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2024-11-29 (금)

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드립 케틀 없이 균일한 물줄기로 맛있는 드립 커피 즐기기

최근 커피를 좋아하는 사람이 많아지면서 집에서 직접 커피를 내려 마시는 사람들이 많아지고 있다. 하지만 드립 케틀이 없으면 균일한 속도로 뜨거운 물을 떨어뜨리기 어렵고 맛있는 커피를 추출하기 어려울 수 있다. 하리오(HARIO)의 드립 어시스트(Drip Assistant)는 이런 고민을 해결해줄 수 있는 제품으로, 뜨거운 물을 균일한 속도로 떨어뜨려 주는 역할을 한다고 일본 라이프전문지 룸미(ROOMIE)는 소개했다. 드립 어시스트를 사용해 커피를 추출하는 방법은 다음과 같다. 먼저 종이 필터를 드리퍼에 넣고 뜨거운 물을 부어 드리퍼를 따뜻하게 한 후, 분쇄 커피 15g을 넣고 표면을 매끄럽게 한다. 다음 드립 어시스트를 드리퍼 위에 올려놓고 중앙 홈에 소량의 뜨거운 물을 부어 분쇄 커피 표면을 균일하게 적셔준다. 이어 바깥쪽 홈에 뜨거운 물을 부으면 드립 어시스트에 있는 10개의 구멍에서 뜨거운 물이 천천히 떨어지면서 커피 찌꺼기 전체에 골고루 물을 준다. 추출이 끝난 후 드립 어시스트를 제거했을 때 분쇄 커피 표면이 평평했다. 이는 커피가 제대로 추출되고 있다는 증거다. 마셔보면 감칠맛과 신맛이 부드럽고 식어도 쓴맛이 느껴지지 않아서 맛있게 마실 수 있다. 드립 어시스트를 사용하지 않고 커피를 추출해 보면 같은 양의 커피 찌꺼기와 뜨거운 물로 추출했지만, 드립 어시스트를 사용했을 때와는 확연한 차이를 보였다. 드립 어시스트를 사용하지 않았을 때는 뜨거운 물의 양이 일정하지 않아서 분쇄 커피가 제대로 추출되지 못했다. 추출 후 커피 맛을 보면 쓴맛, 신맛, 떫은맛이 강하게 느껴진다. 드립 어시스트는 드립 케틀이 없어도 전문가 수준의 드립 커피를 추출할 수 있도록 도움을 주는 제품으로, 집에서 커피를 좋아하는 사람이라면 꼭 한번 사용해 볼 것을 추천한다.
- 생활경제
2023-12-10
콜레스테롤 수치가 높으면 달걀을 먹어도 될까?

콜레스테롤 수치가 높은 사람은 식단에 계란을 포함해야 할지 말아야 할지 고민하는 경우가 많다. 과거에는 콜레스테롤이 높은 식단이 심장 질환의 위험을 증가시킨다는 연구 결과가 있었기 때문이다. 그러나 최근 연구에 따르면 달걀 섭취는 LDL(저밀도 지단백질)은 혈관에 쌓여 콜레스테롤 수치를 약간 증가시킬 수 있지만, HDL(고밀도 지단백질)은 혈관에 쌓인 콜레스테롤을 제거해 수치를 낮춘다는 결과가 나왔다고 미국 건강전문지 헬스(health)가 보도했다. 달걀은 단백질과 비타민, 미네랄이 풍부한 영양가 높은 식품이지만, 콜레스테롤도 풍부하게 함유되어 있다. 달걀 1개에는 약 215~275㎎의 콜레스테롤이 들어 있는데, 이는 한국영양학회, 미국심장협회에서 권장하고 있는 하루 콜레스테롤 목표량인 300mg과 근접한 수치이다. 그러나 식품 속 콜레스테롤이 분량 그대로 혈액에 흡수되지는 않는다. 콜레스테롤은 섭취 후 체내 흡수·대사 과정이 복잡하고, 함께 섭취하는 식품에 따라서도 영향을 많이 받는다. 또 혈중 콜레스테롤은 식품을 통해 높아지기 보다, 사람의 간에서 합성되는 것에 더 많은 영향을 받는다. 게다가 혈중 콜레스테롤은 식품 속 콜레스테롤보다 포화지방산의 영향을 더 많이 받는다. 달걀은 전체 지방산 중 60% 이상이 불포화지방산으로 구성돼 있어, 쇠고기나 돼지고기 등 다른 단백질 식품에 비해 포화지방산의 함량이 낮은 편이다. 달걀 속에 콜레스테롤 함량이 높음에도 불구하고, 쇠고기, 돼지고기 등에 비해 혈중 콜레스테롤 수치가 섭취한 만큼 증가하지 않는 것도 바로 이 때문이다. 여기에 달걀 속 '레시틴'이란 성분은 소장에서 콜레스테롤이 흡수되는 것을 막아준다. 베타카로틴, 루테인, 제아잔틴 등과 같은 항산화 성분은 혈중 콜레스테롤이 산화되는 것을 막아 혈관에 찌꺼기가 쌓이지 않도록 하고, 혈관이 딱딱해지는 것을 방지하기도 한다. 이로 인해 전문가들은 하루에 달걀 한 알 정도는 먹어도 된다고 말한다. 심혈관 질환자의 경우도 다른 육류 섭취를 줄이고 채소를 충분히 먹는다면 콜레스테롤 섭취 부담을 덜면서 달걀에 함유된 양질의 영양성분을 섭취할 수 있다는 것이다. 달걀은 건강한 식습관의 일부로 식단에 포함할 수 있는 영양이 풍부한 단백질이다. 콜레스테롤 수치를 낮추기 위해서는 콜레스테롤 섭취를 제한하는 것뿐만 아니라, 규칙적인 운동, 적절한 체중 유지, 금연, 절주 등의 생활습관 개선도 중요하다. 만약 콜레스테롤 수치가 걱정되는 사람은 병원을 방문하여 검사를 받고, 전문의의 조언을 받아 적절한 식단과 생활습관을 유지하는 것이 좋다.
- 생활경제
2023-12-09
커피 찌꺼기로 알츠하이머·파킨슨병 예방할 수 있을까?

미국 텍사스 대학교 엘패소 캠퍼스의 연구팀이 커피 찌꺼기에서 추출한 물질이 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환의 예방과 치료 가능성을 제시하는 연구 결과를 발표했다. 과학 전문지 사이테크데일리(SciTechDaily)는 이 연구팀이 커피 찌꺼기에서 추출한 카페산을 기반으로 한 탄소 양자점(CQDs)이 신경퇴행성 질환을 예방하거나 치료할 수 있는 가능성을 발견했다고 보도했다. 연구팀은 커피 찌꺼기에서 추출한 카페산을 기반으로 한 '탄소 양자점(Carbon Quantum Dots, CQDs)'의 효능을 연구했다. CQDs는 활성산소를 제거하고, 아밀로이드 단백질 조각의 응집을 억제하는 데 효과적인 것으로 나타났다. 활성산소는 세포 손상과 노화를 촉진하는 원인으로 알려져 있으며, 아밀로이드 단백질 조각은 알츠하이머병의 주요 원인 중 하나로 지목되고 있다. 이번 연구는 화학 및 생화학과의 박사 과정 학생인 조티시 쿠마르(Jyotish Kumar)가 주도했고, 같은 학과의 마헤시 나라얀(Mahesh Narayan) 박사가 지도했다. 연구팀은 CQDs가 시험관 실험, 세포주 및 파킨슨병 동물 모델에서 신경 보호 효과를 갖는다는 것을 발견했다. 쿠마르는 "CQDs는 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있는 능력을 가지고 있어, 뇌 내 세포에도 효과가 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다. 이러한 특성은 CQDs가 신경퇴행성 질환의 치료제로서 큰 잠재력을 가질 수 있음을 시사한다. 연구팀은 아직 동물 실험 단계에 있지만, 향후 임상 시험을 통해 CQDs가 신경퇴행성 질환 치료제로 개발될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 녹색 화학으로 평가받는 CQDs 추출 공정 연구팀이 CQDs를 추출하는 공정은 녹색 화학으로 평가받고 있다. 커피 찌꺼기는 풍부하고 저렴한 재료로, 기존의 화학 공정에서 사용되는 원료에 비해 환경적 영향이 적다. 또한, 공정 과정이 간단하고, 유해한 화학 물질을 사용하지 않는다. 에너지 소비가 적어 환경에 미치는 부정적인 영향도 적다. 연구팀은 커피 찌꺼기를 200도에서 4시간 동안 가열하는 방법으로 카페산의 탄소 구조를 재조정하여 CQDs를 형성했다. 이 방법은 기존의 복잡한 화학 공정을 대체할 수 있는 간단하고 효율적인 방법으로, 원료의 안정적인 공급과 환경 친화적인 공정의 이점을 제공한다. 현재 연구팀은 CQDs의 효능과 안전성을 더욱 면밀히 평가하기 위해 추가 연구를 진행 중이다. 향후 임상 시험을 통해 CQDs가 신경퇴행성 질환 치료제로서의 가능성을 탐색할 예정이며, 이러한 연구는 의학 분야에서의 새로운 치료 옵션을 제시할 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-12-08
박테리아 게놈서 희귀 CRISPR 시스템 188종 발견

