 마름모형으로 쌓인 그래핀의 연약한 '육질(meat)' 부분을 보호한다. 이 전극을 활용해 시스템에 다양한 전압이나 전기량을 적용할 때, 전자 수에 따라 세 가지 다른 현상이 관찰됐다. 주 연구원은 "우리는 재료가 절연성, 자성 또는 위상학적 성질을 가질 수 있음을 발견했다"고 말했다. 위상학적 성질은 도체와 절연체 둘 다와 어느 정도 관련이 있는 특성이다. 기본적으로, 위상학적 물질은 물질의 가장자리를 따라 전자가 방해받지 않고 이동할 수 있게 하지만, 물질의 중간을 통과하는 것은 허용하지 않는다. 이러한 전자들은 재료의 가장자리를 따라 한 방향으로만 이동하며, 물질의 중앙을 가로지르는 중심선에 의해 중간 부분과 구분된다. 결과적으로 위상학적 재료의 가장자리는 완벽한 전도체 역할을 하고, 중앙 부분은 절연체로 작용한다. 롱 주의 연구팀은 "우리의 연구는 마름모형으로 쌓인 다층 그래핀을 사용하여, 위상학적 물리와 관련된 새로운 가능성을 탐구하기 위한 높은 조절 가능성을 가진 플랫폼으로 확립한다"고 말했다.
- 산업
2023-11-10 11:49:00
영국 노동당, AI로 직원 대체 기업에 '로봇세' 도입 검토

영국 노동당이 인공지능(AI)으로 인한 직원 해고가 발생하는 기업에 '로봇세'를 부과하는 방안을 고려하고 있다고 텔레그래프가 보도했다. 알렉스 데이비스-존스 기술·디지털 경제담당 부차관은 지난달 노동당 회의의 부대 행사에서 제3자 기관과의 논의 과정에서 '로봇세' 도입을 제안한 것으로 알려졌다. 이는 제러미 코빈 당수 시절 논의되었던 '로봇세' 아이디어의 재등장 가능성을 나타내는 것으로 노동당은 데이비스-존스의 발언 의미를 축소하려고 노력했다고 이 매체는 전했다. 데이비스-존스 부차관은 영국 싱크탱크 데모스(Demos)가 주최한 노동당 컨퍼런스에서, AI에 의한 해고를 방지하기 위해 세금 제도를 이용할 수 있는 가능성을 언급했다. 부차관은 "영국이 이미 'AI에 의한 일자리 감소'라는 '매우 현실적인 위협'에 직면해 있다"고 말했다. 특히, 그의 선거구인 사우스 웨일즈의 폰티프리드 지역에서 자동화의 도입을 직접 목격하고 있다고 밝혔다. 그녀는 또한 "우리는 농기계에서 사람이 없이 기계만 작동하고, 매장에서 직원들이 일자리를 잃는 모습을 보았다. 대기업들이 이러한 일자리 감소를 자신들의 경영 결정 결과로 보는 것을 목격했다"며 이러한 결정을 내리는 기업들은 더 많은 세금을 내야 할 수도 있다고 제안했다. 그러면서도 데이비스-존스 부차관은 노동당의 정책이 해외 기업의 투자를 위축시키지 않도록 주의를 기울일 필요가 있다는 점을 인정했다. 부차관은 "우리는 고객이 다른 곳으로 가는 것을 원하지 않는다"라며 "그래서 균형을 맞추는 것이 중요하다"라고 말했다. 한편, 노동당의 한 대변인은 "노동당 정책이 아닌 아이디어는 종종 노동당 회의의 프린지 이벤트에서 논의된다"고 언급하며, 노동당이 기업의 AI 사용에 대해 세금을 부과할 계획이 없음을 밝혔다. 대변인은 "노동당의 정책은 AI의 잠재력을 활용하여 더 나은 공공 서비스를 제공하고 경제를 성장시키는 것"이라고 설명했다. 이어서 대변인은 "노동당은 토리 정부의 경제 성장 실패로 인해 현재 세금 부담이 70년 만에 최고 수준에 이르렀다는 사실을 잘 알고 있다. 