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[우주의 속삭임(137)] 나비성운서 포착된 '우주의 먼지'⋯지구 탄생 비밀 푸는 단서
- 지구 탄생의 기원을 밝히는 단서인 '우주의 먼지'가 나비성운에서 포착됐다고 과학기술 전문매체 사이언스 얼럿이 전했다. 지구로부터 약 3400광년 떨어진 전갈자리 남쪽에 자리한 나비성운(NGC 6302)에서 별의 죽음 과정에서 형성된 결정성 먼지가 식어가는 장면이 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 잡힌 것이다. 별의 최후, '우주의 건축 자재' 남기다 나비성운은 거대한 항성이 생을 마치며 외곽 물질을 우주로 방출해 형성된 행성상 성운이다. 중심에는 백색왜성이 남아 극도로 뜨거운 열을 내뿜고 있으며, 폭발적으로 분출된 가스와 먼지가 나비 날개처럼 펼쳐져 있다. 연구진은 JWST의 적외선 관측과 칠레 아타카마 전파망원경(ALMA)의 데이터를 결합해 성운 내부를 정밀 분석했다. 그 결과, 성운 중심부의 두꺼운 먼지 고리에서는 그을음과 같은 비정질 입자뿐 아니라 포스터라이트, 엔스타타이트, 석영 등 규산염 결정 구조가 확인됐다. 먼지 입자는 수 마이크론 크기로 비교적 오래 성장한 것으로 분석됐다. 중심에서 멀어질수록 이온화 에너지가 낮은 원소가 분포하는 뚜렷한 농도 구배도 관측됐다. 생명 기원의 단서 '탄소 분자' 연구팀은 또 별에서 분출된 철·니켈 제트와 함께 다환방향족탄화수소(PAHs)의 고농도 분포를 발견했다. PAH는 탄소 원자가 고리 구조로 배열된 분자로, 우주 전역에 널리 퍼져 있으며 생명체 형성 이론에서 중요한 요소로 꼽힌다. 산소가 풍부한 환경으로 알려진 나비성운 중심부에서 PAH가 검출된 것은, 별의 강한 바람이 주변 물질과 충돌하며 새로운 유기 화합물을 생성했을 가능성을 시사한다. "우리는 별의 먼지로 이루어졌다" 영국 카디프대의 천체물리학자 마쓰우라 미카코 박사는 "수년간 논쟁이 이어졌던 우주 먼지의 생성 과정을 이번 관측으로 한층 명확히 이해할 수 있게 됐다"며 "차분하게 냉각된 영역에서는 보석 같은 결정체가, 격렬한 충돌이 일어난 영역에서는 거친 먼지가 동시에 형성되는 과정을 직접 확인했다"고 설명했다. 과학계는 이번 연구가 지구와 태양계 형성 과정을 규명하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 태양계의 기원을 직접 되돌릴 수는 없지만, JWST와 같은 차세대 장비는 별의 죽음이 남긴 '먼지'가 어떻게 행성과 생명의 재료로 재탄생하는지를 보여주고 있다.
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[우주의 속삭임(137)] 나비성운서 포착된 '우주의 먼지'⋯지구 탄생 비밀 푸는 단서
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[신소재 신기술(192)] AI 청진기, 15초 만에 심장질환 조기 진단⋯英 임상시험서 효과 입증
- 인공지능(AI) 기술을 접목한 청진기가 심부전과 심장판막질환, 부정맥 등 3가지 주요 심장질환을 15초 만에 조기 진단할 수 있다는 임상 결과가 공개됐다. 이 기술은 기존 청진기 발명 이후 200여 년 만에 이뤄진 혁신으로, 환자의 조기 치료와 생존율 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다고 메디컬 익스프레스가 전했다. 1만2천여 명 대상 임상…진단 정확도 높여 영국 임페리얼 칼리지 런던과 임페리얼 칼리지 헬스케어 NHS 트러스트 연구팀은 AI 청진기를 활용한 대규모 임상 결과를 유럽심장학회(ESC) 연례 학술대회에서 발표했다. 연구는 서·북서 런던 지역 205개 일반의원(GP)과 약 150만 명의 환자를 대상으로 진행됐다. 연구진은 1만2725명의 환자를 AI 청진기로 검사하고, 동일 조건의 일반 청진기 사용 환자군과 비교했다. 그 결과, AI 청진기를 활용한 환자군은 12개월 내 심부전 진단 확률이 2.33배 높았다. 또한 뇌졸중 위험을 높이는 심방세동 진단률은 3.45배, 심장판막질환 진단률은 1.92배로 나타났다. 청진기는 1816년 발명됐으며, 체내 소리를 들을 수 있는 의사들의 필수도구다. 이후 약 200년 만에 개발된 AI 청진기는 신용카드 크기 크기의 본체에 내장 마이크와 심전도(ECG) 측정 기능을 결합했다. 환자 흉부에 부착하면 심장 박동과 혈류 음향을 기록하고, 데이터를 클라우드로 전송해 AI가 분석한다. AI는 수만 명의 건강 데이터를 학습한 알고리즘으로 미세한 이상 신호를 감지하며, 결과는 즉시 의료진의 스마트폰으로 전송된다. 조기 진단으로 생존율 향상 기대 영국심장재단(BHF)의 임상 책임자이자 심장 전문의인 소니아 바부-나라얀 박사는 "200년 넘게 형태가 바뀌지 않았던 청진기가 21세기 기술로 진화했다"며 "이제 환자들이 응급실에 실려오기 전에 문제를 발견해 치료할 수 있는 가능성이 열렸다"고 평가했다. 임페리얼 칼리지 런던의 패트릭 벡티거 박사는 "AI 청진기는 진료 현장에서 단 15초 만에 심장질환 위험을 확인할 수 있는 도구"라며 "빠른 진단과 의료진의 조기 개입으로 환자의 치료 기회를 넓힐 것"이라고 설명했다. 영국 내 심부전 환자는 100만 명을 넘어섰으며, 이 중 70% 이상은 응급 상황에서야 진단받는 것으로 알려졌다. 연구팀은 AI 청진기가 증상 초기 단계에서 질환을 파악해 치료 시점을 앞당길 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한계와 과제도 존재 그러나 연구에 따르면 AI 청진기로 고위험군으로 분류된 환자 중 약 3분의 2는 추가 혈액검사와 심장 초음파에서 심부전으로 확진되지 않았다. 이로 인해 일부 환자에게는 불필요한 불안과 추가 검사가 발생할 수 있다는 지적도 제기됐다. 또한 시범 도입된 의원 중 70%는 12개월 내 기술 활용 빈도가 낮아졌다는 점도 과제로 꼽힌다. 연구진은 "AI 청진기를 기존 진료 프로세스에 안정적으로 통합할 수 있는 시스템 개선이 필요하다"고 강조했다. 이 연구 결과는 학술지 BMJ 오픈(BMJ Open)에도 게재됐다. 연구진은 남부 런던, 서식스, 웨일스 지역으로 기술 적용 범위를 확대할 계획이다. 전문가들은 "AI 청진기는 심장질환 조기 진단 분야의 패러다임을 바꿀 잠재력을 지닌 혁신"이라면서도, "의료 현장에서의 안정적 활용을 위해 추가 연구와 프로토콜 보완이 병행돼야 한다"고 평가했다.
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[신소재 신기술(192)] AI 청진기, 15초 만에 심장질환 조기 진단⋯英 임상시험서 효과 입증
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
- 인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
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[퓨처 Eyes(98)] 버지니아텍, 얼음 스스로 움직이는 '슬링샷 효과' 발견
- 미국 버지니아텍 연구팀이 금속 표면 위에서 얼음이 저절로 움직이는 새로운 현상을 밝혀냈다고 phys.org, 아르스 테크니카 등 과학 전문 매체들이 최근 보도했다. 연구에 따르면 얼음 원반이 금속판 위에서 한동안 멈춰 있다가, 갑자기 활처럼 튕겨 앞으로 미끄러졌다. 바람이 분 것도, 사람이 밀어 준 것도 아니었다. 연구팀은 이 현상을 '슬링샷(slingshot, 새총) 효과'라 이름 붙였다. 이 연구의 출발점은 미국 캘리포니아 데스밸리의 레이스트랙 플레이야(Racetrack Playa)였다. 이곳에서는 수박 크기 바위들이 마른 호수 바닥을 길게 가르며 이동한 흔적을 남긴다. 바위가 이동하는 과정(Sailing stone-세일링 스톤, 움직이는 바위)은 오랫동안 미스터리로 남아 있었지만, 2014년 조사에서 원리가 밝혀졌다. 비가 온 뒤 고인 얕은 물이 밤에 얼고, 낮에 녹기 시작하면서 얇은 얼음판이 형성됐다. 이 얼음판이 바람을 타고 떠다니며 바위를 조금씩 밀어 옮겼던 것이다. 자연의 섬세한 조건이 모여 돌을 움직이게 한 셈이다. 버지니아텍 연구팀은 이 현상을 모방하면서도 한 걸음 더 나아갔다. 바람이 없어도 얼음이 움직일 수 있는 인공적 방법을 찾고자 한 것이다. 조너선 보레이코 버지니아텍 기계공학과 교수는 "자연에서는 바람이 불어야 얼음이 바위와 함께 움직였지만, 우리는 표면 구조만으로도 얼음을 스스로 이동하게 만들고 싶었다"고 설명했다. 얼음을 움직이는 헤링본 무늬 길 연구팀은 금속 표면을 다듬어 얼음을 이동시키는 길을 만들었다. 알루미늄 판에 화살촉이 이어진 '헤링본(생선뼈) 무늬' 홈을 파자, 녹은 물이 홈을 따라 한쪽 방향으로만 흐르게 됐다. 흐름이 생기자 얼음은 물 위에 떠서 함께 이동했다. 강에서 튜브를 타고 내려가는 모습과 흡사했지만, 여기서는 중력이 아니라 표면의 모양이 흐름을 만든다. 실험에 쓰인 얼음은 증류수를 얇은 원반 모양으로 얼린 것이었다. 바닥부터 위로 얼려 공기방울이 생기는 것을 줄였고, 알루미늄 판 위에 올려 녹이는 과정 전체를 다양한 각도에서 촬영했다. 실험 장치는 얼음이 표면 위에서 어떤 움직임을 보이는지 세밀하게 관찰할 수 있도록 설계됐다. 이 과정에서 연구진은 녹은 물이 단순히 흘러내리는 것이 아니라 표면 구조에 따라 방향성을 띤 흐름을 만들 수 있음을 확인했다. 이는 얼음을 능동적으로 움직일 수 있는 첫 단추였다. 잭 타포칙 버지니아텍 박사과정 연구원은 "헤링본 무늬는 물이 거꾸로 흐르는 것을 막고 반드시 한쪽 방향으로만 흐르게 한다. 물이 흐르는 방향에 얼음도 함께 움직일 수밖에 없다"고 말했다. 새총처럼 튕겨 나간 얼음의 비밀 뜻밖의 결과는 발수 코팅을 한 표면에서 나타났다. 