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2024-11-24 (일)

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[우주의 속삭임(76)] 블랙홀, 우주 팽창의 비밀 쥐고 있나…암흑 에너지 연관성 연구 결과 발표

우주의 팽창을 가속화시키는 미지의 힘, 암흑 에너지의 정체를 밝힐 단서가 블랙홀에 있을 가능성이 제기됐다. 미국 애리조나주립대학교 케빈 크로커(Kevin Croker) 교수 연구팀은 블랙홀이 암흑 에너지와 연관되어 우주 팽창에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 발표했다고 사이언스얼라트가 전했다. 현재 이론에 따르면 우주의 초기 성장 시기는 인플레이션 시기였다. 빅뱅 직후 우주는 무(無)에서 상당히 큰 무언가로 순식간에 변했다. 이후 한동안 상대적으로 느리게 성장하다가 약 50억년 전 암흑 에너지에 의해 팽창이 지배되기 시작했다. 연구팀은 암흑 에너지 분광기(DESI)를 이용하여 거대 질량 별의 붕괴로 생성되는 블랙홀의 성장 속도를 분석하고, 이를 우주 팽창 속도와 비교했다. 그 결과 블랙홀의 형성과 우주 팽창 사이에 뚜렷한 상관관계가 있음을 확인했다. 즉, 블랙홀이 생성될수록 우주 팽창 속도가 빨라지는 경향을 보인 것이다. 이러한 현상은 '우주론적 결합(cosmological coupling)' 이론으로 설명될 수 있다. 이 이론에 따르면, 블랙홀은 일반 물질을 암흑 에너지로 변환시키는 역할을 하며, 이 과정에서 우주 팽창이 가속화된다. 연구팀은 블랙홀의 암흑 에너지 변환율을 계산한 결과, 현재 우주에서 관측되는 팽창 속도와 일치하는 것을 확인했다. 또한, 이 연구는 블랙홀이 암흑 에너지의 근원일 가능성을 제시하며, 우주 팽창의 미스터리를 풀 수 있는 중요한 단서를 제공한다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 향후 추가적인 연구를 통해 블랙홀과 암흑 에너지의 연관성을 더욱 명확히 규명할 계획이다. 이 연구 결과는 우주론 및 천체입자물리학 저널(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-11-04
[기후의 역습(78)] 네팔 눈표범, 심각한 기후변화로 30년 안에 멸종 위기

심각한 기후 변화로 인해 네팔의 눈표범은 향후 30년 이내에 완전히 멸종될 수 있다는 경고가 나왔다. 네팔과 호주 연구진의 최신 연구 결과라고 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 전했다. 연구를 주도한 네팔 분자역학센터(Center for Molecular Dynamics Nepal)의 수석 연구원 디베시 카르마차리야는 "우리의 모델링은 지극히 비관적인 시나리오를 보여주며, 기후 변화의 영향이 예상보다 더 심각해지고 있음을 나타낸다"고 말했다. 눈표범은 일반적으로 해발 3000~5000m 사이의 고도에서 발견된다. 그런데 지난해 1월에는 한 마리의 눈표범이 네팔 동부 해발 146m에서 발견되었다. 일부 전문가는 이 눈표범이 단순히 "길을 잃었을 수 있다"고 생각했지만, 평소 서식지에서 멀리 떨어진 곳에서 발견된 것을 기후 변화 때문이라는 지적도 있었다. 단일 사건이기는 했지만, 기온 상승이 눈표범, 호랑이, 일반 표범 등 네팔의 최상위 포식자의 서식지에 영향을 미치고, 궁극적으로 이들의 분포와 개체수에 영향을 미칠 가능성이 높음을 시사하는 연구가 점점 늘고 있다. 눈표범은 중앙아시아와 남아시아의 고산지대에서 가장 찾기 힘든 종 중 하나다. 네팔에는 300~500마리가 서식하고 있으며, 이는 전 세계 개체수의 약 10%를 차지하는 것이다. 개체수가 감소함에 따라 국제자연보전연맹(International Union for Conservation of Nature)의 멸종 위기종 적색목록에 ‘취약종’으로 등재되었다. 최근 '국제 눈표범의 날'을 기념하는 프로그램에서 네팔 산악 지역 주민들은 눈표범을 목격하는 것이 온난화된 기후 때문에 지난 수십 년 동안 드물어졌다고 말했다. 환경보호론자들은 그러나 이것이 눈표범 개체수가 줄어드는 추세를 정확히 반영하는 것은 아니라고 지적했다. 네팔의 연평균 기온은 지난 20년 동안 섭씨 0.056도 상승했으며, 작년의 평균 최고 기온은 평년보다 섭씨 0.6도 높았다. 카르마차리야의 연구 모델링에 따르면, 덜 심각한 기후 변화에서도 눈표범의 분포가 감소하고, 인도와 방글라데시로 이동할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 네팔의 눈표범 전문가 비크람 슈레스타는 기후 변화로 인해 큰 눈표범들의 서식지 벨트가 동쪽에서 서쪽으로 밀려나 이동할 수 있다는 지적에 부분적으로 동의했다. "기후 변화로 인한 서식지 변동 가능성은 높으며 이로 인해 생태적 불균형이 발생할 수도 있다. 서식지가 좁아지면 서로 경쟁해야 하는데, 더 크고 공격적인 일반 표범이 더 높은 고도로 올라가게 되면 눈표범에 직접적인 영향을 미친다"는 것이다. 이러한 영역 중복 사례는 이미 네팔을 비롯한 여러 지역에서 보고되고 있다. 2016년 중국 북서부 칭하이(青海)성에 설치된 카메라는 티베트 고원에서 눈표범과 일반 표범이 같은 서식지를 공유하는 영상을 포착했다. 지난해 네팔 연구원들도 네팔 동부 가우리샹카르 지역의 약 4250m 고도에서 두 종이 공존하는 모습을 촬영했다. 과학 저널 헬리욘(Heliyon)에 게재된 2023년 연구도 기후 변화로 표범의 서식지가 고산 지역으로 확장될 것으로 예상되며 공존 현상이 증가할 수 있다고 지적했다. 이는 먹이 공급을 줄이게 되고, 먹이가 희소해지면 표범은 가축을 공격하게 된다. 궁극적으로 인간과 동물의 갈등이 증폭될 수 있다. 전문가들은 동물들의 이주 패턴의 변화와 국립공원과 인간 거주지의 근접성이 수년에 걸쳐 인간과 동물의 갈등을 증폭시켰다고 지적한다. 네팔 당국은 눈표범이 2017~2022년 사이에 어퍼돌파 지역에서 양과 염소 2000마리 이상을 죽였다고 추정하고 있다. 지난해에는 머스탱 지구에서 염소 82마리를 대량으로 죽인 사건이 발생했다. 이로 인해 표범 서식지 관리와 보상 논쟁이 치열하게 전개되기도 했다. 기후 변화는 또한 네팔의 다른 대형 고양이과 동물에도 영향을 미칠 가능성이 높다. 세계자연기금(WWF)에 따르면 홍수, 폭염, 가뭄과 같은 악천후로 인해 기존 호랑이 개체군과 먹이 서식지를 위험에 빠뜨릴 것으로 우려된다. 카르마차리야는 또 심각한 기후 변화로 인해 호랑이 분포가 2050년까지 동쪽에서 축소되고 북쪽과 서쪽에서는 크게 확대될 수 있다고 지적했다. 이러한 추세는 2070년까지 더욱 두드러질 것으로 보이며 북쪽으로의 이주 및 동쪽으로의 확장을 시사한다. 그러나 WWF는 네팔에서 기후와 야생 동물 종간의 연관성에 대한 연구는 제한적이며, 이동 추세를 정확하게 평가하려면 더 많은 증거 기반 연구가 필요하다고 지적했다. 이동이 일관된 패턴인지, 반복적으로 기록되고 있는지에 집중해야 하며, 그래야 상관관계와 인과관계를 탐구할 수 있다는 것이다. 데이터에 집중하고 지역 사회와 협력해 변화하는 기후에 대응해 종을 보호해야 할 것이라고 강조했다.
- IT/바이오
2024-10-28
'AI 황제' 엔비디아, 장중 애플 제쳤다…4개월 만에 시총 1위 탈환 시도

10월 25일(현지시간) 뉴욕 증시에서 엔비디아(NVIDIA)는 장중 한때 시가총액 1위 자리를 탈환하며 애플과의 격차를 좁혔다. 엔비디아는 이날 0.8% 상승한 141.54달러(약 19만6882원)로 거래를 마치며, 시가총액 3조4710억 달러를 기록했다. 이는 시총 1위인 애플(3조5210억 달러)과 약 500억 달러 차이로, 두 회사 간 격차가 급격히 줄어들고 있다. 엔비디아는 장중 2% 이상 상승하며 애플을 제치고 한때 시총 1위 자리를 탈환했으나, 다시 2위로 밀려났다. [미니 해설] 엔비디아의 AI 칩 수요 급증과 반도체 업계의 호황 엔비디아의 주가는 최근 몇 달 동안 인공지능(AI) 칩에 대한 급격한 수요 증가로 인해 지속적인 상승세를 보였다. 특히 새로운 AI 칩인 블랙웰(Blackwell)의 1년치 공급량이 빠르게 소진되면서 반도체 업계에서 강력한 수요가 지속되고 있다. 또한 마이크로소프트(Microsoft), 구글, 메타 등 주요 기술 기업들의 실적 발표에 대한 기대감도 주가 상승을 견인했다. 이러한 배경에서 반도체 관련 종목이 대부분 상승하며 필라델피아 반도체 지수도 1.07% 상승 마감했다. TSMC와 AMD 등의 반도체 기업들도 각각 2.75%, 11.82% 상승하는 등 반도체 시장 전체가 호황을 맞고 있다. 특히 엔비디아의 주가는 인공지능(AI) 붐과 함께 글로벌 시장에서 중요한 위치를 차지하게 되었다. 미국 국채 금리와 엔비디아 주가의 상관관계 한편, 이날 10년 만기 미국 국채 금리는 4.25%에서 4.2% 이하로 떨어지며 일시적으로 엔비디아 주가가 2% 이상 상승하는 계기가 되었다. 그러나 다시 국채 금리가 4.2%를 넘어서면서 상승폭이 줄어들었다. 국채 금리는 전반적으로 기술주에 큰 영향을 미치는 변수 중 하나로, 높은 금리는 기술 기업들의 성장에 부담을 줄 수 있다. 특히 금리가 상승하면 투자자들은 더 안전한 국채로 자금을 이동시키는 경향이 있기 때문에, 이는 엔비디아를 포함한 기술주에 압박이 될 수 있다. 반도체 업계의 미래 전망과 엔비디아의 도전 엔비디아는 향후 인공지능 칩 시장에서 지속적인 성장을 예고하고 있으며, 이를 통해 애플과의 시가총액 경쟁에서 우위를 점할 가능성이 있다. 특히 엔비디아의 빠른 시가총액 성장 속도는 단 66거래일 만에 2조 달러에서 3조 달러로 뛰어오르는 기록적인 성과를 달성했다. 이는 애플과 마이크로소프트가 2조에서 3조 달러로 성장하는 데 각각 719일과 650일이 걸린 것에 비해 매우 빠른 속도이다. 반도체 시장 전문가들은 인공지능 기술과 데이터 센터의 확장이 엔비디아의 성장을 지속적으로 뒷받침할 것이라고 전망하고 있으며, 이를 통해 엔비디아는 단기적으로는 애플을 제치고 시가총액 1위 자리를 다시 차지할 가능성이 크다고 보고 있다.
- IT/바이오
2024-10-26
[기후의 역습(73)] 과학계, 해양 열파 견디는 산호초 번식 성공…"온실가스 감축 시급"