노동당의 계획은 안정과 경제적 안정성을 제공하며, 이를 통해 일하는 사람들의 삶을 개선할 것"이라고 강조했다. AI의 발전 속도가 빨라지면서 향후 몇 년 안에 경제의 상당 부분이 자동화될 것이라는 전망이 제기되고 있다. 투자은행 골드만삭스는 올해 초 AI가 전 세계적으로 3억 개의 일자리를 대체할 잠재력을 가지고 있다고 예측했다. 세계경제포럼(WEF)은 AI 기술로 인해 2027년까지 일자리 1400만 개가 없어질 것으로 추정했다. 게다가 최근 생성형 인공지능(AI)기술이 고도로 발달하면서 일자리 감소 걱정이 지속적으로 일고 있다. AI 로봇이 단순 노동이 반복되는 공장 노동력뿐만 아니라 그림 그리기, 소설 쓰기 등 창작활동 영역을 파고 들면서 사람들의 일자리를 빼앗는게 아니냐는 목소리가 커지고 있다. 일례로 미국 전자상거래 아마존은 올해 말 이족로봇 '디짓'을 물류 창고에 도입할 것으로 알려졌다. 디짓은 인간의 키와 크기에 가까운 형태의 로봇으로, 바닥에 부착된 가이드라인을 따라 이동하며 창고 내에서 물품을 운반하고 포장하는 업무를 수행한다. 아마존은 올해 말부터 미국 내 일부 창고에서 디짓을 테스트 운영할 계획이며, 2024년부터 본격적인 도입을 추진할 계획이다. 디짓의 도입으로 창고 내 물류 작업의 효율성을 높이고, 근로자의 안전을 개선할 수 있을 것으로 기대했다. 이러한 상황에서 영국 노동당의 데이비스-존스 부차관과 같이 AI 로봇이 사람의 일자리를 대체하면서 사회적 갈등이 불거질 것을 우려하는 사람도 있다. 반면, 일각에서는 단순 반복 노동에 AI가 투입되면, 사람들은 기계의 유지 보수와 관리, 새로운 로봇 시스템의 개발 등 다른 일자리가 창출될 것으로 전망하기도 했다.
- IT/바이오
2023-11-07 14:30:00
아마존, 이족로봇 '디짓' 도입⋯창고 물류 자동화 박차

미국 전자상거래업체 아마존이 이족로봇을 물류 창고에 도입했다. 온라인 매체 오디티센트럴(odditycentral)은 아마존이 로봇 기술을 거대한 창고 운영에 적용하기 위해 이족 보행 로봇 '디짓'을 도입했다고 전했다. 디짓은 인간의 키와 크기에 가까운 형태의 로봇으로, 바닥에 부착된 가이드라인을 따라 이동하며 창고 내에서 물품을 운반하고 포장하는 업무를 수행한다. 이 로봇은 기존의 지게차나 컨베이어 벨트 시스템보다 더 유연하게 물품을 이동시킬 수 있다. 아마존은 디짓의 도입으로 창고 내 물류 작업의 효율성을 높이고, 근로자의 안전을 개선할 수 있을 것으로 기대했다. 아마존의 로보틱스 부문의 타이 브래디 책임자는 "디짓은 단순 반복적인 작업을 대신 수행함으로써, 근로자들이 더 가치 있는 작업에 집중할 수 있도록 지원할 것"이라고 말했다. 디짓은 기존의 물류 로봇과는 달리, 사람이 쉽게 접근하기 어려운 장소에서도 작업을 수행할 수 있다는 점이 특징이다. 또한, 주변 사람을 감지하고 충돌을 회피하는 능력이 있어 작업 환경의 안전성을 높이고 사고를 예방할 수 있다. 아마존은 올해 말부터 미국 내 일부 창고에서 디짓을 테스트 운영할 계획이며, 2024년부터 본격적인 도입을 추진할 계획이다. 아마존의 이족로봇 도입은 물류 산업의 자동화 트렌드를 반영하는 것으로 평가된다. 전 세계적으로 이커머스 시장이 성장하면서 물류 산업의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 물류 작업의 자동화는 필수적인 요소로 자리 잡고 있다. 글로벌 물류 기업인 UPS도 2022년 11월, 이족로봇 '엑스퍼트'를 개발했다. 