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중앙대, 그린수소 생산 혁명 루테늄 촉매 개발
- 수소경제 시대를 앞두고 친환경적인 수소 생산 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 이 가운데 최근 중앙대학교 첨단재료공학과 연구팀이 차세대 수소 전극 촉매로 주목받는 루테늄 촉매의 성능을 획기적으로 향상시킨 연구 결과를 발표했다. 미국 과학 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 중앙대학교 첨단재료공학과 장해성 교수 연구팀이 아연으로 도핑한 루테늄 산화물(SA Zn-RuO2) 촉매를 개발했다고 지난 21일(현지시간) 자세히 소개했다. 아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매는 기존 루테늄 산화물 촉매에 비해 안정성과 반응성이 향상된 것이다. 수소는 화석연료 대체 에너지원으로 각광받고 있지만, 현재까지 주로 천연가스 개질을 통해 생산되는 '회색 수소'는 환경오염 문제를 해결하지 못하고 있다. 반면, 물과 전기를 이용하여 생산되는 '녹색 수소'는 온실가스 배출 없이 순수한 수소를 확보할 수 있는 친환경 에너지원으로 각국 정부와 기업들의 핵심 투자 분야로 떠오르고 있다. 하지만 현재 녹색 수소 생산 기술은 아직 초기 단계에 머물러 있다. 가장 큰 걸림돌은 산성 전해수를 이용하는 '양극 산화반응(OER)' 촉매의 효율성과 안정성이 부족하기 때문이다. 이 때문에 경제적인 녹색 수소 생산량을 늘리기 어려운 상황이다. 루테늄 촉매로 획기적인 성능 향상 연구팀은 기존 상용 루테늄 촉매에 아연(Zn) 원자를 도핑하는 기술을 개발하여 기존 촉매에 비해 훨씬 높은 반응성과 안정성을 확보했다. 기존 루테늄 촉매는 전류밀도를 높이면 빠르게 성능이 저하되는 반면, 연구팀이 개발한 촉매는 높은 전류밀도에서도 지속적으로 안정적인 수소 생산을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 이 신소재 촉매는 이리듐(Ir)과 같은 귀금속 대신 상대적으로 저렴한 루테늄을 사용함으로써 녹색 수소 생산 비용을 크게 낮출 수 있는 장점도 지니고 있다. 결과적으로 연구팀의 성과는 녹색 수소 경제 실현에 한 걸음 더 다가선 중요한 결과라 할 수 있다. 차세대 전극 촉매의 길을 여는 돌파구 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 더욱 효율적이고 안정적인 차세대 촉매 개발에 힘을 쏟을 계획이다. 이를 통해 친환경 수소 생산 기술 발전을 촉진하고 우리나라 수소경제 선두 국가 진출에 밑바탕을 마련할 것으로 기대된다. 연구팀은 기존 루테늄(RuO2) 촉매에 단일 아연(Zn) 원자를 도핑하고 산소 공백을 도입하는 이중 기술을 개발하여 안정성과 활성을 동시에 높이는 데 성공했다. 'SA Zn-RuO2(단일 아연 도핑 루테늄 산화물)' 촉매라고 명명한 신소재는 산소 공백과 Zn-O-Ru(아연 산소 루테늄) 결합을 통해 기존 촉매의 한계를 효과적으로 극복했다. SA Zn-RuO2 촉매는 유기 골격 구조물을 루테늄과 아연 원자로 가열하여 합성하는데, 이 과정에서 산소 공백과 Zn-O-Ru 결합이 형성된다. 이러한 결합은 두 가지 방식으로 촉매를 안정화한다. 첫째, Ru-O 결합을 강화하여 촉매 구조를 지탱한다. 루테늄-산소 결함은 촉매의 구조적 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 루테늄-산소 결합이 강하면 촉매가 쉽게 분해되는 것을 방지할 수 있다. 둘째, 아연 원자로부터 전자를 공급하여 산화 과정에서 루테늄의 과도한 산화를 막는다. 또한 향상된 전자 환경은 반응 물질이 촉매 표면에 흡착하는 데 필요한 에너지를 낮춰 반응 속도를 증진시킨다. 장 교수는 연구 배경에 대해 "산성 전해수를 이용하는 수소 생산 기술에서 효율적이고 저렴한 대체 촉매 개발 필요성에 따라 연구를 시작했다"고 밝혔다. 그는 "이번 연구를 통해 단일 아연 도핑과 산소 공백 도입이라는 이중 기술을 통해 산성 환경에서 안정성과 활성을 균형 있게 높이는 전략을 제안한다"고 덧붙였다. 수소 생산 비용 절감 장 교수 연구팀의 실험 결과 아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매는 기존 루테늄 산화물 촉매에 비해 과전위가 57mV 낮고, 43시간 동안 안정적으로 작동하는 것으로 나타났다. 과전위는 촉매가 반응을 일으키는 데 필요한 전기 에너지의 양으로, 과전위가 낮을수록 효율이 높아진다. 즉, 아연 도핑 루테늄 산화물 촉매는 기존 루테늄 산화물 촉매에 비해 더 적은 에너지를 사용하여 수소를 생산할 수 있다는 의미이다. 또한, 아연 도핑 루테늄 산화물 촉매는 43시간 동안 안정적으로 작동하는 것으로 나타났는데, 이는 기존 루테늄 산화물 촉매의 수명에 비해 크게 향상된 것이다. 연구팀은 "아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매는 비용 효율적이고 활성 및 내산성 전기 촉매의 개발에 영향을 미칠 가능성이 있다"며 "이는 수소 생산 비용을 절감하고 녹색 수소 생산을 향상시켜 청정 에너지원으로의 전환과 지속 가능한 기술의 발전에 도움이 될 것"이라고 기대했다. 아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매의 개발은 지속 가능한 수소 생산에 새로운 돌파구를 마련했다는 평가를 받고 있다. 기존 루테늄 산화물 촉매는 안정성 문제가 있어 실용화 가능성이 낮다는 지적을 받아왔다. 하지만 이번에 개발된 아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매는 안정성과 반응성이 모두 향상돼 상용화에 한 걸음 더 가까워졌다. 연구팀은 "향후 아연으로 도핑한 루테늄 산화물 촉매의 성능을 개선하고 대량 생산 기술을 개발해 실용화를 앞당길 계획"이라고 밝혔다. 이 연구는 지난 1월 '에너지 화학 저널(Journal of Energy Chemistry)' 88권에 발표됐다.
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- 산업
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중앙대, 그린수소 생산 혁명 루테늄 촉매 개발
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흙 속 미생물로 구동되는 환경친화적 연료 전지 개발
- 미국 노스웨스턴대학교 연구팀이 흙 속 미생물을 이용하여 구동되는 혁신적인 연료 전지를 개발했다. 이 연료 전지는 기존 배터리에 비해 환경적 부담을 대폭 줄일 수 있는 특징을 지니고 있다. 특히, 이 연료 전지는 독성 화학물질을 포함하지 않으며, 환경에 유해한 공급망 문제도 해결했다는 점에서 주목받고 있다. 미국의 과학기술 전문 매체 스터디 파인즈(StudyFinds) 보도에 따르면, 노스웨스턴 연구팀이 개발한 이 연료 전지는 습한 토양과 건조한 토양 조건 모두에서 효율적으로 작동하여 다양한 농업 환경에 적용될 수 있다. 연구팀은 이 기술이 정밀 농업과 녹색 인프라를 위한 지하 센서의 전원 공급원으로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 정밀 농업은 토양의 수분, 영양분, 병충해 등 다양한 정보를 수집하여 농작물 관리를 최적화하는 데 기여하며, 녹색 인프라는 도시의 열섬 현상 완화 및 수질 개선과 같은 환경적 목적을 위해 조성되는 녹지 공간을 의미한다. 이 연료 전지의 상용화가 이루어질 경우, 농업과 환경 분야에 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 예상된다. 농민들은 이 기술을 통해 토양 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있게 되며, 도시에서는 녹지 공간을 더 효과적으로 관리할 수 있게 될 전망이다. 이러한 혁신적인 기술은 탄소중립을 지향하는 현재의 환경 추세 속에서 매우 중요한 의미를 갖는다. 연구팀은 이 새로운 연료 전지를 토양 수분 측정과 야생 동물 추적 센서에 적용하여 실험을 진행했다. 실험 결과, 두 센서 모두 기존 배터리로 구동되는 센서들보다 성능이 뛰어난 것으로 나타났다. 특히 야생 동물 추적 센서의 경우, 접촉 감지 기능이 중요한데, 이 연료 전지를 사용한 센서는 기존 배터리를 사용하는 센서보다 120% 더 긴 작동 시간을 보였다. 또한, 이 연료 전지는 습한 토양과 건조한 토양 조건 모두에서 효과적으로 작동하는 것으로 확인됐다. 이는 다양한 농업 환경에서의 안정적인 사용 가능성을 시사한다. 연구팀은 이 연구와 관련된 모든 설계, 튜토리얼, 시뮬레이션 도구를 공개적으로 제공함으로써 오픈 소스 방식을 채택했다. 이러한 접근 방식은 해당 분야에서의 추가적인 혁신과 응용을 촉진할 것으로 기대된다. 연구팀의 빌 옌(Bill Yen)은 "사물 인터넷(IoT) 장치의 수가 지속적으로 증가하고 있으며, 이러한 장치가 수조 개에 달하는 미래를 고려할 때 환경에 해로운 리튬, 중금속 및 독소로 모든 장치를 제작하는 것은 불가능하다"고 지적했다. 그는 이어 "분산형 장치 네트워크에 에너지를 공급하기 위한 대체 에너지원을 찾아야 한다"며, "특수한 미생물을 활용해 토양을 분해하고 낮은 에너지로 센서에 전력을 공급하는 토양 미생물 연료 전지를 발견했다"고 설명했다. 옌은 또한 "유기 탄소가 있는 토양을 미생물이 분해할 수 있다면, 이 연료 전지는 잠재적으로 무한히 지속될 수 있다"며, 이 기술의 잠재적 지속 가능성을 강조했다. 미생물 연료 전지(MFC)는 양극, 음극 및 전해질을 갖춘 배터리처럼 작동한다. 하지만 화학 물질 대신 토양에서 자연적으로 발견되는 박테리아를 사용해 유기물이 분해되는 과정에서 전자를 방출하고, 이 전자들이 양극에서 음극으로 흘러 전기 회로를 형성하여 전력을 생성한다. 옌은 "야생, 농장, 습지 등에 센서를 설치하려면 일반적으로 배터리를 사용하거나 태양 에너지를 활용해야 한다"고 말했다. 그는 또한 "태양 전지판은 먼지에 덮여 있거나 태양이 없는 경우에는 작동하지 않으며, 많은 공간을 차지하고 더러운 환경에서는 효과적으로 작동하지 않는다"고 지적했다. 그는 이어 "배터리 역시 전력 공급이 제한적이라는 문제가 있다"며, "농부들이 100에이커(약 40만4600㎡, 12만평)에 달하는 농장을 돌아다니며 배터리를 주기적으로 교체하거나 태양 전지판을 청소하는 일은 현실적이지 않다"고 말했다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 MFC 기술이 더욱 중요하게 여겨지고 있다. 한편, 미생물 연료 전지는 100년 넘게 알려져 왔지만 습도가 낮은 조건에서의 성능 저하문제로 인해 그 활용 범위가 제한적이었다. 이 문제를 해결하기 위해 옌과 그의 팀은 다양한 디자인을 시험해보았고, 결국 독특한 수직 구조를 가진 디자인에서 성공을 거두었다. 탄소 펠트로 제작된 양극은 수평으로 배치되어 있으며, 전도성 금속 음극은 수직으로 설치되어 일관된 수분과 산소 공급이 가능하게 한다. 연구팀은 또한 분쟁 광물과 복잡한 공급망을 배제하고, 토양 기반 미생물 연료 전지의 완전히 생분해 가능한 버전을 개발할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구는 미생물 연료 전지의 실용성을 크게 향상시킨 것으로 평가되며, 습한 토양은 물론 건조한 토양에서도 효과적으로 작동한다는 점이 입증됐다. 이에 따라, 다양한 농업 환경에서 사물 인터넷 센서에 전력을 공급하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 이 연구는 학술지 '인터랙티브, 모바일, 웨어러블 및 유비쿼터스 기술에 관한 컴퓨팅 기계 협회(Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies)' 저널에 최근 게재됐다.
