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美 하원, 스테이블코인 발행 규제 법안 상정⋯트럼프 서명 초읽기
- 미국 하원이 17일(이하 현지시간) 밤, 스테이블코인(stablecoin) 발행자를 위한 규제 프레임워크를 마련하는 법안인 '지니어스 법(GENIUS Act)'을 본회의 표결에 부치기로 결정했다고 악시오스가 이날 보도했다. 이는 보수 강경파의 반발로 장시간 교착 상태에 빠졌던 상황을 극적인 협상을 통해 돌파한 결과다. GENIUS법은 디지털 자산 산업에서 중요성이 커지고 있는 스테이블코인에 대해 연방 차원의 발행 기준과 감독 체계를 마련하는 내용을 담고 있다. 특히 이번 표결로 해당 법안은 트럼프 대통령의 서명 절차에 돌입할 수 있는 기반을 확보했다. 앞서 하원은 지난 15일 GENIUS법의 본회의 상정 절차를 규정하는 사전 절차표결에서 부결되며 진전을 멈췄다. 암호화폐 전문매체 더 블록에 따르면 지난 15일 미 하원은 '지니어스(GENIUS) 법안', '클래리티(Clarity) 법안', 'CBDC(중앙은행 주도 디지털 화폐) 감시국가 방지법안' 등 세 건의 가상자산 관련 법안에 대해 심의 개시를 위한 절차적 표결을 실시했으나, 찬성 196표 대 반대 223표로 부결됐다 이에 마이크 존슨 하원의장(공화·루이지애나)은 같은 날 일정을 전격 취소하고 조율에 나섰고, 하원 자유지향 코커스(Freedom Caucus) 소속 의원들과의 협의 끝에 이들의 찬성표를 이끌어냈다. 보수파는 GENIUS법을 포함한 암호화폐 관련 법안 3건을 묶어 처리할 것을 요구했으나, 최종적으로는 스테이블코인에 대해 연방 차원의 발행 기준과 감독 체계와 관련된 GENIUS법 단독 처리와 '중앙은행 디지털화폐(CBDC) 감시국가 방지법안(Anti-CBDC Surveillance State Act)'을 국방수권법(NDAA)에 포함시키는 방식으로 절충점을 찾았다. 하원은 GENIUS법을 18일 단독 법안으로 표결에 부칠 예정이며, 해당 법안은 이미 지난 6월 상원에서 68대 30의 초당적 지지로 통과한 바 있다. 하원은 독자적인 스테이블코인 법안 초안을 보유하고 있었지만, 절차 지연을 피하기 위해 상원안을 수용하기로 결정했다. 도널드 트럼프 대통령은 지난 15일 본인의 소셜미디어 플랫폼인 '트루스 소셜'을 통해 "법안 통과에 필요한 12명 중 11명의 하원의원과 백악관 오벌오피스에서 회동했으며, 이들이 모두 찬성표를 던지기로 했다"고 밝히며 신속한 법안 처리를 독려해왔다. 공화당 지도부는 이번 법안 처리가 트럼프 대통령의 재임 중 디지털 금융 인프라 정비의 일환으로 평가받을 수 있다는 점에서 큰 의미를 지닌다고 보고 있다. 존슨 하원의장은 "법안을 반드시 국방수권법에 반영해 상원도 입장을 고수하길 바란다"고 밝혔다. 한편, 이번 주로 예고된 '크립토 위크(Crypto Week)'를 앞두고 지난 7월 14일 비트코인은 역대 최고치인 12만3091달러(코인마켓캡 기준)를 찍었다. '크립토 위크'는 미국 하원이 가상자산(암호화폐) 관련 주요 법안들을 집중적으로 심의하고 표결하기 위해 일주일을 통째로 할애한 입법 일정을 의미한다. 16일 하원에서 표결이 부결되면서 비트코인은 약 4.5% 급락했다. 그러나 하원에서 암호화폐 법안 가결 가능성이 점쳐지면서 비트코인 등 암호화폐 가격은 다시 상승세로 돌아섰다. 17일 한국시간 오후 3시 24분(미국 동부시간 오전 2시 24분)현재 비트코인 가격은 24시간 전 대비 0.37% 오른 118,492달러에 거래됐다. 시총 2위인 이더리움은 7.49% 급등한 3,392달러, XRP(리플)는 7.93% 급등한 3.15달러를 기록했다.
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美 하원, 스테이블코인 발행 규제 법안 상정⋯트럼프 서명 초읽기
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[신소재 신기술(186)] AI가 설계한 차세대 냉각 소재⋯실내 온도 낮추고 에너지 소비 줄인다
- 인공지능(AI)을 활용해 설계된 새로운 열 방출 소재가 개발돼 냉방 효율을 획기적으로 개선하고, 주거·의류 산업·우주 분야까지 폭넓은 적용 가능성을 제시하고 있다. 미국 텍사스대학교 오스틴캠퍼스 연구진은 중국 상하이교통대, 싱가포르국립대, 스웨덴 우메오대 등과 공동으로, AI 기반 머신러닝 기법을 활용해 3차원 열 메타 방출체(thermal meta-emitter)를 설계하는 프레임워크를 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 국제학술지 네이처(Nature) 7월호에 게재됐다. 연구팀은 이를 통해 총 1,500종 이상의 독자적 소재를 설계했으며, 이러한 소재들은 복잡한 열 방출 특성을 조절함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있도록 고안됐다. 텍사스대 기계공학과의 유빙 정(Yuebing Zheng) 교수는 "기존 방식은 시도와 오류에 의존해 설계 속도와 정확도에 한계가 있었지만, 이번 프레임워크는 설계 공간을 비약적으로 확장함으로써 이전에는 상상조차 어려웠던 고성능 소재를 현실화했다"고 설명했다. 실제 냉각 실험에서도 효과가 입증됐다. 연구진은 설계된 4종의 메타 방출체 중 하나를 모형 주택의 지붕에 적용해 기존 상용 백색·회색 도료와 비교했다. 정오 기준 직사광선 하에서 4시간이 지난 뒤, 해당 메타 방출체를 적용한 지붕의 표면 온도는 기존 도료 대비 평균 5~20도 낮게 유지됐다. 이 같은 성능을 기반으로 연구진은, 고온 도시인 리우데자네이루나 방콕의 아파트에 적용할 경우 연간 약 1만5,800킬로와트시(kWh)의 에너지를 절감할 수 있을 것으로 추정했다. 이는 일반적인 에어컨 한 대가 연간 소비하는 전력량(약 1,500kWh)의 10배가 넘는 수치다. 연구진은 해당 소재의 활용 분야가 단순 주거·상업용 냉방을 넘어 도시환경, 항공우주, 섬유, 자동차 등 다방면으로 확장될 수 있다고 보고 있다. 예를 들어 도심 건축물에 적용할 경우 열섬현상을 줄이고, 우주선 외부에 활용하면 태양광 흡수와 복사열 방출을 동시에 조절해 내부 온도를 효과적으로 관리할 수 있다는 설명이다. 소비자용 제품에도 적용 가능성이 높다. 이 소재를 의류나 캠핑 장비에 접목하면 더운 환경에서도 착용자의 체온 상승을 억제할 수 있고, 차량 외장재나 내장재로 활용할 경우 햇빛 아래 장시간 주차된 차량의 내부 온도를 낮추는 데 기여할 수 있다. 정 교수는 "기존 자동화 설계 방식은 단층 박막 구조나 평면 패턴 등 단순한 형태만 구현 가능했으나, 이번 프레임워크는 다층적이고 입체적인 구조 설계가 가능해 실질적인 성능 향상이 가능하다"고 밝혔다. 해당 연구를 공동 주도한 카이 야오(Kan Yao) 박사는 "AI가 모든 문제의 해답은 아니지만, 열 방출체처럼 스펙트럼 조절이 핵심인 소재 설계에서는 머신러닝이 최적의 해법이 될 수 있다"고 강조했다. 연구진은 향후 이 프레임워크를 나노광학(nanophotonics) 분야 전반에 확장 적용할 계획이다. 나노광학은 빛과 물질이 나노미터 수준에서 상호작용하는 영역으로, 센서·이미징·에너지 기술 등 차세대 광학 기술의 핵심으로 주목받고 있다. 이번 논문은 AI 기반 신소재 설계가 실험적 한계를 넘어 상용 기술로 이어질 수 있는 가능성을 제시한 사례로 평가된다. 향후 기후변화 대응 및 에너지 효율화 기술 발전의 새로운 전환점이 될 수 있을지 주목된다.
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[신소재 신기술(186)] AI가 설계한 차세대 냉각 소재⋯실내 온도 낮추고 에너지 소비 줄인다
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[단독] 갤럭시 S25+ 충전 중 폭발 사고⋯삼성, 배터리 악몽 재연 우려
- 삼성전자의 휴대폰 갤럭시 S25+ 모델이 충전 중 폭발했다는 주장이 제기되며 삼성전자에 대한 품질 우려가 제기되고 있다. 19일(현지시간) 해외 IT 커뮤니티와 삼성매거진 보도에 따르면, 'ya_sking12767'라는 닉네임의 사용자가 SNS 플랫폼 X(엑스, 옛 트위터)에 갤럭시 S25+의 폭발 당시 모습을 담은 사진을 게재했다. 공개된 사진에는 기기가 완전히 검게 그을리고 한쪽 측면이 녹아내린 흔적이 담겼다. 해당 글은 이후 삭제됐지만, 일부 외신이 이미 사진을 확보해 보도에 활용했다. 폭발 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 사용자가 정품 충전기 대신 비정품 충전기를 사용했을 가능성, 혹은 차량 내나 직사광선 아래에서 장시간 충전했을 가능성 등이 추정된다. 일부에서는 해당 제품의 배터리 자체에 결함이 있었을 가능성도 제기하고 있다. 삼성전자는 과거 2016년 갤럭시 노트7의 연이은 발화 사고로 대규모 리콜과 단종이라는 타격을 입은 바 있다. 이후 삼성은 배터리 안전성 확보를 위해 엄격한 품질 검사와 안정성 기준을 강화해 왔으며, 갤럭시 S25 시리즈와 관련해서는 현재까지 별다른 유사 사례가 보고되지 않았다. 이번 사건이 제품 전반의 결함으로 이어지는지는 아직 판단하기 이르며, 개별적인 사례일 가능성도 배제할 수 없다. 그러나 글로벌 시장에서 큰 인기를 끌고 있는 플래그십 모델의 신뢰도에 영향을 줄 수 있는 만큼, 향후 삼성 측의 공식 입장과 조사 결과가 주목된다.
