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[우주의 속삭임(151)] 초거대 블랙홀, 10조개 태양빛에 해당하는 우주적 폭발
- 초거대 블랙홀이 거대한 별을 집어삼키며 지금까지 기록된 것 중 가장 강력한 우주 폭발을 일으켰다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아공과대학(Caltech) 천문학 연구진은 4일(현지시간) 학술지 네이처 애스트로노미(Nature Astronomy) 에 발표한 논문에서, 질량이 태양의 5억 배에 달하는 초대형 블랙홀이 태양보다 최소 30배 큰 별을 삼키며 태양 10조 개의 밝기에 해당하는 섬광(flaring)을 방출했다고 밝혔다. 블랙홀 플레어(black hole flare)로 불리는 이 폭발은 지금까지 관측된 블랙홀 섬광 가운데 가장 거대하고, 가장 먼 거리(약 100억 광년)에서 포착된 사례로 평가된다. 이 초거대 블랙홀은 지구에서 약 110억 광년 떨어진 먼 은하계에 존재하는 태양 질량의 약 3억 배에 달하는 블랙홀에 의해 생성됐다. 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로, 5.9조 마일(9.5조 km)이다. 태양 질량의 30~200배로 추정되는 이 별은 가스 흐름으로 변해 뜨겁게 달아오르며 빛나다가 사라졌다. 연구를 이끈 매슈 그레이엄 교수는 "이런 규모의 현상은 천만 분의 일 확률로 발생하는 매우 희귀한 사건"이라며 "폭발의 지속 시간과 에너지 규모를 고려할 때, 블랙홀 섬광이 가장 유력한 설명"이라고 말했다. 그레이엄 교수는 블랙홀이 근처의 별, 가스, 먼지, 기타 물질을 삼키는 것은 드문 일이 아니지만, 그렇게 거대한 플레어 현상은 극히 드물다고 말했다. 그는 이번 폭발의 최고조는 지금까지 관찰된 어떤 블랙홀 플레어보다 30배 더 밝았다고 덧붙였다. 해당 현상은 2018년 칼텍이 운영하는 팔로마 천문대에서 세 개의 지상 망원경이 수행한 광역 관측 프로젝트 중 처음 포착됐다. 당시에는 단순히 '특이하게 밝은 천체'로 분류됐으나, 2023년 재분석 과정에서 그 거리가 100억 광년 이상임이 확인되며 연구진을 놀라게 했다. 폭발은 7년 이상 지속되고 있으며 현재도 진행 중인 것으로 추정된다. 연구진은 별이 블랙홀의 중력장에 휘말려 궤도를 벗어나면서 파괴됐을 가능성이 크다고 분석했다. /플레어는 여전히 진행중이지만 밝기가 점차 약해지고 있으며, 전체 과정이 완료되는 데 약 11년이 걸릴 것으로 예상된다. 이번 발견은 블랙홀의 성장 과정과 은하 중심부의 동역학을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 그레이엄 교수는 "예전에는 대부분의 은하 중심 블랙홀이 조용히 존재한다고 생각했지만, 이제 그 주변이 훨씬 역동적이며 복잡한 환경임이 드러나고 있다"고 설명했다. 연구진은 이번 폭발이 앞으로 수년간 지상 망원경으로 관측 가능할 것으로 보고, 에너지 방출 메커니즘과 잔류 물질의 거동을 지속적으로 추적할 계획이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(151)] 초거대 블랙홀, 10조개 태양빛에 해당하는 우주적 폭발
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[먹을까? 말까?(121)] 호르몬 피임약, 유방암 위험 높일 수 있어⋯JAMA 연구 경고
- 호르몬 피임제가 여성의 유방암 발병 위험을 높일 수 있다는 연구 결과가 새롭게 제시됐다. 의학 학술지 자마 온콜로지(JAMA Oncology)에 최근 게재된 연구에 따르면, 에스트로겐과 프로게스틴을 함께 사용하는 복합형 피임제 또는 프로게스틴 단독 피임제를 복용한 여성은 그렇지 않은 여성보다 유방암 발병 가능성이 더 높았다. 연구진은 다수의 여성 참여자를 대상으로 복용 이력과 병력을 분석한 결과, 복합 피임약 복용군은 약 12%, 프로게스틴 단독 피임약(특히 데소게스트렐) 복용군은 약 21% 높은 유방암 위험을 보였다고 밝혔다. 다만, 이 같은 상대적 위험 증가에도 불구하고 실제 발병률의 절대적 상승 폭은 크지 않다고 연구진은 설명했다. 예를들어 플로스 메디신(PLOS Medicine)에 발표된 또 다른 연구에 따르면, 16~39세 여성 10만 명 중 호르몬 피임제를 사용하는 경우의 추가 발병 건수는 '미미한 수준'으로 평가됐다. 전문가들은 "호르몬 피임제는 원치 않는 임신을 방지하고 생리 주기를 조절하며 난소암·자궁내막암 위험을 낮추는 긍정적 효과도 있다"며 "피임 목적과 개인 건강상태를 종합적으로 고려해 의사와 충분히 상담하는 것이 중요하다"고 조언했다. [미니해설] 피임과 유방암, 다시 불거진 논쟁 호르몬 피임제가 여성의 유방암 발병률을 높인다는 연구 결과가 잇따라 발표되면서, 여성 건강 관리의 균형점을 둘러싼 논의가 다시 주목받고 있다. 최근 자마 온콜로지(JAMA Oncology)에 게재된 연구는 "호르몬 피임제 사용 여성이 미사용 여성보다 유방암에 걸릴 확률이 통계적으로 높다"는 사실을 대규모 데이터 분석을 통해 확인했다. 연구는 여성들의 피임약 복용 이력과 병력 기록을 비교·분석했다. 그 결과, 에스트로겐과 프로게스틴을 혼합한 복합형 피임약 사용자는 12%, 프로게스틴 단독 피임약(특히 데소게스트렐 성분)은 21%의 상대적 위험 증가를 보였다. 이는 피임약이 호르몬 수치를 인위적으로 조절함으로써 유방세포의 성장 신호를 자극할 가능성이 있다는 기존 의학적 추론과 일치한다. "위험 증가 맞지만, 절대적 위험은 낮아" 다만, 연구진은 "상대적 위험 증가는 존재하더라도, 실제 발병률의 절대적 증가는 미미하다"고 강조했다. 실제 플로스 메디신(PLOS Medicine)에 실린 또 다른 연구는 16~39세 여성 10만 명당 추가 발생 건수가 극히 적다고 지적했다. 즉, 호르몬 피임제 복용으로 인한 유방암 위험이 '모든 여성에게 일률적으로 적용될 수 있는 수준'은 아니라는 것이다. 의료계는 이 같은 결과를 해석할 때 '위험-편익 균형(risk-benefit balance)'을 고려해야 한다고 입을 모은다. 호르몬 피임제는 원치 않는 임신을 예방하고, 생리불순 조절·자궁내막증 완화·난소암·자궁내막암 예방 등 다양한 의학적 장점이 있기 때문이다. 호르몬 피임제의 주요 부작용 연구진은 피임약의 이점 외에도 몇 가지 부작용이 지속적으로 보고되고 있다고 덧붙였다. 구역감: 에스트로겐 함량이 높은 피임약 복용 초기에 흔하며, 식후 복용이나 취침 전 복용 시 완화된다. 기분 변화: 호르몬이 뇌 신경전달물질에 영향을 미쳐 일부 여성은 불안·우울·예민함을 호소하지만, 반대로 안정감을 느끼는 경우도 있다. 유방 압통: 초기 복용 시 유방이 부풀거나 통증을 느낄 수 있으나 대부분 수주 내에 사라진다. 부정출혈(스포팅): 복용 초기 2~3개월간 자궁내막이 적응하는 과정에서 일시적으로 발생한다. 두통: 호르몬 변화에 민감한 여성은 편두통이 나타날 수 있으며, 복용 중단 또는 약 변경으로 완화되기도 한다. 전문가 "개인 맞춤 상담 필수" 전문가들은 호르몬 피임제 사용을 무조건적으로 배제할 필요는 없다고 강조한다. 특히 장기 복용보다는 단기간 피임 목적의 사용이 비교적 안전하며, 장기 복용이 필요한 경우 정기적인 유방검사와 혈중 호르몬 수치 모니터링이 권장된다. 전문가들은 피임약 외에도 여러 비(非)호르몬 기반 피임 방법이 있다고 조언한다. 예를 들어, 구리 자궁내장치(IUD)나 콘돔, 또는 주기적 배란 관찰법 등은 호르몬 영향이 없어 유방암 위험 요인과 무관하다. 최근에는 저용량·국소형 호르몬 피임제나 피부 패치형 피임 시스템 등 부작용을 최소화한 신제품 개발도 활발히 진행 중이다. 여성 건강의 핵심은 '정보 접근과 자율성' 의학계는 이번 연구를 계기로 여성들이 자신의 건강 결정을 ‘정확한 정보’에 기반해 내릴 수 있도록 돕는 정책적 지원이 필요하다고 지적한다. 호르몬 피임제는 전 세계 1억 명 이상의 여성이 사용하는 약물로, 그 사회적 영향이 크다. 따라서 단일 연구 결과에 따른 공포보다, 객관적 데이터와 개인별 상황에 따른 맞춤형 선택이 더 중요하다는 것이 전문가들의 공통된 견해다. 이번 연구는 호르몬 피임제의 잠재적 부작용을 재조명했다는 점에서 의미가 크다. 그러나 의학계는 이를 "위험 경고"가 아니라 건강한 경각심 제고의 계기로 보는 것이 바람직하다고 강조한다. 피임제는 의학적 편의와 위험 사이의 미묘한 균형 위에서 작동한다. 중요한 것은 단일 연구의 결과보다 각 여성의 연령, 병력, 가족력, 복용 기간 등을 종합적으로 고려한 의료적 판단이다. 전문가들은 "의사의 상담 아래 복용하고, 정기적인 검진을 병행한다면 호르몬 피임제는 여전히 유용한 선택지로 남을 것"이라고 입을 모았다.