엑스퍼트도 바닥에 설치된 안내선을 따라 이동하며, 창고 내 물건을 운반하는 작업을 수행한다. DHL은 2022년 9월, 이족로봇 '스마트팩토리 로봇'을 개발했다. 스마트팩토리 로봇은 물류센터 내에서 박스 포장, 입출고 등 다양한 작업을 수행할 수 있다. 이처럼 여러 기업들이 다양한 형태의 물류 로봇을 개발해 현장에 도입하고 있다. 이족로봇 도입으로 새 일자리 창출 이족로봇의 도입이 창고 근로자의 일자리 감소로 이어질 것이라는 우려가 있다. 그러나 전문가들은 이족로봇의 도입이 오히려 새로운 일자리를 창출할 수 있다고 진단했다. 먼저 이족로봇의 도입으로 인해 단순 반복 작업을 수행하는 근로자의 수요는 감소할 것으로 예상된다. 그러나 이족로봇의 유지 보수와 관리, 새로운 로봇 시스템의 개발 등 다른 분야의 일자리가 창출될 것으로 전망된다. 또한, 이족로봇의 도입으로 물류 산업의 생산성이 향상되면, 물류 산업의 규모가 확대될 것으로 예상된다. 이는 물류 산업에서 일자리 증가로 이어질 수 있다. 한국도 이족로봇 개발 박차 글로벌 기업의 이같은 추세에 따라 우리나라에서도 이족로봇 개발과 사용이 활발하게 이루어지고 있다. 대표적인 사례로는 한국로봇산업진흥원이 개발한 '스마트팔'이 있다. 스마트팔은 물류센터 내에서 박스 포장, 입출고 등 다양한 작업을 수행할 수 있는 이족로봇이다. 또한, 국내 스타트업인 '어썸로보틱스'는 창고 내 물류 작업을 위한 이족로봇 '포칼'을 개발했다. 포칼은 사람과 비슷한 키와 크기를 가지고 있으며, 바닥에 설치된 안내선을 따라 이동하며 물건을 운반할 수 있다. 이외에도 두산로보틱스는 2022년 4월, 물류센터 내에서 화물 운반, 포장 등 다양한 작업을 수행할 수 있는 이족로봇 'DLS-1000'을 개발했다. 쿠팡은 창고 내 물류 작업을 위한 이족로봇 '아르피'를 개발하고 있다. 이러한 이족로봇의 도입은 물류 산업의 생산성 향상과 안전사고 예방에 기여할 것으로 기대된다. 또한, 이족로봇의 개발과 도입은 국내 로봇 산업의 발전에도 도움이 될 것으로 전망된다.
- IT/바이오
2023-11-04 07:23:00
생체공학 로봇 손, 절단 부위 재건 수술 혁신

약 20년 전 농사 중 사고로 오른팔을 잃은 스웨덴 여성 카린(Karin)은 의수 보조 장치를 사용해왔지만, 그 장치의 불편함으로 인해 큰 스트레스와 고통을 겪어야 했다. 그녀는 의수 보조 장치를 사용하면서도 팔의 통증으로 많은 어려움과 스트레스를 겪었고, 다양한 진통제를 복용해야만 했다. 하지만 최근 새로운 생체공학 수술 방법의 개발로 인해, 절단된 신체 부위를 가진 사람들에게 희망의 빛이 보이기 시작했다. 영국 야후 뉴스(yahoo news)에 따르면 이 새로운 수술 방법은 전극을 이용해 의수와 신경계를 연결하는 것으로, 절단된 신체 부위를 가진 사람들의 삶에 큰 변화를 가져올 것으로 보인다. 연구팀은 인간과 기계를 연결하는 새로운 인터페이스 기술을 개발했다. 이는 '골집합술'이라 불리는 기술로 스켈레톤(skeleton, 뼈대)에 영구적인 임플란트를 부착하는 수술과, 절단된 부위와 신경계를 직접 연결하는 재건 수술을 결합했다. 연구팀은 카린의 팔을 재건하기 위해 티타늄 임플란트를 이용하여 반두근과 요골 뼈에 수술했다. 그 후 절단된 신경을 수술로 자유 근육 이식을 통해 이식했고, 이를 전극과 연결해 자체 근육과 자유 근육 이식물, 그리고 요골 신경에도 이식했다. 