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2025-04-04 (금)

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AI 챗봇도 대학 전용 시대…앤스로픽, 대학교육 특화 '클로드 포 에듀케이션' 출시

생성형 인공지능(AI) 경쟁이 고등교육 현장으로 확산되는 가운데, 미국 AI 스타트업 앤스로픽(Anthropic)이 대학 전용 AI 서비스 '클로드 포 에듀케이션(Claude for Education)'을 공식 출시했다. 오픈AI(OpenAI)의 '챗GPT 에듀(ChatGPT Edu)'에 대응하는 형태로, 학생·교수진·행정 직원들이 고등교육 환경에서 인공지능 챗봇 '클로드(Claude)'를 보다 안전하고 효과적으로 활용할 수 있도록 설계됐다. 앤스로픽은 2일(현지시간) 자사 블로그와 보도자료를 통해 "클로드 포 에듀케이션은 단순 질의응답을 넘어서 학생들의 비판적 사고 능력 향상에 도움을 주는 '러닝 모드(Learning Mode)' 기능을 포함한다"고 밝혔다. 해당 모드는 클로드가 학생들에게 개념을 이해했는지 확인하는 질문을 던지고, 문제의 핵심 원리를 짚어주는 방식으로 학습을 돕는다. 또한 연구 과제 초안이나 스터디 가이드 작성에 유용한 템플릿도 제공한다. 이번 서비스는 단순 학습 지원을 넘어 대학 행정 자동화 기능도 포함하고 있다. 예를 들어 입학 트렌드 분석, 반복되는 이메일 문의 응답 자동화 등에도 활용 가능하다. 앤스로픽은 "캠퍼스 전반의 보안과 프라이버시를 고려한 기업 수준의 통제 체계를 갖췄다"고 설명했다. 앤스로픽은 이미 미국 노스이스턴대학교(Northeastern University), 영국 런던정경대(LSE), 그리고 챔플레인칼리지(Champlain College)와 '전체 캠퍼스 계약(full campus agreement)'을 체결하고 클로드 포 에듀케이션을 도입했다. 특히 노스이스턴대는 앤스로픽의 '디자인 파트너'로 참여해 AI 도입 모범사례 구축, 교육도구 개발, 윤리적 활용 프레임워크 설계에 함께하고 있다. 노스이스턴은 미국 최초로 AI와 학습의 미래에 미치는 영향에 초점을 맞춘 전체 학술 계획인 '노스이스턴 2025'를 수립한 대학다. AI 및 고등 교육 분야의 사고 리더인 조셉 E. 아운(Joseph E. Aoun)총장은 AI 기반 세계에서 학습의 미래에 대한 결정적인 저서인 '로봇-프루프'를 저술했다. 런던정경대 래리 크레이머 총장 겸 부총장은 "LSE는 설립 이래 사회 변화를 이해하고 현실의 문제에 대한 해결책을 모색하는 데 앞장서 왔다"면서 "이 새로운 파트너십은 그 사명의 일환이다. 사회과학자로서 우리는 AI가 교육과 사회를 긍정적으로 변화시킬 수 있는 방법을 이해하고 구체화할 수 있는 독보적인 위치에 있다"고 말했다. 앤스로픽은 향후 미국 대학생 대상 'AI 빌더 프로그램'과 학생 홍보대사 제도 등을 통해 더 많은 대학과의 계약을 추진할 계획이다. 2024년 디지털교육협의회(Digital Education Council)의 조사에 따르면, 대학생의 54%는 매주 생성형 AI를 사용하고 있는 것으로 나타났다. 앤스로픽은 이러한 변화에 맞춰 대학의 AI 도입 흐름을 선도하며 수익도 확대하겠다는 전략이다. 현재 앤스로픽의 월 매출은 1억1500만 달러(약 1,550억 원)로 추정되며, 내년에는 이를 두 배로 끌어올리는 것이 목표다. 한편, AI의 교육 현장 도입을 둘러싼 평가는 엇갈리고 있다. 일부 연구는 AI가 유능한 튜터 역할을 할 수 있다고 평가하는 반면, 다른 연구들은 학생의 비판적 사고력을 약화시킬 수 있다고 지적하고 있다. 앤스로픽의 클로드 포 에듀케이션은 이러한 논쟁 속에서 AI가 고등교육의 '동반자'가 될 수 있는지를 가늠하는 시험대가 될 전망이다.
- IT/바이오
2025-04-03 14:32:00
[퓨처 Eyes(78)] 중국, '칩 혁명' 쏘아 올릴 레이저 개발…ASML 독주 시대 '흔들'

손톱보다 작은 반도체 칩, 그 안에는 세상을 움직이는 빛이 새겨져 있다. 바로 극자외선(DUV) 레이저 광선이다. 현재 이 빛을 다루는 기술은 네덜란드의 거대 기업 ASML이 굳건히 움켜쥐고 있다. 그러나 최근, ASML의 아성에 도전하는 한줄기 빛이 포착됐다. 중국과학원(CAS)의 연구자들이 기존과는 전혀 다른 방식으로, 차세대 반도체 생산의 판도를 뒤흔들 '꿈의 레이저' 개발에 성공한 것이다. 국제광공학회(SPIE)는 지난 3월 22일, CAS 연구진이 실험실 환경에서 반도체 포토리소그래피에 사용되는 193nm 파장의 빛을 방출하는 고체 심자외선(DUV) 레이저를 개발했다고 발표했다. 이는 기존의 가스 기반 엑시머 레이저 방식과는 완전히 다른 접근 방식으로 더욱 주목받고 있다. 심자외선 레이저는 매우 짧은 파장에서 고에너지 빛을 방출하며, 반도체 제조, 고해상도 분광법, 정밀 소재 개공과 양자 기술 분야에서 중요한 역할을 한다. 기존의 엑시머 또는 가스 방전 레이저와 비교하면 DUV 레이저는 응집성이 더 낮고 더 낮은 전력 소비를 제공해 더 작고 효율적인 시스템을 구축할 수 있다. 만약 이 새로운 극자외선 레이저 광원 기술이 실제 대량 생산에 적용될 수 있다면, 이는 곧 첨단 공정 기술을 활용한 차세대 반도체 칩 생산 장비 개발의 가능성을 열어젖히는 혁신적인 성과로 평가받을 수 있다. 하지만 고체 레이저의 성능을 대규모 생산에 필요한 수준으로 끌어올릴 수 있을지는 아직 미지수다. 기존 DUV 레이저 기술의 한계 현재 ASML, 캐논, 니콘 등 주요 반도체 장비 기업들은 193nm 파장의 DUV 레이저를 만들기 위해 주로 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저를 사용한다. 이 방식은 아르곤과 플루오린 가스를 혼합한 챔버에 고전압 전기 펄스를 가해 불안정한 ArF 분자를 만들고, 이 분자가 다시 안정화되면서 193nm 파장의 빛을 방출하는 원리를 이용한다. 이 레이저는 짧고 강한 에너지 펄스 형태로 최대 100~120W의 출력을 내며, 최신 액침 DUV 장비의 경우 초당 8000~9000번(8~9kHz)의 빠른 속도로 빛을 쏜다. 이 빛은 복잡한 광학 시스템을 거쳐 반도체 웨이퍼에 회로 패턴이 담긴 마스크를 통과하며 미세한 회로를 새기는 데 사용된다. 중국과학원의 새로운 해법 '고체 레이저' 하지만 CAS 연구팀은 이러한 기존 방식 대신 완전히 새로운 고체 방식을 택했다. 이들은 자체 제작한 이터븀(Yb)이 첨가된 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 결정 증폭기를 이용해 1030nm 파장의 레이저 빔을 먼저 만든다. 이 빔을 두 갈래로 나눈 뒤, 각각 다른 광학 과정을 거쳐 최종적으로 193nm 파장의 빛을 얻는 방식이다. 첫 번째 경로에서는 1030nm 빔을 비선형 광학 과정인 4차 조화파 발생(FHG)을 통해 원래 파장의 1/4인 258nm 빔으로 변환시킨다. 이 과정에서 약 1.2W의 출력이 발생한다. 두 번째 경로에서는 나머지 1030nm 빔을 광학 파라메트릭 증폭기에 넣어 1553nm 파장의 빔을 만들고, 이 빔은 약 700mW의 출력을 갖는다. 최종적으로 이 두 개의 빔, 즉 258nm와 1553nm 파장의 빔을 직렬로 연결된 리튬 삼붕산염(LBO) 결정에 통과시켜 평균 전력 70mW, 6kHz의 주파수, 그리고 880MHz보다 좁은 선폭을 가진 193nm 파장의 결맞는 빛을 얻게 된다. CAS 측은 이 테스트 시스템의 스펙트럼 순도가 현재 상용 시스템과 견줄 만한 수준이라고 밝혔다. CAS 시스템이 만들어낸 193nm 파장의 빛은 고체 레이저 방식으로 얻어진 것으로, 평균 전력은 70mW, 주파수는 6kHz, 선폭은 880MHz 미만이다. 이는 ASML의 ArF 엑시머 기반 생산 시스템이 제공하는 100~120W 출력, 9kHz 주파수와 비교하면 아직 성능 면에서 크게 뒤처지는 수준이다. 과학기술 전문매체 톰스 하드웨어는 "ASML의 제품보다 훨씬 낮은 성능"이라고 지적했다. 그럼에도 불구하고 이번 CAS의 성과는 매우 중요한 의미를 갖는다. 기존의 가스 기반 방식이 아닌 고체 방식으로 193nm 파장의 레이저를 만들었다는 점 자체가 혁신적인 시도이기 때문이다. 특히 CAS 연구팀은 여기서 한발 더 나아가 1553nm 빔에 나선형 위상판을 적용하여 궤도 각운동량을 갖는 소용돌이 빔을 생성하는 데 성공했다. 사이테크 데일리는 이를 두고 "최초로 고체 레이저에서 193nm 소용돌이 빔이 생성된 것"이라고 강조하며, "이러한 빔은 하이브리드 ArF 엑시머 레이저의 시딩에 유망하며 웨이퍼 처리, 결함 검사, 양자 통신 및 광학 미세 조작에 중요한 응용 분야를 가질 수 있다"라고 보도했다. 소용돌이 빔은 빛이 진행하면서 회전하는 독특한 형태를 띠는데, 이는 물질을 아주 정밀하게 제어하거나 정보를 담아 전달하는 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 첨단 기술이다. 특히 양자 기술 분야에서는 소용돌이 빔이 양자 통신이나 양자 컴퓨팅의 효율성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다. 미래 반도체 기술의 판도 바꿀까 비록 현재 CAS 시스템의 출력은 상업용 반도체 생산에 필요한 수준에 크게 못 미치지만, 이번 연구는 고체 레이저 기반의 새로운 DUV 광원 개발 가능성을 열었다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 높은 처리량과 안정적인 공정이 필수적인 반도체 제조 분야에서 CAS의 기술이 상용화되기까지는 앞으로 여러 세대의 추가적인 개발이 필요할 것으로 예상된다. 사이테크 데일리는 "이 혁신적인 레이저 시스템은 반도체 리소그래피의 효율성과 정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 첨단 제조 기술을 위한 새로운 길을 열어준다. 193nm 소용돌이 빔을 생성하는 능력은 해당 분야에서 더 큰 발전을 이끌어 전자 장치 생산 방식을 혁신할 가능성이 있다"라고 전망했다. 이번 연구를 이끈 쉬안훙원 박사를 비롯한 중국과학원 연구팀의 작은 빛줄기가 미래 반도체 산업의 거대한 지각 변동을 일으킬 수 있을지, ASML이 굳건히 지켜온 빛의 성채에 균열을 낼 수 있을지 귀추가 주목된다. ◇ 참고 문헌: 『광학 파라메트릭 증폭기를 이용한 소형 협대역 선폭 고체 193nm 펄스 레이저 광원 및 그 소용돌이 빔 생성』 저자: 장지타오, 헝샤오보, 왕준우, 천성, 왕샤오지에, 퉁천, 리정, 쉬안훙원, 2025년 3월 9일, 어드밴스드 포토닉스 넥서스. DOI: 10.1117/1.APN.4.2.026011
- 포커스온
2025-04-03 13:25:00
[신소재 신기술(164)] "기술적 장애물 없다"…유럽, 17조원 규모 차세대 입자충돌기 건설 본격화