선택적 번식을 통해 내열성이 강한 산호가 탄생할 것으로 보인다. 뉴캐슬 대학교의 코랄어시스트 랩(Coralassist Lab) 연구진이 주도해 성체 산호를 선택적으로 번식시켜 내열성을 강화하는 방법을 세계 최초로 찾아냈다고 PHYS가 전했다. 연구에는 호주 빅토리아 대학교, 영국 런던의 호니먼 박물관 및 정원, 팔라우 국제 산호초 센터, 더비 대학교, 엑서터 대학교 등이 협력했다. 찾아낸 방법은 성체 산호가 강렬한 해양 열파에서도 살아남을 수 있는 능력을 키우는 것이다. 번식 노력은 성공적이었으며, 성체 산호 자손의 내열성을 향상시키는 것이 단일 세대에서도 가능하다는 사실을 보여주었다. 이 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션 저널에 게재됐다. 물론 연구의 초기이기 때문에 기후 변화로 예상되는 미래의 해양 열파에 비하면 개선폭은 미미했다는 자평이다. 연구진은 지구 온실가스 배출량을 빠르게 줄이는 것만이 온난화를 완화하고 산호가 적응할 수 있는 기회를 제공하는 절대적인 요건이라고 강조했다. 뉴캐슬 대학교의 리엄 락스 박사는 "산호의 선택적 번식은 가능하지만, 만병통치약은 아니며 번식 효과를 극대화하기 위해 더 많은 연구가 필요하다"면서 "동시에 온실가스 배출을 급속히 감축하는 것이 필요하다"라고 강조했다. 뉴캐슬 대학교의 산호초 생태학 교수인 제임스 게스트 박사는 "연구 결과는 선택적 번식이 산호 개체군 회복력을 향상시키는 실행 가능한 도구가 될 수 있음을 보여준다"고 설명했다. 그러나 여전히 극복해야 할 과제가 많다는 지적이다. 인위적인 개입의 효과는 긴급한 기후 조치에 의해 결정되기 때문에 변수가 많다. 생물에 대한 선택적 육종은 바람직한 특성을 가진 동식물을 생산하기 위해 인간에 의해 수천 년 동안 실행돼 왔다. 이번에는 자연 보호, 특히 산호초 생존을 위한 방법으로 고려되고 있다. 해양 생태계는 기후 변화 영향의 최전선에 있다. 산호는 특히 해양 생태계의 중심에 있는데, 해양 열파에는 매우 민감하다. 기후 변화는 산호의 대량 백화 및 사망을 유발할 수 있다. 이미 전 세계적으로 산호초 감소가 심각한 상황이다. 연구진은 산호의 두 가지 다른 특성에 대한 선택적 번식 실험을 수행했다. 하나는 짧고 강렬한 열 노출(10일, 섭씨 3.5도 상승)에 대한 내성이고 다른 하나는 자연 해양 열파에 더 일반적인 덜 강렬하지만 장기간 노출(1개월, 섭씨 2.5도 상승)에 대한 내성이었다. 연구진은 낮은 열 내성보다는 높은 열 내성을 가진 부모 군체를 선택하면 자손의 내성이 증가한다는 것을 발견했다. 이 결과는 10일 및 1개월 노출 모두에 적용됐다. 연구 결과 이론적으로 열 내성은 한 세대 내에 주당 약 섭씨 1도씩 향상될 수 있다. 그러나 이 수준의 내성 향상은 끊임없는 온난화에 적응하기에 충분하지 않을 가능성이 크다. 연구 결과, 단기 스트레스 내성을 위한 선택적 번식은 장기간 열 스트레스 노출에서 자손 산호가 생존할 수 있는 능력을 향상시킨다는 증거를 보여주지는 않았다. 유전적 상관관계가 발견되지 않았기 때문에, 이러한 특성은 독립적인 유전적 통제 하에 있는 것으로 보인다. 이는 중요한 의미를 갖는다. 개입이 번식을 위한 내열성 군체를 효과적으로 식별할 수 있는 저렴하고 빠른 분석의 이점을 얻을 수 있기 때문이다. 그러나 이러한 분석법이 자연적인 해양 열파에 대한 성체 산호군의 생존을 예측하지 못할 경우 관리 개입에 심각한 문제가 된다. 코랄어시스트 랩의 아드리아나 휴마네스 박사는 "선택적 번식을 성공적으로 구현하기 전까지 많은 작업이 남아 있다. 어떤 특성을 우선시하고 그 특성이 유전적으로 어떻게 연관되는지 결정하기 위해서는 더 깊은 이해가 필요하다"고 강조했다.
- IT/바이오
2024-10-17
[신소재 신기술(115)] 뺨 세포로 사망 위험 예측하는 '후생유전학 시계' 개발

노화로 인한 사망 시기를 미리 예측하는 새로운 후생유전학 시계가 개발됐다. 뺨 안쪽을 면봉으로 긁어서 검사하는 아주 간단한 방법이다. 미국 연구팀이 뺨 세포의 DNA 메틸화를 분석해 사망 위험을 예측하는 2세대 후생유전학 시계 '치크에이지(CheekAge)'를 개발했다고 메디컬 익스프레스와 뉴로사이언스뉴스닷컴이 전했다. 사람의 노화 속도는 유전적 요인, 생활 습관, 환경 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 이러한 요인들은 후생유전학적 표시로 DNA에 기록되는데, 치크에이지는 이를 분석해 생물학적 나이를 측정하고 사망 위험을 예측한다. 기존의 후생유전학 시계는 주로 혈액 세포를 이용했지만, 이번 연구에서는 뺨 안쪽 세포를 사용해 검체 채취의 편의성을 높였다. 치크에이지는 약 20만 개 부위의 메틸화 비율을 건강 및 라이프스타일에 대한 전반적인 점수와 연관시켜 생리적 노화의 추정 차이를 반영하여 개발 또는 '훈련'됐다. 연구팀은 1921년과 1936년에 태어난 1513명의 남녀를 대상으로 치크에이지 정확도를 측정했다. 팀은 통계적 프로그래밍을 시용해 영국 에든버러 대학교의 로디언 출생 코호트(LBC) 프로그램을 통해 이들 남녀의 평생을 추적해 치크에이지가 모든 원인으로 인한 사망률을 얼마나 잘 예측하는지 살펴보았다. 그 결과 치크에이지는 혈액 세포에서 측정한 메틸롬 데이터를 사용하더라도 사망 위험을 정확하게 예측하는 것으로 나타났다. 치크에이지 값이 1 표준편차 증가할 때마다 모든 원인으로 인한 사망 위험은 21% 증가했다. 이 새로운 도구는 노화를 모니터링하고 잠재적으로 연령 관련 질병을 추적하는 간단하고 효과적인 방법을 제공할 수 있다. 연구의 제1저자이자 뉴욕에 있는 톨리 헬스(Tally Health)의 전산 생물학 및 데이터 과학 책임자인 막심 쇼히레프(Maxim Shokhirev) 박사는 "우리는 또한 특정 메틸화 부위가 이러한 상관관계에 특히 중요하다는 것을 입증하여 특정 유전자 및 과정과 우리 시계가 포착한 인간 사망률 사이의 잠재적 연관성을 밝혀냈다"고 말했다. 연구팀은 치크에이지가 사망 위험과 관련된 특정 DNA 메틸화 부위를 밝혀냈으며, 이는 특정 유전자와 노화 과정 사이의 연관성을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다고 설명했다. 특히 종양억제 유전자인 PDZRN4, 동물 모델에서 암과 심장 건강과 관련있는 ALPK2와 같은 유전자는 암, 골다공증, 염증, 대사 증후군 등 노화 관련 질병과 연관성이 있는 것으로 나타났다. 연구의 마지막 저자이자 톨리 헬스의 과학 업무 및 교육 책임자인 아디브 존슨(Adive Jonhson) 박사는 "동물 모델에서 ALPK2와 같은 유전자가 수명이나 건강에 영향을 미치는 지 확인하는 것은 흥미로울 것"이라고 말했다. 연구팀은 향후 치크에이지를 활용해 다양한 노화 관련 질병 발생률, 건강 수명 등을 예측하는 연구를 진행할 계획이다. 해당 연구 결과는 국제 학술지 '프온티어스 인 에이징(Frontiers in Aging)'에 발표됐다.
- IT/바이오
2024-10-02
[우주의 속삭임(53)] 달, 비교적 최근까지 화살 활동 있었다

달 표면에서 가져온 세 개의 작은 유리 구슬은 달의 화산 활동이 그리 오래전이 아니라는 것을 보여준다는 연구 결과가 나왔다. 중국 국가우주국(CNSA)이 창어 5호 임무에서 가져온 달 샘플에 대한 새로운 분석에 따르면, 발견된 유리 구슬은 불과 1억 2000만 년 전에 발생한 달 화산 활동의 증거로 추정된다. 이는 약 44억~20억 년 전 사이에 활발했던 것으로 알려진 달의 화산 활동이 예상보다 많이 늦게까지(최근까지) 있었음을 말해 준다. 중국과학원 지질 및 지구물리학 연구소의 위양 허 박사는 "창어 5호가 가져온 화산 유리 구슬 3개에 대한 방사성 동위원소 연대 측정 결과, 달에서 약 1억 2000만 년 전에 화산 활동이 있었다는 사실이 드러났다"고 말했다. 그는 "창어 5호 착륙 지점에서 기록된 화산 분출은 약 19억 년의 간격이 있음을 말해 준다. 달의 이런 최근 화산 활동은 달과 같은 작은 천체가 매우 늦은 단계까지 내부 활력을 유지할 수 있는 충분한 열을 유지할 수 있음을 의미한다"고 설명했다. 지난 2020년 말 창어 5호가 지구로 전달한 달 샘플은 소련의 마지막 달 탐사선이 1976년 돌아온 이후 인류가 입수한 첫 달 물질이었다. 전 세계 학자들은 다양한 분석 기술을 사용해 샘플을 연구, 달 지질학과 역사에 대한 새로운 정보와 지식을 얻었다. 샘플이 특히 흥미로웠던 것은 이것이 아주 작은 유리 구슬로 구성되어 있다는 점이었다. 이는 녹아 있던 광물이 강력한 조건에서 다시 유리로 굳어질 때 형성된다. 중국과학원 연구팀은 창어 5호 샘플에서 약 3g의 달 먼지를 걸러냈고, 티스푼 정도의 작은 샘플에서 약 3000개의 유리 구슬을 분리했다. 이 중 대부분은 운석 충돌의 결과였으며, 화산 활동에 의한 입자는 찾아내기 어려웠다. 달은 충격에 취약하고 화산 활동은 거의 없었기 때문이었다. 연구팀은 먼저 후방 산란 전자 이미지를 사용해 운석 충돌의 특징이 없는 약 800개의 유리 구슬을 분리했다. 그 후 전자 프로브 마이크로 분석기를 사용해 분리한 구슬을 분석, 그중 13개의 유리 구슬이 아폴로 화산 유리 구슬과 유사한 원소 구성을 가지고 있음을 밝혔다. 13개 유리 구슬 중 6개는 아폴로 샘플에서 확인된 화산 유리와 동일한 성분인 산화마그네슘-니켈 풍부도 상관관계를 갖고 있었다. 마지막 단계로 연구팀은 2차 이온 질량 분석법을 사용해 유황 동위 원소 분석을 수행했다. 마지막 6개 구슬 중 3개는 화산 활동에 의해 형성된 유리였다. 방사성 연대 측정을 통해 구슬의 연대가 밝혀졌다. 약 1억 2300만 년 전이었으며, 여기에는 1500만 년 내외의 오차가 있을 수 있다. 이는 달이 화산 활동을 한 마지막이라고 알려진 시간보다 훨씬 최근이다. 달은 화산 활동이 일어나기에는 오랫동안 차가웠기 때문에 어떻게 이런 일이 일어났는지 알 수 없지만, 세 개의 구슬에 담긴 화학 물질에서 단서를 찾을 수 있었다. 여기에는 칼륨, 희토류 원소, 인과 같은 원소가 높은 비율로 포함되어 있었다. 이들 원소의 높은 풍부도는 방사성 열의 원천이 될 수 있다. 즉, 방사성 분열로 생성되는 상당한 열이다. 지구 내부 열의 약 절반은 방사성 분열에서 나온다. 달에서는 이론적으로 방사성 열이 국부적인 화산 활동을 일으킬 수 있다. 연구팀은 "20억 년에서 1억 2000만 년 전 사이에 다른 화산 활동이 있었을지에 대한 추가 조사가 필요하다“고 말했다. 한편, 이 연구 결과는 사이언스지에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-09-09
[기후의 역습(44)] 원핵생물, 기후 변화로 바다 지배 가능성 제기

