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일본, 우주 오염 방지 위해 세계 최초 목조 위성 개발
- 일본의 과학자들이 우주 오염 문제에 대응하기 위해 세계에서 가장 독특한 우주선 중 하나를 개발했다. 이는 목재로 제작된 소형 위성 리그노샛(LignoSat)으로, 목련 나무를 사용하여 만들어졌다. 18일(현지시간) 야후에 따르면, 리그노샛 위성은 국제 우주 정거장(ISS)에서 실시된 실험에서 안정성과 균열 저항성이 뛰어난 것으로 확인됐다. 올해 여름, 이 목재 위성은 미국의 로켓에 실려 우주로 발사될 예정이다. 교토 대학과 스미토모 임업(Sumitomo Forestry)의 연구팀은 생분해성 재료인 목재를 사용하여 현재 금속으로 제작되는 위성에 대한 환경친화적인 대안을 모색하기 위해 이 위성을 제작했다. 교토 대학의 일본 우주 비행사이자 항공 우주 공학자인 타카오 도이(Takao Doi) 교수는 지구 대기권으로 재진입하는 위성이 연소되면서 작은 알루미나 입자를 생성하고, 이 입자들이 대기 상층부에 오랜 기간 동안 머물면서 결국 지구 환경에 영향을 미친다고 설명했다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 교토 대학의 연구원들은 다양한 목재 종류를 평가하고 우주 발사 및 지구 궤도에서의 장기 비행을 견딜 수 있는지를 검증하는 프로젝트를 시작했다. 첫 번째 실험은 우주 환경을 모사한 실험실에서 진행되었으며, 목재 샘플이 질량 변화나 분해, 손상의 징후 없이 안정적임이 확인됐다. 프로젝트 책임자인 코지 무라타(Koji Murata)는 "목재가 이러한 극한 조건을 견딜 수 있는 능력에 대해 우리는 매우 놀랐다"고 말했다. 이 실험이 끝난 후, 샘플은 ISS로 보내졌고, 그곳에서 거의 1년 동안 노출 시험을 거친 후 지구로 돌아왔다. 이번에도 그것들은 손상의 징후를 거의 보이지 않았는데, 무라타는 우주에 나무를 태울 수 있는 산소가 없고 나무를 썩게 할 수 있는 생물이 없기 때문이라고 설명했다. 이 실험을 마친 후, 샘플은 국제 우주 정거장(ISS)으로 전송되어 거의 1년 동안 우주 환경에 노출된 후 지구로 반환됐다. 반환된 샘플은 손상의 징후를 거의 보이지 않았다. 무라타는 이 현상을 우주에는 나무를 태울 수 있는 산소가 없고, 나무를 분해할 수 있는 미생물이 존재하지 않기 때문이라고 설명했다. 일본 벚나무를 포함한 여러 종류의 목재가 실험에 사용됐고, 특히 목련 나무가 가장 견고한 것으로 입증됐다. 무라타는 "목련 나무는 교토의 나무 위성 제작에 사용되었으며, 이 위성은 궤도상에서 우주선의 성능을 평가하는 다양한 실험을 포함하게 될 것"이라고 밝혔다. 리그노샛의 궤도상 작동이 성공적으로 수행될 경우, 더 많은 위성의 자재로 목재 사용 가능성이 열릴 것으로 전망된다. 매년 약 2000개 이상의 우주선이 발사될 것으로 예상되는 가운데, 재진입 시 연소되면서 대기 상층부에 침착될 수 있는 알루미늄 사용은 곧 심각한 환경 문제를 초래할 수 있다. 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 과학자들이 실시한 최근 연구에 따르면, 인공위성이 재진입할 때 알루미늄이 오존층에 심각한 피해를 입힐 수 있으며, 지면으로 도달하는 햇빛의 양에도 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기됐다. 하지만, 리그노샛과 같은 목재로 만들어진 위성의 경우, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 임무를 마친 후 대기권으로 재진입하며 연소될 때, 오직 생분해성 재료의 미세한 입자만을 생성한다. 목재 위성은 환경에 더 친화적이며, 무게가 가볍고 비용도 저렴하다. 또한, 우주 환경에서의 안정적인 성능이 확인됐다. 이러한 목재 위성 개발은 위성 제작 방법에 혁신을 가져오고 환경 보호에 기여할 수 있는 중요한 단계로 평가된다.
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- IT/바이오
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일본, 우주 오염 방지 위해 세계 최초 목조 위성 개발
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NASA, 화성 시뮬레이션 참가자 모집...1년간 고립 생활과 엄격한 규율의 대가는 얼마?
- 미 항공우주국(NASA·나사)가 화성 탐사 준비 차원에서 시뮬레이션 프로그램 참가자를 모집한다. 미국 경제매체 비즈니스 인사이더는 17일(현지시간) NASA는 시뮬레이션된 화성 서식지 CHAPEA에서 1년 동안 생활할 수 있는 4명의 2차 지원자를 모집하고 있다고 보도했다. 'CHAPEA(Crew Health and Performance Exploration Analog)'라는 이 프로그램은 2025년 봄부터 1년간 텍사스 휴스턴에 지어진 3D 프린팅 화성 거주 모형 '마스 듸 알파(Mars Dune Alpha)'에서 4명의 참가자가 화성 탐사선 승무원처럼 생활하는 시뮬레이션이다. 현재 이 프로그램의 1차 참가자인 4인 승무원은 지난해 7월부터 이 구조물에서 생활하고 있다. 채소 재배, 모래 상자에서 '마스워크' 시뮬레이션, 국제우주정거장에서 수행한 것과 같은 과학 실험 감독, 엄격한 운동 요법 등을 준수하고 있다. CHAPEA는 실제 화성 탐사 환경을 시뮬레이션하여 미래 화성 탐사를 위한 과학적 데이터를 수집하는 역할을 한다. 3D 프린팅 기술로 제작된 1700평방피트(약 158평) 규모의 구조물로 내부 시설은 화성 거주 환경을 최대한 재현했다. 아울러 식량 재배, 과학 실험, 운동 등을 위한 다양한 공간이 있으며 화성 탐사선 승무원의 생활 패턴을 모방한 엄격한 일상 규칙을 준수해야 한다. 선정 기준은 만 30~55세의 건강하고 의욕적인 미국 시민/영주권자, 영어 구사 능력, 금연 여부이다. 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야 석사 학위와 해당 분야 2년 경력 또는 제트기 조종사 경력 1000시간 이상을 보유해야 한다. 또한 과거 범죄 이력 없는 깨끗한 신분, 정신 건강 검사, 의료 검사 통과가 필수이다. 이 프로그램은 참가자에게 극한의 고립, 엄격한 일상, 제한된 소통 등 도전적인 환경을 제공한다. 1년간 가공 식품만 섭취해야 하고 가족/친구와의 소통은 최대 2주간 제한된다. 매달 혈액, 소변, 대변, 타액 검사는 물론 소셜 미디어 사용 제한, 외부와의 통신 시 20분 지연도 겪어야 한다. 게다가 음식 알레르기, 식단 제한, 위장 장애, 특정 약물 복용 시 참가 자격을 박탈한다. NASA는 이 프로그램 참가 수당에 대해 정확한 금액을 밝히지 않았지만 다른 유사 프로그램 참가 수당 수준이라고만 밝혔다. 지원 마감은 4월 2일(현지 시간 기준)이며 자세한 내용은 NASA 홈페이지 확인 가능하다.
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NASA, 화성 시뮬레이션 참가자 모집...1년간 고립 생활과 엄격한 규율의 대가는 얼마?
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구글, 제미나이 1.5 프로 공개…"최대 100만개 토큰 처리"
- 구글은 15일(현지시간) 자체 개발한 멀티모달 인공지능(AI) 모델 제미나이 1.0 프로의 업데이트 버전 '제미나이 1.5 프로'를 공개했다. 이날 정보통신(IT)매체 더 버지는 구글은 비즈니스 도구, 개인 비서, 그리고 그 사이의 모든 것을 위한 도구로서 제미나이에 올인하고 있음을 분명히 밝혔으며, 그 계획을 강력하게 추진하고 있다고 전했다. 제미나이 시리즈는 학습 규모에 따라 울트라, 프로, 나노 등으로 구분되며, 이날 공개된 '제미나이 1.5 프로'는 구글의 이전 AI 모델 '제미나이 1.0 울트라'와 유사한 성능을 지닌 중형 멀티모달 모델이다. 이 모델은 텍스트, 이미지, 음성, 비디오 생성 능력을 갖추고 있다. 구글은 '제미나이 1.5 프로'가 기존 '1.0 프로' 모델에 비해 복잡한 정보를 동시에 처리하는 능력이 크게 개선되어, 보다 긴 문맥을 이해하는 데 뛰어난 역량을 보인다고 밝혔다. AI 모델이 한 번에 처리할 수 있는 정보의 양은 '콘텍스트 윈도우(context window)'로 정의되며, 이는 텍스트, 이미지, 비디오, 오디오, 코드 등을 포함한 다양한 형태의 정보를 의미하는 '토큰(token)'이라는 단위로 측정된다. 순다르 피차이 구글 CEO는 토큰에 대해 "약 10~11시간 분량의 동영상과 수만 줄의 코드에 해당한다"라고 간단하게 설명했다. 다시 말하면, 컨텍스트 윈도우는 AI 봇에게 모든 콘텐츠에 대해 한 번에 질문할 수 있음을 의미한다. 제미나이 1.5 프로는 최대 100만 개의 토큰을 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 기존 '제미나이 1.0 프로' 모델이 처리할 수 있는 3만2000개의 토큰에 비해 현저히 향상된 규모다. 참고로 오픈AI의 GPT-4가 12만8000개를 처리할 수 있다. 이 모델은 1시간 분량의 비디오, 11시간 분량의 오디오 파일, 3만줄이 넘는 코드, 70만단어 이상의 텍스트 등 방대한 양의 정보를 한 번에 처리할 수 있는 능력을 가지고 있다. 예를 들어, 400페이지가 넘는 아폴로 11호 달 탐사 임무와 관련된 문서가 제공될 경우, 제미나이 1.5 프로는 문서 전체의 내용, 이미지 및 세부 정보를 통합적으로 이해하고 추론할 수 있다. 구글은 제미나이 1.5 프로가 미국 배우 버스터 키튼의 무성영화를 분석할 때, 영화의 구성과 사건뿐만 아니라 놓치기 쉬운 세부 내용까지 파악할 수 있다고 설명했다. 이 AI 모델은 문맥 기반 학습 능력이 탁월하여, 소멸 위기에 처한 언어인 칼라망(Kalamang)어의 문법서를 학습한 후, 사람과 유사한 수준에서 영어-칼라망어 번역 작업을 수행할 수 있다. 제미나이 1.5 프로는 '구글 AI 스튜디오'라는 개발자용 AI 개발 도구와 기업들이 AI 모델을 활용할 수 있는 '버텍스 AI' 플랫폼을 통해 프리뷰 버전으로 제공된다. 피차이는 또 "구글의 연구원들이 1000만 개의 토큰 콘텍스트 윈도우를 테스트 중이며, 이는 '왕좌의 게임' 시리즈 전체를 한꺼번에 볼 수 있는 분량"이라고 말했다. 그는 확대된 콘텍스트 윈도우가 비즈니스에 크게 유용할 것으로 보고 있다. 피차이는 "쿼리 창이 상당히 넓어진 것으로 생각하면 된다"면서 "다양한 개인적 콘텍스트와 정보를 포함시킬 수 있는 새로운 사용 사례가 가능해질 것"이라고 말했다. '쿼리(query)'는 데이터베이스, 검색 엔진, 정보 시스템 등에서 정보를 요청하기 위해 사용하는 질문이나 요청을 의미한다. 또한 피차이는 영화 제작자들이 영화 전체를 업로드하여 제미나이에게 평론가들의 의견을 물어보거나, 기업이 방대한 재무 기록을 분석하는 데 제미나이를 활용할 수 있는 가능성을 거론하면서 "이것은 우리가 달성한 가장 큰 혁신 중 하나라고 생각한다"라고 덧붙였다.