유럽입자물리연구소(CERN)는 2025년 3월 31일(이하 현지시간) 17조원 규모의 차세대 입자 충돌기 '미래 원형 충돌기(Future Circular Collider·FCC)' 건설과 관련해 "기술적 장애물은 없다"고 밝혔다. 이에 따라 세계 최대 규모의 입자가속기 건설 프로젝트가 본궤도에 오를 전망이다. CERN와 국제 협력 기관들은 이날 프랑스-스위스 국경을 관통하는 약 91km 길이의 순환형 가속기 터널 건설에 대한 다년간의 타당성 조사 결과를 발표하며, 기술적 측면에서 프로젝트 진행을 저해할 만한 중대한 문제는 발견되지 않았다고 전했다고 웹사이트 PHYS.org가 이날 보도했다. 이번 보고서는 전 세계 1000여명 이상의 물리학자와 공학자들이 참여했다. FCC 가속기는 현재 세계 최대 규모인 27km 길이의 대형강입자충돌기(LHC)의 세 배 이상 길이로, 평균 지하 200m에 위치하게 된다. LHC는 지난 2012년 '신의 입자'로 불리는 힉스 보손(Higgs boson)의 존재를 입증한 바 있다. 힉스 보손은 지금까지 발견된 입자 중 가장 단순하면서도 가장 난해한 성질을 지닌 입자로, 우리 존재의 근본을 이해하는 데 중대한 함의를 지닌다. 이 입자는 빅뱅 직후 극히 짧은 순간, 전자와 같은 기본 입자들이 질량을 얻게 한 메커니즘과 관련되어 있으며, 이를 통해 원자와 구조물 형성이 가능해졌다. 나아가, 우주의 운명과 현대 물리학의 미해결 문제들에 접근하는 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 총 둘레 약 91km 규모로 설계된 FCC는 LHC보다 훨씬 높은 에너지에서 충돌 실험을 가능케 하며, 우주의 기원과 입자 질량 생성 메커니즘에 대한 과학적 탐구를 한층 진전시킬 것으로 기대된다. CERN에 따르면 FCC 연구 프로그램은 두 단계로 구성된다. 우선 힉스 보손, 약한 상호작용, 톱쿼크(Top quark)를 정밀 분석하기 위한 전자–양전자 충돌기 단계를 거쳐, 이후 약 100TeV의 전례 없는 충돌 에너지를 갖는 양성자–양성자 충돌기 단계로 발전한다. 이 두 단계는 2020년 개정된 유럽 입자물리학 전략의 최우선 과제에 부합하는 상호보완적인 물리학 프로그램으로 구성되어 있다. 파비올라 지아노티 CERN 사무총장은 AFP와의 인터뷰에서 "이번 프로젝트는 유럽이 기초과학 분야에서 글로벌 리더십을 유지하기 위해 반드시 필요하다"며 "특히 중국과의 경쟁이 현실화되고 있는 상황"이라고 강조했다. 이어 "FCC 프로젝트는 올바른 방향으로 잘 진행되고 있으며, 각국 정부의 자금 지원이 필요한 시점"이라고 덧붙였다. FCC는 LHC가 2041년 운용 종료 시점을 맞이함에 따라, 향후 유럽 내 기초과학 연구의 지속성과 선도성을 확보하기 위한 후속 프로젝트로 기획됐다. 현재 CERN은 23개 회원국과 이스라엘로 구성되어 있으며, 이들 국가가 오는 2028년까지 프로젝트 추진 여부 및 예산 배정을 결정할 예정이다. CERN은 모든 신규 프로젝트가 지속가능한 연구 인프라의 모범이 되도록 하겠다는 원칙을 천명했으며, 이에 따라 설계, 건설, 운영, 해체 전 단계에 생태설계(ecodesign) 원칙을 적용하겠다고 밝혔다. 보고서에는 FCC의 환경 영향을 최소화하는 동시에 사회에 이로운 신기술을 촉진하고, 에너지 재활용과 같은 지역 연계 시너지 개발 방안도 상세히 제시됐다. FCC 타당성 조사의 핵심은 충돌기 고리 및 관련 인프라의 배치에 있었다. 과학적 효용을 극대화하면서도 지역적 조화, 환경적 영향, 건설 여건 및 비용 등을 고려한 시뮬레이션이 진행되었으며, 무려 100개 이상의 시나리오가 개발 및 분석됐다. 그 결과로 선정된 최적안은 평균 깊이 200m, 총 둘레 90.7km의 원형 구조로, 지상에 8개의 지원 시설과 4개의 실험 구역이 포함된다. 하지만 일각에서는 프로젝트의 천문학적 비용과 환경적 영향에 대한 우려도 제기되고 있다. 전체 건설비는 150억 스위스프랑(약 17조 원)으로 추산되며, 독일 등 일부 회원국은 막대한 재정 투입에 부담을 느끼고 있는 것으로 알려졌다. 이에 대해 CERN 측은 전체 비용의 최대 80%까지 자체 예산으로 충당 가능하다고 설명했다. 환경 단체와 지역 주민들의 반대 목소리도 이어지고 있다. 프랑스 로슈쉬르포롱 지역의 낙농업자 티에리 페리야는 "충돌기 건설로 농장 부지 5헥타르가 수용될 위기"라며 반발했고, 프랑스·스위스 환경단체 연합 'CO-CERNes'는 "전기 소비량, 온실가스 배출량, 사업 규모 모두가 지나치다"며 부정적인 입장을 밝혔다. 그르노블 대학의 올리비에 세파스 박사는 "재정·생태·운영 면에서 모두 부담이 크다. 이보다는 소규모 과학 프로젝트에 대한 투자 확대가 바람직하다"고 지적했다. 반면, 툴루즈대 L2IT 연구소의 캐서린 비스카라 박사는 "우주의 기원과 힉스 입자의 역할 등 근본적 질문에 접근하기 위해서는 FCC 같은 장비가 필요하다"며 지지를 표명했다. 프랑스 페르네볼테르 지역에서는 FCC 건설로 인한 열 에너지 활용을 통한 도시 난방 계획이 거론되는 등, 지역 일자리 창출과 에너지 효율 개선 측면에서 긍정적 효과를 기대하는 시각도 존재한다. 다니엘 라포즈 시장은 "이 프로젝트가 중국이 아닌 유럽에서 진행되어야 한다. 그렇지 않으면 유럽의 과학 주도권이 약화될 것"이라고 말했다. FCC 프로젝트는 오는 수년간 각국의 정치적 결단과 사회적 합의, 그리고 기술적 세부 설계를 거쳐 최종 착수 여부가 결정될 예정이다. 유럽의 과학적 미래가 걸린 중대한 분기점이 도래한 셈이다.
- 산업
2025-04-01 11:19:00
스마트폰 멀리 두면 집중력 높아질까?⋯"습관적 사용이 문제"

스마트폰을 단순히 멀리 한다고 해서 집중력이 높아질까? 스마트폰을 잠시 내려놓고 이 기사를 읽기 시작했다면, 당신은 혼자가 아닐 가능성이 높다. 현대인의 필수품이 된 스마트폰은 끊임없는 주의 분산의 원천이며, 우리는 평균 4~6분마다 스마트폰과 상호작용한다. 이는 알림 기능뿐만 아니라 습관에 의해 주도되는 경우가 많으며, 생산적인 활동에 집중하려는 노력을 방해한다. 이러한 가운데, 영국 과학자들이 최근 발표한 연구 결과는 작업 중 스마트폰을 눈에 띄지 않는 곳에 두는 것이 업무와 관련 없는 스마트폰 사용을 줄이는 데 효과가 별로 없다는 점을 시사해 주목된다. 영국 런던정경대학(London School of Economics) 연구팀은 직장 환경에서 스마트폰을 손이 닿지 않는 곳에 두는 것이 업무 외 활동을 위한 기기 사용에 어떤 영향을 미치는지 조사한 새로운 연구에서 이같은 결과를 얻었다고 신경과학뉴스와 어스닷컴 등 다수 외신이 보도했다.. 이번 연구는 '프론티어스 인 컴퓨터 사이언스(Frontiers in Computer Science)' 저널에 게재됐다. 연구 논문의 저자인 런던정경대학의 연구원 맥시 하이트마이어 박사는 "이번 연구는 스마트폰을 치워두는 것만으로는 업무 방해를 덜 받고 미루는 행동을 줄이고 집중력을 높이는 데 충분하지 않을 수 있다는 것을 보여준다"며, "문제는 기기 자체에 있는 것이 아니라 우리가 기기와 함께 발전시켜 온 습관과 일상에 있다"고 지적했다. 노트북·스마트폰 등 기기 거리와 집중력 실험 연구진은 22명의 참가자를 대상으로 최소 노트북과 휴대폰 등 평소 업무에 사용하는 기기를 지참하고 방음 처리된 개인 연구실에서 이틀 동안 작업을 수행하도록 했다. 참가자들은 알림 설정을 변경하지 않았으며, 연구진은 참가자들이 받는 알림을 전혀 통제하지 않았다. 연구는 참가자와 휴대폰 사이의 거리만 다른 두 가지 설정으로 진행됐다. 첫 번째 설정에서는 휴대폰을 참가자가 작업하는 책상 위에 두었고, 두 번째 설정에서는 휴대폰을 1.5미터 떨어진 별도의 책상 위에 두었다. 제한된 스마트폰 접근성은 스마트폰 사용 감소로 이어졌지만, 참가자들은 대신 노트북으로 관심을 돌렸다. 전체 조건에서 참가자들이 업무 또는 여가 활동에 소비한 시간은 다르지 않았다. 또한 연구 결과는 스마트폰이 주의를 분산시키는 데 선호되는 기기임을 보여주었다. 하이트마이어 박사는 "스마트폰은 사랑하는 사람들과의 연결, 업무, 내비게이션 시스템, 알람 시계, 음악 재생기, 정보원 등 모든 기능을 수행한다. 사람들이 모든 것을 할 수 있는 도구에 의존하는 것은 놀라운 일이 아니다"라고 설명했다. 그는 이어 "뚜렷한 목적이 없더라도 (스마트폰에는) 소셜 미디어가 있고 엔터테인먼트를 제공할 수 있다는 것을 알고 있다"고 덧붙였다. 컴퓨터도 동일한 기능을 수행할 수 있지만, 촉각상 덜 즐겁고 휴대성이 떨어진다는 단점이 있다. 하이트마이어 박사는 "나의 연구에서 기기 중심적인 논쟁을 넘어 담론을 전환하고 싶다"며 "스마트폰 자체가 문제가 아니라 우리가 스마트폰으로 무엇을 하는지, 그리고 솔직히 말해 이러한 습관을 생성하고 강화하는 앱들이 문제"라고 강조했다. 대기업 개발 앱 "주의 분산시키는 의도적인 설계" 하이트마이어 박사는 방해 없이 시간을 최대한 활용하기 위해서는 알림을 특정 시간에 받도록 설정하거나 완전히 음소거하는 등의 방법이 도움이 될 수 있다고 말했다. 사용자가 시간을 더 의식적으로 사용하는 데 도움이 되는 모든 방법이 올바른 방향으로 나아가는 단계라는 것이다. 그러나 그는 이러한 전략에도 불구하고 현실적으로 우리가 곧 스마트폰을 집어 드는 것을 멈추지는 않을 것이라고 경고했다. "잠깐의 휴식이 있을 때마다 사람들은 어떤 시스템을 갖추고 있든 상관없이 휴대폰을 확인한다. 그리고 소셜 미디어는 완전히 다른 문제이다." 하이트마이어 박사는 "우리가 휴대폰을 사용할 때마다 우리 각자는 매일 매우 불평등한 싸움을 벌이고 있다"고 말했다. 그는 "휴대폰 속에서 가장 큰 주의 분산 요소들은 우리가 그 유혹에 저항하지 못하는 것으로 막대한 이익을 얻는 대기업들에 의해 개발되었으며, 이 모든 것은 말 그대로 의도적인 설계"라고 덧붙였다. 하이트마이어 박사는 또한 미래에는 사용자, 특히 젊은 사용자를 보호하는 데 초점을 맞춰야 한다고 말했다. 그는 "이러한 기기는 매우 유용하며 학습과 창의성을 촉진할 수 있지만, 대부분의 성인이 관리하기 어려워하는 비용이 따른다. 따라서 우리는 이 점을 간과할 수 없다"고 강조했다.
- IT/바이오
2025-03-31 14:03:00
[신소재 신기술(163)] 美 연구진, '인공 태양'으로 그린수소 생산량 2배 높였다

미국 연구진이 인공 태양을 활용한 신소재를 개발해 친환경 수소 생산 효율을 두 배 이상 높이는 데 성공했다. 미국 노스캐롤라이나 농공대학(North Carolina Agricultutal and Technical State University) 비슈누 바스타코티((Bishnu Bastakoti) 박사팀은 최근 태양에너지를 활용한 친환경 수소(그린수소)의 생산량을 기존 상용 소재 대비 약 2배 가까이 늘리는 신소재 개발 성과를 발표했다. 해당 연구에 대해서는 과학 전문 매체 인터레스팅 엔지니어링이 지난 26일(현지시간) 보도했다. 미국 에너지정보청(EIA)에 따르면, 2023년 미국의 1차 에너지 생산량 중 석유, 천연가스, 석탄 등 화석연료의 비중은 약 84%에 달했다. 이처럼 높은 화석연료 의존도는 온실가스 배출을 가속화하며 기후변화를 심화시키고 있어, 지속 가능한 대체 에너지원의 개발이 시급한 과제로 떠오른 상태다. 기존의 갈색 수소, 회색 수소, 청색 수소 생산 방식은 모두 온실 가스를 배출하는 반면, 그린 수소는 태양광을 에너지 원으로 사용해 더옥 깨끗한 에너지 생산 방식으로 주목 받고 있다. 바스타코티 박사 연구팀은 태양광 시뮬레이터를 활용해 수소 생산 과정에서 발생하는 빛의 강도 변동성 문제를 극복했다. 팀은 빛에 노출된 물 분자의 에너지 전달과 분리 과정을 정밀하게 측정해 수소 생성량의 일관성과 신뢰성을 확보했다. 연구의 핵심은 철 타이타네이트(iron titanate)를 기반으로 한 신소재로, 연구팀은 이 물질을 벌집 모양(honeycomb)의 구조로 설계하여 효율성을 극대화했다. 특히 다공성 벌집 구조는 넓은 표면적 덕분에 전하와 물질 전달을 최적화할 수 있어 촉매 반응을 크게 개선하는 데 기여했다. 연구팀이 개발한 이 소재는 2~50나노미터(㎚) 크기의 기공을 가진 메조포러스(mesoporus) 범위에 속하며, 기존의 상용 촉매 소재 대비 수소 생상량이 약 2배 가까이 증가한 것으로 나타났다. 바스타코티 박사는 "효율적이고 재상 가능한 에너지원으로 미래 에너지 수요를 충족할 수 있음을 널리 알리는 것이 중요하다"며 "석탄에서 천연가스로 전환했듯이 화석연료에서 그린수소로의 전환이 필요하다"고 강조했다. 연구팀의 이번 성과는 재료과학 및 광촉매 분야의 국제 학술지 '스몰(Small)'에 게재됐다. 또한 최근 네팔에서 열린 '과학자와의 만남(Meet the Scientist)' 컨퍼런스에서도 경제성 측면의 논의와 함께 큰 관심을 받았다.
- ESGC
2025-03-28 21:50:00
챗GPT 이미지 AI, 출시 사흘만에 폭발적 반응⋯GPU 과부하로 생성 제한