사이언스 로보틱스(Science Robotics) 저널에 게재된 논문에서 카린은 "일상생활에서 계속해서 보철물을 사용하고 있다"며 "나에게 이 연구는 더 나은 삶을 제공했기 때문에 많은 의미가 있다"고 말했다. 논문에서는 기존의 인공 의수나 의족이 사용하기 불편하고, 기능이 제한적이며 신뢰성이 떨어진다고 지적했다. 새로운 신경-근골격 인터페이스 기술은 이런 문제점들을 해결하며, 신경적 제어가 가능한 보철 장치의 일상적인 사용을 가능하게 하는 새로운 방법을 제시했다. 호주 생체공학 연구소의 신경 보철 연구 책임자이자 스웨덴 생체공학 및 통증 연구 센터(CBPR)의 설립자인 맥스 오리츠 카탈란(Max Ortiz Catalan) 교수는 " 카린은 팔꿈치 아래 부분이 절단된 환자 중 이 새로운 기술을 처음으로 받아들인 사람이다"라며 "이것은 일상에서 독립적이고 안정적으로 사용할 수 있는 고도로 통합된 첨단 생체공학적 손이다"라고 밝혔다. 또한 그는 "카린이 이 보철물을 수년 동안 일상 활동에서 편안하고 효과적으로 사용했다는 것은, 이 새로운 기술이 사지를 잃은 많은 사람들의 삶에 변화를 가져올 큰 잠재력을 가지고 있다는 확실한 증거"라고 덧붙였다. 이번 수술은 MIT 연구협력교수겸 예테보리대학교 부교수이자 인테그럼 최고경영자(CEO)인 리카드 브레네마크(Rickard Branemark) 교수가 주도했다. 브레네마크 교수는 "티타늄 임플란트를 뼈에 생물학적으로 통합함으로써, 절단된 부위의 치료와 재활을 혁신적으로 발전시킬 수 있는 새로운 기회를 열었다"며, "골집합술과 재건 수술, 임플란트 전극, 그리고 인공 지능을 결합함으로써 인간의 기능을 전례 없이 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다"고 설명했다. 그는 "팔꿈치 아래 절단에 대한 치료는 특별한 도전과제를 가지고 있으며, 이러한 신기술의 성공적 적용은 상지 재건 분야에서의 중요한 발전을 의미한다"고 덧붙였다. 이에 앞서 약 10년 전인 지난 2013년 2월 미국 보스턴에서 개최된 미과학증진협회 연례총회에 참석한 스위스 로잔공대의 실베스트로 미체라 신경 엔지니어링 연구소장은 로마에 거주하는 20대 남성에게 '바이오닉 핸드' 이식을 계획하고 있음을 밝혔다. 외신 보도에 따르면, 이 바이오닉 핸드는 팔의 신경과 뇌가 연결되어 있어 환자가 손의 감촉을 느끼고, 더욱 정교한 동작을 수행할 수 있게 설계됐다. 그러나 당시의 임상 실험에서는 바이오닉 핸드가 절단된 환자의 신경과 완벽하게 연결되지 않아, 기본적인 움직임인 주먹 쥐기나 물병 잡기 등만 가능했다고 전해졌다. 지난 10년 동안 엄청난 기술 발전을 보인 카린이 이식한 이 로봇 손은 '미아 핸드(Mia Hand)'로 불리며, 프렌실리아(Prensilis)에서 개발됐다. 프란체스코 클레멘테(Francesco Clemente) 프렌실리아 전무이사는 "보철물을 성공적으로 사용하려면 사용자의 적극적인 수용이 중요하다"며 "기술적 성능을 넘어, 프렌실리아는 사용자의 미적 취향에 따라 완벽하게 맞춤 설정이 가능한 보철 손을 개발하는 데 주력했다"고 밝혔다. 그는 "사용자들이 자신의 보철물에 자부심을 가질 수 있도록 하고, 잃어버린 신체 부위에 대해 부끄러워하지 않도록 하는 것이 우리의 목표였다"라고 설명했다.