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흙 속 미생물로 구동되는 환경친화적 연료 전지 개발
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슈퍼박테리아 잡는 새로운 항생제 개발
- 코로나19 팬데믹이 장기화되면서 사람들의 면역력이 약해지는 경우가 많아지고 있다. 이는 다양한 바이러스에 감염될 위험을 높이는 요인으로 작용하고 있다. 특히, 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii)라는 박테리아 균주는 항생제에 대한 내성으로 인해 '슈퍼버그'로 불리며, 감염된 사람 10명 중 6명을 죽일 수 있을 만큼 강력한 균주이다. 아시네토박터 바우마니는 그람 음성 박테리아로, 병원체로서의 특성이 잘 알려져 있다. 특히, 면역력이 약한 환자, 중환자실 환자, 인공호흡기 사용자에게 감염을 일으킬 가능성이 높다. 영국 매체 메일(Mail) 온라인에 따르면 스위스 제약회사 로슈가 개발한 새로운 항생제 '조수라발핀(Zosurabalpin)'이 항생제 내성 슈퍼버그를 죽일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 조수라발핀, 슈퍼버그에 효과 연구에 따르면 조수라발핀은 실험 쥐에서 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니(CRAB)의 약물 내성이 높은 균주를 죽이는 효과를 보였다. 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니 세계보건기구(WHO)가 새로운 치료법이 시급히 필요한 '우선순위 1 중요' 병원체로 분류하고 있다. 조수라발핀은 지질다당류(lipopolysaccharide)라는 물질로 만들어진 보호막을 유지하는 박테리아의 능력을 방해하여 박테리아를 죽이는 방식으로 작용한다. 이러한 연구 결과가 사람들에게도 동일하게 재현된다면, 조수라발핀은 1968년 이래 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니 유사 감염을 치료하기 위해 개발된 최초의 새로운 항생제가 될 수 있다. 항생제 내성, '침묵의 전염병' 로슈의 전염병 및 초기 개발 책임자인 마이클 로브리츠 박사(Michael Lobritz)는 "항생제 내성은 '침묵의 전염병'으로 불리며, 향후 30년 동안 오늘날 암으로 인한 사망자보다 더 많은 생명을 앗아갈 것으로 예상된다"고 말했다. 그는 "조수라발핀은 슈퍼버그에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 있어 중요한 진전"이라며 "인체 임상 시험에서 성공한다면 이 새로운 항생제는 많은 사람의 생명을 구할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 조수라발핀의 인체 임상 시험 결과가 성공적으로 나오면, 항생제 내성 슈퍼버그 감염으로 인한 사망률을 줄이고, 전 세계 보건에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
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슈퍼박테리아 잡는 새로운 항생제 개발
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술, 배변에 어떤 영향을 미칠까?
- A씨는 평소 술을 즐기지는 않지만 술을 마신 다음 날이면 설사 증상에 시달려, 출근 전 반드시 화장실을 찾게 된다. 이처럼 술은 설사나 변비 등 장의 음식물 통과 시간에 영향을 미칠 수 있다. 영국 매체 더 가디언(The Guardian)은 알코올은 장에서 음식이 통과하는 데 시간에 영향을 줄 수 있으며, 특히 위와 소장의 근육 활동에 변화를 일으킬 수 있다고 보도했다. 알코올이 위를 통과하는 시간에 미치는 영향은 알코올의 농도에 따라 다르다. 예를 들어, 알코올 농도가 높은 음료(예: 위스키, 보드카)는 위에서 음식물의 이동을 늦추는 반면, 알코올 농도가 상대적으로 낮은 음료(예: 와인, 맥주)는 위에서 음식의 이동 속도를 증가시킨다. 이러한 장의 변화는 일부 사람들이 보드카나 위스키를 마실 때 포만감이나 복부 불편감을 느끼는 원인이 될 수 있다. 술을 장기간 마시는 것도 소장을 통한 음식물의 통과 속도에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 실제로, 쥐를 이용한 실험에서 만성적인 알코올 섭취가 위와 소장을 통한 음식물의 이동을 가속화하는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 소장 통과 시간의 단축 현상은 술을 많이 마시는 사람들에게서도 나타날 수 있으며, 이는 설사 증상과 직접적으로 연관될 수 있다. 알코올은 십이지장(소장의 첫 부분)에서 탄수화물, 단백질, 지방의 흡수를 감소시킬 수 있다. 이는 설탕의 일종인 자일로스의 흡수 감소에도 영향을 미친다. 이로 인해 과자나 달콤한 주스 등 단 음식을 많이 섭취하는 음주자들 사이에서 설사 발생 가능성이 더 높아질 수 있다는 것을 시사한다. 만성 알코올 사용은 유당불내증, 소장 박테리아의 과증식, 그리고 췌장이 충분한 소화 효소를 생성하지 못해 지방 흡수가 감소하는 현상과 연관되어 있다. 이러한 현상들은 만성적인 알코올 사용으로 인해 설사나 묽은 변이 발생할 수 있다는 것을 나타낸다. 반면, 단기간에 과도한 알코올을 섭취하는 경우(예: 밤에 과음하는 경우)는 음식물의 소장의 통과가 늦어질 수 있다. 쥐를 이용한 연구에서는 단기간에 다량의 알코올을 섭취한 경우 소장 통과 시간이 지연되는 것이 관찰되었다. 즉, 폭음과 같은 급성 알코올 섭취는 설사보다는 변비 증상을 유발할 가능성이 더 높다는 것을 의미한다. 이는 알코올이 소화기계에 미치는 영향이 단기적 및 장기적 사용에 따라 다를 수 있음을 시사한다. 이 같은 결과는 507명의 대학생을 대상으로 한 알코올의 영향에 관한 연구에서도 확인됐다. 이 연구에서 학생들은 자신의 대변을 수집하여 분석했으며, '브리스톨 대변 차트'라고 알려진 대변 상태 설문지를 작성했다. 연구 결과에 따르면, 과음은 더 단단한 배변과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, 알코올을 많이 섭취한 사람들은 견과류 같은 모양이거나 느낌의 별개의 단단한 덩어리인 1형 변을 더 자주 경험했다. 연구팀은 급성 알코올 섭취가 음식물의 소장 통과를 지연시킬 수 있다고 추정했다. 음식이 장 내에 더 오래 머무르면서, 대변에서 물이 더 많이 몸으로 재흡수되어 대변이 건조하고 단단해지는 결과를 가져온다는 것이다. /이러한 결과는 알코올이 소화 시스템에 미치는 영향에 대한 중요한 인사이트를 제공한다./ 연구자들은 흥미롭게도 술을 마시지 않는 사람들에 비해 술을 많이 마시는 사람들의 장내에서 '악티노박테리아(Actinobacteria)'라는 박테리아 유형이 더 많이 존재한다는 사실을 발견했다. 이러한 발견은 박테리아가 대변의 일관성에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 그러나 폭음이 항상 변비를 유발하는 것은 아니다. 예를 들어, 과민성대장증후군(IBS) 환자들에게서는 폭음이 설사, 메스꺼움, 복통과 같은 증상을 확실히 유발할 수 있다. 음주 후 원치 않는 배변 변화를 겪는 경우, 이를 해결하는 가장 효과적인 방법은 알코올 섭취를 줄이는 것이다. 일부 알코올 음료는 다른 음료보다 배변에 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 특정 음료를 마신 후 문제가 되는 배변 패턴을 확인하면 해당 음료를 피하거나 줄이는 것이 건강에 도움이 될 수 있다. 음주 후 설사를 하는 경향이 있다면 알코올과 카페인이 함유된 음료를 혼합하는 것을 피하는 것이 좋다. 카페인은 결장의 수축을 자극해 설사를 악화시킬 수 있다고 알려져 있다. 반면, 음주 후 변비가 문제가 된다면 충분한 수분 섭취가 중요하다. 술을 마시기 전, 술을 마실 때 그리고 술 마신 후에 물을 충분히 마시면 탈수와 변비를 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 술을 마시기 전에는 단백질과 섬유질이 풍부한 음식을 섭취하는 것이 좋다. 위장에 있는 음식은 알코올의 흡수를 늦추고, 장 내막에 미치는 알코올의 부정적인 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있다. 음주 후 배변의 변화는 대개 단기적이며, 적절한 조치를 취하면 대부분 효과적으로 해결될 수 있다. 그러나 술을 끊은 후에도 설사와 같은 증상이 며칠 후에도 지속된다면 이는 염증성 장 질환과 같은 근본적인 장 질환과 같은 다른 문제를 야기할 수 있다. 술을 끊었음에도 불구하고 설사와 같은 증상이 며칠 동안 지속된다면, 이는 염증성 장 질환과 같은 보다 심각한 장 질환을 의미할 수 있다. 술이 장에 미치는 영향은 일시적일 수 있지만, 지속적인 증상은 다른 건강 문제의 신호일 수 있다. 연구팀은 알코올 소비와 과민성대장증후군(IBS) 발병 간의 연관성도 발견했다. 문제가 지속되거나 대변에 혈액이 섞여 나타나는 등의 심각한 증상이 관찰될 경우, 즉시 일반의나 전문의에게 의학적 조언을 구하는 것이 중요하다. 이러한 증상은 더 심각한 건강 문제를 나타낼 수 있으므로, 적절한 진단과 치료를 받는 것이 필요하다.
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술, 배변에 어떤 영향을 미칠까?
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[퓨처 Eyes(18)] 지구 온난화, 폭주 온실 효과로 '금성化' 위기⋯시뮬레이션 결과 '지옥 방불'
- 기후 변화로 인한 폭주 온실 효과로 지구가 금성화 위기에 처했다는 연구 결과가 나왔다. 제네바대학교(UNIGE)의 천문학자 연구팀은 파리와 보르도의 프랑스 국립과학연구소(CNRS)의 지원을 받아 온실효과 폭주의 모든 단계를 시뮬레이션 한 최초의 연구 결과를 발표했다고 과학 매체 '사이언스얼랏'이 최근 보도했다. 연구원들은 처음으로 온실 효과의 모든 단계를 시뮬레이션하여 앞으로 몇 세기 안에 우리의 녹색 행성을 사람이 살 수 없는 '지옥'으로 만들 수 있다는 사실을 발견했다. 미국 우주항공국(NASA)에 따르면 지구는 폭주 온난화를 촉진하기 위해 수십도만 가열하면 평균 표면 온도가 섭씨 464도(화씨 867도)인 금성만큼 살기 어려운 행성이 될 것이라고 한다. 온실 효과는 지구 대기의 특정 가스가 태양의 열을 가두는 과정을 말한다. 폭주 온실 효과란? 일부 온실 가스는 수증기처럼 자연적으로 발생한다. 이산화탄소와 같은 다른 온실가스는 인간이 석탄, 석유, 가스 등 오염 물질인 화석 연료를 태울 때 생성될 수도 있다. UNIGE-CNRS 연구에서 조사된 폭주 온실 효과는 태양 조사가 증가하여 지구의 온도가 눈덩이처럼 급격하게 상승할 때 발생한다. 천문학자들은 성명에서 "이 과정의 초기 단계부터 대기 구조와 구름의 범위가 크게 변화하여 거의 멈출 수 없고 되돌리기 매우 복잡한 폭주 온실 효과를 초래한다"라고 말했다. 돌이킬 수 없는 기후 변화 이 연구는 부분적으로 다른 행성, 특히 소위 외계 행성의 기후를 연구하는 도구를 제공하기 위해 설계됐다. 또한 앞으로 수 세기 동안 지구 기후에 미칠 위험에 대한 통찰력도 제공한다. 연구진은 바다와 생명체로 뒤덮인 멋진 파란색과 녹색 점인 지구와 태양계에서 가장 뜨거운 무균 상태의 유황 행성인 금성의 차이점을 강조했다. 그러나 천문학 및 천체물리학 리뷰에 게재된 이 연구에 따르면 "지구 온도를 수십도만 상승시키는 아주 작은 태양 복사량 증가만으로도 지구에서 돌이킬 수 없는 폭주 과정을 촉발하고 지구를 금성처럼 살기 힘든 곳으로 만들 수 있다"는 사실이 밝혀졌다. 온실 효과의 폭주라는 개념은 새로운 것이 아니다. 이 개념은 지구와 같은 온대 상태에서 표면 온도가 섭씨 1000℃(화씨 1832℃)가 넘는 행성으로 진화하는 것을 상상한다. 연구진은 온실 효과가 없다면 지구의 평균 기온은 영하로 떨어지고 지구는 생명체에 적대적인 얼음으로 덮인 공이 될 것이라고 지적하면서 어느 정도의 온실 효과는 유용하다고 말했다. 그러나 이 효과가 너무 크면 해양의 증발이 증가하여 대기 중 천연 온실가스인 수증기의 양이 증가하여 구조 담요처럼 열에 갇히게 된다. 임계값 전 UNIGE 박사후 연구원이며 이 연구의 수석 저자인 기욤 샤베로(Guillaume Chaverot)는 "이 정도의 수증기에는 지구가 더 이상 식을 수 없는 임계점이 있다"라고 말했다. 샤베로는 "거기서부터 바다가 완전히 증발하고 온도가 수백도에 도달할 때까지 모든 것이 사라진다"라고 설명했다. 이전의 시뮬레이션은 폭주 효과가 시작되기 전의 온화한 상태나 폭주 후의 사람이 살 수 없는 상태에만 초점을 맞췄지만, 연구진은 전체 과정을 시뮬레이션 한 것은 이번이 처음이라고 말했다. 전체 과정을 보여줌으로써 처음부터 높은 대기에서 폭주 효과를 증가시키고 그 과정을 되돌릴 수 없게 만드는 매우 특이하고 밀도가 높은 구름 패턴이 어떻게 나타나는지 설명할 수 있었다. 차베로는 "대기의 구조가 크게 바뀌었다"고 했다. 그는 현재 인간이 배출하는 온실 가스가 태양 광도의 약간의 증가와 동일한 폭주 과정을 유발할 수 있는지 여부를 조사하고 있다고 성명을 통해 밝혔다. 기후 과학자들은 지구의 평균 기온이 산업화 이전 수준보다 1.5°C 이상 상승하면 통제할 수 없는 기후 변화를 촉발할 위험이 있다고 경고했다. 이는 온실 폭주 과정과는 다르지만, 연구자들은 지구가 '종말 시나리오'에서 멀지 않았다고 경고했다. 한편, 3일 기상청 기상자료개방포털 자료에 따르면 지난해 한국의 전국 평균기온은 13.7℃를 기록, 전국에 기상관측망이 대폭 확충돼 각종 기상기록의 기준으로 삼는 시점인 1973년 이후 가장 높았다. 지난해 제주도의 평균기온은 역대 두 번째로 높았던 것으로 나타났다. 제주도의 연평균 최고기온은 20.4℃로, 2021년(20.6℃)에 이어 두 번째로 높았다. 게다가 지난 12월 공개된 해양기후예측센터의 자료에 따르면 지난 8월 동아시아 해역의 해면 수온은 평년보다 0.9℃높아 역대 2위를 기록했으며, 전 지구 해역의 해면 수온은 평년보다 0.6℃높아 역대 최고치였다. 올해 전 지구 표면온도가 사상 최고치를 기록할 것이라는 전망은 이젠 '기정사실'로 받아들여지고 있다. 엘니뇨는 적도 부근 동태평양 해수면 온도가 비정상적으로 상승하는 현상으로, 지구의 평균 온도를 높이며 폭풍우, 가뭄 등의 기상 이변을 유발한다. 엘리뇨는 2월께 최고조에 이르며 6개월은 더 갈 것이라는 예측이다.