오픈AI(OpenAI)가 최근 선보인 이미지 생성 인공지능(AI)이 공개 직후부터 전 세계적으로 큰 반향을 일으키고 있다. 이와 동시에 이용자 급증으로 서버가 과부하를 겪으며, 회사는 기능 사용에 일부 제한을 도입했다고 IT전문매치 더 버지가 28일 보도했다. 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 27일(현지시간) 자신의 소셜미디어 플랫폼 엑스(X·구 트위터)를 통해 "이미지 생성을 즐기는 이용자가 많아 기쁘지만, 현재 우리의 GPU가 '녹아내리고' 있다"며 시스템 과부하 상황을 직접 알렸다. 그는 이어 "성능 개선을 위해 이미지 생성 기능을 일시적으로 제한한다"고 밝혔다. 오픈 AI가 지난 25일 공개한 '챗GPT-4o 이미지 생성(ChatGPT-4o Image Generation)' 모델은 텍스트·음성·이미지를 통합한 오픈AI의 대표 멀티모달 AI 'GPT-4o'를 기반으로 한다. 특히 사용자의 프롬프트 입력 없이도 의도를 파악해 이미지를 생성할 수 있으며, 텍스트 삽입의 정확성도 크게 향상됐다. 예를 들어 '여러 종류의 고래를 보여주는 포스터를 만들어 달라'는 요청에 고래의 종류와 이름을 정확히 일치시켜 구현하는 식이다. 오픈AI 측은 이 모델이 기존 이미지 생성 AI의 한계였던 텍스트 표현 왜곡이나 객체 속성 간 불일치 문제를 상당 부분 개선했다고 설명했다. 이에 따라 인포그래픽, 로고, 명함은 물론 카툰, 반려동물 일러스트, 프로필 사진 편집 등 다양한 창작 작업에 활용이 가능하다. 이번 기능은 유로 구독자는 물론 무료 이용자에게도 제공된다. 다만 GPU 부하를 완화하기 위해 현재 무료 이용자는 하루 3개의 이미지만 생성할 수 있도록 제한되며, 해당 조치는 일시적이라는 것이 회사측의 설명이다. AI 이미지 생성 수요가 폭발적으로 증가함에 따라, 고성능 그래픽처리장치(GPU) 기반의 인프라 운영 효율성 확보가 오픈AI의 새로운 과제로 더올랐다. 업계는 이번 제한 조치가 향후 AI 서비스 확장에 있어 기술 인프라의 중요성을 다시 한 번 상기시켰다는 점에서 주목하고 있다.
- IT/바이오
2025-03-28 10:12:00
[기후의 역습(128)] 중국 빙하, 지구 온난화로 지난 60년간 26% 감소

지구 온난화로 중국의 빙하 면적이 급속도로 감소하고 있다. 중국과학원 산하 연구소에 따르면, 지구 온난화의 영향으로 지난 60년간 중국의 빙하 면적이 26%나 감소했으며, 이 과정에서 7,000개의 작은 빙하가 완전히 사라졌고, 최근 몇 년 동안 빙하 후퇴 현상이 더욱 심화되고 있다고 CNN이 26일(현지시간) 보도했다. 유네스코 보고서에 따르면 전 세계적으로 빙하 소실 속도가 급속하게 빨라지고 있으며, 특히 최근 3년 동안 기록적인 빙하 질량 감소가 발생했다. 이는 중국만의 문제가 아닌 전 지구적인 현상임을 시사한다. 전 세계적인 빙하 소실로 수자원 부족 문제 직면 환경 단체들은 중요한 담수 공급원인 산악 지역의 빙하가 계속 줄어들면서 수자원 경쟁이 심화될 것이라고 경고했다. 또한, 빙하 후퇴는 새로운 유형의 자연재해 위험을 증가시킬 수 있다고 지적했다. 산악 지역(특히 히말라야, 안데스, 알프스 등)의 빙하가 녹을 경우, 단순한 자연 현상을 넘어 환경, 생태계, 인간 사회에 큰 영향을 주는 문제가 발생할 수 있다. 특히 산악 빙하는 '자연 저수지' 역할을 하며 여름철 강과 호수의 수원을 공급한다. 빙하가 줄어들면 장기적으로 강수 의존성이 커지고 가뭄이 증가할 가능성이 높아진다. 예를 들어 히말라야 빙하가 녹으면 인도, 파키스탄, 중국 등 수십억 명의 인구가 직접적인 타격을 입을 수 있다. 또한 빙하가 녹아서 형성된 호수가 커지다 못해 무너지면 거대한 홍수가 발생할 수 있다. 네팔이나, 부탄, 페루 등에서는 실제로 마을이 쓸려나간 사례가 발생하기도 했다. 게다가 식생 지형이 변화하면서 고산 생물종이 멸종할 가능성이 증가한다. 중국의 빙하는 주로 서부와 북부지역, 특히 티베트와 신장, 그리고 쓰촨, 윈난, 간쑤, 칭하이성 등의 지역에 분포하고 있다. 티베트 고원은 오랫동안 많은 양의 얼음이 갇혀 있어서 '세계의 제3극'으로 불린다. 중국과학원 서북생태환경자원연구소 웹사이트에 3월 21일 발표된 자료에 따르면, 2020년 기준 중국의 총 빙하 면적은 약 46,000제곱킬로미터(㎢)이며, 약 69,000개의 빙하가 존재한다. 이는 1960년부터 1980년 사이의 약 59,000제곱킬로미터 면적과 약 46,000개의 빙하 수에 비해 크게 감소한 수치이다. 인공 눈 생성 등으로 빙하 보존 노력 중국은 녹아내리는 빙하를 보존하기 위해 눈 덮개와 인공 눈 생성 시스템과 같은 기술을 활용하여 융해 과정을 늦추려고 노력하고 있다. 북극에서 서남극, 알프스, 남아메리카의 안데스 산맥, 티베트 고원에 이르기까지 전 세계적으로 나타나는 급격한 빙하 소실은 화석 연료 사용으로 인한 기후 변화로 인해 지구 온도가 상승하면서 더욱 가속화될 것으로 예상된다. 유네스코 보고서는 이러한 빙하 감소가 해수면 상승과 수자원 고갈을 야기하면서 전 세계적으로 경제적, 환경적, 사회적 문제를 악화시킬 가능성이 높다고 경고했다. 최근 3년간 빙하 질량 감소 '역대급' 유네스코의 최근 보고서에 따르면 전 세계적으로 빙하가 전례 없는 속도로 사라지고 있으며, 특히 최근 3년간 기록된 빙하 질량 감소는 역사상 가장 큰 규모인 것으로 나타났다. 구체적으로 살펴보면 2020년 이후 연간 전 세계 빙하 손실량은 무려 30년간의 전 세계 물 소비량에 해당하는 엄청난 양이며, 이 기간 동안 빙하 용융은 전 세계 해수면 상승에 18mm나 기여했다. 1975년 이후 전 세계 빙하는 총 9,000기가톤 이상의 질량을 잃었는데, 이는 독일 전체 면적에 두께 25m의 얼음 덩어리를 덮은 것과 같은 엄청난 규모다. 2024년 한 해 동안에만 4,500억 톤의 얼음이 손실되었다는 사실은 그 심각성을 더한다. 최근 5~6년 중 무려 5년 동안이 가장 큰 빙하 손실을 기록했다는 점은 빙하 감소가 일시적인 현상이 아니라 장기적인 추세이며, 그 속도가 점점 빨라지고 있음을 명확하게 보여준다. 이러한 전 세계적인 빙하 감소의 주요 원인은 다름 아닌 화석 연료 연소로 인한 기후 변화이며, 이는 전 세계적인 기온 상승을 유발하여 빙하 용융을 가속화시키는 핵심적인 요인으로 작용한다. 따라서 전 세계적인 빙하 감소는 단순히 특정 지역의 문제가 아니라 지구 전체의 물 순환 시스템과 해수면 변화에 심각한 영향을 미치는 중대한 위협이라고 할 수 있다. 중국 10년간 빙하 감소율 6%에 달해 중국의 지난 10년간 빙하 감소율은 약 6%로, 이는 전 세계적인 빙하 감소 추세와 유사한 경향을 보이며, 특히 최근 몇 년간 가속화되는 추세는 더욱 두드러진다. 이 는 중국의 빙하 감소가 단순히 지역적인 문제가 아니라 전 세계적인 기후 변화의 영향에서 자유로울 수 없음을 시사한다. 전 지구적인 기온 상승이라는 공통적인 원인이 중국과 전 세계 빙하 감소를 동시에 유발하고 있는 것으로 해석할 수 있다. 중국은 세계에서 빙하 면적이 넓은 국가 중 하나이므로, 중국의 빙하 감소는 전 세계적인 해수면 상승 및 수자원 문제에 미치는 영향이 결코 작지 않을 것이다. 유엔 기후 전문가들은 지난 20일 최초로 지정된 '세계 빙하의 날'을 맞이해 빙하가 현재와 같은 속도로 계속 녹아 내린다면, 세계 여러 지역의 빙하가 21세기 내에 소멸될 것이라고 우려했다. 빙하가 줄어들면 지표면 반사율(알베도)이 감소해 더 많은 태양열을 흡수해 기후 변화의 악순환이 끊임없이 되풀이 될 수 있다. 인류가 영원한 얼음의 종말 시대를 겪지 않으려면 세계 각국 정부와 기업이 머리를 맞대고 지구 온난화를 늦추는 대책을 실행하는 것이 시급한 실정이다.
- ESGC
2025-03-27 17:28:00
오픈AI, 경쟁사 앤스로픽의 AI 모델-데이터 연결 표준 채택