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[단독] 갤럭시 S25+ 충전 중 폭발 사고⋯삼성, 배터리 악몽 재연 우려
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[단독] "물 한 모금조차 사치"⋯멕시코 경신 공장, 노동자 인권 유린 '심각'
- 멕시코 소노라(Sonora) 주 시우다드 오브레곤에 있는 한국계 자동차 부품 기업 경신 오브레곤 공장에서 노동자들이 심각한 인권 침해와 열악한 근무 환경을 고발했다. 멕시코 현지매체 메디오소브손(mediosobson)에 따르면 현지 노동자들은 관리자와 감독자들의 폭언과 부당 지시에 시달리고, 기본적인 식수조차 공급받지 못한 채 장시간 노동을 강요받는다고 증언했다. 초과근무 수당 미지급, 복지 미이행 같은 임금 체불 문제까지 제기돼 논란이 확산되고 있다. "물도 없이 폭언 견뎌라?"…노동자들의 절규 노동자들은 현장 감독자들이 거듭 인격을 모독하고 폭언을 일삼는다고 주장한다. 일부 직원은 단순 실수나 의견을 말한 데에 보복 인사 조치를 받았다고 토로했다. 이러한 보복성 조치는 멕시코 노동법뿐 아니라 국제노동기구(ILO)의 인권 기준에도 정면으로 어긋난다. 또 다른 심각한 문제는 식수와 위생환경이다. 노동자들은 "고온다습한 환경에서 물이 없어 탈수 증상을 호소하는 일이 잦다"고 전했다. 여름철 기온이 40도를 넘나드는 북부 소노라주에서 물 부족은 생명까지 위협하는 실정이다. 화장실이나 손 씻기 시설 등 기본 위생설비조차 부족하다는 지적도 나온다. 노동자들은 "초과근무 수당은 물론, 이익 분배금조차 제대로 받지 못한다"고 말했다. 회사가 효율과 생산성만을 강조하며 노동자의 기본적인 권리와 복지에는 무관심하다는 비판이 나온다. 오브레곤 지역은 최근 수도관 노후화와 가뭄 때문에 물 부족을 겪고 있다. 그러나 노동자들은 "지역 요인도 있겠지만, 관리 부실과 기업의 무관심이 상황을 더 나쁘게 만들고 있다"고 주장했다. 책임 회피하는 기업, 방관하는 당국…커지는 자성 요구 국제 인권단체 휴먼라이츠워치(HRW)에 따르면, 멕시코에서는 노동자, 인권운동가, 언론인 등 다양한 시민이 폭력, 협박, 고문 같은 인권 침해에 노출돼 있고, 사법 체계의 비효율 때문에 정당한 구제를 받기 어려운 구조상 한계가 있다. 노동법상 보호 장치가 있지만, 현장에서는 제대로 작동하지 않는다. 부당 대우를 신고해도 보복이나 해고를 우려해 침묵할 수밖에 없다는 것이 노동자들의 일관된 주장이다. 경신 오브레곤 측은 공식적으로 "지역 일자리 창출과 경제 활성화에 이바지한다"고만 밝힐 뿐, 노동자들의 고발 이후에도 뚜렷한 태도나 개선책을 내놓지 않고 있다는 전언이다. 지방정부와 노동 당국도 소극 대응을 보이고 있다. 일부 노동자는 민원을 제기했지만, 실질 조사가 이뤄지지 않거나 기업 쪽에 유리한 방식으로 사건이 마무리됐다고 지적했다. 노동자들의 문제 제기 이후 일부 시민단체와 인권단체가 현장 실태조사에 나섰고, 지역 언론도 이를 집중 보도하면서 사회 관심이 높아지고 있다. 노동자들은 ▲안전하고 존엄한 근무 환경 마련 ▲충분한 식수와 위생시설 확보 ▲폭언과 괴롭힘 근절 ▲정당한 임금과 복지 제공 ▲노동자 의견을 반영한 소통 창구 마련 ▲외부 감사와 정부 개입을 강력히 요구하고 있다. 이번 사태는 한 기업의 문제를 넘어, 멕시코 전반의 노동 인권 현실을 상징하는 사건으로 평가받는다. 노동자들의 고발이 실질 제도 개선과 사회 변화로 이어질 수 있을지 주목할 만하다. 시민단체와 국제사회는 "이번 사건을 통해 멕시코 내 노동 인권 보호 체계를 다시 살피고, 국제 기준에 맞는 노동환경이 마련되도록 끊임없는 감시와 연대가 필요하다"고 강조했다.
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[단독] "물 한 모금조차 사치"⋯멕시코 경신 공장, 노동자 인권 유린 '심각'
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트럼프 주니어, 정용진 초청으로 방한…국내 대기업 총수들과 릴레이 면담
- 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 29일 정용진 신세계그룹 회장의 초청으로 한국을 찾는다. 트럼프 주니어는 30일 서울 모처에서 국내 주요 대기업 총수들과 릴레이 단독 면담을 가질 예정이다. 반도체, 자동차, 에너지, 전자, 철강, 방산 등 미국 사업 비중이 큰 기업 경영진이 대거 참석할 것으로 예상된다. 이번 방한은 트럼프 행정부 출범 이후 첫 공식 방문으로, 국내 재계와 트럼프 정부 간 소통 채널을 강화하기 위한 성격이 짙다. 트럼프 주니어는 정·관계 인사 면담 계획은 없는 것으로 알려졌다. [미니해설] 트럼프 주니어 방한…정용진 초청으로 국내 대기업 총수들과 릴레이 면담 도널드 트럼프 미국 대통령의 장남 트럼프 주니어가 29일 정용진 신세계그룹 회장의 초청으로 한국을 찾는다. 지난해 8월 정치 콘퍼런스 '빌드업코리아 2024' 참석 이후 8개월 만의 방한이자, 트럼프 대통령 취임 이후 첫 공식 방한이다. 트럼프 주니어는 이날 오후 전용기편으로 입국해 1박 2일의 짧은 일정을 소화할 예정이다. 이번 방한은 정 회장과의 개인적 친분에 기반을 두고 이뤄졌지만, 재계 안팎에서는 미국 통상 압박이 거세지는 상황에서 국내 주요 대기업과의 면담을 통해 향후 경제 협력 및 대응 방안을 논의할 기회가 될 것으로 기대하고 있다. 트럼프 주니어는 30일 서울 모처에서 국내 주요 대기업 총수들과 릴레이 형식으로 개별 면담을 가질 계획이다. 반도체, 자동차, 에너지, 전자, 철강, 방산 등 미국과의 사업 비중이 큰 산업군의 총수들이 주된 대상이다. 면담 대상자는 20명 안팎으로 추정되며, 10대 그룹 상당수가 참석할 것으로 보인다. 일부 총수들은 해외 체류나 일정 조율 문제로 참석 여부를 최종 조율 중이다. 현대자동차그룹 정의선 회장은 해외 일정으로 참석이 어렵고, 롯데그룹은 신동빈 회장을 대신해 장남 신유열 롯데지주 미래성장실장이 참석할 가능성이 있다. HD현대 정기선 수석부회장도 울산조선소 방문 일정으로 면담이 어려운 상황이다. CJ그룹 이재현 회장, 두산그룹 박정원 회장, LS그룹 구자은 회장, 한진그룹 조원태 회장 등이 면담 가능성 대상자로 거론된다. 또한, 네이버 이해진 글로벌투자책임자(GIO)도 미국과의 인공지능(AI) 협력 추진을 배경으로 면담 리스트에 이름을 올린 것으로 알려졌다. 일부 중견기업 회장들도 면담을 추진 중이다. 면담 시간은 개인당 1시간 내외로 예정돼 있으며, 트럼프 주니어가 주로 재계 총수들의 입장을 경청하는 형식이 될 전망이다. 특히 이번 만남은 향후 트럼프 행정부와 국내 기업 간 협력 가능성을 모색하는 데 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 트럼프 주니어는 정·관계 인사와의 공식 면담 계획은 없는 것으로 알려졌다. 외국에서 정부 인사를 접촉하려면 미국 백악관과 사전 협의가 필요한데, 이번 방한에서는 해당 절차가 생략됐다. 트럼프 주니어는 트럼프 2기 행정부 내에서 '막후 실세'로 평가받고 있다. 최근에는 JD 밴스 상원의원을 부통령 후보로 추천하는 등 정치적 영향력을 행사하고 있다. 이번 방한도 단순한 친목 이상의 상징성을 가진 것으로 보는 시각이 많다. 정용진 회장과 트럼프 주니어 간의 교류는 각별하다. 두 사람은 인간적 친분은 물론, 개신교 신앙을 공유하는 종교적 유대도 깊다. 지난해 12월 정 회장은 트럼프 주니어의 초청으로 플로리다 팜비치 마러라고 리조트를 방문해 트럼프 대통령과도 장시간 대화를 나눈 바 있다. 올해 1월 트럼프 대통령 취임식 참석 시에도 트럼프 주니어의 주선으로 다양한 미국 정·관계 인사를 만났다. 트럼프 주니어의 이번 방한을 통해 국내 재계는 트럼프 행정부 출범 이후의 통상 정책 방향을 가늠하고, 미국과의 협력 강화 방안을 모색하는 데 의미를 둘 것으로 보인다. 짧은 일정이지만, 대미 사업 비중이 높은 국내 주요 기업들에게는 중요한 외교 경제적 접촉 기회가 될 전망이다.
