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[2조 달러 클럽 눈앞] TSMC, 반도체 거물로 우뚝 서다
- 대만 반도체 제조 회사 TSMC. 이 이름은 이제 단순한 반도체 업체를 넘어 세계 경제를 움직이는 핵심 동력으로 통한다. 글로벌 디지털 환경이 폭발적으로 성장하는 가운데, TSMC는 혁신의 중심에서 거대한 성장을 견인해 왔다. 현재 시가총액은 9800억 달러(약 1432조 5640억 원)에 육박하며, 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 64%를 장악하는 압도적인 존재감을 자랑한다. 엔비디아, 애플 등 기술 공룡들의 최첨단 제품 이면에는 늘 TSMC의 기술력이 자리하며, 스트리밍 서비스부터 혁신적인 의료 기술에 이르기까지, 그 영향력은 전 산업 분야에 깊숙이 스며들어 있다. 미래는 더욱 밝게 점쳐진다. 인공지능(AI) 시대의 본격적인 개막과 함께 AI 칩 시장은 향후 10년간 연평균 35%의 폭발적인 성장이 예상된다. 이는 곧 TSMC에게 거대한 기회가 될 것임을 의미한다. 실제로 업계 분석가들은 이러한 성장세가 현실화될 경우, TSMC의 매출이 5년 안에 900억 달러(약 131조 5620억 원)에서 무려 2250억 달러(약 328조 9050억 원)로 수직 상승할 수 있다고 전망한다. 이 놀라운 성장 잠재력은 TSMC를 꿈의 2조 달러(약 2923조 6000억 원) 클럽 기업 반열에 올려놓을 가능성을 시사한다. 경쟁자를 압도하는 기술 리더십, 2나노미터 시대를 열다 경쟁 환경 또한 TSMC의 독주를 뒷받침하고 있다. 최대 경쟁사인 삼성전자가 2나노미터 기술 경쟁에서 주춤하는 사이, TSMC는 이미 2025년 2나노미터 양산 체제 구축을 목전에 두고 있다. 이것은 단순한 기술적 우위를 넘어, TSMC가 반도체 산업의 패권을 더욱 공고히 하는 결정적 발판이 될 것이다. 머지않아 TSMC의 공장에서는 이전 세대 칩을 월등히 능가하는 효율과 속도를 자랑하는 2나노미터 칩들이 쏟아져 나올 것이며, 이는 TSMC의 압도적인 기술 리더십을 전 세계에 다시 한번 각인시키는 계기가 될 전망이다. 일본매체 모토패덕은 "TSMC는 기술 산업에서 혁신과 기회의 시너지 효과를 완벽하게 보여준다. TSMC의 최첨단 제조 시설의 분주한 복도를 따라 혁신의 교향곡이 울려 퍼진다. 이곳에서 미세 칩, 즉 작지만 강력한 동력원이 탄생하여 대만 반도체 제조 회사(TSMC)를 전례 없는 성장 영역으로 이끌고 있다"고 진단했다. 모토패덕의 이러한 묘사는 TSMC가 가진 혁신 DNA와 미래 성장 가능성을 함축적으로 보여준다. 불안한 시장 속에서도 빛나는 투자처, TSMC 최근 기술주를 중심으로 시장 변동성이 확대되고 있지만, 오히려 투자자들은 TSMC에서 안정적인 투자 가치를 발견하고 있다. TSMC의 선견지명적인 전략과 흔들림 없는 혁신 DNA는 불확실성이 커지는 시장 상황 속에서도 오히려 더욱 빛을 발하며, 2조 달러 기업으로 도약할 가능성을 한층 더 높이고 있다. 만약 TSMC가 시가총액 2조 달러를 달성한다면, 이는 단순한 숫자적 성과를 넘어 TSMC의 탁월한 비전과 리더십이 빚어낸 기념비적인 성공 사례로 기록될 것이다. 모토패덕은 TSMC의 성장 스토리에 대해 "TSMC의 이야기는 단순히 숫자와 성장에 대한 기록이 아니다. 혁신이 기회를 만났을 때 어떤 무한한 가능성이 펼쳐질 수 있는지 보여주는 드라마와 같다"고 분석했다. TSMC의 성장 스토리는 단순한 기업 성공담을 넘어, 기술 혁신이 가져올 미래 가능성에 대한 기대감을 높이는 서사시와 같다는 것. TSMC, 혁신의 지평을 끝없이 넓히다 TSMC의 혁신은 단순한 매출 증대나 시장 점유율 확대로 그 의미가 국한되지 않는다. TSMC는 반도체 기술 자체의 영역을 쉼 없이 확장하고 있다. 최첨단 게임 콘솔부터 복잡한 인공지능 알고리즘, 미래 자동차와 헬스케어 산업에 이르기까지, TSMC의 칩은 상상 속의 첨단 기술을 현실로 구현하는 핵심 엔진 역할을 수행하고 있다. TSMC, 압도적인 시장 지배력의 원천은? 그렇다면 TSMC는 어떻게 이토록 압도적인 시장 지배력을 구축할 수 있었을까? 그 비결은 바로 끊임없는 기술 혁신과 최고의 품질을 향한 끈질긴 집념에 있다. 2025년 2나노미터 공정 도입은 이러한 TSMC의 핵심 경쟁력을 명확하게 보여주는 대표적 사례다. 글로벌 파운드리 시장의 64%를 점유하는 경이로운 시장 점유율은 TSMC의 뛰어난 기술력과 흔들림 없는 고객 신뢰를 입증하는 가장 확실한 증거다. TSMC 투자, 미래를 위한 현명한 선택될까? 투자 전문가들은 TSMC 투자에 대해 다음과 같은 조언을 제시한다. 첫째, 미래 기술 트렌드에 대한 지속적인 관심이 필요하다. AI, 자율주행, 헬스케어 등 미래 기술 혁신은 TSMC의 성장 잠재력과 직결되므로, 이러한 분야의 발전 추이를 꾸준히 주시하고 TSMC의 성장 가능성을 면밀히 분석해야 한다. 둘째, 투자 포트폴리오를 다각화하여 위험을 관리해야 한다. TSMC는 분명 매력적인 투자처이지만, 투자 포트폴리오를 분산하여 위험을 관리하는 것은 필수적이다. 기술주 외에도 다양한 자산에 분산 투자하여 투자 안정성을 확보하는 전략이 요구된다. 셋째, 변동성이 큰 기술 시장의 특성을 고려하여 시장 상황을 꾸준히 모니터링해야 한다. 거시 경제 지표와 산업 동향을 꼼꼼하게 분석하고, 신중한 투자 결정을 내리는 자세가 필요하다. 주요 산업 전망과 TSMC vs 삼성 주요 산업 전망에 따르면, 향후 5년간 AI 칩 시장은 연평균 35% 성장하고, 이에 따라 TSMC 매출은 연평균 20% 성장할 것으로 예측된다. TSMC와 삼성의 경쟁 구도를 살펴보면, 기술력 측면에서 TSMC는 2나노미터 기술 경쟁에서 삼성을 앞서나가며, 뛰어난 정밀성과 생산 확장 능력을 입증했다는 평가를 받고 있다. 시장 가치 측면에서 TSMC의 시가총액은 9,800억 달러에 육박하며, 이제 2조 달러 클럽 가입 가능성을 현실로 만들 수 있을지 전 세계의 이목이 집중되고 있다. TSMC 투자는 다음과 같은 장점을 지닌다. 타의 추종을 불허하는 최첨단 공정 기술 리더십, 글로벌 기술 업계 리더들과의 견고한 파트너십, 그리고 파운드리 시장에서의 압도적인 시장 점유율은 TSMC 투자의 매력을 더하는 요소다. 하지만 단점도 존재한다. 잠재적인 공급망 불안정 리스크와 지정학적 리스크는 투자자들이 간과할 수 없는 부분이다. TSMC는 단순한 반도체 제조업체를 넘어, 혁신 DNA를 바탕으로 기술 산업의 미래를 개척하는 선구자 역할을 자임하고 있다. 끊임없는 혁신과 공고한 시장 지배력을 토대로 TSMC는 2조 달러 클럽 가입이라는 야심찬 목표를 향해 순항하고 있다. TSMC의 미래 성장 가능성에 주목하고, 장기적인 안목으로 투자 전략을 구체화해야 할 시점이다.
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- IT/바이오
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[2조 달러 클럽 눈앞] TSMC, 반도체 거물로 우뚝 서다
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앤스로픽, 하이브리드 추론 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드' 공개
- 인공지능 전문기업 앤스로픽(Anthropic)은 25일, 최신 인공지능 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드'를 공식 공개했다고 자사 홈페이지를 통해 밝혔다. 이번 신제품은 시장 최초의 하이브리드 추론 모델로, 즉각적인 응답과 동시에 사용자가 확인할 수 있는 단계별 심층 사고 과정을 제공하는 것이 특징이다. 또한, API(응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스) 사용자는 모델의 사고 시간을 세밀하게 조정할 수 있어, 응답의 질과 속도를 사용 목적에 맞게 최적화할 수 있다. 앤스로픽은 오픈AI의 전 연구원들이 2021년 설립한 미국의 인공지능(AI) 스타트업 기업이다. AI가 인간에게 해를 까치지 않도록 안정성을 최우선으로 고려한다. 클라우드는 앤스로픽의 대규모 언어 모델(LLM) 제품군으로, 책임감있고 안전한 AI 개발을 지향한다. 최근 구글과 아마존으로부터 대규모 투자를 유지해 주목받고 있다. 하이브리드 추론 모델은 인공지능이 단일 방식에 의존하지 않고, 두 가지 이상의 추론 기법을 결합해 즉각적인 응답과 함께 단계별 심층 사고 과정을 동시에 수행하는 모델을 말한다. 예를 들어, 단순 패턴 인식을 통한 빠른 답변과, 복잡한 문제 해결을 위한 체계적 논리 분석을 동시에 구현하여 사용자가 결과를 신뢰할 수 있도록 돕는 기술적 접근 방식이다. 클로드 3.7 소넷은 코딩 및 프론트엔드 웹 개발 분야에서 특히 뛰어난 성능 향상을 보이며, 무료, 프로, 팀, 엔터프라이즈 등 모든 클로드 요금제와 앤스로픽 API, 아마존 베드록, 구글 클라우드 버텍스 AI 등 다양한 플랫폼에서 이용 가능하다. 확장 사고 모드는 무료 클로드 티어를 제외한 모든 환경에서 제공되며, 표준 및 확장 사고 모드 모두 기존 모델과 동일한 요금 체계를 적용해 입력 토큰 100만 개당 3달러, 출력 토큰 100만 개당 15달러가 부과된다(사고 토큰 포함). 앤스로픽은 '인간의 두뇌가 빠른 반응과 심도 있는 성찰을 동시에 수행하는 것'에 착안해, 별도의 추론 전용 모델이 아닌 통합된 프론티어 모델의 구현을 목표로 클로드 3.7 소넷을 개발했다. 이 모델은 사용자가 일반적인 답변을 원할지, 아니면 보다 오랜 사고 과정을 거친 응답을 원하는지 선택할 수 있도록 설계되었으며, 표준 모드에서는 클로드 3.5 소넷의 업그레이드 버전, 확장 사고 모드에서는 수학, 물리학, 명령어 추종, 코딩 등 다양한 작업에서 뛰어난 성능을 발휘한다. 특히, API를 통해 클로드 3.7 소넷을 활용하는 경우, 사용자가 최대 128K 토큰의 출력 한도 내에서 사고 예산을 조절할 수 있어, 응답 품질과 속도 및 비용 간의 균형을 효과적으로 맞출 수 있다. 앤스로픽은 수학·컴퓨터과학 경시대회 문제 최적화보다도 실제 기업 환경에서의 활용도를 중시하는 철학을 바탕으로, 실무에 부합하는 성능 개선에 주력해왔다. 초기 테스트 결과, 클로드는 복잡한 코드베이스 처리와 고급 도구 사용 등 전반적인 코딩 능력에서 동급 최고의 성능을 입증했다. 여러 평가기관은 코드 변경 계획 수립 및 풀스택 업데이트 처리 면에서 타 모델 대비 우수한 결과를 보였으며, 복잡한 에이전트 워크플로우와 웹 애플리케이션 구축 과정에서도 탁월한 정밀도를 확인했다. 디자인 감각과 오류 감소 측면에서도 생산 준비가 완료된 코드를 꾸준히 생성하는 것으로 평가됐다. 한편, 앤스로픽은 클로드 소넷은 2024년 6월부터 전 세계 개발자들 사이에서 큰 호응을 얻고 있다고 밝혔다. 제한적 연구 미리보기 형태로 공개된 클로드 코드는 코드 검색·편집, 테스트 작성·실행, 깃허브(GitHub·마이크로소포트 산하의 Git 플랫폼) 커밋 및 푸시, 명령줄 도구 사용 등 모든 개발 단계에서 능동적 협력자로서의 역할을 수행한다. 초기 테스트에서는 수동 작업이 45분 이상 소요되던 작업을 단일 패스로 처리해, 개발 시간과 오버헤드를 크게 줄이는 효과가 나타났다. 앤스로픽은 앞으로 몇 주간 도구 호출 안정성 강화, 장기 실행 명령 지원 추가, 앱 내 렌더링 개선 및 클로드 자체 기능 확장 등 지속적인 업데이트를 통해 클로드 코드의 성능을 더욱 향상시킬 계획이다. 개발자들의 사용 경험과 피드백을 적극 반영해, 향후 모델 개선에 직접 연결할 예정이라며, 이번 미리보기가 클로드 기술 발전에 중대한 기여를 할 것으로 기대했다. 또한, 앤스로픽은 클로드ai(Claude.ai) 플랫폼 내에서 GitHub 통합 기능을 확대해, 모든 클로드 요금제 사용자들이 코드 저장소를 직접 연결할 수 있도록 지원하고 있다. 이를 통해 클로드 3.7 소넷은 개인, 기업, 오픈 소스 프로젝트 전반에서 버그 수정, 기능 개발 및 문서 작성에 강력한 파트너로 자리매김하고 있다. 보안과 신뢰성 측면에서도, 앤스로픽은 광범위한 테스트와 외부 전문가 협력을 통해 클로드 3.7 소넷의 안전성을 입증했으며, 유해·무해 요청을 미세하게 구분하여 불필요한 거부 횟수를 45% 줄이는 성과를 달성했다. 이번 릴리스에 포함된 시스템 카드에는 다양한 안전 결과와 책임 있는 확장 정책 평가가 상세히 기술되어 있으며, 프롬프트 주입 공격 등 새로운 위험에 대한 대응 방안도 함께 제시된다. 클로드 3.7 소넷과 클로드 코드는 인공지능이 인간의 능력을 증강하고 자율적 작업 및 효과적인 협업을 구현하는 미래를 향한 중요한 발걸음으로 평가된다. 앤스로픽은 사용자들이 새로운 기능을 자유롭게 탐색하고, 창의적 성과를 이끌어내며, 지속적인 피드백을 통해 클로드 기술 발전에 기여할 수 있기를 기대한다고 밝혔다.
