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국제유가, 중동분쟁 격화 우려로 3거래일만에 급등
- 국제유가는 10일(현지시간) 중동분쟁 격화 우려와 미국의 허리케인의 원유시설 타격 등 영향으로 급등세를 나타냈다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 11월물 가격은 3.6%(2.61달러) 오른 배럴당 75.85달러에 마감됐다. 북해산 브렌트유 12월물은 영국 런던에 위치한 ICE 선물거래소에서 3.7%(2.82달러) 상승한 배럴당 79.40달러에 거래됐다. 국제유가 급등세를 보인 것은 이스라엘 국방장관이 이란에 대한 공격이 치명적이며 놀라울 것이라고 경고하는 등 중동 긴장이 고조되고 허리케인이 원유시설이 몰려있는 플로리다 만에 몰아치자 원유공급 차질 우려가 부각된 때문으로 분석된다. 지난 이틀간 국제유가는 이스라엘이 이란에 대한 공격을 자제함에 따라 하락했다. 이스라엘은 이날이라도 이란의 미사일 공격에 대응키로 결정했다고 전해졌다. 미국은 이스라엘의 보복공격을 자제하도록 촉구하고 있지만 이스라엘의 보복이 이란의 석유시설을 표적으로 할 것이라는 분석이 나오고 있다. 요아브 갈란트 이스라엘 국방장관은 9일 "이란에 대한 어떠한 공격도 치명적이고 정확하며 놀라울 것"이라고 언급했다. 이와 함께 미국 남부 플로리다주에 상륙한 대형 허리케인 밀턴의 타격으로 석유시설의 일시적인 폐쇄와 수송차질이 발생해 석유제품 수급이 단기적으로 악영향을 입을 것이라는 관측도 석유가격을 끌어올린 요인으로 작용했다. 세계 최대의 석유 생산국이자 소비국인 미국에서는 밀턴이 플로리다를 강타해 주유소 약 4분의 1에서 휘발유가 동났고 340만 가구 이상의 가정과 사업체에 전력이 공급이 중단됐다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 중동분쟁 악화 우려 등에 5거래일만에 반등했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 0.5%(13.3달러) 오른 온스당 2639.3달러에 거래를 마쳤다.
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국제유가, 중동분쟁 격화 우려로 3거래일만에 급등
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국제유가 5거래일 연속 상승⋯중동 분쟁 격화 '불안감 고조'
- 국제유가는 7일(현지시간) 중동분쟁 격화 우려 등 영향으로 급등세를 보였다. 국제유가는 5거래일 연속 상승세다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 11월물 가격은 전거래일보다 3.7%(2.76달러) 오른 배럴당 77.14달러로 마감했다. 이는 지난 8월 말 이후 최고치다. 글로벌 원유 가격 벤치마크인 북해산 브렌트유 12월물은 3.7%(2.88달러) 상승한 배럴당 80.93달러에 거래됐다. 브렌트유 역시 8월 말 이후 가장 높았으며 한달여만에 배럴당 80달러를 돌파했다. 국제유가는 지난 1일 이란이 이스라엘에 최소 180대의 미사일을 발사한 이후 중동 위기가 고조되면서 상승세를 이어가고 있다. 지난주 WTI는 9%, 브렌트유는 8% 각각 상승했다. 이날 이란의 지원을 받는 레바논 무장 정파 헤즈볼라는 이스라엘의 3대 도시인 하이파를 공격했다. 예멘에서는 이스라엘 중부를 향해 지대지 미사일이 발사됐지만 격추됐다고 이스라엘 군이 밝혔다. 이스라엘과 하마스의 전쟁 1년을 맞은 이날 이스라엘 측은 레바논 남부로 지상 침투를 확대했다. 이스라엘이 이란에 대한 보복을 다짐한 가운데 이란의 석유 시설에 대한 공격으로 이어질 경우 이란의 원유 공급이 차질을 빚어 유가가 더 오를 수 있다는 전망이 제기된다. 리포 오일 어소시에이츠의 앤드루 리포 대표는 이 같은 상황이 발생하면 유가가 배럴당 3~5달러가량 더 오를 것으로 전망했다. 튜더, 피커링 홀츠 앤 코의 분석가들은 "갈등이 계속 고조될 것이라는 우려가 있으며 이란의 하루 340만 배럴 생산이 위험에 처한 것뿐만이 아니라 지역 공급에 추가적인 지장을 줄 수 있다"고 진단했다. CIBC 프라이빗 웰스 그룹의 레베카 바빈 선임 에너지 트레이더는 "공포감이 조성되고 있다"며 "오래 기다릴수록 롤러코스터 꼭대기에 올라가 내려가기를 기다리듯이 공포는 커질 것 같다"고 지적했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 미국 장기금리 4%대 급등 등 영향으로 하락했다. 이날 뉴욕상품거래소(COMEX)에서 12월물 금가격은 전장보다 0.1%(1.8달러) 하락한 2666.00달러를 기록했다. 제이너 메탈의 피터 A 그랜트 부대표 겸 선임 금속 전략가는 "달러 강세가 단기적으로 현시점에서 역풍이며 이것이 금의 사상 최고치 경신을 막고 있다"면서도 "지정학적 갈등과 미 대선이 가까워질수록 정치적 불확실성이 커지면서 생기는 안전자산 수요 때문에 단기적으로 2700달러까지 오를 가능성이 있으며 장기적으로는 3000달러 전망이 유효하다"고 강조했다.
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국제유가 5거래일 연속 상승⋯중동 분쟁 격화 '불안감 고조'
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[신소재 신기술(117)] 오징어에서 영감 받은 온도 조절 의류
- 기후 변화의 영향으로 계절의 경계가 모호해지면서, 옷차림에 대한 고민이 깊어지고 있다. 특히 간절기에는 일교차가 커서 옷을 선택하기가 쉽지 않다. 10월 초순의 서울만 하더라도 낮에는 섭씨 20도를 웃도는 온화한 날씨지만, 아침저녁으로는 10도 안팎의 쌀쌀함이 감돌아 옷 입기가 난감하다. 즉, 겉옷을 입고 있자니 덥고, 벗자니 춥다. 게다가 개인마다 추위나 더위를 느끼는 정도가 다르기 때문에, 모두를 만족시키는 의류 소재를 찾기란 더욱 어렵다. 일부 스포츠 의류나 기능성 이너웨어 브랜드에서 온도 조절 소재를 사용했다고 홍보하지만, 진정한 의미에서 개인의 열적 필요에 따라 능동적으로 온도를 조절하는 옷은 아직까지 존재하지 않았다. 그러나 최근 자연에서 영감을 얻은 혁신적인 기술이 개발돼 이러한 한계를 극복할 가능성을 제시했다. 미국 연구진이 오징어 피부에 착안해, 착용자의 체온에 따라 온도를 조절하는 혁신적인 의류 신소재를 개발한 것. 이는 단순한 온도 조절 기능을 넘어, 착용자 개개인의 열적 쾌적성을 극대화하는 '스마트 의류' 시대의 도래를 예고한다. 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스(UCI) 연구팀은 오징어 피부의 색상 변화 메커니즘을 모방하여 통기성, 세탁성, 유연성을 갖춘 온도 조절 신소재를 개발했다고 밝혔다. 해당 내용에 대해서는 어스닷컴과 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 보도했다. 오징어 피부는 여러 층으로 구성되어 있으며, 각 층이 빛을 조작하여 색상과 패턴을 바꾼다. 연구팀은 이러한 원리를 이용하여 적외선 스펙트럼에서 작동하는 복합소재를 만들었다. 사람의 몸에서 열이 방출될 때 적외선 복사 형태로 방출되는 데, 이 신소재는 이러한 적외선 방출을 조절해 온도 조절 기능을 한다. 연구 저자인 알론 고로데츠키는 "오징어 피부는 빛을 조작하고 동물의 전체적인 색상과 무늬를 변화시키기 위해 함께 작동하는 여러 층으로 구성된 복잡한 구조"라고 설명했다. 그는 "일부 층에는 발색단이라는 기관이 있는데, 이 기관은(근육의 작용에 따라) 확장된 상태와 수축된 상태를 전환하여 피부가 가시광선을 투과하고 반사하는 방식을 변화시킨다"고 부연했다. 이 복합 소재는 폴리머로 코팅된 구리 섬(copper islands)으로 구성되어 있다. 이 소재는 열카메라가 작동하는 방식처럼 적외선 스펙트럼을 기반으로 작동한다. 소재를 늘리면 구리 섬들이 분리되면서 적외선 투과 및 반사율이 변화한다. 이를 통해 의류의 온도를 미세하게 조절할 수 있다. 이전 연구에서 연구팀은 복합 소재의 적외선 특성을 모델링했으며, 이번 연구에서는 세탁성, 통기성, 직물 통합성을 향상시켰다. 얇은 필름을 추가하여 세탁 내구성을 높였고, 구멍을 뚫어 면직물과 비슷한 통기성을 확보했다. 또한 메쉬 소재에 부착해 직물에 쉽게 통합될 수 있도록 했다. 연구팀은 "이 소재는 스키 재킷, 양말, 장갑, 모자 등 추운 날씨 의류에 적합할 것"이라며 "세탁 가능한 유기 전자 장치, 신축성 있는 전자 섬유, 에너지 수확 마찰 전기 소재 등 다양한 웨어러블 기술에도 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 APL 바이오엔지니어링 저널에 게재됐다.