인공지능(AI) 연구 개발 분야의 선두 기업인 오픈AI가 경쟁사인 앤스로픽이 개발한 오픈소스 프로토콜, 모델 컨텍스트 프로토콜(Model Context Protocol, MCP)을 자사의 제품 전반에 걸쳐 채택하기로 결정해 업계에 큰 파장을 일으키고 있다. 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 26일(현지시간), 자신의 사회관계망 서비스 X(구 트위터) 계정을 통해 이 사실을 공식 발표하며 챗GPT 데스크톱 앱을 포함한 오픈AI의 모든 제품에 MCP 지원을 추가할 것이라고 밝혔다고 과학기술 전문매체 테크크런치가 26일(현지시간) 보도했다. 올트먼 CEO는 "사람들이 MCP를 좋아하며, 우리 제품 전반에 지원을 추가하게 되어 기쁘다"며 MCP에 대한 긍정적인 반응을 강조했다. 이미 에이전트 소프트웨어 개발 키트(SDK)에서는 MCP를 이용할 수 있으며, 챗GPT 데스크톱 앱과 리스폰스 API(Responses API, 오픈AI가 제공하는 기업이 자체 AI 에이전트를 구축할 수 있는 플랫폼)에서도 곧 지원이 시작될 예정이다. 이번 오픈AI의 결정은 통상적으로 자사의 기술력을 강조하고 경쟁사의 기술 채택에 신중한 태도를 보이는 업계 관행을 깨는 이례적인 행보로 평가된다. 이는 MCP가 단순한 기술적 솔루션을 넘어 AI 생태계 전반에 걸쳐 중요한 가치를 지니고 있으며, 업계 표준으로서의 잠재력을 인정받았음을 시사한다. 오픈AI와 같이 AI 분야를 선도하는 기업이 경쟁사의 오픈소스 표준을 수용했다는 사실은 MCP가 특정 기업의 독점적인 기술이 아닌, 업계 전체의 발전을 위한 공유 자산으로 인식될 가능성을 높이는 중요한 계기가 될 것으로 보인다. 더 나아가, 이번 결정은 다양한 AI 모델 간의 상호 운용성을 증대시키고, 개발자들이 특정 모델에 종속되지 않고 다양한 기술을 융합하여 혁신적인 서비스를 구축할 수 있는 기반을 마련함으로써 AI 개발 생태계 활성화에 크게 기여할 것으로 예상된다. MCP(Model Context Protocol) 개념과 목적 모델 컨텍스트 프로토콜(MCP)은 AI 모델, 특히 대규모 언어 모델(LLM)이 외부 데이터 소스 및 다양한 도구와 안전하게 양방향으로 통신할 수 있도록 설계된 개방형 표준 프로토콜이다. MCP의 핵심 목표는 AI 모델이 고립된 환경에서 벗어나 실제 세계의 풍부한 정보에 직접 접근하고 이를 효과적으로 활용하여 사용자에게 더욱 관련성 높고 정확한 응답을 제공하는 데 있다. 기존에는 AI 시스템이 외부 데이터에 접근하기 위해 각 데이터 소스마다 맞춤형으로 통합하는 복잡하고 단편적인 방식이 주로 사용됐다. 하지만 MCP는 이러한 비효율적인 방식을 대체하여 AI 시스템과 다양한 데이터 소스 간의 연결을 단순화하고, 데이터 접근 및 활용 과정의 신뢰성을 획기적으로 높이는 것을 목표로 한다. 이는 마치 다양한 전자 기기를 하나의 표준화된 USB-C 포트를 통해 연결하여 데이터와 전력을 효율적으로 주고받을 수 있게 하는 것과 유사한 개념으로 이해할 수 있다. MCP는 서로 다른 AI 모델과 데이터 소스 간의 기술적 호환성을 확보함으로써 개발자들이 데이터 연결에 들이는 노력을 줄이고, AI 애플리케이션 개발의 전반적인 효율성을 크게 향상시킬 수 있도록 지원한다. MCP의 작동 원리 MCP는 클라이언트-서버 아키텍처를 기반으로 작동한다. 여기서 MCP 클라이언트는 AI 기반 애플리케이션 또는 에이전트 환경(예: 클로드 데스크톱 앱, IDE 플러그인 등)으로, 최종 사용자와 직접 상호작용하며 필요한 정보를 얻기 위해 MCP 서버에 연결하여 데이터를 요청하는 역할을 수행한다. 반면 MCP 서버는 AI 모델 외부에 위치하며 MCP 표준을 준수하여 특정 기능을 제공하는 독립적인 프로그램이다. 이러한 MCP 서버는 데이터베이스, 클라우드 스토리지, 외부 API 등 다양한 데이터 소스와 연결되어 필요한 정보를 제공할 수 있다. MCP 서버는 리소스(데이터), 도구(실행 가능한 기능), 프롬프트(미리 정의된 작업 템플릿)와 같은 기본적인 구성 요소를 통해 외부 세계와의 상호작용 기능을 노출한다. MCP 클라이언트는 JSON-RPC와 같은 표준화된 메시지 형식을 사용하여 MCP 서버와 통신하며, 필요한 특정 데이터나 기능을 요청한다. 이러한 과정을 통해 AI 모델은 단순한 데이터 검색뿐만 아니라 외부 시스템에서 특정 작업을 실행하거나, 실시간으로 업데이트되는 정보를 받아볼 수 있게 된다. 이는 기존의 AI 모델이 주로 정적인 데이터에 기반하여 응답을 생성하는 방식에서 벗어나, 실제 세계의 변화에 더욱 민감하게 반응하고 상호작용할 수 있는 지능형 AI 애플리케이션 개발의 가능성을 크게 확장한다. 예를 들어, 실시간 주식 시장 데이터를 분석하여 투자 조언을 제공하거나, 사용자의 요청에 따라 IoT 기기를 제어하는 등 이전에는 상상하기 어려웠던 다양한 AI 활용 사례가 MCP를 통해 현실화될 수 있다. 샘 올트먼 CEO의 MCP 지원 발표 및 오픈AI의 계획 샘 올트먼 오픈AI CEO는 자신의 X 계정을 통해 오픈AI가 앤스로픽의 MCP를 챗GPT 데스크톱 앱을 포함한 모든 자사 제품에 지원할 예정이라고 공식적으로 발표했다. 그는 게시물에서 "사람들이 MCP를 좋아하며, 우리 제품 전반에 지원을 추가하게 되어 기쁘다"고 밝히며 MCP에 대한 높은 만족도와 기대감을 표현했다. 또한, 올트먼 CEO는 오픈AI의 에이전트 SDK에서는 이미 MCP를 사용할 수 있으며, 챗GPT 데스크톱 앱과 리스폰스 API에서도 곧 MCP 지원이 가능해질 것이라고 구체적인 계획을 밝혔다. 오픈AI의 CEO가 직접 경쟁사의 기술 표준 채택을 발표한 것은 이번 결정이 단순한 기술 검토 단계를 넘어 실제 제품 통합 단계에 이르렀음을 명확히 보여주는 중요한 의미를 갖는다. 이는 MCP 기술의 우수성과 더불어 AI 생태계 발전에 대한 오픈AI의 적극적인 의지를 시사하는 것으로 해석될 수 있다. 이처럼 최고 경영자의 공식적인 발표는 기업의 전략적 방향을 명확히 하는 강력한 신호이며, 이는 다른 AI 기업들에게도 MCP 채택을 고려하도록 하는 중요한 동기가 될 수 있다. 오픈AI 제품 전반에 걸친 MCP 지원 오픈AI는 챗GPT 데스크톱 앱뿐만 아니라 리스폰스 API를 포함한 자사의 다양한 제품 전반에 걸쳐 MCP 지원을 확대할 계획이다. 이는 오픈AI의 여러 서비스에서 외부 데이터에 대한 접근성과 활용 능력을 크게 향상시킬 것으로 예상된다. 특히, 이미 많은 사용자들이 일상적으로 활용하고 있는 챗GPT와 같은 주요 서비스에 MCP가 통합된다면, 사용자들은 자신의 개인 데이터나 업무 관련 데이터를 챗GPT와 안전하게 연결하여 더욱 풍부하고 개인화된 AI 경험을 누릴 수 있을 것으로 전망된다. 예를 들어, 사용자는 챗GPT를 통해 자신의 클라우드 스토리지에 저장된 특정 문서를 요약하거나, 회사 내부 데이터베이스에서 필요한 정보를 검색하는 등의 작업을 더욱 쉽고 효율적으로 수행할 수 있게 될 것이다. 향후 MCP 관련 계획 공유 오픈AI는 앞으로 몇 달 안에 MCP와 관련된 더 자세한 계획을 공유할 예정이라고 밝혔다. 이는 MCP의 구체적인 적용 방식, 지원 기능의 확대, 그리고 장기적인 개발 로드맵 등에 대한 추가적인 정보를 제공할 것으로 예상된다. 오픈AI의 이러한 발표는 이미 MCP에 대한 높은 관심을 보이고 있는 AI 업계의 기대감을 더욱 증폭시키고 있으며, MCP 생태계의 지속적인 성장과 확장에 중요한 촉매제 역할을 할 것으로 전망된다. 구체적인 계획 발표는 개발자들에게 MCP를 활용한 혁신적인 서비스 개발에 대한 명확한 가이드라인을 제시하고, 투자자들에게는 MCP 기반 시장의 성장 잠재력을 보여주는 중요한 지표가 될 수 있다. 이는 더 많은 기업과 개발자들이 MCP 생태계에 적극적으로 참여하도록 유도하여, AI 기술 혁신과 시장 경쟁을 더욱 가속화하는 데 기여할 것으로 보인다. 업계의 반응 및 MCP 도입 사례 앤스로픽의 최고 제품 책임자인 마이크 크리거는 샘 올트먼 CEO의 발표 직후 X를 통해 오픈AI의 MCP 채택을 열렬히 환영하며, "MCP가 수천 건의 통합 사례와 지속적인 성장을 통해 이미 번성하는 개방형 표준으로 자리 잡았다"고 강조했다. 그는 또한 "대규모 언어 모델(LLM)은 사용자가 이미 보유하고 있는 데이터와 현재 사용 중인 소프트웨어를 효과적으로 연결할 수 있을 때 그 진정한 가치를 발휘한다"고 덧붙이며 MCP의 실질적인 유용성을 강조했다. 경쟁사의 핵심 임원이 자사의 기술 표준 채택에 대해 공개적으로 환영의 뜻을 밝힌 것은 MCP가 특정 기업의 이익을 넘어 AI 생태계 전체의 발전에 기여하는 핵심 기술로 폭넓게 인식되고 있음을 보여주는 중요한 사례다. 통상적으로 경쟁 관계에 있는 기업들 사이에서는 기술 협력에 대해 다소 경계하는 분위기가 존재하지만, 앤스로픽의 최고 제품 책임자가 오픈AI의 MCP 채택을 긍정적으로 평가한 것은 MCP가 특정 기업의 경쟁 우위를 위한 도구가 아닌, AI 기술의 보편적인 발전과 혁신을 위한 핵심 인프라로 간주되고 있다는 것을 시사한다. 이는 MCP가 앞으로 더욱 폭넓게 활용되며 업계 표준으로 확고히 자리매김하는 데 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 선도 기업들의 MCP 도입 사례 이미 다양한 산업 분야의 선도적인 기업들이 MCP의 잠재력을 플랫폼과 서비스를 향상시키기 위해 기술을 인식하고 적극적으로 채택하고 있다. 대표적인 예로, 결제 서비스 기업인 블록(Block 구 '스퀘어')은 MCP를 활용하여 더욱 지능적인 에이전트 시스템을 개발하고 있으며 , 아폴로(Apollo)는 MCP를 내부 시스템 통합에 적극적으로 활용하고 있다. 또한, 미국 AI 코딩 도구 스타트업 레플릿(Replit), 스마트 코드 도우미 서비스 코디움(Codeium), 소스그래프(Sourcegraph)와 같은 개발 도구 기업들은 MCP를 도입하여 AI 에이전트가 방대한 코드베이스와 관련 문서에 더욱 효과적으로 접근하고 이해하도록 지원함으로써, 개발자들에게 향상된 코딩 지원 기능을 제공하고 있다. 다양한 산업 분야의 기업들이 이처럼 MCP를 적극적으로 도입하고 있다는 사실은 MCP의 광범위한 활용 가능성과 실질적인 가치를 명확하게 입증한다. 초기에는 특정 기술 분야에 국한될 수 있었던 기술 표준이 여러 산업 영역에서 채택되기 시작했다는 것은, 해당 기술이 특정 문제 해결에만 국한되지 않고 광범위한 활용 잠재력을 가지고 있음을 의미한다.
- IT/바이오
2025-03-27 14:15:00
[퓨처 Eyes(77)] 지구 자전=무한 동력?⋯멈추지 않는 에너지의 비밀

지구가 팽이처럼 끊임없이 회전하는 힘, 그 속에 숨겨진 무한한 에너지를 인류가 사용할 수 있을까? 최근 미국의 과학자들이 지구 자기장과 특별한 물질의 '마법' 같은 만남을 통해 극미량이지만 전기를 생성하는 데 성공하며 오랫동안 잊혀졌던 아이디어를 다시금 뜨거운 논쟁의 중심으로 불러왔다. 과연 지구 자전 에너지는 미래를 밝힐 새로운 희망이 될 수 있을까? 미국 프린스턴 대학교의 크리스토퍼 치바를 비롯해 CIT의 제트추진연구소, 스펙트럴 센서 솔루션스(Spectral Sensor Solutions)의 물리학자 3명이 지구 자전 에너지로부터 전기를 생산할 수 있다는 혁신적인 아이디어를 제시하며 과학계의 이목을 집중시키고 있다고 사이언티픽 아메리칸, PHYS.org, 인터레스팅 엔지니어링 등 과학 전문 매체들이 최근 잇따라 보도했다. 이들은 지구 자기장과 특별한 장치의 상호작용을 통해 극미량이지만 실제로 전기가 생성되는 것을 실험적으로 확인하며 오랜 논쟁에 새로운 불씨를 지폈다. 과학 전문 학술지 '피지컬 리뷰 리서치'에 발표된 이 연구 결과는 지구라는 거대한 발전기의 잠재력을 엿볼 수 있게 해준다. 사실 지구의 회전 에너지를 활용하려는 시도는 과거에도 있었지만, 대부분 이론적인 가능성에 머물렀다. 기존의 과학적 이해로는 지구 자기장 내에서 움직이는 도체가 전기를 발생시키더라도 곧바로 전자의 재배열로 인해 전압이 상쇄되어 실제 에너지로 이어질 수 없다는 것이 일반적인 견해였다. 하지만 이번 연구팀은 이러한 기존 이론의 틀을 깨고 새로운 접근 방식을 제시했다. 상쇄되지 않는 미세한 전류, 실험으로 확인 연구팀은 전압 상쇄 현상을 막고 대신 미세한 전압을 포착하기 위해 특별한 장치를 고안했다. 핵심은 망간-아연 페라이트라는 특수한 물질로 만든 원통이었다. 이 물질은 약한 도체이면서 동시에 자기장을 특정한 방식으로 제어하는 역할을 한다. 팀은 이 원통(실린더)을 지구 자전 방향과 지구 자기장에 특정 각도(57도) 기울여 북쪽-남쪽 방향으로 배치했다. 이는 지구의 자전 운동과 지구 자기장에 수직이 되는 각도이다. 다음으로 전압을 측정하기 위해 연구팀은 실린더의 양쪽 끝에 전극을 배치한 다음 광전 효과를 방지하기 위해 불을 껐다. 놀랍게도 연구팀은 실린더 양 끝에서 18마이크로볼트라는 아주 작은 전압이 발생하는 것을 확인했다. 이는 단일 뉴런이 발화할 때 방출되는 전압의 극히 일부에 불과하지만, 다른 외부 요인으로는 설명하기 어려운 지구의 자전에서 나오는 에너지임을 강력하게 시사했다. 연구팀은 실린더 끝 사이의 온도 차이로 인해 발생할 수 있는 전압을 고려했다면서 각도를 변경하거나 제어 실린더를 사용했을때는 그러한 전압이 측정되지 않았다고 설명했다. 이러한 결과에 대해 연구를 이끈 크리스토퍼 치바는 "아이디어 자체는 직관에 어긋나지만, 실험은 매우 신중하게 진행됐다"며 "매우 설득력 있고 놀라운 결과"라고 평가했다. 하지만 모든 과학자가 그의 의견에 동의하는 것은 아니다. 암스테르담 자유대학교의 은퇴한 물리학자 링커 와인하르덴은 이 연구에 대해 여전히 회의적인 입장을 표하며, 자신의 실험에서는 동일한 효과를 발견하지 못했다고 밝혔다. 그는 "치바 등의 이론이 옳을 수 없다고 여전히 확신한다"고 단언하며, 추가적인 검증의 필요성을 강조했다. 지구 자기장과 특수 물질의 절묘한 조화 그렇다면 지구의 자전 에너지가 어떻게 미세한 전류로 바뀔 수 있었을까? 연구팀은 발전소의 원리와 유사하다고 설명했다. 발전소에서는 자기장 속에서 도체가 움직이면 전자가 이동해 전류가 발생한다. 지구도 마찬가지로 자전하면서 지구 자기장의 일부를 통과하는 도체가 있다면 전기가 발생할 수 있다. 하지만 지구 자기장은 비교적 균일하기 때문에 통상적인 도체에서는 전자가 스스로 배열되어 전기적인 힘이 상쇄된다. 그러나 연구팀이 사용한 망간-아연 페라이트 원통은 이러한 균일한 지구 자기장을 특정한 형태로 왜곡시키는 역할을 한다. 복잡한 계산을 통해 연구팀은 이 특수한 물질과 원통형 구조가 지구 자기장을 예상치 못한 형태로 만들어내고, 이로 인해 발생하는 자기적인 힘이 내부의 전기적인 힘으로 상쇄되지 않아 전류가 흐르게 된다는 것을 밝혀냈다. 이는 마치 좁은 길목을 통과하는 물줄기가 압력을 받아 더 강하게 흐르는 것과 비슷한 원리라고 할 수 있다. 넘어야 할 과제와 미래 에너지 혁명의 가능성 이번 연구는 지구 자전이라는 거대한 에너지원을 활용할 수 있는 새로운 가능성을 열었다는 점에서 매우 고무적이다. 하지만 아직 실용적인 에너지원으로 발전하기 위해서는 해결해야 할 과제가 많다. 우선 다른 연구팀의 독립적인 검증이 필수적이다. 링커 와인하르덴의 지적처럼, 다양한 환경과 조건에서 동일한 실험을 반복하여 일관된 결과를 얻어야만 이 현상이 실제로 지구 자전에 의한 것임을 확신할 수 있다. 만약 추가 검증을 통해 이 연구 결과가 확증된다면, 다음 단계는 장치의 규모를 확대하여 실제로 유용한 수준의 에너지를 생산하는 것이다. 크리스토퍼 치바 역시 "우리 방정식은 규모 확대가 어떻게 가능한지 보여주지만, 실제로 그것이 가능하다는 것을 입증하는 것은 완전히 다른 문제"라며 신중한 입장을 보였다. 현재까지 생성된 전압은 매우 미미한 수준이기 때문에, 실생활에 활용하기 위해서는 엄청난 규모의 장치 개발과 효율 증대 노력이 필요할 것이다. 더욱이 이 기술은 지구의 운동 에너지를 사용하는 것이기 때문에, 장기적으로 지구 자전 속도에 아주 미미한 영향을 줄 수 있다는 점도 고려해야 한다. 연구팀의 계산에 따르면, 만약 전 세계의 모든 전력을 이 방식으로 생산한다면 1세기 동안 지구의 자전 속도는 7밀리초 느려질 것으로 예상된다. 이는 달의 인력과 같은 자연 현상에 의한 변화와 비슷한 수준이지만, 지구 자전에 미치는 장기적인 영향에 대한 심층적인 연구가 필요할 것이다. 이번 연구는 아직 초기 단계이지만, 인류가 오랫동안 꿈꿔왔던 무한한 에너지원, 지구 자전 에너지 활용의 작은 씨앗을 뿌렸다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 마치 팽이가 멈추지 않고 돌아가듯, 지구의 자전은 영원히 계속될 것이다. 이 영원한 움직임 속에 숨겨진 에너지를 우리가 현실로 만들 수 있을지는 아직 미지수다. 하지만 이번 연구는 불가능해 보였던 꿈에 한 걸음 더 다가섰음을 보여준다. 앞으로 과학자들의 끊임없는 탐구와 혁신적인 기술 개발을 통해, 지구 자전 에너지가 정말로 우리의 미래를 밝혀줗 새로운 희망이 될 수 있을지 흥미진진한 여정을 함께 지켜보자
- 포커스온
2025-03-27 13:08:00
미쓰비시상사, JFE 제철소 부지에 1500억 엔 규모 데이터센터 건설