- IT/바이오
2023-10-24 16:36:00
美 매사추세츠주, 로보캅 금지 법제화⋯군대·경찰 제외

미국 디트로이트시의 범죄 조직과 맞서 싸우던 경찰관 머피는 임무 수행 중 치명적인 부상을 입는다. 그 후, 머피는 곧 자신의 기억을 프로그래밍한 최첨단 사이보그로 재탄생한다. 엄청난 방탄 기능과 최첨단 무기를 장착한 머피가 범죄를 소탕하기 위해 나서는 것이 바로 영화 '로보캅' 이야기다. 현대에 와서는 로보캅과 같은 로봇이 전쟁터나 위험 지역에서 인간을 대신해 활약하고 있다. AI(인공지능)를 탑재한 로보캅이 독자적인 판단과 행동이 가능한 시대가 도래한 것이다. 하지만 미국 매사추세츠주에서는 군대나 경찰 외에 무장 로봇은 금지될 것으로 보인다. 미국 매체 보스턴 글로브(BOSTON Globe)는 해당 지역의 국회의원, 시민단체 및 로봇 산업의 주요 인사들이 군대와 경찰 외의 로봇에 대한 무기화를 제한하는 법안을 지지하고 있다고 보도했다. 린제이 사바도사(Lindsay Sabadosa) 주 하원의원과 마이클 무어(Michael Moore) 주 상원의원이 최근 발의한 법안은 '로봇 및 드론에 무기 장착에 관한 제조, 판매 및 운용'을 금지하고 있다. 이 법안이 통과될 경우, 미국 내 최초로 제정되는 로봇 관련 법안이 될 전망이다. 법안의 주요 내용은 △무기 탑재 로봇 장치의 사용 및 판매 금지 △사람을 위협하거나 괴롭히는 용도로 사용 금지 △개인을 신체적으로 제지하기 위해 사용하는 것 등이 금지된다. 위반시에는 5000달러(한화 약 668만원)에서 2만5000달러(한화 약 3340만원)의 벌금이 부과될 수 있다. 지역 국회의원들은 이 법안을 통해 엄격한 관리 감독 없이 로봇을 무기화하는 것을 금지하는 동시에 대중의 신뢰를 강화하고자 한다. 이 법안이 통과된다면, 다른 주와 지역에서 로봇공학에 대한 책임있는 규제의 기준이 될 것으로 기대하고 있다. 다만, 미군과 그 계약업체, 무기화 방지 기술을 테스트하는 민간 기업 등은 이 법안의 적용에서 제외된다. 해당 민간 기업은 법무부 장관의 승인을 통해 면제받을 수 있으며, 이는 개별 사례마다 심사를 받은 후 면제권이 부여된다. 또한, 법 집행관이 로봇을 활용해 개인 재산에 접근하거나, 영장이 필요한 상황에서 감시 활동을 수행할 때는 반드시 영장을 소지해야 한다는 규정도 포함되어 있다. 이 법안은 매사추세츠 시민자유연맹(ACLU - American Civil Liberties Union), 매스로보틱스(MassRobotics), 국제 무인 차량 시스템 협회(Association for Uncrewed Vehicle Systems International) 및 첨단 로봇공학 기업인 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics) 등도 지지하고 있다. 브랜던 슐만(Brendan Schulman) 정책 및 법무 담당 부사장은 "첨단 모바일 로봇은 우리 생활의 질을 향상시키며 사람들을 보호하는 뛰어난 기술이지만, 일시적이고 경박한 무기화 시도는 이 혁신 기술에 대한 대중의 신뢰를 해칠 수 있다"고 밝혔다. 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)를 비롯한 6개 로봇 기업은 지난해 범용 로봇과 관련 소프트웨어의 무기화를 하지 않겠다는 공언을 했다. 비록 이 회사의 로봇이 무기를 사용하는 일부 온라인 동영상은 잘못된 정보로 밝혀졌지만, 슐만은 "실제로 일부 구매자가 로봇에 무기를 부착하고 있다는 것을 인지하고 있다"고 주장했다. 사바도사 의원은 성명에서 "로봇공학은 우리의 경제와 일상에 긍정적인 변화를 가져올 수 있으며, 나와 동료들의 역할은 지속적으로 발전하는 이 기술에 계속해서 관심과 주의를 기울이는 것이다"라고 밝혔다.