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[신소재 신기술(117)] 오징어에서 영감 받은 온도 조절 의류
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국제유가, 이란의 이스라엘 미사일 공격에 2%이상 급등세
- 국제유가는 1일(현지시간) 이란이 이스라엘에 대한 미사일 공격 감행 등 영향으로 급등세를 나타냈다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 11월물 가격은 2.4%(1.66달러) 오른 배럴당 69.83달러에 거래됐다. WTI는 장중 5%이상 폭등하기도 했다. 북해산 브렌트유 12월물은 런던 ICE 선물거래소에서 2.6%(1.86달러) 상승한 배럴당 73.56달러에 거래됐다. 이란이 이스라엘을 타격하면서 전면전으로 확대될 수 있다는 불안감이 고조되면서 원유공급에 대한 차질 우려가 부각되며 가격이 크게 오른 것으로 분석된다. 전문가들은 이스라엘이 이에 대한 보복으로 이란의 핵시설을 공격, 양국 간 갈등이 전면전으로 치달을 수도 있다고 보고 있다. 이스라엘군은 이날 오후 7시30분쯤 이란이 이스라엘을 향해 200여발에 이르는 미사일을 발사했다고 밝혔다. 이란의 이스라엘 공격은 지난 4월 13~14일 이후 약 5개월여만이다. 이란혁명수비대(IRGC)도 30여분만인 이날 오후 8시쯤 성명을 통해 "점령지(이스라엘) 중심부에 있는 중요한 군사·안보 목표물을 표적으로 탄도미사일을 쐈다"고 발표했다. 혁명수비대는 "이스라엘의 군사·안보 핵심 시설을 겨냥했다"며 "이번 공격은 하마스 정치 지도자 이스마일 하니예와 헤즈볼라 수장 하산 나스랄라, 압바스닐포루샨 혁명수비대 부사령관의 살해에 대한 보복이다"라고 언급했다. 혁명수비대는 이스라엘이 보복하면 또 반격하겠다고 경고하면서 중동의 전쟁 위기가 한층 고조되고 있는 상황이다. 클레이 시겔 원유시장 애널리스트는 "이스라엘은 이란을 직접 타격하기 위한 군사적 공세를 확대하길 주저하지 않을 것"이라며 "이란의 석유 시설들이 표적이 될 가능성이 크다"고 분석했다. 그는 "이스라엘이 석유 생산시설과 수출시설을 공격할 경우 하루 100만 배럴 이상의 석유 생산이 타격을 받을 수 있다"고 말했다. 석유 중개업체 PVM의타마스바르가 분석가는 "중동 지역 분쟁이 고조될 경우 이란의 대리 세력인 후티와 이라크 민병대가 중동 산유국, 특히 사우디아라비아를 향해 공격을 감행할 수 있다"고 우려했다. 그는 이어 "현재 석유 생산시설이 타격을 받을 것이란 공포심이 있으며, 불확실성이 해소될 때까지 변동성 장세가 이어질 것"이라고 덧붙였다. 이와 함께 이날 예멘 반군 후티가 장악한 예멘 항구도시 호데이다에서 서북쪽으로 180㎞ 떨어진 해상에서 선박이 미사일 공격을 받았다고 영국 해사무역기구(UKMTO)가 밝혔다. 석유 중개업체 PVM의 타마스 바르가 분석가는 "중동 지역 분쟁이 고조될 경우 이란의 대리 세력인 후티와 이라크 민병대가 중동 산유국, 특히 사우디아라비아를 향해 공격을 감행할 수 있다"라고 우려했다. 이어 "현재 석유 생산시설이 타격을 받을 것이란 공포심이 있으며, 불확실성이 해소될 때까지 변동성 장세가 이어질 것"이라고 덧붙였다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 중동전운 고조 등에 3거래일만에 반등했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 1.2%(30.9달러) 오른 온스당 2690.3달러에 거래를 마쳤다.
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국제유가, 이란의 이스라엘 미사일 공격에 2%이상 급등세
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[퓨처 Eyes(52)] 인간 게놈, '5D 메모리 크리스탈'에 담겨 수십억 년 보존
- 영국 과학자들이 인간 게놈(유전자) 전체를 '5D 메모리 크리스털'에 저장하는 데 성공했다고 CNN과 파퓰러 사이언스, 라이브사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 이 기술은 미래에 인류 멸종 위기 극복에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 멸종 위기 동식물 종 보존에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 사우스햄튼 대학교 연구팀은 열과 화학적으로 가장 안정적인 물질 중 하나인 거의 순수한 실리카로 만든 유리인 용융 석영의 특성을 모방한 합성 소재를 개발해 5D 메모리 크리스털을 만들었다. 이 특수 크리스털은 수십억 년 동안 최대 360테라바이트[Terabyte, 컴퓨터 데이터 저장 용량을 나타내는 단위 중 하나로, 1테라바이트(TB)=1000기가바이트(GB) 또는 약 1조 바이트에 해당]의 정보를 저장할 수 있다. 연구팀이 개발한 동전 크기의 이 메모리 크리스털은 현재 독일 할슈타트에 있는 버려진 소금 광산 깊숙한 곳에 있는 '인류 기억 기록 보관소'에 보관될 예정이다. 이 팀이 개발한 크리스털은 2014년에는 '가장 내구성 있는 디지털 저장 장치'로 기네스 세계 기록에 등재되기도 했다. 섭씨 1천도·우주 방사선 등 극한의 조건 견뎌 사우스햄튼 대학 측은 지난 19일 보도자료를 통해 5D 메모리 크리스털은 섭씨 1000도의 고온, 1제곱센티미터당 10톤(아프리카 코끼리 두 마리의 무게에 해당)의 압력이라는 극한의 환경 조건에서도 견딜 수 있다고 밝혔다. 또한 우주 방사선에 장기간 노출되어도 견딜 수 있어 우주를 통한 긴 여행에도 살아남을 수 있다. 또한 이 크리스털은 영구 보존이 가능하다. 현재 138억 년(우주의 나이와 비슷한 시간) 동안 데이터 유지가 가능한 것으로 알려졌다. 현재 우리가 살고 있는 지구는 50억년 후 태양이 파괴되면 사라질 것으로 추정된다. 단순 계산으로 이 메모리 크리스털은 지구가 파괴된 후에도 데이터 유지가 가능하다. 사우스햄튼 대학교 광전자공학 피터 카잔스키 교수가 주도한 연구팀은 크리스털 결정 내에 정보를 저장하기 위해 초고속 레이저를 사용해 5차원 매트릭스 내에 쌓인 수백만개의 20나노미터(0.0000008인치, 1나노 미터는 10억분의 1미터) 폭의 노드에 데이터를 새겨 넣었다. 정보는 나노 구조의 5가지 차원(높이, 길이, 너비, 방향, 위치)으로 변환되어 저장되므로 '5D'라고 불린다. 팀은 "두 개의 광학 차원과 세 개의 공간 좌표가 포함돼 있다"고 밝혔다. 유기체 복원 가능 게놈 영구 저장 5D 메모리 크리스털은 기존 3D 광학 저장 기술에 '복굴절' 현상을 추가하여 개발됐다. 복굴절은 빛이 매질을 통과할 때 편광 방향에 따라 굴절률이 달라지는 현상이다. 이를 이용해 각각의 미세한 데이터 저장 공간에 1비트가 아닌 8비트(1바이트)의 데이터를 저장할 수 있게 됐다. 카잔스키 교수는 "5D 메모리 크리스털은 미래에 과학 기술이 허락한다면 식물과 동물 등 복잡한 유기체를 복원할 수 있는 게놈 정보의 영구 저장소를 구축할 가능성을 열어준다"고 설명했다. 팀은 DNA의 뉴클레오타이드 또는 염기를 나타내는 네 글자, 즉 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G) 티민(T)을 사용해 전체 인간 게놈을 설명했다. 국립인간게놈 연구소에 따르면 전체 게놈은 약 30억 글자 길이이다. 또한 연구팀은 먼 미래에 정보를 해독할 존재를 고려하여 시각적 키를 메모리 크리스털에 포함시켰다. 팀은 먼 미래에 누가, 또는 무엇이 정보를 검색할지 고려했다. 그것은 지능(종 또는 기계)일 수도 있고, 너무 먼 미래에 발견되어 참조 프레임이 존재하지 않을 수도 있기 때문이다. 카잔스키는 "크리스탈에 새겨진 시각적 열쇠는 발견자에게 내부에 어떤 데이터가 저장되어 있고 어떻게 사용할 수 있는지에 대한 지식을 제공한다"고 말했다. 현재 과학 기술로는 단일 게놈만으로 종을 부활시키는 것은 불가능하다. 그러나 연구팀은 인간에서 진화했거나 외계에서 온 진보된 문명이 이를 달성하는 데 필요한 지식과 기술을 보유하고 있을 것으로 예상하고 있다. 이번에 사우스햄튼 대학교 연구팀이 개발한 메모리 크리스탈은 5D 메모리 크리스탈의 잠재력을 보여주는 중요한 이정표다. 현재 실험 단계에 있는 이 메모리 크리스탈은 상용화를 위해서는 추가적인 연구 개발이 필요하다. 상용화될 경우, 우리가 데이터를 저장하고 활용하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것으로 기대된다. 한편, 외부 전문가들은 이 연구에 대해 "매우 인상적"이라면서도 미래에 데이터를 읽는 방법에 대한 의문을 제기했다. 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 토마스 헤이니스는 CNN에 "수백 년 후에도 데이터를 읽을 수 있는 장치를 만들 수 있을지, 그 장치가 여전히 작동할지 의문"이라고 지적했다. 이 기술은 2016년 세계인권선언, 대헌장, 킹 제임스 성경과 같은 중요 문서 저장에 사용된 바 있다. 지구의 멸종 위기 종, 달에 보관 지구 종말에 대비해 인류의 유산을 남기려는 과학자들의 노력은 이어지고 있다. 올해 초 과학자들은 지구의 멸종 위기 종을 달에 보관하여 보호하는 계획을 발표하기도 했다. 이는 지구에 대재앙이 발생할 경우를 대비한 것이다. 스미소니언 국립 동물원 및 보존 생물학 연구소의 메리 하게돈 연구팀은 지구상 생물종의 멸종에 대비해 달에 멸종 위기 생물 샘플 저장소를 만드는 것이 가능한가를 탐구했다. 새로운 개념의 냉동 세포 저장소는 궁극적으로 섬유질 세포로 동물 피부 샘플을 냉동 보존해 섬유아세포라고 하는 세계의 멸종 위기종의 다른 조직이나 기관을 연결하는 것이다. 달 생물 저장소는 '냉동 보존'을 통해 가능하다는 주장이다. 달의 극지방에는 20억 년 이상 햇빛이 비치지 않는 분화구 바닥과 같은 영구적으로 그늘진 지역이 있다. 이 지역의 온도는 대개 섭씨 영하 196도 이하로 유지된다. 연구팀은 달의 이러한 낮은 온도를 활용해 장기 냉동보존 저장 시설을 건설하고 샘플을 수동 냉각할 것을 제안했다. 물론 이를 실현하는 데는 앞으로도 수십 년이 걸릴 것으로 예상된다. 이처럼 과학자들은 현재에도 일어나고 있는 멸종 위기 동식물 보존을 위해 다각적인 노력을 기울이고 있다. 또한 DNA 타임 캡슐 역할을 할 것으로 보이는 5D 메모리 크리스털은 인류의 지식과 생물 다양성을 보존하며, 먼 미래 세대에게까지 그 유산을 전달할 수 있는 혁신적인 기술로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(52)] 인간 게놈, '5D 메모리 크리스탈'에 담겨 수십억 년 보존