기후 변화로 인해 바다 생태계 균형이 위협받고 있다. 바다는 인간의 눈에는 보이지 않는 미세한 유기체의 서식지다. '원핵생물'이라고 알려진 미생물은 세계 바다 생명체의 30%를 차지한다. 원핵생물은 바다의 생태계 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 기후 변화로 인해 그 균형이 흔들릴 위기에 처해 있다고 라이브사이언스가 전했다. 원핵생물이 기후 변화에 놀라울 정도로 회복력이 강하며, 해양을 지배할 수 있다는 것이다. 원핵생물에는 박테리아와 단세포 유기체인 '고균'이 모두 포함된다. 이 유기체는 지구상에서 가장 오래된 세포 기반 생명체로, 이들은 열대 지방에서 극지방에 이르기까지 육지와 물에 걸쳐 지구 전체에서 번성한다. 원핵생물은 크기가 작지만 엄청난 양으로 작은 크기를 상쇄한다. 전 세계적으로 인간 1인당 약 2톤의 해양 원핵생물이 존재한다. 원핵생물은 세계 식량 사슬에서 중요한 역할을 하며, 인간이 식용하는 물고기에 영양소를 공급한다. 해양 원핵생물은 매우 빠르게 성장하는데, 이 과정에서 많은 탄소가 배출된다. 200m 깊이의 해양에 서식하는 원핵생물은 1년에 약 200억 톤의 탄소를 배출한다. 이는 인간의 두 배에 해당한다. 이 엄청난 탄소 배출은 식물 플랑크톤에 의해 균형을 이룬다. 식물 플랑크톤은 또 다른 미세한 유기체로, 광합성을 통해 햇빛과 이산화탄소를 에너지로 전환한다. 이 과정에서 탄소를 흡수한다. 식물 플랑크톤과 기타 해양 순환은 인간이 매년 대기 중으로 방출하는 탄소의 최대 3분의 1을 흡수한다. 이는 지구 온난화의 속도를 제한하는 데 도움이 된다. 원핵생물이 온난화에 어떻게 반응하는지는 기후 변화의 현 상황에서 세계 해양의 미세한 균형이 어떻게 변할 수 있는지를 이해하는 데 중요하다. 최근의 연구 결과에 따르면 원핵생물은 다른 해양 생물에 비해 기후 변화에 회복력이 월등히 강하며, 결국 기후 변화의 승자가 될 가능성이 높다. 해양 온난화가 섭씨 1도 올라갈 때마다 미생물 바이오매스는 약 1.5% 감소한다. 이는 대형 플랑크톤, 어류 및 포유류에 대해 예측한 3~5% 감소의 절반에도 미치지 못한다. 이는 기후 변화가 지속될 경우, 미래의 해양 생태계 전반의 바이오매스는 낮아지고 원핵생물이 점점 더 지배적인 위치를 차지하게 됨을 의미한다. 다시 말하면, 이는 이용 가능한 영양소와 에너지가 원핵생물 쪽으로 편향돼 대형 어류의 에너지 공급원이 줄어든다는 뜻이다. 인간이 식량으로 의존하는 물고기의 개체수가 줄어들 가능성이 높아지고, 바다가 탄소 배출을 흡수하는 능력이 줄어든다. 연구에 따르면 온난화가 섭씨 1도 증가할 때마다 세계 해양의 상위 200m에 있는 원핵생물은 매년 추가로 8억 톤의 탄소를 생산할 것으로 예측된다. 이는 현재 유럽연합 전체의 배출량과 동일하다. 기후 변화로 인해 지구 해양은 금세기 말까지 섭씨 1~3도 정도 올라갈 것으로 예상된다. 원핵생물이 생산하는 탄소량이 예상대로 증가하면 해양이 인간의 탄소 배출을 흡수할 수 있는 능력이 감소하게 된다. 즉, 탄소 순 제로 배출의 달성은 요원하게 된다. 게다가 기후 변화로 인한 세계 어류 자원 감소에 대한 지금까지의 예측은 원핵생물이 바다를 지배해 해양 먹이 사슬을 어떻게 재구조화할 수 있는지는 고려하지 않는다. 결국, 예측 이상으로 어류 자원이 급감할 수 있다. 어류 개체수 감소는 세계 식량 공급에 큰 문제를 야기한다. 바다는 약 30억 명의 인구에 대한 단백질 공급원이다. 원핵생물이 새로운 환경에 얼마나 빨리 적응하고 진화할지는 불확실하다. 그러나 기존의 연구에서도 박테리아는 몇 주 만에 스스로 환경 저항력을 강화하는 능력이 있음을 보여줬다. 원핵생물과 기후 변화의 상관관계에 대한 연구가 더 필요하다는 지적이다.
- 포커스온
2024-08-19
엔화 강세, 달러당 142엔대 진입⋯미일 증시 급락 여파

엔화가치가 5일(현지시간) 미국과 일본의 증시 급락과 미국의 금리인하 기대감 등 영향으로 급등세를 보였다. 엔화가치는 7개월만에 142엔대에 진입했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 엔화가치는 도쿄외환시장에서 이날 도쿄 외환시장에서 달러 당 엔화는 142엔대 전반까지 올랐다. 이는 지난 1월 상순 이후 약 7개월 만의 엔화 강세 수준이다. 특히 이날 하룻만에 엔화 상승폭은 4엔 정도 진행됐다. 지난주 미국 증시 급락에 이어 이날 닛케이평균주가(닛케이지수)가 기록적인 폭락을 하자 안잔자산인 엔화에 대한 매수세가 강화됐다. 이날 닛케이지수는 장중 11% 이상 급락했다. 장중 기준 1987년 블랙먼데이 하락폭을 뛰어넘으면 역대 최대폭 하락을 기록했다. 엔화가치가 급상승한 것은 미국 경기둔화(리세션) 우려에 미국의 주가지수 선물과 일본주식의 급락추세에 리스크회피 심리가 금융시장을 지배하면서 안전자산인 엔화 매수가 강해진 때문으로 분석된다. 오스트레일리아앤뉴질랜드(ANZ)은행 마치다 히로유키(町田広之) 외환·상품영업부 이사는 "리세션 우려로 미국 장기금리가 하락할 여지가 있는데다 주가가 악재로 작용해 리스크회피성 엔 매수가 강해지고 있다"고 지적했다. 그는 "엔 시세와 달러 금리의 상관관계 이상으로 엔화가 상승할 수도 있다"면서 "엔화는 142엔부근까지 오를 것으로 예상되며 현시점에서 엔화가치 상승은 지나치지 않다"고 분석했다. 지난 2일 해외시장에서는 7월의 미국 고용통계 결과 경기악화에 대한 우려가 높아졌으며 미국 증시와 미국 국채금리가 큰 폭으로 떨어졌다. 이날 시간외 거래에서도 미국 주가지수 선물은 추가로 하락했으며 미국 10년물 국채금리는 일시 3.72%로 지난해 6월이래 최조수준으로 떨어졌다. 금리스왑시장은 미국 금융당국이 연내에 0.25%포인트 금리인하를 4회 단행할 것이라고 예상하고 있다. 9월 미국 연방공개시장위원회(FOMC)에서 0.5%포인트 금리인하 가능성도 80% 정도로 높아졌다. 다이와(大和)증권의 이시츠키 유키오(石月幸雄) 선임 외환전략가는 "엔 시세는 지난주말에 3월이후 최고치인 달러당 146.49엔를 넘어서 엔고 추세가 확산됐다"면서 "심리적 마지노선인 145엔을 넘어서 지난해 12월의 140.24엔까지 상승할 수 있다"고 분석했다. 한편 이날 서울 외환시장에서도 엔화가치가 급등했다.원/엔 환율이 960원대로 작년 5월 이후 최고치를 기록했다. 원/달러 환율은 증시 급락에 1370원대로 상승했다. 미국 달러화 대비 원화 환율의 오후 3시 30분 종가는 전 거래일 주간 거래 종가(오후 3시 30분 기준)보다 3.6원 오른 1374.8원을 기록했다. 이날 환율은 미국 고용시장 둔화에 따른 글로벌 달러 약세 영향에 전장보다 12.2원 급락한 1359.0원에 개장해 장중 1355.0원까지 떨어졌다. 이후 증시 급락에 낙폭을 모두 반납하고 상승 전환해 오름세를 보였다. 또한 원/엔 재정환율은 100엔당 963.20원에 거래됐다. 전장 오후 3시30분 기준가(919.93원)보다 43.27원 급등한 것이다. 원/엔 환율은 이날 장중 965.77원까지 올랐는데 이는 장중 고가 기준으로 지난 2023년 5월 22일(967.34원) 이후 가장 높은 수준이다.
- 포커스온
2024-08-05
[우주의 속삭임(22)] 태양 입자 폭발, 지구 오존층 파괴…방사선 노출 위험 고조