- IT/바이오
2023-09-25 13:52:00
파나소닉 HD, 전기 없이 '수소 생성기' 연구 착수

일본의 대표 리튬이온 배터리 제조사인 '파나소닉 홀딩스(HD)'가 전기 없이 수소를 생성하는 기술 연구에 본격적으로 착수했다. 이와 함께, 한국도 탄소배출을 하지 않고 수소를 만드는 '수전해' 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 일본 산업 전문 매체 '뉴스위치(Newswith)'에 따르면, 파나소닉 HD는 '메조결정(mesocrystal)'이라는 특별한 규칙적인 결정 구조를 가진 금속 산화물을 활용하면, 태양광만으로 광촉매의 원리로 물을 분해, 수소를 생산할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이로써 앞으로 수소 에너지 활용 시, 전기를 사용하는 문제를 극복할 수 있을 것이라는 전망이 나왔다. 메조결정(mesocrystal)은 아주 작은 단위결정들이 결합해 큰 구조를 형성하는 특징을 가진다. 직경이 수백 나노미터(나노는 1/10억)에서 수 마이크로미터(마이크로는 1/1백만) 크기이며, 규칙적이고 조밀한 방식으로 축적된다. 표면적이 증가하기 때문에 특성이 향상되고 광촉매 작용의 효율을 기대할 수 있다는 장점이 있다. 파나소닉 HD는 "소자 표면에 금속 산화물의 메조결정질 용액으로 코팅된 기판을 부착해 빛을 통한 광촉매 반응으로 수분을 분해하는 기술을 개발했다"고 밝혔다. 그러면서 "현재 초소형 실험 장비에서는 이 기술의 기본 작동 원리가 확인됐다"고 덧붙였다. 파나소닉은 2030년까지 이 기술의 프로토타입을 완성하는 것을 목표로, 메조 결정 구조를 더욱 정밀하게 제어하고 장치의 크기를 확장하는 연구에 주력할 계획이다. 또한, 태양광과 물을 분리해 얻은 수소로부터 추가 에너지를 얻기 위해 태양 전지판과 함께 사용하는 등의 응용 방법을 검토하고 있는 것으로 알려졌다. 한편, 한국은 탄소배출을 최소화한 수소생산 기술, 즉 '녹색 수소' 생산에 집중하고 있다. 이를 위한 핵심 기술로는 신재생에너지와 수전해가 대표적이다. 수전해 기술은 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 과정이다. 이 중, 두산퓨얼셀은 양성자 교환막 기반의 고분자 전해질막(PEM) 수전해 시스템을 2023년 하반기에 상용화할 방침이다. 세계 1위의 선박평형수 전기분해 처리장치 제조사 테크로스는 알카라인 방식의 수전해 시스템 개방 중인 것으로 알려졌다. 이밖에도 SK E&S는 미국의 수소 전문 기업 플러그파워와 손잡고 수전해 분야로의 진출을 준비하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-25 08:50:00
'역백신', 제1형 당뇨병·크론병 등 자가면역 질병 치료

제1형 당뇨병과 크론병 등 자가 면역질환을 역백신으로 치료하는 연구가 진행중이다. 중추신경계의 탈수초성 질환(demyelinating disease 신경세포의 축삭을 둘러싸고 있는 절연물질인 수초가 탈락되는 질병) 중 가장 흔한 유형인 다발성 경화증과 췌장에서 인슐린이 분비되지 않아 발생하는 제1형 당뇨병, 만성 염증성 장질환인 크론병을 정복할 수 있는 날이 코앞에 다가왔다. 과학기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)’에 따르면, 시카고대학 프리츠커 분자공대(PME Pritzker Molecular Engineering) 연구팀이 '역백신(inverse vaccine)'을 개발해 자가면역 반응을 제거할 수 있음을 증명했다. 