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[기후의 역습(63)] 영구동토층 해빙으로 북극-아북극 산불 급증
- 극심한 기후 변화로 영구동토층인 북극 지역에 산불이 급증할 것이라는 암울한 연구 결과가 나왔다. 국제 기후 과학자 및 영구동토층 전문가 팀의 연구에 따르면, 새로운 기후 컴퓨터 모델 시뮬레이션 결과 지구 온난화로 인해 영구동토층 해빙이 가속화되고, 이로 인해 북부 캐나다 및 시베리아의 아북극 및 북극 지역에서 산불이 급격히 증가할 것으로 예상된다고 네이처닷컴과 PHYS 등 다수 외신이 24일(현지시간) 보도했다. 최근 관측 결과 따뜻하고 건조한 기후 조건으로 인해 이미 북극 지역의 산불이 심화되고 있는 것으로 나타났다. 미래 인위적 온난화가 산불 발생에 미치는 영향을 이해하고 시뮬레이션하기 위해서는 가속화된 영구동토층의 해빙의 역할을 고려하는 것이 중요하다. 영구동토층 해빙은 토양의 수분 함량을 크게 좌우하며, 이는 산불 발생의 핵심요소다. 최근 기후 모델들은 지구 온난화, 북부고위도 영구동토층 해빙, 토양 수분 및 화재 사이의 상호작용을 완전히 고려하지 않았다. 이번 새로운 연구는 가장 포괄적인 지구 시스템 모델 중 하나인 '커뮤니티 지구 시스템 모델'에서 생성된 영구동토층 및 산불 데이터를 사용했다. 이 모델은 토양 수분, 영구동토층 및 산불 사이의 결합을 통합적으로 파악하는 최초의 모델이다. 온실가스 배출 증가의 인위적인 영향과 자연 발생적인 기후 변화를 더 잘 구분하기 위해 과학자들은 1850년부터 2100년까지의 기간(SSP3-7.0 온실가스 배출 시나리오)을 다루는 50개의 과거-미래 시뮬레이션 앙상블을 사용했다. 이 시뮬레이션은 최근 한국의 부산 IBS 기후물리센터와 미국 콜로라도 볼더 국립대기연구센터 과학자들이 IBS 슈퍼컴퓨터 Aleph에서 수행했다. 이 앙상블 모델링 접근 방식을 통해 연구팀은 21세기 중후반까지 아북극 및 북극 지역에서 인위적인 영구동토층 해빙이 상당히 광범위하게 진행될 것임을 입증했다. 많은 지역에서 과도한 토양 수분이 빠르게 배출되어 토양의 수분이 급격히 감소하고, 이후 지표면 온난화 및 대기 건조가 발생한다. 부산에 있는 IBS 기후물리학 연구원의 연구 주저자이자 박사후 연구원인 김인원 박사는 "이러한 조건은 산불을 심화시킬 것"이라고 말했다. 연구팀은 이러한 조건들이 산불을 심화시킬 것이라고 경고했다. 모델 시뮬레이션 결과 21세기 후반에는 불과 몇 년 만에 사실상 화재가 거의 없는 상태에서 매우 강렬한 화재로 갑작스럽게 전환되는 것으로 나타났다. 이러한 미래 산불 추세는 대기중 이산화탄소 농도 증가로 인해 고위도 지역의 식물 바이오매스가 증가할 가능성이 높다는 사실로 인해 더욱 악화될 것으로 전망된다. 이른바 '이산화탄소 비료 효과'는 추가적인 화재 연료를 제공한다는 것. 참고로 이산화탄소 비료 효과는 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면 식물의 광합성 속도가 빨라져 성장이 촉진되는 현상을 말한다. 쉽게 말해 이산화탄소는 식물에게 비료와 같은 역할을 한다고 볼 수 있다. 식물이 더 빠르게 성장하면 화재가 발생할 경우 연료가 추가되는 것과 같은 효과를 내 화재 위험이 더 높아질 수 있다. 공동연구자인 노르웨이 트론헤임에 있는 노르웨이 과학기술대학의 한나 리 부교수는 "복잡한 영구동토층 환경이 미래를 더 잘 시뮬레이션하기 위해서는 확장된 관측 데이터 세트를 사용하여 지구 시스템 모델에서 소규모 수문학적 과정을 더욱 개선해야 할 필요성이 있다"고 강조했다. 이번 논문의 공동 저자이자 ICCP 책임자 겸 부산대학교 명예 교수인 악셀 팀머만 박사는 "산불은 이산화탄소, 검은 탄소 및 유기 탄소를 대기중으로 방출하여 기후에 영향을 미치고 북극 영구동토층 해빙 과정에 피드백을 줄 수 있다"고 지적했다. 팀머만 교수는 "하지만 화재 배출과 대기 과정 사이의 상호작용은 아직 지구 시스템 컴퓨터 모델에 완전히 통합되지 않았으며, 이러한 측면을 추가로 고려하는 것이 다음 단계가 될 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다. 실제로 2023년 캐나다 북부에서 미국 플로리다 주 크기의 지역을 태운 기록적인 산불이 발생했다. BBC에 따르면 2023년 캐나다 산불은 엄청난 이산화탄소를 배출했다. 과학자들은 캐나다의 한대 삼림이 지구 온난화를 유발하는 탄소를 포집하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 이례적으로 화재가 발생하면 전 세계 기후 변화 예측에 영향을 미칠 수 있다고 우려하고 있다. 지난 8월 28일 캘리포니아 공과대학과 캐나다, 네덜란드 등 국제 연구팀이 네이처 저널에 발표한 자료에 따르면, 캐나다 화재로 인한 총 배출량을 약 647테라그램의 탄소로 계산했다. 1테라그램은 백만 미터톤이다. 이는 지난 10년 동안 약 29테라그램에서 82테라그램 사이를 오르내렸던 캐나다의 전형적인 산불 배출량을 훨씬 웃도는 수치다. 또한 이는 캐나다의 연간 총 탄소 배출량보다 5배 많으며, 작년에 740테라그램의 탄소를 배출한 인도와 비슷한 수준이었다. 2023년 캐나다 산불보다 더 많은 탄소량을 배출한 나라는 중국, 미국, 인도뿐이었다. 인류의 생존을 위협하는 탄소 배출량을 실질적으로 감소하기 위해 각국 정부와 기관이 더욱 머리를 맞대야 할 시기다.
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[기후의 역습(63)] 영구동토층 해빙으로 북극-아북극 산불 급증
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국제유가, 글로벌 수요감소 불안감 등 영향 하락
- 국제유가는 23일(현지시간) 미국과 유럽 등 글로벌 경기둔화(리세션)에 의한 수요감소 불안감 과 차익실현 매물 등 영향으로 하락했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 11월물 가격은 전거래일보다 0.9%(63센트) 내린 배럴당 70.37달러에 마감됐다. 북해산 브렌트유 12월물은 전장보다 0.5%(40센트) 하락한 배럴당 73.29달러에 거래됐다. 국제유가는 지난주 상승해 지난 10일에 기록한 직전 최저치로부터 10%이상 상승했다. 국제유가가 하락한 것은 미국과 유럽 등 글로벌 경기둔화 우려에 원유수요가 가소할 것이라는 불안감이 커진 때문으로 분석된다. 미국 제조업 경기 악화를 우려하는 목소리가 커지면서 국제유가는 하락압력을 받았다. 스탠더드앤드푸어스(S&P) 글로벌은 9월 제조업 구매관리자지수(PMI) 예비치가 47로 집계됐다고 발표했다. 이 수치는 15개월 만에 최저치였고 전월치 47.9와 시장 예상치인 48.6도 밑돌았다.9월 서비스업 PMI는 55.4로 확장세를 유지했으나 이 또한 두 달 만에 가장 낮은 수치를 기록했다. 유럽의 경제 활동이 급속하게 위축되고 있는 점도 국제유가를 끌어내린 요인으로 작용했다. 유럽의 경기우려가 강해지면서 유로존에서 에너지소비가 침체할 것이라는 우려로 이어졌다. 이날 발표된 유로존과 독일, 프랑스의 9월 구매관리자지수(PMI) 속보치가 8월과 비교해 모두 약세를 보였다. 이번 달 제조업 둔화가 가속화된 데다 서비스 산업도 주춤한 것으로 드러났다. 중국도 경기 둔화로 원유 수요가 감소하고 있다. 이와 함께 중동리스크가 다소 완화된 점은 국제유가를 상승시킨 요인으로 꼽힌다. 최근 이스라엘과 레바논 무장정파 헤즈볼라 간 무력 갈등이 격해지는 가운데 이란 대통령이 확전은 자제하겠다고 밝힌 점도 공급 불안을 일부 완화시켰다. 마수드 페제시키안 이란 대통령은 이날 미국 뉴욕에서 진행 중인 유엔총회에 참석해 "우리는 중동 불안정의 원인이 되고 싶지 않다"며 "그 결과는 돌이킬 수 없기 때문"이라고 밝혔다. 그는 "우리는 평화 속에 살고 싶고 전쟁은 원하지 않는다"며 "이스라엘이 똑같이 하려 한다면 우리는 모든 무기를 내려놓을 용의가 있다"고 말했다. 두 진영 간 충돌로 유가는 상승 압력을 받고 있지만 페제시키안 대통령의 발언은 어느 정도 진정제 역할을 했다. BOK파이낸셜의 데니스 키슬러 트레이딩 담당 수석 부사장은 "이스라엘이 레바논에 대한 공격을 강화할수록 이란이 더 개입할 것이라는 두려움이 커지고 있다"며 "이 때문에 석유 수출이 위험해질 가능성은 더 커진다"고 말했다. 하지만 중동의 군사적 충돌은 점차 심화하고 있어 국제유가 하락을 제한했다. 이스라엘군은 이날 헤즈볼라를 겨냥해 레바논을 대대적으로 집중 포격해 최악의 인명 피해를 냈다. 이스라엘군은 이날 성명에서 헤즈볼라의 근거지인 레바논 남부는 물론 동부까지 최근 24시간 동안 약 650차례의 공습으로 헤즈볼라 시설 1100개 이상을 타격했다고 밝혔다. 레바논 보건부는 성명을 통해 이 과정에서 총 356명의 군인과 민간인이 숨지고 1246명이 다쳤다고 밝혔다. 이스라엘군과 헤즈볼라 간 군사적 긴장이 연일 고조되면서 2006년 이후 18년 만에 두 진영 간 지상전도 발발할 것으로 시장은 우려했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 미국의 추가 금리인하 기대감 등에 사상최고치를 또다시 새로 썼다. 국제금값은 4거래일 연속 상승세다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 0.2%(6.3달러) 오른 온스당 2652.5달러에 거래를 마쳤다.