최근의 한 연구에서 과학자들은 박테리아 게놈에서 188종의 새롭고 희귀한 CRISPR(크리스퍼, 유전자 가위) 시스템을 발견했다. 새로 발견된 이 시스템들은 인간 세포의 DNA를 편집할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, RNA를 표적으로 하는 것은 물론 다양한 기능을 가진 여러 세포를 편집할 수 있다고 알려져 있다. 사이테크데일리에 따르면 188종의 CRISPR에는 수십억 개의 단백질 서열 중에서 발견된 새로운 7형 CRISPR-Cas 시스템이 포함된다. 이 접근법의 발견은 CRISPR 시스템을 활용하고 방대한 미생물 단백질의 다양성을 탐구할 수 있는 새로운 가능성을 제시한다. 미국의 IT전문 매체 인터레스팅 엔지니어링(INTERESTING ENGINEERING)은 CRISPR는 유전자 가위와 같은 역할을 하는 유전자 편집 도구로, 과학자들이 원하는 위치의 DNA의 원하는 위치를 원하는 방식으로 변경할 수 있게 해준다고 보도했다. 이 기술에는 원하는 표적 유전자와 일치하는 가이드 RNA와 이중 가닥 DNA 절단을 유발하는 엔도뉴클레아제인 Cas9(크리스퍼 관련 단백질 9)의 두 가지 필수 구성 요소가 포함되어 있다. 하나는 원하는 표적 유전자와 일치하는 가이드 RNA이고, 다른 하나는 이중 가닥 DNA 절단을 유발하는 엔도뉴클레아제인 Cas9이다. CRISPR의 두 가지 구성 요소 중 가이드 RNA는 DNA 분자에서 표적 유전자를 인식한다. Cas9는 가이드 RNA를 따라 표적 유전자에 결합한 다음, DNA를 절단한다. 이 절단은 유전자의 활성이나 발현을 변화시킬 수 있다. CRISPR 시스템은 유전자 가위처럼 작용하여 DNA를 정밀하게 편집할 수 있는 혁신적인 유전자 편집 도구이다. CRISPR는 유전적 질병의 치료에 큰 잠재력을 가지고 있으며, 유전적 질병을 유발하는 유전자를 제거하거나 교체하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 혈우병이나 암과 같은 질병의 치료에 크리스퍼 기술을 활용할 수 있다. 그러나 크리스퍼의 사용은 윤리적인 문제를 야기하고 있다. 크리스퍼를 통해 인간의 유전자와 배아를 수정할 수 있다는 점은 유전적 우월주의를 조장하거나 개인의 신체적 자율성에 대한 침해 가능성을 제기한다. 이러한 윤리적 고려사항은 CRISPR 기술의 발전과 적용에 있어 중요한 고려사항으로 남아 있다. 새로운 알고리즘 '플래시클러스터' 이 연구는 MIT와 하버드 대학교의 브로드 연구소, MIT 맥거번 뇌 연구소, 그리고 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립 생명공학 정보 센터(NCBI)의 과학자들이 참여했다. 연구팀은 새로운 알고리즘인 '플래시클러스터(FLSHclust)'를 사용하여 이번 발견을 주도했다. 플래시클러스터는 대규모 게놈 데이터베이스를 신속하게 검색할 수 있는 기술로, 지역성 민감성 해시 기반으로 작동하여 유사한 개체를 클러스터링하는 방식으로 구성되어 있다. 이 기술을 활용함으로써 연구팀은 수십억 개의 단백질 및 DNA 염기서열을 훨씬 더 짧은 시간 안에 분석할 수 있게 됐다. 새로운 기능 발견 연구팀은 이 시스템 중 두 가지가 인간 세포의 DNA에 작은 변화를 일으킬 수 있다는 것을 확인했다. 또한 이러한 Type I 시스템은 CRISPR-Cas9과 크기가 유사하기 때문에 현재 CRISPR에 사용되는 것과 동일한 유전자 전달 방법을 사용하여 동물이나 인간의 세포에 전달될 수 있다. 또한, 또 다른 Type I 시스템은 셜록(SHERLOCK)과 같은 신속한 질병 진단에 사용되는 방법과 유사하게 표적화 후 광범위한 핵산 분해를 일으켰다. 이 연구는 또한 RNA 편집 및 유전자 발현 또는 세포 활동 감지에 유용한 Type IV 및 Type VII CRISPR 시스템의 새로운 기능을 발견했다. CRISPER의 잠재적 응용 이 연구는 CRISPR 시스템의 다양성과 게놈 편집, 진단 및 세포 활동 이해와 같은 다양한 분야에서의 잠재적 응용 분야를 탐구하는 것을 목표로 했다. 연구팀은 이 새로운 알고리즘을 통해 과학자들이 결과를 복구하고 생물학적 가설을 세울 수 있을 만큼 충분히 짧은 시간 프레임에 데이터를 분석할 수 있다고 설명했다. 연구소에 따르면 알고리즘은 분석 시간을 몇 달에서 몇 주로 단축했다. 이 연구는 박테리아 게놈에 존재하는 다양한 CRISPR 시스템의 잠재적 응용 분야를 탐구하는 데 중요한 단계이다. 새로운 알고리즘은 과학자들이 이러한 시스템을 더 빠르고 효율적으로 연구할 수 있도록 하여 새로운 치료법과 기술 개발에 도움이 될 수 있으로 기대된다.
- IT/바이오
2023-12-05
불포화 지방산 섭취로 콜레스테롤 감소

우리 몸은 중요한 기능을 유지하기 위해 콜레스테롤이 필요하지만, 높은 콜레스테롤 수치는 건강에 위협이 될 수 있다. 이를 예방하기 위해, 선진 의료 수준을 갖춘 한국은 콜레스테롤 수치를 낮추기 위해 국가 차원에서 다양한 건강 검진을 실시하고 있다. 독일 매체 메르커(Merkur)는 뮌헨 공과대학의 마틴 할레(Martin Halle) 박사가 포커스와의 인터뷰에서 콜레스테롤을 효과적으로 낮추는 방법을 제안했다고 보도했다. 마틴 할레 박사는 뮌헨 공과대학 의학부 예방 및 재활 스포츠 의학 의장이자 폴리클리닉의 의료 책임자로 "콜레스테롤은 우리 호르몬 균형에 큰 영향을 미치며, 신체의 모든 세포에는 천연으로 생산되는 물질이 포함되어 있다. 우리는 콜레스테롤 없이는 살 수 없다"고 말했다. 심혈관 질환 전문가인 할레 박사는 운동 부족과 건강에 해로운 지방이 많이 포함된 식단과 같은 현대 생활 방식을 비판하며, 이러한 생활 습관이 콜레스테롤 수치 상승을 촉진할 수 있다고 지적했다. 콜레스테롤을 낮추는 지방 할레 박사에 따르면, 지방은 체내에서 콜레스테롤(혈중 지질) 형성에 사용되지만, 혈관에 콜레스테롤이 과도하게 존재할 경우 혈관이 좁아지는 위험이 증가한다. 이는 혈관이 영향을 받는 부위에 따라 심장 마비나 뇌졸중과 같은 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 그러나 모든 지방이 혈관 협착을 유발하는 것은 아니다. 좋은 지방과 나쁜 지방을 구분해야 한다. 올리브유나 유채씨유(카놀라유)와 같이 실온에서 액체 상태인 지방과 견과류, 콩류, 시리얼, 통곡물의 오일에 포함된 불포화 지방산은 혈관 벽을 탄력적으로 유지하는 데 도움을 준다. 이런 '좋은 지방'은 건강에 유리하며 혈관 건강을 개선하는 데 기여할 수 있다. 반면, 포화 지방산은 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 식단에서 조절하는 것이 중요하다. 건강하고 활동적인 신체를 유지하기 위해서는 지방의 종류를 신중하게 선택하고 균형 잡힌 식단을 유지하는 것이 필수적이다. 할레 박사는 포화 지방산을 건강에 해로운 지방으로 지목하며, 버터와 코코넛 오일을 대표적인 예로 들었다. 이와 함께, 실온에서 고체 형태를 이루는 다른 지방 역시 콜레스테롤 수치를 낮추는 데 도움이 되는 불포화 지방산으로 대체하는 것이 중요하다고 강조했다. LDL과 HDL의 차이 LDL과 HDL은 각각 '저밀도 지단백(low-density lipoprotein)'과 '고밀도 지단백(high-density lipoprotein)'을 의미한다. LDL은 저밀도 지단백(low-density lipoprotein)의 약자로, 이는 지질 대사 장애 및 합병증 DGFF(Lipid League) e.V.에 대한 독일 협회에서 보고한 바와 같이 혈중 지질의 '나쁜 성분'으로 간주된다. LDL 콜레스테롤은 간에서 장기로 지방을 운반한다. 신체 세포가 더 이상 LDL 콜레스테롤을 흡수할 수 없을 때, 이는 혈액에 남아 혈관 벽에 플라크 형태로 축적되어 혈류를 방해하고 혈관을 좁힐 수 있다. 이러한 이유로 LDL 콜레스테롤은 심혈관 질환, 심장 마비, 뇌졸중 및 죽상 동맥 경화증의 주요 원인으로 여겨진다. 반면, HDL 콜레스테롤은 체내의 과도한 콜레스테롤을 간으로 운반하여 분해하는 역할을 한다. HDL 콜레스테롤은 나쁜 LDL 콜레스테롤을 제거하여 혈관을 보호하는 데 중요한 역할을 하며, 이를 '좋은' 콜레스테롤로 간주한다. 전문가들은 총 콜레스테롤 수치를 관리할 때 HDL 콜레스테롤 수치가 남성의 경우 40mg/dl 이상, 여성의 경우 45mg/dl 이상이며, LDL 콜레스테롤 수치는 115mg/dl 미만이 되는 것이 바람직하다고 권장한다. 콜레스테롤 진단과 치료 콜레스테롤로 인해 발생할 수 있는 질병들에 대한 진단과 치료법은 다음과 같다. 대한진단검사의학회의 지침에 따르면, 고지혈증은 혈중 콜레스테롤, 인지질, 중성지방 중 하나 이상의 수치가 증가한 상태를 의미한다. 모든 성인은 20세 이상부터 5년마다 한 번씩 공복 시 혈액 검사를 받는 것이 권장된다. 이 검사는 총콜레스테롤, LDL(저밀도지단백)-콜레스테롤, HDL(고밀도지단백)-콜레스테롤, TG(중성지방)의 네 가지 항목을 포함한다. 만약 공복 상태가 아닐 경우, 총콜레스테롤과 HDL-콜레스테롤만 우선적으로 검사하고, 이상이 발견될 경우 나머지 항목은 추가로 공복 상태에서 검사를 받는 것이 좋다. 고콜레스테롤혈증(Hypercholesterolemia)의 치료와 관리에 있어서 'LDL-콜레스테롤' 수치는 중요한 기준이 된다. 혈액 검사 결과 LDL-콜레스테롤 수치가 높게 나타날 경우 치료를 시작하며, 치료의 효과 역시 LDL-콜레스테롤 수치를 기준으로 평가한다. 약물요법을 시작한 경우, 처음에는 4-6주에 한 번, 이후에는 3개월마다 LDL-콜레스테롤을 측정한다. 목표 LDL-콜레스테롤 농도에 도달하면 4개월 간격으로 측정하여 약물요법의 효과와 부작용을 평가한다. 장기적으로는 연 1회 LDL-콜레스테롤 수치를 검사한다. 한편, 고중성지방혈증은 총콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤 수치가 정상 범위에 있으나 TG(중성지방) 수치만 높은 상태를 말한다. 최근 연구에 따르면, 중성지방 수치가 높은 경우에도 관상동맥 질환의 위험이 증가한다고 알려져 있다.
- 생활경제
2023-12-04
커피 찌꺼기, 숯보다 뛰어난 탈취력으로 환경 지킨다

커피를 추출하고 남은 찌꺼기는 환경보호에 유용하게 사용될 수 있다. 일본의 웨더뉴스 보도에 따르면 커피 찌꺼기는 숯보다 우수한 탈취 효과를 가지고 있다. 웨더뉴스의 2022년 설문조사 결과, 커피 찌꺼기를 버리는 사람이 61%에 달했다. 이는 커피 찌꺼기의 높은 탈취력을 잘 모르고 있는 데 따른 것으로 보인다. 커피 찌꺼기는 활성탄의 5배에 달하는 탈취 효과가 있어 환경을 지키는 데 활용할 수 있다. 커피 찌꺼기는 다공성 구조를 가지고 있어 암모니아를 효과적으로 흡수한다. 또한 추출된 커피 찌꺼기의 분자는 암모니아를 화학적으로 흡착 및 중화하여 불쾌한 냄새를 제거하고 탈취 효과를 발휘한다. UCC 커피 아카데미의 연구에 따르면, 커피 찌꺼기는 활성탄에 비해 암모니아 흡수율이 높다. 수분 함량이 7%인 활성탄은 암모니아 흡수율이 17.3%인 반면, 수분 함량이 4%인 커피 찌꺼기는 41.0%, 수분 함량이 21%인 커피 찌꺼기는 90.5%의 흡수율을 보여, 활성탄보다 최대 5.23배 높은 효과를 나타냈다. 커피 찌꺼기의 탈취 효과를 살린 재사용 방법은 다음과 같다. 화장실이나 냉장고 탈취제 집에서 커피를 추출한 후 남은 찌꺼기는 화장실이나 냉장고의 탈취제로 유용하게 사용될 수 있다. 커피 찌꺼기를 평평한 용기에 담아 화장실에 두면 탈취 효과를 볼 수 있으며, 1~2일마다 교체하는 것이 좋다. 고온에서는 곰팡이가 생길 수 있으니 주의해야 한다. 커피 찌꺼기를 말려 신발이나 신발장, 냉장고 등에 넣어 탈취제로 사용할 수 있다. 커피 찌꺼기를 충분히 말린 후 부직포 봉지에 넣으면 신발장이나 냉장고용 탈취제로 사용할 수 있다. 건조한 찌꺼기를 티팩과 같은 봉지에 넣어 사용하면 흩날림을 방지할 수 있다. 잡초 방제와 비료 효과 커피 찌꺼기는 정원 가꾸기에도 유용하다. 일본 UCC와 긴다이 대학 농학부의 공동 연구에 따르면, 커피 찌꺼기를 토양에 혼합하면 겨울에는 해바라기, 여름에는 호밀 등 식물의 성장에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 커피 찌꺼기는 토양에 혼합하면 첫해에는 식물의 성장을 억제할 수 있다. 이는 커피 찌꺼기에 포함된 카페인과 폴리페놀 등의 물질이 작용하기 때문으로 추정된다. 하지만 토양과 혼합한 후 12개월이 지나면 식물의 성장 억제 효과가 감소하고, 두 번째 해에는 토양 내 비료로 사용되는 탄소와 질소의 함량이 증가하는 등 토양의 질 개선 효과가 나타난다. 커피 찌꺼기는 식물의 성장을 촉진하고 병충해에 대한 저항력을 강화하는 효과가 있다. 또한, 퇴비로 쉽게 전환될 수 있어 토양 개량에도 매우 효과적이다. 이렇게 다양한 활용 방안이 있는 커피 찌꺼기는 단순한 쓰레기가 아닌 친환경적인 자원이다. 커피를 마신 후에는 커피 찌꺼기를 버리지 않고, 정원 가꾸기나 탈취제 등 다양한 방법으로 재활용함으로써 환경 보호에 기여할 수 있다.
- 생활경제
2023-12-01
구리 화학 발견으로 값싼 약품 개발 길 열렸다