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구글, 제미나이 1.5 프로 공개…"최대 100만개 토큰 처리"
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오픈AI, 동영상 제작 AI '소라' 공개⋯텍스트로 동영상 제작
- 인공지능(AI) 챗GPT를 개발한 오픈AI가 15일(현지시간) 텍스트를 입력하면 동영상을 만들어주는 AI '소라(Sora)'를 공개했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 오픈AI는 "사람들이 실제 상호작용이 필요한 문제를 해결하는 데 도움이 되도록 움직이는 물리적 세계를 이해하고 시뮬레이션할 수 있도록 AI를 교육하고 있다"고 밝히면서 '텍스트 투 비디오(Text to Video)' 모델인 소라를 공개했다. 오픈AI는 이날 블로그에 소라에 대해 "복수의 인물과 특정의 동작, 피사체와 배경의 정확한 디테일을 포함한 복잡한 장면을 표현하는 최장 1분간의 동영상을 빠르게 만들수 있다"고 설명했다. 소라는 최대 1분 길이의 동영상을 생성할 수 있고, 기존의 텍스트 투 비디오에 비해 시각적 품질이 뛰어나며, 프롬프트의 내용에 충실한 그림을 그려준다. 오픈AI는 '세련된 여성이 따뜻하게 빛나는 네온사인과 움직이는 도시 간판으로 가득한 도쿄 거리를 걷고 있습니다. 그녀는 검은색 가죽 재킷, 긴 빨간색 드레스, 검은색 부츠를 착용하고 검은색 지갑을 들고 있습니다. 선글라스와 빨간 립스틱을 착용하고 있습니다. 그녀는 자신감 있고 자연스럽게 걷습니다. 길은 축축하고 반사되어 화려한 조명이 거울 효과를 만들어 냅니다. 많은 보행자가 걸어갑니다'라고 상세한 프롬프트에 맞춰 만들어진 영상을 공개했다. 오픈AI에 따르면 전체 동영상을 한 번에 생성하거나 생성된 동영상을 확장하여 더 길게 만들 수 있다. 모델에 한 번에 여러 프레임을 예측할 수 있는 기능을 제공해 피사체가 일시적으로 시야에서 사라져도 동일하게 유지되도록 하는 까다로운 문제를 해결했다. GPT 모델과 마찬가지로 소라는 트랜스포머 아키텍처를 사용하여 뛰어난 확장 성능을 갖고 있다. 오픈AI에 따르면 동영상과 이미지를 패치라고 하는 작은 데이터 단위의 모음으로 표현했고, 데이터를 표현하는 방식을 통합해 이전보다 더 디퓨전모델을 잘 훈련시킬 수 있었다. 소라는 텍스트 설명만으로 동영상을 생성할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 정지 이미지를 가져와서 동영상을 생성할 수도 있다. 또한 기존 동영상을 가져와서 확장하거나 누락된 프레임을 채울 수도 있다. 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 소셜미디아 X(옛 '트위트') 투고에서 "당초 제한된 수의 크리에이터에 제공된다"고 지적했다. 오픈AI는 또한 소라를 자사제품에 포함시키기 전에 안전성을 평가하는 전문가팀에 대한 접근을 허용했다.
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오픈AI, 동영상 제작 AI '소라' 공개⋯텍스트로 동영상 제작
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일본 반도체 르네사스, 호주 소프트웨어 개발업체 알티움 7.9조원에 매수
- 일본 반도체업체 르네사스 일렉트로닉스는 15일(현지시간) 미국 캘리포니아주에 본사를 둔 반도체 소프트웨어개발업체 알티움을 약 8900억 엔(7조9000억 원)으로 매수한다고 발표했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 르네사스의 알티움 매수가격은 주당 68.50 호주달러이며 지난 14일 알티움 종에 대해 약 34%의 프리미엄을 추가한 액수다. 기업가치는 88억 호주달러(약 7조6141억 원)로 추산된다. 알티움은 클라우드상에서 프린트기판의 설계소프트를 제공하는 회사이며 호주에서 창업해 호주증시에 상장했다. 지난해 회계연도(2022년7~2023년6월) 매출액은 엔화기준은 396억 엔이며 영업이익은 약 130억 엔을 기록했다. 시바타 히데토시(柴田英利) 르네사스 사장은 기자회견에서 20% 전후의 높은 성장률, 높은 이익률을 유지하고 있는 점이 이번 인수의 주요 요인이라고 설명했다. 그는 매수자금은 주거래은행으로부터 새롭게 조달할 예정의 차입금과 사내현금으로 충당할 것이라며 사모펀드 차입은 고려하지 않고 있다고 설명했다. 시바타 사장은 EBITAD(이자비용, 세금, 감가상각비, 무형자산상각비 차감 전 이익)에 대한 순 이자부채액의 배율은 매수후에는 2.1배까지 확대하지만 앞으로 2~3년 전후에 1배이하로 억제할 수 있다는 입장을 나타냈다. 전자기기와 시스템 설계는 복수의 단계에서 많은 관계업체들이 제휴하는 등 복잡화되고 있다. 양사는 제휴해 효율적이면서 짧은 개발사이클로 설계할 수 있는 환경을 제공하는 것을 목표로 한다. 비용면과 수익면에서의 시너지를 예상하고 있지만 처음에는 투자를 가속화해 알티움의 매출을 끌어올리기를 기대하고 있으며 4~5년 후에 탑라인을 크게 늘릴 것으로 예상되고 있다. 르네사스는 호주 법원과 규제당국의 승인을 거쳐 올해 하반기에 알티움 매수를 완료할 예정이다. 시바타 사장은 1000억~2000억 엔 정도의 M&A(기업 인수및 합병)에 대해서는 앞으로도 검토할 것이라고 덧붙였다. 르네사스는 히다치(日立)제작소와 미쓰비시(三菱)전기의 반도체통합회사 NEC의 반도체자회사 2개사가 경영통합해 2010년에 출범했다. 잉여생산능력을 안으며 적자를 지속해왔지만 공장폐쇄와 인력감축으로 비용을 줄여 2015년에 흑자전환했다. 시바타 사장은 성장을 꾀하기 위해 해외 반도체기업을 연이어 매수했다. 2017년에 미국 인터실, 2019년엔 미국 인터그레이티드 디바이스 테크놀로지, 2021년에 영국 다이얼로그 세미컨텍터 등 아날로그 반도체기업 매수로 모두 1조7000억 엔(약 15조 933억원)을 투입했다.
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일본 반도체 르네사스, 호주 소프트웨어 개발업체 알티움 7.9조원에 매수
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
- 기존 콘크리트보다 5배 강하고 이산화탄소(CO₂)를 흡수하는 환경친화적인 건축 자재 페록이 개발됐다. 콘크리트가 건축 자재로 사용되기 시작한 시기는 고대 로마 시대로 거슬러 올라간다. 로마인들은 기원전 3세기경부터 콘크리트를 사용하기 시작했으며, 이를 활용해 수많은 건축물, 교량, 도로 등을 건설했다. 로마 콘크리트는 화산재와 석회석을 혼합한 것으로, 현대 콘크리트의 전신이라 할 수 있다. 그 당시에 건설된 많은 구조물들이 오늘날까지도 남아 있어 그 내구성을 입증하고 있다. 미국 애리조나 대학에서 개발된 '페록(Ferrock)'이라는 새로운 건축 자재가 과학 저널을 통해 최근 또 다시 주목받고 있다. '페록(Ferrock)'은 '철'과 '돌'이 결합된 용어다. 시멘트 대용품으로 사용되는 친환경 건축 자재인 페록은 주로 폐철강 분진과 유리 분쇄물에서 나온 실리카 등 재활용 재료로 생산된다. 철강 분진은 이산화탄소와 반응해 탄산철을 생성하고, 이것이 응고되면 페록이 된다. 미국 매체 쿨다운(TCD)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 강하면서 환경친화적이라는 특징을 지니고 있어 건물이나 인프라 구조물 설계에 혁신을 가져올 수 있다는 평가를 받고 있다. 강철 분진과 실리카의 혼합물을 철암 및 물과 혼합하고 고농도의 이산화탄소에 노출시키면 페록 경화 과정이 진행된다. 페록의 강도는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 5배에 달한다. 또한 기존 콘크리트에 비해 더 유연하다. 균열 없이 움직임과 압력을 견디는 페록은 콘크리트에 비해 지진에 의한 압축 하중을 더 많이 견딘다. 일반적으로 페록 강도는 34.5 Mpa(메가파스칼)에서 48 Mpa 사이이며 일부 페록 테스트에서는 69 Mpa에 도달했다. 갓 만들어진 페록은 빠르게 굳으며 최대 강도에 도달하는 데 약 1주일이 걸린다. 페록의 개발은 10여 년 전, 데이비드 스톤 박사 연구원이 시멘트 대체재 개발 대회에서 폐철강 분진을 사용해 우승하면서 시작됐다. 2013년 특허를 획득한 스톤 박사는 '아이언쉘(Iron Shell)' 회사를 설립해 페록 상용화에 나섰다. 스톤 박사는 "실험실에서의 우연한 발견에서 시작됐다"라고 말했다. 보다 지속 가능한 건축 산업 혁신은 짚을 포함한 모든 종류의 재료를 사용하는 전 세계 연구자들의 관심사다. 폐 철강도 바로 여기에 속한다. 건설업계 전문지 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 압축 강도 13.5%, 인장 강도 20%, 휨 강도 18%가 강하다. 또한 주재료인 철강 분진과 유리 분말을 포함해 페록 제조 과정에 사용되는 재료의 95%는 재활용 재료로 이루어져 비용 효율이 높은 것으로 알려졌다. 아울러 경화 과정에서 특별한 화학 반응을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수해 오염을 줄이는 효과도 있다. 