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[먹을까? 말까?(121)] 호르몬 피임약, 유방암 위험 높일 수 있어⋯JAMA 연구 경고
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[글로벌 핫이슈] 중국, 해운·조선 보복 철회⋯한화오션 제재 해제 가능성
- 중국이 미국의 제재에 맞서 해운·조선산업에 부과한 제재를 철회하기로 했다고 백악관이 1일(현지시간) 밝혔다. 중국이 한화필리조선소, 한화쉬핑, 한화오션USA인터내셔널 등 한화오션의 미국 자회사 5곳에 부과한 제재도 풀릴 가능성이 제기된다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 백악관이 이날 공개한 '미·중 무역합의 팩트시트(설명자료)'에 따르면 중국은 자국 해운·조선산업에 대한 미국의 '무역법 301조'(국가안보 위협) 조사에 보복하기 위해 시행한 조치를 철회하기로 했다. 미국무역대표부(USTR)는 지난 6월 중국의 해운·조선산업 전반에 걸쳐 무역법 301조 조사에 들어갔다. 중국 정부가 조선·해운 기업에 대규모 보조금과 금융 지원을 제공해 글로벌 시장에서 가격 덤핑과 과잉생산을 조장한다고 지적하기도 했다. 이후 조사 결과에 따라 지난 9월 중국 선박의 항만 입항 수수료 인상, 정부 조달사업에서 중국계 기업 배제, 중국 국유 해운·조선사의 미국 내 투자 제한 등 잠정 조치를 발표했다. 중국은 곧바로 보복 조치에 나서 미국과 동맹국 관련 기업을 제재했다. 하지만 중국이 제재를 풀기로 하면서 미국도 무역법 301조에 근거해 중국 해운·조선산업을 겨냥한 조치를 오는 10일부터 1년간 중단하기로 했다. 다만 구체적으로 어떤 조치를 중단할지는 팩트시트에 설명하지 않았다. 백악관은 미국이 조선업 재건을 위해 한국, 일본과 역사적인 협력을 계속하는 동안 무역법 301조에 따라 중국과 협상할 계획이라고 밝혔다. 미국과 중국의 무역 갈등이 해빙 모드에 들어서고 있다. 양측이 상대방에 부과한 해운·조선사 제재를 1년간 철회한다고 밝히면서다. 또한 도널드 트럼프 미국 대통령은 중국이 합성마약 펜타닐과 그 원료의 밀수출을 단속하면 펜타닐과 관련해 중국에 매긴 관세를 완전 폐지할 수도 있다고 밝혔다. 트럼프 대통령은 지난달 31일 미국 플로리다주로 이동하는 전용기에서 자신이 펜타닐 문제를 시진핑 중국 국가주석과 논의했다며 "중국은 매우 열심히 노력하고 있으며 난 중국이 그럴 인센티브가 있다고 생각한다"고 말했다. 그러면서 "그걸(중국 정부의 펜타닐 단속을) 보는 대로 우리는 나머지 10%를 없앨 것"이라고 밝혔다. 트럼프 대통령은 올해 취임 후 중국이 펜타닐 차단에 협조하지 않는다는 이유로 중국산 제품에 20% 추가 관세를 부과했다. 그러다 지난달 30일 경북 경주에서 열린 미·중 정상회담에서 중국의 협력 약속을 받고 20%이던 '펜타닐 관세' 세율을 10%로 인하했다. 중국이 펜타닐 단속에 적극적으로 협조하면 남아 있던 관세 10%도 없애겠다는 뜻이다. 중국은 펜타닐 제조에 사용되는 특정 화학물질의 북미 선적을 막고, 다른 특정 화학물질의 전 세계 수출을 엄격히 통제하기로 했다. 백악관은 1일(현지시간)엔 홈페이지를 통해 미·중 무역 합의의 주요 내용을 다룬 팩트시트(설명자료)를 공개했다. 백악관에 따르면 중국은 지난 10월 9일 발표한 희토류 수출 통제와 관련 조치의 시행을 중단하기로 했다. 중국은 미국의 최종 사용자와 그들의 전 세계 공급업자를 위해 희토류, 갈륨, 게르마늄, 안티몬, 흑연 수출을 위한 포괄적인 허가를 발급할 계획이다. 포괄적 허가는 중국이 올해 4월과 2022년 10월 시행한 수출 통제의 사실상 철회를 의미한다고 백악관은 설명했다. 스콧 베선트 미국 재무장관은 파이낸셜타임스(FT)와의 인터뷰에서 중국이 희토류를 무기로 삼는 것에 대해 "현재 우리(미국)가 상쇄 조치들을 갖고 있기 때문에 중국이 이를 실행할 수 있다고 생각하지 않는다"며 희토류에서 미국에 대한 중국의 레버리지(협상 지렛대)는 12∼24개월을 넘기지 못할 것이라고 밝혔다. 베선트 장관은 또 "중국은 모든 이(국가)에 위험을 알렸다. 그들은 정말 실수했다"며 "총을 탁자 위에 올려놓는 것과 공중에 총을 쏘는 건 별개의 문제"라고 경고했다. 중국은 네덜란드 차량용 반도체 기업 넥스페리아가 중국 자회사에서 생산한 반도체에 대한 수출 금지도 완화하기로 했다. 중국이 넥스페리아의 차량용 반도체 수출을 통제하면서 자동차업계에선 공급망 대란 우려가 커진 상태였다. 실제 혼다의 멕시코 공장은 최근 차량용 반도체 부족으로 생산을 중단하기도 했다. 중국은 또 반도체 공급망을 구성하는 미국 기업들을 겨냥한 반독점, 반덤핑 조사를 끝내기로 했다. 일부 미국산 제품에 대한 관세 면제 절차를 연장하고, 관련 관세 면제도 내년 12월 31일까지 유지하기로 했다. 중국은 트럼프 행정부를 곤혹스럽게 만든 닭고기, 대두 등 농산물에 대한 보복성 관세 조치도 중단하기로 했다. 여기에는 미국산 닭고기, 밀, 옥수수, 면, 수수, 대두, 돼지고기, 소고기, 수산물, 과일, 야채, 유제품 등 농산물 관세, 그리고 미국 기업에 대한 수출 통제 대상 지정이 포함된다. 중국은 올해 남은 기간 최소 1200만톤의 미국산 대두를 구매하고, 향후 3년간 매년 최소 2500만t의 대두를 매입하기로 했다. 대두는 트럼프 행정부의 약한 고리다. 트럼프 대통령의 지지 기반인 미국 중서부 농업지대가 주요 생산지인 데다 미국산 대두의 최대 수입국인 중국이 거래를 중단하면 이를 대체할 수요처를 찾기 어렵기 때문이다. 중국은 대두 수입에서 미국산이 차지하는 비중을 2016년 20%에서 지난해 12%로 낮춘 데 이어 올해 최근까지 미국산 대두를 구매하지 않았다.
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[글로벌 핫이슈] 중국, 해운·조선 보복 철회⋯한화오션 제재 해제 가능성
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[퓨처 Eyes(108)] MIT, '초소형 분자 실험실'로 원자핵 내부 첫 탐사 성공
- 우주가 텅 비어있지 않은 것은 기적에 가깝다. 138억 년 전 빅뱅(Big Bang) 직후, 세상은 물질과 그 거울상인 반물질로 똑같이 나뉘어 있었다. 이 둘은 만나면 빛을 내며 쌍소멸(雙消滅)하는 운명이었다. 만약 이론대로 이들이 완벽한 대칭을 이뤘다면, 우주는 텅 빈 빛으로만 가득 찼어야 한다. 하지만 '무언가'가 그 균형을 깼고, 물질만 남아 지금의 우주와 우리가 존재하게 됐다. 현대 물리학의 가장 큰 수수께끼인 이 '대칭 위반'의 증거를 찾기 위해 미국 매사추세츠 공과대학교(MIT) 연구진이 원자핵 내부의 비밀을 직접 들여다볼 수 있는 획기적인 길을 열었다. 이는 원자 자신의 전자를 '소통 수단(communicator)'으로 활용하는 혁신적인 접근법으로, 수 킬로미터에 달하는 거대한 입자 가속기 대신, 분자(molecule) 자체를 '초소형 정밀 실험실'로 활용하는 새로운 기술이다. 연구팀은 이 방법을 통해 원자 자신의 전자가 핵 내부를 탐사하고 그 정보를 밖으로 가져오도록 하는 데 성공했다. 핵물리학 분야의 중대한 진전이라는 평가다. 현대 물리학의 근간인 '표준 모형(Standard Model)'은 물리학자들이 가진 '우주 규칙서'에 비유할 수 있다. 그러나 이 규칙서의 첫 장부터 '왜 물질만 남았는지'를 설명하지 못하는 치명적인 오류가 있는 셈이다. 과학자들은 이 완벽해야 할 저울을 한쪽(물질)으로 기울게 한 '보이지 않는 손', 즉 '기본 대칭 위반(violation of fundamental symmetries)'의 추가 근원을 찾고 있다. 그리고 그 강력한 증거가 특정 원자의 핵 내부에 숨어있을 것으로 추정해왔다. 문제는 원자핵 내부를 정밀하게 관측하는 것이 극도로 어렵다는 점이다. 역사적으로, 이 미시 세계를 탐구하기 위해 인류는 수 킬로미터에 걸쳐 퍼져 있는 거대한 '입자 가속기'에 의존해왔다. 입자 가속기는 전자나 양성자 같은 입자들을 빛에 가까운 속도로 가속시켜 목표물인 원자핵에 강력하게 충돌시킨다. 이 충격으로 원자핵이 산산조각 날 때 나오는 파편들을 분석해 내부 구조를 역추적하는 방식이다. 거대 가속기 대체할 '분자 실험실' 그러나 미국 매사추세츠 공과대(MIT) 연구팀은 이러한 패러다임을 전환하는 접근법을 택했다. 연구팀은 지난 10월 23일 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 발표한 논문에서, 원자핵을 부수는 대신 '분자' 환경을 이용해 원자핵 내부를 '탐색'하는 방법을 고안했다. 이는 분자 중심의 접근법을 사용하여 핵 구조를 직접 탐사하는 더 접근하기 쉬운 방법이다. 연구팀이 사용한 물질은 '플루오린화 라듐(Radium monofluoride, RaF)'이라는 특수 분자다. 연구팀은 라듐(Radium) 원자와 플루오린(Fluorine) 원자를 화학적으로 결합시켰다. 연구팀은 이 분자 구조 내에서 라듐 원자 궤도를 도는 전자의 에너지 수준을 세심하게 측정했다. 이 설정은 사실상 소형 입자 충돌기를 모방한 것으로, 전자를 가두고 전자가 때때로 핵을 뚫고 들어가 그 구성 요소와 상호작용하는지 확인할 수 있게 해준다. 핵심은 원자가 분자라는 더 큰 구조물 내부에 갇히면, 그 궤도를 도는 전자들 역시 분자 내부의 강력한 전기장으로부터 막대한 영향을 받는다는 점이다. 논문의 공동 저자인 실비우-마리안 우드레스쿠 박사는 "이 방사성 원자(라듐)를 분자 내부에 넣으면, 그 전자가 경험하는 내부 전기장은 우리가 실험실에서 인공적으로 생성하고 적용할 수 있는 전기장보다 몇 차수나 더 크다"라며 "이 구성은 어떤 면에서 분자가 거대한 입자 충돌기처럼 작동하여 라듐의 핵을 탐사할 더 나은 기회를 제공한다"고 설명했다. 이 강력한 내부 전기장은 라듐 원자의 전자들을 사실상 '압착'시키는 효과를 낸다. 이렇게 행동반경이 좁아진 전자들은 원자핵 주변을 맴돌다가, 핵 내부로 잠시 '스며들어갈' 확률이 극적으로 높아진다. 핵 정보 빼내 온 '전령 전자' 연구팀은 이렇게 생성한 플루오린화 라듐 분자를 포획해 냉각시킨 뒤, 진공 챔버를 통해 조심스럽게 이동시키며 분자와 상호작용하도록 맞춤 제작한 레이저 빛을 쏘였다. 이 레이저를 통해 라듐 전자의 에너지 상태를 정밀하게 측정한 결과, 예상치와 미세한 '에너지 변화(shift)'가 있음을 감지했다. 이 에너지 변화는 비록 분자를 들뜬 상태로 만드는 데 사용된 레이저 광자 에너지의 약 100만분의 1에 불과할 정도로 극히 미미했다. 그러나 이 '미묘한 불일치'야말로, 전자가 핵 외부가 아닌 '핵 내부'로 분명히 진입했으며, 그 안의 양성자 및 중성자들과 상호작용했다는 결정적인 증거가 됐다. 핵을 방문하고 빠져나온 전자가 핵 내부의 중요 정보를 전달하는 에너지 변화를 회수하여 외부 세계로 전달하는 '전령(messenger)' 역할을 충실히 수행한 것이다. 논문의 제1 저자인 셰인 윌킨스 박사는 "우리는 핵과 핵 외부 전자 간의 상호작용이 어떤 모습인지 이미 알고 있다"라며 "이 전자 에너지를 매우 정밀하게 측정했을 때, 전자가 핵 외부에서만 상호작용한다고 가정한 예상치와 정확히 일치하지 않았다. 이는 그 차이가 반드시 핵 내부에서의 전자 상호작용 때문임을 말해준다"고 설명했다. 우주 비밀의 열쇠, '배 모양' 라듐 핵 그렇다면 연구팀은 왜 수많은 원소 중에 하필 '라듐'을 선택했을까? 대부분의 원자핵은 완벽한 '공 모양'이라 대칭이 깨진 신호를 찾기 어렵다. 하지만 라듐의 핵은 럭비공처럼 한쪽이 더 불룩한 비대칭 '배(pear) 모양'을 하고 있다. 이론가들은 바로 이 독특한 기하학적 구조가, 우리가 찾고 있는 미세한 '대칭 위반' 신호를 수백 배 이상 '증폭'시켜 관측 가능한 수준으로 만들어줄 특별한 실험실이라고 예측해왔다. 논문의 공동 저자인 로널드 페르난도 가르시아 루이스 MIT 부교수는 "라듐 핵은 전하와 질량이 비대칭이라는 매우 이례적인 특성 때문에, 이러한 대칭성 깨짐을 증폭시키는 역할을 할 것으로 예측한다"고 말했다. 그의 연구 그룹은 이 라듐 핵에서 대칭 위반의 징후를 찾기 위한 방법 개발에 주력해왔다. 물론 라듐 핵을 탐사하는 데는 여러 가지 어려움이 따른다. 라듐은 자연 방사성 원소이며 반감기(수명)가 짧다. 연구팀은 플루오린화 라듐을 소량만 생산할 수 있었기 때문에, 관련 상호작용을 포착하기 위해서는 극도로 민감한 측정 기술이 필수였다. "핵 내부 지도 그릴 것"…물질-반물질 수수께끼 풀린다 이번 성공으로 연구팀은 원자핵 내부의 '자기 분포(magnetic distribution)'를 측정할 수 있는 길을 열었다. 원자핵 속의 양성자와 중성자는 각각 작은 자석처럼 행동하는데, 이 자석들의 방향이 핵 내부의 공간 배열에 따라 어떻게 달라지는지(어떻게 정렬되어 있는지) 상세히 규명할 수 있게 됐다. 가르시아 루이스 교수는 "우리는 이제 핵 내부를 들여다볼 수 있다는 증거를 가졌다"라며 "이는 배터리의 전기장을 측정하는 것과 같다. 사람들은 배터리 외부의 전기장은 측정할 수 있지만, 배터리 내부를 측정하는 것은 훨씬 더 어렵다. 그리고 우리가 지금 할 수 있는 일이 바로 그것"이라고 이번 성과의 의미를 비유했다. 연구팀의 다음 목표는 핵 내부의 힘 분포를 매핑하기 위해, 이 플루오린화 라듐 분자들을 더 낮은 온도로 냉각시키고, '배 모양' 핵의 방향을 원하는 대로 정밀하게 제어하는 기술을 확립하는 것이다. 현재는 분자 속의 라듐 핵이 무작위 방향으로 있지만, 그 방향을 통제할 수 있으면 더 정밀한 측정으로 핵 내부의 힘 분포를 상세히 규명하고, 마침내 우주론의 난제인 기본 대칭 위반의 증거를 탐색할 수 있다. 가르시아 루이스 교수는 "라듐 함유 분자는 자연의 기본 대칭 위반을 탐색하는 데 매우 민감한 시스템이 될 것으로 예측한다"며 "(우리는) 이제 그 탐색을 수행할 방법을 가졌다"고 말했다. 연구팀은 앞으로 이 새로운 방법으로 라듐의 특성을 더 탐구하여, 우리 우주의 구조에 대한 새로운 진실을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대한다. 이 연구는 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)의 지원을 받았다.