미쓰비시상사가 JFE홀딩스와 손잡고 가와사키시의 고로 부지에 대규모 데이터센터를 건설하며 인공지능(AI) 시대에 발맞춘 새로운 도약을 준비하고 있다. 총 1500억 엔(약 1조 4646억 원)이 투입될 예정인 이 데이터센터는 급증하는 생성 AI 등의 수요에 대응하기 위해 고성능 반도체를 탑재한 서버를 대량으로 운용할 계획이다. 25일(현지시각) 닛케이에 따르면, 이번 프로젝트는 2030년도 완공을 목표로 추진되며, 과거 공장이나 제철소 부지를 정보 산업의 핵심 인프라인 데이터센터로 전환하는 광범위한 흐름의 일환으로 해석된다. 특히 JFE가 2023년 가동을 중단한 히가시니폰제철소 게이힌 지구의 유휴 부지를 활용한다는 점에서 의미가 크다. 미쓰비시상사와 JFE는 2025년도 중 사업 조사를 거쳐 가와사키시와의 협의를 완료한 후 최종 투자 결정을 내릴 예정이다. 미쓰비시상사 그룹은 이미 데이터센터 운영 분야에서 상당한 입지를 확보하고 있다. 현재 간토와 간사이 지역에 총 16.8만 킬로와트 규모의 8개 시설을 운영 중이며, 이는 국내 NTT에 이어 2위에 해당하는 점유율이다. 가와사키시에 건설될 데이터센터는 6만~9만 킬로와트의 소비 전력을 갖출 것으로 예상돼 그룹 내 최대 규모를 자랑할 전망이다. 시장조사기관 후지키메라총연의 예측에 따르면, 일본 데이터센터 시장 규모는 2029년 5조 4036억 엔(약 52조 7618억 원)에 달해 2024년 대비 34% 성장할 것으로 보인다. 이처럼 일본 국내 수요가 늘어나는 추세에 맞춰 대도시 근교의 공장 부지를 활용한 데이터센터 건설 움직임은 더욱 활발해지고 있다. 실제로 소프트뱅크와 KDDI는 샤프로부터 구 텔레비전용 액정 패널 공장 부지를 매입해 데이터 거점 설립을 계획하고 있으며, 미쓰이부동산 역시 히노자동차의 히노 공장 부지 일부를 확보해 데이터센터 건설을 추진 중이다. 이러한 현상은 전력 공급의 용이성 등이 주요 배경으로 분석된다. 미쓰비시상사 역시 이러한 흐름에 발맞춰 그룹 내 재생 가능 에너지 발전 사업자 및 부동산 개발 사업자와의 협력을 강화하고, 공장 부지 등을 활용한 데이터센터 설치를 적극적으로 확대해 나갈 방침이다. 한편, JFE의 가와사키 거점은 데이터센터 외에도 다양한 방식으로 재활용될 예정이다. 약 400헥타르 부지 중 21헥타르는 이미 니토리에 매각돼 물류 거점이 건설 중이며, 가와사키중공업과 이와타니산업의 합작 법인에는 수소 저장 설비 건설을 위한 부지가 임대될 예정이다. 특히 미쓰비시상사 그룹은 데이터센터 운영에 필요한 에너지의 저탄소화를 위해 수소 발전 기술 도입도 검토하고 있어 주목된다.
- 산업
2025-03-26 10:18:00
[우주의 속삭임(108)] 화성에서 긴 탄소 분자 사슬 발견, 고대 생명체 존재 가능성 시사

화성에서 최대 12개의 탄소 원자로 이루어진 사슬이 고대 호수 바닥으로 추정되는 지역에서 발견되어, 고대 생명체 존재 가능성을 더욱 높이고 있다. NASA의 큐리오시티 로버에 탑재된 샘플링 장비가 이번 발견을 이끌었으며, 국제 연구팀이 지구 실험실에서 결과를 검증했다고 과학 전문매체 사이언스 얼럿이 25일(현지시간) 보도했다. 이번 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 분석화학자 카롤린 프라이시네(Caroline Freissinet) 박사가 주도했다. 발견된 탄소 화합물 자체는 비생물학적 과정을 통해 생성되었을 가능성도 있지만, 수십억 년 전에 형성되었을 수 있는 긴 유기 분자를 화성 표면에서 식별할 수 있는 로버의 능력을 입증한다. 프라이시네 박사는 인터뷰에서 "깨지기 쉬운 선형 분자가 형성된 지 37억 년이 지난 후에도 화성 표면에 여전히 존재한다는 사실은 새로운 가능성을 제시한다. 수십억 년 전 지구에 생명체가 나타났을 때 화성에 생명체가 존재했다면, 오늘날에도 그 고대 생명체의 화학적 흔적을 발견할 수 있을 것이다"라고 설명했다. 화성 탐사선 큐리오시티의 주요 목표는 화성에 생명체가 존재했는지, 혹은 존재 가능성이 있었는지를 알려줄 단서를 수집하는 것이다. 게일 크레이터(분화구)의 퇴적암을 탐사하는 동안 큐리오시티는 염소 및 황 함유 유기 화합물과 질산염 등 다양한 흥미로운 퇴적물을 발견했으며, 이는 고대 암석에서 더 복잡한 생명체 지표가 발견될 수 있다는 가능성을 시사한다. 연구진은 컴벌랜드(Cumberland)라는 이암(머드스톤) 퇴적물에서 채취한 광물 샘플을 분석하기 위해 화학적 증강제를 사용하는 실험 절차를 이용했다. 실험 조건은 기체 크로마토그래피-질량 분석법을 위해 온도를 약 850°C(1,562°F)까지 올릴 때 연소 위험을 제한하기 위해 분자 산소를 제거하는 방식이었다. 분석 결과, 현재까지 화성에서 발견된 가장 긴 탄소 사슬 중 일부인 데케인(C10H22), 운데케인(C11H24), 도데케인(C12H26) 형태의 포화 탄화수소 사슬이 미량 검출됐다. 연구진은 실험실 조건에서 다양한 분석 실험을 수행하여, 샘플에 함께 존재했던 벤조산을 포함한 다른 유기 화합물로부터 화성과 유사한 광물 조건이 어떻게 탄소 사슬을 생성할 수 있는지 밝혔다. 어떤 경우든, 샘플 분석과 실험실 연구 모두 화성 머드스톤에 상당한 길이의 탄소 분자 사슬이 존재함을 강력하게 시사한다. 프라이시네 박사는 "검출된 분자는 10개, 11개, 12개의 선형 탄소 사슬로, 알케인 또는 탄화수소로 알려져 있다"며, "이는 최대 6개의 탄소로 구성된 원형 고리인 방향족 분자를 검출한 이전 결과와는 상당히 다르다. 원형 고리는 선형 분자보다 더 안정적이다"라고 덧붙였다. 만약 이 화합물이 실제로 암석에 존재했다면, 생명체의 도움 없이 수소와 일산화탄소와 같은 더 간단한 분자로부터 '생성'되었을 가능성이 있다. 그러나 생물학적 징후일 수 있는 더 복잡한 화합물의 분해를 포함한 다른 가능성을 고려해 볼 수도 있다. 예를 들어, 우리 몸에는 퇴적암에 보존될 수 있는 종류의 카르복실산이 풍부하게 존재한다. 연구진은 "비록 비생물학적 과정이 이러한 산을 형성할 수 있지만, 이들은 지구 및 어쩌면 화성의 보편적인 생화학적 산물로 간주된다"고 말했다. 이 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 게재됐다.
- 포커스온
2025-03-26 09:32:00
[우주의 속삭임(107)] 히말라야 상공에 펼쳐진 붉은 섬광, '레드 스프라이트'의 신비 풀리다

히말라야 산맥 위에서 펼쳐지는 희귀한 붉은색 번개, '레드 스프라이트(Red Sprite·붉은 요정)' 현상이 포착되어 학계의 비상한 관심을 모으고 있다. 이는 허구도 아니고, 단순한 애니메이션 캐릭터도 아닌, 뇌우 위 고층 대기에서 발생하는 실제 전기 방전 현상이다. 레드 스프라이트는 중간권에서 일어나는 전기적 현상이다. 50~90km의 고도에서 발생하는 붉은색-주황색 빛의 섬광으로 40km에 달하는 매우 큰 규모이지만 1밀리초 정도만 번쩍이기 때문에 포착하기가 매우 힘들다. 2022년 5월 19일 밤, 중국 천체사진작가 안젤 안(Angel An)과 둥 수창(Shuchang Dong)은 티베트 고원 남부 푸모용초(Pumoyongcuo) 호수 인근에서 100개가 넘는 레드 스프라이트의 장관을 카메라에 담았다. 이들은 해파리를 닮은 선명한 붉은 섬광뿐 아니라, '댄싱 스프라이트', 희귀한 2차 제트, 그리고 아시아 최초로 밤하늘 전리층 하부에서 녹색 대기광(green airglow·일명 '고스트 스프라이트')까지 포착하는 데 성공했다. 이 놀라운 사건은 전 세계 주요 언론의 주목을 받았다. 중국과학기술대학교 가오펑 루(Gaopeng Lu) 교수 연구팀은 최근 학술지 '대기과학 발전(Advances in Atmospheric Sciences)'에 발표한 논문을 통해 이 거대한 '스프라이트 불꽃놀이'의 원동력이 번개와 뇌우임을 밝혀냈다고 어스닷컴과 웹사이트 PHYS.org, IFL과학 등 다수 외신이 보도했다. 루 교수는 "이번 관측은 실로 경이로운 사건"이라며, "모(母)번개 방전을 분석한 결과, 거대한 규모의 대류 시스템(Mesoscale Convective System) 내에서 발생한 높은 첨두 전류의 양(+)극성 낙뢰가 스프라이트를 유발했음을 확인했다"고 설명했다. 이는 히말라야 지역의 뇌우가 지상에서 가장 복잡하고 강력한 상층 대기 전기 방전을 일으킬 수 있음을 시사한다. 연구팀은 상세 분석을 위한 정확한 시간 정보가 부족한 상황에서, 인공위성 궤적과 별자리 분석을 이용해 각 스프라이트가 나타난 시간을 정확히 파악했다. 이 기술은 미래의 레드 스프라이트 현상을 연구하는 방식에 영향을 미칠 수 있다. 데이터가 정확할수록 폭풍이 몰아치는 동안 상공에서 일어나는 일을 더 많이 알아낼 수 있다. 연구 결과, 모번개방전은 갠지스 평원에서 티베트 고원 남쪽 산기슭까지 뻗어 있는 대류 복합체의 층상 강수 지역내에서 발생했다. 이번 관측은 남아시아에서 단일 뇌우 동안 발생한 레드 스프라이트중 가장 많은 수를 기록했으며, 이는 이 지역의 뇌우가 미국 대평원 및 유럽 연안 폭풍과 유사한 상층 대기 방전 능력을 갖추고 있음을 보여준다. 나아가 이번 연구는 이러한 폭풍이 더욱 복잡한 방전 구조를 생성해 물리적, 화학적 영향이 큰 대기 결합 과정에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. ◇ 참고 문헌: Hailiang Huang et al., Massive Outbreak of Red Sprites in South Asia Observed from the Tibetan Plateau, Advances in Atmospheric Sciences (2025). DOI: 10.1007/s00376-024-4143-5
- 포커스온
2025-03-24 17:21:00
[우주의 속삭임(106)] 초기 우주에서 풍부한 산소 발견, 천문학계 '경악'