연구팀은 얼음의 움직임을 더 빠르게 만들기 위해 표면에 물을 잘 튕겨내는 처리를 했다. 예상은 빗나갔다. 얼음은 오히려 표면에 달라붙어 움직이지 않았다. 하지만 곧 얼음 앞쪽에서 새로운 변화가 일어났다. 홈을 따라 흐르던 녹은 물이 얼음 앞쪽으로 빠져나가 납작한 웅덩이를 형성했다. 이때 앞쪽과 뒤쪽의 표면장력 차이가 생기며 얼음을 앞으로 당겨냈다. 표면이 평평해지려는 힘이 얼음을 한순간에 튕겨낸 것이다. 연구팀은 이 과정을 '슬링샷 효과'라고 불렀다. 타포칙 연구원은 "발수 코팅 표면에서는 물이 홈 속에 머무르지 않고 얼음 앞쪽에 길게 고인다. 얼음은 이 웅덩이 중심으로 재배치되며, 그 과정에서 강한 표면장력 차이가 생겨 새총처럼 튀어 오른다. 이전 실험보다 훨씬 흥미로운 물리 현상"이라고 강조했다. 표면장력은 낯선 개념 같지만 생활 속에서 쉽게 볼 수 있다. 컵 가장자리에 맺힌 물방울이 둥글게 뭉치거나, 젖은 나뭇잎 위에서 물방울이 구슬처럼 굴러가는 모습이 바로 그것이다. 얼음 앞쪽에 납작한 웅덩이가 생기면 표면은 더 넓어지려 하고, 이 힘의 불균형이 얼음을 앞으로 밀어낸다. 보레이코 교수는 "얼음이 단순히 녹는 과정에서 물의 흐름과 표면장력이 맞물려 방향성을 만든다. 이는 기존의 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상과도 다르고, 얼음을 제어하는 새로운 방식을 보여준다"고 설명했다. 라이덴프로스트 효과는 매우 뜨거운 프라이팬에 물을 몇 방울 떨어트리면, 물 방울이 프라이팬 위를 부유하면서 미끄러지듯 마구 움직이는 현상을 말한다. 표면온도가 400℃(물의 끓는 점보다 훨씬 높음) 이상이면, 물방울 아래에 수증기(또는 증기)의 큐션이 형성되어 프라이팬의 공중에 떠 있게 된다. 이 효과는 기름이나 알코올을 포함한 다른 액체에도 적용되지만, 이 현상이 나타나는 온도는 다 다르다. 자연 원리의 재현과 과거 연구와의 연결 보레이코 연구팀은 이전에도 물과 얼음의 독특한 거동을 연구했다. 특히 라이덴프로스트 현상에 주목했다. 이는 뜨거운 팬 위에 물방울을 떨어뜨렸을 때 물방울이 수증기 쿠션을 타고 둥둥 떠다니는 현상이다. 물은 약 섭씨 200도(℃) 이상에서 이런 효과를 보이지만, 얼음은 훨씬 높은 온도에서야 가능하다. 연구팀은 섭씨 550도 이상에서 얼음이 수증기 층 위에 뜨는 현상을 실험으로 확인했다. 보레이코 교수는 "이번 실험은 더 이상 끓거나 뜨는 효과를 찾는 것이 아니다. 단순히 녹는 얼음을 올려두었을 때 표면 구조로 방향성을 줄 수 있느냐를 물은 것"이라고 말했다. 이번 연구는 그런 극한 조건을 쓰지 않았다. 상온에서 단순히 녹는 과정과 표면의 기하학적 설계만으로 얼음을 움직이게 한 것이다. 자연의 원리를 실험실에서 새롭게 재현한 사례다. 단순 호기심 넘어선 실용적 응용 연구는 단순한 호기심을 넘어서 실질적인 활용 방안으로 이어지고 있다. 첫째, 얼음이나 성에를 제거하는 제상(除霜) 기술이다. 항공기 날개, 냉동고, 태양광 패널, 열교환기 표면은 겨울마다 얼음과 성에로 효율이 떨어진다. 기존에는 열을 많이 가하거나 화학제를 써서 제거해야 했다. 하지만 이번 실험에서처럼 부분적으로만 녹여도 얼음이 스스로 떨어져 나가면, 열 에너지를 최대 10배 줄일 수 있다. 둘째, 소규모 발전 장치다. 금속 표면을 원형으로 설계하면 얼음 원반이 계속 회전한다. 원반에 자석을 붙여 코일과 결합하면 전기를 생산할 수 있다. 큰 발전소를 대신할 수는 없지만, 전력 소모가 적은 센서나 웨어러블 기기에는 충분하다. 셋째, 미세 유체 제어 기술이다. 반도체 공정이나 바이오 칩에서는 작은 물방울을 원하는 방향으로 보내는 것이 중요한데, 지금까지는 펌프나 전기장을 써야 했다. 연구팀의 방식은 단순히 표면 구조와 표면장력만으로 물방울을 제어할 수 있어 새로운 가능성을 연다. 해당 논문은 'ACS 응용 재료 및 인터스페이스(ACS Applied Materials and Interfaces)' 저널에 게재됐다. 이번 연구의 한 가지 잠재적 응용 분야는 에너지 수확이다. 예를 들어, 금속 표면을 직선이 아닌 원형으로 패턴화하면 녹는 얼음 디스크가 지속적으로 회전하게 된다. 디스크에 자석을 부착하면 자석도 회전하며 전력을 생성한다. 또한 회전하는 디스크에 터빈이나 기어를 부착하는 것도 가능하다. 이처럼 이번 성과는 자연의 원리를 모방한 과학이 어떻게 응용으로 이어질 수 있는지를 보여 준다. 하지만 넘어야 할 과제도 있다. 실제 장비에 적용하려면 표면이 오랫동안 기능을 유지해야 한다. 먼지나 기름때가 홈을 막지 않도록 관리하는 방법도 필요하다. 얼음의 크기와 모양, 온도 변화 속도에 따라 효과가 달라지는 만큼 표준화된 설계가 뒷받침돼야 한다.
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[퓨처 Eyes(98)] 버지니아텍, 얼음 스스로 움직이는 '슬링샷 효과' 발견
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구글, AI기능 강화한 스마트폰 '픽셀10 시리즈' 출시
- 구글은 20일(현지시간) 뉴욕에서 '메이드 바이 구글' 행사를 열고 자사의 최신 스마트폰 '픽셀10' 시리즈를 공개했다. 경제전문방송 CNBC와 로이터통신 등 외신들에 따르면 구글 모기업 알파벳은 치열해지고 있는 AI 기기 경쟁 속에 제미나이 기능이 포함된 구글 픽셀10 프로 등 여러 제품들을 선보였다. 구글은 2023년부터 픽셀폰에 AI를 탑재하기 시작했으며 올해에는 이를 한 차원 더 강화했다. 픽셀10 시리즈에는 사용자의 필요에 따라 기기에 저장된 정보를 AI가 자동으로 가져와 표시하는 '매직 큐', AI가 화면에 보이는 것을 실시간으로 설명하고 대화할 수 있는 '제미나이 라이브' 기능이 도입됐다. 사진 장면을 설명하고 각도와 조명을 추천하고 여러 장의 사진을 합쳐 가장 잘 나온 사진을 만드는 '카메라 코치' 기능도 탑재됐다. 고급 모델인 프로와 프로XL은 다양한 소프트웨어와 AI 기술을 결합해 해상도를 최대 100배까지 확대해 몇 ㎞ 떨어진 물체의 세부 사항까지 포착할 수 있다. 접을 수 있는 프로 폴드에는 8인치 크기의 디스플레이와 이중 충격 방지 필름, 10년 이상 사용할 수 있는 고강도 힌지가 적용됐다고 구글은 설명했다. 또 스플릿 스크린 기능을 통해 한쪽에서 항공편을 검색하면서 다른 쪽에서는 호텔을 예약하는 등 두 개의 앱을 동시에 사용할 수 있다. 가격은 기본 모델의 경우 지난해와 같은 799달러에 책정됐다. 프로 모델은 999달러, 프로XL과 프로 폴드는 각각 1199달러와 1799달러부터 시작한다. 구글은 그동안 가을에 최신 스마트폰을 공개해 왔지만 지난해부터는 8월에 새 제품을 선보이고 있다. AI 기능을 앞세워 9월 출시되는 애플의 새 아이폰보다 먼저 시장을 선점하겠다는 의도다. 구글의 스마트폰 시장 점유율은 애플이나 삼성전자에 비해 크게 떨어진 한 자릿수에 불과하지만 픽셀폰은 구글의 최신 안드로이드 기능을 직접 탑재하고 아이폰과의 비교에서 안드로이드의 장점을 강조하는 창구 역할을 하고 있다. 특히 업계 최강 수준의 AI 모델 중 하나인 제미나이를 앞세워 미국 시장에서 AI 기능 탑재가 늦어지고 있는 애플의 아성에 도전하고 있다. 애플의 AI 음성 비서 시리의 대규모 업데이트가 내년으로 늦춰지면서 구글은 AI 시장에서 주도권을 잡을 기회를 잡았다는 평가를 받고 있다. 구글은 이달 초 공개한 광고에서는 "곧 출시될 기능으로 새 스마트폰을 산다면 그 '곧'을 1년 기다릴 것인지, 아니면 휴대전화를 바꿀 것인지 생각해 보라"며 애플의 시리 업데이트 지연을 겨냥하기도 했다. 다만 구글 픽셀폰은 한국 시장에서는 출시되지 않는다.
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구글, AI기능 강화한 스마트폰 '픽셀10 시리즈' 출시
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삼성 갤럭시, 관세에도 폴더블폰 인기에 미국 시장점유율 높여
- 삼성전자가 도널드 트럼프 미국 행정부의 고율 관세에도 불구하고 미국 시장에서 애플을 추격하며 시장 점유율을 높인 것으로 나타났다. 미국 CNBC 등 외신들에 따르면 시장조사업체 캐널리스는 지난 2분기 삼성전자 스마트폰의 미국 시장 점유율은 출하량 확대에 힘입어 31%로 1년 전의 23% 대비 상승했다고 발표했다. 반면 같은 기간 애플의 미국 시장 점유율은 56%에서 49%로 하락했다. 애플의 시장점유율은 10여 년 만에 처음으로 50% 밑으로 떨어졌다. CNBC는 삼성전자가 트럼프 행정부의 관세정책 영향을 상당 부분 받았지만 경쟁사인 애플에 비해 다양한 가격대에서 다양한 제품군을 제공하는 점이 시장 점유율 확대에 영향을 미쳤다고 평가했다. 애플이 내년에 첫 폴더블폰을 선보이는 가운데 일각에선 2014년 미국 시장 패권을 둘러싼 삼성전자와 애플의 경쟁이 재연될 수 있다는 분석도 나왔다. 당시 소비자들은 스마트폰으로 동영상을 시청하면서 대화면을 선호하기 시작했지만 애플은 아이폰 5S 모델까지 스마트폰 화면 크기를 키우는 데 소극적이었다. 그러나 삼성전자는 대화면 스마트폰을 내놓으며 소비자 요구 변화에 기민하게 대응했고, 애플은 부랴부랴 아이폰6부터 화면 크기를 키웠다. 삼성전자의 폴더블 스마트폰은 출시 초기 내구성 문제가 자주 지적돼왔지만 시간이 지나면서 내구성에 대한 신뢰도가 쌓인 상태다. 최근 출시된 삼성의 갤럭시 Z 폴드7의 경우 내구성을 유지하면서도 두께와 무게를 혁신적으로 줄였다는 평가를 받고 있다. 미국에서 진행한 폴드7 사전예약은 역대 폴드 시리즈 중 가장 높은 수치를 기록한 상태다. 갤럭시 Z 플립7과의 합산 사전예약도 전년 대비 25% 이상 증가해 이동통신사를 통한 예약은 60% 증가했다.