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[퓨처 Eyes(108)] MIT, '초소형 분자 실험실'로 원자핵 내부 첫 탐사 성공
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미·중, 희토류 통제 유예·펜타닐 차단 합의⋯관세 10%p 인하
- 도널드 트럼프 미국 대통령은 29일(현지시간) 부산 김해공군기지에서 열린 미·중 정상회담 직후, 중국이 희토류 수출통제 유예와 펜타닐 미국 유입 차단에 협력하기로 했다고 밝혔다. 이에 따라 미국은 중국에 부과해온 관세를 10%포인트 인하하기로 했다. 트럼프 대통령은 귀국길 전용기 에어포스원에서 “희토류는 전부 해결됐다”며 “이제 그 장애물은 사라졌다”고 말했다. 그는 중국이 향후 1년간 희토류 수출 통제를 유예하고, 매년 연장할 것으로 예상된다고 덧붙였다. 제이미슨 그리어 미 무역대표부(USTR) 대표도 “중국이 희토류 공급을 지속하기로 합의했다”고 밝혔다. 트럼프 대통령은 또 "중국이 펜타닐 전구물질 차단에 협력하기로 했다"며, 이에 따라 이른바 '펜타닐 관세'를 20%에서 10%로 낮췄다고 발표했다. [미니해설] 트럼프, "중국, 펜타닐 차단 협력하고 미국 농산물 구매키로" 미국과 중국이 희토류 공급 안정과 합성마약 펜타닐 차단을 맞교환하는 형태의 합의를 이끌어냈다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 29일(현지시간) 부산 김해공군기지에서 시진핑 중국 국가주석과의 회담을 마친 뒤 "희토류 문제는 완전히 해결됐다"고 선언했다. 트럼프 대통령은 귀국길 전용기 에어포스원에서 "중국은 희토류 수출 통제를 1년간 유예하고, 매년 자동 연장하는 형태로 유지할 계획"이라고 설명했다. 그는 "이제 그 장애물은 사라졌다"며 "양국은 매우 수용 가능한 방식으로 합의에 이르렀다"고 말했다. 희토류 수출통제 유예…'전략 광물' 봉쇄 풀린다 이번 합의는 중국이 12월부터 시행할 예정이던 희토류 수출통제 조치를 1년간 유예하기로 한 데 있다. 희토류는 반도체, 전기차, 군수산업 등 첨단 산업 전반에 사용되는 핵심 광물로, 공급이 제한되면 미국뿐 아니라 글로벌 공급망에도 큰 타격을 준다. 제이미슨 그리어 미 무역대표부(USTR) 대표는 "우리는 중국의 희토류 수출 규제 문제에 집중했으며, 중국이 희토류 공급을 유지하기로 합의했다"고 밝혔다. 이는 미 행정부가 수개월째 강조해온 '핵심 광물 공급망 안정화' 기조의 주요 성과로 꼽힌다. 중국은 전 세계 희토류 생산량의 약 70%, 정제 능력의 90%를 차지하고 있으며, 미국의 군수 및 기술산업에 사실상 절대적 영향을 미친다. 미국 내에서는 최근 중국의 수출통제 강화로 인해 희토류 의존도 탈피 및 공급망 다변화가 최대 현안으로 떠올랐다. 펜타닐 차단 협력…'관세 완화' 맞교환 트럼프 대통령은 또 "중국이 미국으로 유입되는 펜타닐과 그 전구물질 차단에 협력하기로 했다"며, 이에 대한 대가로 "미국은 이른바 '펜타닐 관세'를 20%에서 10%로 인하했다"고 밝혔다. 그는 재집권 이후 중국의 협조 부족을 이유로 펜타닐 관련 제품에 징벌적 성격의 관세를 부과해왔다. 펜타닐은 헤로인보다 수십 배 강력한 합성마약으로, 미국 내 약물 사망의 주원인으로 지목되어 있다. 이번 조치는 트럼프 행정부가 중국과의 마약 단속 협력을 복원하는 동시에, 무역 갈등 속 관세 인하를 통해 경제 불확실성을 완화하려는 의도가 깔린 것으로 풀이된다. 미국, 관세 10%p 인하…상호 이익 추구 트럼프 대통령은 "중국이 희토류와 펜타닐 문제에서 협력하기로 한 만큼, 미국도 이에 상응해 중국에 부과한 관세를 10%포인트 인하한다"고 밝혔다. 이는 2018년 미중 무역전쟁 이후 누적된 고율 관세 부담을 일부 완화하는 조치로, 양국 간 관계 정상화의 신호로 해석된다. 다만, 내달 중순 만료되는 '초고율 관세 유예' 연장 여부에 대해서는 "아직 결정된 것이 없다"며 즉답을 피했다. 한편, 중국은 미국산 대두 등 농산물을 즉시 대량 구매하기로 약속해 무역 불균형 해소를 위한 신호를 보냈다. 트럼프 대통령은 "중국이 미국 농민을 돕기 위해 신속한 구매를 시작하기로 했다"고 강조했다. "미·중 갈등의 전환점"…APEC 이후 협력 시동 이번 미중 정상회담은 트럼프 대통령의 2기 행정부 출범 이후 처음 열린 직접 회담으로, 6년 만의 공식 대면이었다. 트럼프 대통령은 "멋진(amazing) 회담이었다"며 "우리는 거의 모든 사안에서 매우 수용 가능한 형태의 합의를 이뤘고, 남은 쟁점은 많지 않다"고 밝혔다. 그는 내년 4월 중국을 방문해 시진핑 주석과 재회할 예정이며, 이후 시 주석이 플로리다주 팜비치 혹은 워싱턴DC를 공식 방문할 계획이라고 덧붙였다. 전문가들은 이번 합의가 단순한 무역정책 조정 이상의 의미를 지닌다고 평가한다. 미국이 관세 완화를 통해 중국의 협력을 유도한 것은, 단기적으로는 경제 안정, 장기적으로는 지정학적 완화 전략의 일환이라는 분석이다. 트럼프 행정부는 향후 협정 세부 조율을 마무리한 뒤, 내년 초 '미중 경제공조 선언문'을 공식 발표할 것으로 예상된다. "엔비디아 블랙웰칩 중국 수출 협의 예정" 한편, 트럼프 대통령은 중국과 엔비디아가 미국 정부의 수출 규제로 제약을 받고 있는 엔비디아 인공지능(AI) 반도체의 대중 수출 문제를 협의할 예정이라고 밝혔다. 트럼프 대통령은 "우리가 이야기하는 것은 막 어제 발표된 블랙웰(엔비디아의 최신 AI 칩)에 한정되지 않는다"며 "여러 종류의 칩이 있으며, 이는 우리에게 유리한 일"이라고 말했다. 그는 미국 반도체 기업들이 다른 국가에 최첨단 AI 칩을 제외한 다양한 반도체 제품을 적극적으로 수출해야 AI 산업에서의 미국 주도권을 유지할 수 있다고 주장해왔다. 또한 우크라이나 전쟁과 관련해서는 "상당한 시간 동안 논의했다"며 "러시아와 우크라이나 간 전쟁 종식을 위해 함께 협력하기로 했다"고 덧붙였다. 다만 트럼프 대통령은 중국의 러시아산 원유 수입 문제는 이번 회담에서 다루지 않았다며, 전쟁 해결을 위한 협력 의지만 확인했다고 밝혔다. 그는 또 대만 문제는 이날 회담 의제에 포함되지 않았다고 전했다.
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미·중, 희토류 통제 유예·펜타닐 차단 합의⋯관세 10%p 인하
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[신소재 신기술(203)] 비정질 소재도 '마찰발광' 구현⋯차세대 안전 소재 부상
- 기계적 자극으로 빛을 내는 '마찰발광(ML·Mechanoluminescence)' 기술이 결정 구조에 의존하지 않는 비정질(非結晶) 물질에서도 구현될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 향후 산업 안전, 기계 설비 진단, 차세대 센서 분야에 응용될 수 있는 기반 기술로 평가된다. 오키나와과학기술대학원(OIST) 연구진은 광발광 특성으로 알려진 화학 화합물을 이용해 결정 구조가 없는 얇은 구리 복합체 필름을 제작하고, 접촉·분리, 비틀기, 마찰 등 다양한 기계적 자극을 가했을 때 발광 현상이 나타나는 것을 확인했다고 웹사이트 PHYS, 미라지뉴스 등이 28일(현지시간) 보도했다. 해당 내용은 국제 학술지 케미컬 사이언스(Chemical Science)에 발표됐다. 일반적으로 마찰발광은 결정체를 부수거나 파괴하는 과정에서 발생한다. 그러나 결정이 파쇄되면 발광 특성도 상실되는 한계가 지적돼 왔다. 이에 비해 비정질 소재는 구조적 제약이 적고 충격에도 안정성이 높아 실제 산업 적용 가능성을 넓힌다는 평가가 나온다. 연구를 이끈 줄리아 쿠스누트디노바 OIST 교수는 "결정 기반 발광 물질은 구조에 크게 의존해 설계가 복잡하고, 파손 시 성능이 빠르게 악화된다"며 "비정질 소재는 더 오래 지속되는 발광 구현에 유리하다"고 설명했다. 연구진은 비정질 필름을 보호 플라스틱으로 코팅한 상태에서도 비파괴적 발광이 유지되는 것을 확인했다. 마찰 과정에서 필름과 주변 기체 분자가 부분적으로 전기장을 띠며 들뜸 현상이 발생하고, 이 에너지가 발광으로 이어진다는 분석이다. 논문의 제1저자인 아유무 카리마타 박사는 "결정 파쇄 과정이 반드시 필요한 것이 아님을 증명했다"며 "결정 공학 설계 없이도 기계 자극 반응형 발광 소재를 구현할 수 있어 소재 과학의 가능성이 크게 확장된다"고 말했다. 연구진은 향후 유연 디스플레이, 구조물 균열 감지 센서, 야간 안전 장비 등 다양한 분야 적용성이 높을 것으로 전망했다.