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앤스로픽, 하이브리드 추론 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드' 공개
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[신소재 신기술(154)] 중국 연구진, 천연 다이아몬드보다 40% 강한 '슈퍼 다이아몬드' 개발
- 중국 연구진이 실험실에서 천연 다이아몬드보다 훨씬 강한 초경도 '슈퍼 다이아몬드'를 합성하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 첨단 산업 분야에서 폭넓게 활용될 가능성이 높아 주목받고 있다. 흑연을 이용한 초경도 육각형 다이아몬드 합성 중국 지린대학교의 류 빙빙(Liu Bingbing) 교수와 야오 밍광(Yao Mingguang) 교수, 선전시 쑨원대학교의 주 셩차이(Zhu Shengcai) 교수가 이끄는 연구팀은 흑연을 이용해 '포스트-흑연 단계(Post-Graphite Phase)'라는 새로운 구조를 형성하는 데 성공했다고 인터레스팅엔지니어링이 보도했다. 연구에 따르면, 이 구조는 극도로 높은 압력과 열이 가해질 때 육각형 다이아몬드로 변환된다. 연구 결과는 이달 초 국제 학술지 '네이처 머티리얼즈(Nature Materials)'에 게재됐다. 육각형 다이아몬드는 기존 입방체 구조의 다이아몬드보다 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 합성한 다이아몬드가 천연 다이아몬드보다 40% 더 단단하며, 기존 100나노미터 크기의 나노 다이아몬드보다 열 안정성이 뛰어난 특성을 보였다고 밝혔다. 1967년 발견된 론스달라이트, 실험실에서 완전 합성 성공 육각형 다이아몬드는 1967년 미국 애리조나주 캐니언 디아블로(Canyon Diablo) 운석에서 최초로 발견된 희귀한 형태의 다이아몬드다. 당시 과학자들은 이 새로운 형태의 다이아몬드를 발견한 영국의 결정학자 캐서린 론스달(Kathleen Lonsdale)의 이름을 따 '론스달라이트(Lonsdaleite)'라고 명명했다. 이후 연구진들은 론스달라이트를 실험실에서 재현하려는 시도를 지속했으나, 순수한 형태로 합성하는 데 어려움을 겪었다. 그러나 중국 연구진은 흑연으로부터 거의 순수한 육각형 다이아몬드를 성공적으로 합성하는 데 성공했다고 사우스 차이나 모닝 포스트(SCMP)가 전했다. 연구진은 이번 연구를 통해 육각형 다이아몬드의 초고경도와 열 안정성이 산업 분야에서 폭넓은 활용 가능성을 시사한다고 평가했다. 또한 고압·고온 환경에서 흑연이 다이아몬드로 변환되는 과정을 이해하는 데 중요한 통찰력을 제공하며, 차세대 고성능 소재 개발을 위한 새로운 기회를 열었다고 강조했다. 미국 연구진도 이전에 육각형 다이아몬드 개발 성공 육각형 다이아몬드 합성 연구는 중국 연구진의 시도가 처음은 아니다. 2021년 미국 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory) 연구진은 음파를 이용해 실험실에서 육각형 다이아몬드를 생성하는 데 성공한 바 있다. 당시 연구에 참여한 트래비스 볼츠(Travis Volz) 박사는 육각형 다이아몬드가 첨단 소재 산업에서 강력한 응용 가능성을 지니고 있다고 강조했다. 연구팀은 육각형 다이아몬드가 기존의 입방체 다이아몬드보다 높은 강도를 지니고 있어 절삭, 드릴링, 초고강도 소재 가공 등 다양한 산업에서 활용될 수 있다고 밝혔다. 미국 연구진의 또 다른 연구자는 육각형 다이아몬드가 기존 다이아몬드 시장에서도 매력적인 대안이 될 수 있다고 언급했다. 그 연구원은 "향후 육각형 다이아몬드가 약혼 반지와 같은 주얼리 시장에도 사용될 가능성이 있다"고 전망했다. 중국 연구진, 다이아몬드 소재 연구 선도 중국 연구진은 이번 육각형 다이아몬드 개발 외에도 다이아몬드 소재의 기능을 확장하는 연구를 지속적으로 진행하고 있다. 다이아몬드는 자연에서 가장 단단한 물질로 알려져 있으며 탁월한 열전도성을 지니고 있지만, 전하를 운반할 수 없는 절연체라는 한계가 있다. 그러나 지난해 정저우대학교, 허난 과학원, 닝보대학교, 지린대학교 연구팀은 전기를 전도할 수 있는 다이아몬드 소재를 개발하는 데 성공했다. 이는 다이아몬드를 반도체 및 첨단 전자소재로 활용할 가능성을 열어준 혁신적인 연구로 평가받고 있다. 이번 연구에서 중국 연구진이 성공적으로 합성한 육각형 다이아몬드는 기존 다이아몬드보다 강도와 열 안정성이 뛰어나며, 첨단 산업 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 제공할 것으로 기대된다.
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[신소재 신기술(154)] 중국 연구진, 천연 다이아몬드보다 40% 강한 '슈퍼 다이아몬드' 개발
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[월가 레이더] 뉴욕증시, '인플레 경고' 찬물에도 꿋꿋…다우 홀로 0.1%↑
- 뉴욕증시는 8일(현지시간) 연방준비제도(연준)의 인플레이션 경고 속에 혼조세로 마감했다. 다우존스 산업평균지수는 전 거래일보다 40포인트(0.1%) 상승한 3만3241.56에 마감했지만, S&P 500 지수는 0.03포인트(0.0%) 내린 3851.85에, 나스닥 종합지수는 14.06포인트(0.1%) 하락한 1만401.96에 거래를 마쳤다. 연준이 공개한 12월 회의록에 따르면, "거의 모든 참가자들이 인플레이션 전망에 대한 상방 위험이 증가했다고 판단했다"는 내용이 담겨 있었다. 이는 연준의 긴축 기조가 예상보다 오래 지속될 수 있음을 시사하는 것으로, 투자 심리에 부담으로 작용했다. 특히 트럼프 당선인의 관세 및 세금 정책이 인플레이션을 자극할 가능성이 제기되면서 시장의 불안감을 키웠다. 이러한 우려를 반영하듯, 10년 만기 미국 국채 금리는 장중 한때 4.7%까지 상승하며 4월 이후 최고치를 경신했다. 국채 금리 상승은 기술주 중심의 나스닥 지수 하락에 영향을 미친 것으로 보인다. 개별 종목별로는 팔란티어가 3거래일 연속 하락하며 2.5% 이상 떨어졌고, AMD는 HSBC의 투자의견 하향 조정으로 4.5% 하락했다. 반면 TD 카우엔은 코카콜라의 최근 주가 하락이 과도하다고 분석하며 매수 기회를 강조했다. [미니해설] '인플레 망령'에도 흔들림 없는 뉴욕증시⋯트럼프 정책 불확실성이 변수 2025년을 맞이한 월가는 여전히 불확실성 속에서 움직이고 있다. 8일(현지시간) 뉴욕증시는 연준의 인플레이션 경고에도 혼조세로 마감하며, 시장 참여자들에게 다양한 해석의 여지를 남겼다. 다우존스 산업평균지수는 40포인트(0.1%) 상승했고, S&P 500 지수는 보합세를 유지했으나, 나스닥 종합지수는 0.1% 하락했다. 트럼프 정책, '불확실성의 그림자' 드리워 연준의 12월 회의록에서는 "거의 모든 참가자들이 인플레이션 전망에 대한 상방 위험이 증가했다고 판단했다"는 점이 강조됐다. 특히 트럼프 당선인의 관세 및 세금 정책이 인플레이션 급등을 촉발할 수 있다는 점이 시장의 불안 요인으로 작용하고 있다. 트럼프 당선인은 대선 기간 동안 보호무역주의 강화 및 대규모 감세 정책을 공약으로 내세웠다. 이러한 정책들은 단기적으로 경기를 부양할 수 있지만, 장기적으로는 인플레이션 압력을 높이고 재정 적자를 심화시킬 우려가 있다. LPL 파이낸셜의 수석 이코노미스트 제프리 로치는 "트럼프 정책이 아직 구체화되지 않은 상황에서, 이자율, 성장 및 인플레이션 경로를 예측하는 것이 점점 더 어려워지고 있다"며 향후 경제 지표 해석에 대한 불확실성을 경고했다. 그의 말처럼, 트럼프 행정부의 정책 방향이 아직 명확하게 드러나지 않은 상황에서 시장은 예측 불가능성에 직면해 있다. 한편, 10년 만기 국채 금리는 장중 한때 4.7%까지 상승하며 4월 이후 최고치를 기록했다. 이는 트럼프의 관세 및 세금 정책이 인플레이션을 자극할 수 있다는 우려가 반영된 결과로 해석된다. 금리 상승은 기업의 자금 조달 비용을 증가시켜 투자를 위축시키고, 소비 심리에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 주요 종목 중 팔란티어는 3거래일 연속 하락하며 2.5% 이상 손실을 기록했다. AMD는 HSBC의 투자의견 하향 조정으로 4.5% 하락했다. 반면, TD 카우엔은 코카콜라의 주가 하락을 '과도한 반응'으로 평가하며 매수 기회를 강조했다. 로버트 모스코우 애널리스트는 "코카콜라는 해외에서의 성공적인 재프랜차이징 및 국내에서의 탁월한 실행을 통해 최상의 상태를 유지하고 있다"고 분석했다. 코카콜라처럼 안정적인 실적을 기록하는 기업들은 불확실성이 높은 시장 환경에서 투자자들에게 매력적인 선택지가 될 수 있다. 한편, 젠슨 황 엔비디아 CEO의 발언은 양자 컴퓨팅 관련주에 직격탄을 날렸다. 황은 "매우 유용한 양자 컴퓨터가 나오기까지 15년에서 30년이 걸릴 것"이라고 발언하며 시장의 기대감을 낮췄다. 이 발언 이후 리게티 컴퓨팅은 47%, 아이온큐는 44%, D-웨이브 퀀텀은 44% 급락했다. 젠슨 황의 발언은 양자 컴퓨팅 기술의 상용화가 예상보다 늦어질 수 있음을 시사한다. 투자자들은 양자 컴퓨팅 관련 기업들의 실적과 기술 개발 상황을 면밀히 주시해야 할 것이다. 로스앤젤레스에서 발생한 산불로 에디슨 인터내셔널의 주가는 12.5% 하락했으며, 이는 2020년 3월 이후 최악의 거래일로 기록됐다. 예상치 못한 사건들이 주식 시장에 미치는 영향력은 매우 크다. 투자자들은 항상 리스크 관리에 힘써야 한다. 시장 참여자들은 9일 발표될 12월 고용 보고서를 예의주시하고 있으며, 연준의 금리 정책 방향성이 이번 고용 보고서에 크게 좌우될 것으로 예상된다. 고용 지표는 경기 상황을 판단하는 중요한 지표 중 하나다. 만약 고용 지표가 예상보다 좋게 나온다면, 연준의 긴축 기조는 더욱 강화될 가능성이 높다.