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- IT/바이오
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삼성 갤럭시, 관세에도 폴더블폰 인기에 미국 시장점유율 높여
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[글로벌 핫이슈] 미국, 중국 부정수출 방지 AI반도체에 극비 위치추적장치 부착
- 미국정부가 중국에 대한 부정수출될 우려에 대비해 일부 첨단반도체 칩에 비밀리에 위치추적장치를 부착한 사실이 확인됐다. 로이터통신은 13일(현지시간) 소식통을 인용해 미국의 수출규제 대상국에 대해 우회수출될 가능성이 있는 인공지능(AI) 칩을 검지하는 것을 목적으로 조사대상으로 선정된 특정 반도체칩에 대해서만 이같은 위치추적장치 부착이 적용됐다고 보도했다. 위치추적장치는 항공기 부품 등 수출규제대상을 추적하기 위해 미국이 수사기관이 수십년전부터 사용하고 있다. 최근에는 반도체 우회유통을 단속하기 위해소도 사용되고 있다는 것이다. AI 서버의 공급망에 관한 복수의 소식통들은 델과 슈퍼마이크로 등 서버 출하에 추적장치가 시용되고 있다고 밝혔다. 이들 서버에는 엔비디아와 AMD 반도체가 탑재되고 있다. 소식통에 따르면 추적장치는 통상 서버의 포장내에 감추어져 있다. 누군가가 장치 설치에 관여해 수송경로의 어느 지점에서 설치되는지는 분명치 않다고 소식통은 설명했다 서버의 공급망에 관여하는 2명의 소식통은 지난 2024년에 엔비디아의 칩을 탑재한 델이 제조한 서버의 출하 당시에 대형 추적장치가 배송박스에 설치돼 있었을 뿐만 아니라 배송박스 안쪽과 서버 자체에 소형으로 눈에 띄지 않는 기기가 감추어져 있었다고 지적했다. 또다른 소식통은 칩 재판매업체가 델과 슈퍼마이크로의 서버로부터 추적장치를 제거하고 있는 이미지나 동영상을 본적 있다고 언급했다. 대형 추적장치 중에서는 스마트폰 정도의 크기도 있었다고 덧붙였다. 소식통들은 추적장치 설치에는 통산 수출관리와 집행을 감독하는 미국 상무부의 선업안전보장국이 관여하고 있지만 국토안보부 조사국(HSI)과 연방수사국(FBI)도 관여하고 있을 가능성이 있다. 최근 AI 칩 밀수 혐의로 기소된 중국 국민의 고소장에는 한 공모자가 다른 공모자에게 엔비디아 칩이 포함된 서버의 추적기를 확인하라고 지시한 내용이 담겨 있기도 했다. 전문가들은 미국과 중국이 AI와 같은 민감한 부문에서 상호 편집증이 기본자세가 되는 새로운 국면에 접어들고 있다고 지적한다. 미국 상무부는 논평 요청에 응답하지 않았으며, 중국 외교부도 즉각적인 논평을 내놓지 않았다.
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- 포커스온
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[글로벌 핫이슈] 미국, 중국 부정수출 방지 AI반도체에 극비 위치추적장치 부착
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[우주의 속삭임(133)] 화성에서 '산호' 닮은 암석 발견⋯수십억 년 전 물의 흔적
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 화성 탐사 로버 큐리오시티(Curiosity)가 지난 7월 24일 화성 게일 크레이터에서 산호(coral) 형태와 흡사한 독특한 암석 구조를 촬영했다. 이 암석은 약 2.5㎝ 크기로, 마치 지구 해저의 산호초처럼 가지 모양의 정교한 구조를 갖추고 있다. NASA는 지난 8월 4일 공식 성명을 통해 이 흑백 이미지를 공개하면서 "이 암석은 과거 액체 상태의 물이 존재하던 시기에 형성된 후, 수십억 년간 모래가 섞인 바람에 의해 침식돼 지금과 같은 형태가 됐다"고 밝혔다. 물과 광물, 그리고 수십억 년의 바람이 빚은 '산호 암석' 해당 암석은 큐리오시티의 고해상도 망원 카메라인 리모트 마이크로 이미저(Remote Micro Imager)를 통해 촬영됐다. NASA에 따르면, 화성에 존재했던 물은 광물을 용해시킨 채 바위의 미세한 틈을 따라 스며들었고, 이후 물이 증발하면서 광물이 결정화돼 암석 내부에 '광맥(mineral vein)'을 형성했다. 이후 수억 년간 지속된 풍화 작용이 주변 암석을 깎아내면서 오늘날의 가지 모양이 드러나게 된 것이다. 이는 지구에서도 자주 관찰되는 자연적 형성과정으로, NASA는 앞서 2022년에도 화성에서 꽃 모양을 닮은 암석을 발견한 바 있다. 최근 함께 촬영된 '파포소(Paposo)'라는 이름의 약 5㎝ 크기 비정형 암석 또한 이와 유사한 형성 과정을 거친 것으로 보인다. 생명 흔적 탐색 지속 중…"화성, 한때 생명체에 적합했을 가능성" 큐리오시티는 2012년 화성에 착륙한 이래 게일 크레이터(지름 약 154㎞) 내에서 약 35㎞를 이동하며 탐사를 이어오고 있다. 탐사 과정에서 시추, 시료 채취, 화학 분석 등이 이뤄지고 있으며, 그간 긴 탄소 사슬과 37억 년 전 암석 속 탄소 순환의 흔적 등 생명체가 존재했을 가능성을 뒷받침하는 증거가 다수 발견됐다. 이번 '산호형 암석' 역시 화성의 고대 환경이 액체 수분의 존재와 그에 따른 지질 변화로 구성되어 있었음을 시사하며, 향후 화성 생명체 존재 가능성 연구에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 국제 공동개발 장비로 정밀 분석 큐리오시티에 탑재된 분석 장비 '켐캠(ChemCam)'은 미국 로스앨러모스 국립연구소와 프랑스 국립우주연구센터(CNES), 툴루즈 대학, 프랑스국립과학연구센터(CNRS) 등 국제 협력 기관이 공동 개발한 것으로, 원거리에서도 암석 조성을 분석할 수 있는 레이저 분광 시스템을 갖추고 있다. 큐리오시티 미션은 미국 캘리포니아 파사데나에 위치한 칼텍(Caltech) 산하 NASA 제트추진연구소(JPL)가 주도하고 있으며, NASA 본부 산하 과학임무국이 이를 지원하고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(133)] 화성에서 '산호' 닮은 암석 발견⋯수십억 년 전 물의 흔적
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디스플레이 업계도 '캐즘' 위기⋯LGD·삼성D, OLED·AI로 정변 돌파
- 글로벌 디스플레이 시장이 수요 정체 '캐즘(Chasm)'에 직면한 가운데, LG디스플레이와 삼성디스플레이가 OLED와 인공지능(AI) 기반 기술을 중심으로 탈출 전략을 제시했다. LG디스플레이 황상근 상무는 6일 서울 코엑스에서 열린 '디스플레이 비즈니스 포럼 2025'에서 OLED TV 중심의 대중화 전략을 강조했다. 프리미엄 TV 시장에서 OLED의 강점을 기반으로 대형화·보급화 기회를 모색한다는 방침이다. 삼성디스플레이 조성찬 부사장은 같은 행사에서 저전력·고화질 구현을 위한 OPR, MFD, LEAD 등 핵심 기술을 소개하며, AI를 통한 제조 혁신을 강화하겠다는 전략을 밝혔다. [미니해설] 디스플레이도 '캐즘' 위기…LGD·삼성D, 기술과 AI로 돌파구 모색 디스플레이 산업도 '캐즘(Chasm)'의 국면에 진입했다. 캐즘은 혁신기술이 등장해 초기 수요를 형성했지만, 대중 시장으로 확산되기 전 정체기를 맞는 시점이다. LG디스플레이는 이 같은 위기에 OLED 기술을 중심으로 정면 돌파에 나선다. 6일 서울 코엑스에서 열린 '디스플레이 비즈니스 포럼 2025' 기조연설에서 황상근 LG디스플레이 상무는 "OLED TV가 하이엔드 시장에서 이미 특정 크기 구간에서 60% 이상의 점유율을 확보하고 있다"며, "프리미엄 대중 시장으로의 확장이 필요하다"고 강조했다. 프리미엄 OLED에서 '대중화'로…LG디스플레이의 시장 확장 전략 황 상무는 글로벌 TV 수요가 정체되는 주요 요인으로 디스플레이 기술의 과잉 세분화, TV 시청 시간 감소, TV 제품에 대한 소비자 가치 인식 저하 등을 지목했다. 그러나 "여전히 큰 화면과 좋은 화질에 대한 소비자 수요는 견고하다"며 OLED의 특성이 이러한 수요에 부합한다고 설명했다. 실제 OLED는 픽셀 하나하나가 자발광 구조로 명암비, 색 재현력, 반응 속도, 소비 전력 등에서 기존 LCD를 압도하며, 스마트폰, 모니터, TV 전반에 걸쳐 채택 비중을 넓히고 있다. LG디스플레이는 고유의 OLED 기술력을 기반으로 '매스 프리미엄(mass premium)' 시장을 새롭게 공략한다는 계획이다. 이를 위해 가격 경쟁력을 확보하고, 자사 AI 기술을 개발·생산·제조 전 과정에 접목해 운영 효율성을 극대화하고 있다. 삼성디스플레이, 차세대 기술·AI로 '초고효율·저전력' 구현 삼성디스플레이는 AI와 결합한 차세대 디스플레이 기술로 경쟁력을 높이고 있다. 같은 포럼에서 'AI와 함께하는 디스플레이 패러다임 전환'을 주제로 발표한 조성찬 부사장은 "디스플레이는 이제 단순 정보 전달을 넘어 사용자의 일상과 연결된 플랫폼이 됐다"고 말했다. 조 부사장은 핵심 기술로 ▲OPR(On Pixel Ratio) ▲MFD(Multi-Frequency Driving) ▲LEAD(무편광판 기술)를 소개했다. OPR은 화면에서 불필요한 픽셀을 비활성화해 전력 소비를 줄이고, MFD는 화면의 영역별로 주사율을 달리 적용해 에너지 효율을 높이는 기술이다. LEAD는 편광판을 제거하고도 밝기를 50% 이상 향상시키면서 전력 효율까지 높일 수 있는 삼성디스플레이 고유 기술이다. 이러한 기술적 진보는 고해상도와 저전력을 동시에 구현해야 하는 모바일 디스플레이, 폴더블 기기, 노트북 등에서 경쟁력을 극대화할 수 있다. 제조현장까지 침투한 AI…디스플레이 생산 구조의 대전환 삼성디스플레이는 디스플레이 제조 공정에도 AI를 적극 도입하고 있다. 조 부사장은 "AI는 케미컬(발광 소재) 디자인 단계부터 디스플레이 품질 관리, 공정 최적화 등 다양한 영역에 적용돼 제조 효율과 수율을 높이고 있다"고 설명했다. AI를 활용한 품질 예측, 불량 분석, 재료 배합 자동화 등은 불확실성이 높은 디스플레이 생산 환경에서 수율을 높이는 핵심 수단으로 부상하고 있다. 이에 따라 AI는 단순한 기술 지원을 넘어 제조 전략의 중심축으로 자리 잡고 있다. 구조적 수요 정체 속 기술로 돌파…산업 전환기의 해법은 글로벌 디스플레이 시장은 모바일 시장 성장 둔화, TV 수요 감소, 중저가 중심의 중국 패널 공급 확대 등으로 구조적 변화를 맞고 있다. 이러한 환경 속에서 LG디스플레이는 OLED의 프리미엄 가치를 지키며 대중 시장으로의 확산을 꾀하고, 삼성디스플레이는 저전력·고해상도 기술과 AI 중심의 제조 혁신을 통해 새로운 수익 기반을 모색 중이다. 양사는 OLED와 AI라는 전략 축을 중심으로 '수요 캐즘'을 넘어서고, 디스플레이 산업의 패러다임 전환을 선도하겠다는 구상이다. 향후 글로벌 TV 및 모바일 수요 회복과 더불어, 디바이스 폼팩터의 변화가 본격화될 경우 이러한 기술력과 전략의 차별성이 시장 경쟁력으로 연결될 수 있을지 주목된다.