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- 산업
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국제유가, 글로벌 수요감소 불안감 등 영향 하락
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인간 뇌조직에서 미세 플라스틱 첫 검출⋯잠재적 위험성 제기
- 인간 뇌조직에서 미세 플라스틱이 처음으로 검출되어 잠재적인 건강 위험에 대한 우려가 높아지고 있다. 국제 연구팀이 15명의 사망자 뇌 조직 중 8명의 후각 신경구(코에서 냄새 정보를 받아 들이는 뇌조직 덩어리)에서 미세 플라스틱을 발견했다고 사이언스얼라트와 CNN 등 다수 외신이 보도했다. 이는 뇌 혈전에서 미세 플라스틱이 발견된 이후 뇌조직 자체에서 미세 플라스틱을 보고한 첫 번째 연구다. 베르린 자유 대학의 박사후 미세 플라스틱 연구원이자 이번 연구의 주저자인 루이스 페르난도 아마토-로렌소는 CNN에 "이 구조에 존재하면 뇌의 다른 영역으로 전이될 수 있다"고 밝혔다. 아마토-로렌소는 입자의 크기와 모양이 섬유보다 작기 때문에 뇌와 척수를 여러 유해 물질로부터 보호하는 막인 혈액뇌장벽의 미세아교세포를 우회할 가능성이 더 높다고 덧붙였다. 이전 연구에서 미세 플라스틱과 나노 플라스틱은 우리 몸의 폐 조직과 모유와 태반, 고환 등 생식기에서도 발견됐다. 아울러 플라스틱 페트 병에 든 생수 등 마시는 물에서도 미세 플라스틱이 검출돼 경종을 울렸다. 연구팀은 출판된 논문에서 나일론의 현미경 사진을 게재했으며 "미세 플라스틱은 다양한 인체 조직에서 발견됐지만 인간의 뇌에서 존재한다는 사실은 기록되지 않았으며, 이는 잠재적인 신경 독성 효과와 미세 플라스틱이 뇌 조직에 도달하는 메커니즘에 대한 중요한 의문을 제기한다"고 기술했다. 이번 연구는 지난 16일 미국의학협회 저널 '자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open)'에 발표됐다. 검출된 미세 플라스틱은 주로 입자 및 섬유 형태였으며, 폴리프로필렌이 가장 많이 발견됐다. 입자 크기는 5.5마이크로미터(㎛)에서 26.4마이크로미터 사이로, 평균적인 인간 머리카락 너비(약 8만 나노미터)의 1/4도 되지 않았다. 이보다 작은 것은 나노 플라스틱으로 10억분의 1미터 단위로 측정해야 한다. 폴리프로필렌은 포장재부터 자동차 부품, 의료 기기에 이르기까지 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나이다. 이전 연구에서는 대기 오염 입자가 후각 경로를 따라 올라가는 것을 발견했지만, 이번 연구에서는 미세 플라스틱이 후각구 바로 아래 쪽의 작은 구멍을 통해 뇌까지 동일한 경로를 이용할 수 있음을 시사한다. 연구팀은 "코와 후각구에서 미세 플라스틱이 확인된 것은 취약한 해부학적 구조와 함께 후각 경로가 외인성 입자가 뇌로 들어가는 중요한 진입 지점이라는 개념을 강화한다"고 설명했다. 미세 플라스틱의 건강 영향은 아직 명확하지 않지만. 뇌 내 합성 물질 농도 증가는 긍정적인 신호가 아니다. 최근 연구에 따르면 미세 플라스틱은 신경 손상 및 신경 질환 위험 증가와 연관 있을 수도 있다. 또한 대기 오염과 인지 문제 사이의 연관성은 이미 잘 알려져 있다. 만약 미세 플라스틱이 비강으로 유입된다면 문제를 악화시킬 가능성이 있다. 연구팀은 "파킨슨병과 같은 일부 신경 퇴행성 질환은 초기 증상으로 비강 이상과 관련이 있는 것으로 보인다"고 말했다. 생분해성이 더 높은 플라스틱을 생산하려는 지속적인 노력에도 불구하고, 플라스틱 생산량은 지난 20년 동안 두 배로 늘었다. 지난 9월 4일 '네이처' 저널에 게재된 또다른 연구에 따르면 전 세계는 매년 5700만톤의 플라스틱 오염을 발생시키고 있다. 영국 리즈대학교 연구팀은 매년 발생하는 오염 물질은 약 5200만톤으로, 뉴욕시 센트럴 파크를 엠파이어스테이트 빌딩 높이만큼 플라스틱 쓰레기로 채울 수 있는 수준이라고 밝혔다. 5200만톤의 플라스틱 쓰레기를 서울의 여의도에 쌓으면 높이는 약 1만5600km에 이른다. 이는 지구 반지름(약 6371km)의 두 배가 넘는 엄청난 높이다. 참고로 지구에서 가장 높은 에베레스트 산의 해발 고도는 약 8846미터이다. 이번 연구는 플라스틱 오염의 심각성을 다시 한 번 강조하며, 미세 플라스틱의 건강 영향에 대한 추가 연구의 필요성을 제기한다.
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- IT/바이오
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인간 뇌조직에서 미세 플라스틱 첫 검출⋯잠재적 위험성 제기
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[신소재 신기술(110)] 캐나다 연구진, 햇빛 이용해 온실가스를 '유용한 화학물질'로 전환
- 햇빛을 활용해 유해한 온실 가스인 메탄과 이산화탄소를 상온에서도 유용한 화학물질로 전환하는 기술이 개발됐다. 캐나다 맥길 대학교 연구팀이 햇빛을 이용해 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 유용한 화학물질인 '녹색 메탄올'과 '일산화탄소'로 전환하는 혁신적인 기술을 개발했다고 사이테크데일리가 전했다. 이 기술은 기후변화 문제 해결과 지속 가능한 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 금, 팔라듐, 질화갈륨, 혼합물을 촉매로 사용해 햇빛에 노출시키면 이산화탄소의 산소 원자가 메탄 분자에 결합하여 '녹색 메탄올'을 생성하는 반응을 유도했다. 이 과정에서 부산물로 일산화탄소로 생성된다. 녹색 메탄올은 재생 가능한 에너지원이나 바이오매스를 활용하여 생산되는 친환경 메탄올이다. 일반적인 메탄올은 화석 연료를 통해 생산되는데, 이 과정에서 많은 양의 온실 가스가 배출된다. 반면, 녹색 메탄올은 탄소 배출을 최소화하거나 아예 배출하지 않는 방식으로 생산되기 때문에 탄소 중립을 위한 중요한 에너지원으로 주목받고 있다. 녹색 메탄올은 선박이나 자동차의 연료로 사용가능하며, 기존 화석 연료보다 탄소 배출량이 적다. 또한 플라스틱이나 합성 섬유 등 다양한 화학제품의 원료로 사용된다. 게다가 수소보다 안전하고 쉽게 저장하고 운송할 수 있어 에너지 저장 매체로도 활용될 수 있다. 맥길 화학과 박사후 연구원 후이 수(Hui Su)는 "자동차에서 나오는 배기가스나 공장에서 나오는 배출물이 햇빛의 도움으로 차량용 청정 연료, 일상적인 플라스틱의 구성 요소, 배터리에 저장된 에너지로 전환되는 상상을 해보자"며 "이것이 바로 새로운 화학 공정이 가능하게 하는 변화의 종류"라고 말했다. 연구팀의 새로운 빛 기반 화학 공정은 상온에서 한 번의 반응으로 메탄과 이산화탄소를 녹색 메탄올과 일산화탄소로 전환한다. 팀은 전환된 두 가지 모두 화학 및 에너지 분야에서 높은 가치를 지닌다고 말했다. 연구를 이끈 차오준 리 교수는 "풍부한 태양 에너지를 활용하여 두 가지 온실 가스를 유용한 제품으로 재활용할 수 있다. 이 과정은 상온에서 진행되며 다른 화학 반응에서 사용되는 고온이나 유해 화학 물질이 필요하지 않다"고 설명했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다. 맥길 대학교 연구팀은 이 기술이 탄소 중립 목표 달성과 환경 문제를 지속 가능한 미래를 위한 기회로 전환하는데 기여할 것이라고 전망했다.