일반적인 백신은 인간의 면역 체계가 바이러스나 박테리아를 공격해야 할 적으로 인식하도록 만들지만, ‘역백신’은 한 분자에 대한 면역 체계 기억을 제거하는 정반대의 역할을 하도록 했다. 면역 체계 기억을 제거하는 것은 전염병의 경우 바람직하지 않지만 다발성 경화증, 제1형 당뇨병, 류머티즘성 관절염 또는 면역 체계가 사람의 건강한 조직을 공격하는 크론병에서 나타나는 자가면역 반응을 멈출 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 최근 국제학술지 네이처 생명의학공학(Nature Biomedical Engineering)에 발표된 논문을 살펴보면, 역백신은 자연 과정에 의해 죽는 세포에 대한 자가면역 반응을 예방하기 위해 간이 자연적으로 세포 분해 생성물을 '공격 금지'로 표시하는 방식을 활용한다. PME 연구팀은 우리 몸의 간이 면역 체계가 공격하는 항원(면역 체계가 공격하는 분자)을 친구로 인식하는 노화된 세포 조각과 유사한 분자와 결합해, 이 백신이 어떻게 다발성 경화증과 유사한 질병과 관련된 자가면역 반응을 성공적으로 막을 수 있는지 보여줬다. 이번 논문의 주 저자인 제프리 허벨(Jeffrey Hubbell) 교수는 "이 연구에서 가장 흥미로운 점은 이미 염증이 진행 중임에도 다발성 경화증과 같은 질병을 치료할 수 있다는 것이며, 이는 실제 상황에서 더 유용하다"고 강조했다. 역백신으로 면역력 억제 면역 체계의 T세포(세포성 면역을 담당하는 림프구의 일종) 역할은 바이러스, 박테리아, 암 등 원치 않는 세포와 분자를 신체의 이물질로 인식해 제거하는 것이다. 그러나 T세포는 건강한 세포를 이물질로 인식하는 실수를 할 수 있다. 예를 들어, 크론병 환자의 경우 면역 체계는 소장 세포를, 다발성 경화증 환자의 경우에는 신경 주변의 보호 코팅인 미엘린을 공격한다. 허벨 교수와 그의 동료들은 면역 반응이 몸 전체의 모든 손상된 세포에 대해 발생하지 않도록 하는 메커니즘을 가지고 있다는 것을 주목했다. 이러한 현상은 간에서 일어나는 말초 면역 관용(Peripheral Immune Tolerance)으로 알려져 있다. 그들은 최근 몇 년 동안 N-아세틸갈락토사민(pGal)으로 알려진 당으로 분자를 태깅하면 이 과정을 모방하여 분자를 간으로 보내서 분자에 대한 내성이 생길 수 있다는 사실을 발견했다. 이 연구는 면역계의 작동 원리를 이해하는 데 크게 기여했으며, 미래의 의학적 치료법 개발에 중요한 토대를 제공한다. 허벨은 "우리가 원하는 분자를 pGal에 부착할 수 있고 면역 체계가 이를 견딜 수 있도록 가르칠 것"이라며 "백신처럼 면역력을 높이는 대신 역백신을 사용하면 매우 구체적인 방식으로 면역력을 억제할 수 있다"고 주장했다. 연구팀은 미엘린 단백질을 pGal에 연결하고 새로운 역백신의 효과를 테스트한 결과, 면역 체계가 미엘린 공격을 중단하고 신경이 다시 올바르게 기능하도록 하며 동물의 질병 증상을 완화시킬 수 있음을 발견했다. 일련의 다른 실험을 통해 과학자들은 동일한 접근 방식이 지속적인 면역 반응을 최소화하는데 도움이 된다는 것을 보여줬다. 제1상 안전임상시험 수행 허벨은 "오늘날 자가면역 질환은 일반적으로 면역 체계를 광범위하게 억누르는 약물로 치료되는데, 이는 매우 효과적일 수 있지만 감염을 막기 위해 필요한 면역 반응도 차단하므로 많은 부작용이 발생할 수 있다":고 지적했다. 대신 역백신으로 환자를 치료할 수 있다면 훨씬 더 구체적이고 부작용도 줄어들 수 있다는 설명이다. 허벨의 pGal 화합물을 사람을 대상을 하기 위해선 더 많은 연구가 필요하지만, 밀, 보리, 호밀 섭취와 관련된 자가면역 질환인 복강병 환자를 대상으로 초기 제1상 안전임상시험이 이미 수행됐다. 현재 다발성 경화증에서 임상시험이 진행 중이다.