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디스플레이 업계도 '캐즘' 위기⋯LGD·삼성D, OLED·AI로 정변 돌파
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[정책] 야간 파생시장 살리기⋯한국거래소, 과다호가부담금 완화 추진
- 한국거래소가 야간 파생상품시장 활성화를 위해 과다호가부담금 제도 완화를 추진한다. 4일 금융투자업계에 따르면 거래소는 이달 초 '파생상품시장 업무규정 시행세칙' 일부 개정안을 예고하고, 야간시장에 한해 과다호가부담금 면제 횟수를 확대하는 방안을 검토 중이다. 거래소 관계자는 "시장 초기 유동성이 낮아 고속 알고리즘 거래자들의 진입 부담을 줄이는 차원"이라며 "세부 산출방식은 유지하되 면제 기준을 유연하게 적용할 방침"이라고 밝혔다. 개정안은 의견 수렴을 거쳐 이달 25일부터 시행될 예정이다. [미니해설] '개장 두 달' 야간 파생시장, 유동성 확보 위해 제도 손질 나선 거래소 한국거래소가 지난 6월부터 자체 운영에 돌입한 야간 파생상품시장의 유동성 확보를 위해 규제 완화에 나섰다. 핵심은 과다호가부담금 제도의 일부 완화다. 과다호가부담금은 2013년 도입된 제도로, 호가만 많이 내고 체결률이 낮은 거래자에게 일정 금액의 부담금을 부과함으로써 시장 질서를 유지하고 과도한 호가 남발을 억제하는 취지에서 운영돼왔다. 구체적으로, 선물·옵션 상품 거래 시 호가건수가 과다하고 체결률이 낮은 계좌에 대해 최대 100만 원의 부담금을 매기는 방식이다. 이는 고속 알고리즘 거래(HFT)에서 유효하지 않은 주문이 시장 왜곡을 유발하는 것을 방지하기 위한 장치이기도 하다. 야간시장 특수성 고려…면제 횟수 늘려 진입 유도 다만 이번에 거래소가 손질에 나선 부분은 이 제도의 '면제 기준'이다. 기존에도 월 2회까지는 과다호가부담금을 면제할 수 있도록 허용돼 있었지만, 유동성이 충분한 주간 시장과 달리 거래 초기 단계인 야간시장에서는 동일한 기준이 진입장벽으로 작용하고 있다는 지적이 있었다. 한국거래소는 "야간시장에서는 유동성이 낮고 변동성이 크기 때문에 알고리즘 기반 시장참여자들이 호가를 내는 데 부담이 있다"며 "이에 따라 야간에 한해 면제 횟수를 늘리는 방향으로 개정을 추진 중"이라고 설명했다. 즉, 제도의 기본 틀과 산출방식은 유지하되, 초기 유동성 확보를 위해 일정 기간 동안 야간시장에만 면제 횟수를 확대 적용하는 방식이다. 필요 시 시장 상황에 따라 유연하게 재조정한다는 방침도 함께 마련된다. 파생상품시장, 야간 거래로 운영 확대…첫 달 성과는? 한국거래소는 기존 유럽 거래소 연계를 종료하고, 지난 6월 9일부터 평일 오후 6시~다음 날 오전 6시까지 12시간 동안 자체 야간 파생상품 거래를 운영하고 있다. 이달 1일 기준, 야간 파생상품시장 거래량은 총 18만6387계약, 거래대금은 1조7117억 원으로 집계됐다. 이 중 코스피200 야간선물은 1만2675계약, 거래대금 1조3799억 원으로 대부분을 차지했으며, 코스피200 야간옵션은 4만6885계약, 거래대금 139억 원 규모였다. 거래량 자체는 일정 수준 유지되고 있지만, 참여자 다변화와 스프레드 안정성, 가격 발견 기능 강화를 위해서는 추가적인 유동성 공급이 절실한 상황이다. 특히 글로벌 투자자와 고속거래 알고리즘 기반 참여자 유입을 위한 시장 여건 조성이 요구되고 있다. 시장친화적 규제로 '외연 확장' 기대 이번 규제 완화 조치는 야간 파생상품시장을 단순 거래 시간 확대 차원을 넘어, 실질적 거래 중심 시장으로 정착시키기 위한 사전포석으로 해석된다. 거래소는 제도 시행 후에도 모니터링을 통해 면제 기준 조정 여부를 지속 검토할 예정이며, 필요 시 계량적 기준 외에도 시장 참여자 의견을 반영한 맞춤형 유연 적용 방안도 마련할 방침이다. 업계 관계자는 "야간 거래는 글로벌 상품화와 파생시장 경쟁력 확보에 중요한 열쇠"라며 "과도한 규제로 진입 문턱이 높아지지 않도록 초기 시장 특수성을 고려한 정책 조정이 필요하다"고 말했다. 한편, 해당 개정안은 금융투자업계 의견 수렴을 거쳐 오는 25일부터 시행될 예정이다. [Key Insights] 야간 파생상품시장은 거래소의 자체 운영으로 전환된 지 두 달여 만에 유동성 확보라는 과제에 직면했다. 시장 초기 참여자 확대를 위해 과다호가부담금 면제 기준 완화를 추진하는 것은 제도적 유연성을 확보하려는 시도이며, 글로벌 경쟁력을 갖춘 파생시장 체제 구축의 일환으로 해석된다. [Summary] 한국거래소가 야간 파생상품시장 활성화를 위해 과다호가부담금 제도를 완화할 계획이다. 월별 면제 횟수 확대 등을 통해 고속 알고리즘 기반 거래자의 참여를 유도하고, 시장 유동성을 높이는 것이 목적이다. 야간 시장은 개장 이후 거래 규모는 일정 수준 유지되고 있으나, 구조적 안착을 위해 시장친화적 규제 정비가 시급하다는 평가가 나온다.
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- 금융/증권
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[정책] 야간 파생시장 살리기⋯한국거래소, 과다호가부담금 완화 추진
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[ESGC] 미세플라스틱, 실내 흡입 하루 6만8천개 ⋯기존 추정치보다 100배 높아
- 집이나 자동차 등 일상 생활을 하는 공간에서 미세플라스틱을 하루에 무려 6만개 이상 흡입하는 것으로 나타났다. 플라스틱 입자 오염이 더 이상 해양이나 산업지역에 국한된 문제가 아니라는 사실을 입증하는 연구 결과가 나온 것. 실내 공기 속 미세플라스틱이 인체 건강에 미칠 잠재적 영향을 경고하는 이번 연구는, 우리가 일상생활 속에서 흡입하는 미세플라스틱의 양이 기존 추정보다 무려 100배에 달할 수 있음을 시사한다. 프랑스 툴루즈대학교(University of Toulouse) 나디아 야코벤코(Nadiia Yakovenko) 박사 연구팀은 최근 국제학술지 'PLOS'에 게재한 논문을 통해, 사람 한 명이 집이나 자동차 실내에서 하루 동안 흡입하는 1~10마이크로미터(㎛) 크기의 미세플라스틱이 평균 약 6만8000개에 달한다고 밝혔다. 이는 기존 연구들이 주로 20~200㎛ 크기의 입자만을 측정했던 것과 달리, 보다 정밀한 분석법을 통해 초미세 입자까지 정량화한 데 따른 결과다. 연구팀은 라만 분광법(Raman Spectroscopy)과 현미경 이미지를 분석하는 소프트웨어를 결합한 방법으로, 수 마이크로미터 크기의 입자까지 검출 가능한 측정 체계를 확립했다. 이를 통해 실내 공기 중 10~300㎛ 크기의 미세플라스틱은 하루 약 3200개, 110㎛ 입자는 약 6만8000개가 호흡기를 통해 흡입되고 있다는 결과를 도출했다. 야코벤코 박사는 "이번 연구는 미세플라스틱의 문제를 수면 위로 끌어올린 것이 아니라, 그 규모가 우리가 알고 있던 것보다 훨씬 크고 일상에 밀접하게 연관돼 있다는 점을 실증적으로 보여준다"고 말했다. 그는 이어 "이들 초미세 입자는 폐 깊숙이 침투해 염증이나 자극을 유발할 수 있으며, 일부는 비스페놀A(BPA)나 프탈레이트와 같은 유해 첨가물을 포함해 혈류로 유입될 가능성도 있다"고 경고했다. 실제로 미세플라스틱은 내분비계 교란, 신경발달 이상, 생식기 결함, 불임, 심혈관 질환, 암 등과의 연관성이 제기돼 왔지만, 대부분은 장기적인 노출에 따른 영향을 아직 명확히 규명하지 못한 상태다. 이번 연구는 그러한 잠재적 건강 영향을 과소평가할 수 없음을 시사한다는 점에서 주목된다. 플라스틱 입자는 주로 생활용품, 카펫, 합성 섬유 등 일상적 사용물의 마모와 열화로부터 기인한다. 특히 차량 내장재는 플라스틱 비중이 높고, 자외선과 고온 노출이 많아 미세 플라스틱 입자 분해가 더 빠르게 이뤄지는 것으로 알려져 있다. 최근 연구에서는 포장된 생수 한 병(500ml)에서 약 24만개의 미세플라스틱 조각이 발견되기도 했다. 이번 연구는 실내 공기 질에 대한 기존 연구들이 비교적 입자 크기가 큰 먼지를 중심으로 측정해 왔다는 점에서 방법론의 진전을 보여주는 사례로 평가된다. 야코벤코 연구팀은 향후 이 분석법을 병원, 학교, 사무공간 등 다양한 실내 환경에 적용해 미세플라스틱의 분포 특성과 노출 경로를 보다 체계적으로 파악할 계획이다. 전문가들은 미세플라스틱에 대한 사회적 인식과 정책 대응이 해양 생태계 오염 차원을 넘어, 생활공간의 실내 공기 질 개선과 재료 선택 기준까지 확장되어야 한다고 강조한다. 연구팀의 후속 연구가 공공위생과 소비자 안전 규범에 어떤 영향을 미칠지 주목된다.
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- ESGC
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[ESGC] 미세플라스틱, 실내 흡입 하루 6만8천개 ⋯기존 추정치보다 100배 높아
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[신소재 신기술(189)] AI로 리튬이온 대체 물질 발견⋯美 NJIT, 차세대 전지 재료 개발에 돌파구
- 미국 뉴저지공과대학교(NJIT) 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 소재 탐색에 성공했다. 전통적인 실험 방식으로는 불가능했던 수천 개의 결정 구조를 AI가 빠르게 탐색하면서, 고용량 차세대 전지 개발에 실마리를 제공했다는 평가다. 이번 연구는 NJIT 기계·산업공학과 디바카르 다타(Dibakar Datta) 교수가 이끄는 연구팀에 의해 수행됐으며, 국제 학술지 '셀 리포트 물리과학(Cell Reports Physical Science)'에 최근 게재됐다. 7월 31일 NJIT에 따르면 다타 교수팀은 '생성형 AI(Generative AI)'를 도입해 다가이온(multivalent-ion) 배터리용 다공성 전이금속산화물 소재를 신속히 발굴했다. 다가이온 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 이온당 2~3개의 양전하를 지닌 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 아연 등 풍부한 원소를 활용한다. 이론상 동일한 공간에 더 많은 전하를 저장할 수 있어 에너지 밀도 측면에서 높은 잠재력을 지닌다. 다만, 이들 이온의 전하량과 크기가 커 소재 내부에서의 이동이 어려운 점이 상용화의 큰 장벽으로 작용해왔다. 연구은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 AI 기반 탐색 프레임워크를 제안했다. 연구팀은 결정 확산 변분 오토인코더(Crystal Diffusion Variational Autoencoder, CDVAE)와 대형 언어모델(LLM)을 조합한 이중 AI 기법을 개발했다. CDVAE는 대규모 결정 구조 데이터셋을 학습해, 기존에 존재하지 않던 구조를 생성해냈으며, LLM은 열역학적으로 안정한 구조 후보를 정밀하게 선별하는 역할을 수행했다. 이 같은 AI 모델을 활용해 연구진은 수천 개의 새로운 다공성 결정 구조를 탐색했고, 이 중 다가이온 배터리용으로 적합한 5종의 새로운 전이금속산화물 구조를 도출했다. 해당 물질들은 이온 확산에 유리한 넓고 균일한 채널을 갖추고 있어, 고용량 저장과 안정성 확보 측면에서 유리한 것으로 나타났다. 연구팀은 이 구조들의 물리적 특성을 양자역학 기반 시뮬레이션을 통해 검증했으며, 실험적 합성 가능성도 확인했다. 다타 교수는 "문제는 유망한 전지 화학의 부재가 아니라, 수백만 개에 달하는 조합을 실험실에서 모두 검증하는 것이 현실적으로 불가능하다는 점이었다"며, "AI는 이 방대한 재료의 조합을 체계적으로 탐색하고 선별하는 데 가장 효율적인 수단"이라고 설명했다. 그는 이어 "이번 연구는 단순히 새로운 배터리 재료를 찾는 데 그치지 않고, 첨단 전자소자부터 청정에너지 소재까지 폭넓은 응용 분야에 걸쳐 고속 탐색 프레임워크를 제시했다는 데 의의가 있다"고 덧붙였다. 연구진은 향후 실험실 기반 공동 연구를 통해 AI 기반으로 설계한 소재의 실제 합성과 상용화 가능성 검증에 착수할 계획이다. 이번 연구는 AI 기반 재료 과학이 전통적인 실험 중심 연구방식을 보완하거나 대체할 수 있다는 점에서, 차세대 에너지 산업의 전환점을 이끌 수 있을지 주목된다.