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[신소재 신기술(110)] 캐나다 연구진, 햇빛 이용해 온실가스를 '유용한 화학물질'로 전환
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국제유가 급락, 원유수요 둔화와 공급과잉 우려 심화
- 국제유가는 10일(현지시간) 원유수요 둔화와 공급 과잉 전망에 하락했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 10월물 가격은 전거래일보다 4.3%(2.96달러) 급락한 배럴당 65.75달러에 거래를 마쳤다. 북해산 브렌트유 11월물은 런던 ICE선물거래소에서 전장보다 3.0%(2.20달러) 하락한 배럴당 69.64달러에 거래됐다. 이날 브렌트유와 WTI 가격은 지난 2021년 12월 이후 최저치를 기록했다. 브렌트유는 당시 이후 처음으로 배럴당 70달러를 하향 돌파하기도 했다. 이날 하락으로 올해 들어 현재까지 WTI 가격의 하락률은 8.23%까지 확대됐다. 이번 달 하락률은 10.61%에 달한다. 국제 유가는 석유수출국기구(OPEC)가 수요 전망치를 크게 낮추면서 큰 폭 하락했다. 특히 공급 과잉 우려가 제기되면서 수급 공포에 유가가 급락했다는 분석이다. 중국과 미국 등 주요국의 원유수요 전망치가 하향 조정되면서 유가 급락을 촉발했다. OPEC은 이날 발표한 월간 보고서에서 중국의 성장 둔화 등을 반영해 올해 세계 석유 수요 증가분 전망치를 기존 하루 211만 배럴에서 203만 배럴로 하향 조정했다. OPEC은 이와 함께 내년 석유 수요 전망치를 하루 170만 배럴로 제시했는데 이 또한 기존 전망치보다 하루 4만 배럴 정도 낮은 수치다. 세계 최대 원유 수입국인 중국은 경기둔화와 함께 전기차로 자동차 시장의 무게추가 빠르게 이동하면서 원유 수요가 빠르게 줄어들고 있는 때문이다. 게다가 OPEC과 러시아 등 비OPEC산유국간 협의체인 OPEC플러스(+) 또힌 12월부터 산유량을 늘릴 계획이다. 이는 공급 과잉 우려를 자극하고 있다. 미즈호증권의 밥 야거 에너지 선물 선임 디렉터는 "중국과 OPEC의 원유 수요와 공급 파괴가 이날 시장을 'K.O.' 시킨 원투 펀치였다"며 "놀랍게도 열대성 폭풍과 허리케인이 미국 걸프만의 원유 생산 시설로 다가오는 와중에도 유가는 떨어지고 있다"고 말했다. 그는 "중국의 원유 수입은 올해 약 3% 하락했다"며 "중국의 원유 수입량이 연간 기준으로 하락한 것은 2006년 이후 세 차례뿐인데 그중 한 번은 코로나19 사태가 발발한 2020년이었다"고 말했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러약세 등에 이틀째 상승했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 0.4%(10.4달러) 오른 온스당 2451.1딜러에 거래를 마쳤다.
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- 산업
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국제유가 급락, 원유수요 둔화와 공급과잉 우려 심화
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국제유가, 글로벌 수요감소 우려 등에 4거래일 연속 하락
- 국제유가는 5일(현지시간) 산유국의 증산연기 등에도 글로벌 수요감소 우려 등에 4거래일 연속 하락했다. WTI는 14개월래 최저 수준으로 하락했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 10월물은 전거래일보다 0.1%(5센트) 내린 배럴당 69.15달러에 마감됐다. 지난 4거래일간 WTI 하락폭은 8.91%에 달헌다. WTI는 하반기 들어 하락 흐름이 뚜렷해지면서 올해 상승분을 모두 반납했고 마이너스 영역으로 들어갔다. 올해 들어 이날까지 WTI의 상승률은 -3.49%를 기록하고 있다. 글로벌 원유 가격 벤치마크인 북해산 브렌트유 11월물은 1센트 하락한 배럴당 72.69달러에 거래됐다. 미국과 중국의 수요 둔화 우려가 산유국의 증산연기와 미국의 원유 재고 감소 전망을 상쇄하며 국제유가는 하락세를 이어갔다. 이날 발표된 8월 ADP 전미고용리포트에서는 비농업부문의 고용자수가 전달과 비교해 9만900명 증가한 것으로 나타났다. 이는 다우존스통신이 집계한 시장예상치(14만명 증가)를 크게 미치지 못한 수치다. 또한 이날 미국 공급관리협회(ISM)가 발표한 8월 비제조업(서비스업) 구매관리자지수(PMI)는 51.5로 시장예상치(51.0)를 넘어선 반면 개별항목인 고용은 증가율이 둔화됐다. 미국의 경기둔화(리세션) 우려에 원유수요가 줄어들 것이라는 우려가 부각되면서 국제유가를 끌어내린 요인으로 작용했다. 또한 미국 여름 드라이빙 시즌이 끝나 휘발유 수요 감소 전망도 국제유가 하락요인으로 꼽힌다. 하지만 미국의 원유재고 감소와 산유국의 증산연기는 국제유가 하락폭을 제한했다. 미국 에너지정보청(EIA)이 발표한 주간 석유재고통계에서 원유재고는 시장예상 이상으로 감소했다. 미국 경제방송 CNBC에 따르면 석유수출국기구(OPEC)와 러시아 등 비OPEC산유국간 협의체인 'OPEC플러스(+)'는 당초 10월부터 예정됐던 증산 시점을 두 달 연기하기로 했다. OPEC+는 다음 달부터 하루 18만배럴 규모로 감산량을 축소할 계획이었으나 이를 연말까지 미루겠다는 것이다. 리포오일어쏘시에이츠의 앤디 리포 대표는 "향후 몇 개월간 OPEC에 불리하게 작용하는 요인들이 많이 있다"며 "그들은 자신들의 예산이 균형을 잡도록 하기 위해 브렌트유 가격이 배럴당 85~90달러 선에 형성되는 것을 보고 싶어 한다"고 말했다. 리포는 "하지만 중국에서는 원유 수요가 약해지고 있고 미국에서는 이제 여름 드라이빙 시즌이 끝났다"며 "소비자 입장에선 수요가 감소하는 시기로 접어들었다"고 말했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러약세에도 미국의 금리인하 기대감 등에 상승세를 이어갔다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 0.7%(17.1달러) 상승한 온스당 2543.1달러에 거래를 마쳤다.
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국제유가, 글로벌 수요감소 우려 등에 4거래일 연속 하락
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[퓨처 Eyes(49)] 신개념 하이드로겔, 초기 관절염 치료 및 진행 억제 가능성 제시
- 중국 과학자들이 관절염 치료의 새로운 지평을 열 혁신적인 생체 재료 개발에 성공했다. 이번 연구는 퇴행성 관절염으로 고통받는 전 세계 수억 명 환자들에게 새로운 희망을 제시할 것으로 기대된다. 관절염은 뼈 사이의 완충 역할을 하는 연골이 점차 파괴되면서 발생하는 질환이다. 연골 손상은 윤활 감소와 마찰 증가를 초래하여 결국 관절에 돌이킬 수 없는 손상을 입힌다. 특히 성인의 연골은 자연적으로 치유되지 않아 치료가 어려운 난제로 꼽혀왔다. 관절염, 삶의 질 저하시키는 질환 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계 관절염 환자 수는 꾸준히 증가하여 1990년부터 2019년까지 113% 증가한 5억 2800만 명에 달한다. 인구 고령화와 현대인의 생활 방식 변화가 관절염 증가세를 부추기고 있다. 국내에서도 관절염 문제는 심각하다. 국민건강보험공단 통계에 따르면, 무릎 관절염 환자 수는 지난해 기준 4년간 6.7% 증가했다. 특히 60대 이상 노년층에서 무릎 관절염 발병률이 높게 나타났다. 무릎 관절염은 초기에는 간헐적인 통증으로 시작되지만, 방치할 경우 심각한 통증, 다리 변형, 보행 장애까지 이어질 수 있다. 손상된 연골, 정밀하게 치료한다 이번에 중국 연구팀이 개발한 기술은 '하이드로겔 마이크로스피어(HMS)'와 항체를 결합하여 연골 윤활을 회복시키는 획기적인 치료법이다. 홍콩 매체 사우스차이나 모닝 포스트(SCMP)에 따르면 상하이 고등 연구소와 창사 샹야 국립 병원 연구팀은 손상된 조직 복구에 널리 사용되는 '하이드로겔 마이크로스피어'를 활용하여 관절염 치료의 새로운 접근법을 제시했다. 