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[퓨처 Eyes(18)] 지구 온난화, 폭주 온실 효과로 '금성化' 위기⋯시뮬레이션 결과 '지옥 방불'
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젊은 성인, 중년 고혈압 예방 위해 '주 5시간 이상' 운동 필수
- 젊은 성인은 중년 고혈압을 예방하기 위해 매주 5시간 이상 운동해야 한다는 연구 결과가 나왔다. 과학 전문매체 '사이언스얼랏(ScienceAlert)'은 젊은 성인들은 그동안 알려진 것과 달리 더 높은 수준으로 신체 활동을 유지하는 것이 고혈압 예방에 특히 중요할 수 있다는 연구결과에 대해 보도했다. 미국 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스 연구팀은 18세부터 45세까지의 성인 3만 7000여 명을 대상으로 30년간 추적 연구를 실시했다. 연구 결과에 따르면, 주당 5시간 이상 운동을 한 젊은 성인은 그렇지 않은 성인에 비해 중년 고혈압 발병 위험이 30% 낮은 것으로 나타났다. 연구팀은 운동이 혈압을 낮추고, 심혈관 건강을 개선하는 데 도움이 된다고 설명했다. 또한, 운동은 젊은 성인에게도 중년 고혈압을 예방할 수 있는 효과적인 방법이라고 강조했다. 그러나 미국 4개 도시의 약 5000명을 대상으로 한 실험에서 사회적 요인으로 인해 일부 사람들은 다른 사람들보다 이를 수행하기가 더 어려워진다는 연구 결과가 나왔다. 이번 연구는 미국 예방의학저널(American Journal of Preventive Medicine)에 게재됐으며, 샌프란시스코 캘리포니아 대학교(UCSF)의 전염병학자인 키르스틴 비빈스 도밍고(Kirsten Bibbins-Domingo)가 연구를 주도했다. 고혈압은 전 세계적으로 수십억 명의 사람들에게 영향을 미치는 심각한 질환으로 심할 경우, 심장마비와 뇌졸중, 심지어 치매가 발생할 수 있는 위험 질환이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 남성 4명 중 1명 이상, 여성 약 5명 중 1명이 고혈압을 앓고 있지만, 고혈압이 있는 대부분의 사람들은 자신이 고혈압을 앓고 있다는 사실조차 모르고 있기 때문에 종종 ‘침묵의 살인자’라고 불린다. 그러나 고혈압을 바꿀 수 있는 방법이 있으며, 바로 운동이 이 연구의 초점이다. 연구를 위해 5100명 이상의 성인이 모집됐으며, 운동 습관, 흡연 상태 및 알코올 섭취량에 대한 신체 평가와 설문지를 통해 30년 동안의 건강 상태를 추적했다. 각 임상 평가에서 혈압은 1분 간격으로 3회 측정되었으며, 데이터 분석을 위해 참가자는 인종, 성별에 따라 4가지 범주로 분류됐다. 전반적으로 남성, 여성 및 두 인종 그룹 모두에서 신체 활동 수준이 18세에서 40세 사이에 감소했으며, 이후 수십 년 동안 고혈압 비율이 증가하고 신체 활동이 감소했다. 이는 젊은 성인기가 운동을 촉진하도록 고안된 건강 증진 프로그램을 통해 중년 고혈압을 예방하기 위한 개입을 위한 중요한 창구임을 시사한다. UCSF 제이슨 나가타(Jason Nagata) 부교슈는 "청소년기 참가자 중 거의 절반이 최적이 아닌 수준의 신체 활동을 갖고 있었으며 이는 고혈압 발병과 상당한 관련이 있었고, 이는 신체 활동에 대한 최소 기준을 높일 필요가 있음을 나타낸다"고 지적했다. 연구진이 성인 초기에 현재 성인에게 권장되는 최소 운동량의 두 배인 적당한 운동을 일주일에 5시간씩 한 사람들을 조사한 결과, 이러한 활동 수준이 고혈압 위험을 상당히 낮추는 것으로 나타났다. 특히 60세까지 운동을 계속하는 경우에는 고혈압 위험이 더욱 낮았다. 연구진은 논문에서 "현재 최소 성인 ‘신체 활동’ 지침의 두 배 이상을 달성하는 것이 단순히 최소 지침을 충족하는 것보다 고혈압 예방에 더 유익할 수 있다"라고 기재했다. 그러나 인생을 바꾸는 결정과 늘어나는 책임감 속에서 매주 신체 활동을 늘리는 것은 쉽지 않다. 나가타 교수는 "젊은 성인이 대학, 직장, 부모 역할로 전환하고 여가 시간이 줄어들면서 신체 활동 기회가 감소하는 고등학교 이후에는 특히 그렇다"고 말했다. 또 다른 경각심을 불러일으키는 사실은, 이 연구는 흑인 남성과 흑인 여성이 백인 남성과 비교하여 어떻게 완전히 다른 건강 궤적을 경험하는지 보여준 것이다. 40세에 백인 남성과 여성의 신체 활동 수준은 정체된 반면 흑인 참가자의 활동 수준은 계속 감소했다. 45년이 되자 흑인 여성은 백인 남성보다 고혈압 발병률이 높았으며, 연구에 참여한 백인 여성은 중년까지 고혈압 발병률이 가장 낮았다. 그리고 60세가 되면 흑인 남성과 여성의 80~90%가 고혈압을 앓고 있는 반면, 백인 남성은 70% 미만, 백인 여성은 절반 가량이 고혈압을 앓고 있다. 연구팀은 이러한 인종적 격차를 다양한 사회적, 경제적 요인으로 분류했다. 비록 고등학교 교육이 언급되었지만, 이 연구에서 이러한 요인들이 구체적으로 평가된 것은 아니다. 나가타는 흑인 남성 청소년이 스포츠에 참여율이 높을 수 있으나, 사회 경제적 요인, 이웃 환경, 직장이나 가족의 책임이 성인이 되어서도 신체 활동을 지속하는 데 방해가 될 수 있다고 지적했다. 이는 개인의 선택을 넘어 지속적인 신체 활동에 영향을 미치는 다양한 요소의 복잡한 상호작용을 드러낸다.
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- 생활경제
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젊은 성인, 중년 고혈압 예방 위해 '주 5시간 이상' 운동 필수
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유니트리 사족보행 로봇 'B2', 성능 업그레이드로 작업 효율 2배 향상
- 중국 로봇 제조업체 유니트리 로보틱스(Unitree Robotics)가 최신 사족보행 산업용 로봇인 B2 성능을 업그레이드했다. 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 '로봇 개' 형태의 사족보행 로봇 분야에서 선구자 역할을 한 것에 이어, 중국의 유니트리 로보틱스가 이 분야에서 빠르게 발전하고 있다. 미국의 과학 기술 전문 매체 뉴 아틀라스(New Atlas)는 유니트리의 최신 산업용 로봇인 B2는 이전 모델인 B1에 비해 성능이 대폭 향상되었다고 최근 보도했다. B2는 B1 대비 성능 개선을 통해 산업 자동화, 검사, 응급 구조, 보안 순찰 등 다양한 분야에서의 활용이 기대된다. 특히, B2는 최대 속도가 초당 6미터(19.7피트)로 B1보다 2배 이상 빠르다 또한 1.6미터(5.2피트)까지 점프할 수 있고, 최대 40센티미터(15.7인치) 높이의 장애물을 넘을 수 있다. 유니트리의 B2 로봇은 내구성 면에서도 개선이 이루어졌다. 이전 모델 B1은 걸을 때 최대 20kg(44파운드)의 무게를 지탱할 수 있었지만, B2는 최대 40kg(88파운드)까지 지탱 가능하다. 정지 상태에서는 최대 120kg(265파운드)의 하중을 견딜 수 있다. B2의 배터리 수명도 눈에 띄게 향상됐다. B1 모델은 페이로드가 없을 때 약 2시간 동안 걸을 수 있었지만, B2는 한 번의 충전으로 교체 가능한 45Ah/2250Wh 리튬 배터리를 사용해 부하가 없을 경우 최대 5시간 동안 걸을 수 있다. 또한, 20kg의 짐을 지닐 경우에도 약 4시간 이상 걸을 수 있다고 알려져 있다. 마지막으로, B2의 다리 관절 액츄에이터(leg joint actuator·레그 조인트 액추에이터)는 B1 모델에 비해 170% 증가된 토크[360 뉴턴미트(Nm)/266파운드 피트(lb ft)]를 제공한다. 이는 B2가 B1에 비해 다리로 1.7배 더 강한 힘을 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, B1이 100kg의 무게를 들 수 있다면, B2는 170kg을 들어 올릴 수 있다. 유니트리는 이러한 성능 향상이 로봇의 산업 운영에 있어 더 큰 유연성과 안정성을 제공한다고 밝혔다. 유니트리는 자사의 B2 모델을 "시장에서 가장 빠르고, 강력하며, 유연한 산업용 사족보행 로봇"이라고 자부한다. 현재 B2는 중국 내 여러 기업에서 이미 활용되고 있으며, 향후 글로벌 시장으로의 판매 확대도 계획 중이다. 2016년에 설립되어 중국 항저우에 본사를 둔 유니트리 로보틱스는 고성능 4족 보행 로봇과 휴머노이드 로봇, 6축 매니퓰레이터 등 다양한 로봇을 개발, 생산, 판매하는 주목할 만한 기업이다. 이 회사는 소비자용 및 산업용 로봇의 R&D, 생산, 판매에 주력하고 있다. 유니트리 로보틱스는 모터, 감속기, 컨트롤러, 라이다(LIDAR), 고성능 인식 및 모션 제어 알고리즘과 같은 주요 로봇 부품에 대한 독자적인 연구 개발로 글로벌 시장에서 입지를 굳혔으며, 그 기술력을 인정받고 있다. 한편, 보스턴 다이내믹스는 1992년 미국에서 시작된 스타트업 기업이다. MIT의 분사 회사(Spin Off Company) 형태로 창립된 후 2013년 구글에서 인수했다. 2015년 2월 상업용 로봇 '스팟' 첫 시제품을 공개했다. 스팟은 4족 보행 로봇으로 아파트 현장과 공연장 신축현장 등에서 가설공사 현황 데이터 수집을 위해 활용되고 있다. 2016년 2월 차세대 직립 2족 로봇 아틀라스를 공개했다. 아틀라스는 걷기, 물건 들기, 일어서기 등이 가능한 완전 자율 직립 2족 보행 인간형 로봇 휴머노이드이다. 일본의 소프트뱅크가 2017년 6월 인수했다. 이후 로봇의 양산화 문제로 2020년 12월 현대자동차그룹이 9억 2100만 달러의 금액으로 인수했다. 현대가 80%의 지분을 갖고 있다. 보스턴 다이내믹스는 2021년 9월 '공장 안전 서비스 로봇(Factory Safety Service Robot)'을 공개했다. 이 로봇은 기존 4족 보행 로봇 스팟에 AI 프로세싱 서비스 유닛(AI Processing Service Unit)을 탑재했으며, 인공지능(AI) 기반 내비게이션, 출입구 컨트롤과 개폐여부 인식, 고온 위험 감지 등의 기능을 보유하고 있다.