최근 구리 화학의 발견이 값싼 약품 개발의 새로운 가능성을 열었다. 이제 단 3달러의 비용으로 항암제에 사용될 수 있는 화학 물질을 제조할 수 있게 됐다. 구리는 이미 의학 분야에서 감염과 싸우는 나노 입자 및 임플란트의 형태로 사용되고 있다. 미국의 과학 전문 매체 뉴아틀라스는 미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 과학자들이 개발한 새로운 방법으로 간단하고 저렴한 약품 생산이 가능하다고 보도했다. 이 방법은 산소의 한 형태인 오존을 시약으로 사용하고 금속을 촉매로 활용한다. 과학자들은 이를 통해 유기 분자의 탄소-탄소 결합을 끊는데 성공했다. 오존은 이 결합을 알켄, 즉 탄화수소로 분해하고, 구리 촉매는 깨진 결합을 질소와 결합시켜 탄소-질소 결합을 형성한다. 이 결합은 아민이라고 알려진 분자를 형성하게 되는데, 이것이 바로 항암제와 같은 값싼 약품 생산에 필수적인 요소다. 아미노탈알케닐화로 알려진 이 공정은 전통적으로 아민을 생성하는 데 사용되는 다른 유사한 촉매와는 달리 풍부하고 저렴한 금속을 잘 활용하면 된다. 아미노탈알케닐화라고 알려진 이 새로운 공정은 기존의 아민 생성 방법과는 다르다. 이 공정은 전통적으로 사용되는 비싼 금속 촉매 대신에 저렴하고 풍부한 금속을 효과적으로 활용한다. 권오현 유기화학 교수는 이 공정에 대해 설명하면서 "이전에는 이런 방법이 없었다"고 강조했다. 그는 "전통적인 금속 촉매 반응에서는 백금, 은, 금, 팔라듐과 같은 고가의 금속이나 로듐, 루테늄, 이리듐과 같은 귀금속을 사용했지만, 우리는 세계에서 가장 풍부한 비금속 중 하나인 산소와 구리를 사용하고 있다"고 밝혔다. 이러한 접근 방식은 아민을 생성하는 데 필요한 자원과 비용을 크게 줄일 수 있는 가능성을 보여준다. 아민은 의약품과 비료, 농약 생산에 널리 사용되는 중요한 화학물질이다. 이는 식물과 동물에서 발견되는 분자와 강력한 상호 작용을 하며, 암페타민과 도파민과 같은 약물에서도 발견되는 구성 요소다. 이번 연구를 통해 연구팀은 호르몬, 제약 시약, 펩타이드, 뉴클레오시드 등을 아민으로 변형하는 데 성공했다. 이것은 이 새로운 방법이 다양한 분야에 활용될 수 있음을 보여준다. 하지만 권 교수에게 있어서 가장 큰 장점은 훨씬 저렴한 의약품 생산 가능성일 것이다. 일부 항암제에 사용되는 화학물질은 제조 비용이 그램당 약 3200달러(약 412만원)에 달하지만, 연구팀은 그램당 약 3달러(약 3860원)의 비용으로 동일한 약물 분자를 생산할 수 있었다. 기존 12단계 공정 대신 3단계만 사용 연구팀은 항암 c-Jun N-말단 키나제 억제제를 생산하기 위해 기존의 12단계 공정 대신 단 3단계의 화학 과정만을 사용했다. 또한, 이들은 또 다른 실험에서 아데노신이라는 신경 전달 물질과 DNA 구성 요소를 N6-메틸아데노신 아민으로 전환하는 과정을 한 단계만 거쳐서 수행했다. 이 아민은 세포의 유전자 발현, 질병 과정 및 발달에 중요한 역할을 하며, 현재 생산 비용은 그램당 약 103달러(약 13만2,600원)다. 구리는 현재 파운드당 4달러(약 5150원) 미만으로 풍부하게 구할 수 있기 때문에, 과학자들은 은 이 새로운 방법이 아민 기반 의약품과 다른 유기 물질의 생산 비용을 대폭 절감할 수 있기를 기대한다. 한편, 한국원자력연구원(원장 주한규)의 양성자과학연구단은 지난 7월 치료용 방사성동위원소 구리-67(Cu-67)을 고품질로 대량생산할 수 있는 분석법을 개발해 주목을 받았다. 방사성의약품은 방사성동위원소를 포함하여 질병의 진단과 치료에 사용된다. 구리-67은 진단용 감마선과 암세포를 사멸시키는 치료용 베타선을 방출하는 동위원소로, 동시에 진단과 치료가 가능하며, 기존 동위원소보다 반감기가 짧아(2.5일) 체내 피폭 위험도 적다. 이러한 특성으로 인해 구리-67은 높은 활용 가능성을 가지고 있다고 평가된다. 방사성의약품은 암세포에서 발현하는 특정한 단백질을 표적으로 하여 정상세포에는 영향을 주지 않고 암세포만 선택적으로 제거할 수 있다. 이로 인해 강력한 치료 효과와 함께 높은 안전성을 제공한다. 다만, 구리-67은 다른 핵종과 달리 방출하는 감마선 스펙트럼이 불순물인 갈륨-67(이하 Ga-67)과 정확히 겹쳐 물리적인 측정법으로는 이 두 핵종을 구분할 수 없었다. 이에 양성자과학연구단 입자빔이용연구부 박준규 박사 연구팀은 두 핵종의 감마선 방출강도 뿐만 아니라 반감기 차이(Cu-67은 2.5일, Ga-67은 3.2일)까지 고려한 새로운 해석적 분리방법을 제시했다. 연구팀은 구리-67과 Ga-67 각각의 감마선 세기 합이 전체 감마선 세기와 같다는 점과 감마선 방출 강도 비율, 반감기 차이를 이용했다. 이를 통해 화학적 분리 과정 없이도 구리-67의 정확한 핵자료를 얻을 수 있었다. 한국원자력의학원의 김희진, 김정영 연구원은 "구리-67은 방사능 강도가 낮고 담체가 없는(carrier-free) 방사성동위원소로, 이로 인해 효과적인 암 치료가 가능하다"고 말했다. 이 연구팀은 2025년 경주 양성자가속기를 활용해 고품질 구리-67을 본격적으로 대량 생산할 예정이다.
- IT/바이오
2023-12-01
커피 하루 두 잔, 간 건강에 도움 줄까?

커피가 비알콜성 지방간 질환(NAFLD)의 위험을 줄이는 데 있어 보완적인 역할을 하는 것으로 나타났다고 인도 매체 인디안 익스프레스(Indian Express)가 최근 보도했다. NAFLD는 과도한 알코올 섭취와 관련없이 간에 지방이 축적되는 질환으로 알려져 있다. 인도 아폴로 병원(Apollo Hospitals)의 프리엉커 라헛기(Priyanka Rohatgi) 박사의 연구 결과에 따르면, 커피 섭취는 NAFLD 발병 위험을 줄이는 데 효과적이며, 간 건강에 다양한 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 간은 신체의 여러 대사 과정을 담당하는 중요한 기관이며, NAFLD의 발병과 진행에는 부적절한 식단, 비만, 좌식 생활과 같은 요인이 영향을 미칠 수 있다. 이러한 상황에서 커피는 간 기능에 긍정적인 영향을 미치고 NAFLD의 예방에 도움을 줄 수 있는 여러 메커니즘을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 커피의 주요 성분 중 하나인 카페인은 중추 신경계를 자극하고 지방 대사를 촉진하는 효소를 활성화시켜 지방 분해를 강화한다. 이는 간 세포 내 지방 축적을 방지하고 NAFLD의 진행을 억제하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 카페인은 담즙 생성을 자극하여 지방 소화를 촉진하고 체외 배설을 증진시켜 간 부담을 경감시킨다. 그러나 커피의 간 건강에 미치는 이점을 카페인만으로 설명하기에는 부족하다. 커피 콩에는 항산화제가 풍부하게 함유되어 있으며, 특히 클로로겐산과 폴리페놀은 강력한 항염증과 항산화 특성을 가지고 있다. 이러한 화합물은 활성 산소를 제거하여 간 조직의 산화 스트레스와 염증을 줄여준다. 이와 더불어 이러한 항산화제는 인슐린 민감성을 조절하고, NAFLD의 일반적인 전구체인 인슐린 저항성을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 다양한 메커니즘을 통해 커피는 NAFLD 예방과 관련하여 간 건강에 긍정적인 영향을 미치고 있다. 이 연구에 따르면 커피의 효과는 섭취량에 따라 변할 수 있다. 하루에 두 세 잔의 커피를 마시면 NAFLD 발병률이 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 개인의 생리학적 반응은 다를 수 있으며, 과도한 카페인 섭취는 심박수 증가나 불안과 같은 부작용을 유발할 수 있어 적절한 섭취가 중요하다. NAFLD 예방 효과 외에도, 정기적인 커피 섭취는 간경화 및 간암 발병 위험을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 간경화는 간 조직이 되돌릴 수 없는 손상을 입는 간 질환의 후기 단계이며, 커피의 항염증 및 항산화 효과는 간암 발생 위험 감소에도 기여할 수 있다. 그러나 커피에 첨가하는 설탕의 양을 조절하는 것이 중요하며, 특히 기저 질환이 있는 경우 카페인이 약물과 상호작용할 수 있으므로 의료 전문가와 상담하는 것이 권장된다. 커피와 간 건강 사이의 상관관계에 대한 연구는 현재도 계속 진행 중이다. 이러한 연구들은 새로운 간 질환 치료 방법을 찾는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 과학자들이 이 복잡한 관계를 더 깊이 연구함에 따라, 커피가 단순히 아침 기분을 좋게 하는 음료를 넘어서 간 건강을 보호하는 역할을 할 수 있다는 새로운 가능성이 드러날 것으로 보인다.
- IT/바이오
2023-11-30
아열대 채소 오크라, 콜레스테롤 수치 감소 효과

