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2025-10-06 (월)

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美 샌디아 국립연구소, 내구성 높인 분자 개발 성공⋯장단점은?

미국 샌디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)의 연구팀이 내구성을 높인 획기적인 분자 구조를 개발했다. 일반적으로 열을 가하면 팽창하는 대부분의 재료와 달리, 이 새로운 분자는 열을 가할 경우 수축한다는 놀라운 특성을 보인다. 과학 및 기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 이 연구팀이 개발한 분자는 폴리머와 결합될 경우 뛰어난 내구성을 발휘한다. 이러한 특성 덕분에 휴대폰 케이스부터 미사일에 이르기까지 다양한 분야에서 활용 가능성이 높아 보인다. 폴리머는 작은 분자들이 결합해 만들어진 고분자로, 섬세한 구성 요소를 보호하는 이상적인 재료로 알려져 있다. 그러나 재료가 오래 사용되거나 다양한 환경에 노출될 경우 성능이 저하되는 문제가 있다. 이와 관련해 대부분의 물질이 가열될 때 팽창하고, 냉각될 때 수축하는 반면, 이 새로운 분자는 그렇지 않다. 일반적으로 폴리머는 가장 높은 팽창률과 수축률을 보이며, 금속이나 세라믹은 상대적으로 낮은 수준을 보인다. 샌디아 연구팀의 이번 발견은 물질의 온도에 따른 변화율을 조절할 수 있는 새로운 가능성을 열어놓았다. 이로써 다양한 산업 분야에서의 응용이 기대된다. 샌디아 연구팀을 이끄는 재료 과학자 에리카 레드라인(Erica Redline)은 "많은 제품들이 플라스틱, 유리, 금속 등 여러 재료로 구성되어 있는데, 이 재료들이 서로 다른 속도로 팽창하거나 수축하기 때문에 시간이 지날수록 제품이 갈라지거나 뒤틀리는 현상이 발생한다"고 지적했다. 레드라인은 이 문제점을 극복하기 위한 새로운 아이디어를 생각하게 되었고, 그 아이디어를 팀원들과 함께 실제로 구현하는 데 성공했다고 말했다. 그는 "우리 팀은 고분자와 잘 결합하면서 그 특성을 바꿀 수 있는 새로운 분자를 개발했다. 이 분자는 흥미롭게도 가열될 때 팽창하는 대신 수축하는 특징을 가진다"고 설명했다. 레드라인은 "이 분자를 폴리머에 첨가하면, 폴리머의 팽창과 수축이 금속과 유사한 수준으로 조절되게 된다. 실제로 금속과 같은 특성을 갖게 만든 이 분자의 개발은 큰 도전이었다"고 강조했다. 이 새로운 분자는 다양한 방식으로 활용될 수 있는 잠재력을 보여주고 있다. 폴리머는 전자부터 통신 시스템, 태양광 패널, 자동차 부품, 인쇄 회로 기판, 항공우주 응용, 국방 시스템, 바닥재 보호 코팅에 이르기까지 광범위한 분야에서 사용되는데, 이 분자가 그 활용성을 더욱 확장시킬 것으로 보인다. 화학 엔지니어인 제이슨 더거(Jason Dugger)는 "이 분자는 국방 시스템에서 특히 큰 잠재력을 발휘할 것"이라며 미래의 혁신을 위한 길을 열 것으로 기대하고 있다. 더거는 또 3D 프린팅 분야에서의 활용성에 대해서도 언급했다. 그는 "하나의 영역에서는 특정한 열적 반응을 보이는 반면, 다른 영역에서는 다른 열적 반응을 보이게끔 인쇄하는 것이 가능하다"며 "재료의 무게를 줄일 수 있어 위성 등에도 적용될 수 있다"고 덧붙였다. 또한, 한 에폭시 제조 회사가 이 분자를 접착제로 활용하려는 시도를 했다는 소식이 전해졌다. 물론, 이 기술에도 단점이 있다. 유기 화학자 샤드 스티커(Chad Staiger)에 따르면, 7~10그램(g)의 분자를 합성하는데 약 10일이 소요된다. 이런 점은 대량 합성 시에 추가적인 시간과 비용이 들 수 있다는 것을 의미한다. 현재 연구팀은 시장에 출시될 제품을 준비하는 과정에서 10만 달러(한화 약 1억3276만원)를 투자해 분자 합성 시간을 단축시키는 연구에 집중하고 있다. 이 분자의 활용 가능성은 무궁무진해 보인다.
- 산업
2023-09-14 13:03:00
버려진 커피 찌꺼기로 콘크리트 강도 높일 수 있다?