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[신소재 신기술(203)] 비정질 소재도 '마찰발광' 구현⋯차세대 안전 소재 부상
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[먹을까? 말까?(120)] 인공감미료 '수크랄로스', 체내서 DNA 손상 물질 생성 확인
- 인공감미료 수크랄로스가 인체 내에서 DNA를 손상시킬 수 있는 물질을 생성한다는 연구 결과가 나왔다. 일부 시판 제품에서도 소량의 해당 물질이 검출돼 안전성 논란이 확산할 전망이다. 28일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 노스캐롤라이나주립대(NCSU)와 노스캐롤라이나대(UNC) 공동연구팀은 실험실 환경에서 사람 장(腸) 조직과 인체 세포를 활용해 수크랄로스 섭취 후 생성되는 부산물의 영향을 조사했다. 연구 결과, 수크랄로스-6-아세테이트(sucralose-6-acetate)가 DNA 절단 및 염색체 이상을 유발하는 '유전독성(genotoxic)' 물질로 확인됐다. 논문 교신저자인 수전 시프먼 교수는 "수크랄로스-6-아세테이트는 인간 DNA를 손상시킬 수 있는 물질로 판단된다"고 밝혔다. 연구진은 해당 물질이 장 점막 장벽의 전기저항을 낮춰 투과성을 높였으며, 염증 반응 증가와 약물대사 효소 저해 신호도 확인했다고 설명했다. 수크랄로스-6-아세테이트는 수크랄로스 제조 과정 또는 인체 대사 과정에서 생성되는 불순물로, 연구팀은 일부 제품에서 0.67% 수준의 잔류량을 확인했다고 밝혔다. 동물실험에서는 지방조직에 잔류하는 정황도 포착됐다. 시프먼은 "시중에서 판매되는 수크랄로스에서 섭취 및 대사되기 전에도 미량의 수크랄로스-6-아세테이트가 검출될 수 있다는 사실을 발견했다"고 말했다. 동물실험에서 수크랄로스를 투여받은 쥐는 아세틸화 대사산물을 생성하고, 투여 중단 후에도 지방에 수크랄로스가 잔류하는 것으로 나타났다. 해당 대사물에는 소변과 대변에서 검출된 수크랄로스-6-아세테이트가 포함됐다. 실험 결과 해당 화합물은 DNA 가닥 파열을 유발하는 염색체 손상 유발 물질(클라스토제닉)로 확인됐다. 염색체 손상을 검출하는 별도의 미세핵 검사에서도 동일한 효과가 확인됐다. 미세핵은 염색체가 손상될 때 형성되는 작은 DNA 함유체이다. 실험 결과 노출 후 미세핵 수가 증가한 것으로 나타났다. 유럽 규제기관들은 유전독성 물질에 대해 1인당 하루 0.15㎍(마이크로그램) 수준의 노출 한도 기준을 적용하고 있다. 연구팀은 "수크랄로스로 감미한 음료 한 잔만으로도 이 기준을 초과할 수 있다"며 추가 관리가 필요하다고 주장했다. 다만 이번 결과는 세포 및 조직 기반 실험에 국한된 것으로, 인체 전체 노출 수준과 장기적 영향은 추가 검증이 요구된다. 미국 식품의약국(FDA)은 1998년 수크랄로스를 승인했으나, 당시 심사자료에는 수크랄로스-6-아세테이트에 대한 최신 분자독성학적 평가가 포함되지 않았다. 전문가들은 "정밀 분석 기술 발전에 따라 기존 안전성 평가가 재검토될 가능성이 있다"며 "장기간 섭취자 대상 역학조사 및 실제 노출량 추적 연구가 필요하다"고 지적했다. 이번 연구는 국제학술지 '독성학 및 환경보건 저널 Part B(Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B)'에 게재됐다.
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[먹을까? 말까?(120)] 인공감미료 '수크랄로스', 체내서 DNA 손상 물질 생성 확인
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[기후의 역습(175)] 지구 남·북반구 간 '태양광 반사 대칭' 깨진다
- 지구의 북반구와 남반구가 유지해온 태양복사 에너지 균형이 최근 20여 년 사이 무너지고 있다는 연구 결과가 제시됐다. 나사(NASA) 랭글리연구센터 노먼 로브 박사 연구팀은 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문에서 북반구가 남반구보다 더 빠른 속도로 태양빛을 흡수하고 있다고 밝혔다고 26일(현지시간) 라이브사이언스가 전했다. 연구진은 NASA 위성 'CERES' 데이터를 기반으로 2001~2024년 지표 반사율과 일사 흡수량을 분석했다. 그 결과 북반구는 10년마다 1㎡당 0.34W 더 많은 태양 에너지를 흡수하는 것으로 나타났다. 원인으로는 빙하와 만년설 감소, 오염물질 저감, 수증기 증가 등이 지목됐다. 특히 연구진은 구름량이 에너지 불균형을 상쇄하지 못하고 있다고 진단했다. 전문가들은 이러한 구조적 변화가 기후 시스템의 전환점을 알리는 신호일 수 있다며 경고했다. [미니해설] 지구 에너지 균형 '균열'…북반구 일사 흡수 급증 지구 기후 균형 무너지는 징후…북반구 일사 흡수 증가, '비대칭 지구'로 가나 지구 기후 시스템에서 북반구와 남반구 간의 에너지 균형이 근본적으로 흔들리고 있다는 연구 결과가 나왔다. 산업활동과 도시화가 집중된 북반구가 오히려 태양광 반사율이 높은 특성을 보여온 ‘기후의 역설’이 서서히 깨지고 있다는 분석이다. 과학계는 이를 기후변화가 본격적인 '불안정 단계'로 진입했음을 알리는 신호로 해석하고 있다. "균형이 깨지고 있다"…24년 관측이 말해준 변화 NASA 랭글리연구센터 노먼 로브 박사 연구팀은 최근 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문에서 북반구의 일사 흡수 증가 추세가 남반구보다 현저하게 크다고 밝혔다. 분석에는 2001년 이후 24년간 NASA의 '구름 및 지구복사에너지시스템(CERES)' 위성 관측 자료가 활용됐다. 연구 결과에 따르면, 북반구는 10년마다 ㎡당 약 0.34W 더 많은 태양 에너지를 흡수하는 것으로 나타났다. 이 수치는 작아 보일 수 있으나, 행성 규모로 확대하면 거대한 에너지 유입 증가를 의미한다. 에너지 불균형은 결국 기온 상승, 강수 패턴 변화, 극한 기후 강화로 이어질 수 있다. 지구는 태양에서 흡수한 에너지와 우주로 방출하는 에너지를 통해 기후 균형을 유지한다. 어느 한쪽이 어긋나면 전체 시스템이 재구성된다. 메릴랜드대 잔칭 리 교수는 "이는 지구의 에너지경제가 적자 상태로 이동하고 있다는 의미"라며 "장기적으로 기후 시스템이 새로운 상태를 향해 움직이고 있다는 강한 신호"라고 해석했다. 왜 북반구만 더 뜨거워지나…3대 원인 분석 로브 박사팀은 '부분복사교란(PRP)' 분석 방식을 통해 불균형의 원인을 분해했다. 그 결과 세 가지 요인이 핵심으로 지목됐다. ① 빙하·만년설 감소 북극 빙권은 지구에서 가장 빠르게 온난화가 진행되는 지역이다. 밝은 얼음이 녹으면 어두운 바다와 토지가 드러나 일사 흡수가 증가하는 '빙하-알베도 피드백'이 발생한다. ② 대기오염물질 감소 중국·미국·유럽 등에서 에어로졸 배출 저감 정책이 진행되면서 태양광을 반사하는 미세 입자가 줄어든 것도 원인이다. 역설적이게도 환경정책의 성과가 기후 균형 측면에서는 새로운 문제를 낳고 있다. ③ 수증기 증가 온난화가 더 빠른 북반구에서 대기 수증기량이 증가하면서 흡수되는 단파 복사 에너지량이 확대됐다. 수증기는 대표적인 온실가스다. 그 결과, 북반구는 지속적으로 더 많은 열을 '가둬두는 행성'이 되고 있다. "구름이 상쇄해줘야 하는데"…기후 시스템의 경고 이 변화에서 가장 우려되는 부분은 구름의 보상 작용이 나타나지 않고 있다는 점이다. 일반적으로 기후 시스템은 균형을 유지하려는 특성이 있다. 북반구가 더 많은 열을 흡수하면, 구름이 더 많이 형성되어 반사 작용을 강화해야 한다. 그러나 관측 결과, 지난 20년 동안 구름량 변화는 거의 나타나지 않았다. 로브 박사는 이를 두고 "기후 시스템의 '교정 매커니즘'이 제대로 작동하지 않는다는 의미일 수 있다"고 평가했다. 이는 기후 변화가 새로운 체제(regime)로 넘어가는 초기 징후일 가능성을 시사한다는 것이다. 기후·경제·안보 전반에 파장…"불균형 확대되면 위험" 북반구 중심의 일사 흡수 증가는 △ 대기 대순환 변화, △ 해수면 온도 상승 가속, △ 폭염·폭우·한파 등 극한현상 불규칙화, △아열대 고기압대 확장, △식량 생산 지형 변화 등 심각한 결과를 초래할 수 있다. 특히 산업 기반이 집중된 북반구는 전 세계 GDP의 90% 이상을 차지한다. 기후 불균형이 경제·금융 안정성까지 위협할 수 있다는 의미다. 리 교수는 "이 변화는 더 이상 이론이 아니라 현실 데이터로 관측되는 기후 변곡점"이라며 "정책 대응의 속도전이 필요하다"고 강조했다. 과학계 "모델 고도화로 향후 10년이 관건" 연구진은 곧 공개될 차세대 기후 모델을 통해 △ 구름-에어로졸 상호작용, △ 열수지 변화에 대한 지역별 응답, △ 남·북반구 간 에너지 교환 메커니즘 등을 정밀 분석할 계획이다. 로브 박사는 "다음 세대 관측과 모델링 연구가 이 의문을 풀 열쇠"라며 "'비대칭 지구'가 일시적일지, 새로운 표준이 될지 향후 10년 내 결판이 날 것"이라고 말했다.
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[기후의 역습(175)] 지구 남·북반구 간 '태양광 반사 대칭' 깨진다
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미중 정상회담 의제 조율 완료⋯중국 희토류 규제-미국 대중 추가관세 유예
- 미·중 고위급 협상단이중국의 희토류 수출 통제와 미국의 대중국 추가 관세 부과를 모두 유예하는 쪽으로 잠정 합의에 도달했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 스콧 베선트 미국 재무장관은 26일(현지시간) 미중 무역 협상과 관련해 중국의 희토류 수출 통제가 유예되고 이에 따라 미국의 대중국 100% 추가 관세 부과도 없을 것으로 예상한다고 밝혔다. 도널드 트럼프 대통령의 아시아 순방에 동행 중인 베선트 장관은 이날 미 NBC, ABC, CBS 방송과 각각 인터뷰를 갖고 "저와 제 중국 카운터파트인 (허리펑) 부총리는 (무역 합의) 프레임워크를 마련했다"며 이같이 말했다. 트럼프 대통령과 시진핑 중국 국가주석의 오는 30일 부산에서 열릴 정상회담을 앞두고 베선트 장관과 허리펑 중국 국무원 부총리 등 양측 고위급 인사들은 말레이시아에서 이틀간 만나 최종 의제 조율을 마친 상태다. 이번 협상에 중국 측에서는 허리펑 국무원 부총리와 리청강 상무부 국제무역담판대표 겸 부부장(차관)이 나섰고, 미국 측은 스콧 베선트 미국 재무장관, 제이미슨 그리어 미국무역대표부(USTR) 대표가 참석했다. 베선트 장관은 '미국이 중국에 100%의 추가 관세를 부과하지 않을 것으로 보느냐'는 질문에 "(100% 관세 부과를) 예상하지 않는다"면서 "또한 중국이 논의했던 희토류 수출 통제 조치가 일정 기간 유예될 것으로 예상한다"고 NBC방송에 말했다. 그는 ABC 방송과의 인터뷰에서도 "저는 중국이 그것(희토류 수출 통제)을 검토하면서 1년간 시행을 연기할 것이라고 믿는다"고 설명했다. 베선트 장관은 "트럼프 대통령이 '100% 관세 부과' 위협을 통해 나에게 막강한 협상 지렛대를 줬다"며 "그 결과 (중국의 희토류 수출 통제 유예에 따라) 관세 부과를 피하게 됐다"고 말했다. 세계 최대 희토류 수출국인 중국은 오는 12월 1일부터 희토류 수출 통제를 대폭 확대한다고 앞서 예고했다. 트럼프 행정부는 이를 비판하며 중국의 입장 변화가 없다면 11월 1일부터 중국산 제품에 100% 추가 관세를 부과하겠다고 밝힌 상태다. 베선트 장관의 발언은 미중 무역 협상의 최대 쟁점이었던 희토류 수출 통제 및 대(對)중국 추가 관세 부과에 대해 양측이 보류하는 방향으로 합의의 틀을 마련했음을 시사한다. 베선트 장관은 또한 "미국 농부들을 위한 대규모 농산물 구매에 대해서도 합의했다"며 "중국이 미국을 황폐화하는 펜타닐 원료물질 문제 해결을 돕기 시작하기로 합의했다"고 말했다. 미중 무역 협상의 또 다른 쟁점이었던 중국의 미국산 대두 구입 중단과 미국으로의 펜타닐 유입 차단 등에서도 접점이 마련됐다고 밝힌 것이다. 베선트 장관은 아울러 중국의 인기 동영상 플랫폼 틱톡의 미국 사업권을 미국 투자자들이 인수하는 내용의 '틱톡 합의'와 관련, "우리는 최종 합의에 도달했다"며 "오늘 기준으로 모든 세부 사항이 조율됐으며, 그 합의를 두 정상이 목요일(30일) 한국에서 마무리할 것"이라고 밝혔다. 그는 "두 정상은 아시아와 중동에서 성공을 거둔 트럼프 대통령의 글로벌 평화 구상에 대해서도 논의하게 될 것"이라며 "이제 트럼프 대통령의 시선은 우크라이나와 러시아로 향하고 있다"고 말했다. 한편 리청강 부부장은 "하루가 넘는 매우 긴장된 토론을 거쳐 중미 양국은 이 의제들에 관해 일부 양국의 관심사를 적절히 처리하는 방안을 건설적으로 논의했고, 일차적 합의를 만들었다"며 "다음 단계로 각자는 내부 보고와 승인 절차를 이행할 예정"이라고 밝혔다. 신화통신도 "양국은 미국의 중국 해사·물류·조선업에 대한 (무역법) 301조 조치와 상호 관세 중단 기간 연장, 펜타닐 관세와 법 집행 협력, 농산물 무역, 수출 통제 등 양국이 함께 관심을 가진 중요 경제·무역 문제에 관해 솔직하고 심도 있으며 건설성이 풍부한 교류·협상을 했다"고 밝혔다. 그러면서 "각자의 우려를 해결하는 계획에 관해 기본적 합의를 이뤘다"며 "양국은 구체적인 세부사항을 추가로 확정하고 각자 국내 승인 절차를 이행하는 것에 동의했다"고 설명했다.