전 세계 시멘트 연간 생산량은 40억 톤이며, 제조 과정에서 지구 대기 오염의 8%를 차지한다고 로이터통신은 전했다. 현재 공개된 페록 사진은 벽돌 모양의 슬라브와 굳어서 벽을 형성하는 슬러리 형태를 보여준다. 보고서는 폐철강 확보 등 과제가 아직 남아있지만 소규모 프로젝트부터 적용 가능하다고 전했다. 페록 외에도 콘크리트보다 더 강한 신소재에 대한 연구는 다양한 분야에서 활발히 이루어지고 있다. 그래핀이나 탄소 나노튜브, 고성능 폴리머,금속 매트릭스 복합 재료 등의 신소재들은 건축, 항공, 자동차 등 여러 산업에서의 응용 가능성을 탐색하고 있다. 먼저 그래핀은 탄소 원자가 2차원 평면상에서 벌집 모양의 격자를 이루는 형태로, 강철보다 약 100배 강하면서도 매우 가벼운 물질이다. 그래핀은 높은 전도성, 유연성, 투명성을 가지며, 이러한 특성으로 인해 전자기기, 에너지 저장 장치, 심지어 건축재료에 이르기까지 광범위한 응용이 기대되고 있다. 탄소 나노튜브(Carbon Nanotubes, CNTs)는 그래핀을 원통형으로 말아 만든 나노스케일의 튜브 형태로, 뛰어난 인장 강도와 탄성 모듈러스를 가지고 있다. 이러한 속성으로 탄소 나노튜브는 항공우주, 군사, 스포츠 용품 등의 고성능 재료에 유용하게 활용될 수 있다. 고성능 폴리머 등 여러 고분자 재료들은 새로운 제조 기술과 결합해 콘크리트보다 훨씬 강하면서도 가벼운 신소재를 만드는 데 사용된다. 이들은 높은 내구성, 우수한 열 저항성 및 화학 저항성을 제공한다. 금속 매트릭스 복합재료(Metal Matrix Composites, MMCs)는 금속을 기반으로 해 다른 금속이나 비금속 재료를 강화재로 추가하여 제작된다. 이러한 복합재료는 원래 금속의 좋은 성질에 강화재의 특성을 더해, 더 높은 강도와 경도, 개선된 내구성을 제공한다. 그밖에 세라믹 매트릭스 복합재료(Ceramic Matrix Composites, CMCs)는 세라믹을 기반으로 하며, 강화재로 탄소 나노튜브나 그래핀 같은 나노물질을 사용할 수 있다. 이들은 높은 온도에서의 안정성, 낮은 밀도, 뛰어난 내마모성 등을 제공한다. 이러한 신소재들은 각각의 독특한 특성으로 인해 콘크리트와 같은 전통적인 건축 재료를 대체하거나, 그 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구와 개발이 계속됨에 따라, 페록과 그래핀 등 신소재들의 생산 비용이 절감되고, 더 넓은 적용 범위와 함께 실용화될 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
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LG엔솔, 호주 리튬정광 8.5만t 확보…"전기차 EV 27만대분"
- LG에너지솔루션이 호주에서 전기자동차(EV) 배터리의 핵심 소재인 리튬 확보에 나섰다. 14일 LG에너지솔루션은 호주 리튬 생산업체 웨스CEF(Wesfarmers Chemicals, Energy & Fertilisers)와 리튬 정광 공급계약을 체결했다고 밝혔다. 이번 계약으로 LG에너지솔루션은 올해 1년 동안 웨스CEF로부터 리튬 정광 8만5000톤(t)을 공급받게 된다. 리튬정광은 리튬 광석을 가공해 농축한 리튬 정광(Lithium concentrate)은 리튬을 포함한 광석을 채굴한 후, 이를 물리적 또는 화학적 과정을 통해 농축한 고순도 광물로, 수산화리튬과 탄산리튬의 원료로 사용된다. 리튬 정광은 주로 스포듐렌(Spodumene)과 페탈라이트(Petalite) 같은 광물에서 추출되며, 이들 광물은 리튬의 주요 원료 중 하나다. 리튬 정광은 리튬 이온 배터리의 생산, 세라믹, 유리 제조 등 다양한 산업 분야에서 사용되는 중요한 중간 원료다. 리튬 정광에서 추출한 리튬은 주로 탄산리튬(Li₂CO₃)이나 수산화리튬(LiOH)과 같은 형태로 정제되어, 배터리 제조 등에 사용된다. 리튬 정광의 수요는 전 세계적으로 전기차 및 휴대용 전자기기 시장의 성장에 힘입어 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 리튬 정광을 생산하는 광산의 개발과 운영도 활발히 이루어지고 있으며, 리튬 공급망 확보는 많은 기업들에게 중요한 전략적 과제가 되고 있다. LG에너지솔루션이 이번에 확보한 리튬 정광은 약 1만1000t의 수산화리튬을 생산할 수 있는 양으로, 한 번의 충전으로 500km 이상을 주행할 수 있는 고성능 전기차 약 27만 대 분량의 배터리 제작이 가능하다. 수산화리튬(Lithium Hydroxide, 화학식: LiOH)은 리튬의 수산화물 형태로, 주로 전기차 배터리, 항공 우주 산업, 그리스 제조 등에 사용되는 중요한 화학 물질이다. 전기차 배터리의 핵심 원료 중 하나로, 리튬 이온 배터리의 제조 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 수산화리튬은 리튬 광석에서 추출한 리튬 또는 리튬 염수를 가공하여 생산한다. 탄산리튬(Lithium Carbonate, 화학식: Li₂CO₃)은 리튬의 탄산염 형태로, 전기차 배터리, 세라믹, 유리 등 다양한 산업 분야에서 쓰이는 핵심 소재다. 특히, 리튬 이온 배터리의 핵심 원료 중 하나로, 전기차의 핵심 동력원인 리튬 이온 배터리를 제조하는 데 필수적인 물질이다. LG에너지솔루션 관계자는 "이번 계약을 통해 미국 자유무역협정(FTA) 권역 내 리튬 공급망을 강화하고, 고성능 전기차 배터리 생산 확대에 필요한 핵심 원료를 확보할 수 있게 됐다"고 밝혔다. 양사는 향후 추가 공급 계약에 대해서도 논의할 예정이다. 리튬은 전기차 배터리의 핵심 원료로, 전기차 시장 성장에 따라 수요가 급증하고 있다. LG에너지솔루션은 이번 계약을 통해 미국 시장 진출을 위한 리튬 확보 기반을 마련한 것으로 평가된다. 웨스CEF는 호주 10대 기업 웨스파머스(Wesfarmers)의 자회사로, 2019년 호주 서부 마운트홀랜드 광산 프로젝트에 투자하며 리튬 생산 사업에 진출했다. 또한 웨스CEF는 세계 최대 리튬 생산 업체 칠레 SQM과 합작 법인을 설립해 광산과 수산화리튬 생산 시설을 공동으로 개발하고 있다. LG에너지솔루션은 이전에 웨스CEF와 2025년부터 5년 간 마운트홀랜드 광산 프로젝트를 통해 생산될 수산화리튬 5만t을 공급받기로 하는 계약을 체결한 바 있어, 이번 계약은 양사 간 협력의 지속적인 확대를 의미한다. LG에너지솔루션은 웨스CEF가 공급하는 수산리튬은 전량 미국의 인플레이션 감축법(IRA) 보조금 요건을 충족한다고 설명했다. 양사는 앞으로도 미국 FTA 권역 내에서 핵심 광물 및 원재료의 안정적인 공급망을 구축하기 위해 긴밀히 협력할 계획이다. 이강열 LG에너지솔루션 구매센터장(전무)은 "웨스CEF와 같은 잠재력이 높은 파트너들과의 전략적 협력 관계를 강화함으로써 핵심 원재료의 안정적 확보는 물론, 경쟁력 있는 가격의 배터리 제조를 목표로 하고 있다"고 밝혔다. 또한, LG에너지솔루션은 글로벌 원재료 시장의 불확실성, 예를 들어 특정 국가에서의 원재료 가격 급등 같은 예측 불가능한 공급망의 충격에도 불구하고, 핵심 원재료를 안정적으로 조달할 수 있는 구조적인 경영 체계를 마련하기 위한 지속적으로 노력하고 있다. 이는 글로벌 공급망 변화에 유연하게 대응할 수 있는 기반을 마련함으로써, 회사의 경쟁력을 한층 더 강화시키는 데 기여할 것으로 보인다. 미국 내에서 LG에너지솔루션은 IRA 보조금 요건을 충족하기 위해 소재 파트너들과의 전방위적 협력에 주력하고 있습니다. 이와 동시에, 미국을 벗어난 지역에서는 가격 경쟁력과 신속한 공급 대응 능력을 갖추기 위해 역량을 집중하고 있다. 이와 관련하여, LG에너지솔루션은 전 세계적으로 리튬 공급망 확보에 주력하고 있음을 확인하며, 호주의 그린테크놀로지메탈스로부터 캐나다에서 생산되는 리튬 정광의 25%, 칠레의 SQM으로부터 수산화리튬 및 탄산리튬 10만t, 그리고 호주 라이온타운으로부터 리튬 정광 70만t을 확보했다고 발표하기도 했다. 한편, 리튬 가격은 전기차 수요 감소로 현재 하락 추세를 보이고 있다. 중국 전기자동차 업체들의 수요 둔화로 이차전지에 필수 금속인 리튬 가격은 지난 1년간 약 80% 폭락했다. 영국 일간 파이낸셜타임스(FT)는 지난 1월 25일 데이터 그룹 벤치마크 미네랄 인텔리전스를 인용해 리튬 가격은 공급 과잉 영향으로 t당 1만3200달러 수준까지 하락했다고 전했다. 리튬 가격이 지난 2021~2022년 8만 달러 수준에 거래된 것에 비하면 5분의 1로 줄어든 것으로 2020년 이후 최저 수준이다. 리튬 가격은 지난 2019~2020년 t당 약 6000달러(약 800만원)였다. 현재 가격이 당시 저점 수준까지 떨어지지는 않았지만 생산업체들의 수익성은 좋지 않다. 골드만삭스는 지난달 올해 전 세계 수요의 17%에 해당하는 약 20만t의 탄산리튬 과잉이 예상된다면서 시장 균형을 맞추기 위해서는 '상당한 공급 감축'이 필요할 것이라고 전망했다. 리튬 배터리의 핵심 원자재인 탄산리튬 가격은 2022년 11월 t당 8만2900달러(약 1억1100만원)에 육박했다가 하락세로 접어든 뒤 작년 4월 약 2만7660달러(약 3700만원) 아래로 떨어졌다. 지난달 31일 기준으로는 1만3200달러(약 1766만원) 수준에 머물고 있다.