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[신소재 신기술(189)] AI로 리튬이온 대체 물질 발견⋯美 NJIT, 차세대 전지 재료 개발에 돌파구
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[퓨처 Eyes(95)] 최고 정밀도 인간 게놈 지도 공개⋯'정크 DNA'·구조 변이 비밀 풀었다
- 인간 게놈 프로젝트가 완성된 지 22년 만에 인류 역사상 가장 방대하고 정밀한 인간 유전 변이 목록이 나왔다. 전 세계 1,084명의 유전체를 긴 DNA 조각으로 정밀하게 연결하고 비교한 이번 연구는 그간 베일에 싸여 있던 '구조 변이'의 실체를 대거 밝혔다. 구조 변이란 DNA 설계도에서 글자 하나가 바뀌는 작은 오류가 아니라, 문단 전체가 통째로 빠지거나 다른 곳에 복사되는 것처럼 유전 정보의 큰 덩어리가 변하는 현상이다. 또한 쓸모없다고 여겨졌던 '정크 DNA'와 스스로 복제해 이동하는 '점핑 유전자'의 새로운 기능을 확인했다. 과학계는 이번 성과가 난치성 질환 진단의 새로운 문을 열고 정밀 의료의 미래를 앞당길 획기적인 전환점이 되리라 기대를 모으고 있다. 코네티컷 대학교의 바버라 멜로니 분자세포생물학 교수는 "기념비적인 논문"이라며 "오랫동안 접근이 어려웠던 진단 사례들을 해결할 문을 열었다"고 평가했다. 국제 공동 연구팀은 지난 23일 과학 저널 '네이처(Nature)'에 두 편의 논문을 내고 이 같은 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 최신 장문 염기서열 분석 기술을 써서 5개 대륙 26개 인구 집단을 대표하는 1,019명과, 이와는 별개로 5개 대륙 28개 인구 집단에서 확보한 65명의 게놈을 고해상도로 분석했다. 이는 2003년 인간 게놈 프로젝트 초안 발표, 2022년 최초의 '틈 없는(gapless)' 인간 게놈 완성, 2023년 '판게놈(pangenome)' 발표에 이은 또 하나의 중요한 이정표다. 판게놈은 한 사람의 유전 정보가 아닌, 여러 인종과 집단의 유전 정보를 합쳐 인류 전체의 다양성을 보여주는 일종의 '종합 게놈 지도'다. 이번 연구는 여기서 한발 더 나아가 인간 게놈 데이터에서 기존에 빠져 있던 92%를 채우며 유전체 지도의 완성도를 크게 높였다. 네이처에 이번 주 게재된 두 편의 논문은 유럽계 중심의 기존 유전체 분석을 넘어, 보다 다양한 인류 집단의 유전적 다양성을 조명하는 중요한 진전을 이뤘다. 첫 번째 논문에서 국제 공동연구팀은 다섯 대륙 26개 인구 집단을 대표하는 1,019명의 유전체를 분석했다. 연구진은 각 염기서열이 수만 개의 염기쌍으로 이루어진 '롱 리드(long read)' 데이터를 활용해 정밀도를 높였다. DNA는 이중나선 구조로, 염기쌍 하나는 그 사다리의 가로막대 하나에 해당한다. "기존의 100개 염기쌍 안팎의 짧은 읽기로는 서로 유사하게 생긴 유전체 영역들을 정확히 구분하기 어렵다"고 이번 연구에 참여한 바르셀로나 유전체조절연구소(CGR)의 박사과정 연구원 헤수스 에밀리아노 소텔로-폰세카는 설명했다. "반복서열이 많은 유전체에서는 이런 문제가 특히 심각하지만, 2만 염기쌍 수준의 장기 읽기를 사용하면 각 염기서열을 유전체 상의 고유한 위치에 정확히 할당할 수 있다"고 그는 전했다. 이번 연구에서 밝혀진 새로운 유전체 변이의 절반 이상은 이러한 반복 영역에서 발견됐다. 특히 그중 많은 수가 '점핑 유전자(jumping genes)'로 알려진 전이인자(transposon)에서 유래한 것으로 분석됐다. 전이인자는 유전체 내 여러 위치로 '이동'하면서 자신의 염기서열을 복사·붙여넣는 기능을 갖고 있다. 이들이 어디에 착지하느냐에 따라 유전체를 불안정하게 만들거나, 유해한 돌연변이를 유발해 암 등 질환을 일으킬 수 있다. 공동저자인 CGR의 독립 연구원 베르나르도 로드리게스-마르틴은 라이브 사이언스와 이메일 인터뷰에서 "이번 연구는 일부 전이인자가 조절 서열을 '탈취'해 자신들의 활성을 증폭시킬 수 있음을 보여준다"고 밝히며, "이는 이들의 돌연변이 유발 메커니즘을 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다"고 설명했다. 특히 이번 연구에서는 일부 점핑 유전자가 특정 조절 분자인 '비암호화 장기 RNA(long noncoding RNA)'와 결합함으로써, 보통보다 훨씬 많은 복제본을 만들어내는 메커니즘도 포착됐다. 유럽분자생물학연구소(EMBL) 코르벨 연구실 출신의 로드리게스-마르틴 박사는 "이처럼 점핑 유전자가 조절 분자와 ‘동승’하는 방식은 매우 이례적인 생물학적 전략"이라며 "우리에게도 놀라운 발견이었다"고 밝혔다. 정밀도 높인 '원투 펀치' 분석 기술 이번 연구의 핵심 성과는 유전 정보의 큰 덩어리가 변하는 '구조 변이'에 대한 이해를 크게 넓힌 데 있다. 특히 과거 '정크 DNA'로 불리며 별다른 기능이 없다고 알려졌던 반복 서열에서 유전체 변이의 절반 이상이 발견돼, 그 생물학적 중요성을 새롭게 조명했다. 이러한 성과는 옥스퍼드 나노포어(Oxford Nanopore)와 퍼시픽 바이오사이언스(Pacific Biosciences)의 기술을 조합한 덕분이다. 옥스퍼드 나노포어의 기술은 DNA의 매우 긴 조각을 한 번에 읽어 전체적인 뼈대를 잡는 데 쓰였고, 퍼시픽 바이오사이언스의 기술은 각 글자(염기)를 아주 정확하게 읽어내 정밀도를 높이는 데 활용됐다. 코네티컷 대학교 보건센터의 크리스틴 벡 수석 저자 겸 유전학자는 이 '원투 펀치' 전략 덕분에 과거의 기술 장벽을 넘어 빠져 있던 게놈 영역을 밝힐 수 있었다고 설명했다. 연구팀은 각 개인의 염기서열을 부모에게서 함께 물려받는 유전자 묶음인 '하플로타입(haplotypes, 일배체형)'으로 나눈 뒤, 이를 기준 게놈과 비교해 질병을 유발할 수 있는 구조 변이를 찾아냈다. 암·당뇨병 등 질병 핵심 유전자 첫 해독 연구팀은 당뇨병, 척수성 근위축증 같은 질병과 연관된 가장 복잡한 유전 영역 일부를 완벽하게 해독했다. 대표적인 예로 면역 반응의 핵심인 '주조직적합성복합체(MHC)' 영역이 있다. MHC는 우리 몸의 세포가 '나'인지 아니면 외부에서 침입한 '적'인지를 구별하는 신분증 역할을 하는 중요한 부분이다. 이 영역의 유전 정보는 암, 제2형 당뇨병, 바이러스 감수성의 개인차와 관련이 깊다. 또한, 척수성 근위축증 치료제 표적인 SMN1 및 SMN2 유전자의 서열과, 녹말 음식 소화를 돕는 아밀라아제 유전자 묶음도 완전히 해독했다. 세포 분열의 중심 역할을 하는 '동원체(centromere)'의 숨겨진 특징도 드러났다. 동원체는 세포가 분열할 때 염색체가 양쪽으로 정확하게 나뉘도록 밧줄(방추사)을 거는 고리 같은 역할을 한다. 이 고리를 이루는 '알파 위성 배열'이 개인에 따라 그 길이가 최대 30배까지 차이 날 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 벡 박사는 이런 동원체 변이가 다운 증후군, 에드워즈 증후군, 파타우 증후군과 같은 삼염색체성 질환, 즉 특정 염색체를 3개 갖는 염색체 이상을 일으킬 수 있다고 설명했다. '단일 염기' 넘어 '구조 변이'로…정밀 의료의 새 길 이번 연구 결과는 정밀 의료에 중대한 영향을 미친다. 서던캘리포니아 의과대학의 찰스턴 치앙 의학 집단 유전학자는 "이번 연구는 개인의 질병 위험도를 더 명확히 정의하는 데 근본 구실을 한다"고 말했다. 그는 과거 유전병 진단 연구가 대부분 DNA 글자 하나만 바뀌는 작은 변이(단일 염기 다형성, SNP)를 찾는 데 집중해, 이번 연구에서 다룬 '문단' 단위의 큰 변화(구조 변이)를 지나쳐왔다고 지적하며, 이번 연구가 이를 보완할 초석을 마련했다고 평가했다. "유전 다양성 보고는 아프리카"…편중된 연구에 경종 연구의 또 다른 뜻은 샘플의 다양성에 있다. 이번 연구에서 아프리카계 혈통 샘플에 가장 많은 구조적 다양성이 나타났는데, 이는 인류 유전적 다양성의 가장 깊은 원천이 아프리카에 있다는 기존 이론을 뒷받침한다. 멜로니 교수는 전통적으로 유럽계에 치우쳤던 기준 게놈을 생각할 때 이 발견이 꼭 필요하다고 덧붙였다. 물론 치앙 박사는 표본 크기가 여전히 적다는 점을 지적하며, 전 세계 인구 전체를 대표하려면 더 많은 분석이 필요하다고 말했다. 그럼에도 그는 "우리 분야가 유전 변이 데이터 생성 쪽에서 나아가고 있는 명백한 방향"이라며 "오랫동안 논의해 온 생각들이 하나씩 실현되고 있다"고 기대를 나타냈다.