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유니트리 사족보행 로봇 'B2', 성능 업그레이드로 작업 효율 2배 향상
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대만, 국가별 반도체 시장 점유율 1위⋯한국 2위·일본 3위
- 대만이 올해 글로벌 반도체 시장에서 1위를 차지했다. 한국은 2위로 기록됐으며 그 뒤를 이어 일본이 3위, 미국과 중국이 각각 4위와 5위에 이름을 올렸다. 27일(현지시간) 인사이드몽키는 칩 산업에서의 시장 점유율을 기준으로 한 반도체 시장의 상위 국가 순위를 발표했다. 1위에 오른 대만은 전 세계 반도체 생산량의 60% 이상을 담당하고 있다. 물론, 모든 국가의 정확한 시장 점유율 수치는 공개되지 않았지만, 쉽허브(ShipHub)와 피터슨 국제시장연구소(Peterson Institute for International Markets) 등을 참고하여 작성된 이 목록은 세계적으로 최고의 반도체 제조 국가를 나타내는 중요한 정보다. 또한, 각 국가의 제조 공장 수도 함께 고려해 이 순위가 세워졌음을 밝히고 있다. 칩 산업 시장 점유율 상위 7개 국가를 소개한다. 1. 대만 (반도체 칩 제조 공장 수: 77개) 대만은 전 세계 반도체의 생산량 중 60% 이상을 공급하고 있다. 그 중에서도 90% 이상을 최고 수준의 반도체를 생산하고 있다. 가장 주목받는 기업은 대만반도체제조회사(TSMC, Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation)로, 시가총액 5349억 7000만 달러로 평가되어 전 세계에서 11번째로 가치 있는 기업 중 하나다. TSMC는 세계 반도체 시장에서 약 54%의 점유율을 보유하고 있다. 주요 고객으로는 애플, 퀄컴, 엔비디아 등 대규모 기업이 포함된다. 또한, TSMC는 팬데믹으로 인한 공급망 문제에 대응하기 위해 미국 애리조나주에 새로운 반도체 생산 공장을 설립함으로써 반도체 공급망의 탄력성을 향상시키는 전략적인 조치를 취하여 위기를 성공적으로 극복했다. 2. 한국(제조 공장 수: 15개) 2022년 한국은 총 반도체 수출액이 1292억 달러에 달해 세계 반도체 시장 점유율 2위 자리를 유지했다. 이 중 메모리반도체 수출액은 738억 달러다. 한국은 세계 D램 시장 점유율의 73%, NAND 플래시 시장의 51%를 점유하고 있는 업계 거대 기업인 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 메모리 칩 제조 분야의 선두 주자로 두각을 나타내고 있다. 3. 일본(제조 공장 수: 102개) 스페리컬 인사이트(Spherical Insights)에 따르면 일본의 반도체 시장 규모는 2022년 428억 6000만 달러에 달했으며, 2022년부터 2032년까지 9.64%의 연평균 성장률을 기록할 것으로 예상된다. 1980년대에 일본은 전 세계 반도체 생산량의 50% 이상을 차지하며 세계 제1의 반도체 생산국으로 우뚝 섰다. 현재 일본의 반도체 시장 점유율은 감소했지만 메모리, 센서, 전력 반도체와 같은 분야에서 상당한 시장 입지와 경쟁력을 유지하고 있다. 로이터 통신의 보도에 따르면 일본은 첨단 칩 제조 분야에서 선도적인 위치를 되찾기 위해 소니 그룹과 NEC와 같은 기술 대기업이 주도하는 반도체 벤처에 5억 달러를 투자하는 등 새로운 산업 전략을 적극적으로 추진하고 있다. 4. 미국(제조 공장 수: 76개) 2022년 전 세계 반도체 매출은 5740억 달러에 이르렀고, 미국 반도체 기업의 매출은 총 2750억 달러로 전 세계 시장 점유율의 약 48%에 달한다. 오랫동안 칩 제조는 동남아시아와 중국에 주로 집중되어 왔으며, 원활한 공급망 운영 기간 동안 기업들은 이 지역 외부에 새로운 공장을 설립하는 동기가 거의 없었다. 그러나 팬데믹 기간 동안 칩 생산 및 유통 문제로 인해 상황이 변하면서, 기업들은 미국 내에 새로운 생산 시설을 탐색하고 팹 위치를 재고하게 됐다. 또한, 반도체 칩 보조금의 가용성은 업계에서 잠재적인 새로운 공장 위치를 검토할 때 중요한 고려 사항으로 부각됐다. 실제로 인텔은 오하이오에 세계 최대의 칩 제조 단지를 구축하기 위해 최대 1000억 달러의 상당한 투자를 계획하고 있다. 이러한 노력은 스마트폰부터 자동차까지 다양한 산업에 영향을 미치는 세계적인 반도체 부족 현상에 대응하여 생산 능력을 강화하는 데 목표를 두고 있다. 미국 정부는 2022년 8월에 통과된 반도체 지원법(CHIPS Act)에 따라, 5년간 총 527억 달러를 반도체 산업에 지원할 계획이다. 이 중 390억 달러는 반도체 생산 설비 투자에 대한 보조금으로, 나머지 132억 달러는 연구개발(R&D)에 대한 지원금으로 사용될 예정이다. 보조금은 미국 내 반도체 생산 설비 투자를 하는 기업에 대해 최대 25%의 비용을 지원하는 방식으로 운영된다. 또한, 반도체 연구개발을 수행하는 기업에 대해서는 최대 50%의 비용을 지원한다. 5. 중국(제조 공장 수: 70개) 중국은 여전히 규모가 큰 반도체 시장 중 하나로, 2022년 매출은 전년 대비 6.2% 감소한 총 1804억 달러를 기록했다. 인공 지능과 양자 컴퓨팅 분야에서 글로벌 선두를 차지하기 위해 노력하고 있는 중국은 그 목표를 달성하기 위해 꾸준한 반도체 공급에 많은 자금을 지원하고 있다. 그러나 미국의 반도체 수출 제재로 인해 중국의 반도체 공급에 심각한 압박이 가해지고 있는 실정이다. 이런 어려움에도 불구하고, 중국 최고의 반도체 기업 중 하나인 SMIC(Semiconductor Manufacturing International Corp.)은 2022년 전년 대비 34% 증가한 72억 달러의 기록적인 매출을 달성했다. 미국의 반도체 수출 제한은 중국의 반도체 계획에 대한 중요한 제동요인으로 작용했다. 그 목표는 중국의 AI 개발 계획을 제한하고 칩 제조 과정에 변화를 주는 것이었다. 이러한 제재는 미국 기업뿐만 아니라 네덜란드, 일본과 같은 동맹국에도 영향을 미쳐 중국에 기계, 도구 및 인력을 공급하지 못하도록 제한했다. 6. 독일(제조 공장 수 : 20개) 독일은 세계 반도체 시장 선두 국가 목록에서 6위를 차지했다. 독일은 유럽 반도체 산업에서 핵심적인 역할을 담당하며, 칩 생산 부문에서 전 세계 최고의 위치를 차지하고 있다. 독일에는 전체 가치 사슬에 걸쳐 재료, 부품 및 장비와 관련된 주요 장치 제조업체 및 공급업체가 놀라울 정도로 집중되어 있다. 이러한 매력으로 인텔 등 많은 주요 글로벌 기업이 독일에 진출하고 있다. GTAI(German Trade & Invest)에 따르면, 미국의 대표적인 반도체 기업 중 하나인 인텔은 2022년 3월에 마그데부르크를 새로운 유럽 반도체 생산 시설의 장소로 공식 발표했다. 인텔은 2023년 6월에 독일 정부와 수정된 계약을 체결하여 초기 투자를 170억 유로에서 300억 유로 이상으로 확대했다. 이 프로젝트는 독일뿐만 아니라 유럽 전체에서 사상 최대 규모의 외국 직접 기업 투자 사례로 기록됐다. 한편, 보쉬(Bosch)와 같은 다른 기업은 드레스덴의 생산 시설에 10억 유로를 투자할 예정이다. 이 공장은 2018년에 공개된 개념인 유럽 최초의 완전 디지털화된 반도체 생산 시설이라는 명칭을 사용한다. 7. 싱가포르 (제조 공장 수: 22개) 싱가포르는 세계 반도체 시장 점유율 약 11%를 차지하고 있다. 이 나라에는 300개 이상의 반도체 관련 회사가 위치하며, 세계 최대의 웨이퍼 파운드리 중 세 곳을 포함해 업계 거대 기업인 TSMC와 글로벌 파운드리(Globalfoundries, GF) 등이 존재한다. 2021년에는 글로벌파운드리가 생산 시설을 확장하기 위해 40억 달러를 투자한 바 있다. 더불어, 최근 9월 23일에는 글로벌파운드리스가 싱가포르에서 가장 현대적인 반도체 시설을 공식으로 개장하여 연간 웨이퍼 생산량을 45만 장(300mm)으로 증가시키고, GF 싱가포르의 전체 생산 능력을 연간 약 150만 웨이퍼(300mm)로 확대했다. 그밖에 영국(제조 공장 수 12개)이 8위를 차지했다. 영국은 2030년까지 전 세계 반도체 산업 규모가 1조 달러를 돌파할 것으로 예상하고 있다. 향후 20년 동안 핵심 강점을 활용하여 신흥 반도체 기술 분야에서 선도적인 위치를 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 9위에 오른 말레이시아(제조 공장 수: 7)는 세계 시장의 7%를 점유하고 있으며 2022년 미국 반도체 무역의 23%에 크게 기여했다. 특히 말레이시아는 집적 회로 설계, 웨이퍼 제조, 반도체 기계 및 장비 제조를 포괄하는 업계의 프런트엔드 측면에 전략적으로 초점을 맞추고 있다. 네덜란드 10위⋯이스라엘 11위 10위를 기록한 네덜란드((제조 공장 수: 4)는 반도체 산업에서 급격하게 성장해 글로벌 리더로 자리매김하고 있다. 2017년 반도체 산업은 자국내 모든 상장 기업의 경제적 가치에 5%를 기여했다. 2022년까지 이 수치는 24%로 급증해 2760억 유로에 달했다. 네덜란드 반도체 업계의 주요 업체로는 ASML, NXP 세미컨덕터스, ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics)가 있다. 대표 기업인 ASML은 반도체 생산에 필수적인 기계 제조 전문 기업으로, 첨단 반도체 생산 역량을 세계적으로 인정받는 독창적이고 앞선 기술이다. 이러한 반도체는 위성, 의료 기기, 특히 현대 군사 기술에 응용된다. 그 뒤를 이어 이스라엘(제조 공장 수: 4)이 11위를 차지했다. 이스라엘의 반도체 부문은 1960년대부터 풍부한 역사를 자랑하며, 반도체 혁신의 세계적인 진원지로 발전했다. 인텔, IBM, 브로드컴(Broadcom)과 같은 유명한 국제 거대 기업들이 미국 내에 연구 개발(R&D) 센터를 설립했다. 2020년 이스라엘 반도체 부문은 350억 달러의 인상적인 수익을 창출하여 경제적 중요성을 입증했으며, 국가 최고의 수출 부문 중 하나로 입지를 굳혔다. 타워 세미컨덕터(Tower Semiconductor), 멜라녹스(Mellanox), 모빌아이(Mobileye)와 같은 현지 기업도 중추적인 역할을 했다. 12위에 오른 오스트리아(제조 공장수 3)는 3개의 반도체 제조 공장을 보유하고 있다. 이러한 팹 시설은 잘츠부르크 근처에 위치한 인피니언 테크놀로지스(Infineon Technologies), EV 그룹과 비엔나에 위치한 IMS 나노패브리케이션(IMS nanofabrication)이라는 두 주요 회사가 소유하고 있다.