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LG엔솔, 호주 리튬정광 8.5만t 확보…"전기차 EV 27만대분"
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미국, 50억달러 투자해 민관협력체 국가반도체기술센터 출범
- 미국 바이든 정부는 반도체관련 연구개발지원에 110억 달러를 투입키로 했으며 이중 50억 달러(약 6조6650억 원)를 국가반도체기술센터(NSTC) 설립에 사용키로 한다고 밝혔다. 10일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 9일 국방부, 에너지부, 국가반도체기술진흥센터 등과 함께 이같은 계획을 발표하고 NSTC를 공식 출범시켰다고 밝혔다. 미국에서 지난 2022년 8월에 성립한 반도체지원법(Chips and Science Act)은 527억 달러의 반도체 산업 예산을 규정하고 있다. 미국 내 반도체 생산을 위한 보조금 390억 달러와 R&D 예산 110억 달러 등으로 구성된다. R&D 예산 중 50억 달러를 NTSC에 투자한 것이다. 민관 연구개발(R&D) 컨소시엄인 NSTC는 첨단 반도체 제조 R&D, 시제품 제작, 신기술 투자, 인력 교육 등의 역할을 수행한다. NSTC는 반도체기업 대상 투자 기금을 설립할 예정이다. 지나 러몬도 상무장관은 백악관에서 열린 행사에서 NSTC에 대해 정부나 산업계, 학자, 기업가, 벤처캐피탈 등이 연계해 함께 혁신과 문제 해결에 대처해 미국이 세계와의 경쟁을 이길 수 있도록 하는 관민 파트너십이라고 말했다. 이에 앞서 지난해 12월 초 한국과 미국은 서울에서 제1차 한미 차세대 핵심·신흥기술대화를 개최했다. 대화는 조태용 국가안보실장과 제이크 설리번 미국 백악관 국가안보보좌관이 주재한 회의로 반도체, 양자, 바이오, 배터리·청정에너지, AI·디지털 등 분야에서 공동연구, 투자, 표준, 인력개발 등 기술 전 주기에 걸친 포괄적 협력 방안을 논의했다. 반도체 분야에서는 한국 산업통상자원부와 미국 상무부가 주도하는 공급망·산업 대화를 통해 양국 반도체 연구개발기관 간 우수 사례 공유 등 심화된 협업 기반을 마련하기로 했다. 이 대화를 통해 곧 설립될 한국 첨단반도체기술센터(ASTC)와 미국 국립반도체기술센터(NSTC)를 포함한 민관 연구 기관들의 협업을 모색한다는 계획이다.
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미국, 50억달러 투자해 민관협력체 국가반도체기술센터 출범
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NASA 차세대 경량 우주복, 무중력 테스트 통과
- 미 항공기업 콜린스 에어로스페이스(Collins Aerospace)는 국제 우주 정거장(ISS) 활동에 사용 예정인 차세대 경량 우주복이 무중력(Zero-G) 시험을 성공적으로 완료했다고 밝혔다. 우주과학 전문매체 스테이스닷컴(SPACE.COM)에 따르면 현재 개발 과정에 있는 차세대 우주복의 무중력 시험은 항공기가 큰 각도로 이륙해 최정점에서 하강하는 과정에서 약 30초간 무중력 상태를 시뮬레이션하는 곡선비행을 이용했다. 콜린스 에어로스페이스는 1월 말까지 진행된 40회의 곡선비행 테스트에서 새로운 우주복을 입은 승무원의 움직임을 관찰했다. 이 회사의 우주 시스템 총괄 책임자 페기 구이르기스는 "진입 및 탈출 작업, 승무원 이동성 평가, 우주복 착용 등 일련의 과정을 통해 설계대로 작동하며 더 넓은 움직임 범위와 편안한 이동성을 제공하는 것으로 확인됐다"고 말했다. 콜린스 에어로스페이스는 레이시온 테크놀로지스(Raytheon Technologies)의 사업부로 항공우주 및 방산 산업에 대한 항공 전자 제품, 통신, 항공 우주 시스템 및 구조물을 제공한다. 이 회사는 1932년에 설립되었으며 본사는 미국 코네티컷주 윈체스터에 위치하고 있다. 현재 ISS에서 사용되는 우주복은 1970년대 설계됐으며 당시 남성만 우주 비행을 했던 점을 반영한 한계가 있다. 현재 우주복은 크고 뻣뻣한 편이며 모든 체형에 적합하지 않았다. 미 항공우주국(NASA·나사)은 2022년 콜린스 에어로스페이스와 액시엄 스페이스(Axiom Space) 등의 파트너들에게 더 유연하고 가벼우며 다양한 체형에 맞는 차세대 우주복(EMU) 개발 계약을 체결했다. 차세대 우주복, 즉 우주 유영 활동 장치는 우주 비행사가 우주선 외부에서 활동할 때 착용하는 완전한 우주복 시스템으로 호흡과 온도 조절을 지원한다. 즉 우주 공간의 극한 온동에서 온도 조절이 가능하며, 진공 상태에서 압력을 유지하며, 우주선 외부의 위험으로부터 보호하기 위한 방사선 차폐, 운석 충돌 방지 등의 기능을 갖추고 있다. 콜린스 에어로스페이스는 이번 제로-G 비행 테스트를 통해 우주 비행사의 도달 범위, 작업 공간 접근성, 편안함, 사용 편의성과 부상 감소 조치 등을 평가했다. 또한, 우주 유영 중 요구 사항에 대해 우주 비행사들과 상담하고 있다. 새로운 우주복은 2020년대 중반 달 착륙 예정인 아르테미스 프로그램뿐만 아니라 현재 운영 중인 ISS 임무에도 사용될 계획이다. 콜린스 에어로스페이스는 "최근 완료된 무중력 시험은 ISS 에어록과 유사한 환경에서 진행됐으며 도달 범위, 작업 공간 접근, 편안함, 사용 편의성, 부상 방지 조치 등 승무원 입장에서 중요한 평가 항목을 검토했다"고 설명했다. 또한 이전과 현재 우주 비행사들의 경험을 반영하여 지속적인 상담을 통해 우주복 개선에 노력하고 있다. 콜린스 에어로스페이스는 현재 설계 검토를 마무리하고 시뮬레이션된 진공 환경 및 NASA 중성 부력 연구소(Neutral Buoyancy Laboratory, NBL)에서 수중 테스트를 진행해 차세대 우주복인 우주 유영 활동 장치 설계를 최종 확정할 예정이다.
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- 산업
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NASA 차세대 경량 우주복, 무중력 테스트 통과
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러시아, 2미터 거리 탐지 불가능한 '투명 망토' 개발⋯군사 작전 활용
- 러시아가 군대를 위해 투명 망토라는 혁신적인 위장술을 개발했다. 이 투명 망토는 영화 '해리포터와 죽음의 성물'에서 등장한 것과 유사하게 몸을 가려주는 기능을 갖추고 있다. 매국 매체 뉴욕포스트는 전략 군사 정보 분석가이자 푸틴 플레이북의 저자인 레베카 코플러(Rebekah Koffler)가 러시아의 이 혁신적인 망토 '네비딤카'에 대한 인터뷰를 최근 소개했다. 코플러는 "네비딤카는 러시아 및 이전 소련의 '마스키로프카' 교리(문자 그대로 '변장'을 뜻하나, 개념적 어원은 '가장 무도회')의 일부이며, 이는 러시아 군대의 기본 원칙 중 하나로서 당신이 하는 모든 일에 대해 적을 속이는 것이다"라고 설명했다. 그는 이어 "적에게 병력의 존재, 위치, 규모, 공격 시기, 그리고 장소에 대한 오도하고, 군사 하드웨어 유형을 식별하지 못하도록 하는 것이 목표"라며 "그들은 전장에서 일어나고 있는 사건에 대한 적의 인식을 통제하고 조작하는 데 중점을 둔다"고 덧붙였다. 러시아인들은 '마스키로프카' 활동을 실행하는데 엄청난 양의 자원을 투입한다. 예를 들어, 군인들을 따뜻하게 유지하기 위해 적절한 군복을 디자인하지 않을 수도 있지만 투명망토 '네비딤카에는 돈을 쓸 것'이라는게 코플러의 주장이다. 러시아 매체 타스(TASS)는 지난 1월 19일 이 투명 망토를 제작한 러시아 기업 하이더엑스(HiderX)와의 인터뷰를 공개했다. 이 인터뷰에서 하이더엑스는 망토 네비딤카는 350그램(약 3/4 파운드)의 무게로 접어서 사람의 주머니에 넣을 수 있고 열 신호를 숨겨서 작동한다는 점 등 새로운 군사 기술의 여러 측면을 설명했다. 회사 측에 따르면, 투명 망토는 물체의 주변 온도를 차단해 열을 추적하는 적군으로부터 러시아 군인을 효과적으로 위장한다. 하이더엑스는 타스에 새로운 망토에 대해 "우리는 완전히 새로운 제품, 즉 실루엣을 희석시키는 위장복을 디자인했다"라며 "특정 혼합물로 직물을 코팅하는 것은 완전히 러시아 기술이다"라고 말했다. 또한 "우리의 노하우이며 자세한 내용은 공개하지 않겠다"며 "이 슈트는 물체의 주변 온도를 감지한다. 적대적인 열 추적자로부터 러시아 군인을 효과적으로 위장할 수 있다"라고 주장했다. 당시 하이더엑스는 "시험이 진행 중이며 1월 말까지 완료해야 한다"고 말했다. 하이더엑스에 따르면 현재 기술로는 러시아 군대가 열을 차단할 순 있지만 비효율적인 것으로 입증됐다며 그들의 기술은 "직물이 숨을 쉬면서 자연스럽게 발생하는 열 교환을 통해 작동한다"고 말했다. 코플러는 "이 소재 자체는 세 가지 층으로 구성되어 있는데, 첫째는 사용자 몸에서 나오는 적외선(IR)을 반사하는 내부 층, 둘째는 IR 복사를 흡수하는 중간 층, 그리고 외부 환경에서 나오는 IR 복사를 반사하는 외부 층이다"라면서 "클로크-네비딤카는 방사능 화학 생물학 방어를 뜻하는 RKhBZ 아카데미에서 개발됐다"고 설명했다. 한편, 2019년에는 캐나다의 군수 기업이 군인을 위해 '퀀텀 스텔스'라는 특별한 소재로 제작된 투명 망토를 개발했다. 이 망토는 뒤에 가려진 대상 주위의 빛을 조작하여 대상을 사라지게 하고 배경만 보이도록 하는 뛰어난 위장 효과를 자랑한다. 한국의 연구진도 2021년에 이미 투명 망토 제작과 관련된 메타 물질 구현에 성공했다. 이 메타 물질은 벽돌처럼 찍어서 잘라내어 빛의 경로를 조절할 수 있게 만들었다. 이를 통해 모든 방향에서 들어오는 빛을 일반적인 굴절 방향과는 다른 방향으로 휘도록 조절하며, 파장대도 정밀하게 조절할 수 있는 특징을 갖추고 있다.