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미중 정상회담 의제 조율 완료⋯중국 희토류 규제-미국 대중 추가관세 유예
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[먹을까? 말까? (119)] "장 스스로 회복한다"⋯MIT, '시스테인'의 재생 비밀 밝혀내
- 장(腸)이 스스로를 치유할 수 있는 능력, 그 열쇠가 한 가지 아미노산에서 발견됐다. 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구진은 23일(현지시간) 발표한 연구에서, 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나인 '시스테인(cysteine)'이 소장 조직의 재생 능력을 강화해 방사선이나 항암치료로 인한 손상 회복을 촉진한다고 밝혔다. 시스테인은 육류, 유제품, 콩류, 견과류 등 단백질이 풍부한 식품에 다량 함유된 필수 아미노산으로, 연구진은 "시스테인 보충제를 통해 장 손상을 줄일 수 있을 가능성"을 제시했다. 이번 연구는 오메르 일마즈(Omer Yilmaz) MIT 줄기세포이니셔티브(Stem Cell Initiative) 소장이 이끄는 팀이 수행했으며, 관련 논문은 국제학술지'네이처(Nature)'에 게재됐다. "장 스스로를 치유하는 아미노산" 연구진은 실험용 쥐를 대상으로 단일 아미노산이 장 줄기세포에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 20종의 아미노산 중 시스테인이 가장 강력하게 줄기세포와 전구세포(미성숙 세포)의 증식을 촉진하는 것으로 나타났다. 시스테인은 섭취 시 소장에서 코엔자임A(CoA)로 변환된다. 이 물질을 흡수한 CD8 T세포는 활발히 증식하며 IL-22라는 신호 분자를 분비하는데, IL-22는 장 점막 재생과 면역 조절에 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 즉, 시스테인이 면역세포를 자극해 손상된 장 조직의 재생을 유도하는 것이다. 이는 방사선 치료나 항암 화학요법으로 인한 장 손상을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 MIT는 설명했다. 이 과정은 주로 소장 점막에서만 활성화되는 것으로 나타났다. 연구진은 "대부분의 단백질이 소장에서 흡수되기 때문에, 시스테인 농도가 가장 먼저 높아지는 곳도 소장"이라고 설명했다. 항암·방사선 치료 후 손상 회복에도 효과 연구팀은 방사선에 노출된 쥐에게 시스테인 풍부한 식단을 제공한 결과, 장 점막이 빠르게 재생되고 염증 반응이 완화되는 현상을 관찰했다. 추가로 항암제 '5-플루오로우라실(5-FU)'을 투여한 실험에서도 유사한 회복 효과가 나타났다. 이는 시스테인이 항암·방사선 치료 부작용을 완화할 수 있는 가능성을 보여주는 대목이다. 오메르 일마즈 교수는 "시스테인이 풍부한 식단이나 보충제를 통해 화학요법 또는 방사선으로 인한 장 손상을 완화할 수 있을 것"이라며 "인공 합성물이 아닌, 자연적인 식이성 화합물로 인체 치유 능력을 활용한다는 점이 의미 있다"고 강조했다. "단일 영양소가 장 재생을 촉진한 첫 사례" 이전에도 칼로리 제한이나 고지방 식단이 장 줄기세포 기능에 영향을 미친다는 연구는 있었다. 하지만 이번 연구는 하나의 특정 영양소가 장의 재생 능력을 직접 향상시킨 첫 사례로 평가받는다. 연구를 주도한 MIT의 박사후 연구원 팡타오 치(Fangtao Chi)는 "고시스테인 식단을 섭취하면 장 내에서 IL-22를 생성하는 T세포 집단이 눈에 띄게 증가했다"며 "이는 우리가 IL-22와 줄기세포 활성 간의 연관성을 다시 이해해야 함을 시사한다"고 말했다. 항산화제에서 '재생 촉진제'로 시스테인은 오랫동안 항산화제의 전구물질(예: 글루타티온)로 알려졌으나, 이번 연구는 그것이 단순한 산화 방지 역할을 넘어 조직 재생을 유도하는 생리학적 기능을 갖고 있음을 입증했다. 연구팀은 현재 시스테인이 피부나 모낭 재생에도 유사한 효과를 보이는지 검증 중이다. 향후 소장뿐 아니라 다른 조직의 회복·노화 방지 메커니즘에도 적용할 수 있는 가능성이 제기된다. 현재까지의 연구는 쥐 실험에 한정돼 있으며, 인체 적용을 위해서는 임상시험을 통한 안전성 검증이 필요하다. 그럼에도 이번 연구는 영양학·면역학·재생의학을 잇는 다학제적 접근의 성과로 주목받는다. MIT 통합암연구소의 에릭 포드 교수는 "이번 연구는 개별 영양소가 줄기세포 운명과 조직 건강에 미치는 구체적 기전을 밝힌 의미 있는 성과"라며 "향후 정밀영양학(Precision Nutrition)과 재생의학의 접목을 가속화할 것"이라고 평가했다. "식탁 위의 치유 과학" 시스테인은 육류, 유제품, 콩류, 견과류 등 단백질이 풍부한 식품에 다량 함유되어 있으며, 체내에서도 메티오닌(methionine)을 원료로 합성된다. 다만 체내 합성 시 장보다 간을 중심으로 분포하기 때문에, 식이를 통한 직접 섭취가 장 건강에 더 효과적일 수 있다고 연구진은 설명했다. 이번 연구는 "음식이 약이 될 수 있다(Food as Medicine)"는 개념을 과학적으로 뒷받침하는 사례로 평가된다. 식단 하나로 장의 재생 능력을 향상시키고, 나아가 치료 후 회복을 돕는 새로운 치료 접근법이 될 수 있다는 점에서 의학적 파급력이 크다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까? (119)] "장 스스로 회복한다"⋯MIT, '시스테인'의 재생 비밀 밝혀내
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
- 미국의 대형 전자폐기물 재활용업체들이 아시아 개발도상국으로 불법 폐기물을 대량 수출하고 있다는 조사 결과가 공개됐다. 이는 국제사회가 금지한 '독성무역'이 여전히 세계 환경·ESG 체계를 무력화하고 있음을 보여준다. 미국 환경단체 바젤행동네트워크(BAN·Basel Action Network) 는 22일 발표한 보고서 「부끄러운 중개인(Brokers of Shame): 아시아로 향하는 미국 e-폐기물의 새로운 쓰나미」 에서, "미국 내 10개 주요 브로커가 2023년부터 2025년 초까지 약 1만 개 컨테이너(총 3만3000톤 규모)의 전자폐기물을 아시아로 수출했다"고 밝혔다. 그 규모는 10억 달러(약 1조3800억 원) 에 달하며, 주요 수입국은 말레이시아, 인도네시아, 필리핀 등으로 확인됐다. BAN은 "매달 약 2000개의 전자폐기물 컨테이너가 미국을 떠나 개발도상국으로 향하고 있으며, 이는 환경·보건·노동권 모두를 위협하는 행위"라고 지적했다. 특히 미국은 '바젤협약(Basel Convention)'을 비준하지 않은 유일한 주요 산업국으로, 선진국의 폐기물 수출을 금지하는 국제 규범의 사각지대에 서 있다. 짐 퍼켓 BAN 설립자는 "이들 기업은 '책임 있는 재활용'을 내세우지만, 실상은 저임금 노동력을 착취하고 독성 물질을 무단 배출하는 독성무역에 가담하고 있다"며 "이는 ESG 경영 원칙의 근간을 훼손하고, 글로벌 공급망의 신뢰를 무너뜨리는 일"이라고 비판했다. 보고서에 따르면, 수출된 폐기물은 '비철금속 원자재' 또는 '재사용 가능 전자제품'으로 허위 신고돼 세금과 단속을 회피하고 있다. 말레이시아·인도네시아·태국 등은 바젤협약상 명백한 수입 금지국임에도 불구하고 실제로는 폐전자 처리시설이 확산되고 있다. BAN은 또 "10개 주요 브로커 중 8곳이 국제 재활용 인증제도인 R2V3 인증을 보유하고 있음에도 불법 거래 정황이 확인됐다"고 밝혔다. BAN에 따르면 전자폐기물에서 흔히 발견되는 독성 성분은 납, 수은, 난연제(브롬계 난연제ㅐ와 PBDE등), 카드뮴, 베릴륨, 비스페놀-A(BPA) 등 매우 다양하다. 또한 불에서 회로 기판을 태우면 다이옥신과 푸란이 방출된다. 현지 피해는 심각하다. 말레이시아 현장조사에 참여한 BAN 연구원 푸이이 웡(Pui Yi Wong)은 "팜농장 인근과 공장 주변에서 비공식 노동자들이 맨손으로 전선과 플라스틱을 태워 귀금속을 추출하고 있으며, 그 과정에서 유독가스가 대기와 토양을 오염시키고 있다"고 전했다. 그는 "이제 말레이시아도 '세계의 재활용 공장'이 되는 대가를 치르고 있다"며, 미국과 선진국이 "자국 내 폐기물 순환 체계를 구축해야 한다"고 촉구했다. BAN의 보고서는 이번 사안을 기업의 환경 책임(ESG) 문제로 확대 해석해야 한다고 강조한다. 특히 미국의 글로벌 유통기업 베스트바이(Best Buy) 와 국방물자조달청(DLA)이 일부 거래 흐름에 연루된 정황이 드러나면서, ESG 공시의 신뢰성과 기업 지속가능경영의 실효성에 대한 의문이 제기됐다. 국제 환경정책 전문가들은 "ESG는 이제 선택이 아닌 생존의 조건"이라며 "공급망을 통한 간접적 환경침해까지 규제하는 '확장된 책임(Extended ESG Accountability)'이 불가피한 흐름"이라고 지적했다. UN 통계에 따르면 2022년 전 세계 전자폐기물 발생량은 6200만 톤으로 사상 최대치를 기록했으며, 2030년에는 8200만 톤으로 30% 이상 증가할 전망이다. 하지만 이 중 공식 재활용 비율은 20%에 불과하다. 나머지 상당 부분이 비공식 수출로 이어지고 있다는 점에서, 이번 BAN 보고서는 글로벌 재활용 체계의 '그린워싱(greenwashing)' 실태를 드러낸 셈이다. BAN은 "이번 보고서는 업계를 비난하기 위한 것이 아니라, 국제사회가 책임 있는 순환경제 체계로 전환해야 한다는 경고"라고 강조했다. 미국 정부가 바젤협약을 비준하고, 글로벌 전자제품 제조·유통기업이 ESG 감시 체계와 공급망 투명성 강화에 나서지 않는 한, 아시아와 아프리카의 도시들은 계속해서 '선진국의 전자쓰레기 매립지'가 될 것이라는 경고도 덧붙였다.