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[퓨처 Eyes(95)] 최고 정밀도 인간 게놈 지도 공개⋯'정크 DNA'·구조 변이 비밀 풀었다
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삼성전자, 테슬라와 23조 원 반도체 수주 계약⋯파운드리 부문 반전 신호탄
- 삼성전자가 미국 전기차 업체 테슬라로부터 23조 원 규모의 차세대 인공지능(AI) 반도체 위탁생산 계약을 따내며, 파운드리 사업 부문의 반등 가능성에 시장의 관심이 집중되고 있다. 그동안 분기별 수조 원대의 적자를 기록해온 삼성 파운드리에 있어 사실상 '전환점'이 될 수 있는 계약이라는 평가가 나온다. 삼성전자는 28일 금융감독원 전자공시를 통해 글로벌 대형 고객사와 총 22조7648억 원 규모의 파운드리 공급 계약을 체결했다고 밝혔다. 계약 기간은 2024년 7월 24일부터 2033년 12월 31일까지로, 8년 이상 장기 물량이 확보됐다. 작년 삼성전자 전체 매출(300조8,709억 원)의 7.6%에 해당하는 대형 규모로, 반도체 부문 사상 최대급 단일 고객 계약으로 평가된다. 계약 상대는 비공개였으나, 같은 날 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 자신의 SNS '엑스(X·구 트위터)'를 통해 "삼성의 텍사스 대형 신공장이 테슬라의 차세대 AI6 칩 생산을 전담하게 될 것"이라고 직접 밝히면서 계약 주체가 테슬라인 것으로 확인됐다. 머스크 CEO는 "삼성이 현재 생산 중인 AI4 칩은 평택 공장에서, 새로 양산될 AI6 칩은 2025년부터 본격 가동되는 미국 텍사스주 테일러 파운드리에서 2나노 공정으로 생산될 예정"이라고 설명했다. 그는 이어 "TSMC는 AI5 칩을 설계 완료했으며, 초기 생산은 대만, 이후에는 미국 애리조나 공장에서 진행될 것"이라고 덧붙였다. AI4·AI5·AI6 칩은 모두 테슬라가 독자 개발한 자율주행용 반도체로, 자사 차량의 완전자율주행(FSD) 기능 구현에 핵심적으로 탑재되는 부품이다. 테슬라는 삼성전자와 TSMC에 칩 생산을 이원화함으로써 공급망 안정성과 생산 효율을 동시에 확보한다는 전략이다. 머스크는 "삼성이 테슬라의 생산 효율 극대화를 위해 협조하기로 동의했고, 자신이 직접 공장을 둘러보며 진척 상황을 확인할 것"이라며 해당 파운드리의 전략적 중요성을 강조했다. 그는 특히 "테일러 공장은 내 집에서 멀지 않다"는 언급을 통해 자사 AI 반도체 생산 기지로서의 의미를 재차 부각시켰다. 이번 대규모 수주는 삼성전자가 한동안 부진을 겪어온 파운드리 사업에 새로운 활력을 불어넣을 계기가 될 것으로 보인다. 실제 삼성전자는 최근 발표한 2분기 잠정 실적에서 영업이익 4조6000억 원을 기록했지만, 반도체 부문(DS 부문)의 영업이익은 1조 원에 못 미칠 것으로 추정되고 있다. 이는 파운드리 부문의 적자가 주요 원인으로 꼽혀왔다. 업계는 이번 계약 성사가 삼성의 첨단 공정 수율 개선과 미국 현지 생산 기반 확대 전략이 맞물린 결과라고 평가한다. 업계 관계자는 "그간 시장에서는 삼성의 3나노 이하 공정 수율에 대한 우려가 있었지만, 일정 수준의 안정성을 확보하면서 대형 고객 수주에 성공한 것으로 보인다"며 "내년부터 본격 가동될 테일러 공장의 조기 안착에도 청신호가 켜졌다"고 말했다. 한편, 테슬라와 TSMC 간의 관계도 유지되는 가운데, 양사는 AI 칩 공급을 분산 배치하며 리스크 관리에 나선 것으로 풀이된다. 글로벌 반도체 공급망 불확실성이 높아진 가운데, 양대 파운드리 기업을 동시에 활용하는 전략은 향후 AI 칩 수요 확대 국면에서 테슬라의 생산 안정성을 보장하는 핵심 요소로 작용할 전망이다. 시장 전문가들은 이번 계약이 삼성전자 파운드리의 기술 경쟁력 회복을 알리는 신호탄일 뿐 아니라, 향후 AI 반도체 전쟁에서 글로벌 입지를 공고히 하는 기점이 될 수 있다고 평가하고 있다. 특히 미국 내 첨단 반도체 생산 인프라 확보가 미국 정부의 주요 정책 기조인 점을 고려할 때, 삼성-테슬라의 협력은 향후 지정학적·산업 전략 측면에서도 큰 의미를 가질 것으로 보인다. 한편, 28일 글로벌 테크기업과 23조원 규모의 반도체 위탁생산 계약을 발표한 삼성전자 주가는 계약 상대방이 테슬라인 것으로 확인되자 오름폭을 크게 키우고 있다. 이날 오후 2시 26분 현재 코스피 시장에서 삼성전자는 전 거래일 대비 5.69% 오른 69,650원에 거래되고 있다.
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삼성전자, 테슬라와 23조 원 반도체 수주 계약⋯파운드리 부문 반전 신호탄
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대만 TSMC, AI수요 호조에 올해 2분기 사상 최고 실적
- 세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 업체인 대만 TSMC가 17일(현지시간) 올해 2분기 지난해보다 60%이상 급증한 사상 최대 규모인 약 19조원의 순이익을 냈다. 세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 기업이 AI(인공지능) 반도체 생산으로 최고 실적을 경신하고 있는 것이다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 TSMC는 이날 "올해 2분기 순이익이 3982억7000만 대만달러(약 18조8000억원)를 기록했다"고 밝혔다. 지난해 2분기보다 60.7% 증가한 것으로 시장 예상치(약 3779억 대만달러)를 훨씬 웃돈 실적이다. TSMC의 매출은 지난해 동기 대비 38.6% 늘어난 9337억9000만 대만달러(약 44조원)를 기록했다. 매출 역시 시장 예상치보다 높다. 이번 2분기 매출 총이익률은 58.6%에 달한다. 순이익과 매출 모두 역대 최대치를 기록했다. TSMC는 5분기 연속으로 두자릿수 순이익증가율을 기록했다. TSMC의 실적은 AI 산업이 이끌었다는 분석이다. TSMC는 엔비디아와 애플 등 주요 빅테크의 AI 칩을 생산하고 있다. 이들 빅테크 기업들의 폭발적인 칩 수요가 호실적으로 이어졌다는게 전문가들읜 분석이다. 특히 2분기 전체 매출에서 7나노(1나노는 10억분의 1) 이하 첨단 공정 비율은 74%에 달했다. TSMC는 올 연말부터는 2나노 제품 양산에 들어갈 예정이다. TSMC는 3분기 매출을 318억~330억 달러로 예상하면서, 시장 예상치 317억 2000만 달러보다 높게 잡았다. 3분기 매출 총 이익률 또한 55.5~57.5% 사이가 될 것으로 보면서 시장의 눈높이에 부응했다. 블룸버그는 "메타부터 구글까지 빅테크들이 AI 개발에 필수적인 데이터센터에 대한 투자를 늘리고 있기 때문"이라고 분석했다. TSMC는 미국을 비롯해 일본과 독일, 대만 등의 생산능력 확대도 추진 중이다. AI 붐에 더해 최근 미국의 중국에 대한 수출 통제 완화 소식까지 더해지면서, 반도체 업계 전반에 기대감이 높아지는 분위기다. 앞서 호실적을 발표했던 반도체 장비업체 ASML은 "미국의 대중국 수출 통제 해제는 분명히 글로벌 반도체 수요에 긍정적 요인으로 볼 수 있다"고 평가했다. 엔비디아의 젠슨 황 CEO는 "수출이 허가된 H20뿐 아니라 더 고급 칩을 중국에 공급할 수 있길 희망한다"며 적극적인 시장 공략 의지를 드러냈다. TSMC의 실적은 AI 산업이 이끌었다는 분석이다. TSMC는 엔비디아와 애플 등 주요 빅테크의 AI 칩을 생산하고 있다. 특히 2분기 전체 매출에서 7나노(1나노는 10억분의 1) 이하 첨단 공정 비율은 74%에 달했다. TSMC는 올 연말부터는 2나노 제품 양산에 들어갈 예정이다. TSMC는 올해 매출 상승률도 기존 20%중반에서 약 30%로 상향 조정했다. TSMC는 AI의 수요가 더욱 확대하고 있다고 지적했다. 3분기도 큰폭의 수익증가를 예상했다. 이에 따라 TSMC는 올해 매출 성장률도 기존 20%중반에서 약 30%로 상향 조정했다. 변수는 미국발 관세 후폭풍이 꼽힌다. 트럼프 대통령은 TSMC가 있는 대만에는 32%의 상호관세를 매긴 데다, 반도체 품목에 대한 품목별 관세도 예고한 상황이다. 여기에 미중 간 무역전쟁 양상도 큰 변수로 작용할 전망이다. TSMC측은 올해 4분기 실적에 관세협상 결과가 영향을 미칠 것으로 예상했다. 웨이저자 TSMC 최고경영자(CEO)는 "관세의 잠재적인 영향이나 다른 많은 불확실성을 고려하고 있어 보다 보수적이 되고 있다"며 "하지만 현시점에서는 고객들의 행동에 변화는 보이지 않는다"고 지적했다 TSMC의 대만 상장주는 지난해 약 80% 상승했지만 관세 도입과 대만달러 환율상승 등에 대한 우려로 연초부터는 5% 상승에 그쳤다.
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대만 TSMC, AI수요 호조에 올해 2분기 사상 최고 실적
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[우주의 속삭임(129)]NASA, '미스터리 슈퍼지구' 발견⋯154광년 거리서 주기적 섬광
- 주기적인 섬광으로 신호를 보내는 '미스터리 슈퍼지구'가 발견됐다. 미국 항공우주국(NASA)이 지구에서 약 154광년 떨어진 외계 행성 'TOI-1846 b'를 새롭게 확인했다고 데일리 메일, 어스닷컴 등 다수 외신이 14일(현지시간) 보도했다. 이 행성은 지구보다 약 두 배 크고 네 배 무거운 '슈퍼지구'로, 특이한 점은 해당 천체가 주기적으로 정체불명의 신호에 해당하는 광도 변화를 보이고 있다는 점이다. NASA는 지난 2018년 발사한 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 우주망원경을 통해 이 같은 현상을 포착했으며, 이후 지상 관측소와의 추가 합동 분석을 통해 2025년 3월 TOI-1846 b의 존재를 확정했다. 해당 행성은 작고 서늘한 적색왜성 주위를 불과 4일마다 1회 공전하며, 이 과정에서 별빛이 반복적으로 감소하는 신호가 발생해 과학자들의 주목을 받았다. '적색 왜성'은 태양의 크기와 질량의 약 40%이며, 약 1800℃(6000℉)의 뜨거운 빛을 내기때문에 생명체 거주 가능 영역이 태양보다 훨씬 가깝다. 또한 적색 왜성은 우리 은하 별의 약 75%를 차지하며, 그 중 다수는 지구 근처에 위치한다. 이번 발견의 주저자인 모로코 우카이메덴 천문대의 압데라흐만 수브키우 연구원은 "TESS 관측 자료뿐 아니라 다중 색상의 지상 광학 자료, 고해상도 영상 및 분광 관측을 활용해 행성의 존재를 검증했다"고 밝혔다. 해당 연구는 미국 코넬대학교에서 운영하는 무료 논문 저장 사이트 '아카이브(arXiv)'에 게재됐다. TOI-1846 b는 '반지름 간극(radius gap)'으로 불리는 희귀한 분류에 속한다. TOI-1846 b 표면 온도는 섭씨 약 316℃(약 600℉)로 추정되지만, 고체 핵과 얼음층, 얕은 바다나 얇은 대기를 가질 가능성도 제기되고 있다. 다시 말하면, '반지름 간극(radius gap)'은 외계 행성 연구 분야에서 사용되는 용어로, 행성의 반지름 분포에서 특정 크기대의 행성이 거의 발견되지 않는 현상을 의미한다. 구체적으로는 지구형 암석 행성(반지름 약 1~1.5배 지구 크기)과 해왕성형 가스 행성(반지름 약 2~4배 지구 크기) 사이에 행성 발견 수가 급감하는 구간이 존재하며, 이 간격을 '반지름 간극'이라고 한다. 이 용어는 외계 행성의 형성과 진화를 이해하는 데 핵심적인 개념으로, 최근 행성 대기의 존재 유무와 생명체 거주 가능성 분석에서도 매우 중요한 연구 대상이다. 관측에 따르면 이 행성은 항성에 대해 조석 고정(tidally locked) 상태일 가능성이 높다. 즉, 한 면은 항성을 계속 향하고 다른 면은 영구적인 어둠에 놓이게 되며, 이러한 극단적인 온도차는 물이 냉각 지역에 포획되는 조건을 만들어낼 수도 있다. 또한 이 행성을 불과 4일 만에 항성을 공전하며, 수성이 우리 태양에 머무르는 거리보다 태양에 훨씬 더 가까이 머물러 있다. NASA는 향후 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 통해 TOI-1846 b의 대기 구성 성분을 분석할 계획이다. 적외선 관측을 통해 수증기, 메탄, 이산화탄소 등 생명 가능성과 관련된 기체를 탐지할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이와 함께 하와이 제미니 천문대의 MAROON-X 등 지상 기반 고감도 장비도 별의 미세한 요동을 측정해 질량을 정밀 검증하고, 추가 행성 존재 가능성까지 조사하고 있다. 실제로 TOI-1846 b의 궤도에서 포착된 미세한 움직임은, 이 행성 이외에도 다른 행성이 더 있을 가능성을 시사한다. 아직 확인되지는 않았지만, 보다 바깥쪽의 보다 서늘한 '생명체 거주가능 영역'에 또 다른 행성이 존재할 수 있다는 전망도 제기된다. 이번 발견은 최근 보고된 또 다른 슈퍼지구 'TOI-715 b'와 더불어, 항성의 복사선에 의해 대기를 잃는 행성과 그렇지 않은 행성 간의 진화 차이를 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 특히 우리 은하 내 별의 약 75%를 차지하는 적색왜성 주변의 행성들을 분석함으로써, 은하계 내 숨겨진 '거주 가능 세계'의 수를 예측하는 데 핵심적 역할을 할 것으로 보인다. TOI-1846 b의 발견은 인간이 우주에서 생명체가 살 수 있는 또 다른 터전을 찾는 여정에 의미 있는 진전을 더한 사례로 평가된다.