핀란드와 영국, 미국 등 국제 연구팀이 태양에서 발생하는 강력한 입자 폭발 현상이 지구의 오존층을 심각하게 파괴해 장기간 지구 표면에 방사선 노출량을 증가시킬 수 있음을 밝혔다고 PHYS.org가 2일(현지시간) 보도했다. 올해 5월초 발생한 강력한 오로라는 태양 폭풍이 방출하는 방사선 에너지를 보여주는 사례였다. 태양은 때때로 더 파괴적인 현상을 일으키기도 한다. '태양 입자 방출(solar particle events)'이라고 알려진 이 현상은 태양 표면에서 직접 방출되는 양성자 폭발로, 마치 탐조등처럼 우주 공간으로 뻗어 나갈 수 있다. 연구에 따르면, 지구는 약 1000년마다 극심한 태양 입자 방출 현상에 노출되며, 이는 오존층에 심각한 손상을 입히고 지표면의 자외선(UV) 복사량을 증가시킬 수 있다. 지난 7월 1일 미국 국립과학원 아카데미 회보에 게재된 논문에서 연구팀은 이러한 극한 상황이 발생했을 때 나타나는 현상을 분석했다. 또한 지구 자기장이 약화되었을 때 이러한 현상이 지구 생명체에 미치는 영향이 매우 클 수 있음을 보여줬다. 이 논문의 주저자는 판란드 오울루대학교(University of Oulu)의 프레이드리그 아르세노비치(Predrag Arsenovic)이며, 공동 저자는 영국 레딩대학교(University of Reading)의 매튜 오웬스(Mathew Owens), 미국 콜로라도대학교 볼더(University of Colorado Boulder)의 마이크 록우드(Mike Lockwood), 오울루대학교의 일리야 우소스킨(Ilya Usoskin), 레딩대학교의 루크 바나드(Luke Barnard) 등이다. 극지방 자기장, 오로라 형성 지구 자기장은 태양에서 방출되는 전하를 띤 방사선을 막아주는 중요한 보호막 역할을 한다. 일반적인 상태에서 지구 자기장은 거대한 막대 자석처럼 기능하며, 한쪽 극에서 나온 자기장 선이 다른 극으로 돌아가는 형태를 띠고 있다. 극지방에서는 자기장 선이 수직으로 배열되어 일부 이온화된 우주 방사선이 상층 대기까지 침투해 공기 분자와 상호작용하며 오로라를 생성한다. 그러나 지구 자기장은 시간이 지남에 따라 크게 변화한다. 지난 세기 동안 북극 자기는 연간 약 40km 속도로 캐나다 북부를 가로질러 이동했으며, 자기장 강도는 6% 이상 약화됐다. 지질학적 기록에 따르면, 지구 자기장이 매우 약하거나 완전히 사라진 시기가 수백년 또는 수천 년 지속된 경우도 있었다. 고대에 자기장을 잃고 그 결과 대기의 대부분을 잃은 화성을 살펴보면 지구 자기장이 없다면 어떤 일이 일어날지 알 수 있다. 지난 5월 지구에 오로라 발생 직후 강력한 태양 입자 방출 현상이 화성을 강타했다. 이로 인해 화성 탐사선 오디세이의 작동이 중단됐고, 화성 표면의 방사선 수치가 흉부 X선 촬영시 받는 방사션보다 약 30배나 높은 수준을 기록했다. 태양의 외기는 '태영풍'이라고 알려진 전자와 양성자의 끊임없이 변동하는 흐름을 방출한다. 그러나 태양 표면은 태양 입자 방출 현상에서 에너지, 주로 양성자인 에너지 폭발을 산발적으로 방출한다. 이는 종종 태양 플레어와 관련 있다. 오존 감소, 방사선 증가 양성자는 전자보다 훨씬 무겁고 더 많은 에너지를 가지고 있기 때문에 지구 대기의 더 낮은 고도애 도달해 공기 중의 기체 분자를 들뜨게 자극한다. 그러나 이러한 들뜬 분자는 육안으로 볼 수 없는 X선만 방출한다. 매 태양 주기(약 11년)미디 수 백건의 약한 태양 입자 방출 현상이 발생하지만, 과학자들은 지구 역사 전체에 걸쳐 훨씬 더 강력한 사건의 흔적을 발견했다. 가장 극단적인 것 중 일부는 현대 장비로 기록된 것보다 수전 배 더 강했다. 이러한 극단적인 태양 압자 방출 현상은 대략 수천 년마다 발생한다. 가장 최근의 사건은 993년 경에 발생했다. 즉각적인 영향 외에도 태양 입자 방출 현상은 상층 대기에서 오존을 고갈시킬 수 있는 일련의 화학 반응을 일으킬 수도 있다. 오존은 유해한 태양 자외선을 흡수해 시력과 DNA를 손상시킬 수 있으며, 피부암 위험을 증가시키고 기후에도 영향을 미친다. 새로운 연구에서 연구팀은 극심한 태양 입자 방출 현상의 영향을 조사하기 위해 대규모 컴퓨터 모델을 사용했다. 연구팀은 이러한 사건이 1년 정도 오존층을 고갈시켜 지표면의 자외선 수치를 높이고 DNA 손상을 증가시킬 수 있음을 발견했다. 그러나 지구 자기장이 매우 약한 시기에 태양 양성자 사건이 발생하면 오존 손상이 6년 동안 지속되어 자외선 수치가 25% 증가하고 태양에 의한 DNA 손상률이 최대 50%까지 증가할 수 있다. 진화와 자가장과의 상관관계 그렇다면 약한 자기장과 극심한 태양 양성자 사건의 이러한 치명적인 조합은 얼마나 자주 일어날까. 이 두 현상은 상대적으로 자주 함께 발생할 가능성이 크다. 실제로 이러한 사건의 조합은 과거 지구의 여러 가지 미스터리한 사건을 설명할 수 있다. 가장 최근의 약한 자기장 기간(북극과 남극의 일시적인 전환 포함)은 4만2000년 전에 시작되어 약 1000년 동안 지속됐다. 유럽에서 마지막 네안데르탈인의 멸종과 호주에서 거대 웜뱃과 캥거루를 포함한 유대류 거대 동물군의 멸종과 같은 몇가지 주요 진화 사건이 이 시기에 발생했다. 훨씬 더 큰 진화적 사건 또한 지구의 자기장과 관련이 있다. 남호주 플린더스 산맥의 화석에 기록된 에디아카라기 말(약 5억6500만년) 다세포 동물의 기원은 2600만 년 동안 자기장이 약하거나 없는 시기 이후에 발생했다. 마찬가지로 캄브리아기 대폭발(약 5억3900만년 전)에서 다양한 동물 그룹의 급속한 진화는 지자기 및 높은 자외선 수준과 관련이 있다. 관련 없는 여러 그룹에서 눈과 단단한 몸 껍질의 동시 진화는 '빛으로부터의 도피'에서 유해한 자외선 유입을 감지하고 피하는 가장 좋은 수단으로 설명됐다. 이제 막 첫발을 뗀 진화와 자기장과의 연구는 지구 생명체의 역사와 미래에 대한 이해를 넓히는 데 중요한 영향을 미칠 수 있다. 아울러 지구 온난화로 인한 자기장 변화가 생태계에 미칠 영향을 예측하고 대비하는 데 도움을 줄 수 있다.
- IT/바이오
2024-07-03
희귀 뇌전증(간질) 발작 감지하는 새로운 AI 시스템 개발

USC(서던 캘리포니아 대학교) 연구진이 희귀한 형태의 뇌전증(간질)을 포함한 발작 유형을 식별하는 AI 기술을 개발, 조기 치료의 기회를 확대할 수 있게 됐다. 관련 소식을 올린 USC 홈페이지 게시글에 따르면, 미국에서 340만 명 이상, 전 세계적으로는 6500만 명 이상이 뇌전증을 앓고 있는데, 이는 신경계에 영향을 미치고 발작을 일으키는 신경 질환이다. 26명 중 1명은 평생 어느 시점에 뇌전증이 발병하고, 매년 뇌전증 환자 1000명 중 1명은 예상치 못하게 사망한다. 많은 질환과 마찬가지로, 뇌전증 치료도 조기 발견에서 시작된다. 세계보건기구(WHO)는 적절한 진단과 치료를 받으면 뇌전증 환자의 70%가 발작 없이 살 수 있다고 추정한다. 의학계에서는 수년에 걸쳐 전극을 사용해 캡처한 뇌파(EEG) 신호에서 발작을 감지하고 분류하는 기계 학습 기술이 개발돼, 인간이 단독으로 다루기에는 너무 복잡한 상관관계를 찾고 있다. 그러나 이 시스템은 희귀한 형태의 뇌전증 발작을 감지하는 데 어려움을 겪는다. 그 이유는 AI가 패턴을 학습하고 예측하기 위해 데이터에 의존하기 때문이다. 이러한 희귀한 발작의 불충분한 예는 예측 능력을 떨어뜨린다. 이번에 USC 연구진은 뇌 상호 작용을 분석하여 간질을 식별하고, 희귀하고 복잡한 사례의 진단을 개선하는 AI 시스템을 개발했다. 최근 PAKDD(고급 지식 검색 및 데이터 마이닝) 컨퍼런스에서 발표된 이 시스템은 종래에 비해 12% 향상된 성능을 보여주었다. 적은 데이터로 정확한 결과 생성 뇌파 전극의 위치와 그들이 추적 관찰하는 뇌 영역을 포함, 뇌전증 감지에서 AI 시스템이 일반적으로 간과하는 여러 정보 소스를 통합함으로써, AI는 발작이 발생할 가능성이 있는 시기를 보이는 패턴이나 특징을 식별할 수 있다. 또 이 기술은 훈련 데이터 사례가 적은 희귀한 발작 유형에서도 적은 데이터로 정확한 결과를 생성하도록 한다. 연구진인 USC 사이러스 샤하비 교수는 "간단한 경우 AI 시스템은 단순한 이진 분류이기 때문에 발작을 일으켰는 지의 여부를 알 수 있지만, 분류하기 쉽지 않은 다양하고 희귀한 유형의 발작이 있고, 이 경우 기존 기술은 정확도가 낮다"고 지적했다. 어린이들에게 종종 영향을 미치고 갑작스러운 근육 조절 상실을 유발하는 희귀한 형태의 발작인 ‘무긴장 발작’이 대표적인 예다. 이 경우, 새로 개발된 시스템은 뇌 영역의 공간적 관계를 조사하고 운동 피질, 기저 신경절, 소뇌 및 뇌간과 같은 근육 조절에 관여하는 뇌 영역의 우선 순위를 지정해 무긴장 발작을 나타내는 활동 패턴을 식별한다. 연구진의 아라시 하지사피는 "개발된 시스템의 AI 모델에는 희귀한 유형의 발작과 관련된 특징을 나타내는 모든 정보가 수집된다. 따라서 소량의 샘플로도 학습이 가능하다”고 밝혔다. 연구진은 시스템 개발의 목표는 인간 의사를 대체하는 것이 아니라 발견하기 어려운 경우에 의사의 지식을 보충하는 것이라고 말했다. USC의 신경학 교수 폴 톰슨 박사는 이번 시스템 개발이 '신경학계의 게임 체인저'가 될 반가운 돌파구라고 평가했다. "이번 성과는 인간이 식별하기 어려운 패턴을 감지하는 AI를 활용함으로써 임상의가 작업을 더 쉽고 빠르며 안정적으로 수행할 수 있게 해준다"는 것이다. 한편 연구진은 이 기술이 언젠가 스마트폰에 정보를 제공하는 웨어러블 센서에 통합될 것으로 예상했다. 샤하비 교수는 "뇌 발작은 갑자기 발생하므로 이를 조기에 발견하면 실제로 생명을 구할 수 있다"며 "시스템은 뇌파의 불규칙성을 감지하면 미리 경고할 수 있으며, 이는 뇌전증 진단과 치료에 큰 기회를 열어줄 것"이라고 강조했다.
- IT/바이오
2024-06-07
[신소재 신기술(54)] 무산소 공정으로 고품질 그래핀 대량 생산 가능

북미 과학자들이 무산소 공정을 활용해 '꿈의 소재'로 불리는 그래핀의 대량 생산 길을 열었다. 미국 콜럼비아 대학교 대학원 엔지니어링의 혼(Hone) 연구소가 국립표준기술연구소(NIST), 캐나다 몬트리올 대학교 연구원들과 함께 '무산소 화학 지상 증착(OF-CVD)' 기술을 개발해 고품질 그래핀의 대량 생산을 가능하게 했다고 아조나노와 인디펜던스 등 다수 외신이 보도했다. 이 기술은 고품질 그래핀 샘플을 대규모로 생산할 수 있으며, 산소와 그래핀 품질 간의 직접적인 상관관계를 밝히고 미량 산소가 그래핀의 성장 속도에 어떤 영향을 미치는지 보여준다고 그래핀은 탄소 원자 단일층으로 이루어진 물질로 2004년 처음 발견됐다. '21세기 경이로운 소재'로 꼽히는 그래핀은 전기 전도성과 강도가 매우 뛰어나 에너지 저장부터 의료 기기, 전자 제품에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 혁신을 가져올 수 있는 물질로 알려져 있다. 하지만 현재까지 그래핀은 제조 과정에서 불순물이 발생하고 대량생산이 어려워 산업 활용에 한계가 있었다. 특히 산소 존재는 그래핀 성장 속도에 영향을 미치고 불순물을 발생시켜 산업적 활용을 저해하는 주요 원인이었다. 연구팀은 산소를 거의 완전히 제가한 상태에서 그래핀을 화학 기상 증착(CVD)방식으로 합성하는 새로운 방법을 개발했다. 연구팀은 "산소 제거를 통한 고품질 그래핀 합성 재현 기능성 확보는 대량 생산으로 나아가는 중요한 이정표"라고 말했다. 기존 그래핀 제조 방법은 두 가지였다. 첫번째는 박리 그래핀 방식이다. 연필 심과 동일한 재료인 흑연 샘플에서 가정용 테이프를 사용해 흑연 막을 벗겨내는 '스카치 테이프(박리 그래핀)' 방법은 매우 순수한 그래핀을 얻을 수 있지만 대량 생산에는 적합하지 않다. 두 번째는 CVD 성장 방식으로 알려져 있다. 15년 전 개발된 CVD 방식은 대량 생산이 가능하지만 산소 존재로 인해 품질이 균일하지 않았고, 성장 속도 저하 문제 등이 있었다. CVD 방식은 메탄과 같은 탄소 함유 가스가 구리 표면위로 통과한다. 가스의 온도가 메탄 조직과 탄소 원자가 재구성되어 벌집 모양의 단일 그래핀 층을 형성하는 지점까지 올라가면 그래핀이 합성된다. CVD 성장을 확장하면 cm(센티미터) 혹은 m(미터) 크기의 그래핀 샘플을 생산하는 것이 가능하다. 그러나 문제는 산소였다. 연구팀은 산소로 인해 공정이 훼손되는 문제를 해결하기 위해 산소 제어를 통한 그래핀 합성 프로세스를 개선했다. 공동 저자인 몬트리올의 리차드 마텔(Richard Martel)과 피에르 레베스크(Pierre Levesque)는 이전에 미세한 농도의 산소가 성장을 방해하고 심지어 그래핀을 제거할 수 있다는 사실을 입증했다. 약 6년 전, GSAS'19의 크리스토퍼 디마르코는 증착 과정에서 첨가되는 산소의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 CVD 성장 시스템을 설계하고 구축했다. 디마르코의 연구는 현재 박사 과정 중인 싱저우 얀(Xingzhou Yan)과 제이콥 아몬트리(Jacob Amontree)가 수행해 성장 시스템을 개선했다. 이들은 미량의 산소가 제거되었을 때 CVD 성장이 일관되게 더 빨라진다는 사실을 발견했다. 또한 산소가 없는 CVD 그래핀 성장의 동역학을 조사하고 간단한 모델을 사용하여 온도와 가스 압력 등 다양한 매개변수에 따라 성장 속도를 예측할 수 있음을 발견했다. OF-CVD로 성장한 샘플의 품질은 박리 그래핀의 품질과 거의 동일한 것으로 나타났다. 컬럼비아 대학교 물리학과 교수들과 협력으로 생산된 그래핀은 자기장이 존재할 때 분수 양자 홀 효과에 대한 강력한 증거를 제공했다. 개선된 공정을 통해 빠르고 안정적으로 성장하는 고품질 그래핀을 얻을 수 있었으며, 이는 향후 그래핀 대량 활용 가능성을 열어준다. 이번 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 '산소 없는 화학 기상 증착을 통한 재현 가능한 그래핀 합성'이라는 제목으로 게재됐다.
- 포커스온
2024-06-05
미세 플라스틱, 인간과 개 고환 조직에서도 발견⋯생식 기능 저하 우려