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트럼프 주니어, 정용진 초청으로 방한…국내 대기업 총수들과 릴레이 면담
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[신소재 신기술(141)] 칼텍, 인체 내 특정 부위에 치료 약물 전달하는 구형 마이크로 로봇 개발
- 미국 캘리포니아 공과대학교(칼텍·Caltech) 과학자들이 생체적합형 미세 하이브리드 마이크로 로봇을 개발해, 치료용 약물을 원하는 신체 부위에 주입하는 데 성공했다. 미래에는 치료용 약물을 체내 필요한 곳에 정확히 전달하는 것이 소형 로봇의 과제가 될 것이다. 금속 휴머노이드 로봇이나 생체를 모방한 로봇이 아니라 눈에 보이지 않을 정도로 작은 거품과 같은 구체가 될 것이다. 체내 실핏줄을 따라 이동해야 할 것이기 때문이다. 이러한 로봇의 개발은 까다롭다. 위산과 같은 체액으로부터 생존해야 하고 외부에서 제어가 가능해야 한다. 그래야 정확하게 목표 부위로 향할 수 있다. 또 목표에 도달했을 때만 치료제를 방출해야 하며, 그 후에는 인체에 해를 끼치지 않고 신체 내에서 흡수되어야 한다. 이런 모든 요건을 충족하는 마이크로 로봇이 칼텍(Caltech) 연구팀에 의해 개발되었다고 칼텍이 공식 홈페이지를 통해 밝혔다. 연구팀은 로봇을 사용해 쥐의 방광에 발생한 종양의 크기를 줄이는 치료제를 성공적으로 전달했다. 관련 논문은 사이언스 로보틱스(Science Robotics) 저널에 게재됐다. 연구팀이 개발한 로봇은 '생체흡수성 음향 마이크로 로봇(BAM)'이라고 명명됐다. 연구팀의 레이 가오 박사는 "약물을 신체에 주입하면 신체 모든 곳으로 확산된다. 우리가 개발한 마이크로 로봇은 종양 등 치료 대상 부위로 직접 안내해 통제되고 효율적인 방식으로 약물을 방출할 수 있다"고 말했다. 마이크로 또는 나노 로봇 개념은 새로운 것은 아니다. 전문가들은 지난 20년 동안 마이크로 로봇을 개발해 왔다. 그러나 혈액, 소변 또는 타액과 같은 복합적인 생체 유체에서 로봇을 정밀하게 움직이는 것은 매우 어렵기 때문에 생물 대상 적용은 제한적이었다. 특히 생체적합성 및 생체흡수성으로 신체에 독성 물질을 남기지 않아야 하는데, 이 역시 난제였다. 칼텍에서 개발한 마이크로 로봇은 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트라는 하이드로겔로 만들어진 미세한 구체다. 하이드로겔은 액체 또는 수지 형태로 시작해 내부에 있는 폴리머 네트워크가 굳어지면 고체가 되는 재료이다. 이러한 특성으로 하이드로겔은 다량의 액체를 유지할 수 있고, 많은 하이드로겔이 생체적합성을 갖는다. 또한 적층 제조 방법을 통해 구체의 외부에 치료용 약물을 탑재, 신체 내 목표 부위로 운반할 수 있다. 하이드로겔 레시피를 만들기 위해 연구팀의 일원이었던 줄리아 그리어는 '2광자 중합(TPP) 리소그래피'라는 기술을 활용, 3D 프린팅을 연상시키는 방식으로 복잡한 형태의 구조를 층층이 쌓아 올려 완성했다. 이 기술은 적외선 레이저 펄스를 사용해 특정 패턴에 따라 매우 정밀한 방식으로 감광성 폴리머를 가교시키는 기술이다. 그리어 팀은 직경 30마이크론의 미세 구조를 인쇄하는 데 성공했다. 이는 사람의 머리카락 직경과 비슷하다. 최종적으로 마이크로 로봇은 구체의 바깥쪽 내부에 자성 나노 입자와 치료 약물을 넣었다. 자성 나노 입자는 외부에서의 통제를 위한 것으로, 외부 자기장을 사용해 로봇을 원하는 위치로 안내할 수 있게 한다. 로봇이 목표 부위에 도달하면 그 자리에 머무르고 약물을 주입하게 된다. 연구팀은 마이크로 로봇의 외부를 친수성으로 설계해 구형 로봇이 신체를 통과할 때 뭉치지 않도록 했다. 그러나 마이크로 로봇의 내부는 기포를 가두어야 하기 때문에 친수성이어서는 안 된다. 그렇지 않으면 기포는 쉽게 붕괴되거나 용해된다. 가두어진 기포는 로봇을 이동시키고 실시간 이미징으로 추적하기 위해 중요하다. 외부는 친수성이고 내부는 소수성, 즉 물에 대한 저항성을 모두 갖춘 하이브리드 마이크로 로봇을 만들기 위해 연구팀은 2단계 화학적 변형을 고안했다. 먼저, 하이드로겔에 긴 사슬 탄소 분자를 부착해 전체 구조를 소수성으로 만들었다. 그런 다음 산소 플라즈마 에칭 기술을 사용해 외부의 긴 사슬 탄소 구조 일부를 제거함으로써 외부는 친수성으로, 내부는 소수성으로 남겼다. 이것이 이번 연구 프로젝트의 핵심 혁신이었다. 가오는 "내부는 소수성이고 외부는 친수성인 비대칭 표면 변형을 통해 소변이나 혈청과 같은 생체 유체에 장시간 기포를 가둘 수 있게 됐다“고 설명했다. 구형 마이크로 로봇 안에 있는 기포는 초음파 영상 대조제 역할을 한다. 기포를 통해 생체 내에서 움직이는 로봇을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 연구팀은 마이크로 로봇이 목표 지점으로 이동하는 것을 추적하는 방법도 개발했다. 연구의 마지막 단계는 방광 부위에 종양이 있는 쥐에 대한 테스트였다. 연구팀은 21일 동안 마이크로 로봇을 통해 네 차례 치료제를 전달했다. 그 결과 로봇이 전달하지 않은 치료제보다 종양을 줄이는 데 더 효과적이라는 사실이 규명됐다. 연구팀은 이번 개발 결과는 환자에 대한 약물 전달 및 정밀 수술을 위한 매우 유망한 플랫폼이 될 것이라고 자평하고 사람에 대한 임상 실험을 거쳐 상용화가 필요하다고 주장했다.
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[신소재 신기술(141)] 칼텍, 인체 내 특정 부위에 치료 약물 전달하는 구형 마이크로 로봇 개발
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[퓨처 Eyes(62)] 인공일식 만드는 '유럽의 눈', 태양의 비밀 밝힐까?
- 유럽이 쏘아 올린 두 개의 '눈'이 태양의 신비를 밝히기 위한 여정을 시작했다. 유럽우주국(ESA)은 최근 인도에서 극궤도위성발사체(PSLV)를 통해 인공위성 두 대를 발사하며, 인공일식을 구현하고 태양 코로나를 정밀히 연구하는 임무에 착수했다. '프로바-3(Proba-3)'로 명명된 이 임무는 첨단 편대 비행 기술을 활용해 기존 관측의 한계를 뛰어넘는 혁신적 연구를 목표로 한다. 두 위성이 만들어낼 인공일식은 태양의 숨겨진 비밀을 밝힐 열쇠가 될 것으로 기대된다. 인공일식, 태양 연구의 새로운 도구로 떠오르다 인공일식은 실제 일식과 유사하게 태양빛을 인위적으로 차단해 태양 외곽의 가스층인 코로나를 관찰할 수 있는 기술이다. 자연일식은 태양, 달, 지구가 정확히 일직선으로 정렬되는 순간에만 짧게 관측할 수 있다. 그러나 인공일식은 위성을 활용해 필요할 때 언제든 구현할 수 있다는 점에서 기존 관측법을 뛰어넘는 혁신적 도구로 주목받는다. 프로바-3는 ESA가 주도하는 실험적 프로젝트로, 두 대의 위성이 놀랍도록 정교한 편대 비행을 통해 인공일식을 생성한다. 이를 통해 태양의 외곽 대기층인 코로나를 장시간 연구하며, 관측 기술과 차세대 우주 임무를 위한 정밀 비행 기술을 검증하는 것을 목표로 한다. ESA, 프로바-3 위성 발사 성공⋯첨단 편대 비행 기술로 '인공일식' 구현 프로바-3의 두 위성은 각각 '코로나그래프 위성'과 '오컬터 위성'으로 구성된다. 코로나그래프 위성은 태양 코로나를 촬영하는 과학 장비를 탑재하고, 오컬터 위성은 태양빛을 차단하는 디스크를 장착해 코로나그래프 위성에 그림자를 드리운다. 두 위성은 150m 거리를 유지하며 밀리미터 단위의 정밀도를 요구하는 이 기술을 실증할 예정이다. 2024년 12월 5일 오전 5시 34분(현지 시간), 두 위성은 인도 우주연구기구(ISRO)의 극궤도위성발사체(PSLV)에 실려 발사됐다. PSLV는 두 위성을 약 356마일(573km)에서 3만 7632마일(6만 563km) 사이의 타원형 궤도에 배치했다. 초기 점검 후 두 위성은 내년 초 기술 실증 실험을 위해 서로 분리된다. ESA의 프로젝트 매니저 다미앵 갈라노는 "간단히 말해, 기술적으로 도전적인 새로운 개념과 기술을 우주에서 실증하기 위한 실험"이라고 설명했다. 6시간 동안 유지되는 인공일식, 코로나 연구의 새 지평 열다 자연일식이 몇 분간 지속되는 것과 달리, 프로바-3는 최대 6시간 동안 인공일식을 유지할 수 있다. 프로바-3 오컬터 우주선은 궤도의 정점에 도달하면 약 150m 떨어진 코로나그래프 우주선에 정밀하게 제어된 그림자를 드리워 한 번에 6시간 동안 필요에 따라 일식을 관측할 수 있다. 이는 과학자들에게 코로나를 장시간 관찰할 기회를 제공한다. 코로나는 태양 표면에서 방출되는 고온의 가스층으로, 온도가 태양 표면보다 수백 배 더 높다. 과학자들은 이 현상의 원인을 밝히기 위해 노력하고 있다. 다시 말하면, 코로나는 태양의 대류 표면에서 수백만 마일 떨어져 있으며 온도는 화씨 350만도(섭씨 약 194만℃)에 달한다. 과학자들은 태양이 어떻게 태양풍을 생성하고 지구에 영향을 줄 수 있는 지자기 폭풍을 일으키는 지 이해하기 위해서 코로나를 연구하는 것이 중요하다고 강조했다. 벨기에 왕립천문대의 안드레이 주코프는 "프로바-3는 기존 관측으로는 확인할 수 없었던 1.1~3 태양 반지름의 영역을 연구할 것"이라며 "이를 통해 코로나 질량 방출(CME)과 태양풍의 가속화를 실시간으로 추적할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 프로바-3은 태양 표면에서 7만km(4만3500마일) 상공까지 평소에는 보이지 않는 코로나의 일부분을 이미지화하는 임무를 맡았다. 다른 위성의 기존 코로나그래프는 코로나의 가장 바깥 쪽을 관측하는 데 능숙한 반면, 극자외선 기기는 태양에 가까운 코로나의 일부를 관측할 수 있다. 또한, 프로바-3의 코로나그래프 위성의 고성능 카메라는 2초마다 이미지를 촬영해 태양풍을 형성하는 고온 플라스마의 미세한 움직임을 분석한다. 이는 태양풍이 최대 초속 200만 킬로미터로 가속되는 메커니즘을 규명하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 150m 거리 유지, 밀리미터 단위 정밀 비행의 비밀 이번 임무의 핵심은 정밀한 편대 비행 기술이다. 두 위성은 GPS, 항성 추적기, 무선 링크, 그리고 레이저 거리 측정 장비를 활용해 서로의 위치를 지속적으로 모니터링한다. ESA의 과학자 조 젠더는 "디스크와 카메라 간 거리를 늘려야 원치 않는 빛의 간섭을 방지하고 태양 주변의 코로나를 더욱 선명하게 관찰할 수 있다"고 설명했다. 레이저 거리 측정 기술은 오컬터 위성이 코로나그래프 위성에 레이저를 발사하고 반사된 빛을 통해 거리를 계산하는 방식으로 작동한다. 이를 통해 두 위성은 손톱 두께에 해당하는 1밀리미터 오차 범위 내에서 최대 6시간 동안 위치를 유지해 인공일식을 만들어 낼 수 있다. 정밀 편대 비행 기술, 우주 탐사 혁신의 전환점 프로바-3 임무는 단순히 태양 연구에 머물지 않는다. 두 대의 우주선으로 정밀 편대 비행 기술이 입증되면, 이 기술은 향후 화성 샘플 회수 임무와 우주 쓰레기 제거 같은 프로젝트에서도 활용될 수 있다. 예를 들어, 정밀 비행을 통해 화성에서 채취한 샘플을 지구로 가져오는 캡슐을 정확히 회수하거나, 궤도에 떠도는 우주 쓰레기를 효율적으로 제거할 수 있다. ESA 사무총장 요제프 아슈바허는 "이번 임무는 작은 위성 여러 대가 협력해 가상 망원경을 형성하는 새로운 작업 방식을 열어줄 것"이라며 기술적 성과를 강조했다. 10년 연구의 결실, 국제 협력의 모범 사례 프로바-3는 약 10년에 걸쳐 14개 ESA 회원국과 캐나다의 협력으로 개발됐으며, 스페인과 벨기에가 주요 재원을 지원했다. 이 프로젝트는 국제적 협력을 통한 기술 혁신의 대표적 사례로 평가받는다. ESA에 따르면 프로바-3의 초기 시운전 단계가 계획대로 진행되면 2025년 초에 오컬터와 코로나그래프 두 개의 우주선은 분리되어 개별 점검을 시작할 예정이다. 또한 편대 비행을 통한 코로나의 첫 관측을 포함한 임무의 운영 단계는 약 4개월 후에 시작된다. 두 위성은 2년 동안 최소 1000시간의 인공일식을 생성하며 코로나 연구를 지속할 예정이다. 임무 종료 후 위성들은 궤도를 낮춰 지구 대기권에서 소멸할 예정이다. '유럽의 눈', 우주 탐사의 새 길 열다 '유럽의 눈'으로 불리는 프로바-3 임무는 태양 연구와 우주 기술의 한계를 확장하며 과학적, 기술적 도약을 동시에 이뤄냈다. 이는 우주 산업의 새로운 가능성을 열 뿐 아니라, 태양 연구를 통해 지구 환경과 우주 기후의 이해를 한층 깊게 할 것으로 기대된다. 프로바-3가 그려낼 미래는 단순히 태양의 신비를 밝히는 것에 그치지 않는다. 화성 탐사, 우주 쓰레기 제거 등 인류의 우주 탐사에 새로운 장을 열 가능성으로 가득 차 있다. 유럽의 두 '눈'이 보여줄 미래, 그 시작에 전 세계의 이목이 집중되고 있다.