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[우주의 속삭임(129)]NASA, '미스터리 슈퍼지구' 발견⋯154광년 거리서 주기적 섬광
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LG, 국내 첫 하이브리드 AI '엑사원 4.0' 공개⋯전문성·추론력 모두 세계 최고 수준
- LG AI연구원이 15일 국내 첫 하이브리드 인공지능(AI) 모델 '엑사원(EXAONE) 4.0'을 공개했다. 이 모델은 대형언어모델(LLM)과 추론 AI를 결합해 지식 응답과 문제 해결을 동시에 수행한다. 벤치마크 성능 평가에서 미국·중국·프랑스의 대표 오픈 모델을 제치고 세계 최고 수준의 성능을 입증했다. 특히 32B 전문가 모델은 6개 국가 자격증 필기시험을 통과했고, 온디바이스용 1.2B 모델은 GPT-4o 미니보다 높은 성능을 보였다. LG는 이번 모델을 글로벌 오픈소스 플랫폼 '허깅 페이스'에 공개하며 생태계 확장에 나섰다. [미니해설] LG, 국내 첫 하이브리드 AI '엑사원 4.0' 공개…전문성·실용성 모두 잡았다 LG AI연구원이 국내 AI 산업의 새로운 이정표를 세웠다. 15일 공개된 '엑사원(EXAONE) 4.0'은 국내 최초의 하이브리드 인공지능(AI) 모델로, 지식 기반의 대형언어모델(LLM)과 복잡한 문제 해결을 위한 추론 AI를 하나로 결합한 것이 특징이다. 하이브리드 AI란 단순한 텍스트 생성 능력뿐 아니라 논리적 사고와 판단을 동시에 수행할 수 있는 차세대 모델을 의미한다. 이번 엑사원 4.0은 이러한 하이브리드 구조를 바탕으로 다방면의 AI 활용도를 높이며 글로벌 AI 기술 흐름과 보조를 맞췄다. 이번에 공개된 모델은 매개변수 320억 개 규모의 전문가형 '32B 모델'과 모바일 및 온디바이스 적용을 위한 12억 개 매개변수의 '1.2B 모델'로 구성된다. 특히 32B 모델은 의사·치과의사·한약사·관세사·감정평가사·손해사정사 등 6종의 국가공인 자격증 필기시험을 실제로 통과하며, 학술·법률·보건·행정 등 고차원의 전문적 질문에도 정확한 해석과 답변을 제공하는 능력을 증명했다. 또한 온디바이스형 1.2B 모델은 이전 버전인 '엑사원 3.5'의 2.4B 모델 대비 크기는 절반 수준이지만, 수학·코딩·과학 등 고난도 기술 분야에서 미국 오픈AI의 'GPT-4o 미니'보다 높은 성능을 기록하며 압도적인 효율성을 보였다. LG AI연구원은 지난 3월 '엑사원 딥(Deep)'이라는 국내 첫 추론 특화 AI를 공개한 데 이어, 불과 4개월 만에 하이브리드 AI까지 선보이며 기술 진보의 속도와 수준 모두에서 의미 있는 진전을 보였다. 현재까지 하이브리드 AI를 공식적으로 공개한 기업은 미국의 앤스로픽(Anthropic), 중국의 알리바바 정도로, 오픈AI 역시 GPT-5를 하이브리드 구조로 개발 중이라고 밝힌 상태다. 이 가운데 LG가 선제적으로 완성형 하이브리드 모델을 공개한 것은 국내 기업 최초이자 세계적으로도 손에 꼽히는 성과로 평가된다. 특히 주목할 점은 LG가 엑사원 4.0의 오픈 웨이트(Open Weight) 모델을 글로벌 AI 플랫폼인 '허깅 페이스(Hugging Face)'에 공개했다는 사실이다. 오픈 웨이트는 AI 모델의 학습 매커니즘인 가중치를 공개해, 타 개발자나 기업들이 이를 기반으로 수정·활용할 수 있도록 허용하는 방식이다. 이는 AI 생태계 확산과 협업을 유도하는 핵심 요소다. LG는 허깅 페이스의 공식 배포 파트너인 '프렌들리AI'를 통해 API 서비스도 함께 제공하고 있다. 이로써 고성능 GPU를 갖추지 않은 사용자도 엑사원의 기능을 클라우드를 통해 쉽게 활용할 수 있게 됐다. 실제 API 접근을 통해 연구자, 학생, 개발자 누구나 엑사원의 질의응답, 요약, 번역, 코딩 보조 기능 등을 체험할 수 있다. LG AI연구원은 같은 날 서울 강서구 마곡 LG사이언스파크에서 '엑사원 파트너스 데이'를 열고, 국내 주요 파트너사 22곳과 함께 엑사원 생태계 확장 전략을 논의했다. 오는 22일에는 같은 장소에서 ‘LG AI 토크 콘서트 2025’를 열고, 엑사원 4.0을 포함한 연구 성과와 향후 기술 개발 계획을 대중과 공유할 예정이다. 구광모 ㈜LG 대표는 올해 초 신년사에서 "AI와 같은 첨단 기술을 통해 일상의 편의를 높이고, 삶의 질을 향상시키는 새로운 라이프스타일을 제시하겠다"고 밝힌 바 있다. 이번 엑사원 4.0의 공개는 그 선언의 실천적 결과물이라 할 수 있다. 이진식 LG AI연구원 엑사원랩장은 "엑사원이 한국을 대표하는 프론티어 모델로 자리매김할 수 있도록 지속적인 연구개발을 이어가고, 글로벌 시장에서도 기술 경쟁력을 입증해 나가겠다"고 밝혔다. LG는 이제 단순한 전자·화학 기업의 틀을 넘어, 인공지능 기술력을 바탕으로 글로벌 기술 경쟁에 본격적으로 뛰어들고 있다. 엑사원 4.0은 그 첨단 전환의 선봉장이 될 전망이다.
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LG, 국내 첫 하이브리드 AI '엑사원 4.0' 공개⋯전문성·추론력 모두 세계 최고 수준
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[ESGC] 대서양 나노플라스틱 오염, 기존 추정치 훌쩍 넘어⋯'보이지 않는 공포'
- 대서양에 나노플라스틱이 무려 2700만톤이나 떠다니고 있는 것으로 밝혀졌다. 유럽 연구진이 북대서양 전역에서 해수 샘플을 채취해 분석한 결과, 인간 눈에 보이지 않을 정도로 미세한 '나노플라스틱'이 해양 전반에 광범위하게 퍼져 있으며, 특히 수면 근처와 유럽 해안 인근에서 고농도로 발견됐다. 해당 연구 결과에 대해서는 사이멕스(scimex), 유렉얼랏, 뉴욕타임스 등 다수 외신이 10일 보도했다. 해당 내용은 국제학술지 '네이처(Nature)'에 최근 게재됐다. 유렉얼럿에 따르면 로열 네덜란드 해양연구소(NIOZ)와 위트레히트 대학교가 시행한 연구는 해양 나노플라스틱 양에 대한 최초의 추정치를 제공한다. 이번 조사는 NIOZ와 위트레히트 대학교를 포함한 공동 연구팀이 북대서양 12개 지점에서 다양한 수심에서 채취한 해수 시료를 분석하는 방식으로 진행됐다. 그 결과, 수면에서 10미터 깊이의 해수 1세제곱미터(m³)당 평균 18.1밀리그램의 나노플라스틱이 포함된 것으로 나타났으며, 유럽 해안 인근의 샘플에서는 이보다 높은 25밀리그램의 농도가 측정됐다. 해저 부근에서는 평균 5.5밀리그램 수준이었다. NIOZ 연구원이자 위트레흐트 대학교 지구화학 교수인 헬게 니만은 "해수에 나노플라스틱이 존재한다는 것을 보여주는 논문이 몇 편 있었지만, 지금까지 그 양을 추정할 수 없었다"며 해양 과학자들과 위트레흐트 대학교의 대기 과학자 두샨 마테리치(Dušan Materić) 박사의 지식이 힘을 합쳐 이 최초의 추정치를 얻을 수 있었다고 밝혔다. 연구를 이끈 두샨 마테리치 박사팀은 특히 북대서양 수면 10미터 이내에 존재하는 나노플라스틱의 총량이 2,700만 톤에 이를 것으로 추정했다. 이는 그간 전 세계 바다 전체에 존재하는 것으로 여겨졌던 나노플라스틱 양과 비슷한 수준으로, 해양 오염에 대한 기존 추정이 매우 심하게 과소평가됐을 수 있음을 시사한다. 나노플라스틱은 지름이 1마이크로미터(1μm, 1000분의 1mm) 이하인 미세한 플라스틱 조각으로, 바다에서 자외선과 파도 등의 물리적 작용으로 만들어진다. 일반적인 미세플라스틱과 달리 생물학적 장벽을 쉽게 통과할 수 있어 어류 등 해양 생물체 내에 축적될 가능성이 높다. 연구진은 "나노플라스틱이 해양 생태계에 가장 심각한 위협이 될 수 있다"며 "대서양에 축적된 플라스틱 질량 중 대부분은 나노 수준일 가능성이 높다"고 분석했다. 니만과 동료들은 예를 들어 1마이크로미터 이하의 크기로 아직 발견되지 않은 다양한 종류의 플라스틱에 대한 추가 연구를 수행할 계획이다. 니만은 "예를 들어, 나노플라스틱에서 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 발견되지 않았다. 이 연구에서 다른 분자에 의해 가려졌을 가능성이 있다. 또한 나노플라스틱이 다른 바다에도 풍부한지 알고 싶다. 그럴 가능성은 있지만, 아직 증명되지 않았다"고 덧붙였다. 니만은 바닷물 속 나노플라스틱의 양이 중요한 미비점이었지만, 이제는 아무런 조치도 취할 수 없다고 강조했다. 그는 "바닷물에 존재하는 나노플라스틱은 결코 정화될 수 없다. 따라서 이 연구의 중요한 메시지는 적어도 플라스틱으로 인한 환경 오염을 막아야 한다는 것"이라고 말했다. 이번 연구는 해양 플라스틱 문제의 양적·질적 위협을 동시에 드러낸 사례로 평가된다. 시각적으로 확인하기 어려운 나노 단위 오염물질이 해양 생물과 먹이사슬, 나아가 인간 건강에도 영향을 미칠 수 있다는 점에서 향후 보다 정밀한 모니터링과 국제적 규제 논의가 요구된다.