미세 플라스틱이 인간 태반과 생쥐의 뇌뿐만 아니라 인간과 개의 생식기에서도 발견됐다. 미국 뉴멕시코주 앨버커키에 있는 뉴멕시코대학(UNM) 연구팀은 인간과 개의 고환 조직에서 미세 플라스틱을 다량 검출했다고 밝혀 미세 플라스틱이 인간의 생식 건강에 미칠 수 있는 영향에 대한 우려가 커지고 있다. 앞서 수행된 연구에서 미세 플라스틱은 인간의 태반과 장기, 생쥐의 뇌에서도 검출됐다. 지난 4월 10일 '환경 건강 관점(Environmental Health Perspectives)'에 발표된 연구 중 하나는 건강한 쥐에게 폴리스티렌 마이크로스피어(polystyrene microspheres)를 4~8주 동안 먹이는 실험이었다. 이후 과학자들은 폴리스티렌 마이크로스피어를 섭취한 쥐의 경우 뇌, 간, 신장 등의 조직에서 미세 플라스틱 조각이 검출된 것을 확인했다. 또한 미세 플라스틱을 먹은 쥐에게서 담석증 형성이 가속화됐다는 연구 결과도 나왔다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 미세 플라스틱은 일반적으로 크기가 5mm 이하인 불용성 고체 고분자 입자를 말한다. 그보다 더 작은 1㎛(마이크로미터) 이하의 입자는 일반적으로 미세 플라스틱이 아닌 나노 플라스틱으로 불린다. UNM 간호대학 교수인 샤오중 '존' 유(Xiaozhong 'John' Yu) 박사가 이끄는 연구팀은 '독성 과학(Toxicological Sciences)' 저널에 발표한 새로운 논문에서 사람 23명과 개 47마리의 고환에서 12종의 미세 플라스틱을 발견했다고 보고했다. 유 박사는 "우리 연구에서는 모든 인간과 개의 고환에 미세플라스틱이 존재한다는 사실이 밝혀졌다"고 말했다. 연구팀은 새로운 분석 방법을 사용해 조직 검체에서 미세 플라스틱의 양을 정량화할 수 있었으며, 특정 플라스틱 종류와 개의 정자 수 감소 간의 상관관계를 밝혀냈다. 인체 생식계에 미치는 다양한 환경 요인을 연구하는 유 박사는 최근 들어 중금속, 농약, 내분비계 교란 물질 등이 전 세계적으로 사람들의 정자 수 및 질적 저하에 관련이 있다고 말했다. 유 박사는 인간 태반에서 미세 플라스틱 존재를 입증한 매튜 캠펜 박사(뉴멕시코 대학교 약대 교수)와의 대화를 통해 미세 플라스틱의 인체 검출에 다른 원인이 있을지도 모른다는 의문을 갖게 됐다고 한다. 이를 계기로 유 박사는 캠펜 박사의 연구실에서 태반 연구에 사용했던 것과 동일한 실험 방법을 사용해 연구를 설계했다. 연구팀은 뉴멕시코 검시관 사무소로부터 익명 처리된 인체 조직(7년 보관 후 폐기)을 입수했으며, 개 조직은 앨버커키시 동물 보호소와 중성화 수술을 시행하는 사설 동물 병원에서 제공했다. 연구팀은 시료를 화학적으로 처리해 지방과 단백질을 분해하고 각 시료를 초원심 분리기로 회전시켜 플라스틱 덩어리를 얻었다. 그런 다음 금속 컵에 담긴 플라스틱 펠릿을 섭씨 600도까지 가열했다. 연구팀은 질량 분석기를 사용해 특정 온도에서 다양한 종류의 플라스틱이 연소할 때 배출되는 가스를 분석했다. 개의 경우 고환 조직에서 미세 플라스틱의 평균 농도는 1g당 122.63μg(마이크로그램, 1g의 백만분의 1)였다. 인체 조직에서는 329.44μg/g으로 개보다 거의 3배 높았다. 이는 캠펜 박사가 태반 조직에서 발견한 미세 플라스틱 평균 농도보다도 훨씬 높았다. 유 박사는 "처음에는 미세 플라스틱이 생식 기관에 침투할 수 있을지 의문이 들었다"라면서도 "개에 대한 결과를 처음 받았을 때 저도 놀랐다. 인간에 대한 결과를 받았을 때는 더욱 놀랐다"고 말했다. 폴리에틸렌(PE) 최다 검출 연구팀에 따르면 인간과 개의 조직에서 가장 흔하게 발견되는 폴리머는 폴리에틸렌(PE)이었다. 이는 플라스틱 가방과 병 제조에 사용된다. 개에게는 산업, 도시 및 가정용 배관과 여러 다른 용도로 사용되는 PVC가 그 뒤를 이어 검출됐다. 유 박사는 연구팀은 화학적으로 보존된 인간 시료에서는 정자 수를 세어볼 수 없었지만, 개의 경우 시료의 정자 수를 셀 수 있었으며, 조직 내 PVC 농도가 높을수록 정자 수가 적다는 상관관계를 발견했다고 말했다. 하지만 PE 조직 농도와는 관련성이 없었다. 그는 "플라스틱 종류에 따라 잠재적인 기능과 상관관계가 있을 수 있다"며 "PVC는 정자 생성을 방해하는 많은 화학물질을 방출할 수 있으며, 내분비계 교란을 일으키는 화학물질을 포함하고 있다"고 말했다. 이 연구는 몇 가지 이유로 인간과 개의 조직을 비교했는데, 그 중 하나는 개가 사람과 함께 살고 환경을 공유하기 때문이다. 또한 개와 사람은 생물학적 특징도 일부 공유하고 있다. 유 박사는 "쥐나 다른 동물에 비해 개는 인간에 더 가깝다"고 말했다. 이어 "생리적으로 그들의 정자 생성은 인간에 더 가깝고 농도도 인간과 더 유사하다"면서 개의 정자 수도 감소하는 것으로 보인다고 전했다. 그는 "개와 인간이 정자 수 감소에 기여하는 공통적인 환경 요인을 공유하고 있는 것 같다"고 부연했다. 미세플라스틱은 플라스틱이 햇빛의 자외선에 노출되어 매립지에서 분해될 때 발생한다. 바람에 날리거나 인근 수로로 운반될 수 있으며, 일부 조각은 나노미터(10억 분의 1미터) 단위로 측정될 정도로 매우 작다. 매년 강과 바다호 흟러드는 플라스틱 폐기물은 800만톤에 달하는 것으로 알려졌다. 전 세계적으로 플라스틱 사용이 계속 증가함에 따라 플라스틱은 이제 환경에 어디에나 존재한다. 심지어 남극 대륙의 크릴 새우에도 미세 플라스틱이 발견됐다. 유 박사는 OMI 부검 시료에 포함된 남성의 평균 연령이 35세로, 플라스틱 유통량이 적었던 수십 년 전부터 플라스틱에 노출되기 시작했다는 점에 주목했다. 그는 "그 어느 때보다 많은 플라스틱이 환경에 존재하는 지금이 젊은 세대에게 더 큰 악 영향을 미칠까 우려스럽다"고 말했다. 그는 이번 연구 결과가 미세 플라스틱이 고환의 정자 생산에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 이해하기 위한 추가 연구의 길을 제시한다고 말했다. 유 박사는 "아직 밝혀지지 않은 것이 많다. 우리는 잠재적인 장기적인 영향이 무엇인지 살펴볼 필요가 있다"면서 "미세 플라스틱이 정자 감소에 기여하는 요인 중 하나인 걸까요?"라고 반문했다. 유 박사는 "우리는 사람들을 겁주고 싶지 않다"며 이번 연구 결과에 대해 사람들이 당황하지 않기를 바란다고 밝혔다. 그는 "우리는 과학적으로 데이터를 제공하고 사람들에게 미세 플라스틱이 많다는 사실을 알리고 싶다. 우리는 플라스틱 노출을 피하고, 생활 방식을 바꾸고, 행동을 바꾸기 위해 스스로 선택할 수 있다"며 플라스틱의 폐해를 줄이자고 강조했다.
- 생활경제
2024-05-21
테스토스테론 수치 낮으면 남성 조기 사망 위험 증가

테스토스테론(Testosterone: 남성성호르몬) 수치가 남성의 장수를 나타내는 중요한 지표일 수 있다는 새로운 연구 결과가 나와 주목된다. 내과학연보(Annals of Internal Medicine)에 발표된 보고서에 따르면, 전 세계 2만 4109명의 남성을 대상으로 한 연구에서 테스토스테론 수치가 낮을수록 조기 사망 위험이 높아지는 것으로 나타났다고 비즈니스인사이더가 전했다. 이는 웨스턴 오스트레일리아 대학교(University of Western Australia) 팀이 글로벌 과학자팀과 협력해 수행한 것이다. 연구는 평균 40대 후반에서 70대 중반까지의 장년 및 노인 남성을 대상으로 한 과거의 연구 데이터를 이용, 테스토스테론 수치와 건강 간의 상관관계를 비교하는 방식으로 이루어졌다. 분석 결과 연구팀은 기본 테스토스테론 수치가 낮은(데시리터당 213나노그램(ng/dL) 미만) 남성들에게서 어떤 원인으로든 조기 사망할 위험이 더 높다는 사실을 발견했다. 비뇨기과 전문의들은 건강한 신체의 테스토스테론 수치가 연령에 따라 260~900ng/dL 범위라고 말하고 있다. 연구에서 테스토스테론 수치가 매우 낮은(153ng/dL 미만) 남성은 심혈관 질환으로 사망할 위험이 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 이는 연구팀이 관찰과 분석을 통해 패턴을 발견해 이루어진 것이어서, 낮은 테스토스테론이 더 높은 사망률을 초래한다는 직접적인 증거는 아니다. 그럼에도 불구하고, 이번 결과는 장수와 호르몬에 관한 혼합 연구, 특히 호르몬 요법으로 낮은 테스토스테론 수치를 높이는 연구를 활성화시킬 것이라고 기대했다. 테스토스테론, 장수 및 바이오해킹 분야에 큰 의미 테스토스테론은 장수와 바이오해킹 분야에서 큰 의미를 지닌다. 바이오해킹이란 생명과학 연구를 통해 사회적으로 유익한 결과물을 얻기 위한 활동을 말한다. 테스토스테론을 노화 방지 만병통치약으로 홍보하는 많은 기업들이 바이오해킹에 참여하고 있다. 이 연구는 호르몬 요법이 아니라, 체내에서 자연적으로 발생하는 내인성 테스토스테론에 초점을 맞추었다. 테스토스테론이 장수에 어떻게 도움이 되는지를 이해하면 시장에 큰 파장을 일으킬 수 있다. 호르몬 치료 관련 업계는 알약, 패치, 주사 또는 젤을 통해 남성이 젊음을 되찾는 데 도움이 된다고 홍보하며 호황을 누리고 있다. 그러나 테스토스테론을 보충하면 수명이 연장되는 지의 여부는 아직 확실하지 않으며 오히려 반대로 해롭다는 주장도 있다. 미국 식품의약국(FDA)은 과거 테스토스테론을 강화하는 치료법이 심장마비나 뇌졸중의 위험을 높일 수 있다는 경고를 발표하기도 했다. 이후 연구에서는 심장 문제는 크지 않은 것으로 나타났다. 테스토스테론 수치가 낮아지는 징후와 대처 방법 테스토스테론 수치는 나이가 들수록 감소하는 경향이 있으며, 건강이 악화되거나 약물에 대한 반응으로 감소할 수도 있다. 낮은 테스토스테론은 피로, 뇌기능 저하, 성욕 감퇴와 같은 증상을 유발할 수 있다. 영양이 풍부한 식단, 충분한 운동, 스트레스 관리와 같은 생활 방식이 건강한 테스토스테론 수치를 유지할 수 있으며, 심장 질환 및 기타 만성 질환을 예방하는 역할도 할 수 있다. 물론, 알약, 주사, 젤 또는 패치를 통한 호르몬 대체 요법 등의 치료도 테스토스테론을 정상 수준으로 높일 수 있다. 의사들은 그러나 지속적인 모니터링이 호르몬 수치 변화로 인한 예상치 못한 부작용을 피하는 데 중요하다고 강조했다.
- IT/바이오
2024-05-16
향유고래, 음성 알파벳 발견⋯인간 언어와 유사한 신호로 의사소통