철근과 시멘트 같은 원자재 가격의 지속적인 상승으로 건설사의 부담이 가중되고 있다. 이러한 가격 상승은 결국 소비자에게 전달되는 형태가 되고 있다. 그러나 최근 호주의 연구진이 흥미로운 발견을 했다. 버려진 '커피 찌꺼기'를 활용하여 콘크리트의 강도를 향상시키는 기술을 개발한 것이다. 아직 초기 단계이지만, 우리나라 건설 업체들도 이 기술을 활용해보는 것이 좋을 것 같다. 영국 일간지 가디언에 따르면, 호주 로열멜버른공대(RMIT)의 연구팀은 국제학술지 '저널 오브 클리너 프로덕션'에 이러한 기술을 게재했다. 버려진 커피 찌꺼기를 활용한 콘크리트는 강도가 30% 더 높아진다는 연구 결과가 RMIT에서 발표됐다. RMIT의 샤넌 킬마틴-린치(Kilmartin-Lynch) 박사는 "버려지는 커피 찌꺼기와 커피 포드를 가치 있는 재료로 전환하려는 시도로 이 연구를 시작했다"고 밝혔다. 연구팀은 커피 찌꺼기를 바이오차(Biochar)로 전환하여, 이를 콘크리트 제조 과정에서 일부 모래의 대체재로 사용했다. 현재, 연구팀은 지방 의회와 협력하여 다양한 인프라 프로젝트에 참여하고 있으며, 이 기술이 커피 폐기물 처리 문제를 해결하고 천연 모래의 수요 감소에 기여한다면 환경적으로 큰 이점이 될 것이라는 의견을 제시했다. 호주의 '국가식품폐기물 전략 타당성 조사(National Food Waste Strategy Feasibility Study)'에 따르면, 호주의 연간 온실가스 배출량 중 약 3%는 음식 폐기물에서 발생하며, 이 중 약 7만5000톤은 커피 폐기물로 추정된다. RMIT의 라지브 로이찬드 박사( Rajeev Roychand)는 바이오차 제조 과정이 미처리된 커피콩을 로스팅하는 방식과 유사하다고 설명했다. 온실가스의 증가를 피하기 위해 산소가 없는 환경에서 이 과정을 진행하는데, 이를 열분해(Pyrolysis)라고 한다. 열분해의 일반적인 온도는 700~900도 사이지만, 커피 찌꺼기는 약 350도에서 가열될 수 있어 에너지 효율이 좋다. 연구팀은 이를 통해 모래의 15%를 대체할 경우 콘크리트의 강도가 약 29.3% 향상된다고 밝혔다. 린치 박사는 "커피 바이오차는 모래보다 미세한 구조를 가지고 있고, 다공성 특성 때문에 시멘트가 이 다공성 구조와 결합될 수 있다"고 설명했다. 호주에서는 연간 약 7200만 톤의 콘크리트를 생산하기 위해 2880만 톤의 모래가 필요하다. 하지만 커피 찌꺼기로 모래를 완전히 대체하는 것은 현실적으로 불가능하다. 한국에서도 자연환경에서 얻어진 바이오차를 활용한 콘크리트의 탄소중립 활용 및 실용화 연구가 활발히 이루어지고 있다. 콘크리트에 바이오차를 일정 비율로 첨가해 건설 현장에서의 사용 가능성을 조사한 결과, 폐목재, 커피 찌꺼기, 견과류 껍질과 같은 다양한 폐자원이 건축 분야에서의 활용 가능성이 확인되었다. 반면, 호주에서의 커피 찌꺼기를 활용한 연구는 초기 단계에 있으며 내구성 테스트 등 추가 연구가 예정되어 있다. 건설 분야에서 기존 콘크리트를 바이오차를 포함한 콘크리트로 교체할 경우, 온실가스의 배출량을 줄이고 원재료비의 절감이 가능해져 환경적‧경제적 이익을 가져다줄 것으로 기대된다.