이번 연구 결과는 첨단 소재 분야 학술지 '어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 게재됐다. 이 혁신적인 마이크로스피어는 천연 단백질에서 추출한 젤라틴 메타크릴레이트와 합성 고분자인 폴리(설포베타인 메타크릴레이트)를 결합하여 만들어졌다. 이 두 물질의 조합은 세포 성장과 수분 공급에 이상적인 환경을 제공한다. 연구팀은 나아가 손상된 연골에 결합하고 마이크로스피어에 부착되는 표적 항체를 개발하여 치료 효과를 극대화했다. 이 새로운 치료법은 기존 생체 윤활제와 달리 염증 부위를 정확하게 표적하여 치료할 수 있다는 장점을 가진다. '하이드로겔 마이크로스피어'는 작고 균일한 구형의 하이드로겔 입자이다. 쉽게 말해, 아주 작은 크기의 물을 많이 머금을 수 있는 3차원 젤리 공을 떠올리면 된다. 크기는 일반적으로 마이크로미터(㎛) 단위로 매우 작다. 구조는 3차원 망상구조를 가진 친수성 또는 양친매성 고분자 사슬이 가교되어 형성된다. 쉽게 비유하자면, HMS는 작은 스펀지처럼 물을 흡수하여 촉촉함을 유지하고, 필요한 물질을 머금고 있다가 서서히 방출하는 역할을 한다. 이러한 특성 덕분에 약물 전달, 조직 공학, 세포 배양 등 의료 분야에서 다양하게 활용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 쥐 실험 통해 초기 골관절염 치료 효과 입증 연구팀은 개발한 생체 물질을 쥐에게 주입하여 초기 골관절염 치료 효과를 검증했다. 그 결과, 이 치료법은 골관절염 증상을 완화하고 추가적인 관절 손상을 예방하는 데 효과적인 것으로 나타났다. 특히, 새로운 생체 재료는 표준 식염수 주입과 비교했을 때 마찰을 줄이고 관절 윤활을 개선하는 측면에서 기존 치료법보다 뛰어난 성능을 보였다. 보고에 따르면 마찰 계수는 표준 식염수 주입에 비해 '3분의 1' 이상 감소했다. 이번 연구는 특히 초기 단계 관절염 치료에 대한 유망한 접근 방식을 제시한다. 표적 윤활 제공과 추가적인 관절 손상 예방을 통해 관절염 치료의 새로운 패러다임을 열 것으로 기대된다. 연구팀은 "개발된 주입형 표적 윤활 HMS와 정밀 표적 윤활 HMS는 특히 초기 단계의 골관절염 진행을 늦추는 데 유망하고 편리한 기술"이라고 강조했다. 관절염 치료의 새 지평 열리나 앞서 미국 노스웨스턴대학교 연구팀은 손상된 무릎 연골을 재생하는 새로운 생체 활성 물질을 개발하고, 양을 이용한 실험에서 성공적인 결과를 얻었다. 이 새로운 생체 재료는 연골 성장 및 유지에 필수적인 단백질인 TGFb-1에 결합하는 생체 활성 펩타이드와 연골 및 관절의 윤활 활액에 존재하는 천연 다당류인 히알루론산으로 구성되어 있다. 노스웨스턴 연구팀은 새로운 생체 재료 물질을 동물 모델인 양의 손상된 무릎 연골에 적용한 결과, 6개월 이내에 새로운 연골이 생성되는 것을 확인했다. 새로 생성된 연골은 통증 없는 기계적 탄력성을 가능하게 하는 천연 생체 고분자인 콜라겐 II와 프로테오글리칸을 포함하고 있었다. 해당 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. 관절은 일단 망가지면 자연적으로 재생되지 않아 그동안 치료의 한계가 있었다. 그러나 이처럼 연골을 재생시키기 위한 전 세계 과학자들의 노력이 합쳐지면 관절염 치료를 더욱 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(49)] 신개념 하이드로겔, 초기 관절염 치료 및 진행 억제 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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- IT/바이오
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[신소재 신기술(102)] 국내 연구진, 플라스틱 생산 미생물 개발⋯석유 기반 플라스틱 대체 가능성 열어
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[기후의 역습(48)] 빙하에 보존된 고대 바이러스 게놈, 기후 변화 적응 방식 드러내
- 빙하 속에 보존된 바이러스가 지난 4만여 년 동안 지구의 기후 변화에 어떻게 적응했는지를 밝히는 연구가 발표돼 관심을 끈다고 더컨버세이션이 전했다. 전문가들은 인간이 초래한 기후 변화로 어떤 일이 벌어질지 예측하기 위해 지구 역사를 탐구하고 있다. 빙하는 그런 점에서 가장 유력한 연구 대상이다. 거대한 얼음은 자연의 냉동고 역할을 하며, 바이러스를 포함한 과거 기후와 생태계에 대한 자세한 기록을 보관하고 있기 때문이다. 미국 오하이오 주립대의 론니 탐슨, 버지니아 리치 교수 등 미생물학자와 고기후학자로 구성된 연구팀은 세계의 지붕으로 불리는 티베트 고원의 굴리야(Guliya) 빙하에서 채취한 얼음 코어(사진)에 보관된 바이러스와 환경 간의 상호 작용을 조사하고 있다. 굴리야 빙하의 바이러스는 수년 전 발견됐고, 전문가들은 이들과 환경의 관계를 탐구하고 있다. 연구팀은 고대 바이러스 군집의 유전체를 빙하에 보존된 특정 기후 조건과 연결함으로써, 이 바이러스가 지난 4만 1000년 동안 지구의 변화하는 기후에 어떻게 적응했는지에 대한 정보를 제공하고 있다고 밝혔다. 연구팀은 메타게놈(채취한 샘플에 존재하는 미생물의 총 유전적 내용을 포착하는 유전체 모음)을 사용해 굴리야 빙하 내의 9개의 서로 다른 시간대에서 바이러스 유전체를 재구성했다. 시간대는 3개의 주요 한냉-온난화 주기에 걸쳐 구성됐으며, 시간대별 바이러스 군집은 다른 기후 조건에 대응해 어떻게 변화했는지 분석할 수 있는 기회를 제공했다. 연구팀은 분석을 통해 1705개 바이러스 종에 해당하는 유전체를 복구, 알려진 빙하 보존 고대 바이러스를 50배 이상 확장했다. 연구팀이 이 방법을 통해 발견한 바이러스 종 가운데 25%만이 지금까지 글로벌 데이터 세트에서 포착된 약 1000개의 메타게놈에서 식별된 바이러스와 유사했다. 겹치는 바이러스 종의 대부분이 티베트 고원의 굴리야 빙하에서도 나왔다. 이는 일부 바이러스가 굴리야 빙하에서 유래되었음을 시사하지만, 상대적으로 데이터베이스에 빙하 바이러스가 부족하다는 것도 보여주는 결과다. 분석 결과 연구팀은 빙하 바이러스 군집이 추운 기후와 따뜻한 기후 기간 사이에 상당히 다르다는 사실을 발견했다. 빙하에서 가장 뚜렷한 바이러스 종 군집은 약 1만 1500년 전에 나타났으며, 이는 마지막 빙하기에서 홀로세로의 전환과 일치했다. 이는 추운 기간과 따뜻한 기간 동안의 독특한 기후 조건이 바이러스 군집의 구성에 큰 영향을 미쳤음을 시사한다. 연구팀은 이러한 영향이 다른 지역의 바이러스가 바람 패턴의 변화에 의해 날아와 빙하의 온도 변화 영향을 받았기 때문일 가능성이 높다고 보고 있다. 연구팀은 한 단계 더 나아가 바이러스가 숙주와 어떻게 상호 작용하는지도 확인했다. 이를 위해 컴퓨터 모델을 사용하여 바이러스 게놈을 발견된 다른 미생물 게놈과 비교했다. 그 결과 바이러스가 빙하에서 일반적으로 발견되는 박테리아 계통인 플라보박테리움을 지속적으로 감염시킨다는 것을 발견했다. 또한 굴리야 빙하의 바이러스는 숙주의 유전자 신진대사를 조작해야 한다는 사실도 알게 되었다. 바이러스 게놈 내에는 비타민, 아미노산, 탄수화물의 합성 및 분해를 포함한 대사와 관련된 50개의 보조 대사 유전자가 인코딩되어 있었다. 이러한 유전자 중 일부는 연구된 9개의 시간 간격 전체에 걸쳐 풍부했다. 이는 미생물 숙주가 빙하 표면의 혹독한 환경에 대처하고 바이러스의 적합성을 개선하는 데 도움이 된다는 것을 시사한다. 따라서 바이러스는 세포를 감염시키고 죽일 뿐만 아니라 감염 중에 숙주의 적합성을 변경해 빙하의 극한 환경에서 생존 능력에도 영향을 미칠 수 있다. 연구 결과는 바이러스 형태의 생명체가 수만 년 동안 기후 변화에 어떻게 반응했는지에 대한 새로운 관점을 제공한다. 이 상호 작용을 이해하면 바이러스학과 기후 과학 모두에서 미래 연구를 위한 기회가 제공된다. 고대 바이러스가 과거 기후 변화에 어떻게 반응했는지 연구함으로써 학계는 바이러스가 지속적인 글로벌 기후 변화에 어떻게 적응하는지에 대한 귀중한 정보를 얻을 수 있다. 연구팀은 "빙하층의 미생물과 생태계에 대한 정보를 시간에 따라 포착함으로써 지구 기후의 역사와 생명체의 연관성을 풀어낼 수 있다. 특히 빙하 얼음이 빠르게 감소하고 있는 현 상황에서 매우 중요하다"고 지적했다.