우주 탄생 후 불과 3억 년이라는 이른 시기에 형성된 것으로 추정되는 한 은하에서 기존 학설로는 설명하기 어려운 다량의 산소가 발견돼 천문학계가 놀라움을 금치 못하고 있다. 최근 관측된 JADES-GS-z14-0 은하는 수소와 헬륨보다 무거운 원소들이 초기 우주에는 극히 드물었을 것이라는 과학계의 통념을 뒤엎는 산소 풍부도를 나타냈다고 과학전문 매체 사시언스얼럿과 CNN 등이 20일(현지시간) 보도했다. 이는 초기 우주가 기존 예상보다 훨씬 빠르게 성숙했을 가능성을 시사하는 또 다른 강력한 증거로 제시되고 있다. 네덜란드 라이덴 천문대의 우주론 학자인 산더르 스하우스는 이번 발견에 대해 "마치 갓난아기들만 있을 것으로 예상되는 곳에서 청소년을 발견한 것과 같다"며 감격했다. 그는 "이번 결과는 해당 은하가 매우 빠르게 형성되었을 뿐만 아니라 빠르게 성숙하고 있다는 것을 보여주며, 은하 형성이 예상보다 훨씬 빠르게 진행된다는 증거가 점점 늘어나고 있음을 뒷받침한다"고 덧붙였다. JADES-GS-z14-0 은하의 존재 자체도 기존 우주론 모델에는 이미 상당한 문제였다. 은하가 탐지될 만큼 거대하고 밝아지기 위해서는 상당한 시간이 필요하다고 여겨졌기 때문이다. 134억 광년이 넘는 거리에서 관측될 수 있을 정도의 크기와 밝기는 기존 이론으로는 쉽게 설명하기 어려웠다. 수소와 헬륨보다 무거운 원소들의 형성에 시간이 걸린다는 점 또한 이번 발견의 중요성을 더한다. 빅뱅 직후 우주에는 수소와 헬륨만이 존재했으며, 밀도 차이로 인해 최초의 별들이 탄생했다. 별의 중심핵에서 수소 원자들이 융합하여 점차 무거운 원소들이 만들어지는 과정을 거쳐야 산소가 존재할 수 있게 된다. 특히, 이렇게 생성된 원소들이 우주 공간으로 퍼져나가기 위해서는 별이 수명을 다하고 초신성 폭발을 일으켜야 한다. 이는 비교적 짧은 시간 안에 일어날 수 있지만, 가장 무거운 별의 수명도 1천만 년 이하일 수 있다. 하지만 칠레 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 전파망원경(ALMA)을 이용한 관측 결과, JADES-GS-z14-0 은하에서 검출된 수소와 헬륨보다 무거운 원소의 양은 예측치의 10배나 되는 것으로 나타났다. 이는 원소 생성 속도 또한 기존 예상을 훨씬 뛰어넘는다는 것을 의미한다. 이탈리아 고등사범학교의 천체물리학자인 스테파노 카르니아니는 "예상치 못한 결과에 매우 놀랐으며, 이는 초기 은하 진화의 새로운 관점을 열어주었다"고 말했다. 그는 "갓 태어난 우주에서 이미 성숙한 은하의 증거는 은하가 언제 그리고 어떻게 형성되었는지에 대한 의문을 제기한다"고 강조했다. 우주가 팽창함에 따라 멀리 떨어진 은하에서 방출된 빛은 도플러 효과로 인해 붉은 파장으로 늘어난다. 제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 이러한 적색편이된 천체를 탐지하는 데 최적화된 가장 강력한 적외선 우주 망원경이다. JWST 발사 이후 천문학자들은 빅뱅 후 첫 10억 년 동안 초기 우주에서 예상보다 훨씬 큰 은하들을 다수 발견했으며, 이는 초기 우주 진화에 대한 기존의 그림과는 매우 다른 새로운 관점을 제시하고 있다. JADES-GS-z14-0 은하에서의 산소 발견은 초기 우주에서 은하들이 기존 예상보다 훨씬 빠르게 성장하고 진화했다는 것을 점점 더 강력하게 시사하는 또 다른 중요한 단서가 될 것으로 보인다. 이제 과학자들은 이러한 빠른 성장이 우주론적 시간표를 어떻게 변화시키는지, 그리고 초기 우주에 대한 기존의 다른 가설들을 어떻게 재검토해야 할지에 대한 연구를 진행할 예정이다. 이번 연구 결과는 『천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)』과 『천문학 및 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)』 저널에 게재될 예정이며, 사전 공개 사이트인 arXiv를 통해 확인할 수 있다.
- 포커스온
2025-03-22 15:20:00
[먹을까? 말까?(93)] LA 오존 오염의 숨겨진 주범은 '요리'…휘발성물질 배출, 자동차와 맞먹어

청정 엔진 보급과 전기차 확산으로 자동차 배기가스 배출이 감소하는 가운데, 최근 미국 로스앤젤레스(LA) 도심의 오존 오염을 악화시키는 의외의 원인이 발견됐다. 바로 음식 조리 과정에서 나오는 휘발성 유기화합물(VOCs)이다. 미국 해양대기청(NOAA)은 최근 연구에서 LA 지역 오존 형성의 약 26%가 음식 조리 과정에서 방출된 VOCs에 의한 것으로 분석됐다고 밝혔다. 이는 자동차 배출가스가 초래하는 오존 형성량(29%)과 거의 맞먹는 수준이다. 이 연구는 국제학술지 『대기화학과 물리학(Atmospheric Chemistry & Physics)』 최신호에 게재됐다. 연구진은 기존의 대기오염 모델에서 빠졌던 요리 배출물질을 추가해 LA 도심의 실제 대기 상태와 화학반응 과정을 정밀하게 분석했다. 연구를 주도한 NOAA 화학과학연구소 첼시 스톡웰 박사는 "도심 지역 VOCs의 상당 부분이 조리 과정에서 배출된다는 점은 기존에도 알려져 있었지만, 그동안 공식적인 오염물질 목록이나 대기 질 모델에는 제대로 반영되지 않았다"며 "이 물질들은 화학적 반응성이 매우 높기 때문에, 이를 간과하면 오존 생성에 대한 도시 차원의 대응 전략 수립에 빈틈이 생길 수 있다"고 지적했다. VOCs는 지표면 오존을 생성하는 두 가지 핵심 요소 중 하나다. VOCs가 차량 배기가스의 질소산화물(NOx)과 햇빛 아래에서 광화학 반응을 일으키면 유해한 오존이 형성된다. 높은 농도의 지표 오존은 사람과 동물, 식물에 심각한 피해를 준다. 미국 환경보호국(EPA)의 규제와 각종 환경 정책으로 지난 수십 년간 차량 배기가스를 억제하면서 오존 농도는 미국 전역에서 크게 개선됐다. 하지만 최근 몇 년간은 대기질 개선 속도가 정체되거나 오히려 일부 지역에서는 다시 오존 농도가 증가하는 현상이 나타나고 있다. 이러한 변화는 학계가 도시의 오염물질 구성을 새롭게 점검하는 계기가 됐다. NOAA 연구진은 특히 2021년 LA와 라스베이거스를 대상으로 수행한 대규모 대기오염 조사 프로젝트(SUNVEx)의 결과를 바탕으로 이번 연구를 진행했다. 당시 공기 샘플 분석 결과 라스베이거스 도심에서 포착된 인간 활동 기원의 VOCs 가운데 약 21%가 식용유와 지방에서 나오는 것으로 확인됐다. 음식점 밀집 지역일수록 음식 조리 배출물질 농도가 현저히 높았다. 연구진이 이번 분석에서 음식 조리 배출물을 정교하게 모델링한 결과, LA 도심에서 인간 활동에 의해 발생하는 오존 생성량 가운데 45%는 페인트, 접착제, 개인위생용품 등 휘발성 화학제품(VCPs)에 의한 것으로 나타났다. 뒤이어 자동차 배출가스가 29%, 음식 조리 과정이 26%로 나타났다. 비록 전체 오존 오염에서 음식 조리 배출물의 비중은 상대적으로 낮지만, 연구진은 이 분야가 앞으로의 대기질 개선을 위한 중요한 연구 영역이라고 강조했다. 스톡웰 박사는 "현대 도심에서 변화하는 VOCs 배출 구조를 정확히 파악하고 오존 오염 저감 방안을 마련하기 위해서는 음식 조리 배출물을 더 체계적으로 조사해야 한다"며 "다른 도시에서도 이 같은 배출이 오존 오염에 영향을 미치는지 추가 연구가 필요하다"고 밝혔다.
- ESGC
2025-03-21 10:59:00
'반도체왕국' 꿈꾸는 소프트뱅크, 미국 반도체 암페어 9.3조원에 매수

소프트뱅크그룹(SBG)는 20일(현지시간) 미국 반도체설계회사 암페어 컴퓨팅을 65억 달러(약 9조3850억 원)에 매수했다고 발표했다.ai 이날 닛케이(日本經濟新聞) 등 외신들에 따르면 SBG는 영국 반도체설계회사 암(ARM)에 이어 최첨단 반도체관련 기업 암페어를 관계사로 추가했다. 암페어 주식은 현재 미국 사모펀드 칼라일이 59.65%, 미국 소프트웨어 기업 오라클이 32.27%, 영국 반도체 설계기업 암 관련 회사가 8.08%를 각각 보유하고 있다. 소프트뱅크는 2016년 암을 약 3조3000억 엔(약 32조4000억 원)에 인수해 2023년 9월 미국 나스닥시장에 상장했으며 인공지능(AI) 전략의 핵심으로 삼고 있다. 닛케이는 "소프트뱅크그룹은 암에 이어 최첨단 반도체 관련 기업을 산하에 추가했다"며 "암페어는 대규모 데이터 처리와 인공지능(AI) 분야에 강점이 있다"고 전했다. SBG는 지난해 '제2의 암'으로 불리는 영국의 반도체 설계 스타트업 그래프코어를 사들인 데 이어서 미국 반도체 팹리스기업 암페어도 품게 됐다. SBG의 암페어 인수는 도널드 트럼프 미국정권과 약속했던 미국에 70조엔 이상의 인공지능(AI) 인프라 투자와 일본 국내에서 생성AI를 개발하는 전략을 가속화하는 조치다. SBG측은 자회사인 실버밴즈6를 통해 암페어의 모든 지분을 취득할 것"이라며 "이 거래는 미 당국 승인을 거쳐 2025년 후반에 완료될 것으로 전망되며, 거래 결과 암페어는 간접적 완전 자회사가 된다"고 밝혔다. 전문가들은 인공지능 시대에 저전력 반도체 설계에만 우리 돈 1조5000억 원을 투자하겠다고 밝힌 일본 정부의 전략과 궤를 같이한다고 분석한다. 업계에서는 손 회장이 글로벌 AI 데이터센터 시장을 장악하기 위해 움직이는 것으로 풀이하고 있다. 저전력 반도체 '설계 원판'의 세계 최강인 암에, 미국 유력 팹리스 기업인 암페어까지 손에 넣으면 AI 칩을 제조하기 위한 '9부 능선'에 다다른 것으로 업계는 보고 있다. 제조 공급망 편입에만 매달리며 한국 반도체 생태계가 힘을 잃는 사이 소프트뱅크를 활용한 일본 반도체산업 부활이 목전에 다가왔다는 경고의 목소리가 커지고 있다.
- IT/바이오
2025-03-21 06:51:00
앤스로픽 CPO "클로드, AI 혁신 주도할 것"

18일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '아마존웹서비스(AWS) 유니콘데이 2025' 기조강연에서 마이크 크리거 앤스로픽 최고제품책임자(CPO)는 인공지능(AI) 모델 '클로드'가 혁신·과학기술·사회 등 다양한 분야를 선도할 것이라고 밝혔다. 그는 클로드가 단순 보조 기능을 넘어 독립적인 작업 수행이 가능해졌으며, 2027년에는 문제 해결 능력을 갖춘 '혁신자' 수준으로 발전할 것이라고 전망했다. AWS는 글로벌 네트워크를 활용해 국내 스타트업의 해외 진출을 지원할 방침이다. 이기혁 AWS 한국 스타트업 에코시스템 총괄은 AI 엑셀러레이터 프로그램을 통해 실리콘밸리·일본 진출 기회를 확대할 계획이라고 밝혔다. [미니해설] 클로드, AI 혁신의 미래를 그리다⋯AWS와 앤스로픽, 스타트업 지원 강화 "몇년 후에는 클로드가 혁신·과학기술·사회 등 다양한 분야를 선도할 것입니다" 마이크 크리거 미국 AI 스타트업 앤스로픽 최고제품책임자(CPO)는 18일 서울 강남구 코엑스에서 열린 'AWS 유니콘데이 2025' 기조강연에서 이같이 말했다. 챗GPT 개발사인 오픈AI 창립 멤버들이 2021년 설립한 앤스로픽은 최신 AI 모델 '클로드'를 앞세워 AI 시장에서 빠르게 성장하고 있다. 크리거 CPO는 클로드가 단순 업무 보조 역할을 넘어 독립적으로 문제를 해결하는 수준까지 발전할 것이라고 강조했다. 클로드의 진화⋯AI의 '혁신자'로 거듭난다 크리거 CPO는 클로드의 발전 속도를 상세히 설명했다. 그는 "지난해까지만 해도 클로드는 개인 업무 생산성을 높이는 역할에 그쳤지만, 올해부터는 독립적으로 작업을 수행하는 수준까지 올라왔다"고 말했다. 이어 "2027년에는 AI가 직접 문제를 해결하는 '혁신자' 수준으로 발전할 것"이라고 전망했다. 이같은 발전에는 클로드가 아마존의 생성형 AI 플랫폼 '베드록'과 통합되며 맞춤형 AI 모델 미세 조정(파인 튜닝) 등의 시너지를 극대화한 점이 주요 요인으로 꼽힌다. 크리거 CPO는 "AI 모델들이 AWS 플랫폼과 원활하게 작동하도록 많은 노력을 기울이고 있다"며 "보안 측ㅂ면에서도 긴밀히 협력하고 있다"고 밝혔다. 최신 AI 모델 '클로드 3.7 소넷'도 주목받았다. 크리거 CPO는 "하이브리드 추론 기능을 활용해 보다 확장된 사고를 지원하며,. 즉각적인 응답이 가능하다"고 강조했다. 그는 "신뢰할 수 있고 확장 가능한 AI 에이전트를 개발하고 있으며, 최신 모델을 통해 비용 효율성을 극대화하는 것이 목표"라고 덧붙였다. AWS, 한국 스타트업 해외 진출 지원 강화 AWS는 이날 행사에서 국내 스타트업들의 글로벌 진출을 적극 지원하겠다는 계획을 발표했다. 이기혁 AWS 한국 스타트업 에코시스템 총괄은 "AWS의 글로벌 프로그램인 '생성형 AI 엑셀러레이터'를 통해 국내 스타트업들이 해외에서 성공할 기회를 확대할 것"이라고 밝혔다. 그는 특히 AWS의 글로벌 네트워크를 적극 활용할 방침이라고 강조했다. "AWS는 글로벌 기업형 벤처캐피털(CVC), 독립 소프트웨어 개발·판매 회사(ISV), 컨설팅사를 포함하는 강력한 네트워크를 보유하고 있다"며 "이를 통해 한국 스타트업들이 현지 기업들과 협력하며 오픈이노베이션을 실현할 수 있도록 돕겠다"고 말했다. 이 총괄은 지난해 아시아태평양(APAC) 지역에서 40여 개 스타트업을 선발해 25곳이 해외 진출 기회를 얻었으며, 올해는 이 숫자가 더욱 증가할 것으로 기대했다. 그는 실리콘밸리와 일본을 해외 진출의 주요 지역으로 꼽으며, AWS의 글로벌 행사 'AWS 리인벤트'를 포함해 다양한 국제 행사에 참여할 기회를 제공하겠다고 설명했다. 이 총괄은 "모두가 '빌더'(창조자)가 되는 세상을 만들기 위해 AWS와 함께하길 바란다"고 말했다. AI에이전트 시대, 스타트업 성장 기회될까 AWS는 AI 기술 발전이 스타트업들에게 새로운 기회를 열어줄 것이라고 강조했다. 김영태 AWS 한국 시니어 세일즈 매니저는 "2023년에는 AI 도입을 실험하는 단계였고, 2024년에는 PoC(기술 검증) 프로젝트들이 실제 프로적션에 적용되기 시작했다"며 "2025년에는 AI 기술이 극대화되며 본격적으로 비느지스 가치를 창출할 것"이라고 전망했다. 그는 "스타트업들이 AI를 활용해 '넥스트 점프(다음 단계 도약)'를 할 수 있는 시기가 도래했다"고 강조했다. AWS 플랫폼을 활용해 성장한 실제 사례도 소개됐다. 장정식 야놀자 클라우드 최고기술책임자(CTO)는 AWS 플랫폼을 통해 회사가 어떻게 발전해왔는지를 설명했다. 또한 매트 테일러 AWS 아시아태평양·일본(APJ) 스타트업 SA 총괄은 데이터베이스 서비스와 AI 기반 모델 선택의 중요성을 강조하며, 스타트업들이 적절한 AI 기술을 선택하고 적용하는 것이 필수적이라고 밝혔다. 클라우드와 AI의 결합⋯스타트업 성공의 열쇠 될까 이번 'AWS 유니콘데이 2025'는 클라우드와 AI 기술이 결합해 새로운 산업 패러다임을 만들어가고 있음을 보여줬다. 앤스로픽의 클로드가 AI 혁신을 주도하며 오픈AI와 경쟁하는 동시에, AWS는 글로벌 네트워크를 활용해 한국 스타트업들의 해외 진출을 적극 지원하고 있다. AI 기술이 빠르게 발전하며 기업과 스타트업의 비즈니스 모델에도 변화를 불러오고 있다. AI가 단순한 보조 기능을 넘어 독립적으로 문제를 해결하는 수준으로 진화하면서, 이를 활용한 기업들의 경쟁력이 크게 향상될 것으로 전망된다. AWS의 지원과 AI 기술의 발전이 맞물려, 한국 스타트업들이 글로벌 시장에서 어떤 성과를 거둘지 주목된다.
- IT/바이오
2025-03-18 14:50:00
[신소재 신기술(162)] 국내 연구진, 박테리아 이용한 친환경 플라스틱 생산 기술 개발