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- ESGC
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[ESGC] 미국 전자폐기물, 불법 수출로 '아시아 오염'⋯"1조 원대 독성무역 실태 드러나"
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[퓨처 Eyes(107)] 138억년 우주론의 심장 '인플라톤', 그 가설의 종언
- 우주론의 교과서가 반세기 만에 다시 쓰일 중대한 기로에 서 있다. 우주의 탄생을 설명하는 표준 이론 '빅뱅 이론'의 핵심 가설 '우주 급팽창(cosmic inflation)'의 오랜 숙제를 풀 새로운 모델이 등장했기 때문이다. 스페인과 이탈리아 공동 연구팀은 빅뱅 직후 우주를 부풀린 동력원으로 지목됐던 미지의 입자 '인플라톤(inflaton)' 없이도, 태초의 시공간을 뒤흔든 '중력파(Gravitational waves)'만으로 우주의 기원과 구조를 완벽하게 설명할 수 있다는 혁신적인 이론을 제시했다. 아인슈타인의 100년 묵은 아이디어를 되살려낸 이 이론은, 오직 중력과 양자역학만으로 우주 창조의 비밀을 풀 수 있음을 증명하며 학계의 폭발적인 관심을 받고 있다. 지난 2025년 7월, 미국 물리학회(American Physical Society)가 발행하는 세계적 권위의 학술지 '피지컬 리뷰(Physical Review)'에는 '인플라톤 없는 급팽창(Inflation without an inflaton)'이라는 제목의 기념비적인 논문 한 편이 실렸다. 바르셀로나 대학교의 라울 히메네스 교수가 이끄는 4인의 과학자팀은 이 논문을 통해 기존 빅뱅 이론의 패러다임을 전환할 새로운 모델을 제안했다. 이들의 주장은 놀랍고도 명료하고 우아하다. 우주를 지금의 모습으로 빚어낸 창조의 싸앗은 정체불명의 '유령 입자'가 아니라, 마치 잔잔한 호수에 돌을 던졌을 때 퍼져나가는 물결처럼 시공간 자체에 새겨진 미세한 파동, 즉 중력파라는 것이다. 우주 표준론의 아킬레스건, '인플라톤' 기존 표준 우주론에 따르면, 약 138억년 전 빅뱅 직후 우주는 1초도 안 되는 눈 깜짝할 사이보다 짧은 찰나에 상상을 초월하는 속도로 팽창했다. '우주 급팽창'이라 불리는 이 현상은 현재 우주가 거대 규모에서 놀랍도록 평탄하고 균일한 이유를 설명하는 가장 유력한 가설이었다. 하지만 이 이론에는 치명적인 공백이 있었다. 대체 무엇이 이 상상조차 힘든 팽창을 일으켰는가. 이론의 성립을 위해 여러 변수들이 극도로 정밀하게 맞아떨어져야 한다는 복잡성도 문제였다. 과학자들은 이 수수께끼를 풀기 위해 '인플라톤'이라는 가상의 입자를 무대 위로 불러냈다. 이 입자가 가진 막대한 에너지가 급팽창의 동력원이었다는 설명이다. 그러나 지난 수십 년간 수많은 노력이 있었음에도 인플라톤의 존재는 단 한 번도 실험적으로 관측되거나 증명되지 못했고, 현대 우주론의 가장 큰 아킬레스건으로 남아있었다. 아인슈타인의 100년 된 유산, 해답을 품다 연구팀은 바로 이 지점에서 과감한 역발상을 시도했다. 증명되지 않는 가상의 존재에 의존하는 대신, 이미 그 존재가 증명된 가장 근본적인 물리 현상에서 답을 찾고자 한 것이다. 그들이 주목한 것은 100여년 전 아인슈타인이 예측했던 시공간의 메아리 '중력파'였다. 연구팀은 전통적인 우주론의 틀을 벗어나 양자 물리학의 렌즈로 우주를 들여다봤다. 그 결과 빅뱅 빅후 극도의 혼돈 상태에서 발생한 미세한 중력하들이 서로 간섭하고 상호작용하며 2차효과로 미세한 밀도의 차이를 만들어냈음을 규명했다. 연구팀은 이 아이디어를 '더시터르 공간(De Sitter space)'이라는 수학적 구조와 연결했는데, 1920년대 아인슈타인과 함께 우주의 구조를 탐구했던 네덜란드 수학자 빌럼 더시터르(Willem De Sitter)의 이름에서 따온 것으로, 잊혔던 아인슈타인의 유산이 21세기에 화려하게 부활했다. 마치 미세한 잉크 방울이 물에 퍼지며 무늬를 만들듯, 이 작은 밀도 차이가 바로 우주 구조의 씨앗이 되었다. 시간이 흐르며 밀도가 조금 더 높았던 곳ㅇ른 중력에 의해 주변 물질을 끌어당겨 별과 은하를 잉태했고, 마침내 장엄한 우주 거대 구조로 성장했다. 연구팀의 모델은 이 과정이 현재 천문학자들이 관측하는 우주의 모습과 정확히 일치함을 보여주었다. 더 나아가, 급팽창 이론의 또 다른 난제였던 '팽창의 종료' 문제에도 명쾌한 해답을 제시한다. 초기 우주의 고유한 불안정성이 급격한 팽창을 자연스럽게 멈추고, 에너지가 입자로 변환되며 오늘날처럼 복사(빛)로 가득한 우주로 순조롭게 전환될 수 있었다는 것이다. 불필요한 가설 없이, 중력과 양자역학만으로 이번 연구의 공동 저자인 스페인 ICREA의 실험과학 및 수학 연구원 라울 히메네스 박사는 "수십 년간 우리는 한 번도 관측된 적 없는 요소에 기반한 모델을 사용해 초기 우주를 이해하려 노력해왔다"면서, "이번 제안이 흥미로운 이유는 그 단순성과 검증 가능성에 있다. 우리는 추측에 기반한 요소를 추가하는 것이 아니라, 중력과 양자역학만으로 우주 구조가 어떻게 생겨났는지 설명하기에 충분할 수 있음을 보여주고 있다"고 말했다. 이탈리아 파도바 대학교의 다니엘레 베르타카 교수 역시 "과학에서 이론의 유연성이 너무 크면 문제가 될 수 있다. 모델이 현상을 예측하는 것인지, 단순히 관측 데이터에 꿰맞추는 것인지 판단하기 어렵기 때문"이라며, "이번에 제안된 모델의 진정한 강점은 바로 그 우아함과 단순성, 그리고 임의로 조절할 수 있는 자유 매개변수가 없다는 점"이라고 강조했다. 세기의 발견, 최종 검증의 무대에 오르다 중력파라는 개념은 1893년 올리버 헤비사이드와 1905년 앙리 푸앵카레에 의해 처음 제안되었고, 아인슈타인이 1916년 일반 상대성 이론에서 '시공간 구조의 물결'로 정립했다. 초신성 폭발이나 블랙홀 병합 같은 격렬한 우주 현상에서 발생하는 이 파동은 극도로 미약하여, 인류는 2015년 9월에 이르러서야 미국의 '레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)'를 통해 100년 만에 그 존재를 직접 확인하는 데 성공했다. 향후 정밀한 우주 관측을 통해 이 새로운 모델의 예측이 사실로 확인된다면, 인류의 우주관은 혁명적인 전환을 맞게 된다. 우주의 기원이라는 가장 근원적인 질문의 해답이 미지의 입자가 아닌, 시공간의 본질인 '중력' 그 자체에 새겨져 있었음이 드러나기 때문이다. 천문학자 칼 세이건이 "우리는 별의 물질로 만들어졌다. 우리는 우주가 스스로를 알게 하는 하나의 방법"이라고 설파했듯, 이 연구는 우주가 스스로의 비밀을 인류에게 드러내는 또 하나의 장대한 과정일지 모른다. 인류가 던진 가장 오래된 질문에, 우주가 마침내 가장 근원적인 방식으로 답하기 시작했다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(107)] 138억년 우주론의 심장 '인플라톤', 그 가설의 종언
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[우주의 속삭임(149)] 달 뒷면 먼지에서 태양계 물의 기원 단서 발견
- 달 뒷면의 토양 샘플dptj 태양계의 물 기원 단서가 발견됐다. 중국의 달 탐사선 '창어(嫦娥) 6호'가 가져온 달 뒷면의 먼지 시료에서 물을 함유한 희귀 운석 조각이 발견됐다고 웹사이트 PHYS와 과학 기술 전문 매체 사이언스 얼럿이 21일 보도했다. 연구진은 이번 발견이 태양계 내 물의 기원과 생명 형성 요소의 이동 과정을 새롭게 규명할 수 있는 단서를 제공한다고 밝혔다. 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 연구에 따르면, 창어 6호가 2024년 6월 지구로 가져온 시료에서 '탄소질 콘드라이트(CI 콘드라이트)' 계열의 미세 입자 7개가 확인됐다. 이는 생명체 구성에 필수적인 물과 유기물을 다량 포함한 운석으로, 지구 대기권에서는 대부분 소멸돼 채집이 어려운 물질이다. 달은 대기가 희박해 이러한 운석의 흔적을 그대로 보존할 수 있다. 다시 말하면, CI 콘드라이트는 운석 중 가장 많은 물과 휘발성 물질을 함유하며, 소행성 류구(Ryugu)나 베누(Bennu) 같은 우주 암석과 유사한 성분을 지닌다. 이들은 매우 다공성이며 '습윤'한 상태로, 무게의 최대 20%가 수화 광물 형태의 물로 결합되어 있다. 그로 인해 CI 콘드라이트는 다른 우주 암석에 비해 유난히 부드럽고 부서지기 쉬워 대기권 진입 및 충돌 시 파괴될 위험이 특히 크다. 이런 특성 때문에 CI 콘드라이트는 지구에서 발견되는 운석 중 채 1%도 되지 않는 매우 희귀한 운석이다. 중국과학원 지구화학자 왕 진투안과 천지밍이 이끄는 연구팀은 CI 콘드라이트를 찾기 위해 창어-6호의 충돌 물질 조각 5000개를 조사했다. 이 시료는 크레이터 내 크레이터인 아폴로 분지에서 채취됐다. 아폴로 분지는 달 표면의 약 4분의 1을 차지하는 거대한 남극-에이트켄 분지 안에 위치한다. 이곳은 고대 충돌 잔해물을 찾기에 최적의 장소였다. 연구진은 달의 시료 2g을 정밀 분석한 결과, 철·망간·아연 비율과 산소 동위원소 조성을 통해 이 입자들이 달 기원의 암석이 아니라 외부 천체에서 유입된 물질임을 확인했다. 해당 입자는 고에너지 충돌로 녹은 암석이 식으며 형성된 것으로, 지구와 달에 더 많은 수분 함유 소행성이 충돌했음을 시사한다. 연구팀은 올리빈을 함유한 후보 물질 중에서 CI 콘드라이트의 올리빈과 화학적으로 동일한 7가지 물질을 찾아냈다. 연구를 이끈 중국과학원 왕 진투안박사는 "이번 발견은 지구에 떨어진 운석 표본이 실제 태양계의 충돌 역사를 대표하지 못한다는 점을 보여준다"며 "달의 시료는 휘발성 물질이 풍부한 외계 천체가 얼마나 자주 지구와 달을 강타했는지를 알려주는 창(窓)"이라고 설명했다. 이번 연구는 태양계 형성 초기, 물과 유기물이 어떻게 내행성 영역으로 운반됐는지를 밝히는 중요한 단초로 평가된다. 전문가들은 향후 창어 6호 시료의 추가 분석이 물의 기원뿐 아니라 지구 생명체 탄생 과정에 대한 새로운 이해를 열 수 있을 것으로 보고 있다.