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- ESGC
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[ESGC] 대서양 나노플라스틱 오염, 기존 추정치 훌쩍 넘어⋯'보이지 않는 공포'
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[퓨처 Eyes(92)] 신약 개발 '수년'을 '수주'로⋯세포 속 'AI 진화 엔진' 나왔다
- 호주 과학자들이 살아있는 세포를 '인공지능(AI) 엔진'처럼 활용해 신약 개발 기간을 획기적으로 단축하는 기술을 개발했다. '프로테우스(PROTEUS)'라 불리는 이 기술은 인체와 유사한 포유류 세포 안에서 원하는 기능을 가진 분자만 골라 빠르게 진화시키는 방식이다. 수년이 걸리던 신약 후보 물질 탐색을 몇 주 만에 끝낼 수 있어, 과학계의 큰 주목을 받고 있다. 프로테우스(PROTEUS)는 '선택 기반 단백질 진화(PROTein Evolution Using Selection)'의 약자로, 이 시스템은 유전자 치료로부터 질병 치료 단백질에 이르기까지 모든 것을 설계하는 방식을 바꿀 수 있다. 메디컬익스프레스에 따르면 기존에도 진화의 원리를 이용해 원하는 분자를 만드는 '지향적 진화(directed evolution)' 기술은 있었지만, 주로 구조가 단순한 박테리아나 효모에서만 가능했다. 인체처럼 복잡한 포유류 세포에서 이 기술을 구현한 것은 프로테우스가 세계 최초다. 신약 개발은 물론 유전자 치료 분야의 패러다임을 바꿀 기술로 기대를 모은다. AI처럼 문제 푸는 '유전자 택배상자' 프로테우스의 핵심은 '키메라 바이러스 유사 소포'라는 특별한 '유전자 택배상자'에 있다. 연구팀은 인체에 무해하도록 바이러스의 유전자를 조작해, 원하는 유전 정보(돌연변이 후보)를 세포 안으로 안전하게 배달하는 시스템을 만들었다. ZME 사이언스에 따르면 이 소유전자 택배상자는 포유류 세포에 침투할 수 있는 알파바이러스인 셈리키 포레스트 바이러스(Semliki Forest Virus)의 변형된 버전을 기반으로 한다. 셈리키 포레스트 바이러스는 생물학 연구에서 바이러스 생활주기 및 바이러스 신경병증 모델로 광범위하게 사용되어 왔다. 연구팀은 셈리키 포레스트 바이러스에서 감염을 유발할 수 있는 단백질 껍질인 바이러스 캡시드를 제거하고 완전히 다른 바이러스의 외피 단백질로 대체했다. 이러한 하이브리드 설계 덕분에 PROTEUS는 인체에 무해하게 안전하고 견고하게 작동할 수 있었다. 택배상자가 세포 안에 들어가면, 그 안의 유전 정보가 세포의 생존과 기능에 어떤 영향을 주는지 시험이 시작된다. 이 중 특정 질병을 억제하는 등 연구팀이 원하는 '정답'에 가까운 기능을 보이는 유전자만 살아남아 다음 진화 단계로 넘어간다. 수백만 개의 후보군이 이런 과정을 거치며 가장 뛰어난 성능을 가진 분자만 남게 된다. 마치 AI가 수많은 데이터 속에서 최적의 답을 찾아내는 것과 같은 원리다. 실험으로 증명된 강력한 성능 연구팀은 프로테우스의 성능을 여러 실험으로 증명했다. 특정 항생제(독시사이클린)를 무력화하는 단백질을 만드는 데 단 4번의 진화 주기만으로 성공했다. 약물에 반응해 유전자를 켜고 끄는 '유전자 스위치'의 성능 개선 실험에서는 더욱 놀라운 결과를 보였다. 기존 스위치를 30번 진화시켜, 약물에 6배나 더 민감하게 반응하는 새로운 버전을 개발한 것이다. 특히 이 새로운 스위치는 복잡한 포유류 세포에서만 작동해, 기존 기술의 한계를 명확히 뛰어넘었음을 입증했다. 암 신호 감지하는 '나노바디'도 뚝딱 가장 주목받는 성과는 암 발생의 중요 신호를 감지하는 바이오센서를 만든 것이다. 연구팀은 항체의 크기를 줄인 '나노바디(nanobody)'를 진화시켜, 암세포의 특징 중 하나인 DNA 손상을 정확히 찾아내도록 했다. 기존 나노바디는 세포핵 안의 목표물(종양 억제 단백질 p53)을 잘 찾지 못했지만, 35번의 진화를 거친 나노바디는 암세포 안에서 목표물을 정확히 찾아내 밝은 빛을 내는 데 성공했다. 이러한 실험은 안전한 환경을 위해 아기 햄스터의 신장 세포(BHK-21)에서 진행됐다. 여기서 만들어진 고성능 분자들은 이후 인간 세포 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘하는 것으로 확인됐다. 열린 기술, 밝은 미래를 향하다 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 실렸으며, 프로테우스 기술은 전 세계 연구자들이 쓸 수 있도록 오픈 소스로 공개됐다. 연구를 주도한 호주 시드니 대학교의 그레그 닐리 교수는 "프로테우스는 우리 몸에 최적화된 분자를 만들어, 기존 기술로는 불가능했던 신약 개발을 가능하게 한다"고 말했다. 같은 대학의 크리스토퍼 데네스 박사 또한 "이제 우리는 해결하기 어려운 유전 문제를 세포에 제시하고, 세포가 어떻게 해답을 찾는지 실시간으로 관찰할 수 있게 됐다"고 그 뜻을 설명했다. 프로테우스는 앞으로 질환이나 인체 조직에 따라 특화된 맞춤형 치료제 개발의 문을 활짝 열 것으로 보인다. 인류의 건강한 미래를 앞당길 이 '세포 속 AI'의 활약에 전 세계의 이목이 쏠리고 있다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(92)] 신약 개발 '수년'을 '수주'로⋯세포 속 'AI 진화 엔진' 나왔다
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[신소재 신기술(185)] 공기만으로 움직이는 '무뇌 로봇 ' 개발⋯자율보행·수영까지 구현
- 디지털 회로나 연산 장치 없이, 오직 공기 흐름과 구조만으로 작동하는 자율 로봇이 네덜란드에서 개발됐다. '무뇌(brainless)' 로봇이라고 불리는 이 장치는 전통적인 로봇공학의 원리를 근본적으로 재해석하며, 로봇 설계의 새로운 방향을 제시하고 있다. 8일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 네덜란드 소재 AMOLF 연구소의 알베르토 코모레토(Alberto Comoretto) 연구원과 요하네스 오버펠데(Johannes Overvelde) 박사팀은 길이 조절이 가능한 실리콘 튜브, 간단한 펌프, 공기압만을 활용해 약 1kg(2파운드) 무게의 연성 로봇을 제작했다. 이 로봇은 실험실 탁자 위를 걷고, 책을 넘고, 수조에 들어가 개처럼 수영하는 등 다기능 동작을 구현했다. 로봇은 전통적인 마이크로컨트롤러나 프로그래밍된 코드가 아닌, 유체역학과 탄성 물성에 기반한 '구조 기반 지능(embodied intelligence)' 개념으로 작동한다. 팔다리는 실리콘 튜브로 구성되어 있으며, 내부로 공기가 주입되면 튜브가 주기적으로 꺾이고 펴지면서 자가 진동을 일으킨다. 이러한 운동은 최대 초당 300회의 진동수를 기록하며, 기존 연성 로봇의 한계였던 3Hz를 크게 뛰어넘는다. 흥미로운 점은 이 로봇이 지면 상태에 따라 걷는 방식이 자연스럽게 바뀐다는 것이다. 예를 들어 마찰력이 큰 카펫 위에서는 네 다리가 동시에 움직이며 전진하고, 물속에서는 마찰이 사라지며 다리가 교대로 움직이면서 수영 모드로 전환된다. 이러한 전환은 별도의 센서나 소프트웨어 제어 없이 공기압의 흐름과 구조의 상호작용만으로 이루어진다. 연구팀은 로봇의 다리를 하나의 공기 공급선으로 연결해, 한 쪽 다리의 압력 변화가 다른 다리에도 영향을 미치도록 설계했다. 이는 일종의 '동기화 메커니즘'으로 작용해, 각 팔다리의 운동이 자율적으로 조화롭게 일어난다. 연성 로봇은 복잡한 회로 없이 환경에 적ㅇ으해 움직이며, 전자기기 없이도 장애물을 피하거나 방향을 바꾸는 능력을 보여준다. 예를 들어 벽에 부딪히면 진동이 일시적으로 비대칭화되면서 로봇이 자동으로 방향을 틀고, 물속에 떨어지면 다리 움직임의 위상이 바뀌어 수영으로 전환된다. 이는 사전에 프로그래밍되지 않은, 물리적 조건에 기반한 자발적 반응이다. 이 로봇은 고작 0.12와트의 전력으로 작동하며, 휴대폰 크기의 배터리 하나로 30분 동안 작동할 수 있다. 간단한 광센서와 릴레이 회로를 장착하면 빛을 따라 이동하는 포토택시스(phototaxis) 기능도 구현된다. 플래시라이트를 비추면 로봇이 빛을 향해 이동하고, 장애물을 만나면 회피하는 행동을 스스로 수행한다. 이번 연구의 본질은 '소프트 로봇공학(soft robotics)'의 진보를 넘어, '소재와 형태만으로 구현되는 지능'에 있다. 이는 생물학적 신체의 반사작용이나 힘줄의 탄성처럼, 뇌가 아닌 신체 자체가 판단과 제어의 역할을 일부 담당하는 자연계의 원리와 닮아 있다. 산업적 활용 가능성도 주목된다. 구조적으로 간단하고 저전력으로 작동하는 이 로봇은 전기 회로가 위함할 수 있는 구조물 붕괴 현장이나 수중 환경 등에서 활용 가능성이 크다. 또한 펌프와 튜브, 재활용 가능항 엘라스토머로만 구성돼 전자폐기물 배출이 적고, 지속가능한 기술로 평가 받는다. 연구진은 향후 공기 배출을 이용해 튜브를 주기적으로 압축하는 수동 밸브 기술을 통해 펌프의 소형화를 꾀하고 있다. 동시에, 동일한 기술 원리를 적용해 혈압에 맞춰 동기화되는 인공 심장 개발도 병행 중이다. 다만 공기 기반 시스템의 약점으로 지적되는 고고도·진공 환경 문제에 대해 연구진은 압축가스와 화학 반응형 가스 발생기를 병행하는 하이브리드 방식으로 극복할 수 있다는 입장이다. 이는 우주 탐사 등 극한 환경을 위한 연성 로봇 기술의 확장을 시사한다. 이번 연구는 과학 저널 '사이언스(Science)'에 게재됐으며, 족잡한 ㅇ녀산 없이도 정교한 운동을 구현하는 '물리 기반 로봇지능'이라는 새로운 패러다임을 제시했다. 로봇 공학이 전자회로에서 물리 구조로 무게 중심을 이동시키는 변곡점에 들어섰다는 평가가 나온다.
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[신소재 신기술(185)] 공기만으로 움직이는 '무뇌 로봇 ' 개발⋯자율보행·수영까지 구현
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