과일을 먹으면 혈중 지방과 설탕 수치가 모두 낮아진다는 연구 결과가 있다. 콜레스테롤은 혈액에서 발견되는 천연 지방 물질로, 신체에는 일정량의 콜레스테롤이 필요하다. 과도하게 높은 콜레스테롤 수치는 심장마비나 뇌졸중 등 합병증의 위험을 증가시킨다. 영국 매체 익스프레스(express)에 따르면, 콜레스테롤이 혈관에 축적되어 혈류를 방해하면 심장마비나 뇌졸중의 위험이 증가한다고 한다. 콜레스테롤 수치가 높아지는 원인은 다양하며, 이에는 유전적 요인뿐만 아니라 부적절한 식습관, 운동 부족, 흡연, 음주와 같은 생활 습관이 포함된다. 다행히 식단 변화를 통해 높은 콜레스테롤 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 가공육, 치즈, 버터, 케이크 등 지방 함량이 높은 음식, 특히 포화 지방의 섭취를 줄이는 것을 포함한다. 영국국민보건서비스(NHS)는 콜레스테롤을 낮추는 데 과일과 채소 섭취를 늘리는 것이 도움이 된다고 권장한다. 케미스트 클릭 온라인 파머시(Chemist Click Online Pharmacy)의 약사 아바스 카나니(Abbas Kanani)는 오크라(okra)가 콜레스테롤 수치가 높은 사람들에게 유익할 수 있다고 말했다. 아프리카가 원산지로 알려져 있는 오크라는 조리해서 먹는 아열대 채소다. 아바스는 "일부 연구에 따르면 레이디스 핑거라고도 알려진 오크라는 콜레스테롤 수치를 낮출 수 있는 역할을 할 수 있다"고 말했다. 그는 "오크라는 주로 수프와 스튜에 사용되며, 여기에 함유된 점액성 물질은 소화 과정에서 콜레스테롤과 결합하여 체외로 배출될 수 있다"고 설명했다. 쥐를 대상으로 한 연구에서는 고지방 식단에 오크라 분말을 첨가한 결과 혈중 콜레스테롤 수치가 감소한 것으로 나타났다. 아바스는 이 내용을 2014년에 저널 오브 뉴트리셔널 바이오케미스트리(Journal of Nutritional Biochemistry)에 게재된 연구를 참조하여 말했다. 이 연구에서는 비만 쥐에게 오크라를 섭취시킨 후 콜레스테롤 수치와 혈당 수치가 모두 감소한 것으로 관찰됐다. 아바스는 "이 결과는 오크라가 고혈당증(고혈당) 및 고중성지방혈증(혈중 지방 수치가 높은 상태)을 위한 식이요법으로 유용할 수 있음을 시사한다는 결론을 얻었다"고 말했다. 오크라는 다양한 중요한 비타민이 풍부하게 함유되어 있다. 아바스 카나니는 "오크라에는 비타민 A와 C가 풍부할 뿐 아니라, 당뇨병, 뇌졸중, 심장병 등 심각한 건강 질환의 위험을 줄이는 데 도움이 되는 항산화제가 풍부하다"고 말했다. 그러나 그는 "특히 당뇨병 환자들은 식단에 오크라를 추가할 때 주의해야 한다. 오크라가 제2형 당뇨병 치료에 자주 사용되는 약물인 메트포르민의 효과를 방해할 수도 있기 때문이다"라고 경고했다. 또한, 하버드 의과대학에서는 오크라를 저밀도 지질단백질, 즉 ‘나쁜’ 콜레스테롤을 낮출 수 있는 11가지 식품 중 하나로 추천했다. 이는 오크라가 저칼로리이면서 수용성 섬유질이 풍부하기 때문에, 콜레스테롤 수치 관리에 효과적일 수 있다는 것을 의미한다. 콜레스테롤 수치를 정확히 파악하는 유일한 방법은 테스트를 통해 수치를 확인하는 것이다. 콜레스테롤 수치에 대한 걱정이 있다면, 즉시 의사와 상담하는 것이 좋다. 올해 국제학술지 '영양학진보(Advances in Nutrition)'에 게재된 연구에 따르면, 음식을 통해 총 콜레스테롤 수치를 낮추는 가장 효과적인 방법 중 하나는 매일 15g의 '수용성' 식이섬유를 섭취하는 것이다. 수용성 식이섬유는 미역, 다시마와 같은 해초류나 푸룬(Prune·서양 건자두) 등에서 풍부하게 발견된다. 수용성 식이섬유는 콜레스테롤이 혈액에 침투하는 것을 방지하는 데 도움이 되는 반면, 불용성 식이섬유는 혈관 내 콜레스테롤을 '제거하는' 역할을 한다. 일반적으로 하루에 권장되는 식이섬유 섭취량은 약 25~30g이다. 미국 농무부(USDA)의 식품 데이터를 살펴보면, 식이섬유가 풍부한 대표 식품들의 100g당 함유량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 치아씨드는 100g당 약 34g의 식이섬유를 함유하고 있어 '높은' 수준으로 평가된다. 과일 중에서는 푸룬이 대표적이며, 푸룬에는 6.1g의 식이섬유가 들어 있어 사과(2.4g)보다 더 많은 양을 포함하고 있다. 견과류 중에서는 아몬드가 12g의 식이섬유를 함유하고 있으며, 채소 중에서는 당근(100g당 2.8g)과 양배추(2.5g)가 상대적으로 높은 식이섬유 함량을 가지고 있다.
- 생활경제
2023-11-30
EU, 아마존-아이로봇 인수합병에 반독점 등 우려 제기

유럽연합(EU)은 아마존이 청소 로봇 제조업체 아이로봇(iRobot)을 인수하는 계획에 대해 경쟁 제한 등 우려를 제기하며 이의신청서를 발송했다고 미국 기술 전문매체 더 버지(The Verge)가 28일(현지시간) 보도했다. EU 집행위원회는 이날 보도자료에서 "아마존의 아이로봇 인수는 로봇 청소기 시장에서의 경쟁을 제한할 수 있다"며 예비 검토 결과를 밝혔다. EU는 사전 조사를 바탕으로 반독점 및 반경쟁 우려가 있다고 판단됨에 따라 조사에 착수한 지 약 4개월 만에 이같이 발표했다. 집행위는 "이번 인수가 로봇 청소기 제조 분야에서 경쟁을 제한할 수 있는 가능성이 있으며, 아마존이 전자상거래 플랫폼으로서의 입지를 더욱 강화할 수 있다"고 밝혔다. 이 발언은 최근 이루어진 인수 거래가 특정 시장에서 경쟁력을 저해하고, 아마존과 같은 대형 플랫폼의 시장 지배력을 더욱 강화할 수 있다는 우려를 반영하는 것으로 풀이된다. 아마존은 2022년 8월 17억 달러(약 2조 2015억원) 규모의 룸바(Roomba) 제조사 아이로봇 인수 계획을 발표했다. 이 인수 계획은 이후 규제 감시를 받아왔으며, 유럽연합은 2023년 7월 조사를 시작했다. 영국 규제기관은 거래를 검토했지만 6월에 승인했다. 미국 연방무역위원회(FTC)는 2022년 9월 아마존과 아이로봇에 거래에 대한 정보를 요청했다. 더 버지는 EU 집행위원회의 이의신청서는 다소 놀라운 결론이었다며 지난주 로이터는 이 거래가 무조건 승인될 것으로 보도했다고 전했다. EU 집행위원회는 이의신청서에서 또한 아마존이 라이벌 로봇 청소기를 아마존 마켓플레이스에서 목록에서 제거하거나 가시성을 줄이는 등의 방식으로 아이로봇의 경쟁자들을 압박할 수 있는 "능력과 인센티브"를 가지고 있다고 밝혔다. 아마존은 이제 이의신청서에 답변하고 구두 심문을 요청할 수 있다. 집행위원회는 2024년 2월 14일까지 이 거래에 대한 최종 결정을 내릴 예정이다. 아마존 대변인 알렉산드라 밀러는 더 버지에 보낸 성명서에서 "우리는 계속해서 유럽연합 집행위원회와 협력하고 있으며 현재 단계에서 제기된 질문과 우려 사항을 해결하는 데 중점을 두고 있다"고 밝혔다. 밀러는 "다른 진공 청소기 공급업체와 치열한 경쟁을 벌이는 아이로봇은 실용적이고 창의적인 제품을 제공한다. 아마존은 아이로봇과 같은 회사에 혁신을 가속화하고 중요한 기능에 투자하면서 소비자 가격을 낮출 수 있는 자원을 제공할 수 있다고 믿는다"고 덧붙였다.
- 산업
2023-11-29
박테리아, 암세포 DNA 파괴 화합물의 합성 과정 밝혀내

미국 플로리다주 주피터에 위치한 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소의 연구팀이 암을 포함한 인간의 질병과의 싸움에 도움이 될 수 있는 새로운 효소를 발견했다고 과학 전문매체 싸이테크데일리가 최근 보도했다. 연구팀이 발견한 '보조 인자 없는 산소 분해 효소'는 박테리아에서 유래되며, 공기 중의 산소를 획득해 화합물에 통합하는 독특한 특성을 보인다. 이러한 과정을 통해 유기체는 방어 물질을 합성하고, 감염이나 침입자에 대항하는 생존적 장점을 갖게 된다. 연구팀에 따르면, 발견된 보조 인자 없는 산소 분해 효소인 TnmJ와 TnmK2는 항생제 및 항암 화합물인 티안시마이신 A의 효능에 대한 의문을 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 연구원 춘귀(Chun Gui)와 에드워드 칼크루터(Edward Kalkreuter)는 이러한 발견이 암 치료 및 항생제 개발에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다고 전했다. 2016년 처음 발견된 티안시마이신 A는 암세포의 DNA를 끊어 죽이는 효과가 있는 화합물로 바이러스나 다른 세균을 죽이는 데에도 효과적이다. 현재 암 표적 항체 치료제 개발에 중요한 요소로 주목받고 있으며, 이 치료제는 항체와 약물을 결합해 암세포에 결합한 후 약물을 방출하여 암세포를 제거한다. 티안시마이신 A는 종양 크기를 크게 줄이는 효과를 나타내며, 쥐를 대상으로 한 실험에서 암 치료제로의 개발 가능성을 시사했다. 이 화합물은 토양에 서식하는 박테리아에서 발견되었으며, 세 개의 탄소-탄소 결합을 끊어 DNA를 손상시키고 탄소-산소로 결합으로 대체하여 DNA를 파괴해 암세포를 파괴할 수 있게 했다. 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소는 천연 제품 컬렉션에서 발견된 다양한 화합물을 연구하고 있으며, 이를 통해 화학적 다양성이 진화한 이유와 그 유용성에 대한 탐구를 진행하고 있다. 이는 앞으로 더 많은 혁신적인 발견을 기대할 수 있게 하는 연구 분야로 주목받고 있다. 세계 최대의 미생물 천연 컬렉션 중 하나인 이 연구소의 천연물 발견 센터를 이끄는 벤 센 박사는 "신약 발견의 역사에 대한 박테리아 화학물질의 기여는 놀랍다"고 말했다. 센 박사는 "시중에 판매되는 FDA 승인 항생제 및 항암제의 거의 절반이 천연 제품이거나 천연 제품이라는 사실을 아는 사람은 거의 없다"고 말했다. 그는 "자연은 이러한 복잡한 천연 제품을 만드는 최고의 화학자다. 우리는 매혹적인 화학과 효소학을 이해하기 위해 현대 게놈 기술과 계산 도구를 적용하고 있으며 이는 전례 없는 속도로 발전하고 있다. 이 효소는 최근의 흥미로운 사례다"라고 설명했다.
- IT/바이오
2023-11-27
전기차 배터리 니켈 기반 음극, 충전 수명 연장 길 열렸다