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[월가 레이더] 뉴욕증시, '인플레 경고' 찬물에도 꿋꿋…다우 홀로 0.1%↑
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[CES 2025] AMD, 노트북·데스크톱·휴대용 게이밍 기기용 신형 칩 공개
- AMD는 6일(현지시간) 세계 최대 가전제품·IT 전시회 'CES 2025'에서 데스크톱부터 휴대용 게이밍 기기에 이르기까지 다양한 기기에 탑재될 신형 칩을 공개했다. 도요타는 미래 도시 '우븐 시티'를 공개해 이목을 끌었다. '엔비디아 대항마'로 평가 받는 AMD는 올해 CES를 앞두고 긍정적인 실적을 기록했다. 2024년 3분기 기준 데스크톱 CPU 시장에서 28.7%의 점유율을 차지했으며, 이는 전년 동기 대비 9.6%p 상승한 수치다. 모바일 시장에서도 22.3%의 점유율을 기록하며 2.8%p 증가했다. AMD는 이러한 성과에 안주하지 않고, 이날 미 라스베이거스 만델레이베이 콘벤션 센터에서 열린 'CES 2026' 미디어 데이 행사에서 2025년을 위한 공격적인 전략을 발표했다. AMD가 공개한 인공지능(AI) PC용 프로세서의 중심에는 '라이젠 AI 맥스(Ryzen AI Max)'와 '라이젠 9 9950X3D'가 있다. 라이젠 AI 맥스는 노트북용, 라이젠 9000 시리즈는 데스크톱용 중앙처리장치(CPU)다. AMD에 따르면, 라이젠 9 9950X3D는 게이머와 크리에이터를 대상으로 개발된 제품으로, AMD의 최신 Zen 5 아키텍처를 기반으로 16코어에 최대 5.7GHz의 클럭 속도를 자랑한다. 회사 자체 벤치마크에서는 '호그와트 레거시'와 '스타필드'와 같은 인기 게임에서 기존 라이젠 9 7950X3D보다 평균 8% 향상된 성능을 보였다. 이와 함께 12코어에 최대 5.5GHz로 동작하는 라이젠 9 9900X3D도 함께 공개됐다. 두 제품 모두 2025년 1분기 중 출시될 예정이라고 전문지 테크크런치가 전했다. AMD는 또한 중급 노트북 및 초경량 노트북을 타깃으로 하는 새로운 '파이어 레인지(Fire Range)' 칩셋을 발표했다. 해당 라인업은 2025년 상반기 출시될 예정이며, 라이젠 9 9850HX, 9955HX, 9955HX3D 등이 포함된다. 이들은 12~16코어로 구성되며, 최대 클럭 속도는 5.2GHz에서 5.4GHz 사이에 달한다. 특히 파이어 레인지 칩은 약 54W의 전력만을 소모해, 170W의 라이젠 9 9950X3D 대비 전력 효율성이 뛰어나다. AMD, AI PC 칩 라인업 공개 AMD는 차세대 AI 기능이 강화된 윈도우 11 기반 '코파일럿+(Copilot+)' PC를 위해 새로운 라이젠 AI 300 및 AI Max 시리즈를 선보였다. 해당 시리즈의 모든 칩에는 AI 작업을 가속화하는 신경망 처리 장치(NPU)가 탑재됐다. 이는 텍스트 요약 모델이나 윈도우 11의 AI 기반 이미지 편집 프로그램을 실행하는 데 사용된다. 라이젠 AI 300 시리즈는 68코어로 구성되며, 최대 5GHz의 클럭 속도를 지원한다. 2025년 1분기 혹은 2분기에 출시될 예정이며, 라인업은 라이젠 AI 7 350, AI 5 340, AI 7 Pro 350, AI 5 Pro 340로 구성된다. 플래그십 모델인 라이젠 AI Max는 6~16코어, 최대 5.1GHz의 클럭 속도를 자랑하며, 통합 그래픽 및 새로운 메모리 인터페이스가 탑재됐다. AMD는 해당 칩셋이 3D 렌더링 및 AI 애플리케이션에서 탁월한 성능을 제공한다고 밝혔다. AI Max 시리즈는 2025년 1~2분기에 출시되며, AI Max+ 395, AI Max+ Pro 395, AI Max 390, AI Max Pro 390, AI Max 385, AI Max Pro 385, AI Max Pro 380 등으로 구성된다. 휴대용 게이밍 기기용 칩 휴대용 PC 및 게이밍 기기 시장 성장에 대응해, AMD는 라이젠 Z2 시리즈 칩셋을 발표했다. 이 시리즈는 경량 및 게이밍 전용 디바이스를 위한 것으로, 밸브의 스팀 덱과 같은 기기에 탑재된다. 라이젠 Z2 Go는 4코어, 최대 4.3GHz, 12개의 그래픽 코어를 탑재했으며, 라이젠 Z2 Extreme은 8코어, 최대 5GHz, 16개의 그래픽 코어를 제공한다. 기존 라이젠 Z2는 8코어, 최대 5.1GHz의 클럭 속도와 12개의 그래픽 코어를 탑재했다. 세 가지 Z2 모델은 2025년 1분기부터 출시될 예정이다. '미래 도시' 우븐 시티 공개한 도요타 회장 도요타의 도요다 아키오 회장은 6일(현지시간) 세계 최대 가전·IT 전시회 'CES 2025'에서 5년 만에 무대에 올랐다. 도요다 회장은 CES 개막을 하루 앞둔 이날, 만달레이베이 컨벤션 센터에서 전 세계 언론을 대상으로 미래 스마트 도시 '우븐 시티(Woven City)'의 진행 상황을 공개했다. 우븐 시티는 2021년 후지산 기슭에서 착공된 프로젝트로, 총 100억 달러(약 14조 원)가 투입된다. 자율주행, 로봇공학, 스마트 홈 등 다양한 미래 기술을 실제 생활에서 경험하고 테스트할 수 있는 '살아있는 실험실'로 설계됐다. 올가을 100명 입주 예정 도요다 회장은 "우븐 시티는 모든 발명가들이 신제품과 아이디어를 현실에서 실험할 수 있는 공간으로, 단순한 도시 이상의 의미를 지닌다"고 말했다. 그는 "1단계 계획이 완료됐으며, 올가을 100명의 입주민을 맞이할 예정"이라고 밝혔다. 초기 입주민은 모두 도요타와 자회사인 '우븐 바이 도요타(Woven by Toyota)' 소속 직원이다. 도요타는 우븐 시티를 '미래 도시의 프로토타입'으로 소개하며, 자율주행 차량, 혁신적인 도로 설계, 로봇, AI 기반 기술 등이 적용될 것이라고 설명했다. 도요타는 2단계 이후, 2,000명이 거주할 수 있는 주택과 시설을 건설하는 것을 목표로 하고 있다. 도요다 회장은 "우븐 시티는 2026년부터 일반 대중에게 공개될 예정"이라며 "도요타가 이를 통해 수익을 얻을 수 있을지 확신할 수는 없지만, 글로벌 시민으로서 미래에 투자할 책임이 있다"고 말했다. 행사에서는 우븐 시티의 공사 현장과 완공 예상 그래픽이 공개됐다. 자율주행 자동차, 로봇, 개인용 드론 등 다양한 기술이 적용된 모습이 담긴 영상도 상영됐다. 도시의 에너지는 도요타의 수소 연료 전지 기술을 통해 공급된다. 로켓 분야 연구도 진행중 이날 도요다 회장은 로켓 연구도 진행 중이라고 밝혔다. 그는 "모빌리티의 미래는 지구나 자동차에 국한되지 않는다"며, "로켓 분야에서도 연구를 진행하고 있다"고 말했다. 도요타는 일본 스타트업 '인터스텔라 테크놀로지'에 70억 엔(약 650억 원)을 투자해 소형 발사체 개발을 지원하고 있다. 도요다 회장과 임원들은 우븐 시티에 적합한 통신 네트워크 구축 방안에 대해 인터스텔라 테크놀로지와 협력하고 있다고 밝혔다. 한 임원은 "우븐 시티는 산악 지대에 위치해 자율주행 차량을 위한 안정적인 통신 인프라가 필요하다"며 "차량이 이동 중에도 끊김 없이 통신이 유지돼야 한다"고 강조했다.
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[CES 2025] AMD, 노트북·데스크톱·휴대용 게이밍 기기용 신형 칩 공개
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LG, 세계 최초 휘어지는 2025년형 게이밍 모니터 울트라기어 OLED 공개
- LG가 2025년 초 미국 라스베이거스에서 열리는 CES 행사에 앞서 공개한 '세계 최초 5K2K 해상도 휘어지는 OLED 디스플레이' 울트라기어(UltraGear) OLED 게이밍 모니터가 외신의 호평을 받고 있다. 저명한 ICT 매체 더버지는 LG의 휘어지는 모니터 2025년 라인업은 "자랑할 만한 가치가 있다"고 평가하고 구체적인 사양을 설명했다. 발표된 울트라기어 GX9 시리즈는 LG가 게임과 업무 생산성 향상 모두에 적합하다고 주장하는 2개의 45인치 모니터이다. 45인치 모니터는 5120x2160의 넓은 해상도를 갖고 있으므로 일반적인 4K 화면과 동일한 세로 픽셀 수를 제공하며, 게임을 할 수 있는 캔버스는 훨씬 더 넓다. 또 21대 9의 화면비로 "32대 9 모니터보다 더 나은 콘텐츠 호환성을 유지하면서 표준 16대 9 디스플레이보다 더 몰입감 있는 게임 경험을 제공한다"고 밝혔다. 또한 게임을 플레이하지 않고 업무 생산성을 높이는 작업에사더 매우 적합하다는 지적이다. 휘어지는 울트라기어 OLED 게임 모니터(모델 45GX990A)는 완전히 평평한 상태에서 900R 곡률로 전환할 수 있으며, LG의 듀얼 모드 기능의 최신 버전은 사용자가 해상도와 주사율 사전 설정 사이를 손쉽게 전환하고 종횡비와 사진 크기를 사용자가 정의할 수 있도록 한다. 엔비디아 G싱크(Nvidia G-Sync) 및 AMD 프리싱크 프리미엄 프로(FreeSync Premium Pro) 인증을 받았다고 하는데, 자료에는 최대 주사율이 명시되어 있지 않다. 더버지는 LG에게 이에 대한 자세한 내용을 요청했다고 한다. LG는 또한 휘어지지 않는 800R 곡률의 모델을 출시한다. 휘어지지 않는 것 외 나머지는 동일한 45인치 크기, 동일한 종횡비, 동일한 5K2K 해상도이다. LG는 "놀라운 색상과 탁월한 대비로 LG OLED 제품은 선명하고 생생한 이미지를 기대할 수 있다"고 적었다. 두 모니터의 공유 사양에는 0.03ms(GtG) 응답 시간과 디스플레이포트(DisplayPort) 2.1, HDMI 2.1, 90W 전력 공급을 제공하는 USB-C 지원이 포함된다. 45GX950A는 RGWB 하위 픽셀 레이아웃을 사용하여 화면의 텍스트 가독성을 개선하고, 앞서 언급한 생산성 작업에서 눈을 더 편안하게 해준다. 이 두 모니터와 함께 LG는 곡면 울트라기어 39GX90SA도 출시한다. 이는 TV처럼 스트리밍 서비스에 쉽게 접근할 수 있는 웹OS 기반 '홈 엔터테인먼트 허브'로서 기능한다. 더버지는 LG가 여기에서 삼성의 스마트 모니터로부터 몇 가지 아이디어를 얻은 것 같다고 진단했다. 39인치인 이 모니터는 다른 GX9 디스플레이보다 약간 작지만 21대 9 화면비와 800R 곡선을 유지하고 있다. LG는 "USB C타입 포트가 장착되어 있어 편리한 연결을 제공하고 LG의 인체공학적이고 공간 절약형 L자형 스탠드를 통합해 깔끔한 책상을 꾸밀 수 있다"라고 밝혔다. 가격과 구체적인 출시일은 2025년 후반에 공개될 예정이다. 그러나 사용자들은 라스베이거스에서 울트라기어 GX9 시리즈를 직접 볼 수 있으며, 모니터의 기능을 직접 경험해 볼 수 있다.