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[퓨처 Eyes(62)] 인공일식 만드는 '유럽의 눈', 태양의 비밀 밝힐까?
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[신소재 신기술(125)] 양자 '슈뢰딩거의 고양이' 23분간 유지 성공⋯양자역학 새 지평 열어
- 과학자들이 양자 고양이 상태를 무려 23분(1400초) 이상 유지해 기존 기록을 경신했다. 중국 과학기술대학교 연구진이 '슈뢰딩거의 고양이' 상태를 1400초(약 23분 33초) 동안 유지하는 데 성공했다는 연구 결과를 발표했다고 IFL사이언스가 전했다. 이는 양자 중첩 상태를 장시간 유지한 세계 최장 기록으로, 고정밀 특정 및 양자 컴퓨터 정보 처리 분야에 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다. 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 원리를 설명하는 데 자주 사용되는 비유로 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 1935년에 고안한 사고 실험이다. 이 실험은 양자 역학의 불완전함을 보여주기 위해서 고안됐다. 실험 원리는 다음과 같다. 상상속의 밀폐된 상자 안에 고양이 한 마리가 들어있다. 또 상자 안에는 방사성 물질과 연결된 독가스 장치가 있다. 방사성 물질은 1시간 안에 50%의 확률로 붕괴한다. 만약 붕괴하면 독가스가 방출되어 고양이가 죽고, 붕괴하지 않으면 고양이가 살아 있다. 여기서 중요한 점은 상자를 열어보기 전까지는 고양이가 죽었는지 살았는지 확인할 수 없다는 것이다. 양자역학에 따르면, 상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 중첩되어 존재한다. 즉, 고양이는 살아 있으면서 죽어 있는 상태다. 슈뢰딩거는 이 실험을 통해 양자역학의 '중첩' 해석에 의문을 제기했다. 거시세계에서는 고양이가 죽었거나 살았거나 둘 중 하나이며 중첩된 두 가지 상태가 동시에 존재할 수 없기 때문이다. 즉, '슈뢰딩거의 고양이'는 양자역학의 불확실성을 설명하는 사고 실험으로, 상자 속 고양이가 살이 있는 상태와 죽어 있는 상태가 중첩되어 존재한다는 개념이다. 연구팀은 1만개의 이터븀 원자를 절대영도보다 몇 천분의 1도 높은 온도로 냉각시키고 빛을 이용하여 포획하는 실험을 진행했다. 각 원자는 정밀하게 제어되어 두 가지 스핀 상태의 중첩 상태, 즉 '양자 고양이' 상태를 형성했다. 이번 연구에서 주목할 점은 양자 고양이 상태의 유지 기간이다. 자연 상태에서는 중첩 상태가 순식간에 붕괴되지만, 이번 실험에서는 1400초 동안 유지됐다. 연구진은 진공 개념을 개선하면 유지 시간을 더욱 늘릴 수 있을 것으로 예상했다. 인도 캘거리 대학교의 배리 센더스 교수는 "이터븀 원자를 이용해 안정적인 양자 고양이 상태를 구현한 것은 놀라운 성과"라며 "이를 통해 미세한 외부 영향을 감지하고 상호 작용을 연구하는 데 활용할 수 있다"고 평가했다. 센더스 교수는 이 연구에 참여하지는 않았다. 이번 연구는 이터븀 원자를 이용한 장치가 자기장 측정에 매우 민감하게 반응한다는 사실을 밝혀냈으며, 다양한 분야의 응용 가능성을 제시했다. 양자역학 분야에서는 지난해에 16 마이크로그램의 결정을 중첩 상태로 만드는 실험이 성공하는 등 끊임없는 혁신이 이루어지고 있다. 이번 연구 결과는 아직 동료 평가를 받지 않았으며, 관련 논문은 아카이브(arXiv)에서 확인할 수 있다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(125)] 양자 '슈뢰딩거의 고양이' 23분간 유지 성공⋯양자역학 새 지평 열어
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WHO "휴대전화 사용과 뇌종양 관련성 없다" 발표
- 세계보건기구(WHO)는 3일(현지시간) 휴대전화 사용과 뇌종양발병 리스크 증가간에 상관성이 없다는 새로운 조사결과를 발표했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 WHO는 무선기술 사용이 크게 증가하고 있지만 뇌종양의 발생률은 이같은 사실과 비례하는 형태로 늘어나지 않다고 지적했다. 이같은 경향은 장시간 휴대폰을 이용하는 사람과 10년이상 휴대전화를 사용하고 있는 사람에게 적용됐다. 이번 조사는 WHO가 주도했으며 최종 분석결과는 지난 1994년부터 2022년까지 63건의 연구를 대상으로 하고 있으며 호주의 방사선대책당국 등 10개국의 11명에 의해 검증됐다. 공동 연구자 중 한 명인 뉴질랜드의 오클랜드대학의 마크 엘워드 교수(암역학)는 "휴대전화 뿐만 아니라 TV와 베이비모니터, 레이더에 사용되고 있는 고주파의 영향을 검증했다"고 지적한 뒤 "주요한 연구과제 어떤 것도 리스크 증가를 보여주지 않았다"고 설명했다. 이번 검증평가에서는 성인과 어린이의 뇌종양 이외에 뇌하수체와 타액선의 암, 백혈병에 대해 휴대전화의 사용과 기지국, 통신기, 직업피폭과 관련된 리스크를 조사했다. 다른 종류의 암에 대해서는 별도 보도됐다. WHO를 비롯한 국제보건기관은 휴대전화의 전자기파에 의한 건강 악영향에 대해 결정적인 증거는 없다고 해도 추가적인 연구를 촉구했다. 현재 국제암연구기관(IARC)은 "뇌종양을 일으킬 리스크를 증가시킬 가능성이 있다"며 2B급으로 분류하고 있다. IARC의 자문그룹은 2011년의 평가 이후 새로운 데이터를 감안해 조속히 분류를 재평가하도록 요청하고 있었다.
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WHO "휴대전화 사용과 뇌종양 관련성 없다" 발표
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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(75)] 땀으로 혈당 측정하는 소형 레이저 장착 밴드, 당뇨 관리 혁신 이끌다
- 땀으로 혈당 등 건강상태를 측정할 수 있는 소형 레이저가 장착된 밴드(일종의 반창고)가 개발됐다. 싱가포르 난양공과대학(NTU) 연구진은 땀을 통해 건강 지표를 추적할 수 있는 혁신적인 미세 레이저 장착 밴드를 개발했다고 메디컬 익스프레스와 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 전했다. 이 혁신적인 밴드는 마이크로레이저 기술을 부드러운 하이드로겔 필름에 통합해 실시간으로 정밀한 바아오마커(생체 지표)를 감지한다. 특히 이 기술은 당뇨병 환자의 경우, 채혈 없이 혈당 수치를 실시간으로 확인할 수 있어 편의성을 크게 높였다. NTU 전자전기공학부(EEE) 연구팀은 액정 방울에 마이크로레이저를 캡슐화하고 액체를 부드러운 하이드로겔 필름에 내장함으로써 석고처럼 작고 유연한 빛 기반 감지 장치를 만들어 팔에 부착함으로써 몇 분 안에 매우 정확한 바이오마커 판독값을 제공할 수 있었다. 인간의 땀에는 포도당, 젖산, 요소와 같은 건강 상태를 나타내는 바이오마커가 포함되어 있으며, 이를 통해 다양한 건강 상태를 파악할 수 있다. 기존에는 당뇨병 환자들이 혈당 수치를 모니터링하기 위해 손가락 채혈과 같은 침습적인 방법에 의존해 왔다. 하지만 이런 방법은 통증과 불편함을 야기할 수 있다. 센서 기반 장치도 있지만 비용이 많이 들고 장시간 피부에 부착하면 불편함을 느낄 수 있다는 단점이 있다. NTU 연구팀은 미세 레이저 기술을 부드러운 하이드로겔 필름에 통합하여 유연하고 컴팩트한 센서 장치를 개발했다. 이 장치는 땀 속 생체 지표 수준을 빠르고 정확하게 감지해 채혈 등의 침습적인 절차 없이 건강 상태를 모니터링 할 수 있다. 연구팀은 이 밴드가 건강 모니터링 기술의 중요한 발전이라고 강조했다. 밴드의 각기 다른 색깔의 점들은 포도당, 젖산, 요소를 나타내며 동시에 세 가지를 모두 모니터링할 수 있도록 설계됐다. NTU의 EEE 조교수이자 바이오디바이스 및 바이오인포매틱스 센터 첸 유청 소장은 "저희의 혁신은 당뇨병 환자가 건강을 모니터링하는 비침습적이고 빠르고 효과적인 방법을 나타낸다. 마이크로레이저와 소프트 하이드로겔 필름을 결합함으로써 환자에게 보다 즐거운 건강 모니터링 경험을 제공하는 웨어러블 레이저의 실현 가능성을 입증했다"고 말했다. 실험 결과, 이 밴드는 기존 기술보다 100배 더 민감하게 0.001mm의 미세한 생체 지표 변화를 감지하는 놀라운 성능을 보였다. 이러한 정밀도는 생체 지표 추적 정확도를 높여 사용자의 건강 상태를 자세히 파악할 수 있게 한다. 연구의 제1저자인 NTU 박사 후보생 니 닝위안은 "저희 기기는 바이오마커 수치의 높고 낮은 범위를 모두 감지할 수 있다. 이는 현재 유사한 건강 모니터링 기기가 높은 포도당 수치만 추적하는 데 초점을 맞추고, 다른 건강 합병증을 나타낼 수 있는 비정상적이거나 낮은 포도당 수치는 추적하지 않기 때문에 당뇨병 환자에게 특히 유익하다. 기존 기기와 비교했을 때 저희 기기는 다양한 판독값을 나타내 사용자의 건강 상태를 명확하게 보여준다"고 설명했다. 연구팀은 이 장치를 더욱 발전시켜 땀에 존재하는 약물 및 기타 화학 물질과 같은 추가적인 물질을 감지하는 데에도 활용할 계획이다. 이번 연구 결과는 학술지 '분석 화학(Analytical Chemistry)에 게재됐다.