전기자동차(EV) 배터리의 수명을 연장하고 안전한 배터리를 만들 수 있는 새로운 기준이 제시됐다. 현재 전기차 배터리 시장에서 리튬이온 배터리가 가장 널리 사용되고 있지만, 화재 위험과 비싼 비용 문제로 어려움을 겪고 있는 상황이다. 최근 이 분야의 연구가 진전을 보이고 있다. 야후 뉴스에 따르면, 텍사스 대학교(UT) 오스틴캠퍼스 연구팀은 전기자동차용 배터리에서 사용되는 니켈 기반 음극의 균열 원인을 확인했다고 보도했다. 이 발견은 배터리의 충전 수명을 연장하고 더 안전한 배터리를 제작하는 데 중요한 발전으로 평가된다. 니켈 기반 음극은 배터리의 주요 부품 중 하나로, 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면, 사이클 수명에 대한 의문이 있지만 높은 용량과 밀도를 제공하는 것으로 알려져 있다. 전기자동차 배터리의 수명을 단축시키는 음극 균열 문제는 오랜 기간 사용으로 인한 마모로 인해 발생하는 것으로 여겨져 왔다. 이 문제는 대부분의 업계 전문가들에 의해 '필연적'인 현상으로 인식되어 왔다. 그러나 UT 연구팀은 이러한 균열이 전해질과 음극 사이의 반응과 더 밀접한 관련이 있다는 새로운 발견을 했다. 이 발견은 파워 팩의 유용성을 확장하고, 더 나은 화학적 구성을 가진 배터리를 개발하는 데 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 보인다. 연구팀의 책임자 아루무감 만티람(Arumugam Manthiram)은 "이 분야의 전반적인 이해에 오류가 있었으며, 우리는 이러한 오해를 바로잡고 전해질에 더 많은 주목을 기울여야 함을 보여주고 싶다"고 말했다. 이러한 연구 결과는 배터리의 안전성을 향상시키고, 이미 성장하고 있는 전기자동차 부문의 확장에 기여할 수 있는 새로운 검사 방법과 업계 노력의 일부로서 중요한 의미를 가진다. 리튬 이온 배터리에서 충전 및 방전 과정 중에 리튬 이온은 양극과 음극 사이를 오가며 이동한다. 미국 에너지부에 따르면, 이 이온들은 전해질이라고 불리는 용액(액체 또는 고체 형태일 수 있음)을 통해 이동한다. UT 연구팀이 최근에 발견한 문제의 핵심은 바로 이 전해질과 관련된 것이다. 연구팀 책임자 아루무감 만티람은 실험실 보고서에서 "전해질이 음극 표면과 반응하여 균열 형성을 증가시킨다는 사실을 발견했다"고 밝혔다. UT 팀은 배터리 작동 중에 가역적인 균열이 발생한다고 보고했는데, 이 보고서에 따르면 전해질은 이러한 균열로 침투하여 음극에서 산소를 제거하고 균열을 고정시킨다. 배터리 전문가들은 리튬 이온 배터리에서 발생하는 문제를 이해하기 쉽게 설명하기 위해 이 과정을 강둑이 침식되는 강에 비유했다. 이들의 견해에 따르면, 전해질이 음극 표면에 미치는 영향이 배터리 열화의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이번 발견을 통해, 연구팀은 이제 더 많은 배터리 전문가들이 균열 문제 해결을 위해 전해질과 음극 간의 상호작용에 초점을 맞추기를 기대하고 있다. 실제로, 새로운 양극재를 개발하는 것보다 기존 양극재의 문제를 해결하는 것이 더 효과적일 수 있다는 의견이 제시됐다. 또한, 전 세계의 연구소에서는 최적의 배터리 성능을 달성하기 위해 다양한 금속 혼합을 탐구하고 있다. 이러한 연구에는 철이나 공기와 같은 일반적인 요소들도 포함되어 있으며, 이는 전기자동차 배터리의 성능과 안정성 향상을 위한 중요한 연구 분야로 자리잡고 있다. UT 연구원인 스티븐 리(Steven Lee)는 전해질 사용의 개선이 배터리 수명 연장에 중요한 역할을 할 수 있다고 강조했다. 리는 "상업적인 측면에서 보면, 입증되지 않은 이국적인 구조 수정 방법에 의존하는 것보다 더 나은 전해질을 사용하는 것이 훨씬 더 확장성이 뛰어나다"고 밝혔다. 그는 이어 "우리의 접근법은 배터리 수명을 연장하기 위한 더 쉬운 해법을 제공할 수 있는 새로운 관점으로 배터리 커뮤니티를 교육하는 것"이라고 덧붙였다. 한편, 전문가들은 전기차 사용의 증가와 함께 배터리 안정성이 중요한 경쟁 요소가 될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라, 한국은 2023년 9월 여의도 전경련회관 콘퍼런스센터에서 전기차 및 에너지저장시스템(ESS) 화재의 원인 분석과 예방, 진압에 관한 기술 세미나를 개최했다. 전기차 화재의 주요 원인으로는 노화에 따른 성능 저하, 주행 중 배터리의 충격 및 손상 등이 꼽힌다. 대부분의 전기차 화재는 충전 완료 후 2시간에서 5시간 사이에 발생하는데, 특히 셀 간 전압 차를 조정하는 셀밸런싱 과정에서 문제가 발생할 가능성이 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전기차 충전 기술 기업 차지인의 최영석 대표는 "전기차를 장기간 사용할 경우 화재 발생 위험이 있으므로 노화되고 손상된 배터리를 식별하는 기술이 필요하다"고 강조했다.
- 산업
2023-11-25
구글 등 빅테크기업, EU에 "AI 기반 모델 과도 규제" 경고

구글과 애플 등 빅테크 기업과 관련 단체들은 유럽연합(EU)이 마련 중인 인공지능(AI) 규제 법안에서 오픈AI의 챗GPT 등 AI 기반 모델을 과도하게 규제하면 관련 초기 스타트업 생태계를 소멸시키거나 이들을 유럽에서 몰아내는 결과를 초래할 것이라고 경고했다. 23일(현지시간) 연합뉴스가 전한 로이터통신에 따르면 에어버스, 애플, 에릭슨, 구글, SAP 등이 회원사인 유럽 IT(정보통신)업계 연합체인 '디지털유럽(DigitalEurope)'은 자체 사이트에 게재한 공동 서한을 통해 "유럽이 글로벌 디지털 강국이 되기 위해서는 기반 모델과 범용AI(GPAI)를 활용해 혁신을 주도할 수 있는 기업이 필요하다"고 주장했다. 디지털유럽은 또 "유럽의 디지털 산업 대표자로서 우리는 기초 모델에서 엄청난 기회를 발견하고 이 분야에서 새로운 혁신적인 플레이어가 등장하고 있으며 이들 중 다수는 이곳 유럽에서 태어났다"면서 "규모가 커질 기회를 갖기 전에 규제하거나 강제로 떠나도록 해서는 안 된다"고 강조했다. 이는 EU 회원국들과 의회가 관련 규제 법안에 대한 협상이 막바지에 접어들고 있는 가운데 나왔다. 디지털유럽은 "AI법이 협상의 마지막 주에 가까워지면서 두 가지 걸림돌이 남아있다"면서 "첫째, 기초 모델과 범용 인공 지능(GPAI)을 처리하는 방법이며 둘째, 기존 부문별 법률과의 불일치 위험이 있는 유럽 기업의 8%만이 AI를 사용하고 있다"고 주장했다. 이는 위원회의 2030년 목표인 75%와는 거리가 먼 수치라는 설명이다. AI 기반 모델이란 오픈AI의 챗GPT처럼 대규모 데이터를 학습했을 뿐 아니라 새 데이터에 대한 학습 능력을 갖춤으로써 다양한 작업을 수행할 수 있는 AI 시스템을 말한다. 그러면서 이 연합체는 "AI법이 모든 신기술을 규제할 필요는 없으며, 우리는 특정 기술이 아닌 고위험 용도에 초점을 맞춘 규제의 원래 범위를 강력히 지지한다"고 밝혔다. 유럽 내 32개 디지털 협회도 디지털유럽의 공동 서한에 서명했다. 이들은 전 세계 AI 유니콘(기업가치 10억 달러 이상 비상장 스타트업)의 3%만이 유럽연합에서 나왔다고 지적하고, 규제 범위에서 AI 기반 모델의 투명성 요건을 제한하자는 프랑스와 독일, 이탈리아 공동 제안에 대한 지지 의사를 표명했다. 또한 "유럽의 주요 부문은 현재 초안의 규제 영역이 광범위해서 이미 강력하게 규제되고 있으므로 의료기기 규정과 같은 기존 부문별 법률과의 중복 및 충돌을 명확히 하고 제거하는 것이 필수적"이라고 강조했다. 이들은 또 이 규제를 통해 저작권 문제를 해결해야 한다는 창작업계의 요구도 반대하면서 "EU의 포괄적인 저작권 보호 체계와 집행 프레임워크에는 이미 AI 관련 저작권 문제들을 다루는 조항이 포함돼 있다"고 주장했다. 한편, 디지털유럽은 국제 비영리 협회로 운영되며 유럽 전역의 디지털 혁신 산업의 이익을 옹호하는 데 중추적인 역할을 담당하고 있다. 이 조직에는 유럽 전역의 41개 국가 무역 협회와 디지털 기술 분야의 글로벌 리더로 인정받는 102개 기업이 회원사로 참여하고 있다. 이 단체 회원은 유럽에서 사업을 운영하고 투자하는 4만5000개 이상의 기업을 대표하며, 업계 내에서 광범위한 조직에 영향력을 미친다.
- IT/바이오
2023-11-24
호주 기업, 수소 없이도 700°C 열과 전기 생산 기술 특허