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[기후의 역습(48)] 빙하에 보존된 고대 바이러스 게놈, 기후 변화 적응 방식 드러내
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국제유가, 리비아·이라크 공급 차질 우려에 3거래일만에 반등
- 국제유가는 리비아의 생산 차질과 이라크의 감산 소식 등 영향으로 3거래일만에 반등했다. 29일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소(NYMEX)에서 서부텍사스산중질유(WTI) 10월물 가격은 전거래일보다 1.9%(1.39달러) 상승한 배럴당 75.91달러에 마감했다. 북해산 브렌트유 11월물은 런던 ICE선물거래소에서 1.7%(1.31달러) 오른 배럴당 78.89달러에 거래됐다. 중동과 아프라카 산유국 리비아 등에서의 원유공급 차질 우려가 부각되면서 국제유가는 상승했다. 석유수출국기구(OPEC)의 내셔널오일코퍼레이션(NOC)은 지난 사흘간 리비아의 산유량이 150만배럴 감소한 것으로 집계됐다고 밝혔다. 원유 컨설팅 펌 래피단에너지는 리비아의 산유 감소량이 하루 90만배럴에서 100만배럴에 달할 것이라며 이 같은 차질은 향후 몇 주간 이어질 것으로 전망했다. 리비아는 내정 갈등으로 원유 생산을 중단한다고 지난 25일 발표했다. 리비아 동부 지역인 벵가지의 정부는 모든 유전을 폐쇄하고 추가 공지가 있을 때까지 생산과 수출을 중단한다고 밝혔다. 리비아는 하루 약 120만 배럴의 원유를 생산하고 세계 시장에 하루 100만 배럴 이상의 원유를 수출하는 주요 산유국이다. 그런 리비아가 실제 산유량을 줄였다는 소식에 트레이더들은 원유에 매수 우위로 접근했다. 또 다른 산유국인 이라크도 산유량을 줄일 계획이라고 이날 밝혔다. 7월의 하루 425만 배럴에서 9월에는 약 390만 배럴로 줄이겠다는 게 이라크의 목표다. 외신에 따르면 이라크는 OPEC 및 동맹국과의 협정에 따라 할당량인 하루 400만 배럴을 초과해 생산하는 중이었다. 이스라엘군이 팔레스타인 자치구 요르단강 서안에서의 군사작전을 계속하고 있어 중동의 지정학적 리스크에 대한 불안감도 높아지고 있다. 미즈호증권의 밥 야거 에너지 선물 부문 디렉터는 "리비아 원유 생산의 차질, 중동의 군사적 긴장 고조, 8개월래 최저치를 기록한 미국 에너지정보청(EIA)의 원유 저장량 등은 모두 유가에 순풍으로 작용하고 있다"고 말했다. 한편 대표적인 안전자신인 국제금값은 미국 연방준비제도(연준∙Fed)의 금리 인하 기대와 중동리스크 고조 등에 상승했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 전장보다 온스당 0.9%(22.5달러) 오른 온스당 2560.30달러에 마감했다.
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- 산업
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국제유가, 리비아·이라크 공급 차질 우려에 3거래일만에 반등
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도요타·BMW, 전기차 대안 전략 수소 연료전지차 전면 제휴
- 일본 도요타자동차와 독일 BMW가 수소를 사용해 발전 시 이산화탄소를 내지 않는 연료전지차(FCV)로 전면 제휴키로 했다. 닛케이(日本經濟新聞)는 27일(현지시간) 양사가 다음달 3일 이 같은 내용의 전면 제휴를 위한 앙해각서(MOU)를 주고받은 뒤 5일로 예정된 BMW의 미디어 설명회에서 공식 발표할 예정이라고 보도했다. 전면 제휴를 통해 도요타가 수소탱크 등 기간부품을 공급하고, BMW가 수년 내 FCV 양산차를 내놓을 계획이다. FCV는 전기자동차(EV)에 비해 장거리 주행과 짧은 충전시간 등에서 우수하지만 급성장해온 EV의 성장둔화로 FCV가 재평가되는 계기가 될 가능성이 있다고 전문가들은 지적했다. 다만 차량과 수소 자체의 가격, 충전설비 부족이 여전히 보급에 과제가 되고 있다. 도요타는 지난 2014년 전세계에서 처음으로 양산FCV '미라이'를 출시했다. FCV는 수소와 산소의 화학반응으로 만든 전기로 움직인다. 발전 시 물만 나와 궁극의 친환경차로 불린다고 닛케이가 설명했다. 엔진에 해당하는 것은 모터로, 전력으로 구동하는 점은 전기자동차에 가깝다고 한다. 이번에 도요타는 BMW의 FCV용으로 수소탱크 외에 수소를 사용해 발전하는 '연료전지' 등 수소 관련 기간부품을 전면 공급한다. 구동 시스템 등 전기차 기술을 활용할 수 있는 영역은 BMW가 주체가 돼 다룬다. 전면 제휴에서는 BMW와 도요타가 유럽 내 수소 인프라 정비에 대해 협력 관계를 구축하는 것도 포함될 전망이다. 닛케이는 일본과 독일을 대표하는 두 자동차 회사의 전면 제휴에 대해 "판매가 감속하는 전기차 이외의 전략이 필요해지고 있어 차세대 친환경 자동차의 선택지로서 일본·유럽 대기업이 FCV에서 손을 잡는 것"이라고 분석했다. 도요타와 BMW는 2012년 6월부터 FCV에서 협업 관계에 맺었다. 다만 지금까지는 도요타 측에서 연료전지 부품을 공급할 뿐이었다. 수소탱크나 구동시스템 등은 BMW가 독자 개발하고 있었지만 앞으로 도요타의 수소 시스템을 전면적으로 도입함으로써 FCV 생산 비용을 절감하고 수년 내 판매 개시를 목표로 하고 있다.
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도요타·BMW, 전기차 대안 전략 수소 연료전지차 전면 제휴
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국제유가, 중동 휴전 기대감·중국 수요 둔화 우려에 2% ↓
- 국제유가는 19일(현지시간) 이스라엘과 팔레스타인간 휴전 기대감과 부진한 중국 경제지표 등 영향으로 2% 넘게 내렸다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소(NYMEX)에서 서부텍사스산중질유(WTI) 9월물 가격은 전거래일보다 3.0%(2.28달러) 내린 배럴당 74.37달러에 마감했다. 북해산 브렌트유 10월물은 ICE 선물거래소에서 2.5%(2.02달러) 하락한 배럴당 77.66달러에 마감됐다. 국제유가가 하락한 것은 토니 블링컨 미국 국무장관이 이-팔 전쟁 휴전을 위해 중동을 순방하고 있는 등 이-팔 휴전 가능성이 커진 때문으로 분석된다. 블링컨 미국 국무장관은 중동을 순방하면서 가자지구에서 휴전 협상을 강하게 압박하고 있다. 그는 이스라엘을 방문, 베냐민 네타냐후 이스라엘 총리와의 회담 후 기자들과 만난 자리에서 "오늘 네타냐후 총리와 매우 건설적인 회담을 가졌다"며 "그는 이스라엘이 휴전 협정 잠정안을 수용한다고 확인해 줬다"고 말했다. 블링컨 장관은 이어 "이제는 하마스가 같은 조치를 취할 차례"라고 덧붙였다. 이-팔 휴전 가능성이 커지고 있는 상황이다. 이와 함께 중국의 수요 감소 전망도 국제유가를 끌어내린 요인으로 작용했다. 최근 발표된 중국의 거시 지표가 둔화하고 있는 것으로 드러남에 따라 중국의 원유 수요 감소가 예상된다. 지난 15일 발표된 7월 중국경제 통계에서 신축주택가격이 지난해와 비교해 9년만에 크게 침체된 것으로 나타났으며 광공업생산이 3개월 연속으로 부진하는 등 경기침체 여지를 보여주었다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러약세 등에 3거래일 연속 상승했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 12월물 금가격은 지난주말과 비교해 0.1%(3.5달러) 오른 온스당 2541.3달러에 거래를 마쳤다. 이날 뉴욕외횐시장에서 주요 6개통화에 대한 달러가치를 보여주는 달러지수는 전거래일보다 0.58% 내린 101.89를 기록했다. 이는 지난 1월2일 이후 7개월만의 최저치다. 이에 따라 금 선물가격은 장중 일시 2549.9달러까지 치솟아 연일 사상최고치를 경신했다.