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대만, 국가별 반도체 시장 점유율 1위⋯한국 2위·일본 3위
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미국, 국가안전보장 우려로 레거시반도체 중국의존도 조사
- 미국 정부가 중국이 생산한 레거시(범용) 반도체 칩에 대한 미국 기업들의 의존도 조사에 착수했다. 세계 반도체 시장에서 막대한 비중을 차지하는 레거시 칩을 중국이 값싸게 공급해 미국 기업의 경쟁력을 저해한다는 국가안전보장상의 우려에 대처하기 위한 조치다 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 21일(현지시간) 미국 반도체업계의 공급망및 국방산업기반에 관한 조사를 개시한다고 발표했다. 상무부는 오는 1월 산업안보국이 자동차와 항공, 방산 등 100개 이상의 기업을 대상으로 레거시 칩을 확보해 사용하는지 설문조사를 벌일 예정이라고 밝혔다. 미국 상무부는 중국이 지난 10년간 추정 1500억 다럴의 보조금을 중국 반도체기업에 제공해 미국 등 해외경쟁업체로서 세계적인 불공평한 경쟁조건을 조성해왔다며 조사에 나선 이유를 설명했다. 이번 조사는 미국기업이 소위 레거시반도체를 어떻게 조달하고 있는지를 특정하는 것을 목적으로 하고 있으며 내년 1월부터 이루어진다. 중국이 초래한 국가안전보장상의 리스크를 줄이는 것을 목표로 하며 미국 중요산업의 공급망에 있어서 중국제 레거시반도체의 사용과 조달에 초점을 맞춘다. 지나 러몬드 미 상무장관은 "지난 몇 년간 중국 정부가 자국의 레거시 칩 생산을 확대해 미국 기업들이 경쟁하기 어렵게 하려는 잠재적 우려의 징후를 목격해 왔다"며 "이번 설문조사가 다음 단계를 알려줄 것"이라고 강조했다. 익명을 요구한 미국 정부 관계자는 중국의 압박에 대응할 수 있는 관세나 다른 무역 수단 등이 다음 단계에 포함될 수 있다고 설명했다. 러몬 장관은 지난 8월 중국이 세계 시장에 값싼 레거시 칩을 대거 공급할 경우 이에 대응하기 위해 모든 수단을 사용할 것이라고 경고했다. 다만 러먼도 장관은 미국이 구형 반도체의 과잉 공급 문제에 대응하기 위해 수출 통제를 활용하지 않을 것이며 이것을 오직 최첨단 칩에만 적용할 것이라고 설명했다. 미 하원 중국특별위원회는 최근 보고서를 내고 미국이 레거시 칩에 대한 관세를 부과해야 한다고 주장했다. 레거시 칩이란 28나노 이상의 공정을 통해 제조되는 반도체 칩으로 28나노 미만 공정에서 제조되는 첨단 칩은 아니지만 전 세계 경제에 막대한 영향력을 행사한다. 지난 8월까지 전 세계에 공급되는 반도체 중 3분의 2는 2005년 이전에 상용화된 기술이 채택된 레거시 칩이었다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 이후 발생한 전 세계적인 반도체 부족은 미국 정부의 2022년 8월 미국 반도체법(Chips and Science Act)으로 이어졌다. 이를 통해 미국은 국내 반도체 제조를 활성화하기 위한 1000억 달러의 보조금을 지급하기로 했다. 미국은 국가안보를 이유로 인공지능(AI) 및 군사용으로 사용되는 최첨단 반도체와 관련해 대중국 제한 조치를 취하고 있다. 이에 대응해 중국 정부는 대규모 자원을 투입해 구형 반도체 증산에 나섰다. 상무부는 일부 중국 반도체 제조사들이 가격을 낮춰 경쟁을 저해했다고 보고 있다.
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미국, 국가안전보장 우려로 레거시반도체 중국의존도 조사
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인텔, 폴란드에 42억 유로 규모 반도체 칩 공장 설립 추진
- 미국 반도체회사 인텔(Intel)은 폴란드에 42억 유로(약 5조 9449억원) 규모의 새로운 칩 공장을 건설할 계획이라고 폴란드 매체 클리퍼스 PL(Clippers PL)이 17일(현지시간) 보도했다. 이 매체에 따르면 세계 최대의 반도체 제조업체인 인텔은 대규모 칩 공장을 브로츠와프에 건설하고자 한다. 이미 아일랜드와 마그데부르크에 있는 생산 시설에 추가되는 세 번째 시설인 이 공장은 인텔의 유럽 본사로서의 역할을 하게 될 것이다. 팻 겔싱어(Pat Gelsinger) 인텔 최고경영자(CEO)는 브로츠와프에서 열린 행사에서 이번 공장에서 생산되는 마이크로프로세서는 폴란드에서 조립되고 테스트할 것이라고 발표했다. 이 투자의 가치는 42억 유로로 추산되며, 2027년까지 약 2000개의 일자리를 창출할 것으로 예상된다. 인텔은 또한 공급업체의 신규 직원 외에도 간접적으로 수천 개의 추가 일자리를 창출할 것으로 기대하고 있다. "폴란드 반도체 칩, 아직 배고프다" 전 세계의 거의 모든 새로운 칩 공장과 마찬가지로 브로츠와프에 공장을 입지하기로 한 결정은 국가 지원 약속과 관련이 있다. 로이터 통신에 따르면, 인텔 CEO 겔싱어는 "폴란드는 조금 더 배고프다"고 말했고, 따라서 폴란드 브로츠와프는 유럽 지역에서 인텔의 투자를 유치하기 위해 경쟁하는 다른 국가를 누르고 칩 생산공장을 유치했다. 인텔은 폴란드 정부의 지원 규모를 공개하지 않았지만, 그룹은 이번 폴란드 투자가 유럽 반도체 생산의 일관된 가치 사슬을 형성하는 데 기여할 것이라고 강조했다. 이로써 아일랜드 레이슬립의 기존 칩 생산 및 독일 마그데부르크에 계획된 공장과의 통합이 이루어질 것이라고 클리퍼스 PL은 전했다. 유럽 칩 시장 점유율 2배 증가 전망 유럽의 경우 인텔의 폴란드 진출은 반도체 칩 생산의 독립성을 높이기 위한 또 다른 단계일 수 있다. 유럽연합 이사회와 유럽의회는 올해 4월 유럽 반도체 칩법(European Chip Act)"을 채택했다. 칩 법의 주요 목표는 2030년까지 유럽 반도체 시장 점유율은 10%에서 최소 20%로 높이는 것이다. 그 이면에는 중국으로부터 기술적으로 더욱 독립하려는 유럽연합의 열망이 깔려 있다. 국제 칩 제조업체들이 유럽에 대규모 공장을 설립하기 위해 최근 수십억 달러의 보조금을 제공하는 승인을 내렸다. 이로 인해 최근 몇 달 동안 대만 반도체 기업 TMSC는 독일의 새로운 칩 메가 사이트에 100억 달러를 투자할 것이라고 발표했다. 인텔 또한 독일 마그데부르크 시에 2개의 반도체 시설을 건설하기 위해 약 302억 유로(330억 달러, 약 42조 9099억원)를 투자하겠다는 의향서에 서명했다. 아울러 14개 EU 국가는 칩 연구 및 인프라에 80억 유로(약 11조 3355억원) 이상을 공동 투자하기 위해 유럽공동이익 중요 프로젝트(IPCEI)에 참여했다. 인텔, 독일 보조금 분쟁 합의 클리퍼스 PL은 또 인텔은 유럽에서의 입지를 확대하기 위해 노력하고 있다면서 마그데부르크 공장 설립 예정에 대한 보조금을 둘러싼 분쟁 합의가 점점 가까워지고 있는 것으로 보인다고 전했다. 최근 인텔이 연방정부에 68억 유로(약 9조 6336억원)가 넘는 보조금을 승인해 줄 것을 요청한 뒤 인텔이 계획 중인 마그데부르크 공장 지원 금액을 두고 정부 내에서 논쟁이 벌어졌다. 독일 크리스티안 린드너(Christian Lindner) 연방하원의원은 처음에 이 제안을 거부했다. 그런데, 경제매체 한데스블랏(Handelsblatt)에 따르면 합의가 가까워지고 있다. 이 매체는 정부 부처를 인용해 마그데부르크 인텔 공장에 대한 지원이 이제 98억 유로(약 13조 8838억원)에 달할 것이며 곧 계약이 체결될 예정이라고 보도했다. 정부 대변인이 확인한 바와 같이, 인텔의 사장은 18일 올라프 숄츠 독일 총리를 만날 예정으로 알려졌다. LG엔솔, NCM 배터리 공급 한편, LG에너지솔루션은 지난 12월 8일 ICPT와 배터리 모듈 공급계약을 맺고 폴란드 브로츠와프 공장에서 내년부터 3년간 약 20만개의 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리 모듈을 공급하기로 했다고 밝혔다. 이는 대형 전기 상용차 약 3000여대를 생산할 수 있는 양이다. 계약 금액은 수천억원 규모로 추정된다. ICPT는 2005년에 설립된 배터리 팩 제조·판매업체로, 폴란드 내 '기가팩토리X' 팩·모듈 조립 공장을 운영하는 등 유럽 내 탄탄한 공급망을 구축하고 있다. ICPT는 LG에너지솔루션에서 공급받은 모듈을 팩으로 조립한 뒤 유럽 내 전기버스 점유율 1위 업체인 솔라리스 버스 앤 코치(Solaris Bus & Coach)에 납품할 예정이다. LG에너지솔루션과 ICPT는 폴란드 내에서 전기버스 생산을 위한 전 과정을 수행할 계획이다. LG에너지솔루션이 폴란드 브로츠와프 공장에서 생산된 NCM 배터리 모듈을 ICPT에 공급하며, ICPT가 이를 팩으로 조립하여 제공할 예정이다. LG에너지솔루션은 뛰어난 기술 역량과 표준화된 모듈 라인업을 보유하며, 이러한 요소들을 통해 고품질의 전기 상용차 시장을 공략하고 있다. 전기 상용차용 배터리는 상대적으로 긴 주행 거리를 요구한다. 눈이나 비와 같은 극한 환경에서도 운행이 가능해야 하며, 10배 이상의 에너지 전압을 견뎌야 한다. 이러한 이유로 전기차 배터리는 일반 승용차용 배터리보다 더 높은 기술적 요구 사항과 수준을 필요로 한다.
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인텔, 폴란드에 42억 유로 규모 반도체 칩 공장 설립 추진
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한화시스템, AI·빅데이터로 기뢰 탐지·제거 효율↑
- 한화시스템이 인공지능(AI)과 빅데이터 기술을 활용하여 기뢰 탐지체계 개발에 착수한다. 한화시스템은 15일 국방신속획득기술연구원과 약 280억원 규모의 '빅데이터를 이용한 AI 기반 자동 기뢰 탐지체계 신속 시범사업 협약'을 체결했다고 발표했다. 이번 협약에 따라 한화시스템은 2년간의 연구개발(R&D)과 2년간의 연구개발(R&D)과 약 6개월의 군 시범 운용을 거쳐 '함상 인식용 자동 기뢰 탐지체계'와 '육상 학습용 자동 기뢰 탐지체계'를 개발하여 해군에 공급할 예정이다. 바다 속에서 발견되는 기뢰는 복잡하고 다양한 해양 환경 때문에 육상 지뢰보다 탐지하기 어렵다. 이로 인해 함정과 상선에 큰 위협이 되고 있다. 한화시스템은 다양한 해저 환경과 기뢰에 관한 빅데이터를 최신 AI 딥러닝 기술을 통해 분석하여 신속하고 정확한 지뢰 탐지 및 대응 전략 체계를 개발할 예정이다. 이 체계는 해군에 제공되어 사용될 계획이다 장희선 국방신속획득기술연구원 신속시범사업부장은 "이번 사업을 통해 민간의 첨단기술이 해군에 빠르게 도입돼 무인수상정, 해양 드론, 수중 로봇 등 미래 해군의 핵심 전력 구축을 촉진할 수 있기를 기대한다"고 말했다. 박도현 한화시스템 지휘통제사업대표는 "해양 유·무인 복합 체계와 관련된 핵심 기술을 고도화하고, 가격 경쟁력을 갖추어 수출 시장 개척에도 주력하겠다"고 말했다. 한편, 기뢰(Mine)는 바닷속의 지뢰라고 할 수 있는 해상에서 사용되는 일종의 폭발물이다. 주로 해군 전쟁에서 사용되며, 선박이나 잠수함을 파괴하거나 적의 해상 활동을 제한하기 위해 설계됐다. 기뢰는 크게 두 가지로 나뉜다. 접촉 기뢰(Contact Mines)와 영향 기뢰(Influence Mines)다. 접촉 기뢰는 물속에 떠다니며, 선박이나 잠수함이 직접 접촉하면 폭발한다. 접촉 기뢰는 일반적으로 해안 근처나 적국의 항구 입구에 배치되어 적 선박의 접근을 방해하는 데 사용된다. 영향 기뢰는 접촉이 아닌, 선박이나 잠수함이 발생시키는 영향(예: 자기장, 음파, 수압 변화)을 감지하여 폭발한다. 영향 기뢰는 더 정교하며, 특정 종류의 선박이나 잠수함에 대응하여 폭발하도록 프로그래밍될 수 있다. 기뢰는 전쟁 중뿐만 아니라 전쟁 후에도 큰 위험을 가지고 있다. 전쟁이 끝난 후에도 해저에 남아 있는 기뢰는 해상 교통과 어업 활동에 심각한 위험을 초래할 수 있으며, 때로는 인명 피해를 유발하기도 한다. 따라서 전쟁이 끝난 후에는 해군과 전문 기관이 기뢰 제거 작업을 수행하여 해양 안전을 확보해야 한다.