기업 활동 중 발생하는 이산화탄소를 최소화하고, 불가피하게 발생하는 이산화탄소에 대해서는 탄소 배출권을 구매하여 실질적인 탄소 배출량을 '0'으로 만드는 '탄소제로' 전략이 주목받고 있다. 이제는 석유 자원이 풍부한 국가들도 이러한 탄소제로 움직임에 동참하며 청정에너지 개발에 적극적으로 나서고 있다. 미국의 경제 전문 매체 포브스는 텍사스주가 세계에서 두 번째로 석유 자원이 풍부함에도 불구하고 호주로부터 수소열 에너지를 도입하려는 배경을 최근 분석했다. 포브스에 따르면, 텍사스주는 기존의 석유나 천연가스 대신 탄소 배출이 적은 청정 에너지 소스에 주목하고 있다. 특히 수소는 청정 에너지로 분류되며, 자동차 엔진에서 연소되거나 전기로 변환될 때 탄소를 배출하지 않는다. 하지만, 높은 온도에서는 산화질소나 질소산화물을 방출할 수 있다. 수소의 생산 방식에 따라 그 환경적 영향이 달라질 수 있다. 메탄을 사용해 제조되는 청색 수소는 비용이 저렴하지만 환경적으로 깨끗하다고 볼 수 없다. 반면, 물을 전기분해하여 만드는 녹색 수소는 비용이 더 들지만 환경에 더 친화적이다. 호주 기업, 뉴멕시코주에 신규 공장 건설 뉴멕시코주는 연소 과정 없이 수소를 열 에너지로 전환하는 새로운 기술을 보유하고 있어, 호주로부터의 수소 도입을 통해 이를 열 에너지로 변환하고자 한다. 이 기술은 중공업에서 바로 사용하거나 거의 모든 전기 응용 분야에서 전기로 변환할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 특히, 연소 과정이 없다는 점은 석탄을 태워 열을 생성하고 전기를 생산하는 전통적인 발전소의 복잡한 기계적 단계를 건너뛸 수 있음을 의미한다. 이러한 접근은 나쁜 탄소 배출을 크게 줄일 수 있는 방법으로, 환경 보호와 지속 가능한 에너지 사용을 위한 중요한 전략 중 하나이다. 호주에 본사를 둔 스타 사이언티픽(Star Scientific)은 2024년 뉴멕시코주 앨버커키에서 새로운 공장 건설을 시작할 계획이라고 발표했다. 이 프로젝트에는 약 1억 달러(약 1297억원)가 투자될 예정이며, 공장은 최대 50에이커 규모의 부지에 10개의 건물로 구성될 예정이다. 이 공장은 연구부터 관리까지 다양한 부서를 아우르며 약 200명의 직원을 고용할 것으로 기대된다. 이번 투자는 뉴멕시코주의 미셸 루잔-그리샴(Michelle Lujan-Grisham) 주지사와 스타 사이언티픽의 글로벌 그룹 회장인 앤드류 호바스(Andrew Horvath)가 지난달 시드니에서 만난 자리에서 발표됐다. 실험 시연서 713°C까지 치솟아 이 회사는 핵융합 연구 중에 흥미로운 발견을 했다. 수소 가스와 산소 가스가 결합하여 물을 형성하도록 촉진하는 동시에 반응에서 상당한 양의 열을 방출하는 새로운 촉매를 발견했다. 이 과정은 물리학이 아닌 화학 반응에 속하며, 두 개의 수소 원자가 헬륨으로 융합되어 핵 에너지를 방출하는 과정과 유사하다. 이러한 원리는 수소 폭탄의 작동 원리를 연상시킨다. 실험실에서 수행된 시연에서는 수소와 산소 유입 파이프를 사용했다. 이 실험에서 온도는 단 몇 분 만에 713°C까지 급상승했으며, 촉매가 뜨거워지며 주황색으로 변하는 현상이 관찰됐다. 이러한 높은 온도는 연소 과정 없이도 일부 산업 공정에 필요한 열을 제공할 수 있어 공정을 단순화하는 데 기여할 수 있다. 이 촉매는 회사의 비밀로 유지되고 있으며, 이미 특허를 받았다. 이 과정은 '헤로(HERO, Hydrogen Energy Release Optimiser)'라고 명명되었으며, 이는 '수소 에너지 방출 최적화'라는 의미를 담고 있다. 이 새로운 기술을 사용하면 집과 사무실의 난방에 최대 700°C까지 필요한 온도를 조절할 수 있다. 또한, 이 과정을 통해 물을 가열하여 증기를 만들고, 그 증기로 터빈을 구동하여 전기를 생산할 수도 있다. 이러한 과정은 석탄 화력 발전소에서 일어나는 과정과 유사하지만, 석탄 연소로 인한 무거운 탄소 배출이 없다는 점에서 차이가 있다. 스타 사이언티픽에 따르면, 기존 발전소에서 석탄 연소 보일러를 이들의 HERO 공정으로 교체하면 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다. 만약 유입되는 수소가 그린수소라면, 전 과정에서 탄소 배출이 전혀 발생하지 않는다. 하지만, 물을 수소와 산소로 전기분해하는 과정은 상당한 에너지를 소모하는 비효율적인 방법일 수 있다. 청색 수소를 사용하는 경우, HERO의 전체 수명에 대한 이점은 명확하지 않다. 이는 청색 수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소가 탄소 포집 및 저장(CCS)을 통해 시스템에서 제거되어야 하기 때문이다. 이러한 점들을 고려할 때, HERO 기술의 환경적 이점은 사용되는 수소의 종류에 크게 의존한다고 볼 수 있다. HERO, 수소 연료전지와 장점 공유돼야 수소 연료 전지는 양극과 음극을 갖추고 있으며, 배터리의 작동 원리와 유사한 방식으로 전기를 생산한다. 이 시스템은 고가의 백금 촉매를 사용하는 것이 일반적이다. 연료 전지는 전기와 열을 동시에 생산하지만, 대부분의 경우 열은 크게 활용되지 않는다. HERO는 특히 전력 공급이 작은 것으로 알려진 부문(약 9%)에서 이점을 가져야 한다. 리스타드 에너지(Rystad Energy)의 분석에 따르면, 산업 연소라 불리는 분야(15%)는 전기화를 통해 해결할 수 있으며, 이는 배터리를 사용하는 것이 가능하다. 연료 전지와 HERO는 이러한 분야에서 기회를 포착해야 한다. 연료 전지의 에너지 변환 효율은 약 65%로, 석탄 화력 발전소의 34%와 비교했을 때 상대적으로 높은 편이다. HERO의 효율성은 특정 애플리케이션에서 매우 중요하며, 성능, 비용과 내구성이 입증되면, 운송, 상업 및 주거용 건물의 난방, 가역 그리드 시스템 등 다양한 분야에서 전력이나 열을 공급하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 스타 사이언티픽은 HERO에 대해 매우 낙관적이며, 이 기술이 시멘트 공장과 같은 산업 공정에서 필요한 열을 충분히 발생시킬 수 있으며, 장거리 운송이나 화석 연료를 사용하는 중공업 공정과 같이 탈탄소화하기 어려운 부문에서도 유용하게 적용될 수 있다고 강조하고 있다. 이는 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있는 혁신으로 평가받고 있다. 뉴멕시코주 주지사 사무실에 따르면 호주의 스타 사이언티픽은 올해 뉴멕시코주에 성공적으로 유치된 싱가포르, 대만, 독일 기업들에 이어 가장 최근에 합류한 국제 기업이다. 제임스 케네이(James Kenney) 뉴멕시코 환경부 장관은 “회사는 수소에 대한 주지사의 낙관적인 접근 방식과 기후 변화 대응에 대한 우리 주의 낙관적인 접근 방식에 매료됐다“고 말했다. 바이오테크, 혁신적인 수소 생산 스타 사이언티픽은 뉴멕시코주에 기반을 둔 수소를 생산하고 판매하는 바이오테크(BayoTech)의 혁신적인 방식에 깊은 인상을 받은 것으로 전해졌다. 바이오테크는 화학 공장 및 정유소에 수소를 공급하는 기존의 대규모 중앙 집중식 공장들보다 더 저렴하고 탄소 배출량이 적은 수소를 생산한다. 이 회사는 깨끗한 천연가스 또는 바이오메탄 소스를 원료로 사용하여 수소를 제조하고 있다. 바이오테크는 지난 11월 2일 미주리주 웬츠빌에 새 수소 허브를 완공했다고 밝혔다. 이 허브는 연간 350톤의 수소를 생산할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 이 수소는 연료전지와 산업 공정에 사용될 예정이다. 또 바이오테크는 니콜라(Nikola) 수소 연료 전지로 구동되는 전기 세미 트럭과 뉴 플라이어(New Flyer) 연료전지 버스를 시연했다. 아울러 니콜라와의 파트너십을 통해 니콜라 연료전지 트럭 50대를 구매할 계획을 발표했다. 이러한 발전은 수소 에너지와 관련된 기술의 발전뿐만 아니라, 수소 기반 교통 수단의 상업적 활용 가능성을 더욱 확장시키는 중요한 진전을 나타낸다. 바이오테크의 이번 발표와 계획은 미래의 친환경 교통 수단에 대한 투자와 연구의 중요성을 강조하며, 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 지역 사회와 산업계의 관심을 끌고 있다.
- 산업
2023-11-21
나사, 최신 우주 망원경으로 4억5천만 개 은하 조사...우주지도 작성 목표

미국 항공우주국(NASA)의 새로운 우주 탐사 프로젝트인 SPHEREx 망원경이 우주 지도 작성을 위한 중요 단계에 진입했다고 과학 전문 매체 사이테크데일리가 15일(현지시간) 보도했다. 사이테크데일리에 따르면, SPHEREx는 지금까지 볼 수 없었던 방식으로 우주의 지도를 작성할 계획이며, 현재 지구 궤도에 도착해 전체 하늘의 지도를 그릴 준비를 하고 있다. '우주의 역사, 재이온화 시대 및 빙결체 탐사를 위한 분광-광도계(Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer)'로 알려진 SPHEREx는 약 2.6미터(8.5피트) 높이와 3.2미터(10.5피트) 너비의 독특한 형태를 가진 망원경이다. 이 우주 망원경의 특이한 외형은 원뿔 모양의 광자 차폐막으로 만들어졌으며, 남부 캘리포니아에 위치한 NASA 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)의 클린룸에서 조립 중이다. 차폐막의 구조와 기능 나사의 SPHEREx 망원경은 태양과 지구로부터 오는 빛과 열을 차단하기 위해 세 개의 중첩된 원뿔 모양의 차폐막으로 둘러싸여 있다. 이 차폐막들은 각각 다른 크기의 원뿔 안에 위치새 망원경을 효과적으로 보호한다. SPHEREx는 하늘의 모든 영역을 스캔하여 매년 두 장의 상세한 천체 지도를 완성할 예정이다. JPL의 사라 수스카 뷔페이로드 관리자 겸 시스템 엔지니어는 "SPHEREx는 매우 빠른 속도로 하늘을 스캔해야 하기 때문에 높은 기동성이 요구된다"고 밝혔다. 그는 "차폐막은 보기에는 무겁게 보일 수 있지만 실제로는 매우 가볍고 여러 층의 재료로 구성되어 있다. 외부는 알루미늄 시트로, 내부는 알루미늄 벌집 구조로 되어 있어 가볍지만 견고하다"고 설명했다. 세부적인 미션 목표 2025년 4월까지 발사 예정인 SPHEREx는 과학자들이 생명에 필요한 주요 성분, 특히 물의 기원에 대한 더 깊은 이해를 제공할 것으로 기대된다. 이를 위해 SPHEREx 미션은 새로운 별이 탄생하고 행성이 형성되는 곳인 성간 가스와 먼지 구름 속의 물 얼음의 분포를 측정할 예정이다. 또한 우주 은하들이 내뿜는 빛의 양을 분석하여 은하의 역사를 연구할 계획이다. 이러한 관측을 통해 은하들이 언제 형성되기 시작했으며, 시간이 지남에 따라 그 형성 과정이 어떻게 변화했는지를 밝혀낼 수 있을 것이다. 또한, 수백만 은하의 위치를 서로에 대해 매핑함으로써, SPHEREx는 빅뱅 직후의 우주의 급격한 팽창, 또는 인플레이션이 어떻게 일어났는지에 대한 새로운 단서를 찾아 낼수 잇을 것으로 보인다. 냉각과 안정성 확보 SPHEREx는 적외선 광을 감지하여 다양한 임무를 수행할 예정이다. 적외선은 가시광선보다 긴 파장을 가지며 열 복사의 한 형태로도 알려져 있다. 모든 따뜻한 물체는 적외선을 방출하므로, 망원경 자체도 적외선을 생성할 수 있다. 이 적외선이 탐지기와 상호작용하면 문제가 될 수 있기 때문에, 망원경은 극도로 추운 상태인 섭씨 약 -210도(화씨 -350도) 이하로 유지되어야 한다. 망원경을 보호하는 외부 광자 차폐막은 태양과 지구로부터의 빛과 열을 차단하며, 각 뿔 사이의 공간은 열이 망원경 내부로 침투하는 것을 방지한다. 그러나 SPHEREx가 적절한 온도에 도달하도록 보장하기 위해서는 V-그루브 라디에이터라는 특별한 장치가 필요하다. 이 장치는 우산을 거꾸로 뒤집은 것처럼 생긴 세 개의 원뿔형 거울로 구성되어 있으며, 광자 차폐막 아래에 위치한다. 각 거울은 적외선 광을 우주로 튕겨내는 일련의 쐐기 모양으로 되어 있어, 실온의 우주선 버스에 위치한 컴퓨터와 전자 장치에서 발생하는 열을 제거하는 데 도움이 된다. JPL의 콘스탄틴 페나넨 페이로드 매니저 "우리는 SPHEREx가 얼마나 차가운지뿐만 아니라 온도가 일정하게 유지되는지도 중요하게 생각한다"라고 말했다. 그는 "온도가 변하면 감지기의 감도가 달라져 잘못된 신호로 해석될 수 있다"고 설명했다. 하늘을 관측하는 창 SPHEREx의 주요 구성요소인 망원경은 3개의 거울과 6개의 감지기를 통해 멀리 떨어진 광원으로부터 적외선을 수집한다. 이 망원경은 광자 차폐막이 제공하는 보호 범위 내에서 가능한 한 넓은 하늘 영역을 관측할 수 있도록 설계된 기울기 조절 받침대에 장착되어 있다. 콜로라도주 볼더의 볼 에어로스페이스에서 제작된 이 망원경은 지난 5월 캘리포니아주 패서디나의 칼텍(Caltech, 캘리포니아 공과대학교)에 도착해, 검출기 및 V-그루브 라디에이터와 통합됐다. JPL의 엔지니어들은 로켓 발사 시 견뎌야 할 진동 모사 테스트를 위해 진동 테이블에 망원경을 부착했다. 진동 테스트 후, 망원경은 다시 칼텍으로 이송되어 과학자들이 거울의 초점이 여전히 정확하게 맞춰져 있는지 확인할 수 있었다. SPHEREx의 적외선 '탐색 능력' SPHEREx 망원경 내부의 거울은 멀리 떨어진 물체로부터 빛을 모으는 역할을 하지만, 실제로 적외선 파장을 감지하는 것은 '검출기'다. 태양과 같은 별들은 전체 가시광선 범위의 빛을 방출한다. 이 빛은 프리즘을 통해 구성 파장, 즉 무지개 색상으로 분리될 수 있는데, 이를 분광학이라고 한다. SPHEREx는 검출기에 장착된 필터를 이용해 분광학적 분석을 수행한다. 각 필터는 무지개 색상처럼 보이는 여러 개의 세그먼트로 구성되어 있어 특정 적외선 파장을 제외한 모든 파장을 차단한다. SPHEREx가 관측하는 모든 물체는 이 세그먼트별로 이미지화되며, 과학자들은 별이든 은하든 해당 물체가 방출하는 특정 적외선 파장을 확인할 수 있다. 이 망원경은 100개 이상의 다양한 고유 파장을 관측할 수 있다. 이러한 기능을 통해 SPHEREx는 이전에 없던 우주 지도를 작성할 계획이다.
- IT/바이오
2023-11-17
고에너지 레이저로 3D 프린팅 금속 미세 조정 기술 개발