- 산업
2023-09-07 13:43:00
네이버, 생성형 AI '하이퍼클로바X' 공개…11월 검색엔진에 통합

한국판 생성형 인공지능(AI)이 드디어 베일을 벗었다. 한국 대표 인터넷 대기업 네이버가 최근 생성형 AI '하이퍼클로바 X(HyperCLOVA X)'를 공개하며 세계 AI 경쟁 무대에 데뷔했다. 네이버의 대규모 언어모델(Large Language Model, LLM)은 챗GPT와 유사한 인공지능 챗봇인 '클로바 X'와 마이크로소프트 빙(Bing)에 해당하는 생성형 AI 기반 검색 엔진인 '큐(Cue)'등의 서비스를 제공한다. 세계는 현재 생성형 AI 분야에서의 경쟁이 가열되고 있다. 네이버의 생성형 AI 출시는 다른 글로벌 기업들의 AI 강화 움직임에 발맞춰 이루어진 것이다. 오픈AI는 마이크로소프트의 지원을 받으며 이 경쟁을 선도하고 있다. 구글은 '바드'라는 AI 챗봇을 출시하고 미국 인공지능 스타트업 '앤트로픽'(Anthropic)에 투자하는 한편, 중국의 바이두는 '어니봇'을 선보였다. 메타와 아마존 같은 기업들 또한 자신들만의 AI 챗봇을 곧 선보일 계획이다. 미국이 생성형 AI 분야를 선도하는 가운데, 네이버의 한국판 생성형 AI 출시는 국내외에서 높은 관심을 받고 있다. 해외 IT 전문 매체 테크크런치 보도에 따르면, 네이버 클라우드에서 출시한 '하이퍼클로바 X'는 지난 8월 24일부터 한국어와 영어로 베타 서비스를 시작했다. 그리고 '큐'는 9월의 베타 테스트를 마치고 11월에는 네이버의 기존 검색 엔진과 통합될 계획이다. 네이버 측은 "하이퍼클로바 X는 크리에이터와 기업 고객 모두가 사용 가능하다"라며, 이는 2021년에 출시된 한국어 LLM 하이퍼클로바의 업그레이드 버전이라고 설명했다. 또한, 하이퍼클로바는 2400억 개 이상의 파라미터를 가지고 있음을 공개했지만, 하이퍼클로바 X에 얼마나 많은 파라미터가 학습되었는지는 구체적으로 공개하지 않았다. 네이버 최수연 대표는 주주에게 보낸 서한에서 "회사는 AI 전문가 500명을 보유하고 있으며, 1000억 개 이상의 파라미터로 구성된 대규모 언어 모델을 독자적으로 개발한 전 세계 5개 기업 중 하나"라고 밝혔다. 네이버 클라우드의 기술 및 하이퍼스케일 AI 책임자인 성낙호 총괄은 "네이버 클라우드는 텍스트부터 이미지, 동영상, 오디오에 이르기까지 다양한 데이터를 분석하고 생성하는 다중 모드 언어 모델의 개발을 진행 중"이라고 밝혔다. 즉, 클로바 X는 텍스트, 이미지, 음성 등의 다양한 데이터 형태를 통합해 학습함으로써 기존 언어 모델보다 더 깊은 정보 인식과 풍부한 정보 제공이 가능하다. 네이버는 한국, 일본, 동남아시아뿐만 아니라 중동, 스페인, 멕시코와 같은 비영어권 국가와 정치적으로 민감한 지역에서도 맞춤형 AI 애플리케이션을 제공하려고 한다. 이를 통해 경쟁사들이 아직 진출하지 않은 지역에 주목하고 있다는 점을 강조했다. 네이버의 최수연 대표는 컨퍼런스에서 11월에 60만 대의 서버로 구축된 'GAK 세종'이라는 두 번째 데이터 센터를 한국에서 오픈할 예정이라고 밝혔다. 네이버는 지난해 12월부터 삼성과 함께 하이퍼스케일 AI를 위한 AI 칩 개발에 착수했고, 삼성 또한 곧 기업용 생성형 AI를 출시할 계획이다. 네이버는 판매자, 창작자, 광고주를 포함한 파트너들을 위한 AI 기술 도구를 선보일 예정이다. '클로바 for Writing'이라는 글쓰기 도구와 '클로바 for AD'라는 광고 상품을 통해 다양한 네이버 서비스에 생성형 AI를 신속하게 통합할 계획이다. 또한 네이버 클라우드는 AI 기반의 B2B 상품을 출시하며, '뉴로클라우드'라는 완전 관리형 하이브리드 클라우드 서비스와 '클로바 스튜디오'라는 AI 개발 도구로 고객 기업들의 자체 생성형 AI 구축을 지원할 방침이다. 전문가들은 네이버의 강점이 다양한 서비스와 파트너들이 연계되어 성장을 이끌어내며, 그 결과로 플랫폼의 발전이 이루어지는 '위닝 루프' 구조에 있다고 지적하며, "하이퍼클로바X가 이 과정을 가속화시킬 것"이라고 전망했다.
- IT/바이오
2023-09-01 09:01:00