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- 산업
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한화시스템, AI·빅데이터로 기뢰 탐지·제거 효율↑
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메타 'X 대항마' 스레드 출시 5개월만에 유럽 진출
- 페이스북 모회사 메타플랫폼스는 14일(현지시간) 새로운 소셜미디어(SNS) '스레드(Threads)'를 유럽에서도 출시한다고 밝혔다. 메타 최고경영자(CEO) 마크 저커버그는 이날 플랫폼에 올린 게시글에서 스레드의 유럽 출시를 발표하고 "우리는 유럽의 많은 나라에서 스레드를 이용할 수 있도록 하고 있다"고 말했다. 옛 트위터 엑스(X)처럼 텍스트 기반인 스레드의 유럽 진출은 지난 7월 출시 이후 5개월 만이다. 메타는 당시 각종 규제 등으로 유럽연합(EU)지역에서는 스레드를 내놓지 않았다. 규정 준수를 위해 메타는 EU 지역의 스레드 이용자들에게는 게시물만 읽을 수 있는 선택권 등 여러 옵션을 제공했다. 일론 머스크 테슬라 CEO가 소유한 엑스(X) 대항마로 출시된 스레드의 유럽 출시는 X가 광고 수입에 어려움을 겪고 있는 가운데 나왔다. 머스크는 최근 X에 반유대주의 음모론을 담은 주장에 지지하는 글을 올렸다가 논란에 휘말렸다. 이에 IBM과 애플, 디즈니 등이 광고 중단을 선언했다. X의 올해 연간 광고 수입은 약 25억달러(약 3조2975억원)로 작년의 절반 수준에 그칠 것으로 예상되고 있다. 특히 메타는 유럽에서 스레드가 다른 SNS와 연결되는 '페디버스'(fediverse)를 테스트할 예정이라고 밝혔다. '페디버스'는 연방(federal)과 우주(universe)의 합성어로, 모든 SNS가 하나의 네트워크처럼 연결돼 상호 작용할 수 있는 시스템이다. 이메일처럼 서로 다른 SNS간 게시물을 주고받을 수 있으며, 각각의 SNS는 액티비티펍(ActivityPub)이라는 프로토콜로 상호 연결된다. 저커버그는 "스레드를 상호 운용 가능하게 만드는 것은 이용자들이 상호 작용하는 방식에 더 많은 선택권을 줄 것이며 콘텐츠를 더 많은 이들이 볼 수 있게 될 것"이라며 "나는 이것에 대해 매우 낙관적이다"라고 말했다. 스레드는 출시 5일 만에 가입자가 1억명을 넘었다. 그러나 현재 월간 활성 이용자는 1억명도 채 되지 않아 5억명을 웃도는 X에 크게 미치지 못한다. 저커버그는 지난 10월 스레드 이용자가 "향후 수년 내에 10억명에 이를 것"이라고 자신했다. 메타는 올 여름 출시 이후 웹 기반 앱, 팔로우 피드 및 검색 기능을 포함하여 플랫폼을 사용자에게 더욱 매력적으로 만드는 것을 목표로 스레드에 대한 새로운 기능을 추가했다.
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메타 'X 대항마' 스레드 출시 5개월만에 유럽 진출
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[퓨처 Eyes(15)] 20m 미만 소형 입자 가속기, 의료·반도체 혁신 예고
- 미국 텍사스대학교(UT) 오스틴 캠퍼스 연구원들이 전자 에너지가 높고 공간도 적게 차지하는 소형 입자 가속기를 개발했다. '입자 가속기'는 우주를 구성하는 기본 입자들의 속성과 상호작용을 연구하는 데 필수적인 장치다. 현대 물리학의 중심에 서 있는 이 기술은 반도체 응용 분야, 의료 영상 및 치료, 재료, 에너지 및 의학 연구에 큰 잠재력을 가지고 있다는 평가다. 특히 기존 가속기는 수 킬로미터에 달하는 넓은 공간을 차지해 가격이 비싸고 소수의 국립연구소와 대학에서만 사용할 수 있었다. 미국 과학 기술 매체 사이테크데일리에 따르면, UT 연구팀이 개발한 소형 입자 가속기는 길이 20m 미만으로, 기존 가속기보다 훨씬 콤팩트하다. 또한, 100억 전자볼트(10 GeV)의 에너지를 가진 전자빔을 생성할 수 있어, 기존 가속기와 동일한 수준의 성능을 갖는다. 현재 미국 내에서 이와 같은 높은 전자 에너지 수준에 도달할 수 있는 가속기는 단 두 대에 불과하며, 둘 다 길이가 약 3km에 달한다. 이 연구의 공동 저자인 비요른 마누엘 헤겔리히(Bjorn "Manuel" Hegelich) UT 물리학 부교수는 "우리는 이제 이러한 에너지 수준에 매우 가까운 거리, 약 10cm 내에서 전자 빔에 도달할 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 입자 가속기 기술의 발전에 중요한 진전을 의미하며, 향후 다양한 과학적, 의료적 응용에 사용될 수 있다. 헤겔리히 교수는 저널 '극한에서의 물질과 방사선(Matter and Radiation at Extremes)'에서 "우리의 가속기는 우주 장치의 방사선 내성 테스트, 새로운 반도체 칩의 3D 내부 구조 이미지화, 심지어 혁신적인 암 치료법과 고급 의료 영상 기술 개발에 활용될 수 있다"고 말했다. 또한, 이 가속기는 X선 자유 전자 레이저 구동에도 사용될 수 있다. 이 레이저는 원자나 분자 수준에서 일어나는 프로세스를 슬로우 모션으로 촬영하는 데 이용 가능하다. 가속기 기술의 혁신 '소형 입자 가속기' 입자 가속기는 원자와 같은 작은 입자들을 매우 높은 속도로 가속시켜, 이들을 서로 충돌시키거나 특정 표적에 충돌시킴으로써 그 속성을 탐구한다. 이러한 과정을 통해 과학자들은 입자들과 이를 구성하는 힘에 대해 깊이 있게 연구할 수 있다. 입자 가속기는 주로 하전 입자의 속도를 증가시키는 데 사용된다. 양성자, 원자핵, 전자와 같은 양전하나 음전하를 지닌 입자들이 이에 해당한다. 이 입자들은 때때로 빛의 속도에 근접한 속도로 가속된다. 입자가 표적 물질이나 다른 입자와 충돌할 때, 다양한 현상이 발생한다. 충돌로 인해 에너지가 방출되고, 핵 반응이 일어나며, 입자가 산란되고 새로운 입자가 생성된다. 예를 들어, 중성자와 같은 다른 입자들이 이러한 충돌에서 생겨날 수 있다. 이 과정을 통해 과학자들은 원자, 원자핵, 핵자를 결합하는 힘과 '하이그스 보손(Higgs boson)'과 같은 특별한 입자들의 성질을 연구할 수 있다. 하이그스 보손, 우주 기본 입자의 질량 부여하는 '신의 입자' '하이그스 보손'은 기본 입자 물리학의 중요한 개념 중 하나로, 입자들이 질량을 갖게 되는 메커니즘을 설명하는 데 핵심적인 역할을 한다. 이 입자는 1964년 물리학자 피터 하이그스와 다른 몇몇 이론 물리학자들에 의해 처음으로 제안됐다. 2012년 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 처음 발견됐다. 하이그스 보손은 매우 무거운 입자로, 질량은 약 125GeV이다. 이는 약 125억 전자볼트와 같다. 하이그스 보손은 또한 매우 불안정한 입자로, 평균 수명은 약 1.56x10¯²²초로 추정된다. 이는 하이그스 보손이 생성된 직후 거의 즉시 다른 입자들로 붕괴한다는 것을 의미한다. 하이그스 보손의 발견은 물리학 연구에 새로운 동력을 불어넣었다. 이로 인해 피터 하이그스와 프랑수아 앵글레르는 2013년 노벨 물리학상을 수상했다. 이 발견은 우주의 근본적인 성질에 대한 이해를 크게 향상시켰으며, 여전히 많은 연구가 진행 중이다. 입자 가속기 활용 분야 입자 가속기는 우주의 기원과 구조, 물질의 기본 구성 요소, 자연법칙 등을 연구하는 데 사용된다. 입자 가속기를 이용하여 새로운 입자를 발견하거나, 기존 입자의 성질을 연구할 수 있다. 또한 입자 가속기는 생물학, 의학, 재료과학, 나노기술 등 다양한 분야의 응용과학 연구에 활용된다. 입자 가속기를 이용하여 새로운 약물이나 치료법을 개발하거나, 새로운 재료나 소재를 개발할 수 있다. 예를 들어, 암 치료를 위한 정밀 방사선 요법이나 새로운 재료의 연구에 활용될 수 있다. 종양을 제거하거나 염증을 치료하는 방사선 치료를 수행할 수 있다. 입자 가속기를 사용하여 의료용 동위원소를 생산할 수도 있다. 의료용 동위원소는 암 진단, 치료, 방사선 치료 등 다양한 의학 분야에서 사용된다. 입자 가속기는 반도체 제조, 금속 재료 연구, 환경 오염 측정 등 산업 분야에도 다양한 용도로 활용되고 있다. 입자 가속기를 이용하여 반도체의 미세 회로를 제조할 수 있다. 또 식품이나 의약품을 살균하거나, 디스플레이 등을 제조할 수 있다. 아울러 새로운 물리학 이론을 탐구할 수 있다. 표준 모델 이외의 이론, 예를 들어 초대칭성, 여분의 차원, 양자 중력 이론 등을 실험적으로 탐구하는 것이 다음 세대 가속기의 중요한 목표 중 하나가 될 것이다. 또한 대규모 입자 가속기 프로젝트는 국제적 협력을 필요로 한다. 이러한 협력은 물리학뿐만 아니라 정치적, 경제적, 교육적 측면에서도 광범위한 영향을 미칠 것으로 보인다. 웨이크필드 레이저 가속기 웨이크필드 레이저 가속기는 1979년에 처음으로 개념이 제시된 이후 괄목할 만한 발전을 거듭해왔다. 이 기술은 강력한 레이저를 헬륨 가스에 충돌시켜 플라즈마 상태로 가열하고, 이 과정에서 고에너지 전자 빔이 가스의 전자를 밀어내며 파동을 생성한다. 지난 수십 년간 여러 연구 그룹이 이 기술을 발전시켜 더욱 강력한 버전을 개발했다. 헤겔리히 교수와 그의 연구팀은 나노기술을 이용해 주요 발전을 이루었다. 부가적인 레이저가 가스 셀 내의 금속판과 충돌하면, 금속 나노입자들이 흘러나와 파동에서 전자로 에너지 전달을 증가시키는 역할을 한다. 이 과정은 보트가 호수를 가로질러 나아가며 남기는 항적과 유사하며, 전자는 서퍼가 파도를 타는 것처럼 이 플라즈마 파동을 타고 이동한다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 웨이크필드 레이저 가속기 기술의 효율성과 성능을 높이는 데 크게 기여하고 있다. 앞으로도 이 분야의 연구와 개발에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 헤겔리히 교수는 웨이크필드 가속기의 원리를 비유를 통해 설명했다. 그는 "웨이크 서핑을 하려면 큰 파도에 들어가기 어렵기 때문에 서퍼들은 제트 스키에 끌려들어간다"고 비유했다. 이어서 "우리 가속기에서는 제트 스키와 유사한 역할을 하는 것이 적절한 시간과 위치에서 전자를 방출하는 나노입자이다. 이를 통해 파도 위에 더 많은 전자를 끌어들여 가속하는 것이 우리의 '비밀 소스'"라고 부연했다. 이 실험을 위해 연구팀은 세계에서 가장 강력한 펄스 레이저 중 하나인 '텍사스 페타와트 레이저(Texas Petawatt Laser)'를 사용했다. 이 레이저는 UT에 설치되어 있으며, 매시간 한 번씩 초강력 빛 펄스를 발사한다. 단일 페타와트 레이저 펄스의 전력은 미국 전력의 약 1000배에 달하지만, 지속 시간은 150펨토초에 불과하다. 이는 번개 방전의 10억분의 1도 안 되는 짧은 시간이다. 웨이크필드 레이저 가속기는 강력한 레이저를 헬륨 가스에 충돌시켜 플라즈마 상태로 가열하고, 이 과정에서 고에너지 전자 빔이 가스의 전자를 밀어내며 파동을 생성한다. 전자는 이 플라즈마 파동을 타고 이동하면서 에너지를 얻게 된다. 헤겔리히 교수와 그의 연구팀은 나노기술을 이용해 주요 발전을 이루었다. 부가적인 레이저가 가스 셀 내의 금속판과 충돌하면, 금속 나노입자들이 흘러나와 파동에서 전자로 에너지 전달을 증가시키는 역할을 한다. 소형 입자 가속기 연구의 의미와 전망 UT 연구팀의 이번 연구는 소형 입자 가속기 기술의 발전에 중요한 진전을 이루었다는 점에서 의미가 있다. 소형 입자 가속기는 기존 가속기의 단점인 비용과 공간 제약을 극복할 수 있어 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높다. 연구팀은 향후 현재 개발중인 소형 입자 가속기를 테이블 위에 올려 놓고 초당 수천 번 반복적으로 발사할 수 있는 레이저로 시스템을 구동하여 기존 가속기보다 훨씬 더 콤팩트하고 훨씬 더 넓은 환경에서 사용할 수 있는 가속기를 만드는 것을 목표로 하고 있다. 한편 현재 세계 각국은 입자 가속기의 성능을 향상시키기 위한 연구에 박차를 가하고 있다. 유럽입자물리연구소(CERN)는 현재 운영 중인 대형 강입자 충돌기(LHC)의 성능을 개선하기 위한 작업을 진행하고 있다. 또한, 미국, 중국, 일본 등에서도 새로운 입자 가속기의 건설을 추진하고 있다. 이러한 노력을 통해 입자 가속기는 우주와 물질의 기본 법칙을 이해하고 새로운 기술을 개발하는 데 더욱 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(15)] 20m 미만 소형 입자 가속기, 의료·반도체 혁신 예고
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원자력연, 한국형 소형 원전 해외진출 본격화
- 한국원자력연구원이 독자 개발해 세계 최초로 표준설계인가를 획득한 소형모듈원자로(SMR)인 SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor)를 상용화하기 위해 민간기업 현대 엔지니어링과 협업한다. 원자력연구원은 한국형 소형원전 SMART 수출을 본격화하기 위해 현대엔지니어링과 업무협약을 체결했다고 11일 밝혔다. 원자력연구원은 원자로 설계 및 현지 인허가 업무를, 현대엔지니어링은 SMART 실증 및 상용화를 위한 사업 개발을 담당할 예정이다. 원자력연은 지난 4월 캐나다 앨버타주와 탄소 감축을 위한 SMART 활용 업무협약을 체결했다. 이후 9월에는 캐나다원자력공사(AECL)와 협력 양해각서(MOU)를 체결하며, 앨버타주와 온타리오주에서 SMART 실증과 상용화 노력을 해왔다. 원자력연과 현대엔지니어링은 SMART 실증·건설사업이 속도를 낼 수 있도록 캐나다 현지 사업 기반을 강화할 계획이다. 두 기관은 지난 9월 캐나다원자력연구소(CNL)의 다양한 SMR 기술을 실증하는 'SMR 실증 프로그램'에 신청서를 공동 제출했다. 내년에는 캐나다 파트너사 확보 및 현지 사업체계 등을 구축할 계획이다. 소형 일체형 원자로인 SMART는 발전 용량이 기존 대형 원전의 10분의 1 규모이다. 용기 하나에 원자로, 증기발생기, 가압기, 냉각재 펌프가 모두 포함돼 있어 SMR 중 가장 빨리 실증 배치가 가능한 것으로 평가되고 있다. 주한규 한국원자력연구원장은 최근 현대엔지니어링과의 업무협약과 관련하여, 이 협약이 한국 고유의 소형모듈원자로(SMR)인 SMART 기술을 활용하여 국내 기업이 주도적으로 사업을 개발하는 시작점이 될 것이라고 말했다. 한편, '소형 원자로(SMR)'는 전통적인 대형 원자로와 달리 작은 크기로 경제성과 유연성, 안전성, 확장성 등의 장점을 갖고 있다. 최근 급격한 기후 변화의 위협으로, 탄소배출을 최소화하는 에너지원에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 소형 원자로는 이러한 배경 속에서 미래의 주요 전력 공급 수단으로 주목받고 있다. SMR은 원자력 연료의 재사용 기술로 연료 수명을 연장하며, 방사성 폐기물의 양도 줄인다. 초기 투자 비용이 적기 때문에, 소규모 전력 시장과 개발 도상국도 원자력 발전을 채택하기 쉽다. 또한 SMR의 크기와 디자인은 유연성을 높여주며, 원격 지역, 도시 인근, 심지어 산업 시설 안에도 설치가 가능하다. 대부분의 부품은 공장에서 미리 제작되므로 현장에서의 설치도 빠르고 효율적이다. 필요에 따라 여러 개의 SMR을 한 지역에 설치해 발전 용량을 조절할 수 있어, 수요 변동에 유연하게 대응한다. 이러한 특징들로 인해 투자자들에게 상업적으로 매력적이며, 전통적인 대형 원자로보다 빠른 수익 회수가 가능하다.