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러시아, 2미터 거리 탐지 불가능한 '투명 망토' 개발⋯군사 작전 활용
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美 FDA "필립스 리콜 수면 무호흡증 기기, 사망자 561명과 연관" 의혹 제기
- 미국 식품의약국(FDA)은 리콜된 수면 무호흡증 치료 기계인 양압호흡기가 500명 이상의 사망자와 연관됐을 가능성이 있다며 의혹을 제기했다. 3일(현지시간) 미국 매체 USA 투데이에 따르면, FDA는 필립스 양압호흡기 리콜과 관련해 최근 업데이트를 발표하며, 리콜 대상 기기와 관련해 561건 이상의 사망 보고가 접수됐다고 밝혔다. FDA는 지난달 31일 성명을 통해 2021년 4월부터 리콜 대상 필립스 양압호흡기와 관련해 11만6000건 이상의 보고를 받았으며, 해당 기기는 분해되어 질식, 이물질 흡입, 암 위험 증가 등 심각한 건강 피해를 유발할 수 있다고 설명했다. 이날 성명에서 FDA는 2021년 4월 이후 이 호흡기 장치가 고장나 질식, 이물질 흡입, 암 위험 증가 등 심각한 건강 위험을 초래하는 것으로 밝혀진 11만 6000건 이상의 신고가 접수되었다고 밝혔다. 수면 무호흡증 및 유사한 수면 장애 치료에 사용되는 이 기기는 폴리에스테르 기반 폴리우레탄(PE-PUR) 폼으로 제작됐으며, 이 폼은 시간이 지남에 따라 분해되어 사용자의 기도로 유입될 수 있는 것으로 확인됐다. FDA 보고에 따르면 소음과 진동을 줄이기 위해 사용되는 폼은 사용 과정에서 분해되어 '검은색 폼 조각 또는 보이지 않는 특정 화학 물질'이 '장치 사용자가 흡입하거나 삼키게' 될 수 있다고 한다. 필립스는 2021년 500만 대 이상의 기기를 처음 리콜한 후 이 문제를 해결하려고 시도했다. 이후 필립스는 미국 내 해당 기기 및 유사 기기 판매 중단에 규제 당국과 합의했으며, 집단 소송 합의도 진행 중이다. 필립스 대변인은 USA투데이에 "현재까지의 조사 결과, 필립스 레스피로닉스는 이 기기와 보고된 사망 사례 간의 확실한 데이터를 찾지 못했다. 중요한 것은 MDR 제출 자체는 해당 기기가 부작용이나 사건을 유발하거나 이에 기여했다는 증거가 아니라는 점이다. 필립스 레스피로닉스는 접수된 모든 오작동, 중상해 또는 사망 사례에 대한 혐의를 조사하고 있다"고 말했다. 앞서 필립스는 미국 내 수면 무호흡증 기계 판매를 중단하기로 합의했다. 2009년부터 2021년 4월 사이에 제조된 기존 기기에 사용된 PE-PUR 폼의 파손으로 인해 심각한 부상 위험을 초래할 수 있으므로 리콜 대상에 해당한다. 필립스 양압호흡기는 수면 무호흡증 및 기타 수면 장애 치료에 사용되는 의료 기기다. 이 기기는 양압 치료를 제공해 기도를 개방하고 수면 중 호흡을 개선하는 효과가 있다. 필립스 수면 무호흡증 기계에는 두 가지 주요 유형이 있다. 일정한 수준의 압력을 제공하는 지속적 양압(CPAP)기기와 필요요에 따라 압력 수준을 자동으로 조절하는 자동 양압(APAP)기기가 있다. 2021년 4월 26일, 필립스는 1분기 실적 발표에서 수면 및 호흡기 케어 사업부 일부 제품에 적용된 부품에 문제가 있음을 확인했다고 공시했다. 이어 약 두달 후인 2021년 6월 14일 환자 안전을 최우선으로 고려한 조치로 글로벌 리콜을 실시한다고 발표했다. 이와 관련해 한국 정부도 2021년 필립스코리아 양압호흡기 사용중단을 권고했다. 식품의약품안전처는 지난 2021년 6월 12일 필립스코리아 양압호흡기 소음방지부품에 사용되는 폴리우레탄이 특수한 상황에서 분해돼 발생하는 입자나 기체가 인체에 해로울 가능성이 있다며 사용중단을 당부했다. 당시 식약처의 사용중단 권고에 해당된 기기 모델명은 ▲Omnilab Advanced + ▲DreamStation CPAP ▲DreamStation CPAP Pro ▲DreamStation Auto CPAP ▲DreamStation BiPAP Pro ▲DreamStation Auto BiPAP ▲DreamStation BiPAP AutoSV 등이다. 필립스에 따르면 분말 관련 이상 증상을 호소하는 환자들의 비율은 2020년 전체사용자의 0.03%다.
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美 FDA "필립스 리콜 수면 무호흡증 기기, 사망자 561명과 연관" 의혹 제기
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美 MIT, 액체 금속 이용한 고속 3D 프린팅 기술 개발
- 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진이 액체 금속을 사용해 대형 알루미늄 부품을 몇 분 만에 제작할 수 있는 새로운 3D 프린팅 기술을 개발했다고 미국 기술 전문 매체 엔가젯(Engadget)이 최근 보도했다. 액체 금속을 활용한 이 3D 프린팅 기술은 기존 금속 3D 프린팅 기술에 비해 상당한 시간 단축이 가능하며, 대형 알루미늄 부품을 빠르게 제작할 수 있다. 이 기술은 이미 테이블 다리와 의자 프레임 등 가구 부품 제작에 사용되고 있다. '액체 금속 프린팅(Liquid Metal Printing, LMP)'으로 불리는 이 기술은 용융된 알루미늄을 미리 정의된 경로를 따라 작은 유리 비드 층 위로 분사하는 방식으로 작동한다. 이 유리 비드들은 알루미늄이 빠르게 굳어지며 3D 구조를 형성하도록 한다. 연구팀은 이 기술이 기존 금속 제조 공정보다 최소 10배 더 빠르다고 밝혔다. 그러나, 해상도가 낮은 한계로 인해 복잡한 형상의 부품 제작보다는 저해상도의 부품 제작에 더 적합하다는 설명이다. 연구팀은 저해상도 한계가 미세한 디테일이 필수적이지 않은 더 큰 구조물의 구성 요소 제작에는 심각한 문제가 되지 않을 것이라고 말했다. 이러한 구성 요소에는 가구 부품뿐만 아니라 건설 및 산업 디자인 부품도 포함된다. 예를 들어, 액체 금속 프린팅 기술을 통해 테이블 다리 등과 같은 가구 부품을 몇 분 만에 제작할 수 있다. 이와 함께, 건물이나 공장 구조에 필요한 대형 알루미늄 부품의 제작도 가능하다. 이 기술이 아직 초기 단계임에도 불구하고, 금속 제조 분야에서 혁신적인 가능성을 제시하고 있다는 평가를 받고 있다. 액체 금속 프린팅의 한계 액체 금속 프린팅으로 제작된 부품은 해상도가 낮음에도 불구하고 높은 내구성을 지니며 추가 가공을 견딜 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 기술로 제작된 제품이 기존의 와이어 아크 적층 제조 방식으로 제작된 제품보다 내구성이 뛰어나다고 보고했다. 또한, 연구팀은 빠른 속도와 높은 해상도가 동시에 필요한 작업에 대해 액체 금속 프린팅 기술을 다른 기술과 결합하는 것을 권장했다. 이 기술은 알루미늄 외에도 다양한 금속에 적용 가능하다. 연구팀은 알루미늄을 선택한 주된 이유로 건축 분야에서의 인기와 재활용 용이성을 들었다. 연구팀은 가열 과정의 일관성을 향상시키고, 금속의 고착 문제를 방지하며, 용융 금속의 흐름을 더 정밀하게 제어하기 위해 이 기술을 지속적으로 개선하는 작업을 계획하고 있다. 특히, 더 큰 노즐 직경으로 인해 불규칙한 인쇄를 일으키는 문제를 해결하는 것도 연구 과제 중 하나다. 연구팀은 이 기술이 금속 제조 분야에서 중대한 변화를 일으킬 수 있는 '게임 체인저'가 될 것으로 기대하고 있다. 최근 몇 년 동안 3D 프린팅 기술은 눈에 띄게 발전했다. 과학자들은 신체에 삽입되어 손상된 조직을 복구하고 청소할 수 있는 작은 3D 프린터를 개발했다. 또한 인간 심장의 작동 가능한 부분을 3D 프린팅하는 데 성공했다. 액체 금속 인쇄 기술이 상용화되면 기존 금속 제조 방식보다 부품을 훨씬 빠르고 효율적으로 제작할 수 있는 가능성을 열게 된다. 이는 제조업체의 생산성을 크게 향상시키고, 제품 비용을 절감하는 데 기여할 것으로 예상된다. 한국의 액체 금속 3D 프린팅 현황 그렇다면 한국의 액체 금속 3D 프린팅 기술은 어느 단계까지 왔을까. 국내 액체 금속 3D 프린팅 기술에 대한대표적인 연구기관으로는 한국과학기술원(KAIST), 한국생산기술연구원(KITECH), 한국전자통신연구원(ETRI) 등이 있다. KAIST에서는 액체 금속을 활용한 3D 프린팅용 합금 개발에 주력하고 있다. 이 합금은 기존의 금속 프린팅 합금에 비해 내구성과 인장 강도가 뛰어난 것으로 평가되어, 건설, 자동차, 항공우주 등의 분야에서의 응용 가능성이 기대된다. KITECH에서는 액체 금속 프린팅 기술을 통해 자동차 부품 제작에 관한 연구를 수행 중이다. 이 연구는 자동차 부품의 제조 공정 단축과 품질 개선을 목표로 하고 있다. 한국전자통신연구원의 경우, 인공지능(AI)을 적용한 3D 프린팅 시스템 개발에 착수했다. 이 시스템은 AI를 활용해 3D 프린팅 공정을 최적화하고, 부품 제조의 효율성 및 품질을 향상시키는 데 중점을 두고 있다. 이러한 연구 개발 노력을 바탕으로, 한국에서의 액체 금속 인쇄 기술 상용화 가능성이 점점 더 커지고 있다.