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[우주의 속삭임(149)] 달 뒷면 먼지에서 태양계 물의 기원 단서 발견
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[신소재 신기술(198)] 실온에서도 얼어붙는 '아이스 XXI' 발견⋯韓 연구진 참여로 얼음의 비밀 한층 더 풀렸다
- 유럽의 대형 X선 레이저 실험에서 실온에서도 고체 상태로 존재하는 완전히 새로운 형태의 신종 얼음 ice XXI(아이스 21)이 발견됐다. 한국표준과학연구원(KRISS) 등 연구팀은 해당 얼음을 ice XXI(아이스 21)로 명명하고, 이 얼음이 4각형 결정 구조(tetragonal crystal) 로 구성되며 단위구조에 무려 152개의 물 분자가 반복되는 독특한 특성을 지닌다고 밝혔다. 연구진은 독일의 유럽 X선 자유전자레이저(European XFEL) 시설에서 다이아몬드 앤빌 셀(DAC) 을 활용해 물을 최대 약 2기가파스칼(gPa) 수준까지 빠르게 압축하고 이후 완만하게 감압하면서, 초당 백만 장 이상의 X선 이미지를 연속 촬영해 결정 구조 변화를 추적했다. 이 과정을 수백 차례 반복한 끝에 아이스 XXI의 존재가 확인됐다. 이 같은 발견은 얼음의 다양한 결정형이 아직 더 존재할 가능성을 시사하는 것으로, 특히 태양계의 얼음 위성이나 극저온 환경의 천체에서 아직 알려지지 않은 얼음 상이 존재할 가능성이 열렸다는 점에서 의미가 깊다. 해당 연구는 학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 게재됐다. 실온 얼음의 발견이 남긴 과학적 함의 얼음이라 하면 흔히 얼음결정(ice I)을 떠올리지만, 물은 온도·압력 조건에 따라 현재까지 20여 개의 얼음 상이 알려져 있다. 이번 ice XXI의 발견은 그 경계선을 또 한 차례 확장한 성과다. 한국표준과학연구원 연구팀은 유럽 XFEL 시설을 활용해 물을 극한 압력 환경에 노출한 뒤 감압하는 방식으로 실험을 수행했다. 다이아몬드 앤빌 셀을 통해 물을 최대 약 2gPa(지구 대기압 대비 약 2만 배)까지 압축하고, 천천히 감압하는 과정을 반복하며 물의 결정 전이 경로를 정밀하게 관찰했다. 이 과정에서 ice XXI라는 과도 준안정(metastable) 구조가 확인된 것이다. 아이스 XXI(ice XXI)는 4각형 구조의 결정 격자를 갖고 있으며, 하나의 반복 단위(unit cell)에 152개의 물 분자가 포함된다. 이는 기존에 알려진 얼음 상들과는 다른 규모와 대칭성을 지니는 구조다. 또한 ice XXI는 일종의 과도 상(transition intermediate)으로 판단되며, 얼음 VI 상이 형성되는 경로 중 하나의 숨겨진 전이(intermediate pathway)로 존재하는 것으로 보인다. 한국표준과학연구원 물리학자 이근우 박사는 "유럽 XFEL의 독특한 X선 펄스를 활용해, 동적 다이아몬드 압착 셀을 통해 1000회 이상 급속히 압축 및 감압된 H₂O에서 다중 결정화 경로를 규명했다"고 밝혔다. 이 발견은 과학적으로 다음과 같은 의의를 지닌다. △ 얼음 상 구조 다양성 확대 지금까지 알려진 얼음 상보다 더 복잡한 구조가 존재할 수 있음을 보여준다. 특히 준안정 상태의 결정 구조가 존재할 수 있다는 점은 얼음 전이 과정을 이해하는 데 중요한 단서다. △ 천체·우주 환경과의 연계 얼음 위성이 존재하는 태양계 외곽 천체들-예를 들어 목성의 위성, 토성의 위성, 혹은 혜성의 얼음층-은 극저온·고압 환경이 존재할 수 있다. 이러한 환경에서는 ice XXI 같은 미지의 얼음 상이 자연적으로 형성될 가능성이 있다. 따라서 이번 발견은 천체 물리·우주 과학 분야에도 영향력을 미친다. △ 물-얼음 상전이 경로 연구의 진전 얼음이 형성되는 경로, 즉 물 분자들이 어떻게 배열을 바꾸며 고체 상태로 전이하는지가 결정 과학 및 응집물리학의 핵심 과제 중 하나다. 이번 실험은 압축과 감압을 매우 빠른 시간 단위로 반복하면서 그 미세한 경로를 X선으로 실시간 기록한 점에서 기술적으로 진보한 접근법이다. △ 신소재 및 극한 물질 연구의 가능성 복잡한 결정 구조를 갖는 얼음 상은 다른 물성(예: 열전도성, 비열, 강도 등)에서 특이한 특성을 보일 가능성이 있다. 이는 극한 환경 소재나 고압 물질 연구에 있어서도 새로운 응용 지평을 제공할 여지다. △ 이론·모델 정교화 압력 기존의 이론 모델이나 시뮬레이션은 일정한 온도·압력 범위에서 알려진 얼음 상 전환만을 고려해 왔다. ice XXI의 존재는 이론 모델을 더욱 확장하고, 미지 결정형을 예측할 수 있는 모델링에 대한 요구를 강화한다. 다만, 일상적인 냉동고나 가정 환경에서 ice XXI를 구현하는 것은 여전히 불가능하다. 매우 높은 압력과 빠른 압축·감압 과정을 요구하며, 안정화되지 않는 준안정 상태이기 때문이다. 이번 발견은 국제 공동 연구의 결과로, 향후 추가 실험을 통해 ice XXI의 안정 영역을 규명하고, 또 다른 미지의 얼음 상을 찾기 위한 촉매가 될 전망이다. 물과 얼음, 그리고 그 변이형에 내재한 복잡성과 아름다움이 다시 한번 과학계에 새로운 질문을 던지고 있다.
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[신소재 신기술(198)] 실온에서도 얼어붙는 '아이스 XXI' 발견⋯韓 연구진 참여로 얼음의 비밀 한층 더 풀렸다
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[신소재 신기술(197)] 테라헤르츠 빛으로 '차세대 비휘발성 메모리' 가능성 열다
- 과학자들이 원형 테라헤르츠 빛을 이용해 초안정성 페로액셜(ferroaxial) 물질을 전환하는 방법을 발견해, 차세대 비휘발성 데이터 저장 기술의 길을 열었다. 독일 막스플랑크연구소(MPSD)와 옥스퍼드대 공동 연구진이 원형 편광 테라헤르츠(THz) 빛을 이용해 초안정 '페로액셜' 물질을 제어하는 데 성공했다고 사이테크 데일리가 지난 11일(현지시간) 보도했다. 현대 사회의 모든 디지털 정보는 0과 1의 이진 코드로 저장된다. 물리적으로 두 가지 안정된 상태를 오가는 물질이라면, 이론적으로는 데이터 저장 장치로 활용할 수 있다. 원형 편광 테라헤르츠 빛을 이용한 이번 연구는 기존 하드디스크나 메모리 반도체의 한계를 넘어서는 차세대 비휘발성 메모리로 이어질 가능성을 제시했다. 자성·전기장 영향 받지 않는 새로운 물질 기존 페로자성체나 강유전성체는 외부 자극에 의해 자기나 전기 분극이 쉽게 바뀌어 정보 저장에 활용돼 왔지만, 강한 자기장 등 외부 환경에 취약하고 장기 안정성에도 한계가 있었다. 반면 새롭게 주목받는 페로액셜 물질은 전기 쌍극자들이 소용돌이 형태로 배열돼 시계 방향과 반시계 방향 두 상태를 가질 수 있다. 이러한 구조는 외부 자기장이나 전기장의 영향을 거의 받지 않아 매우 안정적이지만, 제어가 어려워 응용 연구는 제한적이었다. 연구진은 루비듐 철 이몰리브데이트[RbFe(MoO₄)₂] 결정에 원형 편광된 테라헤르츠 펄스를 가해 전기 쌍극자의 회전 방향을 자유롭게 바꾸는 데 성공했다. 주저자인 치양 젱(Zhiyang Zeng)은 "테라헤르츠 펄스가 결정 격자 내 이온을 원형으로 진동시키며 인공적인 '유효장'을 만들어낸다"며 "이 장이 페로액셜 상태를 자석이나 전기장처럼 전환시킨다"고 설명했다. 초고속·고안정 데이터 저장의 새 가능성 공동 연구자인 미하엘 페르스트(Michael Först)는 "원형 편광의 방향(헬리시티)을 조절함으로써 전기 쌍극자의 회전 상태를 선택적으로 안정화할 수 있다"며 "이는 두 가지 상태를 이용한 정보 저장을 가능하게 한다"고 밝혔다. 그는 "페로액셜 물질은 전기 탈분극이나 누설 자기장 문제에서 자유롭기 때문에 안정적이고 비휘발성 데이터 저장 매체로서 매우 유망하다"고 강조했다. 연구를 총괄한 안드레아 카발레리(Andrea Cavalleri) 박사는 "이번 성과는 초고속 정보 저장을 위한 새로운 물리적 플랫폼을 제시한 것"이라며 "2017년 우리 연구진이 처음 구현한 '원형 포논장(circular phonon field)'이 이처럼 새로운 물질 제어 자원으로 발전하고 있다"고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스(Science) 10월 9일자에 '빛으로 제어하는 비휘발성 재기록형 페로액셜 전환 기술(Photo-induced nonvolatile rewritable ferroaxial switching)'(DOI: 10.1126/science.adz5230)이라는 제목으로 게재됐다. 연구는 막스플랑크양자물질대학원과 옥스퍼드대의 협력으로 진행됐으며, 독일연방연구재단(DFG)의 'CUI: 첨단 물질 영상화(Advanced Imaging of Matter)' 프로젝트와 자유전자레이저과학센터(CFEL)의 지원을 받았다.
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- 산업
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[신소재 신기술(197)] 테라헤르츠 빛으로 '차세대 비휘발성 메모리' 가능성 열다
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[기후의 역습(172)] 4만년 잠에서 깨어난 미생물⋯북극 영구동토층, 인류의 '탄소 시한폭탄' 되나
- 4만 년 동안 얼음 아래 갇혀 있던 미생물이 마침내 깨어났다. 13일(현지시간) 과학 기술전문매체 사이언스얼럿에 따르면 미국 콜로라도대 연구진은 알래스카의 영구동토층(permafrost)에서 채취한 시료에서 고대 미생물이 재활성화되는 현상을 확인했다. 해당 내용은 지구물리학연구저널(Journal of Geophysical Research: Biogeosciences)에 발표됐다. 이번 연구는 미 육군공병단이 운영하는 '영구동토 연구터널(Permafrost Tunnel Research Facility)'에서 수집한 시료를 기반으로 진행됐다. 연구진은 지하 100m 이상 깊이에서 채취한 동토 시료를 실험실로 옮겨 섭씨 3.8도와 12.2도의 온도에서 배양했다. 이는 기후변화로 따뜻해진 알래스카 여름의 온도를 모사한 것이다. 초기에는 미생물의 증식이 미미했다. 그러나 6개월이 지나자 세포 활동이 급격히 증가했다. 연구를 이끈 미생물학자 트리스탄 카로(Tristan Caro) 박사과정 연구원은 "이들은 죽은 존재가 아니라 여전히 유기물을 분해하고 이산화탄소로 방출할 수 있는 생명체"라며 "지구 온난화로 동토층이 녹으면서 이 같은 미생물이 다시 살아날 가능성이 높다"고 말했다. 영구동토층은 북반구 육지의 4분의 1을 차지하며, 수천 년 동안 얼음 속에 갇힌 토양·유기물·암석층이 방대한 양의 탄소를 저장하고 있다. 북반구의 약 15%, 또는 지구 표면의 약 11%가 영구동토층으로 덮여 있다. 이 지역이 녹으면 그 속의 미생물들이 활성화되어 주변의 부패물질을 먹이로 삼고, 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)를 대기 중으로 내보낸다. 이 과정이 되풀이될수록 온실가스 농도는 높아지고, 기후변화는 가속화되는 악순환이 형성된다. 알래스카, 캐나다, 그린란드, 시베리아가 대표적인 영구동토층에 해당한다. 가장 오래된 영구동토층은 약 70만년 동안 계속 얼어붙어 있다. 지구미생물학자 세바스티안 코프(Sebastian Kopf) 교수는 "이것은 기후시스템의 가장 큰 불확실성 중 하나"라며 "동토층이 녹으며 갇혀 있던 탄소가 방출될 때, 생태계와 기후변화 속도가 어떻게 변할지는 아직 아무도 모른다"고 말했다. 연구진은 실험을 통해 동토 미생물이 즉각적으로 폭발적인 반응을 보이지는 않지만, 일정 기간의 '지연 반응(lag phase)' 후 본격적으로 활동을 시작한다는 사실도 확인했다. 이는 실제 북극 지역에서도 한두 번의 폭염보다 여름철이 길어지는 현상이 훨씬 더 큰 영향을 미친다는 것을 시사한다. 카로 연구원은 "하루의 고온보다 중요한 것은 따뜻한 계절이 얼마나 길어지느냐"라며 "여름이 길어지고 온도가 봄과 가을까지 확장되면, 미생물의 활성 기간도 늘어나 온실가스 배출이 폭발적으로 증가할 수 있다"고 경고했다. 전문가들은 이번 결과가 단순한 생물학적 발견을 넘어, 기후 피드백 루프(climate feedback loop)의 실체를 보여주는 중요한 경고라고 지적했다. 동토층이 녹으면 미생물이 되살아나고, 그 미생물이 온실가스를 내뿜으며 다시 지구를 덥히는 '빙하 속 잠든 생명체의 복수'가 현실로 다가오고 있다는 것이다. 과학계는 이번 연구를 통해 북극권의 더 깊고 오래된 동토층까지 해빙이 진행될 경우, 예상보다 훨씬 빠른 속도로 지구 탄소 순환이 변할 수 있다고 보고 있다. 한 연구진은 논문에서 "기후변화가 단지 대기와 바다의 문제만이 아니라, 수만 년간 침묵하던 생명체까지 깨우고 있다. 인류가 직면한 가장 오래된 미래는 이제 다시 눈을 뜨기 시작했다"고 우려했다.