과학자들이 인공지능(AI)에 사용되는 머신러닝 기술을 통해 향유고래(sperm whale)의 의사소통 과정을 일부 밝혀냈다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 컴퓨터 과학 및 인공지능 연구소(CSAIL)와 국제 향유고래 언어 연구 덴체인 프로젝트 CETI(Cetacean Translation Initiative)의 연구원들은 최근 알고리즘을 사용해 '향유고래 음성 알파벳'을 해독함으로써 인간의 음성학 및 다른 동물 종의 의사소통 시스템과 유사한 향유고래 의사소통의 정교한 구조를 밝혀냈다고 MIT뉴스와 테크크런치 등 다수 외신이 7일(이하 현지시간) 보도했다. 향유고래는 이빨고래 중에서 가장 큰 종으로 몸길이는 수컷 17~21m, 암컷 18m에 달하며 몸무게는 수컷 35~74t, 암컷 20~36t이다. 머리에 밀랍으로 가득찬 경랍기관이 있으며 거대한 사각형 머리가 특징이다. 제이컵 앤드리아 교수팀은 7일 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에서 카리브해에 서식하는 향유고래의 소리를 분석, 짧은 클릭 소리인 코다(coda, 악곡 종결부)가 대화와 맥락에 따라 구조가 크게 달라지는 것을 발견했다고 밝혔다. 이 연구는 다양한 언어적 기능을 수행하는 일련의 클릭음인 코다에 대해 다룬다. 도미니카 향유고래 프로젝트를 통해 관찰된 동부 카리브해 향유고래과에서 수집된 약 9000개의 코다는 이 생물의 복잡한 의사소통 시스템을 밝혀내는 데 중요한 출발점이었다. 연구팀은 지난해 6월 세상을 떠난 선구적인 해양 생물학자 로저 페인의 연구를 참고했다. 페인의 가장 영향력 있는 연구는 혹등고래의 노래에 관한 것이었다. 페인은 1971년 과학 기사인 '혹등고래의 노래'에서 고래가 노래하는 방법을 기록했다. 그의 작업은 나중에 '고래 구하기' 운동을 촉진했다. 연구팀은 카리브해 동부의 작은 섬 도미니카 해안에서 연구원 셰인 게로가 수집한 8719개의 향유고래 코다 데이터 세트를 분석하기 위해 머신러닝 솔루션을 배포했다. 이들은 연구자들이 '리듬', '템포', '루바토', '장식'이라고 부르는 다양한 요소가 상호 작용하여 구별 가능한 방대한 코다를 형성하는 '향유고래 음성 알파벳'이라는 것을 발견했다. 연구팀은" 향유고래가 다양한 클릭 소리와 리듬을 만들고 이를 조합, 변조할 수 있다"며 "이를 활용한 의사소통 체계가 이전에 생각했던 것보다 더 복잡하고 정보전달 능력도 뛰어난 것으로 나타났다"고 말했다. 이 실험은 동부 카리브해의 고래류에 부착된 음향 바이오 로깅 태그(특히 'D-태그'라고 불리는)를 사용하여 수행됐다. 이 태그는 고래의 발성 패턴의 복잡한 세부 사항을 포착했다. 새로운 시각화 및 데이터 분석 기술을 개발함으로써 CSAIL 연구진은 향유고래 개체가 같은 코다를 반복하는 것뿐만 아니라 오랫동안 다양한 코다 패턴을 낼 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 향유고래는 클릭 소리 중 코다로 불리는 부분을 통해 자기 신원을 알리는 것으로 밝혀졌지만 의사소통 시스템에 대해서는 밝혀진 게 거의 없다고 말했다. 이들은 이 연구에서 향유고래 자료가 가장 많은 도미니카 향유고래 프로젝트(Dominica Sperm Whale Project) 데이터 가운데 카리브해 동부에 서식하는 향유고래 60여 마리가 다른 개체와 사이에서 내는 소리를 녹음한 데이터를 분석했다. 이 과정에서 향유고래가 다양한 클릭 소리와 리듬을 만들고 이를 조합, 변조할 수 있으며, 클릭 소리 순서의 구조와 조합이 개체 간 대화 맥락에 따라 달라진다는 사실을 발견했다. 다니엘라 루스(Daniela Rus) CSAIL의 책임자이자 MIT의 전기공학 및 컴퓨터과학(EECS) 교수는 "우리는 기존의 실측 데이터 없이 향유고래 통신의 신비를 해독하기 위해 미지의 세계로 모험을 떠난다"라고 말했다. 루스 교수는 "머신러닝을 사용하는 것은 고래의 통신 특징을 파악하고 다음에 무엇을 말할지 예측하는 데 중요하다. 우리의 연구 결과는 구조화된 정보 콘텐츠가 존재한다는 것을 나타내며, 복잡한 의사소통은 인간에게만 있다는 많은 언어학자들의 통념에 도전하는 것이다. 이는 다른 종들도 지금까지 밝혀지지 않은 수준의 의사소통 복잡성을 가지고 있으며, 행동과 깊은 관련이 있음을 보여주는 한 걸음이다라고 말했다. 그는 이어 "우리의 다음 단계는 이러한 커뮤니케이션의 의미를 해독하고 말하는 내용과 집단 행동 사이의 사회적 수준의 상관관계를 탐구하는 것"이라고 덧붙였다.
- IT/바이오
2024-05-08
반도체 칩 실장하는 기판도 전기 변화에 반응…소재 연구 획기적 전기 마련

컴퓨터 칩 설계에서 크게 고려되지 않는 재료가 실제 정보 처리에서는 중요한 역할을 하며, 이는 더 빠르고 효율적인 디바이스로 이어질 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다고 기술 전문지 테크익스플로어가 전했다. 펜실베이니아 주립대 연구진이 이끈 국제 연구팀은 반도체 칩을 실장하는 기판이 기판에 꽂히는 반도체 칩과 마찬가지로 전기 변화에 반응한다는 사실을 발견했다. 연구팀이 분석에 적용한 것은 고급 이미징 기술과 반도체 재료인 이산화바나듐이었다. 이산화바나듐은 바나듐과 산소가 1대 2 배율로 결합된 산화물 반도체 재료로, 전자 스위치로서 큰 가능성을 보여주었다. 팀은 또 이산화바나듐이 기판을 구성하는 물질인 이산화티타늄과 어떻게 상호작용하는지를 분석했는데, 그 결과는 놀라운 것이었다. 반도체가 전기가 흐르지 않게 하는 절연체와 전기가 흐르게 하는 금속 사이로 전환할 때 기판이 반도체 칩과 유사한 동작을 보여, 기판 자체에도 활성층이 있을 가능성이 높다는 사실을 발견한 것. 연구 책임자 펜실베이니아 대학 벤카트라만 고팔란 교수는 "기판이 반도체 공정에서 적극적인 역할을 할 수 있다는 사실은 미래의 재료와 장치를 설계하는 데 매우 중요하다"고 말했다. 이 연구 결과는 '어드밴스트머티리얼즈'에 실렸다. 고팔란은 "무어의 법칙을 극복하기 위해서는 더 작고 빠른 디바이스에 대한 새로운 아이디어가 필요하다"며 "주목되는 아이디어는 1조분의 1초 안에 금속(디지털 신호 1의 상태)과 절연체(0의 상태) 사이를 전환할 수 있는 이산화바나듐과 같은 물질이다"라고 설명했다. 금속-절연체 트랜지스터로서의 이산화바나듐의 가능성은 이미 밝혀졌으며, 이 물질은 에너지 소비가 특히 적어 반도체 기술에 유망하다. 그러나 이산화바나듐의 특성은 아직 완전히 풀리지 않았으며, 지금까지는 실제 디바이스에서 작동하기 보다는 격리된 상태에서 관찰하는 것이 일반적이었다. 이산화바나듐은 전자 효과와 밀접한 상관관계가 있다. 전자 사이의 반발력이 디바이스를 방해하기 때문에 현재의 실리콘계 디바이스에서 발생하는 것처럼 무시할 수 없다. 이런 특성 때문에 고온 초전도 및 강화된 자기 특성과 같은 새로운 기능의 재료를 만들 수 있다. 고팔란은 "이산화바나듐의 근본적인 물리적 성질은 아직 충분히 이해되지 않았으며 디바이스의 기하학적 구조에서의 성능도 마찬가지"라고 말했다. 그는 "만약 우리가 이산화바나듐을 제대로 동작시킬 수만 있다면, 전자공학의 르네상스가 일어날 것이다. 특히 신경망 컴퓨터인 뉴로모픽 컴퓨팅은 이 디바이스를 사용함으로써 엄청난 성과를 거둘 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 이산화바나듐을 디바이스에 전압을 가하여 절연 상태에서 전도성 상태로 전환하는 과정에서의 변화를 조사했다. 이를 위해 강력한 X선 빔을 주사할 수 있는 아르곤 국립연구소의 첨단 광자원(APS: Advanced Photon Source)를 사용했다. 절연-전도성 전환에 대한 재료의 공간적, 시간적 반응을 매핑하면서 연구팀은 기판의 구조에 대한 예상치 못한 변화가 일어난 것을 관찰했다. 이산화바나듐 필름이 금속으로 변하면서 전체 필름 채널이 부풀어 오른 것. 일반적으로는 축소되어야 했는데, 반대 현상이 일어나 필름 구조에서 뭔가 다른 일이 벌어지고 있었던 것이다. APS X선은 이산화바나듐 필름을 통과하여 전기적, 기계적으로 수동적 물질인 이산화티타늄 기판에서 박막을 성장시켰다. 기판은 전기 펄스를 받아 이산화바나듐 필름이 절연체에서 금속으로 전환될 때 매우 활동적이고 완전히 새로운 방식으로 움직이고 반응했다. 펜실베이니아 대학 수학 및 공학팀은 이에 대한 이론 정립을 위해 시뮬레이션과 함게 이론적인 프레임워크도 개발했다. 연구진은 과거 수동적으로 반도체 칩만 실장하는 용도로 사용됐던 이산화티타늄 기판에서 아직 발견되지 않은 잠재적인 현상을 포함해 이산화바나듐의 숨겨진 기능을 파악하는 데도 큰 도움이 될 것이라고 기대했다. 이 연구는 10년에 걸쳐 진행됐는데, 앞으로도 추가 연구와 분석을 진행할 계획이다.
- IT/바이오
2024-04-08
포도, 매일 먹으면 건강에 이로운 이유