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- 산업
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원자력연, 한국형 소형 원전 해외진출 본격화
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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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중국 북경대, 당뇨병 치료 새로운 길 열었다
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혼다, 엔진 결함으로 미국서 25만대 리콜⋯올해 총 300만대 이상 리콜
- 혼다는 미국 도로교통안전국에 제출한 공식 공지에서, 아큐라와 혼다 차량의 일부 모델의 엔진 커넥팅 로드 베어링에 결함이 발견되어 "주행 중에 엔진이 부적절하게 작동하거나 정지하여 화재, 충돌 또는 부상의 위험을 증가시킬 수 있다"고 밝혔다. 리콜 대상에는 2015년부터 2020년까지 제조된 특정 아큐라 TLX(Acura TLX)와 2016년부터 2020년까지 제조된 아큐라 MDX SUV가 포함된다. 또한, 2018년과 2019년형 혼다 오딧세이(odyssey) 미니밴, 2016년과 2018년, 2019년형 파일럿(Pilot), 2017년부터 2019년까지 제조된 리지라인(Ridgeline) 픽업트럭도 잠재적으로 영향을 받을 수 있다. 혼다는 해당 차량 소유자들에게 2024년 1월 2일부 서면 통지를 보내고, 혼다 딜러에서 엔진을 무료로 검사하고 수리 또는 교체할 것이라고 밝혔다. 한편,
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혼다, 엔진 결함으로 미국서 25만대 리콜⋯올해 총 300만대 이상 리콜
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일본, 세계 최대 핵융합로 'JT-60SA' 첫 플라즈마 발생 성공
- 일본이 최근 핵융합 연구의 새로운 이정표를 세웠다. 초전도 자석을 활용해 도넛 모양의 챔버 내에 고온의 플라즈마를 안정적으로 유지하는 새로운 핵융합로 'JT-60SA'가 성공적으로 가동 됐다. 일본의 새 핵융합로 'JT-60SA'는 세계 최대 규모의 융합로로, 프랑스에서 진행중인 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트의 연구를 지원하는 것을 목적으로 한다. 에너지 전문매체 인터레스팅 엔지니어링에 따르면 15년이 넘는 건설 기간과 테스트를 거친 JT-60SA가 지난 2023년 10월 26일, 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 플라즈마는 기체가 초고온 상태로 가열되어 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 상태를 말한다. JT-60SA는 일본의 국립 양자과학기술연구소(QST)가 개발한 핵융합로로, 섭씨 2억도까지 가열된 플라즈마를 약 100초 동안 유지할 수 있었다. 이는 이전의 핵융합로에 비해 상당한 개선으로, 핵융합 반응을 일으키기 위한 충분한 온도와 지속 시간을 달성할 수 있는 가능성을 보여준다. 에너지 핵융합 프로젝트 매니저 샘 데이비스는 "이 기계가 기본적인 기능을 성공적으로 수행했다는 것을 전 세계에 증명한 것"이라고 평가했다. 이 프로젝트는 유럽연합(EU) 기관과 일본 국립 양자과학기술연구소(QST) 간의 협력을 바탕으로 진행되었으며, JT-60SA 및 관련 프로그램을 통해 양 기관은 지속적인 연구 협력을 이어갈 예정이다. 핵융합 작동 방식 핵융합은 태양이 에너지를 만드는 원리와 유사한 방식으로 에너지를 생성한다. 이 과정에서 두 개의 수소 원자핵이 융합해 헬륨 원자핵을 형성하며, 이때 질량의 일부가 에너지로 전환된다. 이 방법은 화석 연료와 같은 전통적인 에너지원에 비해 훨씬 더 청정하고 지속 가능한 대안으로 여겨진다. 핵융합 반응에서는 두 원자핵이 결합하여 더 큰 원자핵을 만들며, 이 과정에서 발생하는 질량 손실이 상당한 에너지를 방출한다. 태양의 중심에서는 핵융합을 통해 수소 원자핵이 헬륨 원자핵으로 변환되며, 이때 방출되는 에너지가 태양의 빛과 열의 원천이 된다. 지구에서도 핵융합을 통해 에너지를 생산할 수 있다. 핵융합로에서는 수소와 중수소를 주입해 융합 반응을 일으키고, 이 과정에서 방출되는 에너지를 전기로 변환해 사용한다. 이를 통해 얻어진 에너지는 청정하고 지속 가능한 에너지원으로, 환경에 미치는 영향이 적은 특징을 가지고 있다. 희귀 동위원소 중수소 사용 연기 JT-60SA는 토카막(Tokamak)이라는 형태의 핵융합로다. 토카막은 핵융합 연구에서 일반적으로 사용되는 디자인으로 도넛 모양의 초전도 자석을 사용하여 플라즈마를 가두는 방식이다. JT-60SA의 첫 번째 플라즈마 실험에서는 희귀 동위원소인 중수소 대신 수소를 사용했다. 중수소는 핵융합 반응을 일으키는 데 더 효율적이지만, 희귀하고 비용이 많이 들기 때문에 충분한 양을 확보하기가 어렵다. QST는 2024년 말부터 중수소를 사용한 플라즈마 실험을 시작할 계획이다. 중수소 사용 실험을 통해 핵융합 반응의 효율성을 높이고, 핵융합로의 안정성을 평가할 예정이다. 중수소 사용의 기대 효과 중수소 사용 실험에서 예상되는 주요 효과는 다음과 같다. 첫째, 중수소는 일반 수소에 비해 핵융합 반응을 더 효율적으로 일으키기 때문에, 중수소를 사용할 경우 핵융합로에서 생성되는 에너지의 양이 증가할 수 있다. 이는 핵융합 반응의 전반적인 효율성을 향상시킬 것이다. 둘째, 중수소는 안정적인 핵 구조를 가지고 있어 핵융합로의 안정성 평가에 기여할 수 있다. 셋째, 중수소를 사용하면 일반 수소에 비해 적은 양으로도 핵융합 반응을 유도할 수 있으므로, 핵융합로의 크기와 운영 비용을 줄일 수 있다. /이러한 특성 덕분에 중수소 사용은 핵융합 기술 발전에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대된다./킬 일본 QST의 향후 계획 QST는 2024년 말부터 중수소를 사용한 플라즈마 실험을 시작할 계획으로 중수소 사용 실험을 통해 핵융합 반응의 효율성을 높이고, 핵융합로의 안정성을 평가할 예정이다. 일본의 국립 양자과학기술연구소(QST)는 2024년 말부터 중수소를 활용한 플라즈마 실험을 시작할 계획이다. 이 실험을 통해 QST는 핵융합 반응의 효율성을 향상시키고 핵융합로의 안정성을 평가하려고 한다. 더 나아가, QST는 중수소 사용 실험을 통해 2030년까지 핵융합로에서 전력 생산에 필요한 핵심 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 연구와 개발 작업은 핵융합 에너지의 상용화를 향한 중요한 단계로, 장기적으로는 지속 가능하고 청정한 에너지원의 확보에 기여할 것으로 기대된다. 일본은 2050년까지 핵융합 에너지 상용화를 목표로 하고 있다. JT-60SA의 성공적인 가동은 이러한 목표 달성에 중요한 기여를 할 것으로 보인다. JT-60SA 성공의 의의 JT-60SA의 성공은 핵융합 에너지의 실현에 한 걸음 더 가까워졌다는 것을 의미한다. JT-60SA는 프랑스에서 건설중인 국제핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) 프로젝트를 지원하기 위해 개발됐다. ITER는 핵융합 에너지의 상용화를 목표로 하는 국제 협력 프로젝트다. 주요 참여 국가로는 유럽연합, 미국, 러시아, 중국, 일본, 대한민국, 인도 등이 있으며, 이들 국가들이 자원, 기술, 재정을 공동으로 제공한다. JT-60SA의 데이터는 ITER의 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. ITER의 성공적인 가동은 지구에서 핵융합 에너지를 실용적인 에너지원으로 만드는 데 기여할 것으로 전망된다.