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美 MIT, 액체 금속 이용한 고속 3D 프린팅 기술 개발
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제임스웹 망원경, 은하수 너머 별 탄생 클러스터 관측
- 제임스웹 우주 망원경이 별을 형성하는 복합체의 놀라운 이미지를 공개했다. 미 매체 폭스뉴스는 최근 제임스웹 망원경이 우리 은하계의 위성 은하인 대마젤란 성운(LMC) 내에서 별 형성 복합체 'N79'의 새로운 이미지를 포착했다고 보도했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, N79는 일반적으로 미개척 지역인 LMC에서 약 1630광년에 걸쳐 있는 거대한 별 형성 복합체다. N79는 타란툴라 성운(Tarantula Nebula)으로도 알려진 또 다른 유사한 지역인 30도라두스의 젊은 버전이다. 천문학자들은 N79가 지난 50만 년 동안 30 도라두스보다 훨씬 더 효율적으로 별을 형성할 수 있다고 추정했다. 이번에 공개된 최신 이미지는 일련의 회절 스파이크가 있는 세 개의 거대한 분자 구름 복합체 중 하나를 둘러싼 화려한 별 폭발 패턴을 보여준다. ESA는 이미지에서 눈에 띄는 별 폭발 스파이크는 웹의 18개 기본 거울(미러) 세그먼트가 육각형 대칭을 이루는 결과라고 설명했다. 이 스파이크는 모든 빛이 발산되는 밝고 작은 물체 주변에서 가장 잘 보인다. 제임스웹 망원경의 분할형 거울은 접힌 상태로 발사됐지만 지구에서 100만 마일 떨어진 궤도 지점에 도착한 후 펼쳐졌다. 최근 공개된 이미지는 중적외선 빛이 비추어주는 덕분에, 구름 깊숙이 일어나는 일을 드러내면서 이 영역의 빛나는 가스와 먼지를 보여준다. 제임스웹 망원경은 우리 태양과 같은 별이 태어나는 영역을 들여다보기 위해 설계됐다. 천문학자들이 이 지역에 관심을 갖는 이유는 별 형성이 절정에 달했던 시기의 젊은 우주에 대한 통찰력을 제공하기 때문이다. 제임스웹 망원경은 허블 우주 망원경의 후속작이자 지금까지 우주로 발사된 망원경 중 가장 큰 망원경으로 미 항공우주국(나사·NASA)과 유럽우주국이 공동 프로젝트로 제작했다. 1990년에 지구 저궤도로 발사된 허블 망원경은 천문학 역사상 중요하고 대중에게 인기 있는 망원경이다. 제임스웹의 주거울은 18장의 작은 거울 세그먼트로 구성됐으며, 거울 세그먼트는 금으로 코팅된 베릴륨 재질이다. 세그먼트가 하나로 모인 제임스웹의 주거울은 직경이 6.5미터에 달하여 2.4미터의 허블 우주 망원경의 주거울보다도 크다. 제임스웹은 적외선 천문 관측을 주목적으로 하는 우주 망원경으로 2021년 12월 25일 발사됐다. 웹의 거대한 거울과 절묘한 해상도를 통해 천문학자들은 우주의 다양한 진화 단계에서 N79 영역의 별 형성 관찰을 비교하고 대조할 수 있었다. 제임스웹 망원경이 포착한 N79 이미지는 우주에서 별이 어떻게 형성되는지에 대한 놀라운 통찰력을 제공한다. 이 이미지는 젊은 우주를 연구하고, 별 형성의 과정을 이해하고, 우주의 진화를 연구하는 데 도움이 될 것으로 보인다.
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- 산업
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제임스웹 망원경, 은하수 너머 별 탄생 클러스터 관측
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새로운 커피 유전자 지도 제작, 커피 산업 미래 바꿀까
- 이탈리아의 연구원들이 세계에서 가장 인기 있는 음료인 아라비카 커피의 유전자 지도를 완성했다고 영국 BBC가 최근 보도했다. 이 연구팀은 최신 DNA 염기서열 분석 기술을 활용하여 아라비카 커피 식물의 유전적 구성을 상세히 조사했다. 이 과정을 통해 과학자들은 커피 생산에 영향을 미치는 중요한 유전자, 예를 들어 커피의 독특한 달콤하고 부드러운 맛을 결정하는 유전자를 파악할 수 있었다. 이는 커피 재배자가 특정 맛과 향을 가진 새로운 종류의 커피를 개발하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 더 가혹한 재배 조건을 견딜 수 있는 커피를 개발하는 데 기여할 수 있다. 최근 기온 상승과 예측할 수 없는 강우량으로 인해 커피나무가 재배되는 환경이 바뀌어 수확량이 감소하고 해충과 질병의 공격이 증가하고 있다. 새로운 유전자 지도는 이러한 위협에 대응하는 데 도움이 될 수 있다. 연구를 주도한 이탈리아 우디네 대학의 미셸 모르간테 박사는 "이 유전자 지도는 커피 재배자에게 변화하는 기후 조건에 더 잘 대처할 수 있는 더 나은 식물을 제공할 수 있는 방법을 알려줄 수 있다"라고 말했다. 그는 또 "이번 연구는 커피의 맛과 향을 향상시키고, 기후 변화에 더 잘 적응할 수 있는 커피 품종을 개발하는 데 도움이 될 수 있다"고 덧붙였다. 영국 런던에 있는 왕립 식물원(큐)의 아론 데이비스 박사는 "이번 발견은 커피의 유전적 다양성을 이해하는 데 있어 중요한 발전이며, 경제적으로 중요하고 널리 사랑받는 이 작물 종의 미래 발전 방향을 제시하는 데 기여할 수 있다"고 말했다. 왕립식물원(큐)는 세계에서 가장 유명한 식물원 중 하나로, 약 8만 종의 식물을 소장하고 있다. 또한, 세계 최대 규모의 식물학 도서관과 자료실을 보유하고 있다. 런던에 본사를 둔 커피 로스팅 업체인 유니온 핸드 로스티드 커피의 공동 설립자인 제레미 토츠는 "우수한 과학 연구와 열정적인 농부들의 결합으로 우리가 사랑하는 커피가 우리가 알고 있는 형태로 훨씬 더 오래 지속될 것이라는 확신을 갖게 되었다"고 말했다. 이 연구는 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다. 아라비카 커피 세계에는 100종 이상의 커피나무가 자생하고 있으나, 식용으로 널리 사용되는 것은 주로 두 종류다. 그 중 하나인 아라비카(Coffea arabica) 커피는 전 세계 커피 생산량의 60% 이상을 차지하며, 가장 인기 있는 커피 종류다. 아라비카 커피는 원래 에티오피아에서 처음 발견되었으며, 16세기경 아랍 상인들을 통해 유럽으로 소개되어 전 세계적으로 널리 퍼졌다. 이 커피는 아메리카 대륙, 아시아, 아프리카 등 전 세계 다양한 지역에서 재배되며, 약 700만 명의 커피 농부들이 아라비카 커피를 생산하고 있다. 아라비카 커피는 재배 지역에 따라 다양한 맛과 향을 갖는다. 고산지대에서 재배된 아라비카 커피는 과일과 꽃의 향이 풍부한 반면, 저지대에서 재배된 아라비카 커피는 초콜릿과 견과류의 향이 강하다. 아라비카 커피는 커피 음료뿐 아니라 케이크, 아이스크림, 초콜릿 등 다양한 식품에도 활용된다. 아라비카 커피는 주로 산악 지역에서 재배된다. 고도가 높은 환경에서의 기온 조절과 풍부한 일조량은 아라비카 커피의 맛과 향을 결정짓는 중요한 요소다. 그러나, 아라비카 커피는 기후 변화에 상대적으로 취약하며, 기온 상승과 불규칙한 강우량으로 인해 수확량 감소 및 해충과 질병 발생이 증가하는 경향이 있다. 로브스타 커피 로부스타 커피(Coffea canephora)는 아라비카 커피에 이어 두 번째로 많이 재배되는 커피 품종으로, 아라비카 커피에 비해 쓴맛이 강하고 카페인 함량이 더 높다. 전 세계 커피 생산량의 약 40%를 차지하며, 가격이 더 저렴하고 재배가 상대적으로 재배하기 쉽다. 로부스타 커피는 기후 변화에 대한 적응력이 더 높고, 해충 및 질병에 대한 저항성도 강한 특성을 가지고 있다. 로부스타 커피는 인스턴트 커피, 블렌드 커피, 커피 베이스에 주로 사용된다. 또한, 카페인 함량이 높기 때문에 에너지 음료나 기타 식품 첨가물로도 활용된다. 마지막으로 라이베리카 커피(Coffea liberica)는 전 세계적으로 재배되고 있으나, 커피 음료 제조에는 비교적 드물게 사용된다. 새롭게 완성된 유전자 지도는 로부스타, 라이베리카를 포함한 다양한 커피 품종의 특성을 더 깊이 이해하고, 개선된 커피 품종 개발에 기여할 수 있을 것으로 보인다.