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[기후의 역습(172)] 4만년 잠에서 깨어난 미생물⋯북극 영구동토층, 인류의 '탄소 시한폭탄' 되나
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헝가리 에코프로 공장서 리튬 수산화물 60㎏ 누출⋯대피 중 직원 1명 부상
- 헝가리 데브레첸에 위치한 에코프로BM 헝가리(EcoPro BM Hungary) 양극재 공장에서 기술적 결함으로 60㎏의 리튬하이드록시드(수산화리튬)가 유출되는 사고가 발생했다. 헝가리 매체 444.hu가 12일(현지시간) 보도한 바에 따르면, 사고는 공장 내부 배관이 과도한 압력으로 파손되면서 발생했다. 이로 인해 리튬하이드록시드가 분말 형태로 누출됐으며, 자동 화재경보기가 작동해 회사 자체 소방대가 즉시 출동했다. 데브레첸 시 소방당국과 국가 재난방재청도 현장에 긴급 투입됐으나 화재나 폭발은 발생하지 않았다. 리튬하이드록시드(Lithium Hydroxide, LiOH)는 리튬의 수산화물로, 주로 흰색의 고체 상태이며 물에 잘 녹는 강한 염기이다. 이 물질은 고성능 전기차 배터리 등 2차전지의 핵심 소재로 널리 사용된다. 회사 측은 "누출된 60㎏의 리튬하이드록시드는 분말 상태로, 해당 형태에서는 위험물로 분류되지 않는다"며 "수 시간 내 전량을 제거했으며, 현재 공장 내 모든 구역은 안전한 상태"라고 밝혔다. 사고 당시 의무적 대피 과정에서 한 근로자가 보호장비를 제거하던 중 가위에 손을 다쳤으며, 즉시 응급처치를 받고 구급대와 산업의가 현장에 출동해 상태를 확인했다. 에코프로BM 헝가리 공장은 연간 10만8000톤의 양극재를 생산해 유럽 시장에 공급할 계획이다. 이는 약 130만 대의 전기차 배터리를 제조할 수 있는 규모다. 삼성SDI는 2023년 말 에코프로BM과 5년간 340억달러(약 47조원) 규모의 공급 계약을 체결했으며, 이번 데브레첸 공장의 주요 생산물량 상당 부분을 선점한 상태다. 에코프로는 2021년 헝가리 데브레첸을 한국 외 첫 생산기지로 결정했다. 시야르토 페테르 헝가리 외교통상부 장관에 따르면, 총 2800억포린트(약 1조400억원) 규모의 이번 프로젝트에는 헝가리 정부가 300억포린트(약 1100억원)의 보조금을 지원했다. 한편 헝가리 일간지 네프사바((Nepszava)는 12일, 2023년 4월 공장 착공식 이후 한 달 만에 에코프로의 이사회 의장이자 최고경영자(CEO)였던 이동채 회장이 내부정보 이용 주식거래 혐의로 한국에서 체포돼 2년의 실형을 선고받은 바 있다고 보도했다.
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- 산업
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헝가리 에코프로 공장서 리튬 수산화물 60㎏ 누출⋯대피 중 직원 1명 부상
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[우주의 속삭임(146)] 두 개의 블랙홀 '쌍둥이 궤도' 첫 관측⋯136년 수수께끼 풀리다
- 인류가 처음으로 두 개의 블랙홀이 서로를 공전하는 모습을 직접 관측했다. 핀란드 투르쿠대학교 천문학자 마우리 발토넨(Mauri Valtonen) 연구팀은 초대형 전파망원경 관측망을 통해 퀘이사 'OJ287' 중심부에서 두 개의 초질량 블랙홀이 나란히 공전하는 모습을 포착했다고 과학 전문매체 라이브 사이언스, IFL사이언스 등 다수 외신이 9일(이하 현지시간) 보도했다. 해당 연구는 9일 국제학술지 '천체물리학저널(The Astrophysical Journal)'에 게재됐다. OJ287은 지구에서 약 50억 광년 떨어진 곳에 위치한 퀘이사로, 그동안 12년 주기의 밝기 변동이 관측되어 두 블랙홀이 존재할 가능성이 꾸준히 제기돼 왔다. 이번 연구는 지상 및 우주 전파망원경의 관측 자료를 결합해 두 블랙홀의 존재를 시각적으로 입증한 첫 사례로 평가된다. 연구진은 "두 블랙홀이 서로를 도는 장면이 이미지로 확인된 것은 이번이 처음"이라며 "블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 주변 가스와 고속 입자 제트를 통해 그 위치를 식별할 수 있었다"고 밝혔다. 관측 결과, 중심 블랙홀은 태양 질량의 180억 배, 동반 블랙홀은 약 1억5000만 배로 추정된다. 이번 전파망원경 네트워크에는 러시아의 우주 전파망원경 '라디오애스트론(RadioAstron)' 위성이 포함됐다. 이 위성은 2011년부터 2019년까지 운영된 전파망원경을 탑재한 러시아 과학 위성이다. 이 위성의 안테나는 달까지 거리의 절반까지 접근해 관측 정밀도를 크게 높였다. 덕분에 연구진은 두 개의 제트가 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 것을 식별해 각각의 블랙홀에 해당함을 확인했다. OJ287의 특이성은 이미 19세기 후반부터 알려져 있었다. 136년 동안의 광학 관측에서 약 12년을 주기로 밝기가 급등하는 패턴이 반복되어 왔다. 이번 연구는 그러한 주기적 변화가 두 블랙홀의 공전으로 인해 발생한 것임을 뒷받침한다. 블랙홀은 거대한 별이 붕괴하면서 형성되며, 주변 물질을 흡수하며 성장한다. 일부는 강력한 중력과 마찰로 인해 물질이 고온으로 달아오르며 빛을 방출하는데, 이를 '활성은하핵(AGN)'이라 부른다. 이 가운데 가장 극단적인 형태가 퀘이사다. 퀘이사는 태양보다 수십억 배 무거운 초질량 블랙홀이 방출하는 강렬한 빛줄기로, 지구에서도 관측 가능한 우주 최강의 광원 중 하나다. 이번 관측으로 과학자들은 그동안 중력파 탐지로만 간접 확인했던 '블랙홀 이중계'의 실재를 시각적으로 증명하게 됐다. 연구진은 다만 "관측된 두 개의 제트가 겹쳐 보였을 가능성을 배제할 수 없어, 향후 더 높은 해상도의 추가 관측이 필요하다"고 밝혔다. 발토넨 교수는 "라디오애스트론 위성이 활동하던 시기 덕분에 이런 이미지를 얻을 수 있었다"며 "향후 차세대 우주망원경이 가동되면, 작은 블랙홀의 '꼬리 흔들림(wagging tail)' 현상까지 포착할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 발견은 인류가 블랙홀의 형성과 병합 과정을 직접 관찰할 수 있는 새로운 시대의 서막을 알리는 것으로 평가된다.
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[우주의 속삭임(146)] 두 개의 블랙홀 '쌍둥이 궤도' 첫 관측⋯136년 수수께끼 풀리다
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
- 기후 변화의 주범인 온실가스와 처치 곤란한 폐플라스틱을 고부가가치 자원으로 재탄생시키는 '탄소 업사이클링(버려지는 탄소를 유용한 자원으로 재활용하는 기술)' 기술의 판도를 바꿀 핵심 주자로 플라스마가 떠오르고 있다. '제4의 물질 상태'로 불리는 플라스마를 이용해 기존 화학 공정의 한계를 뛰어넘는 친환경적이고 효율적인 해결책들이 나오고 있는 것. 특히 미국 세인트루이스 워싱턴대학교 매켈비 공과대학 연구진이 일산화탄소(CO)를 원료로 유기산을 만드는 획기적인 성과를 발표하면서, 플라스마 기술은 탄소 중립 시대를 이끌 핵심 동력이라는 평가를 받는다. 고체·액체·기체 아닌 '제4의 물질' 플라스마는 고체, 액체, 기체에 이어 네 번째인 '제4의 물질' 상태다. 일반적으로 기체에 높은 에너지를 가해 원자핵과 전자가 분리된 이온화 상태를 말하며, 수만 도 이상의 고온에서 생긴다. 쉽게 말해, 기체 알갱이들이 너무 뜨거워져서 겉돌던 '전자'라는 옷을 벗어던지고 제멋대로 돌아다니는 활발한 상태라고 생각할 수 있다. 이렇게 분리된 입자들은 에너지가 매우 높아 주변 물질과 아주 쉽게 반응하는데, 과학자들은 바로 이 성질을 이용한다. 산업 현장에서는 전기 방전 장치 등으로 인공 플라스마를 만들며, 반도체 제조, 신소재 합성, 폐기물 분해 등 다양한 분야에 응용하고 있다. 밤하늘의 오로라나 번개, 태양 역시 자연적인 플라스마 현상이다. 비밀은 '플라스마-액체 시스템'…반응 온도·pH가 수율 좌우 이러한 흐름 속에서 워싱턴대학교 매켈비 공대의 엘리야 팀슨(Elijah Thimsen) 교수 연구팀은 플라스마 기술을 탄소 업사이클링에 적용해 큰 성과를 거뒀다. 연구팀은 지난 2025년 8월 5일 국제 학술지 'RSC 그린 케미스트리'에 발표한 논문에서, 온실가스의 주성분인 이산화탄소(CO₂) 대신 일산화탄소(CO)를 출발 물질로 쓸 때 산업적으로 유용한 옥살산과 폼산의 생산 수율을 획기적으로 높일 수 있음을 입증했다. 이 기술의 핵심은 '플라스마-액체 시스템'이다. 상온·상압 조건에서 만든 비열(非熱) 플라스마(전체 기체는 뜨겁지 않고 전자만 높은 에너지를 가져, 적은 에너지로도 효율적인 반응을 일으킬 수 있는 플라스마)를 물이 담긴 반응기에 주입해 일산화탄소가 물과 효율적으로 반응하도록 유도한다. 이 접근법은 이산화탄소를 먼저 일산화탄소로 바꾼 뒤, 다시 유기산으로 전환하는 '2단계 공정'이 훨씬 더 경제적이고 매력적인 대안임을 보여준다. 연구에 참여한 알시나 존슨 수다가르(Alcina Johnson Sudagar)연구원은 "플라스마-액체 시스템은 고압과 고온을 피할 수 있고, 촉매나 화학적 활성제가 필요 없어 더욱 친환경적"이라며 "우리 연구는 이산화탄소 고정과 지속 가능한 유기산 생산을 위한 효율적이고 비용 효과적인 경로를 제시한다"고 밝혔다. 연구팀은 일산화탄소가 수용액 속 플라스마와 반응할 때 '수성가스 전환 반응'을 거쳐 유기산이 '중간체'로 생긴다는 사실을 규명했다. 수다르 연구원은 "열역학적 계산 결과, 유기산의 생성을 늘리려면 반응 온도를 낮춰야 한다"고 말했다. 유기산이 만들어질 때는 열이 발생하지만(발열 반응), 반대로 분해될 때는 열을 흡수하기(흡열 반응) 때문이다. 따라서 주변이 너무 뜨거우면 애써 만든 유기산이 다시 쉽게 분해될 수 있어, 온도를 낮게 유지하는 것이 생산량을 늘리는 비결이다. 또한, 용액이 강한 알칼리성(염기성)을 띨 때 유기산 생산이 크게 늘어난다는 점도 발견했다. 온실가스 넘어 폐플라스틱까지…넓어지는 플라스마의 활약 플라스마의 활약은 기체 상태의 온실가스에만 머무르지 않는다. 탄소 업사이클링은 대기 중 이산화탄소뿐만 아니라 폐플라스틱 같은 탄화수소 계열 폐기물을 유용한 화학 원료로 바꾸는 기술을 포괄한다. 이 분야에서 국내 연구진의 성과도 두드러진다. 최근 국내 한 연구팀은 1,000℃가 넘는 초고온 수소 플라스마를 이용해 폐플라스틱에서 에틸렌, 벤젠 등(다른 플라스틱이나 합성섬유의 원료가 되는 물질) 고부가가치 화학 원료를 70%가 넘는 높은 수율로 추출하는 데 성공했다. 이는 기존 열분해 방식보다 원료의 순도가 월등히 높고 화학적 잔존물이 적어 친환경 자원 순환 기술이라는 평가를 받는다. 또한, 플라스마는 반도체 제조 공정에서 나오는 온실가스를 줄이는 데 이미 널리 쓰이고 있으며, 다양한 산업 분야에서 환경오염을 줄이고 자원을 순환시키는 핵심 해결책으로 자리 잡고 있다. CCU 핵심 기술 부상…상용화 과제는? 플라스마를 활용한 탄소 업사이클링은 '탄소 포집·활용(CCU: Carbon Capture and Utilization)' 기술의 핵심 분야 가운데 하나다. CCU는 공장이나 발전소에서 나오는 이산화탄소를 모아(포집) 그냥 땅에 묻는 대신, 유용한 제품으로 만들어(활용) 자원 순환과 탄소 감축을 동시에 이루는 기술을 말한다. 플라스마는 그중에서도 가장 혁신적인 공정이라는 평가가 나온다. 물론 상용화를 위해서는 풀어야 할 과제도 남아있다. 기술의 경제성과 에너지 효율을 더욱 높이고, 대규모 공정에 안정적으로 적용하기 위한 추가 연구가 필요하다. 특히, 플라스마 생성에 필요한 전력을 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 공급하면 공정 전체의 친환경성을 극대화할 수 있어 관련 기술 융합이 중요한 과제로 떠오르고 있다.
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[퓨처 Eyes(104)] 워싱턴대, '플라스마'로 탄소 업사이클링 신기술 개발
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