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LG, 세계 최초 휘어지는 2025년형 게이밍 모니터 울트라기어 OLED 공개
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'인도 자동차 시장의 아버지' 스즈키 슈, 94세로 별세
- 스즈키 전 사장 스즈키 슈(鈴木修) 씨가 지난 12월 25일(현지시간) 악성 림프종으로 별세했다. 향년 94세. 일본 자동차 업계의 거장이자 소형차의 선구자였던 그는 40년 넘게 스즈키를 이끌며 세계 무대에서 독보적인 입지를 구축했다. 스즈키는 27일 이 사실을 발표하며 깊은 애도를 표했다. 스즈키 슈 전 사장은 1978년 스즈키자동차공업 사장으로 취임해 2021년 회장에서 물러날 때까지 회사를 글로벌 기업으로 키워냈다. 특히 인도 시장에서의 그의 업적은 자동차 역사에 큰 획을 그었다. 인도에 대한 그의 집념은 1983년 마루티 우댜그(Maruti Udyog)와의 합작으로 설립된 마루티 스즈키의 첫 현지 생산으로 결실을 맺었으며, 이는 일본 자동차 업계의 해외 진출 성공 사례로 꼽힌다. 2024년 3월 말까지 누적 사륜차 생산량은 3000만 대를 돌파하며 인도 국민차로 자리매김했다. 경차 분야에서도 스즈키의 혁신은 빛났다. 스즈키는 일본 국내 경차 시장의 선두 주자일 뿐 아니라, 인도 시장에서도 압도적인 점유율을 자랑하며 소형차 시장을 선도했다. 인도에서의 시장 점유율은 한때 50%를 넘어섰으며, 이는 스즈키 슈 전 사장의 탁월한 리더십과 현지화 전략의 결과라고 할 수 있다. 스즈키 슈 전 사장의 고별식 일정은 아직 확정되지 않았으며, 스즈키 측은 추후 세부 사항을 발표할 예정이다. [미니해설] 스즈키 슈, '소형차 신화' 넘어 '전기차 시대' 열어갈까…인도 시장 향방은? 스즈키 슈 전 사장은 스즈키를 세계적인 소형차 제조업체로 성장시키는 데 핵심적인 역할을 했다. 특히 인도 시장에서의 독보적인 지배력은 그의 탁월한 경영 감각과 뚝심을 보여주는 대표적인 사례다. 그의 리더십 아래 스즈키는 인도에서 한때 50%를 넘는 시장 점유율을 기록했고, 마루티 스즈키를 통해 인도 승용차 시장의 약 40%를 점유하는 최대 기업으로 자리매김했다. '마루티 스즈키' 이끈 스즈키 슈, 인도 시장 점유율 50% 달성 슈 전 사장은 현장을 중시하는 리더십으로 유명했다. 그는 1978년 사장에 취임했을 당시 3232억 엔이었던 스즈키의 매출을 40년 만에 3조 엔 규모의 기업으로 성장시켰다. 2024년 3월 기준 연결 매출은 5조 엔을 넘어서며 일본 자동차 제조사 중 상위권을 유지했다. 그의 경영 철학은 단순히 이윤 추구에 그치지 않고, '고객에게 좋은 제품을 저렴하게 제공한다'는 신념을 바탕으로 했다. 이는 스즈키가 소형차 시장에서 성공을 거둘 수 있었던 중요한 요인으로 작용했다. 그러나 최근 인도 자동차 시장은 급변하고 있다. 현대자동차와 기아는 인도에서의 판매량을 꾸준히 늘리며 시장 점유율을 확대하고 있다. 2023년 회계연도 기준 현대차는 14.5%, 기아는 6.4%의 시장 점유율을 기록하며 두 회사를 합친 현대차그룹의 점유율은 20%에 달한다. 특히 현대차의 크레타와 기아의 쏘넷 등 SUV 모델은 각 차급에서 높은 판매량을 기록하며 인기를 끌고 있다. 현대차·기아 약진…스즈키, SUV·전기차로 승부수 반면 스즈키는 소형차에 집중된 라인업으로 인해 SUV 수요 증가에 대응이 늦어지면서 시장 점유율이 하락하고 있다. 인도에서 한때 50%를 넘었던 스즈키의 시장 점유율은 최근 40%로 떨어졌다. 스즈키 슈 전 사장은 이러한 시장 변화에 대해 누구보다 민감하게 반응했다. 그는 92세였던 2022년에도 인도 구자라트주의 스즈키 공장에서 열린 40주년 행사에 참석해 나렌드라 모디 인도 총리와 함께 무대에 섰다. 슈 전 사장은 당시 "모디 총리와 절대적인 신뢰를 쌓았다"고 밝혔으며, 모디 총리는 슈 전 사장을 "영 보이(Young Boy)"라고 부르며 깊은 유대감을 드러냈다. 스즈키는 이러한 현장 중심의 경영 철학을 바탕으로 2025년 봄부터 인도에서 SUV 전기차 생산을 시작할 예정이다. 슈 전 사장의 장남이자 현 스즈키 사장인 스즈키 토시히로(鈴木俊宏) 씨는 "인도 시장에서 약간의 침체가 보인다"며 전기차 시장을 통한 반등을 예고했다. 스즈키, 전기차 전환 시대 '인도 시장 지배력' 유지할까? 전기차는 스즈키가 미래 인도 시장에서 경쟁력을 회복할 중요한 열쇠다. 인도 정부는 2030년까지 신차 판매의 30%를 전기차로 전환한다는 목표를 세우고 있으며 이러한 변화는 스즈키의 향후 전략에도 큰 영향을 미칠 전망이다. 슈 전 사장이 개척한 인도 시장에서의 유산을 이어받아 스즈키가 현대차와 기아 등 강력한 경쟁자들과의 전기차 경쟁에서 승리할 수 있을지 귀추가 주목된다. 인도 자동차 시장의 미래는 전기차와 SUV를 중심으로 더욱 치열해질 것으로 보인다. 특히 스즈키는 전기차 시장에서 후발 주자이기 때문에, 가격 경쟁력 확보와 배터리 기술 개발 등 풀어야 할 과제가 많다.
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'인도 자동차 시장의 아버지' 스즈키 슈, 94세로 별세
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[기후의 역습(93)] AI, 역사적 기후 극단 현상 발견
- 인공지능(AI)으로 지구의 극한 기온을 분석한 연구 결과가 나왔다. 전 세계에는 3만 개가 넘는 기상 관측소가 있다. 관측소는 매일 기온, 강수량 및 기타 기상 관련 지표를 측정한다. 이 자료는 기상학자들이 월별 및 연간 기후 정보를 생성하기 위해 분석해야 할 엄청난 양의 데이터이다. 기상학자들이 최근 기상 데이터 세트에 AI 기술을 적용해 유럽의 극한 기온을 분석했다. 이를 기존의 분석과 비교한 결과 일치도가 탁월한 것으로 나타났다. 나아가 AI 분석은 과거에 알려지지 않은 기후 극한 현상도 추가로 발견했다고 PHYS가 전했다. 기상학자들의 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다. 기후 변화로 인해 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리거나 더위의 극한도 증가하고 있다. 현재 전 세계 육지 면적의 30% 이상이 매년 2-시그마 통계 수준을 넘는 월별 기온을 기록하고 있으며, 이는 1950년의 약 1%에서 대폭 증가한 수치다. 기온을 분석하는 데 있어 중요한 문제는 일부 기상 관측소의 데이터가 부족하다는 것이다. 유인 기상 관측소는 손상되거나, 관측자가 바뀌거나 교체되지 않는 등 연속성이 떨어진다. 관측 기술은 이전 계측과 상관관계가 있어야 하는데, 예컨대 아프리카와 극지방 등의 지역은 충분한 정보를 제공하지 않는다. 함부르크 소재 독일 기후 컴퓨팅 센터의 연구팀은 극한 기온이 AI의 신경망 기술을 적용하기에 적합한 영역이라고 판단했다. 연구팀은 전 세계 다른 곳보다 더 오래 전부터 기상 관측소가 밀집된 유럽에 초점을 맞췄다. 연구진은 AI를 사용해 유럽의 기후 극한 상황에 대한 기상 관측치를 재구성했다. 유럽의 기온 관측소는 밀도가 높기 때문에 기존의 통계적 방법은 효과적일 수 있다. 한 관측소에 온도계가 없어도 인근의 관측소를 통해 예측할 수 있기 때문이다. 관심 지점에서 인근 관측소까지의 거리와 함께 측정된 값을 사용해 관심 위치의 온도를 예측하는 방법이며, 계산에서 거리나 각도에 가중치를 부여해 산정한다. 그러나 근처 관측소의 데이터가 부족하거나 누락되면 성능이 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀이 적용한 AI 방법론은 지난 몇 년 동안 누락된 기후 정보를 적정 가중치를 적용해 재구성하고 불확실성을 정량화해 빈 데이터 공간을 채우는 것이었다. 그 결과 기존의 통계 방법에 의한 채우기보다 성능이 우수한 것으로 나타났다. 연구팀이 사용한 AI 모델은 CMIP6 아카이브(결합 모델 상호 비교 프로젝트: 과거 기후, 현재 기후 및 미래 기후를 계산하는 대기와 해양을 결합한 기후 모델의 글로벌 협업)의 지구 시스템 모델을 사용, 과거 시뮬레이션을 통해 훈련을 받고 비교했다. 연구팀은 CRAI(기후 재구성 AI)라고 부르는 딥러닝 기술이 따뜻한 날(일일 최고 기온이 90번째 백분위수보다 높은 날의 비율), 시원한 날(일일 최고 기온이 10번째 백분위수보다 낮은 날의 비율)을 계산하는 데 여러 기존의 방법보다 성능이 뛰어나다는 것을 발견했다. 따뜻한 밤과 시원한 밤에 대해서도 마찬가지였다. 연구진은 또 이를 유럽 도메인의 HadEX3 데이터 세트에 있는 모든 필드를 재구성하는 데 적용했다. HadEX3는 1901~2018년까지 격자로 구분한 지구 표면의 극한 기온과 강수량에 대한 80개 이상의 지수로 구성되어 있다. 여기에서도 AI 기술은 과거의 극단적인 기상을 재구성하고, 소위 '재분석 데이터 세트'에서 다루지 않은 시간 간격에 걸친 공간적 추세를 드러내는 능력을 보여주었다. 기후 재분석은 기후 모델과 사용 가능한 관측치를 함께 활용해 관측 데이터베이스의 격차를 메워주었다. CRAI는 1929년의 한파와 1911년의 폭염 등 이전에는 알려지지 않았던 유럽의 극단적인 기상 상황도 밝혀냈다. 연구팀은 "우리의 연구는 이 접근법을 글로벌 규모 또는 데이터가 부족한 지역에 적용해야 할 필요성과 장점을 모두 보여준다"라며 "실제로 우리의 AI 기반 재구성은 특히 데이터 부족이 심한 지역에서 기존 통계적 방법보다 더 높은 정확도를 보여주었다"라고 셜명했다. 연구팀은 이러한 CRAI 모델을 학습하면 더 많은 양의 정보를 활용할 때 정확도가 향상될 것이라고 덧붙였다.
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[기후의 역습(93)] AI, 역사적 기후 극단 현상 발견
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[신소재 신기술(124)] COF 소재, 탄소 포집 능력 극대화⋯소량으로도 효과 탁월
- 소량의 물질로 대기 중 이산화탄소를 효과적으로 제거하는 새로운 탄소 포집 기술이 미국에서 개발됐다. 이산화탄소를 비롯한 온실가스는 배출은 쉽지만, 이를 다시 포집하는 것은 어려운 과제였다. 대기 중 탄소를 제거하는 기술은 기후 위기의 영향을 줄이는 중요한 방법이지만, 아직 많은 기술이 설계 단계에 있거나 효율성이 낮아 실질적인 효과를 거두기가 어려웠다. 미국 캘리포니아 버클리캠퍼스(UC Berkeley) 연구팀은 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 직접 포집하는 과정을 단순화하는 새로운 기술을 개발했다고 홈페이지를 통해 발표했다. 해당 내용은 IFL사이언스에서 다루었다. 현재 이산화탄소를 포집하는 기술은 크게 자연 기반 기술과 인공 기술로 나눌 수 있다. 먼저 자연 기반 기술에는 나무를 심고 관리하는 방법이 있다. 가장 오래되고 검증된 방법이지만 토지 이용에 제약이 있고 효과가 나타나기까지 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 또한 토양의 탄소를 제거해 대기 중 이산화탄소 농도를 낮추는 방법과 해조류 등을 통해 해양의 이산화탄소 흡수 능력을 향상시키는 해양 기반 기술이 있다. 인공 기술 중 직접 공기 포집(DAC)은 공기 중 이산화탄소를 직접 포집해 저장하거나 활용하는 기술이다. 이는 토지 사용 면적이 적고, 이산화탄소를 직접 제거해 효과가 빠르다. 그밖에 이산화탄소를 암석이나 광물과 반응시켜 탄산염 형태로 저장하는 기술, 바이오에너지 탄소 포집 및 저장(BECCS) 등이 있다. 나사(NASA) 과학자들에 따르면 인간 활동의 여파로 현재 이산화탄소 수치는 산업혁명 이전보다 50% 더 높다. COF 소재란? UC버클리 연구팀이 이번에 개발한 새로운 탄소 포집 기술인 다공성 소재 '공유 결합 유기 골격(COF)'은 기존 DAC 기술의 한계 중 하나인 물이나 기타 오염 물질에 의한 분해 없이 주변 공기에서 CO₂를 포집한다. 이 기술의 핵심은 '공유 결합 유기 골격-999(COF-999)'라는 소재이다. COF-999는 규칙적인 내부 기공을 가진 단단한 결정 구조로, 이산화탄소와 상호 작용하는 아민(amine, NH₂ 그룹)으로 내부가 장식되어 있다. 아민은 이산화탄소를 흡착한 후 방출하는 사이클을 통해 탄소를 포집하고 저장하는 데 사용될 수 있다. 이 기술은 기존 탄소 포집 기술의 한계를 극복하는 획기적인 발전으로 평가 받는다. 기존 탄소 포집 기술은 이산화탄소 농도가 높은 곳에서 효과적으로 작동했다. 반면, 연구팀이 개발한 새로운 다공성 물질은 공기 중의 이산화탄소가 다공성 물질 사이를 통과하면서 흡착되는 방식으로, 대기 중의 낮은 이산화탄소 농도를 효율적으로 제거할 수 있다. 연구 책임자인 오마르 야기 교수는 "이 물질을 튜브에 넣고 버클리의 바깥 공기를 통과 시켰더니 공기 중 이산화탄소가 완전히 제거되었다"며 "성능 면에서 비교할 대상이 없을 정도로 획기적인 기술"이라고 강조했다. 소량으로도 높은 탄소 포집 효과 연구팀은 250g의 물질로 1년에 20kg의 이산화탄소를 제거할 수 있을 것으로 예상했다. 팀은 이는 다 자란 나무가 1년 동안 공기 중의 이산화탄소를 제거하는 것과 같은 효과를 지닌다며, 기존 탄소 포집 시스템과 함께 사용하여 효율성을 높일 수 있다고 설명했다. 야기 교수는 "COF-999는 화학적 및 열적으로 안정적인 구조를 가지고 있으며, 에너지 소비가 적고 100회 이상 사용해도 성능 저하가 없다"며 "대기 중 탄소 포집에 가장 적합한 물질"이라고 설명했다. 머신러닝 활용으로 기술 개선 기대 연구팀은 머신러닝 기술을 활용해 이 기술을 더욱 발전시킬 계획이다. 이와 더불어 기후 위기를 늦추기 위해서는 배출량 감소 노력과 파리협정 준수가 중요하다고 강조했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.