국내 연구진이 최근 박테리아를 활용해 기존 플라스틱 생산 방식의 한계를 극복하고 친환경적인 폴리머 생산 가능성을 제시하는 연구 결과를 발표해 학계의 주목을 받고 있다. 플라스틱은 현대 사회에 필수적인 소재이지만, 생산 과정에서 화학 연료 기반 화학 물질 사용으로 인한 환경 문제와 폐기할 때 자연적으로 분해되지 않아 발생하는 환경 오염 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이러한 가운데, 한국과학기술원(KAIST)의 생물분자공학자이자 공동저자인 이상엽 박사 연구팀은 포도당만을 연료로 사용해 유용한 폴리머를 생산할 수 있도록 박테리아는 유전자 조작하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 시스템은 박테리아가 특이한 영양 조건이 직면했을 때 사용하는 효소를 기반으로 하며, 다양한 종류의 폴리머를 생산할 수 있도록 조절이 가능하다. 해당 연구에 대해서는 과학기술 전문매체 아르스 테크니카, 네이처닷컴, PHYS.org 등 다수 매체가 17일(현지시간) 보도했다. 네이처 닷컴에 따르면, 매년 전세계적으로 약 4억 톤의 분해 불가능한 석유 기반 플라스틱 폐기물과 미세 플라스틱이 생산되어 야생동물과 인간의 건강을 위협하고 지구를 오염시키고 있다. 탄소 과잉 상태를 활용한 폴리머 합성 메커니즘 연구진은 박테리아 세포가 폴리하이드록시알카노에이트(PHA·폴리에스테르)를 생성하는 시스템에 주목했다. PHA는 박테리아 세포가 탄소원과 에너지를 충분히 공급받지만, 성장과 분열에 필요한 특정 영양소가 부족할 때 생성되는 화학 물질이다. 이러한 환경에서 박테리아 세포는 탄소 원자를 포함하는 작은 분자들을 연결하여 거대한 폴리머를 형성한다. 이후 영양 조건이 개선되면, 박테리아는 이 폴리머를 분해하여 개별 분자들을 에너지원으로 활용할 수 있다. 이 시스템의 핵심적인 특징은 폴리머를 구성하는 단량체의 종류에 크게 구애받지 않는다는 점이다. 지금까지 150가지 이상의 다양한 작은 분자들이 PHA에 통합될 수 있음이 확인됐다. 폴리머를 합성하는 효소인 PHA 합성 효소는 분자가 에스터 결합을 형성할 수 있는지 여부와 세포 내 생화학 반응의 중간체로 흔히 사용되는 코엔자임 A에 결합될 수 있는지 여부만을 중요하게 고려하는 것으로 나타났다. 일반적으로 PHA 합성 효소는 산소 원자를 통해 분자들을 연결하지만, 아미노산에서 발견되는 것과 같이 질소 원자를 통해 연결되는 유사한 화학 결합을 형성하는 것도 가능하다. 그러나 이러한 반응을 촉매하는 효소는 지금까지 알려진 바가 없었다. 이에 연구진은 기존 효소들이 통상적으로 수행하지 않는 반응을 유도할 수 있는지 실험하기로 결정했다. 연구진은 클로스트리디움(Clostridium) 속 박테리아에서 유래한 효소를 활용했는데, 이 효소는 다양한 화학 물질과 상호작용하는 것으로 알려져 있다. 실험 결과, 이 효소는 아미노산을 코엔자임 A에 비교적 효과적으로 결합시켰다. 아미노산들을 서로 연결하기 위해 연구진은 슈도모나스(Pseudomonas) 속 박테리아에서 유래한 효소에 네 가지 돌연변이를 도입하여 반응 물질의 범위를 넓혔다. 시험관 내 실험에서 이 시스템은 성공적으로 작동하여 아미노산들이 폴리머 형태로 연결되는 것을 확인했다. 세포 내 발현 및 생산량 증대 노력 다음 과제는 이 시스템이 실제 세포 내에서도 작동하는 지 확인하는 것이었다. 불행히도 사용된 두 효소 중 하나가 대장균(E. coli)에 약한 독성을 나타내 성장을 저해하는 것으로 밝혀졌다. 이에 연구팀은 해당 단백질을 내성적으로 발현하는 대장균 균주를 개발했다. 이 두 단백질을 모두 발현시킨 결과, 세포는 소량의 아미노산 폴리머를 생산했다. 배지에 특정 아미노산을 과량으로 첨가하면, 생성되는 폴리머에 해당 아미노산의 함량이 높아지는 경향을 보였다. 하지만 박테리아 무게 대비 폴리머 생산량은 다소 낮은 수준이었다. 연구팀은 "이러한 [아미노산]들은 적절한 탄소원으로부터 세포 내에서 생성될 경우 폴리머에 보다 효율적으로 통합될 수 있을 것"이라고 판단했다. 이에 특정 아미노산(라이신) 생산에 필요한 유전자 복제본을 추가적으로 도입했다. 그 결과 더 많은 폴리머가 생산됐으며, 폴리머 내 라이신 함량 비율도 높아졌다. 생성된 폴리머 대부분에는 에스터 결합을 형성할 수 있는 젖산이 상당량 포함되어 있었다. 젖산은 포도당 대사 과정의 잠재적 산물 중 하나이므로 세포 내에 자연적으로 많이 존재한다. 이에 연구팀은 젖산 생성의 주요 효소를 암호화하는 유전자를 제거해 폴리머에 통합되는 젖산의 양을 현저히 줄였다. 연구진은 다양한 조건에서 실험을 진행하여 두 가지 다른 아미노산 단량체의 혼합물로 이루어진 폴리머를 만들 수 있음을 입증했으며, 혼합물에 비아미노산 물질을 통합하는 데에도 성공했다. 대장균 균주에 몇 가지 추가적인 효소를 도입함으로써 박테리아 무게 대비 폴리머 생산량을 50% 이상으로 끌어올렸다. 또한, 중합 반응을 담당하는 효소에 돌연변이를 도입하여 특정 아미노산이 생성되는 폴리머에 선택적으로 더 많이 통합되도록 조절할 수 있음을 확인했다. 다양한 물성 조절 및 생분해 가능성 제시 연구팀이 개발한 시스템은 매우 유연하여 광범위한 학 물질을 폴리머에 통합할 수 있다는 점이 가장 큰 특성이다. 이는 생성되는 플라스틱의 다양한 물성을 조절할 수 있도록 해줄 것으로 기대된다. 또한, 효소를 통해 결합이 형성되었으므로 생성된 폴리머는 거의 확실하게 생분해될 가능성이 높다. 다만 몇가지 한계점도 존재한다. 폴리머에 통합되는 물질을 완전히 통제할 수는 없다는 것이다. 특정 아미노산 또는 기타 화학 물질의 혼합 비율을 높일 수는 있지만, 효소가 세포 내 대사 과정에서 생성되는 임의의 하학 물질을 어느 정도 수준으로 통합하는 것을 완전히 막을 수는 ㅇ첪다. 또한 생산된 폴리머를 제조 공정에 적용하기 전에 다른 세포 구성 성분으로 정제해야 하는 문제와 대규모 산업 생산에 비해 생산 속도가 느리다는 점도 해결해야 할 과제다. 비록 이 기술이 당장 전 세계 플라스틱 생산을 대체할 수 있는 수준은 아니지만, 생물 기반 제조의 잠재력을 훌륭하게 보여주는 연구 결과라는 평가를 받고 있다. 본 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 2025년 3월 18일 자 온라인판에 게재됐다. ◇ 참고 문헌: Tong Un Chae et al, Biosynthesis of poly(ester amide)s in engineered Escherichia coli, Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01842-2
- ESGC
2025-03-18 14:25:00
오픈AI-소프트뱅크, 일본에 대규모 AI 데이터 센터 구축

챗GPT 개발사 오픈AI가 손정의 회장이 이끄는 일본 소프트뱅크와 전략적 협력을 강화하고 있다. 일본 닛케이(日本經濟新聞)는 14일(현지시간) 오픈AI와 소프트뱅크가 일본에서 대규모 데이터 센터 건설을 계획하고 있다고 보도했다. 이들 두 기업은 오사카에 있는 일본의 대표적인 전자·전기 제품 제조 기업 샤프의 LCD TV 패널 공장을 AI 데이터 센터로 전환할 계획이다. 이를 위해 소프트뱅크와 샤프는 이날 LCD TV 패널 공장 시설과 토지를 1000억 엔(약 9800억원)에 매매하는 계약을 체결했다. 이 데이터 센터는 2026년 가동을 목표로 하고 있으며 150메가와트(MW)의 전력 용량을 갖춘 일본 최대 규모 중 하나가 될 것으로 예상되고 있다. 이 데이터 센터는 향후 240메가와트 이상으로 확대할 예정이다. 두 기업은 일본에서 오픈AI의 AI 에이전트 모델을 상용화하는 것을 목표로 하고 있으며, 고객사의 데이터를 활용해 맞춤형 AI 에이전트를 제공할 계획이다. 이 데이터 센터 계획은 오픈AI와 소프트뱅크가 일본에서 합작사를 만들어 기업용 생성형 인공지능(AI)을 개발해 판매하겠다고 발표한 지 10여일 만에 나왔다. 손 회장과 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)는 지난 3일 도쿄에서 'SB 오픈AI 재팬'이라는 합작사를 발표하고 소프트뱅크그룹 산하의 새로운 중간 지주사와 오픈AI가 50%씩 출자한다고 밝혔다. 이에 앞서 양사는 도널드 트럼프 대통령 취임식 다음 날인 지난 1월 21일 소프트뱅크와 함께 백악관에서 최대 5000억 달러(약 710조 원)를 투자해 미국 10여곳에 데이터센터를 짓겠다는 스타게이트 구상을 발표했다. 소프트뱅크는 지난 1월 오픈AI에 15억 달러를 투자하는 등 총 20억 달러를 투자했다. 또 오픈AI에 400억 달러 규모의 투자를 할 예정이며 논의가 마무리 단계에 있는 것으로 알려졌다.
- IT/바이오
2025-03-15 07:44:00
[신소재 신기술(160)] 플라스틱, 4시간만에 94% 재활용⋯공기 중 습기가 비결