- IT/바이오
2023-09-20 08:50:00
폐배터리 '블랙매스'에서 희토류 재탄생

전세계적으로 내연 자동차의 전동화 추세가 가속화되면서 폐배터리 폐기물 처리 문제가 점점 부각되고 있다. 특히 리튬, 코발트, 니켈 등의 중요한 자원이 한정적이라는 점에서 이러한 자원에 대한 과도한 의존이 환경적, 경제적 위험요소로 지적되어 왔다. 그러나 최근 업계는 이 문제의 해결책으로 배터리 재활용 기술에 주목하고 있다. 특히 배터리 폐기 과정에서 발생하는 '블랙매스(Black Mass)'라는 검은색 덩어리에서 희망의 신호가 보이고 있다. 프랑스의 주요 일간지 프레시트론(presse-citron)에 따르면, '블랙매스(Black Mass)'는 말 그대로 짙은 검정색의 분말 덩어리인데, 배터리 제조과정에서 발생하는 폐기물인 스카프(Scarp, 배터리 제조 공장에서 발생하는 불량품)와 폐배터리를 수거해 분쇄한 가루를 지칭한다. 이때 폐배터리를 기술적으로 안전하게 파쇄해야 하며, 이 과정에서 니켈, 코발트, 리튬, 망간 등 가치 있는 희토류 원소들을 고순도로 추출해 내는 기술이 매우 중요하다. 이러한 기술을 활용하면 희소 금속에 대한 의존성을 대폭 감소시킬 수 있을 것으로 보인다. 외신 보도에 따르면, 2030년까지 리튬은 15%, 니켈은 11%, 코발트는 44%의 재활용 소재 비중으로 증가할 것으로 예상된다. 유럽연합(EU)은 2023년까지 재활용 배터리 비율을 최대 73%까지 높이는 내용의 새로운 법안을 채택했다. 다만, EU에서는 국가별로 재료 분류가 달라 블랙매스의 대규모 생산 절차가 좀 복잡하다. '유해 폐기물'이라는 라벨이 부착되면 경제협력개발기구(OECD) 회원국만 수출할 수 있기 때문이다. 또 철, 리튬, 인산염 등을 기반으로 하는 새로운 유형의 배터리 출현도 걸림돌이다. 배터리 찌꺼기에 불과했던 블랙매스는 전기차 확산과 자원의 한계라는 측면에서 볼 때 상당한 이점을 가지고 있다. 이 분야에서 선두에 있는 한국 기업 SK에코플랜트는 경주에 첫 배터리 리사이클링 공장을 구축한 것으로 알려져 미래의 친환경 에너지 솔루션으로서의 가능성을 제시하고 있다. SK에코플랜트는 2026년까지 매년 1만 톤의 블랙매스를 처리할 계획이다. 이는 한국에서 처음으로 건설된 이차전지 재활용 공장이다. 이 회사는 자체 개발한 용매추출 공정을 활용하여 후처리 공정의 경쟁력을 강화하겠다는 전략이다. 또한, 유럽, 미국, 아시아와 같은 배터리 산업의 중심지와 전기차가 널리 보급된 지역에 거점을 마련했다. 박경일 SK에코플랜트 사장은 "전기차 확산 본격화와 한정적인 자원 속에서 이차전지 리사이클링 사업은 선택이 아닌 필수"라며, "글로벌 폐배터리 수거망을 확보한 SK에코플랜트는 이번 경주 리사이클링 사업 추진으로 국내는 물론 글로벌 배터리 리사이클링 시장을 선점해 나갈 것"이라고 밝혔다.
- IT/바이오
2023-09-14 08:25:00