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[신소재 신기술(75)] 땀으로 혈당 측정하는 소형 레이저 장착 밴드, 당뇨 관리 혁신 이끌다
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[신소재 신기술(58)] 차세대 나트륨-황산 배터리, 20% 비용 절감 및 성능 향상 달성
- 세계적으로 널리 활용되는 비-리튬 전기화학 에너지 저장 기술의 하나인 나트륨-황(NSA) 배터리가 한층 업그레이드된 모델이 출시됐다. 일본 산업용 세라믹 기업인 NGK와 독일 화학 회사인 BASF 자회사 BASF 고정식 에너지 스토리지(BASF Stationary Energy Storage)는 협력을 통해 기존 NAS 배터리 대비 총비용을 20% 절감하고 성능을 향상시킨 NAS 모델 L24를 선보였다고 에너지스토리지가 12일(현지시간) 보도했다. NAS 모델 L24는 연간 1% 미만의 셀 성능 저하율과 향상된 열 관리 시스템을 통해 장시간 안정적인 방전이 가능하며, 설치 공간 및 유지 관리 비용 절감 효과를 제공한다. 현재까지 전 세계적으로 약 720MW/5000MWh의 NAS 배터리 시스템이 구축됐다. 이는 일반 가정에서 사용되는 전력량(kW)의 7200억 배에 해당하는 대규모 전력량이다. MW(메가와트)sms kW(킬로와트)보다 1000배 더 큰 단위이다. kW는 일반 가정에서 사용하는 전력량을 나타내는 단위로 표시된다. 반면 MW는 대규모 시설이나 산업체에서 사용하는 전력량을 나타내는 데 사용된다. 최근에는 독일, 불가리아, 호주, 일본 등 다양한 국가에서 NAS 모델 L24 주문 및 프로젝트 계약이 체결됐다. 특히 6시간 이상의 저장 용량이 요구되는 중장기 에너지 저장(LDES) 분야에서 NAS 배터리는 대용량 전력 저장 솔루션으로 주목받고 있다. NAS 배터리는 고유한 세라믹 전해질을 사용하여 300℃의 고온에서 작동한다. 낮은 저하율은 NGK 제품의 오랜 강점 중 하나다. 이번에 출시된 NAS 모델 L24는 더욱 개선된 저하율을 자랑하며, 관련 에너지 저장 산업 안전 기준 인증을 획득했다. NGK와 BASF는 2019년부터 NAS 기술 개발 및 판매를 위한 파트너십을 이어오고 있으며, 이번 신제품 출시는 양사의 긴밀한 협력의 결과다. NGK 에너지 저장 부문 부사장 겸 총괄 관리자인 다케다 류고는 "연간 1% 미만의 낮은 저하율은 에너지 저장 산업에서 주목할 만한 성과"라고 강조했다. BASF Stationary Energy Storage의 프랑크 프레히틀 전무 이사는 "NAS 모델 L24를 통해 고객들은 초기 투자 비용 절감뿐만 아니라 장기적으로 약 20%의 프로젝트 비용 절감 효과를 누릴 수 있을 것"이라고 밝혔다.
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[신소재 신기술(58)] 차세대 나트륨-황산 배터리, 20% 비용 절감 및 성능 향상 달성
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[퓨처 Eyes(32)] 무중력 흑연 플랫폼, 자기부상 열차 기술의 미래를 열다?
- 일본 오키나와 과학 기술 연구소(OIST) 양자 기계 연구팀은 흑연과 자석을 활용해 공중에 떠있는 '무중력' 흑연 플랫폼을 선보였다. 과학 전문 웹사이트 피지스(Phys. org)와 뉴아틀라스, 퓨처리즘 등 다수 외신은 "OIST 연구팀은 물리적 접촉이나 기계적 지지대 없이도 안정적으로 매달릴 수 있는 공중 부양 소재 개발에 힘쓰고 있다"며 이번 연구에 대해 집중 조명했다. 공중 부양 소재는 물리적 접촉이나 기계적 지지 없이도 자유롭게 공중에 떠 있는 특성을 지닌 물질을 일컫는다. 가장 흔히 접하는 공중 부양 현상은 자기력에 의해 발생한다. 초전도체나 반자성 물질(자기장에 밀리는 성질)과 같은 물체를 자석 위에 부유시켜 첨단 과학 센서와 일상 용품을 개발할 수 있다는 것이다. 본 연구실 책임자인 제이슨 트왐리(Jason Twamley) 교수는 국제 협력 기관과 함께 흑연과 자석을 활용한 진공 부상 플랫폼을 설계했다. 특기할 만한 점은 이 '부상 플랫폼(플로팅 플랫폼)'이 외부 전원 공급 없이 작동하며, 초고감도 센서 개발을 위한 매우 정밀하고 효율적인 측정 환경을 제공한다는 것이다. 본 연구 결과는 권위있는 학술지 '응용물리학 레터(Applied Physics Letters)'에 게재되었다. '반자성' 물질에 외부 자기장을 가하면 이 물질은 반대 방향의 자기장을 생성하여 반발력을 일으켜 자기장을 밀어낸다. 따라서 반자성 재료로 만든 물체는 강한 자기장 위에 떠 있을 수 있다. 예를 들어 자기부상열차에서는 강력한 초전도 자석이 반자성 물질로 강한 자기장을 만들어 중력을 거스르는 것처럼 보이는 공중부양을 실현한다. 연필심에서 추출되는 흑연(결정질 탄소)은 강력한 자기 반발력(높은 반자성)을 지닌다. 연구팀은 미세한 흑연 구슬 분말을 전기 절연성이 있는 실리카로 화학 코팅한 후 왁스와 혼합하여 그리드(격자) 패턴으로 배열된 자석 위에 부상시키는 1㎠ 크기의 얇은 정사각형 플랫폼을 제작했다. 이 과정에서 흑연은 반자성을 유지하지만 절연은 부양에 필요한 에너지 손실을 방지한다. 테스트 결과 실리카 코팅 흑연 플랫폼은 북극과 남극이 번갈아가며 자석으로 구성된 표면 위에서 장시간 공중에 떠 있을 수 있었다. 연구팀은 이 공중 부양 플랫폼 시스템은 힘, 가속도 및 중력을 측정하는 새로운 유형의 센서로 이어질 수 있다고 밝혔다. 더 정밀한 양자 센서를 위해 또 다른 버전은 피드백 자력을 사용해 플랫폼의 수직 움직임을 지속적으로 수정하고 플랫폼의 운동 에너지를 줄이기 위해 냉각시킨다. 그러나 여기서 단점은 외부 전원이 필요하다는 것이다. 외부 전력 공급 없이 작동하는 자력 부상 플랫폼 구현에는 몇 가지 기술적인 과제가 있다. 가장 큰 어려움은 '와류 감쇠(eddy damping)'로, 이는 진동 시스템이 시간 경과에 따라 외부 힘으로 인해 에너지를 손실하는 현상을 의미한다. 흑연과 같은 전도성 물질이 강력한 자기장을 통과할 때 발생하는 전류 흐름은 에너지 손실을 초래하며, 이는 첨단 센서 개발에 자력 부상 기술을 활용하는 데 있어 주요한 걸림돌이 된다. 이에 OIST 연구원들은 에너지 손실 없이 부유하고 진동할 수 있는 플랫폼, 즉 한 번 가동되면 추가적인 에너지 투입 없이도 장시간 지속적으로 진동을 유지할 수 있는 플랫폼을 설계하기 시작했다. 앞서 지적한 것처럼 이러한 '마찰 없는' 플랫폼은 힘, 가속도, 중력 측정을 위한 새로운 유형의 센서 개발뿐 아니라 다양한 분야에 활용될 수 있는 잠재력을 지닌다. 와류 감쇠 문제를 해결한다고 해도 진동 플랫폼의 운동 에너지 최소화라는 또 다른 과제가 남아 있다. 이 에너지 수준을 낮추는 것은 다음과 같은 두 가지 이유로 중요하다. 먼저, 플랫폼을 센서로 활용할 때 더욱 민감한 측정을 가능하게 한다. 다음으로, 양자 효과가 지배적인 양자 영역으로 진입하여 운동 에너지를 냉각시키면 정밀 측정의 새로운 가능성을 열 수 있다. 따라서 진정한 마찰 없는 자립형 플로팅 플랫폼을 구현하기 위해서는 와류 감쇠와 운동 에너지 문제를 모두 해결해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 흑연 기반의 새로운 물질 개발에 힘썼다. 화학적 변형을 통해 흑연을 전기 절연체로 변환함으로써 에너지 손실을 최소화하면서도 진공 상태에서 물질의 부상을 가능하게 했다. 과학자들은 실험 환경에서 플랫폼의 움직임을 지속적으로 추적하고 분석했다. 이러한 실시간 데이터를 활용하여 피드백 자기장을 적용하여 플랫폼의 진동을 감쇠시킴으로써 플랫폼의 운동을 냉각하고 속도를 크게 감소시켰다. 트왐리 교수는 "열은 진동을 야기하지만, 지속적인 모니터링과 시스템에 실시간 피드백을 제공함으로써 이러한 진동을 줄일 수 있다고 설명했다. 피드백은 시스템의 감쇠 속도, 즉 에너지 손실 속도를 조절하기 때문에 적극적인 감쇠 제어를 통해 시스템의 운동 에너지를 감소시켜 효과적으로 냉각할 수 있다"고 밝혔다. 트왐리 교수는 또한 "충분히 냉각된다면 이 공중 부상 플랫폼은 지금까지 개발된 가장 민감한 원자 중력계보다 더 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다"고 강조했다. 이어 "원자 중력계는 원자의 움직임을 이용하여 중력을 정밀하게 측정하는 최첨단 장치이다. 이러한 수준의 정밀도를 달성하기 위해서는 진동, 자기장, 전기 노이즈와 같은 외부 간섭으로부터 플랫폼을 격리하는 엄격한 엔지니어링이 필요하다. 현재 진행 중인 연구는 이러한 시스템을 개선하여 이 기술의 잠재력을 최대한 발휘하는 데 초점을 맞추고 있다"고 덧붙였다.
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[퓨처 Eyes(32)] 무중력 흑연 플랫폼, 자기부상 열차 기술의 미래를 열다?