지구촌 플라스틱 문제 해결에 청신호가 켜졌다. 미국 노스웨스턴대학교 연구팀이 공기 중 습기를 이용해 플라스틱 폐기물을 분해하는 혁신적인 신기술을 개발했다고 발표했다. 이 신기술은 기존 플라스틱 재활용 방식에 비해 안전하고 경제적이며 지속가능한 것으로 플라스틱 순환 경제 구축에 크게 기여할 것으로 전망된다. 새로운 기술은 공기 중의 미량의 습기만으로 플라스틱 폐기물을 효율적으로 재활용하는 간편한 방법이다. 연구팀은 폴리에스터 계열 플라스틱 중 가장 널리 사용되는 페트(PET)의 결합을 끊는 저렴한 촉매를 개발했다. 이 촉매를 활용해 분해된 PET는 공기중의 미량의 수분에 노출되는 것만으로 플라스틱의 기본 구성 단위인 단량체로 전환된다. 연구팀은 이 단량체를 재활용하거나 고부가가치물질로 업사이클링할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 해당 연구에 대해서는 전문매체 쿨다운, 인터레스팅엔지니어링,웹사이트 PHYS.org 등 다수 매체가 다루었다. 연구의 공동 교신 저자인 노스웨스턴 대학 조교수인 요시 크라티쉬 연구원은 보도자료를 통해 "본 연구의 가장 획기적인 성과는 플라스틱 분해에 공기 중 습기를 활용하여 매우 깨끗하고 선택적인 공정을 달성했다는 점"이라고 말했다. 크라티쉬 연구원은 "미국은 1인당 플라스틱 오염국 1위이며, 우리는 그 플라스틱의 5%만 재활용한다"면서 "다양한 유형의 플라스틱 폐기물을 처리할 수 있는 더 나은 기술이 절실히 필요하다. 오늘날 우리가 가진 대부분의 기술은 플라스틱 병을 녹여서 품질이 낮은 제품으로 다운사이클한다"고 밝혔다. 이어 "우리 연구에서 특히 흥미로운 점은 공기 중의 수분을 이용해 플라스틱을 분해하여 매우 깨끗하고 선택적인 공정을 달성했다는 것이다. PET의 기본 구성 요소인 단량체를 회수함으로써 재활용하거나 더 가치 있는 재료로 업사이클할 수도 있다"고 강조했다. 플라스틱 지속 가능한 해결책 제시 연구팀은 플라스틱 폐기물을 분해하기 위해 몰리브덴 촉매와 활성탄을 사용했다. 이 두 물질은 모두 저렴하고 풍부하며 무독성이라는 장점을 지닌다. 실험 과정은 다음과 같다. 먼저 PET 플라스틱과 촉매, 활성탄을 혼합한 후 가열한다. 폴리에스터 플라스틱은 화학 결합으로 연결된 반복 단위의 거대 분자(폴리머)로 구성되어 있다. 가열 과정을 통해 이 화학 결합이 단시간내 끊어지는 것이다. 다음으로 연구진은 분해된 물질을 공기에 노출시켰다. 놀랍게도 분해된 물질은 극소량의 습기만으로 폴리에스터의 고부가가치 전구체인 테레프탈산(TPA)으로 변환됐다. 부산물은 상업적 가치가 있는 산업용 화학물질인 아세트알데히드뿐이었다. 이는 쉽게 제거할 수 있다. 연구의 제1 저자인 나빈 말라크 연구원은 "상대적으로 건조한 환경에서도 대기 중에는 평균 1만~1만5000㎦의 물이 존재한다"며 "대기 중 습기를 활용함으로써 대량의 용매를 제거하고 에너지 투입량을 줄이며, 공격적인 화학 물질 사용을 피할 수 있어 더욱 깨끗하고 환경 친화적인 공정이 가능하다"고 설명했다. 크라티쉬 연구원은 시스템이 완벽하게 작동했지만, 과도한 양의 물을 첨가했을 때 기능이 오히려 저하됐다고 밝혔다. 이는 폐플라스틱 분해에 적절한 균형 유지가 중요하며, 결국 자연적인 공기 중 습도가 플라스틱 폐기물 분해에 최적의 양을 제공했다는 것이다. 심각한 플라스틱 오염 문제 PET 플라스틱은 식품 포장재 및 음료 용기에 광범위하게 사용되며, 전 세계 플라스틱 소비량의 12%를 차지한다. 자연 분해가 잘 안 돼 플라스틱 오염의 주범으로 꼽힌다. 사용 후 매립되거나 미세 플라스틱 또는 나노 플라스틱으로 분해되어 토양과 하수, 수로를 오염시킨다. 플라스틱 재활용은 중요한 연구 분야이지만, 기존 방식은 고온, 고에너지 소비, 유해 용매 사용 등 극단적인 조건에 의존하며 독성 부산물을 생성하는 경우가 많다. 더욱이 백금, 팔라듐과 같은 촉매는 고가이며 독성이 있어 더욱 유해한 폐기물을 생성한다. 반응 완료 후에는 재활용 물질을 용매로부터 분리해야 하는데, 이 과정 또한 시간과 에너지가 많이 소모된다. 크라티쉬 연구원은 "용매 대신 공기 중 수증기를 사용했다. 이것은 플라스틱 재활용 문제를 해결하는 훨씬 더 우아한 방법"이라고 강조했다. 빠르고 효율적인 공정 새로운 공정은 빠르고 효율적이다. 단 4시간 만에 가능한 TPA의 94%를 회수한다. 개발된 촉매는 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라 재활용이 가능하며, 반복 사용에도 효과를 유지한다. 또한 이 방법은 혼합 플라스틱에도 적용 가능하도록 설계되어 선택적으로 재활용 할 수 있다. 이러한 선택성은 재활용 산업에 상당한 경제적 이점을 제공하는 전처리 분류의 필요성을 없애준다. 실제 플라스틱 병, 의류, 혼합 플라스틱 폐기물 등 실제 재료에 대한 테스트에서도 이 공정은 매우 효과적이었으며, 색깔있는 플라스틱까지 순수하고 투명한 무색의 TPA로 분해됐다. 연구팀은 향후 산업적 응용을 위해 공정 규모를 확대해 대량의 플라스틱 폐기물을 효율적으로 관리할 수 있도록 노력할 계획이다. 이번 연구 결과는 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 학술지 '그린 케미스트리(Green Chemistry)'에 최근 게재됐다.
- ESGC
2025-03-14 09:55:00
[퓨처 Eyes(75)] 액체처럼 흐르는 황금빛 고체, '초고체' 탄생

레이저 빛을 초고체로 만드는 혁신적인 기술이 처음으로 개발됐다. 마법은 더 이상 동화속 이야기가 아니었다. 한 줄기 레이저 광선이 불가능을 현실로 바꾸며, 액체와 고체의 낯선 경계를 허무는 '황금빛 고체'를 눈 앞에 펼쳐냈다. 물리학자와 나노 기술자들로 구성된 국제 공동 연구팀이 마치 연금술같은 놀라운 기술로 레이저 빛을 '초고체(supersolid)'라는 미지의 물질 상태로 변환하는 데 세계 최초로 성공하며 오랫동안 과학계가 품어온 꿈을 마침내 실현했다. 이번 쾌거는 응축 물질 물리학의 오랜 숙원을 해결했을뿐 아니라, 상상조차 어려웠던 양자역학의 새로운 가능성을 활짝 열어젖힌 역사적인 순간으로 기록될 것이다. 해당 연구에 대해서는 네이처닷컴, 웹사이트 PHYS.org와 뉴사이언티스트, 퍼퓰러메카닉스 등 다수 외신이 심층적으로 다루었다. 일반적으로 양자 초고체는 양자 세계에서만 존재하는 실체로, 초저온 원자를 통해서만 형성되었지만 이탈리아 레체에 있는 국립연구위원회 나노기술 연구소(CNR Nanotec)의 과학자들이 이끄는 새로운 연구에서는 처음으로 빛을 사용하여 이 양자 물질 상태를 만들었다. 이전 연구에 따르면 초고체는 점도가 0이고 소금 결정에서 원자가 배열되는 방식과 유사한 결정과 같은 구조로 형성된다는 것이 밝혀졌다. 저명 학술지 '네이처'에 실린 이번의 놀라운 연구는 이탈리아 국립연구위원회(CNR)의 디미트리오스 트리포게오르고스 연구원의 지휘 아래 나노기술, 공학, 물리학 등 여러 분야의 국제적인 전문가들이 머리를 맞대 융합 연구를 거듭한 끝에 이룩한 값진 결실이다. 연구팀은 '빛의 연금술'이라고도 불러도 좋을만큼 혁신적인 접근 방식을 통해, 레이저 빛을 영원히 도달할 수 없는 꿈만 같았던 초고체로 완전히 탈바꿈시키는 기적을 만들어냈다. 레이저광으로 초고체 최초 구현 먼저 팀은 초고체를 만들기 위해 특수한 능선으로 형성된 갈륨 비소화물 조각에 레이저를 발사했다. 빛이 능선에 부딪히면서 빛과 재료 사이의 상호작용으로 플라리톤(polariton)이 형성됐다. 폴라리톤은 미리 설계된 방식으로 능선에 의해 제한됐고, 그로 인해 폴라리톤은 스스로 초고체를 형성했다. 그런 다음 연구팀은 만들어진 결과물이 진짜 초고체인지를 테스트했다. 이는 빛으로 만들어진 초고체가 이전에 생성된 적이 없다는 사실 때문에 매우 힘들었다. 그럼에도 연구팀은 초고체가 고체이자 유체이며 점성이 없다는 것을 확인했다. 트리포게오르고스 연구원은 감격에 찬 목소리로 "우리는 실제로 빛을 고체로 만들었다. 정말이지 믿기 어려울 정도로 놀라운 성취다"라고 외쳤다. 그의 목소리에는 이번 연구가 과학 역사의 새로운 장을 여는 기념비적인 사건이라는 평가가 충분히 담겨 있다. 미지의 물질 초고체, 과학계의 오랜 염원 초고체, 이름만 들어도 왠지 모르게 신비로운 느낌을 주는 이 물질은 마치 두 개의 얼굴을 가진 야누스와 같다. 점성이 전혀 없는 '초유동성'과, 원자들이 규칙적으로 빽빽하게 들어선 고체의 결정 구조를 동시에 지니고 있기 때문이다. 흐르는 액체의 자유로움과 단단한 고체의 견고함을 동시에 가진 초고체는 오랫동안 과학자들의 상상력을 자극하며, 미지의 영역 속에 머물러 있었다. 소금 결정처럼 질서 정연하게 늘어선 원자들 사이를 액체처럼 자유롭게 움직이는 초고체의 기묘한 이중성은, 현대 과학의 오랜 난제 중 하나였다. 특히 초고체는 극도로 낮은 기온, 즉 일반적인 상상으로는 가늠하기 어려운 극한 환경에서, 그것도 원자라는 극히 제한적인 재료로만 만들수 있었기에, 그 심오한 비밀을 파헤치는 것은 마치 별을 헤는 것만큼이나 어려운 일이었다. 반도체, 레이저 그리고 '폴라리톤'⋯빛의 마법이 현실이 되다 하지만 '불가능은 없다'는 인간의 불굴의 의지와 끊임없는 탐구 정신은, 마침내 과학의 역사를 진전시키는 놀라운 결과를 낳았다. 이번 연구팀은 오랫동안 굳어져 왔던 기존 연구의 틀을 과감하게 부수고, 완전히 새로운 길을 개척했다. 극저온, 원자라는 낡은 공식을 과감히 버리고, '알루미늄 갈륨비소' 반도체와 레이저 빛의 절묘한 조합을 통해 초고체 창조라는 꿈을 마침내 현실로 불러왔다. 연구진은 나노미터(10억분의 1미터) 수준의 초정밀 기술을 동원해 좁고 규칙적인 능선 패턴을 새겨 넣은 특별한 알루미늄 갈륨비소 웨이퍼를 제작하고, 이 혁신적인 반도체 구조에 레이저를 정밀하게 쏘았다. 레이저 빛이 능선에 부딪히는 찰나, 빛과 물질 사이에서 지금껏 상상 속에서만 가능했던 마법과 같은 상호작용이 눈앞에서 펼쳐졌다. 그 결과, '폴라리톤'이라는, 이전에는 알려지지 않았던 새로운 종류의 혼성 입자가 마치 마법처럼 탄생했다. 능선 패턴이라는 특수한 환경은 폴라리톤의 움직임과 에너지 레벨을 숙련된 조련사처럼 정교하게 통제했고, 마침내 폴라리톤들은 스스로 응축하며 꿈에서 그리던 물질, 초고체로 변신했다. 양자 기술 혁명의 도화선, 빛 기반 초고체의 무한한 가능성 이번 연구가 더욱 값진 이유는 단순히 빛을 초고체로 바꾸는 데 성공한 것을 넘어, 빛으로 만들어진 초고체의 놀라운 특성을 과학적인 실험으로 명확하게, 그리고 최초로 입증했다는 점이다. 공동 연구팀의 핵심 연구자인 다니엘레 산비토 CNR 연구원은 "빛으로 초고체를 만들고, 실제로 존재한다는 것을 실험적으로 증명하는 것은 과거에는 상상조차 할 수 없었던 미지의 영역에 발을 내딛는 것과 같았다. 우리 손으로 만들어낸 초고체가 과연 고체와 액체의 성질을 모두 가진 진정한 초고체인지, 아무도 걸어보지 않은 길을 걸으며 확인하는 과정은 마치 미지의 대륙을 탐험하는 것만큼이나 험난하고 가슴 뛰는 여정이었다"며 연구 과정 당시의 숨 막힐 듯한 긴장감을 전했다. 수많은 밤을 지새우는 실험과 고도의 분석을 거듭한 끝에, 연구진은 빛으로 빚어낸 초고체가 고체와 액체의 이중적인 모습을 완벽하게 드러내며, 점성이 '0'이라는 믿기 힘든 특성을 가지고 있음을 전 세계 과학계에 당당히 선언하는 데 성공했다. 프랑스 소르본 대학교의 알베르토 브라마티 교수는 "이번 연구는 응축 물질 물리학 분야의 오랜 숙제를 마침내 해결했을 뿐 아니라, 물질의 상전이, 특히 양자 물질이 그 상태를 변화시키는 근본 원리에 대한 깊이 있는 통찰력을 인류에게 선사하는 획기적인 과학적 성취"라고 극찬하며, "빛 기반 초고체 연구는 앞으로 양자 기술 분야에 지금껏 상상조차 할 수 없었던 혁신적인 응용 가능성을 활짝 열어줄 것이다"라고 밝은 미래를 예견했다. 트리포게오르고스 연구원은 "빛으로 만든 초고체는 기존의 원자 초고체에 비해 훨씬 정밀하게 제어할 수 있고, 훨씬 더 편리하게 다룰 수 있는 엄청난 잠재력을 품고 있다"고 강조하며, "이번 연구를 기회 삼아, 이제까지는 그 누구도 감히 상상하지 못했던 미지의 물질 세계를 탐험하고, 궁극적으로 우리 인류의 미래를 획기적으로 바꿀 양자 기술 발전에 작게나마 기여할 수 있기를 간절히 희망한다"는 뜨거운 열정을 내비쳤다. 한 줄기 빛에서 시작된 작은 불꽃이, 마침내 과학 역사의 거대한 불꽃으로 타오르기 시작했다. 빛의 연금술로 빚어낸 꿈의 물질, 초고체가 우리에게 선사할 미래는 과연 어떤 모습일까? 응축 물질 물리학은 물론, 양자 컴퓨팅, 양자 센서 등 모든 첨단 기술 분야를 뿌리부터 뒤흔들 혁명의 드라마가, 바로 지금, 눈앞에서 펼쳐지려 하고 있다. ◇ 참조: Dimitrios Trypogeorgos et al, Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08616-9 광자를 사용하여 만든 초고체, Nature (2025). DOI: 10.1038/d41586-025-00637-8
- 포커스온
2025-03-13 13:55:00

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