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- 생활경제
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새로운 커피 유전자 지도 제작, 커피 산업 미래 바꿀까
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새와 벌의 시각으로 세상을 담는 카메라 개발
- 자연환경 속 동물의 움직임을 기존의 조명 조건에서보다 더욱 빠르고 정교하게 포착할 수 있는 새로운 카메라 시스템이 개발되어 주목받고 있다. 미국의 IT 전문 매체인 아르스테크니카(arstechnica)는 동물이 인식하는 색상을 실시간으로 모션 캡처하며 표현할 수 있는 이 혁신적인 기술에 대해 상세히 보도했다. 이 연구는 생물학회지 '플로스 바이올로지(PLoS Biology)'에 최근 게재됐다. 연구 논문의 공동 저자이자 조지 메이슨 대학교의 생물학자인 다니엘 핸리는 “현대 감각 생태학 기술을 활용함으로써, 우리는 동물이 정적인 장면을 어떻게 인식할 수 있는지를 유추할 수 있게 되었다”고 밝혔다. 핸리 박사는 이어 “하지만 동물들은 움직이는 대상, 예를 들어 음식을 감지하며 중요한 판단을 내리는 경우가 많다”며, 이러한 동적인 상황에서의 동물의 시각을 포착할 수 있는 새로운 하드웨어와 소프트웨어 도구의 중요성을 강조했다. 이 기술은 생태학자와 영화 제작자들에게 동물이 인식하는 색상을 동작으로 포착하고 표현할 수 있는 새로운 방법을 제공한다. 연구팀에 따르면, 다양한 동물 종들은 자신들의 특별한 생태학적 필요성에 맞추어 자외선부터 적외선에 이르기까지 다양한 파장에 민감한 고유한 광수용체를 가지고 있다. 연구팀은 일부 동물들은 편광을 인식하는 능력까지 보유하고 있어, 각 종마다 색상을 다르게 인식하는 특징을 가진다고 설명했다. 꿀벌과 새와 같은 동물은 사람의 눈에는 보이지 않는 자외선에 대해 민감한 반응을 보인다. 인간의 눈과 상업용 카메라들은 이러한 빛의 변화를 포착할 능력이 없어, 많은 시각적 정보가 아직까지도 미개척 상태로 남아 있다. 해당 연구 논문은 현존하는 가시광선 이미지 생성 기술로는 동물이 움직임 속에서 식별하는 색상을 정확히 정량화하기 어렵다고 지적한다. 이는 동물이 색상의 외관과 신호를 통해 주변 환경과 소통하며 탐색하는 과정이 복잡하기 때문이다. 예를 들어, 기존의 분광 광도법은 대상으로부터 반사된 빛을 기반으로 특정 동물의 광수용체가 빛을 어떻게 인지하는지를 유추하는 방식이지만, 이 방법은 시간이 많이 소요되며 공간적, 시간적 정보의 상당 부분을 잃게 된다. 다중 스펙트럼 촬영 기법은 자외선 및 적외선을 포함한 다양한 파장에 걸쳐 여러 장의 사진을 찍어 이를 서로 다른 색상 채널로 합치는 방식으로, 카메라에 독립적인 색상 측정 값을 제공한다. 이 기법은 공간 정보의 정확도를 향상시키기 위해 어느 정도 타협을 하며, 동물의 신호를 연구하는 데 유용하지만 정지한 대상에 대해서만 유효하여 시간에 관한 정보가 결여되어 있다. 연구진은 "동물이 복잡한 형태의 신호를 제공하고 인식하는 과정에서 그림자와 하이라이트의 생성이 한계로 작용한다"며, "이러한 신호는 변화하는 조명 조건과 유리한 관측 지점에 따라 달라지며, 배경, 조명, 그리고 동적 신호 간의 상호작용에 관한 정보는 상당히 제한적이다"라고 지적했다. 그럼에도 불구하고, 이들은 자연 환경에서 생물이 색상을 활용하고 인식하는 방법의 중요한 부분을 이룬다고 말했다. 이에 따라, 연구팀은 자연 환경에서 동물이 식별하는 시각적 신호의 복잡성을 전체적으로 포착할 수 있는 고해상도 동물 관찰 비디오를 생성하는 카메라 시스템 개발에 착수했다. 이들은 기존의 다중 스펙트럼 촬영 기법을 새로운 하드웨어 및 소프트웨어 설계와 통합하여 이를 실현하고자 했다. 이 카메라는 파란색, 녹색, 빨간색, 그리고 자외선(UV)을 포함한 네 가지 색상 채널을 사용해 비디오를 동시에 촬영한다. 이 데이터가 '지각 단위'로 처리될 때, 다양한 동물이 보유한 광수용체에 대한 정보를 바탕으로 이들이 다양한 장면을 어떻게 인식하는지를 보여주는 정확한 비디오를 생성할 수 있다. 이 시스템은 인지된 색상을 92%의 정확도로 식별한다. 카메라는 시장에서 구입할 수 있으며, 관련 소프트웨어는 오픈 소스로 제공되어 누구나 자유롭게 사용하고 개발할 수 있다. 예를 들어, 연구진 중 한 명인 핸리가 자외선 차단제를 바른 상태에서의 실험에서, 그의 밝은 피부는 인간의 눈과 꿀벌의 시각에서 유사하게 보인다. 이는 피부의 반사율이 긴 파장에서 점차 증가하기 때문이다. 사람은 자외선 차단제를 흰색으로 보지만, 자외선을 흡수하는 꿀벌의 눈에는 노란색으로 보인다. 꿀벌의 자외선 광수용체는 자외선 차단제를 바른 부위에서 빛을 거의 감지하지 못하지만, 파란색과 녹색에 민감한 광수용체는 여전히 충분한 빛을 포착한다. 결과적으로 꿀벌의 시각에서는 파란색의 강도가 감소하고, 녹색 및 빨간색 픽셀 값이 증가하여 노란색이 형성된다. 핸리와 그의 연구팀은 새로 개발한 시스템의 정확도가 기존 다중 스펙트럼 사진 기법과 매우 비슷함을 강조하면서도, 특정 신호를 포착하는 데 있어서 기존 방법으로는 어려울 수 있는 부분에서 약간의 정확도 저하가 있을 수 있다는 것을 인정했다. 이는 다중 스펙트럼 사진이 여전히 특정 연구 분야에서 연구자들의 필요를 충족시킬 수 있음을 의미하며, 이 분야에서의 연구는 아직도 많은 가능성을 내포하고 있다. 이러한 정확도의 미세한 절충은 움직이는 동물에서 인식된 색상을 기록하고자 하는 연구자들에게 중요한 가치를 제공한다. 이는 연구자들이 자신들의 데이터 세트의 신뢰도와 특정 사례에 가장 적합한 방법론을 선택하는 데 있어, 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있는 기회를 제공한다는 점에서 저자들이 기대하는 부분이다.
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- 산업
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새와 벌의 시각으로 세상을 담는 카메라 개발
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KAIST, 뼈 손상 치료에 혁신적 '뼈 반창고' 신소재 개발
- 국내 과학자들이 금이 간 뼈 조직의 성장을 촉진하는 '뼈 반창고' 역할을 할 수 있는 신소재를 개발했다. 뼈 재생은 복잡하고 기존의 골 이식 및 성장 인자 전달 등과 같은 재생을 할 경우, 높은 단가 발생 등의 한계가 있었다. 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 전남대학교 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수 연구팀과 협업을 통해 하이드록시아파타이트(HAp)의 고유한 골 형성 능력을 활용해 압력을 가했을 때 전기적 신호가 발생하는 압전 생체 모방 지지체를 개발했다다고 25일 발표했다. 하이드록시아파타이트는 뼈나 치아에서 발견되는 염기성 인산칼슘으로 생체 친화적인 특징이 있으며, 충치를 예방하는 특성이 있어 치약에도 쓰이는 미네랄 물질이다. 이전의 압전 지지체 관련 연구들은 압전성이 뼈 재생을 촉진하고 골 융합을 향상하는 효과를 다양한 고분자 기반 소재에서 확인했지만, 최적의 골조직 재생에 필요한 복잡한 세포 환경을 모사하는 데 한계가 있었다. 그러나 이번 연구에서는 하이드록시아파타이트 고유의 골 형성 능력을 활용해 생체의 골조직 환경을 모방하는 소재를 개발해 새로운 방법을 제시했다. 홍승범 교수 연구팀 소속 주소연 박사과정 학생과 김소연 석사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 2024년 1월 4일 국제학술지 '응용재료와 표면(ACS Applied Materials & Interfaces)'에 게재됐다. 연구팀은 하이드록시아파타이트를 고분자 필름과 융합하는 제조 공정을 개발했다. 이 공정으로 제작된 유연하고 독립적인 지지체는 실험 쥐를 대상으로 한 체외 및 체내 실험에서 뼈 재생을 가속하는 놀라운 잠재력을 입증했다는 것이 연구팀의 설명이다. 또한, 연구팀은 동 지지체의 골 재생 효과의 원인을 다각도로 밝혀냈다. 원자간력 현미경(AFM) 분석을 통해 지지체의 전기적 특성을 조사했으며, 세포 모양과 세포 골격 단백질 형성에 대한 상세한 표면 특성 평가를 진행했다. 또한, 압전과 표면적 요소가 성장 인자 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 홍승범 신소재공학과 교수는 "뼈의 재생 속도를 가속화시키는 효과를 통해 '뼈 반창고' 같은 역할을 하는 하이드록시아파타이트 융합 압전성 복합소재를 개발했다"며, "이번 연구는 생체 재료 설계에 새로운 방향성을 제시하는 데에 그치지 않고, 압전성과 표면적 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구한 데에 의의가 있다"고 강조했다. 압전성이란 물질에 변형이나 응력을 가하면 전기적인 분극이 발생하거나, 반대로 물질을 전자장에 두면 변형이나 응력이 발생하는 현상이다. 한편, 지난해 11월 카톨릭대 은평성모병원 정형외과 박형열 교수와 서울성모병원 정형외과 김영훈 교수 연구팀은 척추 골절을 입은 환자에게 수술로 '골형성 단백질'을 주입하면 빠르게 뼈를 재생 시킬 수 있다는 사실을 입증했다. 골형성 단백질은 척추와 치아 등 손상 부위의 뼈 재생 속도를 높이는 성장인자인데, 다양한 임상 분야에서 활용 범위가 확대되고 있다. 최근 연구에서는 퇴행성 척추 질환에 척추 유합술을 할 때 골형성 단백질을 사용하면 유합률이 100%에 가까운 것으로 나타났다. 척추 유합술은 골절이나 퇴행성 질환 등 척추에 발생하는 여러 종류의 병변을 치료하기 위해 시행되는 수술이다. 그동안 척추 골절 치료 분야에서 골형성 단백질을 활용해 뼈 재생을 촉진하는 결과를 확인한 연구는 없었는데 이번 연구를 통해 학계 최초로 같은 효과가 있다는 것을 증명했다.
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KAIST, 뼈 손상 치료에 혁신적 '뼈 반창고' 신소재 개발
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지구의 얼음 다 녹으면 영국의 모습은?⋯런던·뉴캐슬 등 침수
- 지구상의 모든 얼음이 녹을 경우, 영국의 주요 도시들이 사라질 수 있다는 충격적인 가설이 제시됐다. 영국 매체 미러(mirror)는 최근 영국 런던 벤필드(Benfield) 위험 연구센터에서 지구의 얼음이 녹는다는 가정하에 제작된 영국의 지도에 대해 보도했다. 연구에 따르면, 지구의 모든 얼음이 녹는 상황을 가정할 경우 영국의 런던, 에든버러, 뉴캐슬, 브리스톨, 플리머스, 노리치, 피터버러, 본머스 등 주요 도시들이 해수면 상승으로 인해 사라질 위험이 있다. 특히, 얼음이 모두 녹으면 해수면이 무려 84미터 상승할 것으로 예측되며, 이로 인해 수백만 명의 이재민이 발생할 수 있으며 버밍엄이 영국에서 가장 큰 도시가 될 가능성도 제기됐다. 벤필드 위험 연구 센터에서 제작한 13미터 길이의 지도에 따르면, 그린란드와 서낙금 등 지구상의 모든 얼음이 녹을 경우 런던의 주요 지역들이 심각한 수중 위험에 처하게 된다. 특히 서더크, 루이셤, 그리니치, 타워 햄리츠, 벡슬리, 바킹 앤 대거넘 등 런던의 여러 지역이 물에 잠길 것으로 예측된다. 이 지도에서는 또한 남부 에식스와 북부 켄트 지역의 템스 게이트웨이 발전(Thames Gateway Development) 지역이 대부분 침수될 것으로 보여집니다. 브리스톨 역시 브리스톨 해협을 따라 위치한 대부분의 해안 도시들과 함께 물에 잠길 위험이 있는 것으로 나타났다. 이러한 예측은 빙붕(빙하가 바다를 만나 평평하게 얼어붙은 거대한 얼음 덩이) 붕괴, 폭염과 같은 극단적인 기후 현상이 전 세계에 미치는 영향과 토착종에 대한 위협을 시사한다. 과학자들은 남극 대륙의 취약한 생태계를 보호하기 위해 추가적인 환경 보호 조치가 필요하다고 강조했다. 이에 영국 외무부의 극지방 담당자 제인 럼블(Jane Rumble)은 "우리는 기후 변화에 취약한 황제펭귄을 보다 효과적으로 보호하기 위한 방안을 고려 중"이라고 밝혔다. 엑서터대학교의 빙하학자 마틴 시거트 교수는 "이번 시즌에 예상보다 적은 해빙으로 인해 과학계가 놀라움을 금치 못했다"며, "최근 남극에서 발생한 심각한 폭염과 빙붕 손실은 1990년대와는 전혀 다른 상황임을 보여준다. 화석 연료의 사용으로 인해 환경이 변화하고 있으며, 이는 앞으로도 계속될 것"이라고 우려했다.