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[신소재 신기술(124)] COF 소재, 탄소 포집 능력 극대화⋯소량으로도 효과 탁월
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LG엔솔-포드 '맞손'…13조 규모 상용차 배터리 공급 계약
- LG에너지솔루션이 미국 자동차 거장 포드와 손잡고 유럽 전기 상용차 시장 공략에 나선다. 양사는 15일, 109GWh(기가와트시) 규모의 전기 상용차 배터리 셀 및 모듈 장기 공급 계약을 체결했다고 발표했다. 이는 13조원을 웃도는 초대형 계약으로, LG에너지솔루션의 폴란드 브로츠와프 공장에서 생산된 배터리가 포드의 차세대 전기 상용차 모델 '이-트랜짓'에 탑재될 예정이다. 이번 계약은 지난해 초 양사가 추진했던 튀르키예 배터리 합작법인(JV) 설립 계획을 수정하여, LG에너지솔루션의 기존 생산 시설에서 배터리를 공급하는 방식으로 진행된다. 당시 양사는 전기차 시장의 캐즘(Chasm·일시적 수요 정체) 등 시장 상황을 고려해 이같이 수정했다. 계약 규모는 압도적이다. 109GWh는 일반 전기차 약 130만~140만 대, 전기 상용차 약 100만 대 이상에 탑재될 수 있는 물량이다. 업계에서는 이번 계약으로 LG에너지솔루션이 셀 기준 약 13조원, 모듈까지 포함하면 그 이상의 매출을 올릴 것으로 추산하고 있다. 특히 이번 계약은 유럽 상용차 시장 1위를 점유하고 있는 포드의 '트랜짓' 모델에 배터리를 공급한다는 점에서 의미가 크다. '트랜짓'은 2018년부터 지난해까지 6년 연속 글로벌 경상용차 판매량 1위를 기록한 베스트셀링 모델로, 전동화 모델 역시 견조한 시장 수요가 예상된다. 업계 전문가들은 "고출력, 장수명, 고에너지밀도가 요구되는 상용차 특성상 LG에너지솔루션의 고성능 삼원계 파우치형 배터리가 최적의 솔루션으로 판단된 것"이라고 분석하며, 이번 계약을 통해 LG에너지솔루션이 글로벌 상용차 배터리 시장에서도 선두 주자로 자리매김할 것으로 전망했다. 전기 상용차, 시장 진입 어려운 고수익 시장 전기 상용차는 일반 전기차에 비해 차량 한 대에 탑재되는 배터리 용량이 크고, 주행거리가 길다는 특징이 있다. 또한 차량 교체 주기가 길고, 눈, 비 등 열악한 환경에서 운행되는 경우가 많아 배터리에 대한 요구 조건이 까다롭다. 따라서 높은 가격과 장기간의 안정적인 공급이 가능해야 하므로, 진입 장벽이 높고 고수익 시장으로 여겨지고 있다. 글로벌 시장조사기관 LMC 오토모티브는 유럽 전기차 상용 시장이 매년 3% 씩 빠르게 성장하고 있으며, 2030년에는 유럽 전체 상용차 시장에서 전기차가 차지하는 비중이 50%를 넘어설 것으로 전망했다. LG에너지솔루션 관계자는 "전기 상용차 시장은 높은 수익성을 가진 매력적인 시장이지만, 승용차보다 훨씬 뛰어난 배터리 성능과 내구성을 요구하기 때문에 쉽게 진출할 수 없는 시장" 이라며 "이번 계약은 LG에너지솔루션이 고객의 엄격한 기준을 충족하는 차별화된 기술력과 제품 경쟁력을 보유하고 있음을 입증하는 것"이라고 강조했다. LG에너지솔루션은 이번 포드와의 대규모 배터리 공급 계약을 통해 수주 경쟁에서 우위를 확보하고, 폴란드 공장의 생산성 향상에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 뿐만 아니라 상용차 시장에서도 기술 선도 기업으로서의 입지를 더욱 공고히 한다는 계획이다. 김동명 LG에너지솔루션 CEO는 이번 계약 체결에 대해 "전기 상용차 시장에서도 LG에너지솔루션의 탁월한 기술력과 혁신적인 제품 경쟁력을 입증하는 중요한 사례"라고 평가하며, "견고한 현지 생산 기반을 바탕으로 유럽 시장에서 리더십을 강화하고, 고객에게 차별화된 가치를 제공하는 선도적인 제품을 지속적으로 선보일 것"이라고 포부를 밝혔다. 또한, 양사는 기존에 LG에너지솔루션 폴란드 공장에서 생산해온 포드 '머스탱 마하-E'용 배터리를 LG에너지솔루션 미시간 공장에서 생산하기로 합의했다. 이를 통해 인플레이션 감축법(IRA) 등 북미 시장의 정책적 이점을 적극 활용해 사업 효율성을 극대화할 계획이다.
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- 산업
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LG엔솔-포드 '맞손'…13조 규모 상용차 배터리 공급 계약
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[먹을까? 말까?(68)] 염증 완화에 효과적인 냉동 채소 8가지
- 건강에 대한 관심이 증대되면서, 면역 반응의 핵심 요소인 염증 관리의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 급성 염증은 신체 방어 기전의 일환으로 자연스러운 현상이지만, 만성 염증은 심혈관 질환, 당뇨병, 암 등 각종 질병의 발병 위험을 높이는 '침묵의 살인자'로 작용할 수 있다. 만성 염증 예방을 위해서는 균형 잡힌 식단과 건강한 생활 습관 유지가 필수적이며, 특히 채소 섭취 증진이 권장된다. 신선한 채소는 물론, 손질의 번거로움 없이 간편하게 섭취 가능한 냉동 채소 또한 영양학적으로 우수한 선택이다. 냉동 채소는 신선도 유지 기술 발달로 영양소 파괴가 최소화되었으며, 장기간 보관이 용이하여 계절에 관계없이 필요한 영양소를 공급받을 수 있다는 장점이 있다. 바쁜 현대인들에게 냉동 채소는 건강 관리의 효율성을 높이는 훌륭한 도구다. 영양 전문가들이 추천하는 염증 완화에 효과적인 8가지 냉동 채소를 소개한다. 그린 빈(Green Bean) 우리나라에서는 '껍질콩'으로도 불리는 그린 빈은 팥이나 콩처럼 꼬투리안에 열매가 맺히는 식물로, 덜 익은 꼬투리째 수확해서 껍질을 벗기지 않고 먹는 채소다. 아삭한 식감과 담백한 맛으로 볶음, 무침, 샐러드 등 다양한 요리에 활용된다. 비타민, 무기질, 섬유질이 풍부해 영영가가 높은 채소로 알려져 있다. 특히 그린 빈은 비타민 C와 플라보노이드, 카로티노이드, 폴리페놀 등 항산화 및 항염증 성분이 풍부하다. 고구마 고구마는 비타민 A와 비타민 C가 풍부하며 장내 유익균의 먹이가 되는 저항성 전분을 함유해 장 건강과 면역력 증진에 도움을 준다. 탄수화물은 고구마의 주요 에너지원으로, 복합 탄수화물로 구성되어 혈당을 천천히 올려주고 포만감을 오래 유지시켜 준다. 또한 식이섬유가 풍부해 변비 예방, 콜레스테롤 수치 조절, 장내 유익균 증식, 혈당 조절 등에 도움을 준다. 고구마에는 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유가 모두 풍부하게 함유되어 있다. 고구마의 노란색이나 주황색을 띠게 하는 베타카로틴이 풍부해 시력 보호 면역력 강화, 피부 건강 등에 도움을 준다. 브로콜리 & 콜리플라워 브로콜리와 콜리플라워는 모두 십자화과 채소에 속하며, 영양 성분이 뛰어난 건강 식품이다. 둘 다 비타민과 무기질, 섬유질, 항산화제가 풍부하게 함유되어 있다. 콜리플라워 100g에는 하루 권장량을 충족하는 비타민C가 들어 있다. 또한 항염증 성분인 설포라판이 풍부하여 심혈관 질환 및 당뇨병 예방에 효과적이다. 그밖에 혈액응고와 뼈 건강에 중요한 비타민 K, 세포 분열과 성장에 필요한 엽산, 혈압 조절과 심장 건강에 도움을 주는 칼륨 등이 들어 있다. 브로콜리는 콜리플라워보다 비타민 A, 비타민 B군, 비타민 K, 칼슘, 철분 함량이 더 높다. 반면 콜리플라워는 브로콜리보다 콜린, 섬유질 함량이 더 높다. 또 브로콜리는 루테인과 지아잔틴이 풍부하고, 콜리플라워는 프로토카테추산, 쿠마르산, 바닐산 등의 항산화 성분이 더 풍부하다. 피망 & 양파 피망과 양파에는 비타민 A와 비타민 C, 퀘르세틴이 풍부하여 만성 질환 예방에 도움을 준다. 특히 양파는 채소 중 퀘르세틴 함량이 가장 높다. 녹색 피망에는 비타민 C, 비타민 K, 엽산이 풍부하다. 빨간색 피망에는 비타민C와 베타카로틴, 리코펜 함량이 높다. 노란색 피망에는 비타민 C와 칼륨 함량이 높다. 냉동 피망은 볶음, 수프, 전 등에 활용할 수 있다. 케일·시금치 등 잎채소 케을은 '수퍼푸드'라고 불릴만큼 영양소가 풍부한 녹색 잎채소다. 비타민과 무기질, 항산화제가 풍부하게 함유되어 있다. 특히 비타민 K, 비타민 C, 베타카로틴, 루테인, 칼슘 등이 풍부하여 뼈 건강, 면역력 강화, 시력 보호, 항암 효과 등에 탁월한 효능을 보인다. 케일 등 잎채소는 폴리페놀이 풍부해 혈관 겅강 개선과 항염 효과를 제공한다. 냉동 잎 채소는 해동 시에도 식감과 맛이 유지된다. 완두콩 완두콩은 탄수화물, 단백질, 식이섬유, 비타민 B, 비타민 C, 무기질, 엽산, 철분, 아연 등 다양한 영양소가 골고루 함유되어 있다. 수용성 섬유질이 풍부하여 장내 염증 감소 및 장 건강 증진에 기여하며, 심장 건강에 좋은 식물성 단백질 공급원이다. 완두콩은 콩 중에서도 단백질 함량이 높은 편이다. 비타민 B1은 탄수화물 대사, 에너지 생성, 신경 기능 유지에 플요한 영양소다. 비타민 B2는 세포 성장, 시력 보호, 피부 건강 유지 등에 관여한다. 비타민 B6는 단백질 및 아니노산 대사, 뇌 기능, 적혈구 생성 등에 관여하는 영양소다. 아연은 민역력 강화와 성장 발달, 상처 치유, 세포 분열 등에 관여하는 중요한 무기질이다. 냉동 채소 활용법 다양한 냉동 채소는 수프나 볶음 요리, 스테이크 등에 가니쉬(고명)로 쓰거나 스무디 등으로 활용할 수 있다. 냉동 채소를 수프에 넣어 섬유질과 항산화 성분을 보충할 수 있다. 냉동 채소를 해동하지 않고 바로 구워 바삭한 식감을 즐길 수 있다. 아울러 오믈렛, 스크램블 에그 등에 냉동 채소를 넣어 간편하고 건강한 식사를 만들 수 있다. 그밖에 냉동 케일, 시금치 등을 스무디에 넣어 영양을 더할 수 있다. 냉동 채소는 신선한 채소와 동일한 영양을 제공하면서도 경제적이고 편리하게 섭취할 수 있는 좋은 선택이다. 그린 빈, 고구마, 잎채소, 완두콩, 브로콜리 & 콜리플라워, 피망 & 양파 등 다양한 냉동 채소를 활용하여 건강하고 균형 잡힌 식단을 유지하는 데 도움을 받을 수 있다.