고에너지 레이저로 3D 프린팅 금속을 미세조정하는 기술이 개발됐다. 금속 3D 프린터는 기본적으로 재료를 층층이 쌓아 올리는 일반적인 3D 프린터의 원리를 따른다. 이 과정에서 금속 분말(파우더)을 프린터 바닥에 얇게 펴 바르고, 제품의 형상에 맞게 해당 금속 분말 부위에 고출력, 고정밀 레이저를 적용한다. 레이저의 고열에 의해 금속 파우더가 미세 용융되면서 입자들이 결합한다. 이러한 과정에서 레이저로 금속을 미세 조정하는 기술이 최근 개발되어 주목 받고 있다. 미국 과학 전문 매체 뉴아틀라스(newatlas)는 영국 케임브리지 대학교가 주도하는 연구팀이 고에너지 레이저를 사용해 금속의 복잡한 형태를 손상시키지 않으면서 3D 프린팅 금속의 특성을 미세 조정하는 새로운 기술을 개발했다고 보도했다. 적층 인쇄나 3D 프린팅은 엔지니어링과 제조 분야에서 점점 더 중요한 도구로 자리 잡고 있지만, 여전히 해결해야 할 중요한 단점들이 있다. 이를 극복하기 위한 새로운 접근 방식이 필요하다. 3D 프린팅 금속은 일반적으로 금속 합금의 미세한 분말을 얇은 층으로 놓는 기계를 사용한다. 이 과정에서 디지털 모델에 따라 레이저 또는 전자빔으로 각 층을 녹이거나 소결(분말 입자들이 가열 등의 활성화 과정을 거쳐 하나의 덩어리로 되는 과정)하고, 새로운 층을 추가한다. 프린팅이 완료된 후에는 여분의 파우더를 제거하고 최종 제품을 완성한다. 이 방식을 통해 복잡한 형태를 빠르게 제작할 수 있지만, 금속 제품 제작에는 형태 외에도 고려해야 할 요소가 많다. 금속의 물리적, 화학적, 기계적 특성 간의 복잡한 상호작용이 중요한데, 이를 적절히 제어하지 못하면 최종 제품의 품질이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 3D 프린팅으로 제작한 칼은 전통적인 방식으로는 어려운 복잡한 곡선과 정교한 디자인을 구현할 수 있지만, 금속 자체의 특성을 고려하지 않으면 칼날이 쉽게 부러지거나 너무 부드러워질 수 있다. 이는 3D 프린팅의 복잡한 형태 제작에서 해결해야 할 주요 과제다. 금속 작업자들은 수천 년의 경험과 최근 과학의 발전을 바탕으로 금속의 특성을 효과적으로 제어할 수 있는 검증된 기술을 개발해왔다. 금속 가공의 과정에는 금속을 가열하고 두드려 그 결정 구조를 변화시키는 작업이 포함된다. 가열, 냉각, 단조(고체인 금속재료를 해머 등으로 두들기거나 압력을 가하는 기계적인 방법으로 일정한 모양으로 만드는 조작) 과정을 통해 조절함으로써, 금속 조각은 메스에서 I빔(I-Beams)에 이르기까지 다양한 용도에 적합한 구조로 미세 조정될 수 있다. 그러나 이러한 방식은 단순한 모양의 금속 물체에는 적용될 수 있지만, 복잡한 3D 프린팅된 형태에는 적용하기 어렵다. 용광로에 넣거나 망치로 두드리는 방법은 3D 프린팅의 목적에 부합하지 않기 때문이다. 이 문제를 해결하기 위해 싱가포르, 스위스, 핀란드, 호주의 연구원들로 구성된 케임브리지 대학 팀은 현장에서 금속의 특성을 변경하기 위해 레이저를 사용하는 방법을 적용하기로 했다. 이 아이디어의 핵심은 레이저를 사용해 스테인리스 스틸로 만들어진 완성된 물체의 특정 부분을 선택적으로 녹여 결정 구조를 변경하는 것이다. 이 방식을 통해 연구팀은 3D 인쇄된 금속의 취성(매우 적은 변경에도 파괴되는 경우, 이를 '깨지기 쉽다'고 하고 그 정도를 '취성'이라고 함) 문제를 해결하고 금속을 강화하는 데 성공했다. 레이저를 사용한 이러한 미세한 재가열 과정은 전통 금속 가공에서 망치로 쇠를 단련하는 것과 유사하다. 연구팀은 금속을 연마하는 전통적인 기술에 착안하여 3D 프린팅에서 유사한 결과를 얻기로 했다. 예를 들어, 고품질의 칼날을 만드는 전통적인 방법 중 하나는 강철과 철을 사용해 여러 번 용접하고 두드리는 것이다. 이 과정에서 두 금속이 정밀하게 층을 이루며 칼날이 형성된다. 이러한 방법을 통해 칼 대장장이는 칼날 전체의 특성뿐만 아니라 특정 부분의 특성도 제어할 수 있으며, 결과적으로 칼날의 중앙은 유연하고, 가장자리는 날카롭게 유지된다. 케임브리지 대학 연구팀은 레이저로 처리한 부위와 처리하지 않은 부위를 번갈아 가며 대장장이가 구사한 것과 흡사한 기술을 개발했다. 이 기법을 통해 그들은 제품의 최종 속성을 효과적으로 제어할 수 있었다. 케임브리지 공학부의 마테오 세이타(Matteo Seita) 박사는 "이 방법이 금속 3D 프린팅 비용을 줄이고, 결과적으로 금속 제조 산업의 지속 가능성을 향상시킬 수 있다고 생각한다"며 "가까운 미래에 용광로의 저온 처리 과정을 우회하여, 3D 프린팅 부품을 엔지니어링 분야에 사용하기 전에 필요한 단계를 더욱 줄일 수 있기를 바란다"고 말했다. 한편, 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(칼텍, Caltech) 연구팀은 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공했다. 칼텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있다. 또한 한국의 한국재료연구원은 용접기법을 사용하는 3D 프린팅 과정에서 용융금속의 부피를 제어하는 원천기술을 개발했다. 이를 통해 3차원 공간에서 금속을 자유롭고 연속적으로 프린팅할 수 있는 금속 3D 프린팅 펜 기술을 개발했다. 금속 3D 프린팅 펜 기술의 장점은 3차원 공간에서 용접토치가 움직이는 방향대로 금속을 연속적으로 적층 제조할 수 있다는 것이다. 기존 레이저 기반 금속 3D 프린팅과 비교할 때, 장비 구축 비용이 낮고 상용 용접재료를 사용해 빠르게 적층제조 할 수 있다. 또한 제조시간이 단축되고, 층간 경계가 없으며, 치밀한 미세조직을 형성해 우수한 기계적 성질을 갖는 제품을 만들 수 있다.
- 산업
2023-11-16
美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발

독감 바이러스보다 작고 내결함성이 크게 향상된 새로운 3D 프린팅 금속이 개발됐다. 현재의 3D 프린터는 완성된 모형의 품질이 기존 제품보다 떨어진다는 단점이 있었다. 과학기술 전문매체 톰스하드웨어(tom’s HARDWARE)는 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(캘텍, Caltech) 연구자들이 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공한 사례를 소개했다. 캘텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 방법으로 금속을 3D 프린팅하는 것이 좋은 이유는 무엇일까. 작은 규모의 재료 제조는 원자 수준에서 복잡한 미세 구조를 가지며, 이는 큰 금속 물체에서 심각한 결함을 일으킬 수 있다. 그러나 나노 규모에서는 상황이 달라진다. 완벽하고 결함이 없는 나노 기둥은 자체적인 접촉으로 인해 무너질 수 있지만, 결함이 많은 나노 기둥은 오히려 결함에 대한 내성이 크게 향상된다. 이번 연구 논문의 주 저자인 웬싱 창(Wenxin Zhang)에 따르면, 나노 구조물 내부의 기공은 전체 구조를 약화시키기보다는 결함을 거의 즉시 중단시킬 수 있다. 이는 무엇을 의미할까. 나노 규모에서 물리학의 법칙이 매우 독특해지며, 이 분야의 기술 발전에 따라 우리는 이러한 비정상적이고 모순적인 현상을 더 자주 목격하게 될 것이다. 더 중요한 것은, 이러한 발견이 나노 크기의 센서, 열 교환기 등과 같이 매우 유용한 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다는 점이다. 비록 기술적으로는 3D 프린팅의 일종이지만, 캘텍 연구소에서 사용되는 나노 스케일 재료의 특수 제작 과정은 소비자용 최고의 3D 프린터에서 구현하기는 거의 불가능할 것이다. 이 과정은 매우 복잡하며, 감광성 혼합물을 만드는 것부터 시작해, 이 혼합물을 레이저로 경화시키고, 니켈 이온이 함유된 용액을 주입하며, 물질을 굽고, 부품에서 화학적으로 산소 원자를 제거하는 단계를 포함한다. 3D 프린팅은 평면의 문자나 그림을 인쇄하는 것이 아니라, 입체적인 형태를 만들어내는 과정이다. 이 기술은 3차원 공간에 실제 사물을 생성하여 의료, 생활용품, 자동차 부품 등 다양한 물건을 제작할 수 있다. 3D 프린터에는 잉크 대신 플라스틱, 나일론, 금속과 같이 입체 도형을 만드는 데 사용되는 재료가 들어 있다. 이러한 재료를 활용하는 기술의 발전으로 이제는 고무, 종이, 콘크리트, 심지어 음식까지 다양한 재료를 이용한 3D 인쇄가 연구되고 있다. 한편, 한국의 정형외과용 임플란트 기업 오스테오닉이 자체 기술로 개발한 3D 프린팅 척추 임플란트 제품인 ‘지니아 3D 프린티드 케이지(ZINNIA 3D Printed Cage)’를 최근 출시했다. 이 제품은 인체 친화적인 티타늄 파우더로 3D 프린팅되어 척추 퇴행성 질환, 디스크 손상 또는 탈출 등의 치료에 사용되는 추간체 유합 보형재다. '지니아 3D 프린티드 케이지'는 인체 뼈의 해면골 구조를 모방한 다공성 설계로, 기존의 추간 유합 보형재와 달리 뼈 형성을 조기에 촉진하는 ‘생체 모방 다공성 스캐폴드’가 특징이다.
- 생활경제
2023-11-15
美 텍사스 주립대 "한의학, 심장마비 후 합병증 감소"