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[퓨처 Eyes(30)] 한국형 인공태양, 1억도 플라즈마 세계 신기록 수립
- 한국 핵융합에너지연구원(핵융합연·KFE) 연구팀은 인공태양 연구에서 획기적인 성과를 달성하며 과학 역사에 찬란한 족적을 남겼다. 바로 1억도 플라즈마를 48초간 유지하는 놀라운 기록을 세운 것이다. 이는 핵융합 에너지 실현이라는 꿈에 한 발짝 더 다가선 뜻깊은 성과이다. KSTAR(한국 초전도 토카막 핵융합 연구장치)라는 인공태양 핵융합로를 활용한 이번 연구는 한국 과학자들의 탁월한 기술력을 여실히 보여준다. 1억도라는 극한의 온도를 48초간 유지하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이는 핵융합 에너지 개발 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 자랑하는 한국 과학의 위상을 더욱 굳건히 하는 계기가 되었다. 토카막(Tokamak)은 태양처럼 핵융합 반응이 일어나는 환경을 만들기 위해 초고온의 플라즈마를 자기장을 이용해 가두는 핵융합장치다. 플라즈마를 구속하는 D자 모양의 초전도 자석으로 자기장을 만들어 플라즈마가 도넛 모양의 진공용기 내에서 안정적인 상태를 유지하도록 제어한다. 1억도 플라즈마 48초간 유지 KFE는 한국의 '인공태양'으로 불리는 KSTAR가 최근 실험에서 핵심 부품을 업그레이드해 태양 중심핵 온도의 7배에 해당하는 1억도의 플라즈마를 48초 동안 연속 운전하는데 성공했다고 지난 3월 27일 밝혔다. 이는 2022년 기록했던 30초를 크게 뛰어넘는 놀라운 발전이며, 핵융합 기술의 지속적인 진보를 보여주는 명확한 증거이다. 플라즈마는 높은 온도에서 전자와 양이온이 분리되어 형성되는, 전기적으로 중성인 기체 상태이다. 이는 태양과 별의 뜨거운 심장부에서 발견되는 특별한 물질 상태이며, 핵융합 반응의 필수적인 요소이다. KSTAR는 한국 초전도 토카막 첨단연구의 정식 명칭으로, 2022년에 1억도 플라즈마를 30초간 유지하는 기록을 세웠다. 텅스텐 디버터로 안정성 향상 2023년 12월 31일부터 3개월간 진행된 최근 테스트에서 KSTAR은 텅스텐 디버터를 사용해 플라즈마의 안정성을 크게 향상시키고 유지 시간을 48초까지 늘리는 데 성공했다. 이는 이전 기록 30초를 크게 뛰어넘는 성과다. 또한 저감속 모드보다 안정적인 고성능 플라즈마 운전 모드인 'H 모드(H-mode)'를 102초 동안 장시간 유지하며 기록을 경신했다. H-모드는 토카막형 핵융합 장치 운전시 특정 조건 하에서 플라즈마의 가둠 성능이 약 2배 증가하는 현상이다. 이는 핵융합 연구 분야에서 획기적인 진보를 의미하며, 미래 에너지 문제 해결에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 1억도 운전을 추진한 고성능시나리오연구팀 한현선 박사는 "1억도 초고온 이온 플라즈마(High-Ti shot) 운전을 기존 30초에서 48초간 유지 달성하며 우리의 운전 방식이 40초대에서도 유효함을 확인했다. 지난해에는 플라즈마를 충분히 가열하고 유지할 파워가 부족해 실험이 어려웠다. 이번에는 중성자빔 가열장치의 성능 향상이 48초 유지의 바탕이 됐다"며 1억도 플라즈마의 장시간 운전은 초고온 플라즈마에 대한 이해를 높일 수 있는 자료이자 향후 핵융합 발전로에 쓰일 새로운 운전 모드 연구의 기반이 된다고 말했다. 텅스텐 재질 디버터(divertor)의 도입이 이러한 획기적인 성과를 가능하게 했다. 디버터는 핵융합 반응에서 발생하는 열과 불순물을 제거해 플라즈마 오염을 최소화하고 주변 장벽을 보호하는 역할을 한다. 텅스텐은 기존 탄소 재질보다 녹는점이 훨씬 높아 열 부하에 대한 내구성이 뛰어나다. 실험 결과, 텅스텐 디버터는 동일한 열 부하 상황에서 표면 온도 상승률이 25% 감소했다. KSTAR 연구 본부 고성능시나리오팀 김현석 선임연구원은 "디버터는 플라즈마의 열속이 집중되는 부분이다. 이번 테스트를 준비하면서 KSTAR처럼 토카막 내벽을 텅스텐으로 교체한 해외 융합 장치들의 사례를 토대로 KSTAR의 새로은 텅스텐 환경이 기본 카본 환경과 크게 다르지 않을 것으로 에상했다. 하지만 초기 실험에서 무언가 달랐다"고 전했다. 김 연구원은 "초기에 토카막 내벽 온도가 잘 안 올라갔다. 디버터는 소재만 바뀐 게 아니라 아랫부분의 구조(형상)도 기존 직선형에서 고래꼬리 형태로 바뀌었다. 형상과 소재 두 가지 요인이 복합적으로 작용해서 플라즈마 성질이 바뀌었는데, 바뀐 형태에서 어떻게 해야 좋은 성능을 발휘할 수 있을지 고민했다. 샷이 발생하면 과거의 형상을 만드는 것에서 시작해서 플라즈마 성능을 잠시 유지하고 안정이 되면 바뀐 디버터 형상으로 바꾸어 유리하는 전략으로 운전하며 기존 성능을 재현할 수 있엇다"고 설명했다. 핵융합은 두 개의 가벼운 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵을 만들면서 엄청난 양의 에너지를 방출하는 과정이다. 모든 금속 중 가장 높은 녹는점(3422°C)을 자랑하는 텅스텐은 핵융합 반응의 극한 환경에서도 흔들림 없이 자리한다. 또한 낮은 불순물 형성은 플라즈마 오염을 최소화하여 핵융합 반응의 순도를 높이는 데 기여한다. 프랑스에 건설 중인 ITER 실험로는 핵융합 에너지의 실현 가능성을 검증하는 국제 핵융합 연구의 중심 무대이다. 텅스텐 다이버터를 사용하는 ITER 실험로는 내년 첫 플라즈마 생성을 목표로 하고 있다. KSTAR의 이번 성과는 ITER 실험로의 성공적인 운영에 중요한 데이터를 제공할 것으로 기대된다. 한국핵융합연구소 소장은 이번 성과가 미래 핵융합 발전 시설 개발에 필요한 핵심 기술 확보에 중요한 발걸음이라고 강조했다. 연구팀은 앞으로 ITER 운영 및 미래 핵융합 발전 시설에 필수적인 핵심 기술 확보에 집중할 계획이다. 연구팀은 '토카막'이라 불리는 도넛 모양의 핵융합로 안에 뜨거운 플라즈마를 가두어 물을 가열하고 터빈과 발전기를 사용하여 생성된 증기를 전기로 전환함으로써 반응에서 순 양의 에너지를 획득할 수 있기를 희망한다. 토카막 융합로의 다양한 성과 한편, 전 세계 다른 토카막 핵융합로 또한 최근 몇 년 동안 중대한 성과를 거두었다. 지난해에는 중국 과학자들이 실험용 첨단 초전도 토카막 내부에 플라즈마를 403초 동안 유지하는 데 성공했다. 또한 영국은 JET(Joint European Torus) 장치를 사용해 핵융합 에너지 세계 기록을 수립했다. 뉴사이언티스트에 따르면 단 5초 동안이지만 약 1만 2000가구에 전력을 공급할 수 있는 69메가줄의 에너지를 생산했다. 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소는 재래형 토카막 설계와는 크게 다른 레이저 기반 핵융합로인 내셔널 이그니션 퍼실리티(National Ignition Facility)에서 투입한 에너지의 두 배를 얻었다고 주장했다. 하지만 이러한 모든 연구 결과가 핵분열 원자로를 완전히 대체할 수 있는 핵융합 에너지 혁명으로 이어질지 여부는 아직 불확실하다. 위에서 언급한 것처럼 프랑스 남부 생폴레즈듀랑스 카다라쉬에 다국적 거대 핵융합 연구 시설 'ITER(국제핵융합실험로·International Thermonuclear Experimental Reactor)'가 건설되고 있다. ITER 총 사업 기간은 2007~2042년으로 건설과 운영, 방사능감쇄, 해체 등 4단계를 포함한다. 총건설비는 약 117.7억유 한국을 비롯해 중국, 인도, 일본, 유럽연합(EU·29개국) 등 35개국이 참여하는 이 프로젝트는 핵융합 에너지 상용화의 가능성을 판단하는 중요한 단계이며, 현재까지 건설된 토카막 핵융합로 중 가장 큰 규모를 자랑한다. 2007년 설립된 ITER는 2025년 완공 예정이다. 현재 우리가 사용하는 화석 연료 대신 안전하고 지속 가능한 에너지원 개발 가능성을 가진 ITER는 완공 후 핵융합 실험을 통해 핵융합 에너지의 실현 가능성을 평가할 계획이다. 프랑스의 ITER 시설이 완공되면 인공태양으로 불리는 핵융합에너지에 대한 실용성과 타당성 등에 대한 중요한 답변을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(30)] 한국형 인공태양, 1억도 플라즈마 세계 신기록 수립
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머스크, 유튜브 경쟁 장시간 동영상 시청 스마트TV 준비
- SNS(사회관계망서비스) X(구 '트위터')를 소유한 일론 머스크는 장시간 동영상을 조만간 스마트TV로 시청할 수 있도록 할 방침이라고 밝혔다. 로이터통신 등 외신들은 10일(현지시간) 미국 잡지 포천을 인용해 X가 아마존닷컴과 삼성전자의 사용자용으로 다음주 TV앱을 도입할 계획이라고 보도했다. X는 지난해 10월 일부 사용자용으로 비디오와 음성통화의 초기버전 제공을 개시했다. 머스크는 이전부터 X를 메시지 전송과 개인간 결제 등 폭넓은 기능이 갖춰진 '슈퍼앱'으로 만들 계획을 밝혔다. 머스크는 X의 장시간 동영상이 조만간 스마트TV로 시청할 수 있게 되느냐?는 사용자의 투고에 대해 "조만간 그렇게 될 것"이라고 답했다. 이에 앞서 포천은 소식통을 인용해 이 앱에 대해 구글의 동영상 서비스 유튜브가 제공하는 TV앱에 비슷한 외형이 될 가능성이 있다고 전했다. 머스크는 유튜브와 경쟁할 태세라는 것이다. 포천은 라이브 스트리밍 플랫폼의 '트위치(Twitch)'나 암호화 메시지 앱 '시그널', 소셜 미디어 포럼의 '레이디트' 등이 머스크가 경쟁하고 싶다고 생각하고 있는 서비스라고 설명했다.