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[먹을까? 말까?(68)] 염증 완화에 효과적인 냉동 채소 8가지
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[기후의 역습(57)] 과학자들, 기후 변화 대응에 기여할 새로운 목재 유형 발견
- 올 여름 역대급 폭염이 이어진 가운데 튤립나무가 기후 변화에 직접적인 영향을 미치는 탄소 포집 효과가 탁월하다는 연구 결과가 나왔다. 한국 기상청에 따르면 지난 8월 폭염일수는 16일로, 2016년 16.6일에 이어 관련 통계를 집계한 1973년 이래 두 번째로 많았다. 또한 지난달 열대야 수는 11.3일로 통계 집계 이후 처음으로 두자릿수를 기록했다. 오래된 나무와 숲이 이산화탄소를 더 많이 흡수하고, 저장한다는 것은 이전의 여러 연구에서 확인됐다. 튤립나무에 대한 연구에서 탄소포집 잠재력이 큰 새로운 목재 구조가 확인됐다고 사이테크데일리가 11일(현지시간) 보도했다. 폴란드 야기에우워 대학교(Jagiellonian University)와 영국 케임브리지 대학교 연구진은 세계적으로 유명한 나무와 관목들의 목재 미세 구조를 진화적으로 조사하던 중 튤립나무에 대한 연구에서 탄소 포집 잠재력이 큰 새로운 목재 구조가 확인됐다고 사이테크데일리가 11일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 목련과의 친척이자 30미터 이상 자라는 튤립나무가 활엽수와 침엽수 어느 쪽에도 속하지 않는 독특한 목재를 가지고 있음을 확인한 것이다. 이 획기적인 발견은 빠르게 성장하는 튤립나무를 조림지에 심어 탄소 격리 효율을 높이는 새로운 가능성을 제시한다. 목재 구조의 새로운 발견 최근 국제학술지 '신식물학자(New Phytologist)'에 발표된 연구에서 연구진은 저온 주사 전자 현미경(cryo-SEM)을 사용하여 수분이 함유된 상태의 목재 세포벽 나노 구조를 이미지화했다. 그 결과, 튤립나무(Liriodendron tulipifera)와 중국 튤립나무(Liriodendron chinense) 두 종의 고대 리리오덴드론(Liriodendron) 속 나무들이 활엽수 친척들보다 훨씬 더 큰 마크로피브릴을 가지고 있음을 발견했다. 마크로피브릴은 2차 세포벽 내 층에 정렬된 긴 섬유를 말한다. 탄소 포집에 대한 함의 연구 책임자인 야기에우워 대학교의 얀 우이차코프스키(Jan Łyczakowski) 박사는 "튤립나무는 침엽수나 할엽수와는 구별되는 중간적인 마크로피브릴 구조를 가지고 있다"며 "튤립나무는 약 300만~5000만년 전 목련나무에서 분기되었는데, 이 시기는 대기 중 이산화탄소 농도가 급격히 감소하던 시기와 일치한다. 이는 튤립나무가 탄소 저장에 매우 효율적인 이유를 설명하는 데 더움이 될 수 있다"고 말했다. 연구팀은 이 '중간 목재' 또는 '축적 목재'의 더 큰 마크로피브릴이 튤립나무의 빠른 성장 뒤에 있는 원인이라고 추측한다. 우이차코프스키는 " 두 종의 툴립나무는 탄소를 매우 효율적으로 포집하는 것으로 알려져 있으며, 확대된 마크로피브릴 구조는 대기 중 탄소 이용 가능성이 감소했을 때 더 많은 양의 탄소를 쉽게 포집하고 저장하도록 돕는 적응일 수 있다"며 "튤립나무는 탄소 포집 조림에 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 일부 동남아 국가에서는 이미 튤립나무 조림을 통해 효율적으로 탄소를 포집하고 있으며, 이제 우리는 이것이 튤립나무의 새로운 목재 구조와 관련이 있을 수 있다고 생각한다"고 덧붙였다. 케임브리지 대학교 식물원에서 얻은 진화적 통찰 이 발견은 케임브리지 대학교 식물원의 살아있는 컬렉션에서 33종의 나무를 조사하여 침엽수(소나무, 침엽수 등 겉씨식물)와 활엽수(참나무, 물푸레나무, 자작나무, 유칼립투스 등 속씨식물)에서 목재 초미세구조가 어떻게 진화했는지 탐구하는 과정에서 이루어졌다. 우이차코프스키는 "목재 구조가 어떻게 진화하고 외부 환경에 적응하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없다"며 "이번 조사에서 우리는 이전에 관찰된 적이 없는 완전히 새로운 목재 초미세구조외 전형적인 겉씨식물 침엽수 대신 속씨식물과 유사한 활엽수를 가진 겉씨식물 계통을 발견하는 등 몇 가지 중요한 새로운 발견을 했다"고 말했다. 그는 이어 "목재의 주요 구성 요소는 2차 세포벽이, 건축에 의존하는 목재의 밀도와 강도를 부여하는 것은 바로 이 세포벽의 구조다. 2차 세포벽은 또한 샐물권에서 가장 큰 탄소 저장소이므로, 기후 변화 완화를 돕는 탄소 포집 프로그램을 발전시키기 위해서는 2차 세포벽의 다양성을 이해하는 것이 중요하다"고 덧붙였다. 목재 초미세 구조 목재 초미세구조는 목재의 미세한 구조, 즉 재료 구성 요소의 배열과 조직을 의미한다. 저온 주사 현미경을 사용한 이번 목재 조사는 2차 세포벽, 마크로피브릴 등에 초점을 맞췄다. 2차 세포벽은 주로 셀룰로오스와 기타 복합 당으로 구성되며, 리그닌이 함침되어 전체 구조를 단단하게 만든다. 이러한 구성 요소들은 마크로피브릴을 형성하며. 2차 세포벽 내에 뚜렷한 층으로 배열된 긴 정렬 섬유를 만든다. 마크로피브릴은 현재 저온 주사 현미경으로 측정할 수 있는 가장 작은 구조이며, 두께는 약 10~40나노미터이다. 셀룰로오스 마크로피브릴(3~4나노미터)과 기타 구성 요소로 이루어져 있다. 목재 초미세 구조 연구는 목재 가공, 재료 과학, 나무의 생태 및 진화적 측면 이해 등 다양한 분야에 중요하다. 나무 성장과 목재 침착 뒤에 숨은 생물학적 메커니즘을 이해하는 것은 탄소 포집량 계산에도 유용한 정보를 제공한다. 목재 샘플은 케임브리지 대학교 식물원 컬렉션 코디네이터 마르고 애플(Margeaux Apple)과 협력하여 식물원 내 나무에서 채취했다. 겉씨식물과 속씨식물 개체군이 분기하고 진화함에 따라 그 진화 역사를 반영하기 위해 선별된 나무에서 지난 봄 성장기에 침착된 신선한 목재 샘플을 수집했다. 저온 전자 현미경 사용한 역대 최대 목본 식물 조사 케임브리지 대학교 세인즈버리 연구소 현미경 핵심 시설 관리자인 레이먼드 와이트먼(Raymond Wightman) 박사는 "우리는 자이언트 세쿼이아, 울레미 소나무, 그리고 모든 꽃 피는 식물과 분리되어 진화한 가장 오래된 현존 식물군의 유일한 생존 종인 암보렐라 트리코포다(Amborella trichopoda)와 같은 '살아있는 화석'을 비롯하여 세계에서 가장 상징적인 나무들을 분석했다"고 말했다. 와이트만 박사는 "우리의 조사 데이터는 목재 나노 구조와 세포벽 구성 사이의 진화적 관계에 대한 새로운 통찰력을 제공했으며, 이는 속씨식물과 겉씨식물 계통에 따라 다르다. 속씨식물 세포벽은 겉씨식물에 비해 마크로피브릴이라고 불리는 더 좁은 기본 단위를 가지고 있으며, 이 작은 마크로피브릴은 암보렐라 트리코포다 조상에서 분기된 후 등장했다"고 덧붙였다. 우이차코프스키와 와이트먼은 또한 마황류(Gnetophytes) 계통의 두 겉씨식물인 그네툼속(Gnetum gnemon, 그네툼 그네몬)과 그네툼 에둘레(Gnetum edule)의 세포벽 마크로피브릴을 분석하여 둘 다 속씨식물의 활엽수 세포벽 구조와 동일한 2차 세포벽 초미세 구조를 가지고 있음을 확인했다. 이는 마황류가 일반적으로 속씨식물에서만 볼 수 있는 활엽수 유형 구조를 독립적으로 진화시킨 수렴 진화의 한 예이다. 이 조사는 2022년 영국에서 네 번째로 더운 여름으로 기록된 기간 동안 진행됐다. 와이트먼은 "저온 전자 현미경을 사용한 목본 식물 조사 중 역대 최대 규모일 것"이라며, "세인즈버리 연구소가 케임브리지 대학교 식물원 부지 내에 위치하고 있기 때문에 이처럼 많은 신선한 수화된 목재에 대해 대규모 조사를 할 수 있었다. 우리는 2022년에 모든 샘플을 수집했다. 이른 아침에 샘플을 수집하고, 샘플을 초저온 슬러시 질소에 동결시킨 다음 자정까지 샘플을 이미징했다"고 설명했다. 그는 "이 연구는 식물원이 현대 연구에 기여하는 데 지속적인 가치와 영향을 보여준다. 이 연구는 케임브리지 대학교 식물원 컬렉션에서 같은 장소에서 함께 자라는 진화적 시간을 통해 표현된 다양한 식물이 없었다면 불가능했을 것이다"라고 말했다. 참고문헌: Jan J. Lyczakowski와 Raymond Wightman의 「수렴 및 적응 진화가 종자 식물의 현존 계통에서 2차 세포벽 미세 구조의 변화를 주도했다」, New Phytologist .DOI: 10.1111/nph.19983
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[기후의 역습(57)] 과학자들, 기후 변화 대응에 기여할 새로운 목재 유형 발견
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구글, AI 날씨 및 기후 모델 정확도 향상
- 구글이 주축이 된 연구팀이 개발한 AI(인공지능) 적용 날씨 및 기후 예측 모델이 기존의 물리학 기반 기후 모델과 융합함으로써 중장기 기상 예측 정확도를 대폭 향상시켰다고 악시오스가 보도했다. 분석 결과 보고서는 '네이처' 저널에 발표됐다. 발표에 따르면 구글 리서치와 구글 딥마인드, MIT, 하버드 대학교 및 유럽 일기예보 센터 연구팀이 협력해 개발한 기계 학습과 신경망을 사용하는 기후 모델 '뉴럴GCM(NeuralGCM)'이 현재 사용되는 모델 및 1~10일의 중단기 일기 예보에 대한 다른 기계 학습 기반 모델보다 더 정확한 것으로 나타났다. 또한 수십 년에 걸쳐 장기적인 기후 조건을 예측하는 데서도 탁월한 기술임을 입증했다. 이 발전은 AI 기반 기상 및 기후 예측 분야가 얼마나 빠르게 발전하고 있는지를 보여준다는 지적이다. AI 모델은 기존 컴퓨터 분석 모델에 비해 엄청난 컴퓨팅 성능과 시기적인 적절성을 제공한다는 것이다. 개발에 참여한 구글 리서치의 스티픈 호이어 박사는 "새로운 AI 기반 기후 모델은 오픈소스이며, 노트북에서 상대적으로 빠르게 실행되도록 설계됐다"고 밝혔다. 그러나 전통적인 기상 예측 모델은 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 사용하는데, 그럼에도 불구하고 대기와 해양의 작동에 대한 물리적 법칙을 설명하는 수만 줄의 코드를 처리하는 데 몇 시간이 걸린다. 개발된 AI 모델은 수십년 동안의 과거 날씨 데이터를 기계 학습으로 훈련했다. 대규모 날씨 패턴을 설명하는 물리 방정식을 사용했으며, 본질적으로 글로벌 순환 모델과 물리 집약적 접근 방식, AI 기반 작업을 결합하고 있다. 오클라호마 대학의 아론 힐 기상학 교수는 "새 기후 모델의 가장 큰 참신함 중 하나는 기후 예측에서 사용하는 대규모 물리학을 그대로 유지하면서 모델링을 AI로 대체한 방법"이라고 설명했다. 엔비디아나 마이크로소프트 등 다른 회사가 만든 AI 기후 예측 모델은 전통 물리학을 완전히 배제하고 있다는 것이다. 힐은 AI와 기계 학습 기술이 기상 및 기후 연구에서 빠르게 뿌리내리고 있다고 부연했다. 그러나 AI 예측 모델은 여전히 NOAA(국립해양대기청) 등 국제적인 기관에서 운영하지 않고 있다. 이는 기상 예측 전문가들이 AI 기반 예측 시스템에 대해 아직 온전히 신뢰하지 못하기 때문이다. 현재는 AI 예측 결과의 정확도를 확인하는 단계에 있다. 호이어는 "공공 기후 예측 관련 기관의 시스템이 빠르게 발전하고 AI 기후 모델 채택 가능성을 보여주고는 있지만, 아직 전통적인 날씨 및 기후 모델을 대체하지는 못하고 있다"면서도 "AI 기후 예측 시스템에 더 적극적인 투자가 이루어져야 한다"고 강조했다. 호이어는 최근의 연구에 대해 "날씨와 기후 시뮬레이션 엔진에 AI를 사용할 수 있다는 사실 자체는 현장의 많은 사람들에게 확인됐다"며 기후 예측에 AI가 깊이 개입할 시점이 다가오고 있다고 전망했다.
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구글, AI 날씨 및 기후 모델 정확도 향상
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'영원한 화학물질' 과불화화합물(PFAS) 분해하는 박테리아 발견
- 자연적으로는 분해되지 않는다고 해 '영원한 화학물질(forever chemicals)'이라고 불리는 과불화화합물(PFAS)은 발암성 오염물질이다. 식품 포장재, 조리기구 등 생활용품에 널리 사용되는 플라스틱 재료로 인간의 건강에 치명적인 영향을 미치며 최근의 연구에서는 인간의 피부를 뚫고 혈관에까지 침투할 수 있는 것으로 밝혀져 충격을 안겨주기도 했다. 커피나 물 한 잔 속에도 영원한 화학물질의 위협이 숨겨져 있는 것이다. 그런 가운데 영원한 화학물질인 PFAS를 파괴하는 박테리아가 한 연구진에 의해 발견돼 큰 관심을 모은다고 환경 전문 어스닷컴이 전했다. 캘리포니아 주립대 리버사이드 캠퍼스(UC Riverside)의 유지 멘 교수 연구팀은 아세토박테리움(Acetobacterium) 속의 박테리아가 PFAS를 파괴한다는 사실을 규명했다. 이 연구는 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. PFAS는 매우 강력한 탄소-불소 결합으로 인해 '영원한 화학물질'로 불린다. 자연환경(특히 수자원)에서 오랜 기간 분해되지 않고 머물러 있으면서 자연을 파괴하고 인간 건강애 치명적인 영향을 미친다. 장기 지속성으로 인해, 지하수를 비롯한 오염된 수자원 처리는 큰 고민거리였다. 그런데 연구팀은 아세토박테리움 박테리아가 탄소-불소의 강한 결합을 끊는 능력이 탁월하며, 이 박테리아는 전 세계적으로 폐수에서 흔히 발견된다고 밝혔다. 멘 교수는 "이는 PFAS 구조를 해체하고 탈 불소를 달성할 수 있는 첫 번째 발견된 박테리아“라고 말했다. 다만 이 박테리아에게는 한 가지 한계도 있다고 한다. PFAS 중에서도 탄소-탄소 이중 결합을 포함한 불포화 PFAS 화합물에만 효과를 나타냈다는 것이다. 멘 교수팀은 이번 탄소-불소 분리 박테리아 발견에 앞서 지난해에는 PFAS 화합물의 탄소-염소 결합을 끊는 미생물도 찾아냈다. 연구팀은 또 이번 박테리아 조사 과정에서 탄소-불소 결합을 절단하는 특정 효소도 규명해 냈다. 연구팀의 가장 큰 성과가 여기에 있다는 지적도 나온다. 효소는 생화학 반응의 촉매 역할을 하는 단백질로, 발견된 효소는 PFAS 분해의 게임 체인저가 될 수도 있다는 기대다. PFAS 분해 효소를 생산할 수 있는 길을 열 수 있기 때문이다. 오염된 지하수를 정화하는 데 박테리아를 사용하는 것은 충분히 비용 효율적이다. 박테리아는 영양분 주입을 통해 개체수를 늘리는 것도 가능하다. 미생물의 힘을 빌리기 때문에 ‘자연자원 솔루션’이기도 하다. 최근 미 환경보호국(EPA)이 마련한 새로운 PFAS 강화 규정으로 인해 박테리아를 이용한 분해 솔루션의 필요성은 더욱 높아졌다. EPA의 새 규정은 수돗물에 존재하는 특정 PFAS 화합물을 1조 분의 4까지로 제한한다. 새로운 규정에 부응하기 위해 물 공급업체는 PFAS 분해 솔루션을 찾는데 온 힘을 기울이고 있다. 그러나 저비용 고효율 솔루션을 찾기가 어려운 상황이었다. 이런 고민을 이번 연구 결과가 해결해 줄 수 있을 것으로 보인다. 박테리아 및 미생물학적 솔루션에 의한 PFAS 분해 성공은 다른 잔류성 화학물질에 대한 해법 연구로도 확대될 것으로 예상된다. 악명 높은 두 가지 환경 오염 물질인 폴리염화비페닐(PCB)과 다이옥신 등의 분해에 활용할 수 있다는 것이다. 다양한 산업 분야에 사용된 PCB는 자연 분해가 어렵고 토지 및 해수에 오래 잔류하면서 인간 건강과 생태계 모두에 심각한 위험을 초래한다. 산업 공정의 부산물인 다이옥신은 독성이 매우 높으며 암 및 생식 등 질병을 일으킨다. 전 세계 연구팀이 PCB와 다이옥신에 대해 효과적일 수 있는 다른 미생물 균주를 조사하고 있다. 전문가들은 미생물을 이용한 화학물질 분해 솔루션이 혁신적이고 지속 가능한 해법이 될 것이라고 낙관하고 있다. 미생물학과 환경 과학의 융합이 자연을 복원하고 유지하는 중추적인 역할을 담당할 것이며, 희망적인 미래를 예고하고 있다는 지적이다.