당뇨병 환자와 체중 감량 희망자 사이에서 포도 섭취에 대한 우려가 있음에도 불구하고, 포도가 건강에 미치는 긍정적인 영향이 주목받고 있다. 전문가들은 포도가 심장 건강을 지원하고, 에너지와 수분 공급을 증가시키는 등 여러 건강상의 이점을 제공한다고 강조하고 있다. 이에 따라, 당뇨병 환자조차도 적절한 섭취를 통해 포도의 혜택을 누릴 수 있다는 의견이 힘을 얻고 있다. 미국의 식품 전문 매체 '이팅웰(EatingWell)'은 영양사들과 함께 포도의 장점을 소개했다. 샤우 심플 스웹스의 창립자이자 영양사인 엘리자베스 샤우는 "포도는 균형 잡힌 건강한 식단의 일부로 확실히 포함될 수 있는 과일"이라고 강조했다. 하지만, 포도를 매일 또는 자주 섭취할 경우의 영향에 대해서도 논의가 이루어지고 있다. 마이애미의 스포츠 영양사 록사나 에사니(Roxana Ehsani)는 "포도는 필수 탄수화물, 수분, 비타민, 미네랄, 항산화제 및 폴리페놀을 함유하고 있으며, 이 중 대부분의 에너지는 뇌의 주요 에너지원인 탄수화물에서 비롯된다"고 설명했다. 이러한 성분들은 포도가 다양한 건강상의 이점을 제공할 수 있는 이유를 뒷받침한다. 미국 농무부(USDA)의 ’심품 데이터 센터(FoodData Central)‘의 자료에 따르면, 포도 1컵에는 칼로리 104kcal, 탄수화물 27g, 식이섬유 1.5g, 총 설탕 23g, 단백질 1g, 총 지방 0g, 포화지방 0g, 나트륨 3mg, 칼륨 288mg(일일 권장량의 8%), 비타민 C 5mg(일일 권장량의 6%), 비타민 K 22μg(일일 권장량의 18%) 등의 영양소를 제공한다. 신선한 포도는 약 82%의 높은 수분 함량을 자랑하며, 이는 일일 수분 섭취에 크게 기여한다. 포도를 통한 섬유질과 필수 비타민, 미네랄의 섭취는 대부분의 사람들이 충족하지 못하는 영양소 섭취 목표(10명 중 1명 미만 달성)에 도움을 줄 수 있다. 포도를 일일 과일 섭취의 일환으로 포함시킴으로써, 위에서 언급한 탄수화물로부터 에너지를 얻는 것뿐만 아니라, 정기적으로 식단에 포함시킬 때 건강상의 다양한 혜택을 기대할 수 있다. 포도에 함유된 영양소는 다음과 같다. 항산화제 섭취 증가 다양한 색상의 포도는 만성 염증, 당뇨병, 일부 암 종류 및 심장 질환 예방에 도움이 될 수 있는 폴리페놀과 안토시아닌 같은 항산화제를 함유하고 있다. 이들 성분은 장 건강을 증진하고 혈액 순환을 개선하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 사이언스에 따르면 특히 검은색 콩코드 포도와 보라색 포도는 빨간색이나 녹색 포도에 비해 더 높은 총 항산화 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고, 모든 종류의 포도는 우수한 항산화제 공급원으로서 그 가치가 인정되고 있다. 뇌와 심장 건강 향상 포도는 뇌와 심장 건강에 기여할 수 있다. 항산화제는 시간이 흐름에 따라 심장과 혈관에 미치는 손상을 줄이는 데 중요한 역할을 하며, 이는 신체 내 자유 라디칼과의 전투를 돕는다. 2021년 12월 '푸드 케미스트리 엑스(Food Chemistry X)' 저널에 게재된 연구에 따르면, 포도 섭취는 심장 질환 및 고혈압의 위험을 감소시키는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 이 연구는 포도를 '기능성 식품'으로 분류했다. 이는 포도가 건강 증진 및 특정 건강 문제를 위한 의료 영양 요법의 일부로 고려될 수 있음을 의미한다. 즉, 포도는 고혈압 환자의 치료에 도움이 될 수 있는 식품으로 사용될 수 있다. 건강한 혈관은 뇌로의 적절한 산소 공급을 보장하는 데 필수적이다. 한 연구에 따르면, 인지 기능 저하와 기억 상실의 초기 증상을 보이는 사람들이 하루에 2¼컵의 포도를 섭취했을 때, 그 증상이 개선되었다고 한다. 이러한 결과는 포도가 뇌 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 비타민과 미네랄 공급원 포도는 짙은 녹색 잎채소에서 주로 찾아볼 수 있는 비타민 K의 우수한 공급원이다. 이 비타민은 혈액 응고와 뼈 건강 유지에 중요한 역할을 하여 건강에 기여한다. 또한 포도에는 심장 건강과 건강한 근육 기능을 촉진하는 데 도움이 되는 것으로 밝혀진 칼륨이 포함되어 있다. 참고로 포도 1컵에는 중간 크기 바나나 3분의 2 정도의 칼륨이 들어 있다.또 약간의 면역 체계를 지원하는 비타민 C를 얻을 수 있다. 수면의 질 향상에 기여 포도는 숙면을 도울 수 있다. 멜라토닌은 우리 몸의 수면 주기를 조절하는 주요 호르몬으로, 낮 시간 동안 점차 증가하여 밤에 최고조에 이르며, 이는 취침 시간이 다가오고 있음을 신체에 알린다. 멜라토닌은 타트 체리와 타트 체리 주스, 계란, 고지방 생선, 키위, 견과류 등 특정 음식과 음료에 자연적으로 존재한다. 포도 역시 이러한 멜라토닌을 함유하고 있어, 숙면을 취하는 데 도움을 줄 수 있다. 알레르기나 과민증, 포도 섭취 주의 포도의 장점은 많지만 알레르기나 과민증 진단을 받은 사람들은 포도 섭취를 피해야 한다. 특히 5세 미만의 어린이에게 포도 한 알을 다 주는 것은 질식 위험을 높일 수 있으므로 주의가 필요하다. 미국인을 위한 2020~2025 식생활 지침에 따르면, 필수 비타민을 섭취하기 위해 성인은 일일 과일 섭취량으로 2~2½컵을 목표로 설정하는 것이 좋다. 포도에는 자연적으로 발생하는 당분이 포함되어 있으며 첨가된 설탕은 전혀 없다. 또 포도에는 섬유질 형태의 탄수화물이 들어 있다. 그렇지만, 당뇨병 전증이나 당뇨병 환자에게 섭취 시 주의가 필요할 수 있다. 이러한 경우, 공인 당뇨병 교육자와 상담하여 식단에 포도를 어떻게 포함시킬 수 있을지 조언을 구하는 것이 좋다. 알레르기가 없다면, 포도를 건강한 식단의 일부로 적절히 포함시키는 것이 당뇨병 예방에 도움이 될 수 있다. 포도는 수분 함량이 높고 칼로리가 상대적으로 낮아(컵당 약 104칼로리) 체중 관리에 유리하며, 섬유질(컵당 약 1.5g) 또한 포함되어 있어 포만감을 제공한다. 포도는 때때로 당분 함량이 높다는 이유로 부정적인 평가를 받기도 하지만, 실제로는 영양가가 풍부한 과일로, 건강한 식단에 포함시킬 수 있다. 포도 섭취는 뇌와 심장 건강을 지원하며, 포도가 제공하는 비타민과 미네랄은 면역력과 뼈 건강을 강화하는 데 기여할 수 있다. 또한, 포도의 탄수화물과 높은 수분 함량은 에너지를 증가시키는 효과적이고 경제적인 방법이다.
- 생활경제
2024-02-01
그린란드 빙상, 40년 새 얼음 1조 톤 사라져

지구 온난화의 심각한 영향으로 기후가 극단적으로 변하면서 그린란드의 빙하가 급격히 녹고 있다는 우려가 커지고 있다. 최근 인도의 인디아 투데이 보도에 따르면, 미국 항공우주국(나사·NASA) 제트 추진 연구소는 권위 있는 과학 저널 '네이처(Nature)'에 발표한 논문을 통해 그린란드 빙하가 지난 40년간 약 1조 1400억 톤의 얼음을 상실했다고 밝혔다. 이는 이전 추정치보다 약 21%나 더 많은 수치이다. 연구팀은 1985년부터 2022년까지의 위성 자료를 분석해 그린란드에 있는 207개 빙하 중 179개가 현저하게 후퇴한 사실을 확인했다. 이러한 현상은 주로 해수면 아래 위치한 피요르드 주변 빙하에서 나타났다. 피요르드는 빙하가 녹아 형성된 좁고 긴 만으로, 그린란드에서는 빙하 시대에 생성된 피요르드가 빙하의 후퇴로 인해 영향을 받고 있다. 빙하가 물러가면서 피요르드 입구를 막고 있던 얼음이 사라지게 되고, 이로 인해 피요르드 내부의 얼음이 바다로 더욱 빠르게 흘러나가는 현상이 발생하고 있다. 이번 연구에서 밝혀진 1조 1400억 톤의 추가 얼음 손실은 이전 국제 빙하 질량 균형 상호 비교 프로젝트(IMBIE)에서 언급되지 않았던 부분이다. 이 얼음은 이미 바닷물에 잠겨 있거나 떠 있는 상태에서 분리되어 떨어져 나간 것으로, 직접적으로 해수면 상승에 기여하지는 않지만, 담수가 대량으로 바다로 유입되는 현상을 의미한다. 이러한 현상은 대서양 자오선 전복 순환(AMOC)에 영향을 줄 가능성이 있다. AMOC는 전 세계 해양 순환의 핵심 부분으로서, 전 지구적인 기후 패턴과 생태계에 중대한 영향을 끼칠 수 있다. 연구팀은 또한 2000년 이후에 뚜렷한 빙하 후퇴가 시작되어, 21세기에 들어서면서 빙하의 후퇴 속도가 지속적으로 증가하고 있다는 점을 강조했다. 특히 자카리아 이스트롬(Zachariae Isstrom) 빙하가 지난 연구 기간 동안 가장 심각한 손실을 겪었으며, 야콥스하운 이스브라에(Jakobshavn Isbrae)와 훔볼트 글래처(Humboldt Gletscher) 빙하가 이를 뒤따랐다. 카주타프 세르미아(Qajuuttap Sermia) 빙하만이 성장세를 보였으나, 전반적인 얼음 손실량에 비추어 볼 때 이러한 증가는 미미한 것이다. 연구팀은 얼음의 전면부에서 계절적 변화가 가장 큰 빙하와 전반적으로 가장 큰 후퇴를 보인 빙하 사이에 상관관계가 있음을 발견했다. 이는 여름철 온난화에 가장 민감한 빙하가 기후 변화의 영향을 가장 크게 받는다는 사실을 시사한다. 나사 제트 추진 연구소의 빙하학자 알렉스 가드너(Alex Gardner)는 "이 연구는 기후 변화가 지구의 극지방에 미치는 광범위한 영향을 이해하기 위해서는 지속적인 관측과 연구가 절실히 필요함을 보여준다"라고 강조했다. 이번 연구 결과는 그린란드 빙하가 기후 변화로 인한 심각한 위협에 직면해 있음을 다시 한번 확인시켜 준다. 빙하의 지속적인 후퇴는 해수면 상승을 가속화할 뿐만 아니라, 전 세계 기후 시스템에도 광범위한 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 지구 온난화에 대응하기 위한 적극적인 조치가 시급히 요구된다.
- 생활경제
2024-01-29
비디오 게임, 장시간 사용 시 청력 손실 위험