약 2년 전 심근경색으로 인한 갑작스러운 심장마비로 위독한 상황에 처했던 J씨(남·60대)는 2개월여의 치료 후 건강을 회복하고 퇴원했다. 그는 이후 한의원을 방문하여 체질 분석과 침술, 한약 치료를 받았고, 이러한 방법들이 자신에게 큰 도움이 되었다고 전했다. 최근 한의학이 심장마비, 뇌졸중, 사망 등의 심각한 합병증을 감소시키는 데 효과가 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 텍사스 주립대 사우스웨스턴 메디컬 센터(UT Southwestern Medical Center) 연구팀은 STEMI 후 주요 심장 및 뇌혈관 합병증의 위험을 감소시키는지 확인하기 위해 중국 전통 의학인 통심락캡슐(tongxinluo capsule, 通心絡膠囊)에 대한 최초의 서양식 임상 시험 중 하나를 수행했다. 미국 매체 뉴아틀라스(newatlas)는 한의학 치료 효과가 최대 1년까지 지속됐으며 이를 통해 한의학 치료법에 대해 더 연구하고 개선할 수 있는 길을 열었다고 평가했다. 해당 매체는 또한 ST분절 상승 급성심근경색증(STEMI)이 관상동맥의 완전 또는 거의 완전한 폐쇄로 인해 발생하는 가장 치명적인 심장마비 유형이라고 설명했다. STEMI는 몇 시간 내에 심장에 영구적인 손상을 일으킬 수 있으며, 추가적인 심장마비, 부정맥, 심부전, 뇌졸중의 위험을 증가시킨다고 알려져 있다. 이번 연구의 공동 저자 중 한 명인 에릭 피터슨(Eric Peterson)은 “현재 사용되는 많은 약물은 자연 요법이나 가정 요법 연구를 통해 처음으로 인식됐다”며 “우리는 이러한 장점을 가져온 전통 한의학의 정확한 활성 성분과 작용 메커니즘을 알지 못하지만, 이 치료법을 탐구하고 개선해야 한다는 점을 시사한다”고 말했다. '심장의 네트워크를 연다'는 뜻의 통심락캡슐은 중국에서 심장마비나 뇌졸중을 앓은 환자를 치료하는 전통적인 치료법으로 오랫동안 사용되어 왔다. 1996년 중국 국가식품의약국은 세포 및 동물 모델에서 유용한 결과를 바탕으로 협심증과 뇌졸중에 대한 통심락 캡슐 사용을 승인했다. 이 약은 인삼, 거머리, 전갈, 매미, 지네, 바퀴벌레, 백단향, 유향 등의 약초와 동물 추출물을 혼합한 것이다. 연구팀은 중국 내 124개 임상 센터에서 지난 2019~2020년 사이에 STEMI를 앓은 환자 3777명을 모집했다. 이들은 심장마비 발생 후 몇 시간 내에 관상동맥 혈전을 외과적 또는 화학적으로 제거해 치료를 받았다. 이후 1년 동안 아스피린과 같은 표준 치료법이나 베타 차단제와 같은 약물 외에도 환자의 절반이 무작위로 통심락캡슐을 투여받았다. 나머지 절반은 통심락캡슐과 모양, 냄새, 맛이 비슷한 위약을 복용했다. 연구진은 1년에 걸쳐 주요 부작용인 심장 사망, 반복적인 심장 공격, 뇌졸중 및 심장 혈류를 복원하기 위한 응급 수술을 결합한 주요 부정맥이 발생한 빈도를 추적했다. 그들은 30일째에 위약군에 비해 통심락캡슐을 복용한 환자의 주요심뇌혈관사건(MACCE)가 약 30% 더 낮다는 것을 발견했다. 임상 치료 후에도 효과는 1년 동안 지속됐다. 통심락캡슐을 복용한 환자들은 심장병 사망 위험이 25% 감소하는 등 MACCE의 개별 구성 요소에 대한 위험도 더 낮았으며, 통심락캡슐의 주요 부작용도 관찰되지 않았다. 이번 연구의 공동 저자 잉 시안(Ying Xian) 신경학과 종신 부교수는 "많은 약물이 전통 중국 의학이 보여준 만큼의 인상적인 효과를 얻지 못했다"라며 "통심락캡슐은 추가적인 연구를 통해 그 가치를 입증할 필요가 있다"고 말했다. 통심락캡슐에는 다양한 성분이 포함되어 있어, 추가 연구는 이 성분들 중 어떤 것이 심장 공격 후 합병증의 위험을 줄이는 데 기여하는지 밝히는 데 중점을 둘 것으로 예상된다. 전통 의학이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받기 위해서는 연구 결과가 다른 인구집단에서도 재현될 필요가 있다.
- 생활경제
2023-11-14
해양 플라스틱 쓰레기 수거 선박 '만타', 혁신 기술로 주목

최근 기후 변화와 해양 보호에 긍정적인 영향을 미치는 혁신적인 기술이 화제가 되고 있다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리가 소개한 해양 플라스틱 쓰레기 청소 선박인 '만타'가 그 주인공이다. 야후 파이낸스 보도에 따르면, 벤틀리는 자신의 동영상을 통해 해양 오염 방지 조직 '더 씨 클리너스'가 개발한 이 혁신적인 플라스틱 수거 선박 '만타'의 작동 방식에 대해 설명했다. 만타는 태양열과 풍력을 이용한 혼합 발전 시스템을 탑재하고 있다. 이 선박은 수거한 플라스틱을 연료로 재활용하는 폐기물-에너지 전환 장치를 통해 최대 20시간 동안 지속적인 운영이 가능하다. 만타는 매 시간 약 3톤의 쓰레기를 해양에서 제거할 수 있으며, 수거된 쓰레기는 플라스틱, 유리, 알루미늄 등으로 분류되어 육상에서 재활용된다. 또한, 만타는 대형 해양 오염 물질을 수거하기 위한 크레인과 얕은 해역에서 플라스틱 쓰레기를 수거하는 데 특화된 소형 선박을 갖추고 있어, 다양한 환경에서의 청소 작업이 가능하다. 플라스틱 오염은 물 공급원에 유해 화학 물질을 방출하고 해양 생물에게 위험한 미세 플라스틱을 축적시켜 해양 생태계에 심각한 피해를 준다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리의 만타 소개 동영상은 시청자들에게 큰 인상을 남겼다. 많은 사람들이 댓글을 통해 만타의 성능에 감탄하고 그 혁신성에 매료되었다고 밝혔다. 한 사용자는 "너무 멋진 기술이라 널리 알려야 한다"고 언급했고, 다른 사용자는 "정말 놀라운 발명"이라고 칭찬했다. 또 다른 사용자는 "이러한 긍정적인 메시지를 전하고, 사람들에게 희망과 미소를 선사해서 감사하다"고 댓글을 남겼다. 환경보호 단체 '더 씨 클리너스'에 따르면, 매년 전 세계적으로 약 3억 8000만 톤의 플라스틱이 생산되며, 이 중 절반은 일회용 제품이다. 플라스틱 폐기물 중 최대 32%가 자연 환경으로 유입되고 있는데, 특히 해양 환경이 큰 위험에 처해 있다. 매년 9톤에서 14톤 가량의 플라스틱이 바다로 유입되는 것으로 추정된다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박의 확대는 해양 플라스틱 오염을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 궁극적으로 플라스틱의 생산과 사용을 줄이는 것이 더욱 중요할 수 있다. 대부분의 플라스틱은 원유와 같은 화석 연료를 기반으로 만들어지며, 제조 과정에서 상당량의 온실가스를 배출한다. 또한, 플라스틱 제조에 사용되는 독성 물질은 장기적으로 사람들의 건강에 여러 가지 위험을 초래할 수 있다. 플라스틱은 자연환경에서 수백 년 동안 머무르며, 자연적으로 분해되지 않는 특성을 가지고 있다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박은 이미 발생한 플라스틱 오염 문제에 대한 효과적인 해결책을 제공한다. 그러나 장기적으로는 플라스틱에 대한 의존도를 줄이는 것이 플라스틱으로 인해 발생할 수 있는 환경적 피해를 예방하는 데 더욱 중요할 수 있다. 지속 가능한 대안의 사용과 플라스틱 사용을 줄이는 노력이 결합될 때, 플라스틱 오염 문제에 대한 보다 근본적인 해결책을 찾을 수 있을 것이다.
- 산업
2023-11-13
중국, 외국 투자자본 3분기 첫 순유출 기록…'디리스킹 영향'

중국에서 외국 투자자본이 2023년 3분기에 처음으로 순유출을 기록한 것으로 나타났다. 연합뉴스는 6일 로이터통신과 월스트리트저널(WSJ)을 인용, 이는 중국 외환 당국이 데이터 수집을 시작한 1998년 이후 약 25년 만에 처음 있는 일이라고 보도했다. 지난 3일 발표된 중국 국제수지 잠정치에 따르면, 중국의 외국인직접투자(FDI)의 척도인 직접투자부채가 3분기(7월~9월)에 118억 달러(약 15조 3000억 원) 적자를 기록했다. 이는 분기별 기준으로 외국 자본 유입이 유출을 초과한 첫 사례다. 로이터통신은 이러한 현상이 지학적 긴장이 고조되는 가운데 서방 정부들의 디리스킹(de-risking·위험 제거) 전략의 영향으로, 중국이 투자 유치에 어려움을 겪고 있는 것으로 분석했다. 또한 기초수지, 즉 경상수지와 직접투자 잔액을 합한 결과도 32억 달러(약 4조원) 적자를 기록했다. WSJ는 외국 기업들이 중국 경제의 성장과 함께 벌어들인 수익을 해외로 이전하고 있다고 진단했다. 분석에 따르면, 외국기업들은 지난 9월까지 6분기 연속, 약 1600억 달러(약 208조 원) 이상의 수익을 중국에서 빼내간 것으로 나타났다. 이러한 자금 유출은 높은 금리, 미국과의 긴장, 경제적 취약성 등으로 중국의 투자 매력이 약화되고 있음을 시사한다고 WSJ은 보도했다. 한편, 최신 데이터에 따르면, 중국 내 달러화 대비 위안화 거래량이 지난 10월 사상 최저치를 기록했다. 10월 역내 달러 대비 위안화 거래량은 지난 8월 대비 73% 감소한 1조 8500억 위안(약 330조 원)으로, 위안화 가치는 올해 미국 달러 대비 5.7% 평가절하되며 9월에는 10년 만에 최저치를 기록했다. 골드만삭스는 "중국 내 외국인직접투자의 약세 중 일부는 다국적 기업의 수익 송금 때문일 수 있다"며 선진국과의 금리 차이도 한몫했다고 밝혔다. 이어 "중국의 금리는 '장기적으로 낮아지고' 중국 외 지역의 금리는 '장기적으로 높아짐'으로 인해 자본 유출 압력이 지속될 가능성이 높다"고 덧붙였다. OCBC의 중화권 리서치 책임자 토미 시에(Tommy Xie)는 "위안화에 압력을 가할 수 있는 이러한 역학 관계를 고려할 때 중국 당국의 지속적인 전략적 대응이 예상된다"고 진단했다.
- 경제
2023-11-06

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