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지구의 얼음 다 녹으면 영국의 모습은?⋯런던·뉴캐슬 등 침수
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인류 종말시계, '자정 90초 전' 유지…여전히 '위험'
- 인류 멸망까지의 시간을 상징적으로 보여주는 '운명의 날 시계(The Doomsday Clock)'가 지난해와 마찬가지로 자정 90초 전으로 유지됐다. 시계가 만들어진 이래 그 어느 때보다 '종말'에 가까워진 시간이다. 미국 잡지 '불레틴 오브 디 아토믹 사이언티즈(Bulletin of the Atomic Scientists)'는 23일(현지시간) 운명의 날 시계를 90초라고 발표했다. 지난해부터 이 시간은 바뀌지 않았다. 러시아의 우크라이나 침공과 팔레스타인 가자지구 정세와 연루된 핵 위협, 기후변화, 인공지능(AI) 등을 그 요인으로 꼽았다. '지구 종말 시계'라고도 불리는 이 시계는 1947년 냉전이 시작되던 때 핵무기에 대해 우려를 표한 과학자 단체들에 의해 제작됐다. 이 잡지의 레이첼 브론슨 최고경영자(CEO)는 이에 대해 "전세계 분쟁의 핫 스팟은 핵(의 위협)이 가속화하는 위협을 안고있는 것 뿐만 아니라 기후변화는 이미 죽음이나 파괴를 일으키고 있다"면서 "AI나 생물학적 연구라고 하는 파괴적인 테크놀로지는 안전책을 넘어선 속도로 진행되고 있다"고 지적했다. 그는 "남은 시간이 지난해와 같게 된 것은 전세계가 안정되고 있다는 것을 보여주는 것은 아니다"라고 강조했다. 브론슨 CEO는 지난 2022년 2월에 시작된 러시아의 우크라이나 침공에 대해서는 "전쟁종결은 먼 것같고 계속 리시아가 이 분쟁으로 핵무기르 사용하는 심각한 가능성이 존재한다. 러시아는 지난 1년간 우려되는 핵에 관한 신호를 많이 보내왔다"고 말했다. 그는 "핵보유국인 이스라엘의 이슬람 무장조직 하마스와의 전투도 운명의 날 시계의 남겨진 시간 논의에서 고려된다"면서 "특히 우려되는 점은 이 지역에서 광범위하게 가속화해 대규모 통상전쟁을 불러일으켜 많은 핵보유국 등이 휩쓸리는 일"이라고 지적했다. 또한 기후변화에 의한 위협도 꼽았다. 그는 "2023년는 관측사상 가장 더운 해를 맞았고 온실효과 가스 배출량도 계속 늘어나고 있어 세계는 미지의 영역에 돌입했다"고 언급했다.
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인류 종말시계, '자정 90초 전' 유지…여전히 '위험'
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KAIST, 웨어러블 로봇 제어 센서 마이크로니들 개발
- 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 땀, 각질 등 피부 상태에 영향을 받지 않고 장기간 안정적으로 작동하는 웨어러블 로봇 제어용 근전도 센서를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구는 노인, 뇌졸중 환자, 외상 환자 등의 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇의 제어 성능을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대된다. KAIST에 따르면 전기및전자공학부 정재웅 교수와 기계공학과 김정 교수 연구팀이 피부 상태에 영향받지 않는 고품질 전기 생리 신호 측정이 가능한 신축·접착성 마이크로니들(Microneedle·머리카락과 굵기와 유사한 수준의 미세한 바늘로 구성된 패치) 센서를 개발했다. 연구팀은 부드러운 실리콘 중합체 기판에 마이크로니들을 집적해 신축·접착성 마이크로니들 센서를 제작했다. 마이크로니들은 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 효과적으로 낮춰 땀, 이물질로 오염된 피부에서도 고품질의 전기 생리 신호를 받을 수 있다. 마이크로니들 센서는 미세한 바늘 모양의 장치로, 주로 생체 신호를 측정하거나 피부를 통한 약물 전달에 사용된다. 이 기술은 의료 분야에서 매우 유용하며, 특히 통증을 최소화하면서도 효과적인 약물 전달이나 신체 상태 모니터링이 가능한 방법으로 주목받고 있다. 이 바늘들은 일반적인 주사 바늘에 비해 훨씬 작기 때문에, 사용 시 통증이 거의 없거나 전혀 없는 것이 큰 장점이다. 다양한 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇이 사람의 움직임 의도를 인식하기 위해서는 몸에서 발생하는 근전도를 정확하게 측정하는 웨어러블 전기 생리 센서가 필요하다. 기존 센서들은 오래 쓰면 신호 품질이 떨어지거나 피부의 털, 각질, 땀 등의 영향을 많이 받는다. 이러한 단점은 장시간 신뢰성 높은 웨어러블 로봇 제어를 힘들게 한다. 연구팀은 사람의 움직임으로 인한 피부 늘어남에 맞춰 편안한 착용감과 함께 동작 잡음을 최소화하기 위해 부드러운 실리콘 중합체 기판을 활용, 마이크로니들을 집적해 신축·접착성 마이크로니들 센서를 제작했다. 단단한 마이크로니들이 저항이 큰 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 효과적으로 낮춰 털, 각질, 땀, 이물질로 피부가 오염돼도 고품질의 전기 생리 신호를 받을 수 있다. 연구팀은 실험을 통해 마이크로니들 센서 패치를 사용했을 때 피부 상태, 신체 움직임의 크기나 종류와 상관없이 안정적인 근전도 센싱을 기반으로 한 동작 의도 인식을 통해 웨어러블 로봇이 사용자의 동작을 효과적으로 보조할 수 있음을 확인했다. 한편, 마이크로니들 센서는 다양한 재료로 제작될 수 있으며, 이들은 각각의 특성에 따라 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 피부 아래로 약물을 전달하는 경우에는 약물이 포함된 마이크로니들이 사용될 수 있으며, 신체의 생체 신호를 측정하는 경우에는 전기 신호를 감지할 수 있는 재료로 제작된 마이크로니들이 사용된다. 마이크로니들 센서 기술은 현재 다양한 의료 분야뿐만 아니라, 웨어러블 기기, 건강 모니터링 시스템 등에서도 활발히 연구되고 있으며, 미래 의료 기술의 중요한 부분으로 여겨지고 있다. 정재웅 교수는 "이번에 개발된 신축성이 뛰어나고 접착력을 갖춘 마이크로니들 센서는 피부 상태에 영향을 받지 않는 안정적인 근전도 센싱을 통해 보다 정확하고 안정적인 웨어러블 로봇 제어를 가능하게 함으로써, 로봇을 활용하는 환자의 재활을 용이하게 할 수 있다"고 말했다. 이 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 최지난 17일 게재됐다. 이 연구는 웨어러블 로봇 기술의 발전에 중요한 기여를 했으며, 향후 재활 치료와 관련된 기술 개발에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
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- IT/바이오
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KAIST, 웨어러블 로봇 제어 센서 마이크로니들 개발
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샤오미, 애플 제치고 중국 스마트폰 1위 등극
- 중국 가전업체 샤오미(小米)가 중국 스마트폰 시장에서 애플을 제치고 1위로 올라섰다. 23일(현지시간) 차이롄서 등 중국 현지 매체에 따르면 샤오미의 지난해 12월 스마트폰 판매량은 348만900대로, 전년 동기 대비 25.8% 증가했다. 시장 점유율은 16.5%를 차지해 중국 내 스마트폰 판매 1위에 올랐다. 이 기간 애플 판매량은 전년 동기 대비 17.7% 감소한 336만2100대에 그쳐 점유율이 15.9%로 떨어지며 2위로 밀렸다. 애플 판매량은 2020년 중국 최대 통신장비업체 화웨이(華爲)에서 분사한 아너(룽야오·榮耀)의 335만2100대보다 불과 1만대가 많아 2위 자리도 위태로운 지경이다. 샤오미의 실적 호조는 신작 스마트폰 14 시리즈의 판매 돌풍에 힘입었다. 작년 10월 출시된 14 시리즈는 중국 소비자들의 호평 속에 출시 10여일 만에 144만7400대가 팔렸다. 또 중국 최대 쇼핑 축제인 광군제(11월 11일) 때는 시작 5분 동안 판매량이 전작 13시리즈의 6배에 달하며 여러 온라인 쇼핑 플랫폼에서 중국산 휴대전화 판매 1위에 오르기도 했다. 현지 매체들은 "샤오미의 돌풍은 우연이 아니다"며 "샤오미는 최근 수년간 제품 혁신과 품질 향상에 공을 들여왔으며 경쟁력 있는 고성능 신제품을 잇달아 출시, 소비자들의 폭넓은 인정을 받았다"고 지적했다. 미국 견제를 뚫고 작년 8월 7나노 기술로 제작된 '기린 9000S' 프로세서를 장착한 '메이트 60 프로'를 출시한 화웨이도 애플을 맹추격하고 있다. 화웨이는 작년 12월 294만1100대를 판매, 지난해보다 59.2% 급증하며 중국 내 판매 순위 6위에 올랐다. 반면 애플은 미국과 중국의 갈등 고조 속에 중국 내 '애국주의 소비 열풍' 등의 영향으로 최신 기종인 아이폰15 시리즈 판매가 부진해 고전하고 있다. 애플은 지난 15일 중국 내 아이폰15 시리즈 가격을 500위안(약 9만3000 원) 인하했다. 기종에 따라 가격을 6∼8% 내린 것으로, 애플이 가격 할인에 나선 것은 이례적이다. 중국정보통신연구원에 따르면 작년 한 해 중국 휴대전화 출하량은 2억8900만대로, 전년 대비 6.5% 증가했다. 이 중 5G 스마트폰 판매가 2억4000만대로 전년 대비 11.9% 증가하며 전체 휴대전화 출하의 82.8%를 차지했다. 작년 한 해 중국 토종 브랜드 휴대전화 출하량은 2억3100만대로 전년 동기 대비 1.1% 늘어 79.9%의 점유율을 기록했다. 특히 작년 12월 중국 토종 브랜드 출하량은 2천455만4000대로, 전년 동기 대비 11.7% 늘며 전체 휴대전화 출하량의 86.8%를 차지해 점유율이 껑충 뛰었다.
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샤오미, 애플 제치고 중국 스마트폰 1위 등극
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