비디오 게임을 자주 하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 청력 손상 및 이명을 겪을 위험이 더 높다는 연구 결과가 나왔다. CNN은 미국 사우스캐롤라이나대 의대 연구팀은 전 세계 약 5만4000명의 성인과 어린이를 대상으로 한 14건의 연구를 검토한 결과를 바탕으로 비디오 게임을 할 때 발생하는 평균 소음 수준이 종종 허용 가능한 소음 노출 한도를 초과하거나 사람들이 소음에 노출되는 시간이 길어질수록 청력 손상의 위험이 커지는 것으로 밝혀졌다고 보도했다. 특히 헤드폰을 통한 게임 소리의 경우, 소음 수준이 약 85-91 데시벨에 이르는 것으로 측정됐다. 비디오 게임에서 나타나는 갑작스러운 소리는 때때로 119 데시벨에 이르는 것으로 나타났으며, 이는 어린이에게 안전한 것으로 간주되는 수준을 훨씬 초과한다. 연구의 제1 저자 로렌 딜라드(Lauren Dillard) 박사는 "정기적으로 게임을 하는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 이명, 측정된 고주파 청력 손실 및 스스로 인식하는 청력 장애를 경험할 가능성이 더 높다"고 밝혔다. 이명은 귀에서 울리거나 윙윙거리는 소리를 내부적으로 느끼는 상태를 말한다. 이는 성인의 약 10%에서 25%가 경험하는 청력 문제 중 하나로, 특히 비디오 게임과 같은 소음이 많은 활동으로 인해 발생할 수 있다. 전 세계적으로 비디오 게임은 매우 인기 있는 여가 활동 중 하나이며, 게임을 즐기는 팬들은 종종 큰 볼륨으로 몇 시간 동안 게임을 한다. 이러한 게임에는 총소리나 엔진 소리와 같은 갑작스러운 시끄러운 소리들이 포함되어 있는 경우가 많다. 많은 게이머들이 장치의 스피커 대신 헤드폰을 사용하여 비디오 게임의 오디오를 듣는데, 이는 소리를 귀에 더 가깝게 하여 청력 손실 위험을 증가시킬 수 있다. 특히 게임 센터와 같은 환경에서 게이머들은 주변 소음을 차단하기 위해 볼륨을 높이는 경향이 있다. 남아프리카 공화국 프리토리아 대학의 드 웻 스와네포엘 박사는 이 연구를 통해 게임과 관련된 청력 손실 문제가 젊은이들에게 얼마나 중요한지를 강조했다. 스와네포엘 박사는 "이 연구가 젊은이들의 청력 건강 위험에 대한 우리의 이해에 중요한 기여를 한다"고 말했다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계적으로 10억 명 이상의 청소년이 안전하지 않은 청취 습관으로 인해 청력 손실의 위험에 처해 있다. 콜로라도 대학교 의과대학의 이비인후과-두경부 외과 겸임 교수이기도 한 드 웻 스완포엘 박사는 "이번 연구는 현대 디지털 라이프스타일에서 청력 건강 위험에 대한 이해를 증진시키는 중요한 자료가 될 것이라고 평가했다. 비디오 게임을 안전하게 즐기기 위해서는 △ 게임 볼륨을 최대치의 60% 이하로 유지하기, △헤드폰을 사용할 경우, 귀에 잘 맞고 배경 소음을 차단하는 제품 사용, △ 게임을 하는 중간에 10~15분씩 휴식을 취해 귀를 쉬게 하고 △ 청력에 이상이 느껴지면 즉시 전문의사의 진료를 받는 것이 권장된다. 특히 어린이의 경우, 청력이 성인보다 더 약하고 소음에 더 취약하므로, 게임 볼륨을 더 낮추고 휴식 시간을 더 자주 갖는 것이 중요하다. 청력 손실은 한 번 발생하면 회복이 어렵기 때문에 평소에 소음 노출에 주의를 기울이는 것이 바람직하다.
- 생활경제
2024-01-25
쓴 음식, 사이코패스 성향과 연관?

카푸치노나 블랙커피와 같은 쓴 음식을 선호하는 행동이 사이코패스 경향과 관련있을 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 뉴욕포스트(NewYorkPost)는 쓴 맛을 즐기는 사람들이 사이코패스적, 반사회적, 가학적인 성격 특성을 보일 가능성이 있다는 전문가들의 주장에 대해 최근 보도했다. 오스트리아 인스브루크 대학교의 연구팀은 이 획기적인 연구를 위해 미국인 953명을 대상으로 식품 취향에 대한 조사를 실시했다. 조사 대상자들은 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛을 포함한 다양한 음식과 음료에 대한 선호도를 평가했다. 이어서, 연구 참가자들은 나르시시즘, 공격성, 사디즘을 포함한 반사회적 성격 특성을 측정하는 네 가지 성격 설문에 응답했다. 연구 결과에 따르면 쓴 맛을 선호하는 경향과 가학적 성향 사이에 상당한 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 이러한 결과는 취향과 성격 특성 간의 복잡한 관계를 탐구하는 심리학 분야에서 중요한 발견으로 평가되고 있다. 쓴 맛을 내는 음식에는 진토닉, 블랙커피, 다크 초콜릿 등이 포함되며, 이러한 취향이 반사회적 성격 특성과 어떻게 연결될 수 있는지에 대한 연구가 진행됐다. 두 연구를 통해 쓴 맛을 선호하는 것이 악의적 성격 특성과 긍정적인 연관성을 가지며, 특히 일상적인 사디즘 및 정신병과의 강력한 연결성이 밝혀졌다. 이러한 결과는 쓴 맛을 선호하는 사람들이 일상적으로 다른 사람들에게 상처를 주거나 그들의 고통을 지켜보는 것에서 쾌감을 느낄 수 있음을 시사한다. 이와 관련하여, 일상적인 사디스트들은 잔인한 영화 시청을 즐길 수 있으며, 육체적 싸움이나 고문과 같은 행위에 흥미를 느낄 가능성이 있음을 나타낸다. 연구에 따르면, 사이코패스라는 신경정신병적 장애가 22명 중 약 1명 꼴로 발견될 수 있다고 한다. 이는 우리가 일상생활에서 다수의 사이코패스적 특성을 지닌 사람들을 만날 수 있다는 가능성을 시사한다. 사이코패스(Psychopathy)는 정서적 둔감, 공감 능력 부족, 행동 통제의 결핍 등을 특징으로 하는 장애이며, 이러한 특성은 일반적으로 지속적인 반사회적 행위 및 범죄적 경향과 연관될 수 있다. 그러나 연구자들은 취향과 성격 특성 간의 연관성을 탐구하는 이러한 유형의 연구가 아직 초기 단계에 있음을 강조한다. 현재까지의 증거는 제한적이며, 단순히 쓴 맛을 선호한다는 사실이 누군가가 사이코패스적 성향을 가지고 있다는 것을 직접적으로 의미하지는 않는다. 이러한 연구는 더 깊은 심리학적 이해를 위한 출발점으로 볼 수 있으나, 개인의 성격을 판단하는 근거로 사용되어서는 안 된다. 연구자들은 음식에 대한 선호도와 실제 식습관 사이에 존재하는 중요한 차이를 인식했다. 그들은 일부 사람들이 경제적인 이유나 체중 관리를 위해 자신이 선호하는 비싸거나 칼로리가 높은 음식을 피하고, 사회적 또는 건강상의 이유로 다른 음식을 선택할 수 있다고 지적했다. 연구자들은 또한 고추, 맥주, 와인, 커피 등과 같은 인기 있는 음식들이 처음에는 부정적인 반응을 유발할 수 있지만, 시간이 지나면서 노출과 사회적 상호작용을 통해 선호하는 맛으로 변화한다고 말했다. 이와 함께, 와사비를 아보카도로 오인하는 등의 실수로 인해 발생할 수 있는 음식에 대한 민감성과 경험적 문제도 고려해야 한다. 이러한 요소들은 음식 선호도에 영향을 미치며, 개인의 식습관과 음식 선택에 중요한 역할을 한다. 다른 한편으로, 일부 연구에서는 달콤한 음식을 선호하는 사람들이 보다 친사회적 행동을 더 많이 보일 수 있다고 주장한다. 이러한 친사회적 행동에는 다른 사람을 돕거나, 나눔을 실천하고, 배려하는 등의 긍정적인 행위들이 포함된다. 그러나 개인의 성격 장애를 자가 진단하거나 타인을 진단하는 것은 바람직하지 않다. 만약 자신이나 사랑하는 사람이 정신 건강 문제로 어려움을 겪고 있다면, 전문가의 도움을 구하는 것이 중요하다. 성격 특성과 정신 건강 문제는 복잡하고 민감한 영역이며, 전문적인 평가와 치료가 필요하다. 연구팀은 이러한 결과가 쓴 음식의 맛이 인간의 성격에 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 시사한다고 밝혔다. 하지만 연구팀은 더 많은 연구가 필요하다고 덧붙였다.
- 생활경제
2024-01-22
치주염, 치매 위험 높인다?

치주염과 같은 만성 구강 질환을 앓는 사람들이 치매에 걸릴 위험이 더 높다는 연구 결과가 발표됐다. 치매와 구강 건강의 관계에 대한 연구 결과가 잇따라 발표되면서, 구강 건강을 유지하는 것이 치매 예방에 도움이 될 수 있다는 주장에 힘이 실리고 있다. 미국 뉴욕포스트에 따르면, 대만 국립 양밍 치아오퉁 대학교의 치의학 교수인 치아슈 린 박사 연구팀은 최근 구강 건강과 인지 기능 장애 사이의 연관성에 대한 28개의 체계적인 검토를 분석한 결과, 치주염을 비롯한 만성 구강 질환을 앓는 사람이 치매에 걸릴 위험이 더 높다는 사실을 발견했다. 린 박사는 치매 환자의 경우 자기 돌봄 능력이 저하되어 구강 관리에 어려움을 겪을 수 있으며, 이는 치매 증상을 더욱 악화시킬 수 있는 악순환을 초래할 수 있다고 설명했다. 그는 "예를 들어, 알츠하이머병 환자는 양치질에 어려움을 느낄 수 있으며, 이는 구강 건강을 더욱 악화시켜 치매를 악화시키는 악순환을 초래할 수 있다"고 말했다. 하지만, 린 박사는 단순히 양치질을 하는 것만으로 치매를 예방할 수 있는 것은 아니라고 경고했다. 그는 "구강 건강과 치매 사이의 인과 관계를 명확히 파악하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다"고 강조했다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 약 580만 명의 미국인이 알츠하이머병 및 관련 치매를 앓고 있으며, 65세 이상 성인의 약 68%가 잇몸 질환을 앓고 있는 것으로 나타났다. 잇몸 질환, 흔히 치주염으로 알려진 이 질환은 치아에 플라그라는 끈적끈적한 박테리아가 쌓이면서 발생한다. 이 플라그는 정기적인 칫솔질과 치실 사용을 통해 제거할 수 있다. 치주염은 구강 건강뿐만 아니라 전반적인 건강에도 영향을 미칠 수 있으며, 특히 알츠하이머병과의 연관성이 주목받고 있다. 2019년의 한 연구에서는 알츠하이머병 환자의 뇌에서 치주염의 주요 원인균인 포르피로모나스 치기발리스(Porphyromonas gingivalis) 박테리아가 발견되었다는 중요한 사실이 밝혀졌다. 이는 치주염과 알츠하이머병 간의 가능한 연결고리를 시사하며, 구강 건강이 전반적인 건강에 미치는 영향에 대한 인식을 증가시키고 있다. 연구팀은 알츠하이머병 환자의 뇌 조직을 검사한 결과, 치주염 환자의 뇌에서 이 박테리아가 더 많이 발견된다는 사실을 확인했다. 또한, 이 박테리아는 뇌의 신경세포를 손상시키고 염증을 일으킬 수 있는 것으로 나타났다. 2022년에 진행된 또 다른 연구에서는 네덜란드 흐로닝언 대학교의 노인 치의학 교수인 아니타 비서(Anita Visser)가 이끄는 연구팀이 쥐를 대상으로 한 실험을 통해 전신 염증이 뇌에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 확인했다. 이 연구는 전신 염증이 치주염과 같은 구강 질환에서 흔히 나타나는 주요 증상 중 하나임을 강조한다. 이러한 발견들은 구강 건강과 전반적인 신체 건강, 특히 신경계 건강 사이의 중요한 연관성을 드러내고 있다. 이는 치주염과 같은 구강 질환의 관리가 전신 건강, 특히 뇌 건강에 미치는 영향에 대해 새로운 인식을 제공한다. 아니타 비서 교수는 최근의 연구 결과에 대해 "치주염이 알츠하이머병을 직접적으로 유발한다고 단언할 수는 없지만, 중증의 치주염을 앓고 있는 사람들이 알츠하이머병에 걸릴 가능성이 더 높다는 사실은 분명하다"고 밝혔다. 이러한 연구 결과는 구강 건강을 유지하는 것이 전반적인 건강 증진에 도움이 될 뿐만 아니라, 치매 예방에도 도움이 될 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 평소에 양치질과 치실 사용, 정기적인 치과 검진 등을 통해 구강 건강을 관리하는 것이 중요하다.
- 생활경제
2024-01-21