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- IT/바이오
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'영원한 화학물질' 과불화화합물(PFAS) 분해하는 박테리아 발견
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[신소재 신기술(76)] 그래핀 유래 신소재 EGNITE, 신경 보철 성능 강화
- 그래핀에서 파생된 신소재 EGNITE가 신경 보철 성능을 크게 향상시켰다는 연구 결과가 나왔다. 스페인 바르셀로나에 위치한 UAB 신경과학 연구소(INc-UAB) 연구팀은 그래핀 유래 소재인 EGNITE 전극의 말초 신경 자극과 기록 능력을 장시간 연구해 이같은 결과를 얻었다고 메디컬 익스프레스가 지난 10일(현지시간) 보도했다. EGNITE(Engineered Graphene for Neural interface) 전극은 그래핀 유래 신소재로 만들어진 차세대 신경 인터스페이스 기술이다. 기존의 금속 미세 전극보다 크기가 작고 유연하며, 우수한 전기적 특성과 생체 적합성을 가지고 있어 신경 자극 등의 효율을 높일 수 있다. 절단 또는 신경 손상 환자는 팔다리의 운동과 감각 기능을 상실해 일상 생활에 제약을 받는다. 이러한 기능 회복을 위한 유일한 방법은 신경 보철이다. 신경 보철은 특정 감각을 유도하기 위해 신경을 자극하고. 운동 신호를 기록해 생체 공학 보철물로 전송하는 전극으로 구성된다. 신경 보철 설계에서 전극은 신경 내 소수의 축삭과만 선택적으로 상호작용할 수 있도록 충분히 작아야 한다. 기존 신경 보철에는 금, 백금, 산화이리듐과 같은 금속이 주로 사용됐다. 그러나 더 작은 전극 접점을 만들기 위해 전도성이 향상된 새로운 소재 개발이 필요했다. 이러한 요구에 부응해 그래핀과 그 유도체는 탁월한 전기적 특성을 바탕으로 차세대 미세 전극 개발에 활용되고 있다. 연구팀은 그래핀 유래 소재인 EGNITE의 말초 신경 자극 및 기록 능력을 연구하고, 장시간 기능 유지를 위한 생체 적합성을 검증했다. 연구 결과는 '어드밴스트 사이언스(Advanced Science)' 저널에 게재됐다. 이번 연구는 자비에 나바로 교수가 이끄는 INc-UAB의 신경 가소성 및 재생 연구팀과 INC2의 호세 가리도 연구팀의 협력으로 진행됐다. INC2는 신경 인터페이스와 함께 EGNITE 개발을 담당했다. 연구팀은 쥐 실험을 통해 쥐의 좌골 신경에 이식된 EGNITE 전극이 최대 60일 동안 선택적인 근육 활성화를 유도하는 것을 확인했다. 팀은 EGNITE 전극이 기존 금속 미세 전극보다 근육 활성화에 필요한 전류가 현저히 감소했다고 설명했다. EGNITE 전극은 크기가 작아 신경 내 특정 부위만 선택적으로 자극할 수 있어, 신경 보철 장치의 정확도와 효율성을 향상시켰다. 또한 그래핀의 우수한 전기 전도성을 바탕으로 신경 신호를 효과적으로 전달하고 기록할 수 있다. INc-UAB의 박사후 연구원이자 이 논문의 제1저자인 브루노 로드리게스-메이나는 "근육 활성화를 생성하는 데 필요한 전류의 감소는 다른 대형 금속 미세 전극과 비교할 때 현저한 차이가 있었다"고 말했다. 또한 EGINITE 전극은 생체 적합성이 우수해 이식된 인터페이스로 인한 기능 변화나 염증 반응이 관찰되지 않았다. 나바로 교수는 "이 연구의 다음 단계는 EGNITE 기반 기술의 최적화외 미주 신경 또는 척수 자극 시스템에 대한 임상 전 연구에의 적용으로 구성될 것이다"라고 말했다. 연구팀은 아울러 생체 전자 의학 분야에서 임상 적용을 위한 연구도 병행할 계획이다. EGNITE 전극은 신경 보철뿐만 아니라, 뇌-컴퓨터 인터페이스 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 또한 팔다리 절단 환자나 신경 손상 환자의 운동 및 감각 기능 회복에 기여해 삶의 질을 높일 것으로 기대된다.
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[신소재 신기술(76)] 그래핀 유래 신소재 EGNITE, 신경 보철 성능 강화
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[신소재 신기술(72)] 새로운 에어로젤, 100% 태양 반사율과 뛰어난 복사냉각 효과 달성
- 중국 과학자들이 젤라틴과 DNA로 이루어진 새로운 생분해성 에어로젤을 개발해 태양 반사율 100%를 달성했다. 에어로젤은 90% 이상 공기로 이루어진 매우 가벼운 고체 물질이다. 세상에서 가장 가벼운 고체 중 하나인 에어로젤은 공기보다 약간 무거운 정도이며, 뛰어난 단열성을 지녀 극한의 온도에서도 열 전달을 효과적으로 막을 수 있다. 최근 중국 쓰촨대학 연구팀은 젤라틴과 DNA로 구성된 에어로젤을 개발해 태양 반사율 104%와 뛰어난 복사 냉각 효과를 달성했다고 인터레스팅 엔지니어링이 보도했다. 미국 과학진흥협회(AAAS)의 공식 성명에 따르면, 이 에어로젤은 생분해성이며 탁월한 복사 냉각 효과를 제공한다. 연구팀은 새러운 에어로젤은 가시광선 영역에서 104%의 반사율을 달성했으며, 이는 광 발광 효과에 의한 것이라고 밝혔다. 에어로젤의 발광은 젤라틴과 DNA가 촘촘하게 연결된 네트워크에서 비롯되며, 이는 발색단들을 함께 모아 시스템의 비복사 전이를 억제하는 데 기여한다. 이 냉각 소재는 특수한 층상 디자인과 빛에 노출될 때 독특하게 빛나는 방식으로 인해 많은 태양광을 반사할 수 있다. 또한 생분해성일 뿐만 아니라 수리와 재활용이 가능해 기존 냉각 소재에 대한 친황경적인 대안을 제시한다. 바이오매스 원료의 냉각 소재 특히, 이 소재는 바이오매스 원료를 사용하여 '워터 용접'이라는 공정으로 제작됐다. 높은 태양 복사 조건에서 주변 온도를 섭씨 16도까지 낮출 수 있으며, 수리와 생분해가 가능하다. 이 연구의 제1저자인 지안웬 마(Jian-Wen Ma)는 젤라틴과 DNA는 구조적으로 균일한 에어로젤을 얻기 위해 동결 건조 공정을 통해 졸-겔 방식으로 설계됐다고 말했다. 마 연구원은 "에어로젤의 다층 구조는 햇빛의 다중 산란/반사를 허용하여 태양 반사율을 효과적으로 향상시킨다"고 말했다. 이 새로운 접근 방식은 에너지 소비가 많고 온실가스 배출량이 많은 기존 냉각 시스템의 문제를 극복하는 것을 목표로 한다. 바이오폴리머 기반 소재를 사용하여 장기적인 안정성과 최소한의 환경 영향을 제공한다. 냉각 소재는 맑음, 흐림 등 다양한 기상 조건에서 테스트에 성공했다. 또한 이 바이오매스 에어로젤은 자연 환경에서 미생물에 의해 생분해될 수 있으며, 고온 용해-재겔화-동결 건조 과정을 통해 재활용할 수 있다. 과학자들은 현재 에어로젤의 잠재적인 실용적인 응용 분야를 모색하고 있으며, 다양한 산업 분야에서의 활용 가능성을 긍정적으로 전망하고 있다. 이 연구는 지난 7월 4일 저널 '사이언스(Science)'에 게재됐다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(72)] 새로운 에어로젤, 100% 태양 반사율과 뛰어난 복사냉각 효과 달성
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[신소재 신기술(70)] 칩 크기의 초소형 '티타늄 사파이어 레이저' 개발
- 미국 스탠퍼드 대학교 연구팀이 칩 크기의 초소형 티타늄 사파이어(Ti:sapphire)레이저 개발에 성공했다. 이 레이저는 기존 티타늄 이온 도핑 사파이어 크리스탈로 만든 티타늄 사파이어 또는 Ti:사파이어 레이저보다 4배 작고 비용은 3배 더 저렴하며 효율성도 크게 향상되었다고 IFL이 3일(현지시간) 전했다. 기존 티타늄 사파이어 레이저는 높은 가격과 큰 부피, 그리고 구동을 위한 여러 대의 고출력 레이저가 필요하다는 단점이 있었따. 스탠퍼드리포트는 이번에 새로 개발 티타늄-사파이어 레이저에 대해 "'타의 추종을 불허하는 성능'을 가진 것으로 간주된다"고 전했다. 이어 "레이저는 최첨단 양자 광학, 분광학, 신경 과학을 포함한 많은 뷴야에서 없어서는 안 된다. 하지만 그 성능은 엄청난 대가를 치른다"면서 "Ti:sapphire는 부피가 입방 피트9볼링 공 4개 정도의 공간을 차지함)에 달할 정도로 크고 비용도 수십만 달러에 이른다. 또한 3만 달러 이상에 달하는 다른 고출력 레이저가 있어야 작동한다"며 기존 레이저의 단점을 지적했다. 스탠퍼드대 전기공학과 교수이자 칩 크기의 Ti:사파이어 레이저 논문의 시니어 저자인 옐레나 부치코비치(Jelena Vučković)는 "이것은 기존 모델에서 완전히 벗어난 것"리하고 말했다. 그는 "크고 값비싼 레이저 한 대가 아닌, 하나의 칩에 수백대의 레이저를 탑재할 수 있는 시대가 곧 올 것"이라고 전망했다. 연구팀은 티타늄 사파이어를 이산화규소(sio2) 절연체 위에 장착하고 수백 나노미터 두께의 티타늄 사파이어 층을 정밀하게 연마하고 에칭하여 소용돌이 모양의 융기, 즉 도파관을 형성했다. 이 도파관을 통과하는 빛은 소형 히터를 사용해 가열되며 사용자가 필요에 따라 레이저 파장을 조정할 수 있도록 한다. 즉, 연구팀은 마이크로스케일 히터를 통해 방출되는 빛의 파장을 변경해 빛의 색상을 700~1000나노미터(적색에서 적외선까지) 사이에서 원하는 대로 조절할 수 있었다. 또한 레이저 크기 축소는 강도를 높여 효율성을 향상시키는 효과도 있었다. 이 소형 레이저는 양자 광학, 분광학, 신경 과학 등 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 넓은 파장 범위에서 에너지를 방출하는 탁월한 이득 대역폭과 1000조 분의 1초마다 빛 펄스를 방출하는 초고속 특성을 가지고 있다. 이는 기존 레이저보다 약 14배 빠른 속도다. 부치코비치 교수와 공동 제1저자인 조슈아 양과 연구팀은 이 새로운 레이저가 다양한 분양에 미칠 영향에 대해 큰 기대를 걸고 있다. 양자 물리학 분야에서는 이 저렴하고 실용적인 레이저가 최첨단 양자 컴퓨터의 소형화를 획기적으로 앞당길 수 있을 것으로 예상된다. 신경 과학 분야에서는 광섬유를 통해 뇌 속 뉴런을 빛으로 조절하는 광유전적 연구에 즉각적인 활용이 가능할 것으로 보인다. 소형 레이저를 활용하면 더욱 작은 프로브(probe, 뇌 활동을 측정하고 자극하는 데 사용되는 도구)를 개발해 새로운 실험 방법을 모색할 수 있다. 안과 분야에서는 노밸상 수상 기술은 '처프 펄스 증폭(chirped pulse amplification)'을 이용한 레이저 수술에 새로운 방식으로 활용되거나, 망막 건강 평가에 사용되는 광 간섭 단층 촬영 기술을 더 저렴하고 작게 만들수 있을 것으로 기대된다. 칩 형태의 레이저는 기볍고 휴대성이 뛰어나며 저렴하고 효율적이다. 그리고 대량 생산이 가능하다. 양 연구원은 "우리는 단일 4인치 웨이퍼에 수 전개의 레이저를 놓을 수 있었다"며 그렇게 되면 레이저당 비용이 거의 0이 되기 시작한다. 이는 매우 흥미로운 일이다"고 말했다. 연구팀은 이번 연구 결과가 티타늄 사파이어 레이저의 대중화에 기여할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.