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머스크, 유튜브 경쟁 장시간 동영상 시청 스마트TV 준비
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日 달 탐사선 '슬림', 25일만에 지상과 통신재개
- 영하 170도에 달하는 극한의 '달의 밤' 동안 활동을 중단했던 일본의 달 탐사선 '슬림(SLIM)'이 지상과의 통신을 다시 시작했다고 교도통신과 요미우리신문이 26일 보도했다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 전날인 25일 밤 슬림이 복구돼 지상과 통신 재개에 성공했다고 이날 발표했다. 슬림은 지난달 31일, 착륙 지점에서 일몰이 발생해 태양광 발전이 불가능해지자 휴면 상태로 전환됐다. 교도통신은 그러나 약 2주간 지속된 달의 밤을 이겨내고 태양 전지 패널에 다시 빛이 도달하면서 발전을 재개한 것으로 보인다고 전했다. 그러나 JAXA는 기계 본체가 고온 상태에 있어 장시간 통신이 어려울 뿐만 아니라, 관측용 특수 카메라 등 장비의 상태도 아직 확인되지 않았다고 밝혔다. 슬림은 지난달 20일 달에 성공적으로 착륙했으나, 기체가 기울어져 태양광 발전이 불가능한 상태로 확인됐다. 이러한 상황으로 인해 JAXA는 슬림이 달 착륙 후 약 2시간 반 만에 가동을 중단했다. 당초 JAXA는 태양 전지를 이용한 발전으로 몇 일간 슬림을 운영할 계획이었다. 이후 슬림은 극적으로 태양광 발전이 가능해짐에 따라 지난달 28일 지상과의 교신을 통해 운영을 재개했다. 일본은 탐사선 슬림의 달 표면 착륙으로 미국, 러시아, 중국, 인도에 이어 세계에서 다섯 번째로 달 착륙에 성공한 국가로 기록됐다. 지난해 8월 인도는 달 탐사선 '찬드라얀 3'호를 달 남극에 성공적으로 착륙시켰다. 그러나 인도와 비슷한 시기에 47년만에 달로 향한 러시아 달 탐사선 '루나25'는 착륙에 실패했다. 한편, 미국 민간 달 탐사선 '오디세우스'도 지난 22일(현지시간) 달 표면에 기울어진 채로 착륙했다. 이는 미국 달 탐사선이 52년 만에 달을 재방문한 것으로, 오디세우스는 미국 민간 기업 최초로 달에 착륙한 새로운 역사를 썼다. 미국의 우주 기업 인튜이티브 머신스는 자사가 개발한 달 탐사선 오디세우스가 달 남극 인근의 '말라퍼트 A' 분화구에 성공적으로 착륙했지만 기울어진 채로 착륙한 것 같다고 밝혔다. 달 탐사선이 옆으로 기울어져서 착륙하는 상황은 일반적으로 의도된 상태가 아니다. 이러한 상황은 주로 착륙 과정에서 예상치 못한 문제가 발생했을 때 발생한다. 여기에는 지형이나 착륙 시스템 오류 등 여러 가지 원인이 있을 수 있다. 착륙 예정 지역의 지형이 고르지 않거나 바위와 같은 장애물이 있을 경우, 탐사선이 예상한 방식으로 안착하지 못하고 기울어질 수 있다. 또한 착륙 장치의 고장이나 기능 문제로 인해 탐사선이 안정적으로 착륙하지 못하고 기울어지는 경우가 있다. 예를 들어, 한쪽 다리의 충격 흡수 장치가 제대로 작동하지 않으면 탐사선이 기울 수 있다. 탐사선의 항법 시스템에서 발생한 오류로 인해 착륙 위치가 잘못되거나 착륙 각도가 예상과 다를 수 있다. 이는 탐사선이 기울어져 착륙하는 원인이 될 수 있다. 기울어진 착륙은 탐사선의 임무 수행 능력에 영향을 줄 수 있으며, 경우에 따라서는 태양광 패널이 제대로 햇빛을 받지 못하거나, 과학 장비의 사용에 제약을 받을 수 있다. 따라서, 탐사선 설계와 착륙 계획 단계에서 이러한 위험을 최소화하기 위한 다양한 안전 조치와 예비 계획을 마련하는 것이 중요하다. 특히 오디세우스의 경우 마국의 유인 달 탐사 프로그램 아르테미스에 앞서 달에 착륙했다. 미 항공우주국(NASA·나사)에 따르면 아르테미스 프로그램에 따라 인간은 2026년 달 표면으로 재진입할 예정이며, 최초의 여성과 유색 인종이 달 탐사에 나선다. 이러한 유인 우주선 발사에 앞서 달 표면에 정확하게 착륙하는 기술을 극대화해 안전한 착륙을 위한 준비를 철저히 해야 할 것으로 보인다.
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日 달 탐사선 '슬림', 25일만에 지상과 통신재개
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자전거 타면 전립선암 35% 감소 효과
- 남성의 경우 자전거를 타면 전립선에 부정적인 영향을 준다는 주장이 있다. 이는 자전거를 타게 되면 전립선 부분이 압박을 받아서 발생한다는 내용인데, 최근의 연구 결과에 따르면 오히려 자전거를 타거나 조깅, 수영과 같은 운동을 더 많이 하면 전립선암 발병 가능성을 크게 낮출 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 글로벌사이클링네트워크(globalcyclingnetwork)는 1년 동안 체력이 3% 향상된 남성은 체력이 감소된 남성에 비해 전립선암 발병 가능성이 35% 낮았다는 연구 결과를 보도했다. 2024년 1월 30일 영국 스포츠 의학 저널에 발표된 이 연구는 스웨덴 스포츠 및 건강 과학대학교에서 수행됐으며 5만7652명의 남성으로부터 얻은 데이터를 기반으로 한다. 이러한 결과는 연구자들이 남성들의 심폐 체력을 향상시키도록 장려하고자 하는 동기를 부여했다. 연구자들은 이러한 결과가 "일반 대중이 자신의 만성호흡부전(CRF)을 증가시키거나 적절한 체력 수준을 달성하는 데 도움을 줄 수 있는 중요한 역할을 한다"고 강조했다. 이번 연구의 공동 저자인 케이트 볼람(Kate Bolam) 박사는 이러한 연구 결과를 고려할 때, 남성들은 "일주일 동안 추가할 수 있는 즐거운 활동을 생각해보며 심박수를 높일 수 있는 활동을 선택해야 한다"고 설명했다. 연구진은 각 참가자에 대해 최소 두 번의 심폐 체력 테스트 결과, 신체 활동 수준, 키, 체질량 지수(BMI), 생활 방식 및 인지된 건강 상태를 분석했다. 연간 심폐 체력 측정치는 최대한 열심히 운동하는 동안 신체가 사용하는 산소량을 나타내는 지표로 사용된다. 평균 7년 동안의 추적 관찰 기간 동안, 연구에 참가한 남성 중 592명이 전립선암으로 진단됐으며, 46명이 해당 질병으로 인해 사망했다. 연구진은 매년 3%씩 체력이 증가한 사람들은 질병에 걸릴 확률이 35% 낮았지만, 질병에 걸릴 경우 사망할 가능성은 낮아지지 않았다고 관찰했다. 이는 운동을 전립선 암의 위험 감소와 연관시키는 첫 번째 결정적인 연구다. 실제로, 이전의 보고서들은 심혈관 건강이 더 좋은 남성들에게서 전립선암의 위험이 약간 증가한다는 것을 발견했다. 과학자들은 이것이 자전거를 타는 사람들이 암 검진을 받을 가능성이 높기 때문이며, 이는 진단율이 인위적으로 더 높다는 것을 의미한다. 영국 전립선암 연구 부국장인 사이먼 그리브슨(Simon Grieveson)은 새로운 연구를 발표하면서 "이것은 운동과 전립선암에 걸릴 가능성이 낮다는 것을 보여주는 이전의 연구들에 더해진 흥미로운 연구다"라고 말했다. 규칙적인 운동과 균형 잡힌 식사는 모든 남성의 건강과 웰빙에 도움이 되지만, 신체 활동이 전립선암 발병 또는 사망 위험을 줄일 수 있는지에 대해서는 아직 확실하지 않다. 세계 암 연구 기금(World Cancer Research Fund)의 건강 정보 및 홍보 매니저 매트 램버트는 "높은 수준의 심폐 건강은 건강과 장수에 중요하지만, 특정 질병으로부터 보호할 수도 있다는 것은 널리 알려져 있다"고 말했다. 그는 "이 연구는 건강과 관련된 위험 요소가 전립선암 발병 위험을 줄이는 데 어떤 역할을 하는지에 대한 추가적인 증거를 제공한다"라고 덧붙였다. 30~60분의 자전거 타기는 일반적으로 전립선 건강에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 오랜 시간 동안 자전거를 타면 전립선 건강에 문제가 발생할 수 있고, 전립선염을 유발할 수도 있다. 자전거를 탈 때 오랜 시간 앉아 있으면 안장이 회음부를 압박하여 혈액순환이 나빠질 수 있고, 심한 경우 신경에 손상을 입힐 수 있다. 그러므로 적절한 휴식이 반드시 필요하다.
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- 생활경제
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자전거 타면 전립선암 35% 감소 효과
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Z세대, 밀레니얼 세대보다 빨리 늙는 이유?
- 최근 Z세대가 밀레니얼 세대보다 더 빨리 늙는다는 주장이 제기됐다. Z세대는 1997년부터 2012년 사이에 태어난 세대로, 디지털 환경에 익숙하고 개방적인 사고방식을 가진 것으로 알려져 있다. 밀레니얼(M) 세대는 1980년대 초반에서 2000년대 초반에 출생한 세대를 말한다. 한국에서는 일반적으로 밀레니얼 세대와 Z 세대를 합쳐서 'MZ 세대'로 부르고 있다. 영국 일간지 데일리메일에 따르면 전문가들은 Z세대의 이러한 빠른 노화 현상의 원인으로 스트레스, 패스트푸드 소비 증가, 주로 앉아서 지내는 생활 방식, 삶의 목적 상실 등 다양한 사회적 및 생활 환경적 요인을 지목했다. 그러나 최근 틱톡에서 1900만 회 이상 조회된 바 있는 26세 인플루언서 조던 하울렛의 영상은 Z세대의 노화 문제를 더욱 부각시켰다. 하울렛은 "나는 Z 세대인데, 자주 30대나 40대로 오해받는다"며, 경제적 불안, 인플레이션, 직장 내 스트레스가 Z세대의 조기 노화의 주범이라고 주장했다. 하울렛은 비즈니스 인사이더와의 인터뷰에서 "Z세대는 9시부터 5시까지의 정규직을 유지하며 생계와 저축을 위해 애쓰고 있지만, 이로 인한 스트레스가 노화를 가속화할 수 있다"고 말했다. 그는 또 "Z세대는 장기적인 커리어 목표 달성과 30세 이전의 성공에 대한 거대한 압박감이 스트레스를 증가시키며, 이는 노화를 촉진시킨다"고 덧붙였다. 하울렛은 자신뿐만 아니라 많은 Z세대 친구들도 실제 나이보다 훨씬 더 늙어 보인다고 전했다. 이처럼 Z세대의 빠른 노화 현상은 사회적, 경제적 요인이 복합적으로 작용한 결과로, 이에 대한 근본적인 대책 마련이 요구되고 있다. 소셜미디어와 담배가 노화 주범 애틀랜타 바인 메디컬 어소시에이츠(Vine Medical Associates)의 수석 의사인 수잔 페리(Suzanne Ferree) 박사는 Z세대의 노화 가속화에 대해 소셜 미디어의 영향을 지적했다. 페리 박사는 "Z세대는 소셜 미디어를 통해 타인과 자신을 비교하며 스트레스를 받는 경우가 많은데, 이러한 스트레스가 노화를 촉진할 수 있다"고 말했다. 페리 박사는 또 Z세대의 생활 습관 변화, 특히 전자담배 사용의 증가가 피부 노화를 가속화하는 또 다른 요인이라고 거론했다. 그는 "Z세대 사이에서 전자담배 사용이 늘어나고 있는데, 이는 피부 노화를 촉진할 수 있다"고 말했다. 그밖에 스트레스가 노화 과정에 미치는 영향에 대한 연구 결과도 있다. 스트레스는 세포 DNA에 염증과 손상을 일으켜 노화를 가속화할 수 있다고 한다. 페리 박사는 "스트레스는 코르티솔 호르몬을 분비하게 하며, 이 호르몬은 피부를 구성하는 물질의 분해를 촉진하는 이화 작용 호르몬으로 작용한다"고 설명했다. 페리 박사는 젊은이들이 스트레스에 대처하는 능력이 더 우수할 수 있지만, 스트레스 수준이 지나치게 높아지면 노화가 가속될 수 있다고 덧붙였다. 미국 루이빌 대학교(the University of Louisville)의 신경학 교수인 로버트 프리들랜드(Robert Friedland) 박사는 "Z세대의 고용 불안이 초래하는 만성 스트레스는 뇌, 심장 건강, 포도당 대사 등에 부정적인 영향을 끼친다"고 지적했다. 페리 박사는 Z세대의 장시간 앉아 있는 생활 방식이 노화 현상에 영향을 줄 수 있다고 말했다. 그녀는 운동이 근육 활동을 촉진하여 노화 방지에 도움이 되는 다양한 화학적 전달물질을 분비한다고 설명했다. 그러나 앉아서 생활할 경우, 이러한 활동이 감소하여 건강에 필수적인 화학적 전달물질의 분비도 줄어든다. 스마트폰 사용 증가로 멜라토닌 분비 감소 페리 박사는 또한 스마트폰 화면 사용 시간의 증가가 멜라토닌 분비 감소와 연관되어 있다고 말했다. 멜라토닌은 수면을 조절하는 호르몬으로, 그 분비가 줄면 수면 부족을 초래할 수 있으며, 이는 노화를 가속화하는 요소로 간주된다. 특히 스마트폰이나 컴퓨터, TV 등 전자기기에서 방출되는 청색광은 멜라토닌의 분비를 더욱 억제하여 수면 패턴에 영향을 미친다고 강조했다. 전문가들은 식생활의 질이 저하되는 현상이 인간의 노화 속도에 중대한 영향을 미칠 것으로 지적했다. 프리드랜드 박사는 "현재 패스트푸드, 가공식품, 탄산음료 및 영양가 없는 음료의 소비가 증가하는 추세"라고 말했다. 페리 박사는 "식품의 질 저하가 인공 첨가물과 화학 물질 증가로 인해 "동일한 음식이 예전만큼 영양을 제공하지 못하고 있다"고 설명했다. 이러한 변화는 현대인의 식단에 부정적인 영향을 미치고 있다. 신체적 원인 외에도 감정과 정신 건강은 신체에 해를 끼쳐 노화를 가속화할 수 있다. 페리 박사는 "인생의 목적이 없다고 느끼는 Z세대는 노화가 더 빨리 진행될 수 있다"고 말했다. 밀레니얼 세대, 동안 유지 비결은? 밀레니얼 세대와 Z세대 사이의 차이를 더욱 부각시키는 것은 밀레니얼 세대가 건강한 식단, 스킨케어에 대한 깊은 이해, 메이크업 기술의 향상 등을 통해 더 젊게 유지할 수 있었던 반면, Z세대는 이러한 요소들에 덜 노출되었거나 이를 활용하는 데 있어서 제약을 겪고 있다는 점이다. 이는 1980년부터 1997년 사이에 태어난 밀레니얼 세대가 동일한 나이대의 이전 세대들에 비해 상대적으로 젊어 보일 수 있다는 의미를 담고 있다. 또한 전문가들은 밀레니얼 세대는 청소년기와 20대 초반에 효과적인 스킨케어 방법을 학습했으나, Z세대는 기술의 과도한 노출로 인해 스킨케어 제품의 부적절한 사용이 시작되어 조기 노화를 촉진할 수 있다고 지적했다. 에스테틱 분야 전문가들은 현재 10대 후반과 20대 초반의 연예인 및 인플루언서가 과거와 비교했을 때 더 빠른 노화 현상을 보이는 주된 이유 중 하나로 이를 꼽았다. 한편, 한국에서도 Z세대의 노화 문제에 대한 관심이 증가하고 있다. 최근 한국보건사회연구원의 조사 결과, Z세대 중 72.2%가 스트레스를 경험한다고 응답했으며, 이는 밀레니얼 세대의 67.7%보다 높은 비율이다. 전문가들은 Z세대가 노화 현상을 예방하기 위해 스트레스 관리, 건강한 식단 유지, 충분한 수면, 규칙적인 운동을 실천하는 것이 중요하다고 강조했다. 더불어, 미래에 대한 긍정적인 전망과 목표 의식을 가지고 생활하는 것이 노화를 늦추는 데 기여할 수 있다고 조언했다
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Z세대, 밀레니얼 세대보다 빨리 늙는 이유?