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국제유가, 중동 휴전 기대감·중국 수요 둔화 우려에 2% ↓
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[기후의 역습(44)] 원핵생물, 기후 변화로 바다 지배 가능성 제기
- 기후 변화로 인해 바다 생태계 균형이 위협받고 있다. 바다는 인간의 눈에는 보이지 않는 미세한 유기체의 서식지다. '원핵생물'이라고 알려진 미생물은 세계 바다 생명체의 30%를 차지한다. 원핵생물은 바다의 생태계 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 기후 변화로 인해 그 균형이 흔들릴 위기에 처해 있다고 라이브사이언스가 전했다. 원핵생물이 기후 변화에 놀라울 정도로 회복력이 강하며, 해양을 지배할 수 있다는 것이다. 원핵생물에는 박테리아와 단세포 유기체인 '고균'이 모두 포함된다. 이 유기체는 지구상에서 가장 오래된 세포 기반 생명체로, 이들은 열대 지방에서 극지방에 이르기까지 육지와 물에 걸쳐 지구 전체에서 번성한다. 원핵생물은 크기가 작지만 엄청난 양으로 작은 크기를 상쇄한다. 전 세계적으로 인간 1인당 약 2톤의 해양 원핵생물이 존재한다. 원핵생물은 세계 식량 사슬에서 중요한 역할을 하며, 인간이 식용하는 물고기에 영양소를 공급한다. 해양 원핵생물은 매우 빠르게 성장하는데, 이 과정에서 많은 탄소가 배출된다. 200m 깊이의 해양에 서식하는 원핵생물은 1년에 약 200억 톤의 탄소를 배출한다. 이는 인간의 두 배에 해당한다. 이 엄청난 탄소 배출은 식물 플랑크톤에 의해 균형을 이룬다. 식물 플랑크톤은 또 다른 미세한 유기체로, 광합성을 통해 햇빛과 이산화탄소를 에너지로 전환한다. 이 과정에서 탄소를 흡수한다. 식물 플랑크톤과 기타 해양 순환은 인간이 매년 대기 중으로 방출하는 탄소의 최대 3분의 1을 흡수한다. 이는 지구 온난화의 속도를 제한하는 데 도움이 된다. 원핵생물이 온난화에 어떻게 반응하는지는 기후 변화의 현 상황에서 세계 해양의 미세한 균형이 어떻게 변할 수 있는지를 이해하는 데 중요하다. 최근의 연구 결과에 따르면 원핵생물은 다른 해양 생물에 비해 기후 변화에 회복력이 월등히 강하며, 결국 기후 변화의 승자가 될 가능성이 높다. 해양 온난화가 섭씨 1도 올라갈 때마다 미생물 바이오매스는 약 1.5% 감소한다. 이는 대형 플랑크톤, 어류 및 포유류에 대해 예측한 3~5% 감소의 절반에도 미치지 못한다. 이는 기후 변화가 지속될 경우, 미래의 해양 생태계 전반의 바이오매스는 낮아지고 원핵생물이 점점 더 지배적인 위치를 차지하게 됨을 의미한다. 다시 말하면, 이는 이용 가능한 영양소와 에너지가 원핵생물 쪽으로 편향돼 대형 어류의 에너지 공급원이 줄어든다는 뜻이다. 인간이 식량으로 의존하는 물고기의 개체수가 줄어들 가능성이 높아지고, 바다가 탄소 배출을 흡수하는 능력이 줄어든다. 연구에 따르면 온난화가 섭씨 1도 증가할 때마다 세계 해양의 상위 200m에 있는 원핵생물은 매년 추가로 8억 톤의 탄소를 생산할 것으로 예측된다. 이는 현재 유럽연합 전체의 배출량과 동일하다. 기후 변화로 인해 지구 해양은 금세기 말까지 섭씨 1~3도 정도 올라갈 것으로 예상된다. 원핵생물이 생산하는 탄소량이 예상대로 증가하면 해양이 인간의 탄소 배출을 흡수할 수 있는 능력이 감소하게 된다. 즉, 탄소 순 제로 배출의 달성은 요원하게 된다. 게다가 기후 변화로 인한 세계 어류 자원 감소에 대한 지금까지의 예측은 원핵생물이 바다를 지배해 해양 먹이 사슬을 어떻게 재구조화할 수 있는지는 고려하지 않는다. 결국, 예측 이상으로 어류 자원이 급감할 수 있다. 어류 개체수 감소는 세계 식량 공급에 큰 문제를 야기한다. 바다는 약 30억 명의 인구에 대한 단백질 공급원이다. 원핵생물이 새로운 환경에 얼마나 빨리 적응하고 진화할지는 불확실하다. 그러나 기존의 연구에서도 박테리아는 몇 주 만에 스스로 환경 저항력을 강화하는 능력이 있음을 보여줬다. 원핵생물과 기후 변화의 상관관계에 대한 연구가 더 필요하다는 지적이다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(44)] 원핵생물, 기후 변화로 바다 지배 가능성 제기
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[신소재 신기술(96)] 혈당 변화에 즉각 대응하는 '스마트 인슐린' 나온다
- 실시간으로 혈당 수치에 맞춰 조절되는 획기적인 유형의 스마트 인슐린이 개발돼 전 세계적으로 수백만 명에 달하는 1형 당뇨병 환자 치료를 혁신할 가능성이 높아졌다고 신기술 개발 동향을 알리는 인터레스팅엔지니어링이 전했다. 개발된 스마트 인슐린은 필요할 때까지 신체에서 비활성 상태를 유지하다가 혈당을 관리할 시점이 되면 즉시 활성화되어 혈당을 낮추도록 설계됐다. 즉, 혈중 포도당 농도에 반응해 작용하는 스마트 포도당 반응성 인슐린(GRI: Glucose Responding Insulin )이다. 스마트 인슐린은 미국, 영국, 호주, 중국 등의 연구원들이 연합해 개발했다. 이 프로젝트를 담당한 기관 중 하나인 영국 청소년당뇨병연구재단(JDRF: Juvenile Diabetes Research Fund)의 책임자인 레이첼 코너는 "인슐린은 100년 이상 1형 당뇨병 환자들의 생명을 구해 당뇨 치료를 혁신했지만 여전히 충분하지 않다. 인슐린으로 포도당 수치를 관리하는 것은 어려우며, 이제는 과학계가 그 해결책을 찾아야 할 때다"라고 말했다. 현재 증세가 심한 1형 당뇨병 환자는 생존을 위해 하루에 최대 10번까지 합성 인슐린을 주사해야 한다. 혈당 수치의 끊임없는 오르내림은 단기 및 장기적으로 합병증을 유발하는 등 심각한 문제를 일으킬 수 있으며 정신 건강에도 영향을 미칠 수 있다. 기존 인슐린은 주사 시 혈당 수치를 안정시키는 데는 도움이 된다. 그러나 향후의 혈당 변동까지 관리할 수는 없다. 이 때문에 환자가 몇 시간 내에 더 많은 인슐린을 주사해야 하는 경우가 많다. 새로운 포도당 반응성 인슐린은 기존의 인슐린과는 다르게 작용한다. 혈당 수치가 높아질 때만 활성화돼 고혈당을 예방하고, 수치가 너무 낮아지면 비활성화돼 저혈당을 예방한다. 전문가들은 스마트 인슐린이 상용화되는 미래에는 환자가 일주일에 한 번만 인슐린을 투여하면 될 것이라고 추정했다. 스마트 인슐린을 개발한 과학자들은 연구를 가속하기 위해 수백만 달러의 보조금을 받았다. 제1형 당뇨병에 대한 새로운 치료법을 발견하기 위해 영국 당뇨병협회, JDRF, 스티브 모건 재단이 협력, 첨단 연구에 5000만 파운드(873억 원)를 투자하고 있으며 '1형 당뇨병 그랜드 챌린지'를 통해 지원하고 있다. 그랜드 챌린지의 과학 자문 위원회 부의장인 팀 하이즈 박사는 스마트 인슐린이 당뇨병과의 싸움에서 새로운 시대의 시작을 알리는 게임체인저가 될 수 있다고 기대했다. 그는 가디언지와의 인터뷰에서 "1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 혈당 균형을 맞추기 위해 매일 많은 노력을 기울여야 한다"며 "이번에 개발된 포도당 반응성 인슐린, 소위 스마트 인슐린은 ‘인슐린의 성배’로 생각되며, 이는 약물 요법 중 1형 당뇨병을 치료하는 데 가장 효과적인 솔루션이 될 것"이라고 기대했다. 1형 당뇨병 그랜드 챌린지는 제1형 당뇨병 치료 혁신을 위해 새로운 연구 프로젝트 6개에 270만 파운드(약 47억2200만원) 이상의 자금을 지원하고 있다. 이 자금은 차세대 인슐린 개발을 가속하여 제1형 당뇨병 환자의 삶을 개선하는데 크게 기여하고 있다. 미국, 호주, 중국의 대학에서 수행되는 이 연구는 더 빠르게 작용하면서, 더 정확하게는 1형 당뇨병 관리를 용이하게 함으로써 합병증을 줄이는 인슐린을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 프로젝트 중 4개는 포도당 반응성 인슐린(GRI)을 연구하고 있다.
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[신소재 신기술(96)] 혈당 변화에 즉각 대응하는 '스마트 인슐린' 나온다
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[신소재 신기술(94)] 물로 작동하는 스마트 붕대, 치료 효과 30% 향상
- 전자 부품이 없이 물 한 방울로 작동하는 스마트 붕대(드레싱)가 개발돼 당뇨병 환자 등의 만성 상처 치유 효과를 높일 것으로 보인다. 미국 노스캐롤라이나 주립대(NCSU) 과학자들이 전기장을 이용해 만성 상처의 치유 속도를 높이는 저렴한 스마트 드레싱(WEPDs)을 개발했다고 메디컬 익스프레스와 데일리 메일 등 다수 외신이 보도했다. '만성 상처'는 치유가 더디거나 아예 치유되지 않는 상처를 말한다. 예를 들어 일부 당뇨병 환자에게서 발생하는 상처는 만성 상처라고 할 수 있다. 이러한 상처는 치유 후에도 종종 재발하고 절단 및 사망 위험을 크게 증가시키기 때문에 문제가 된다. 만성 상처는 또한 치료비가 매우 비싸서 환자에게 추가적인 문제를 일으킬 수 있다. 연구팀이 개발한 '물로 작동하는 전자 부품 없는 드레싱(WPEDs)'은 일회용 붕대로, 한쪽 면에는 전극이, 다른 면에는 작고 생체 적합성이 뛰어난 배터리가 부착돼 있다. 이 드레싱을 상처에 붙인 후 물 한 방울을 떨어뜨리면 배터리가 활성화되어 몇 시간 동안 치유를 촉진하는 전기장이 생성된다. 동물 실험 결과 이 붕대로 치료한 상처는 기존 붕대보다 30% 빠르게 치유됐다. 이번 연구를 주도한 NCSU 전기 및 컴퓨터 공학 아마이 반도드카 교수는 "우리의 목표는 만성 상처 환자의 치유를 가속화하면서도 훨씬 저렴한 기술을 개발하는 것이었다"며 "환자들이 병원 뿐만 아니라 집에서도 쉽게 사용할 수 있도록 하는데 중점을 두었다"고 설명했다. 연구의 공동 1저자이자 NC 주립대의 박사후 연구원인 라자람 카베티는 "이 드레싱에서 전기장은 매우 중요하다. 전기장이 만성 상처의 치유를 가속화한다는 것은 잘 알려진 사실이기 때문이다"라고 말했다. 연구팀은 당뇨병 쥐를 대상으로 WPEDs의 효과를 실험했다. 그 결과, WPEDs를 사용한 쥐들은 일반 붕대를 사용한 쥐보다 약 30% 빠르게 치유됐으며, 새로운 혈관 형성 촉진 및 염증 감소 효과도 확인됐다. WPEDs의 전극은 붕대와 함께 구부러지고 만성 상처의 표면에 맞춰질 수 있도록 설계됐다. 그로 인해 WPEDs는 빠르고 쉽게 부착할 수 있으며, 환자들은 붕대를 붙인 상태에서 자유롭게 움직이며 일상 생활을 할 수 있다. 이는 환자들이 집에서 편리하게 치료 받을 수 있게 해 치료 순응도를 높일 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 WPEDs의 인체 적용 가능성을 확인하기 위해 추가 연구를 진행할 계획이다. 연구 결과는 「상처를 전기적으로 자극하여 상처를 빠르게 봉합하는 물로 구동되는 전자 장치 없는 드레싱」이라는 논문으로 지난 8월 7일 오픈 액세스 저널인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 개재됐다.
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[신소재 신기술(94)] 물로 작동하는 스마트 붕대, 치료 효과 30% 향상
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