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일본, 세계 최대 핵융합로 'JT-60SA' 첫 플라즈마 발생 성공
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중국, 시멘트 공장 창고 재활용시설 떠 있는 '방주' 공개
- 사용하지 못하는 의미 있는 공장을 개조해 지역 명물인 카페나 식당을 만들거나, 자동차를 고치는 정비소로 활용하는 등 다양한 시도가 이어지고 있다. 물론 한국의 경우에만 국한되는 것은 아니다. 최근 중국에서도 역사적 가치가 있는 공장을 재활용하는 설계 도안이 공개됐다. 미국 매체 뉴아틀라스(newatlas)에 따르면, 중국 매드아키텍스(MAD Architects)는 지금은 사용하지 않은 상하이의 거대한 시멘트 공장 창고 위에 방주를 연상시키는 복합 용도의 건물을 디자인해 눈길을 끌고 있다. 방주 이미지를 구현할 이 시멘트 공장은 중국 상하이에 위치한 장장 시멘트 공장(Shanghai Zhangjiang Cement Factory)으로, 한때 중국 도시에서 가장 큰 시멘트 공장 중 하나로 꼽혔다. 이번 개조 공사는 대규모 창고에 중점을 뒀다. 1971년에 건설된 이 건물은 선박 가공을 위해 시멘트 공장에 원자재를 보내는 첫 번째 정류장 역할을 해왔다. 2013년에 운영을 중단하기까지 약 50년간 상하이의 도시 건설과 발전을 목격했다. 최근, 중국의 건축가들은 역사적인 산업 상징물인 시멘트 사일로, 가마 테일 타워, 1만미터 사일로 등을 포함하는 공장을 보존하기 위한 공원 클러스터 설계를 의뢰받았다. 이러한 역사적 가치가 있는 산업 건물들을 재개발하고 재사용함으로써, 문화와 스포츠, 창의적 상업 지원 시설 등을 갖춘 복합 캠퍼스로 변모시키는 계획이다. 매드가 수행할 개조 공사는 창고 벽의 산업적 미학을 존중하면서도, 지붕은 '아크(ark, 방주)'라는 이름의 새롭고 다양한 기능을 갖춘 복합 건물로 대체될 예정이다. 공동 작업 공간, 연구실, 다목적 홀, 카페, 대형 건물 등이 포함될 예정이며, 공개적으로 접근 가능한 옥상 공원이 설계되었다. 내부는 대형 금속 계단을 통해 접근 가능하며(엘리베이터 설치도 고려 중), 지상 층에는 조경과 판매 공간이 조성될 예정이다. 또한 기존 창고의 서쪽 벽은 유리벽으로 교체해 햇빛이 들어오는 밝은 공간으로 꾸민다. 건축적으로 복잡한 이 구조는 새로운 기둥, 바닥 트러스, 스패닝 트러스, 대형 스패닝 빔을 추가함으로써 방주가 떠 있는 것 같은 부유 효과를 구현한다. 오래된 벽은 스터드, 강철 와이어 메쉬, 강철 프레임을 사용하여 보강할 계획이다. 건물 내부에서 강변의 경치를 즐길 수 있도록, 오래된 공장 건물의 1층은 강변을 따라 개방되어 수변 광장과 통합될 예정이다. 건물 중앙에는 복도가 설치되어 공원 내의 광장과 강둑을 연결하며, 새로 설계된 다리는 강 양안을 연결해 지역민들이 이 새로운 공공 공간을 더욱 편리하게 이용할 수 있도록 할 것이다. 옥상은 추가적인 도시 공공 공간으로 구상됐다. 사람들은 이 공간에 자유롭게 접근할 수 있으며 멀리 천양강의 경치를 즐길 수 있다. 방주의 처마는 완만하게 기울어져, 건물 높이가 추안강 유역에 미칠 수 있는 압박감을 최소화하는 동시에 옥상 테라스에서 바라보는 전망을 최적화한다. 매드에 따르면, 이 프로젝트는 오래된 구조와 새로운 구조를 결합하여 시간과 물리적 차원에서의 3차원적 계층 구조를 구현함으로써 쇠퇴한 산업 현장에 새로운 활력을 불어넣을 것으로 기대한다. 매드의 공동창업자 마 옌쑹(Ma Yansong)은 "산업 유산은 그 안에 담긴 역사적 가치 때문뿐만 아니라 미래에 역사 의식을 주는 중요한 요소로 보존되고 활용되어야 한다"며 "이에 우리는 산업 미학을 단순히 찬양하고 통합하는 것이 아니라 현재와 미래의 정신에 초점을 맞출 필요가 있다"고 강조했다. 현재 방주 프로젝트는 진행 중이며 오는 2026년 완공될 예정이다.
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중국, 시멘트 공장 창고 재활용시설 떠 있는 '방주' 공개
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삼성SDI‧한국산업기술평가관리원, 리튬이온배터리용 내화성 젤 공개
- 삼성SDI와 한국산업평가관리원 과학자들이 화재 위험이 낮은 리튬이온배터리용 내화성 젤을 개발했다. 호주 매체 미라지뉴스는 17일(현지시간) 한국의 유니스트(UNIST) 에너지·화학공학부의 송현곤 교수, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 정서현 박사, 한국에너지기술연구원 울산에너지기술연구센터의 김태희 박사가 이끄는 공동 연구팀이 배터리 기술의 획기적인 이정표를 세웠다며 불연성 젤 고분자 전해질(GPE)을 개발해 리튬이온 배터리(LIB)의 열 폭주와 화재 사고 위험을 완화해 안전성을 획기적으로 개선했다고 보도했다. 리튬이온 배터리의 잠재적인 가연성은 특히 지하 주차장에 있는 전기 자동차(EV)에서 심각한 화재 우려가 제기됐다. 연구팀은 이 문제를 해결할 새로운 방법을 찾았다. 그들은 불연성 고분자 반고체 전해질을 성공적으로 개발해 배터리 화재를 효과적으로 줄일 수 있는 방안을 제시했다. 기존에는 불연성 전해질을 만들기 위해 난연성 첨가제나 끓는점이 매우 높은 용매를 주로 사용해 왔다. 그러나 이러한 방법은 종종 이온 전도도가 크게 감소해 전해질의 전반적인 성능을 저하시켰다. 연구팀은 전해질에 미량의 폴리머를 도입하여 반고체 전해질을 만들었다. 이 새로운 접근법은 기존 액체 전해질에 비해 리튬 이온 전도도를 33%까지 획기적으로 높였다. 또한 이 불연성 반고체 전해질을 적용한 파우치형 배터리는 고체-전해질 간상(SEI) 층을 형성하고 작동하는 동안 불필요한 전해질 반응을 효과적으로 방지해 수명 특성이 110% 향상됐다. 이 혁신적인 전해질의 주요 장점은 탁월한 성능과 불연성이다. 고분자 반고체 전해질은 배터리 화재 발생을 줄이기 위해 연소 중 연료 화합물과의 라디칼 연쇄 반응(Radical Chain Reaction)을 억제한다. 연구팀은 이러한 라디칼 반응의 안정화와 억제 능력을 정량적으로 분석하여, 개발된 고분자가 얼마나 우수한지를 입증했다. 정지홍 교수(UNIST 에너지·화학공학부)는 "배터리 내부의 고분자 물질과 휘발성 용매의 상호작용을 통해 라디칼 연쇄 반응을 효과적으로 억제할 수 있다"고 강조했다. 정 교수는 "전기화학적 정량화를 통해 불연성 전해질의 메커니즘을 이해하는 데 크게 기여할 것"이라고 말했다. 공동 제1저자인 김미금 UNIST 에너지·화학공학부 석사과정과 한국화학연구원의 연구팀은 다양한 실험을 통해 배터리 자체의 뛰어난 안전성을 추가로 확인했다. 그들은 그림 2와 같이 불연성 반고체 전해질을 파우치형 배터리에 적용, 실제 배터리 응용 분야에서 전해질의 불연성을 평가했고, 이를 통해 배터리의 종합적인 안전성을 검증했다. 송현곤 교수는 "UNIST의 전기화학, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 고분자 합성, 한국에너지기술연구원 울산첨단에너지기술연구센터의 배터리 안전성 시험 등 연구팀의 다학제적 구성이 이번 성과에 큰 힘이 됐다"고 말했다. 이어 "기존 배터리 조립 공정에 바로 적용할 수 있는 불연성 반고체 전해질을 사용함으로써 향후 보다 안전한 배터리 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구는 국내 5건, 해외 2건의 특허를 출원해 그 의의를 더하고 있다. 또한 국제 학술지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'의 표지 논문으로 선정되어 2023년 10월 13일 온라인에 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단(NRF), 과학기술정보통신부(과기정통부), 한국산업기술평가관리원(KEIT), 한국화학연구원(KRICT), 삼성SDI(주)의 지원으로 수행됐다.
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삼성SDI‧한국산업기술평가관리원, 리튬이온배터리용 내화성 젤 공개
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이스라엘-하마스 전쟁, 반도체 산업에 '빨간불'
- 이스라엘과 하마스 사이의 갈등이 격화되면서 이스라엘의 반도체 산업에 타격이 우려되고 있다. 이스라엘은 세계적인 반도체 산업의 허브로, 글로벌 IT 기업들이 연구개발(R&D) 센터가 자리잡고 있어 세계 반도체 산업에 중요한 위치를 차지하고 있다. 인도 매체 타임스오브인디아에 따르면 인텔, IBM, 애플, 마이크로소프트, 구글, 페이스북 등 세계적인 기업들은 이스라엘에 연구개발(R&D) 시설을 두고 고도의 기술 개발을 진행 중이다. 그러나 최근 가자지구와의 군사 충돌로 인해 이스라엘 내 반도체 산업이 큰 타격을 입을 가능성이 제기되고 있다. 특히, 군사 충돌로 인해 반도체 기업의 직원들이 예비군으로 소집될 가능성이 크고, 연구소와 공장이 공격을 받을 위험에 처해 있어, 이스라엘 내 반도체 산업 전반에 위기가 초래될 수 있다고 전문가들은 지적하고 있다. 예비군 소집과 공장·연구소 공격 우려 크레셋 웰스 어드바이저(Cresset Wealth Advisors)의 최고 투자 책임자이자 창립 파트너인 잭 에블린(Jack Ablin)은 "이스라엘의 반도체 산업이 현재 큰 혼란에 휩싸여 있다"며 "전쟁이 계속될 경우, 많은 직원들이 예비군으로 소집될 가능성이 있다"고 밝혔다. 이스라엘 정부 역시 약 30만명의 예비군을 소집할 계획이라고 발표했다. 반면, 온라인 검열 기술 개발 기업 액티브펜스(ActiveFence)의 노암 슈워츠(Noam Schwarth) 창립자 겸 최고 경영자(CEO)는 회사 직원들 중 일부가 군 복무를 위해 이스라엘로 돌아가더라도, 전 세계적으로 충분한 인력을 확보하고 있어 고객에게 서비스 제공에는 문제가 없을 것이라는 의견이다. 미국 주식시장 타격 이스라엘에서 대규모 사업을 하는 종목을 포함하고 있는 미국 회사들의 주식이 크게 하락을 했다. 인텔 대변인은 "현재 이스라엘 상황을 철저히 모니터링하며, 모든 직원의 안전을 최우선으로 생각하고 관련 조치를 취하고 있다"고 전했다. 그러나 현재 이스라엘 내 상황이 반도체 생산에 어떠한 영향을 미치고 있는지에 대해서는 구체적으로 언급하지 않았다. 인텔은 이스라엘에서 공장 1개와 연구개발 센터 4개를 운영하고 있으며, 이스라엘 내에서만 약 1만2800명의 직원을 고용하고 있다. 이는 이스라엘 내에서 가장 많은 직원을 보유한 민간 기업 중 하나다. 이 외에도 인텔은 이스라엘에서의 지속적인 투자를 통해 사업을 확장해 나가고 있다. 베냐민 네타냐후 총리에 따르면 올해 이스라엘 남부 도시 키르야트 가트에 새로운 공장 건설을 위해 약 1990억 달러의 투자를 예정하고 있다. 이는 이스라엘에서 역대 최대 규모의 국제 투자로 꼽히고 있다. 삼성전자·SK하이닉스도 영향 인텔 이스라엘 공장이 차질을 빚을 경우 삼성전자와 SK하이닉스에 악영향을 미칠 수 있다는 우려도 나온다. 인텔 CPU 제품들이 최신 D램 DDR4와 DDR5를 지원하는 만큼 생산에 문제가 생길 경우 삼성전자, SK하이닉스의 D램 수요에도 여파가 미칠 수 있다. 한국무역협회의 자료에 따르면, 한국의 이스라엘 수입 품목 중 가장 큰 비율을 차지하는 것은 반도체 제조용 장비다. 지난 8월 기준 전체 수입금액 11억8600만 달러(약 1조 6082억 원) 중 반도체 제조용 장비는 약 40%에 달한다. 이러한 상황은 우리나라 반도체 산업이 이스라엘과의 교역에서도 중요한 위치를 차지하고 있음을 보여준다. 특히 삼성전자는 이스라엘에서 판매법인, 연구개발(R&D)센터, 삼성리서치 이스라엘 등 다양한 사업부문을 운영하고 있어 이스라엘 내 상황 변동이 삼성전자의 사업에도 영향을 끼칠 가능성이 있다. 인공 지능(AI)과 컴퓨터 그래픽에 사용되는 세계최대 반도체 제조업체인 엔비디아(Nvidia)는 '텔 아비브'에서 예정된 AI 관련 회담을 취소했다. 이스라엘 본사를 둔 타워 세미컨덕터(Tower Semiconductor)는 주로 자동차와 소비자 산업을 위한 반도체를 생산하고 있으며, 현재로서는 정상적인 영업을 이어가고 있다고 밝혔다. IBM, 애플, 마이크로소프트, 구글, 페이스북 등의 글로벌 기업들도 이스라엘에 지사를 두고 있어 이스라엘과 하마스 간의 충돌이 이러한 기업들에도 영향을 줄 수 있다. 이스라엘과 하마스 간의 전쟁이 계속됨에 따라 이스라엘의 반도체 산업은 인력 부족, 생산 차질, 공급망의 문제 등 여러 어려움에 직면할 것으로 보인다. 이에 따라 이스라엘 정부와 반도체 산업계는 가능한 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다.
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이스라엘-하마스 전쟁, 반도체 산업에 '빨간불'
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