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[신소재 신기술(70)] 칩 크기의 초소형 '티타늄 사파이어 레이저' 개발
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 소행성 연구 우주 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성 베누(Bennu)로부터 채취한 4.3온스(121.6g)의 샘플을 분석한 결과 생명체의 구성 요소인 인산염이 발견됐다. 나사는 공식 홈페이지에서 "오시리스-렉스 샘플 분석팀은 소행성 베누가 우리 태양계를 형성하는 성분들을 함유하고 있음을 발견했다"고 밝혔다. 베누의 먼지에는 생명체에 필수적인 구성 요소인 탄소와 질소, 유기 화합물이 풍부한 것으로 나타났다는 것. 지구로 가져온 베누 샘플에는 또한 마그네슘-나트륨 인산염이 포함돼 연구팀을 놀라게 했다. 이는 베누 우주선이 수집한 원격탐사 데이터에서는 나타나지 않았었다. 점토 광물, 특히 사문석(뱀 문양의 돌)이 대부분인 이 샘플은 지구 지각 아래층 맨틀 물질이 물과 만나는 지구의 대양 중간 능선에서 발견되는 암석과 유사한 유형이다. 지구로부터 떨어져 나갔을 가능성을 시사하는 대목이다. 이는 점토 형성에 그치지 않고 탄산염, 산화철, 황화철 등 다양한 광물을 만들었다. 그 중에서도 가장 놀라운 발견은 수용성 인산염의 존재였다. 인산염은 오늘날 지구상에 알려진 모든 생명체의 생화학 구성 요소다. 지난 2020년 JAXA(일본우주항공연구개발기구)의 하야부사2 임무에서 채취한 소행성 류구(Ryugu) 샘플에서도 유사한 인산염이 발견됐었다. 그러나 베누 샘플에서 검출된 마그네슘-나트륨 인산염은 어떤 운석 샘플에서도 유례가 없을 정도로 순도가 탁월하다. 연구진은 이것이 베누의 역사에 대한 귀중한 단서를 제공한다고 지적했다. 연구진의 단테 로레타 애리조나 대학 박사는 "베누 샘플에서 나타난 각종 원소, 특히 인산염의 존재와 상태는 과거 소행성에 물이 존재했음을 암시한다"며 “베누는 과거 한때 습한 행성이었을 수 있지만, 이는 추가 조사가 필요하다"고 말했다. 나사의 제이슨 드워킨 박사도 오시리스-렉스가 과거에는 습했으며 질소와 탄소가 풍부했을 것으로 추정되는 원시 소행성 베누 샘플을 가져왔다"고 밝혔다. 베누는 물이 존재한 역사가 있었을 가능성에도 불구하고, 화학적으로 원소 비율이 태양과 매우 유사한 원시 소행성으로 남아 있다. 로레타는 "가져온 샘플의 구성에서 45억 년 이상 전 우리 태양계 초기 모습을 엿볼 수 있다. 이 샘플은 생성된 이래 녹거나 재응고되지 않은 원래의 상태를 유지하면서 고대의 기원을 보여준다"고 의미를 부여했다. 연구진은 샘플을 통해 소행성 베누에 탄소와 질소가 풍부하다는 사실을 확인했다. 이 원소들은 베누의 물질이 탄생한 환경과 함께, 단순한 원소가 복잡한 분자로 변환하는 화학적 과정을 이해하는 데 매우 중요하다. 지구상의 생명체의 기원을 밝히는 기초를 마련할 가능성도 있다. 태양계 형성의 복잡한 과정과 지구에 생명체가 출현한 프리바이오틱 화학을 밝히는 열쇠를 쥐고 있다는 것이다. 향후 수 개월 안에 미국과 전 세계의 연구소가 휴스턴에 있는 나사의 존슨 우주센터로부터 베누 샘플의 일부를 제공받게 된다. 베누 샘플 분석이 활발해지고, 더 많은 연구 결과가 발표될 것이라는 기대다. 2016년 9월 발사된 오시리스-렉스 우주선은 지구 근처 소행성 베누로 이동해 베누 표면에서 암석과 먼지 샘플을 수집했고 2023년 9월 이 샘플을 지구로 가져왔다. 나사의 고다드 우주 비행센터가 오시리스-렉스 임무를 관리했다. 이 임무는 국제적인 협력 아래 이루어졌으며 CSA(캐나다 우주국), JAXA 등이 함께했다.
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[우주의 속삭임(20)] 소행성 베누 샘플서 생명체 구성요소인 인산염 발견
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
- 오스트리아 빈 대학교(University of Vienna) 연구팀이 양자 얽힘을 이용해 지구 자전 측정의 정밀도를 획기적으로 높이는 실험에 성공했다. 이 연구는 양자 얽힘을 활용해 전례 없는 정밀도로 회전 효과를 감지하는 향상된 광학 사그낙 간섭계(Sagnac interferometer)를 사용해 양자역학과 일반 상대성 이론 모두에서 잠재적인 돌파구를 제시한다고 사이테크 데일리가 전했다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자가 서로 연결되어 있어 하나의 입자를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되는 현상이다. 빈 대학교의 필립 빌터(Philip Walther) 박사가 이끄는 연구팀은 지구 자전이 양자 얽힘 광자에 미치는 영향을 측정하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이번 연구는 얽힘 기반 센서의 회전 감도 한계를 뛰어넘는 중요한 성과로 평가된다. 또한, 양자 역학과 일반 상대성 이론의 교차점에서 추가 연구의 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 6월 14일 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 사그낙 간섭게의 발전 연구팀은 거대한 광섬유 사그낙(sagnac) 간섭계를 구축하고 몇시간 동안 낮은 노이즈를 유지하며 안정적인 실험 환경을 조성했다. 이를 통해 이전의 양자 광학 사그낙 간섭계보다 회전 정밀도를 1000배 향상시키는 고품질 얽힘 광자 쌍을 충분히 감지할 수 있었다. 사그낙 광학 간섭계는 회전에 가장 민감한 장치다. 사그낙 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 회전 운동을 감지하는 광학 장치다. 1913년 프랑스 물리학자 조르주 사그낙이 고안했으며, 지난 세기 초부터 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 확립하는 데 기여해 기초 물리학을 이해하는 중추적인 역할을 해 왔다. 오늘날에는 광섬유 자이로스코프, 레이저 자이로스코프 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 장치는 오늘날에도 탁월한 정밀도 분석 덕분에 고전 물리학의 한계로만 제한되었던 회전 속도를 측정하는 최고의 도구로 사용되고 있다. 빈 대학교와 오스트리아 과학 아카데미가 주최하는 연구 네트워크 TURIS의 일환으로 수행된 이번 실험은 최대 얽힘 상태의 두 광자에 대한 지구 자전 효과를 성공적으로 관측했다. 연구팀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 양자 역학에서 설명하는 회전 기준 시스템과 양자 얽힘 간의 상호 작용을 확인했다. 실제 실험에서 거대한 코일에 감겨진 2km 길이의 광섬유 내부에서 얽힌 광자 2개가 전파되면서 유효 면적이 700㎡가 넘는 간섭계가 구현됐다. 실험 과정에서 연구팀은 지구의 꾸준한 회전 신호를 분리하고 추출하는 데 어려움을 겪었다. 연구의 수석 저자인 라파엘레 실베스트리(Raffaele Silvestri)는 "문제의 핵심은 빛이 지구의 회전 효과에 영향을 받지 않는 측정 기준점을 설정하는 데 있다. 지구의 자전을 멈출 수 없다는 점을 고려하여 우리는 광섬유를 두 개의 동일한 길이 코일로 나누고 이를 광 스위치를 통해 연결하는 해결 방법을 고안했다"고 설명했다. 스위치를 켜고 끄는 방식으로 연구원들은 회전 신호를 마음대로 효과적으로 취소할 수 있었고, 이를 통해 대형 장치의 안정성도 확장할 수 있었다. 마리 퀴리 박사후 연구원으로 이 실험에 참여한 하오쿤 유(Haocun Yu)는 "빛으로 지구 자전을 처음 관측한 지 한 세기 만에 개별 빛의 양자의 얽힘이 마침내 동일한 감도 영역에 진입했다는 점에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 본 연구는 양자 얽힘 기반 센서의 회전 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 토대를 마련했으며, 시공간 곡선을 통한 양자 얽힘의 행동을 테스트하는 미래 실험의 길을 열 것으로 기대된다. 참고 자료: '양자 얽힘을 이용한 지구 자전의 실험적 관측', Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Strömberg, Christopher Hilweg, Robert W. Peterson 및 Philip Walther, 2024년 6월 14일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado0215
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
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후각 능력 탁월한 꿀벌, 폐암 조기 진단 가능성 제시
- 꿀벌이 폐암 조기 진단에 도움이 될 수 있다는 사실이 미시간 주립대학교(MSU) 연구진의 연구 결과 밝혀졌다. MSU는 연구 보고서 요약 글을 홈페이지에 게재했다. 이 소식은 폭스뉴스, 로이터 등 외신들도 주요 뉴스로 전했다. 홈페이지 게시글에 따르면 입에서 나오는 냄새를 꿀벌의 감각과 연결해 폐암을 조기 진단함으로써 인간의 생명을 구하는 새로운 방법이 될 수 있다는 것이다. MSU 연구진은 꿀벌이 인간이 호흡할 때 폐암과 관련된 화학 물질을 감지할 수 있다는 사실을 발견했다. 꿀벌이 82%의 높은 성공률로 인간 폐암 바이오마커를 탐지할 수 있었다는 것이다. 이 연구 결과는 '바이오센서&바이오일렉트로닉스' 저널에 발표됐다. 연구진은 "이번 연구 결과는 꿀벌의 후각 시스템이 인간의 폐암을 감지하는 생물학적 센서로 사용될 수 있음을 알려 주었다"고 밝혔다. 연구팀원인 MSU의 디베이트 사하 교수는 "곤충은 개와 마찬가지로 놀라운 후각을 가지고 있음이 확인됐다"고 말했다. 연구진은 꿀벌이 건강한 사람의 호흡과 폐암 환자의 호흡에서 화학 물질을 구별할 수 있는지의 여부를 확인하기 위해 폐암 환자의 호흡에서 검출되는 6가지 화합물과 건강한 사람의 호흡 화합물을 구별하는 발법론을 고안했다. 이를 통해 연구진은 약 20마리의 벌을 대상으로 건강한 인간 호흡 혼합물과 폐암 환자의 혼합 화합물 감응을 테스트했다. 연구진은 각각의 꿀벌의 활동을 측정하기 위해 뇌에 작은 전극을 부착했다. 그 후 암 환자와 정상인의 호흡을 꿀벌의 더듬이에 전달해 꿀벌 뇌의 신경 신호를 기록했다. 그 결과 꿀벌의 신경 반응에 변화가 발생했음을 확인했다. 연구팀은 꿀벌이 폐암을 나타내는 화합물이 비록 소량이라도 이를 탐지할 수 있다는 사실을 발견했다. 사하 교수는 "꿀벌은 매우 작은 농도의 화합물도 감지할 수 있었다. 호흡 혼합물의 화학적 농도의 미세한 변화를 10억 분의 1까지 구분할 수 있었다. 이는 매우 강력한 실험 결과였다"라고 강조했다. 꿀벌은 특히 합성 폐암 환자의 호흡과 건강한 사람의 호흡의 차이를 명확히 구분해 냈다. 연구진은 게시글에서 이 연구가 인간의 호흡을 테스트해 폐암의 여부를 알아낼 수 있는 '꿀벌 뇌 기반 센서'의 개발로 이어지기를 희망한다고 썼다. 꿀벌은 특히 암세포를 발견할 뿐만 아니라 다양한 유형의 폐암 세포주를 구별하는 능력도 갖고 있었다. 연구진은 "꿀벌 뇌 센서가 특정 암을 신속하게 진단하고 정확한 치료를 받을 수 있을 것이며, 궁극적으로 미래 암 치료 부문에 큰 영향을 미칠 것“이라고 강조했다. 폐암은 전 세계적으로 암 중에서도 높은 비중을 차지하며, 사망의 주 원인이기도 하다. 폐암연구재단(Lung Cancer Research Foundation)에 따르면 2024년 미국에서는 약 23만 5580명이 폐암 진단을 받을 것으로 예상된다. 흡연은 폐암 발생의 주요 위험 요인이며 폐암 사망의 80%를 차지한다. 고위험 폐암을 조기에 발견하면 사망 확률을 최대 20%까지 줄일 수 있다.
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