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비디오 게임, 장시간 사용 시 청력 손실 위험
- 비디오 게임을 자주 하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 청력 손상 및 이명을 겪을 위험이 더 높다는 연구 결과가 나왔다. CNN은 미국 사우스캐롤라이나대 의대 연구팀은 전 세계 약 5만4000명의 성인과 어린이를 대상으로 한 14건의 연구를 검토한 결과를 바탕으로 비디오 게임을 할 때 발생하는 평균 소음 수준이 종종 허용 가능한 소음 노출 한도를 초과하거나 사람들이 소음에 노출되는 시간이 길어질수록 청력 손상의 위험이 커지는 것으로 밝혀졌다고 보도했다. 특히 헤드폰을 통한 게임 소리의 경우, 소음 수준이 약 85-91 데시벨에 이르는 것으로 측정됐다. 비디오 게임에서 나타나는 갑작스러운 소리는 때때로 119 데시벨에 이르는 것으로 나타났으며, 이는 어린이에게 안전한 것으로 간주되는 수준을 훨씬 초과한다. 연구의 제1 저자 로렌 딜라드(Lauren Dillard) 박사는 "정기적으로 게임을 하는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 이명, 측정된 고주파 청력 손실 및 스스로 인식하는 청력 장애를 경험할 가능성이 더 높다"고 밝혔다. 이명은 귀에서 울리거나 윙윙거리는 소리를 내부적으로 느끼는 상태를 말한다. 이는 성인의 약 10%에서 25%가 경험하는 청력 문제 중 하나로, 특히 비디오 게임과 같은 소음이 많은 활동으로 인해 발생할 수 있다. 전 세계적으로 비디오 게임은 매우 인기 있는 여가 활동 중 하나이며, 게임을 즐기는 팬들은 종종 큰 볼륨으로 몇 시간 동안 게임을 한다. 이러한 게임에는 총소리나 엔진 소리와 같은 갑작스러운 시끄러운 소리들이 포함되어 있는 경우가 많다. 많은 게이머들이 장치의 스피커 대신 헤드폰을 사용하여 비디오 게임의 오디오를 듣는데, 이는 소리를 귀에 더 가깝게 하여 청력 손실 위험을 증가시킬 수 있다. 특히 게임 센터와 같은 환경에서 게이머들은 주변 소음을 차단하기 위해 볼륨을 높이는 경향이 있다. 남아프리카 공화국 프리토리아 대학의 드 웻 스와네포엘 박사는 이 연구를 통해 게임과 관련된 청력 손실 문제가 젊은이들에게 얼마나 중요한지를 강조했다. 스와네포엘 박사는 "이 연구가 젊은이들의 청력 건강 위험에 대한 우리의 이해에 중요한 기여를 한다"고 말했다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계적으로 10억 명 이상의 청소년이 안전하지 않은 청취 습관으로 인해 청력 손실의 위험에 처해 있다. 콜로라도 대학교 의과대학의 이비인후과-두경부 외과 겸임 교수이기도 한 드 웻 스완포엘 박사는 "이번 연구는 현대 디지털 라이프스타일에서 청력 건강 위험에 대한 이해를 증진시키는 중요한 자료가 될 것이라고 평가했다. 비디오 게임을 안전하게 즐기기 위해서는 △ 게임 볼륨을 최대치의 60% 이하로 유지하기, △헤드폰을 사용할 경우, 귀에 잘 맞고 배경 소음을 차단하는 제품 사용, △ 게임을 하는 중간에 10~15분씩 휴식을 취해 귀를 쉬게 하고 △ 청력에 이상이 느껴지면 즉시 전문의사의 진료를 받는 것이 권장된다. 특히 어린이의 경우, 청력이 성인보다 더 약하고 소음에 더 취약하므로, 게임 볼륨을 더 낮추고 휴식 시간을 더 자주 갖는 것이 중요하다. 청력 손실은 한 번 발생하면 회복이 어렵기 때문에 평소에 소음 노출에 주의를 기울이는 것이 바람직하다.
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비디오 게임, 장시간 사용 시 청력 손실 위험
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KAIST, 웨어러블 로봇 제어 센서 마이크로니들 개발
- 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 땀, 각질 등 피부 상태에 영향을 받지 않고 장기간 안정적으로 작동하는 웨어러블 로봇 제어용 근전도 센서를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구는 노인, 뇌졸중 환자, 외상 환자 등의 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇의 제어 성능을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대된다. KAIST에 따르면 전기및전자공학부 정재웅 교수와 기계공학과 김정 교수 연구팀이 피부 상태에 영향받지 않는 고품질 전기 생리 신호 측정이 가능한 신축·접착성 마이크로니들(Microneedle·머리카락과 굵기와 유사한 수준의 미세한 바늘로 구성된 패치) 센서를 개발했다. 연구팀은 부드러운 실리콘 중합체 기판에 마이크로니들을 집적해 신축·접착성 마이크로니들 센서를 제작했다. 마이크로니들은 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 효과적으로 낮춰 땀, 이물질로 오염된 피부에서도 고품질의 전기 생리 신호를 받을 수 있다. 마이크로니들 센서는 미세한 바늘 모양의 장치로, 주로 생체 신호를 측정하거나 피부를 통한 약물 전달에 사용된다. 이 기술은 의료 분야에서 매우 유용하며, 특히 통증을 최소화하면서도 효과적인 약물 전달이나 신체 상태 모니터링이 가능한 방법으로 주목받고 있다. 이 바늘들은 일반적인 주사 바늘에 비해 훨씬 작기 때문에, 사용 시 통증이 거의 없거나 전혀 없는 것이 큰 장점이다. 다양한 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇이 사람의 움직임 의도를 인식하기 위해서는 몸에서 발생하는 근전도를 정확하게 측정하는 웨어러블 전기 생리 센서가 필요하다. 기존 센서들은 오래 쓰면 신호 품질이 떨어지거나 피부의 털, 각질, 땀 등의 영향을 많이 받는다. 이러한 단점은 장시간 신뢰성 높은 웨어러블 로봇 제어를 힘들게 한다. 연구팀은 사람의 움직임으로 인한 피부 늘어남에 맞춰 편안한 착용감과 함께 동작 잡음을 최소화하기 위해 부드러운 실리콘 중합체 기판을 활용, 마이크로니들을 집적해 신축·접착성 마이크로니들 센서를 제작했다. 단단한 마이크로니들이 저항이 큰 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 효과적으로 낮춰 털, 각질, 땀, 이물질로 피부가 오염돼도 고품질의 전기 생리 신호를 받을 수 있다. 연구팀은 실험을 통해 마이크로니들 센서 패치를 사용했을 때 피부 상태, 신체 움직임의 크기나 종류와 상관없이 안정적인 근전도 센싱을 기반으로 한 동작 의도 인식을 통해 웨어러블 로봇이 사용자의 동작을 효과적으로 보조할 수 있음을 확인했다. 한편, 마이크로니들 센서는 다양한 재료로 제작될 수 있으며, 이들은 각각의 특성에 따라 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 피부 아래로 약물을 전달하는 경우에는 약물이 포함된 마이크로니들이 사용될 수 있으며, 신체의 생체 신호를 측정하는 경우에는 전기 신호를 감지할 수 있는 재료로 제작된 마이크로니들이 사용된다. 마이크로니들 센서 기술은 현재 다양한 의료 분야뿐만 아니라, 웨어러블 기기, 건강 모니터링 시스템 등에서도 활발히 연구되고 있으며, 미래 의료 기술의 중요한 부분으로 여겨지고 있다. 정재웅 교수는 "이번에 개발된 신축성이 뛰어나고 접착력을 갖춘 마이크로니들 센서는 피부 상태에 영향을 받지 않는 안정적인 근전도 센싱을 통해 보다 정확하고 안정적인 웨어러블 로봇 제어를 가능하게 함으로써, 로봇을 활용하는 환자의 재활을 용이하게 할 수 있다"고 말했다. 이 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 최지난 17일 게재됐다. 이 연구는 웨어러블 로봇 기술의 발전에 중요한 기여를 했으며, 향후 재활 치료와 관련된 기술 개발에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
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KAIST, 웨어러블 로봇 제어 센서 마이크로니들 개발
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