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2025-05-01 (목)

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[신소재 신기술(79)] 레이저와 2D 물질로 플라스틱 쓰레기 분해

레이저를 활용해 플라스틱 오염을 해결할 수 있는 방법이 개발됐다. 미국 텍사스 대학교 연구진이 주도하는 국제 연구팀은 레이저를 이용해 플라스틱 분자를 기본 요소로 분해해 재활용하는 기술을 개발했다고 사이테크데일리가 전했다. 매년 수백만톤의 플라스틱 폐기물이 매립지와 바다에 쌓이는 등 플라스틱 오염은 전세계적인 환경 문제로 떠올랐다. 기존의 플라스틱 분해 방법은 에너지 집약적이고 환경적으로 유해해 비효율적인 경우가 많았다. 연구팀은 분해하려는 물질을 전이 금속 디칼코게나이드(TMD)라는 2차원 물질 위에 놓고 빛을 비추는 방식을 활용했다. 이는 기존 기술로는 분해가 어려운 플라스틱 폐기물 해결에 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 이 기술을 통해 플라스틱의 화학 결합을 끊고 새로운 화학 결합을 형성해 발광 탄소점(carbon dot)을 생성했다. 탄소 기반 나노 물질은 다양한 분야에서 활용 가능성이 높다. 특히 이 발광 탄소점은 차세대 컴퓨터 메모리 소자로 활용될 가능성도 있다. 텍사스 오스틴 캠퍼스(UT Austin)의 18개 단과대학 중 하나인 콕렐 공과대학 워커 기계공학부 교수이자 프로젝트 리더 중 한 명인 유빙 정은 "이러한 독특한 반응을 활용하면 환경 오염 물질을 가치있고 재사용 가능한 화학물질로 전환하는 새로운 경로를 탐색해 보다 지속 가능한 순환 경제 발전에 기여할 수 있다"고 말했다. 그는 "이 새로운 발견은 환경 문제를 해결하고 친환경 화학 분야를 발전시키는 데 중요한 의미가 있다"고 덧붙였다. 또한 이번 연구는 탄소-수소 결합 활성화(C-H activation)라는 특정 반응을 이용했다. 이 반응은 유기 분자 내 탄소-수소 결합을 선택적으로 분해해 새로운 화학 결합을 형성하는 과정이다. 연구팀은 TMD를 촉매로 사용해 수소 분자를 가스 형태로 변환시키고, 탄소 분자들이 서로 결합해 정보 저장 점을 형성하도록 유도해 플라스틱 분해를 높였다. 이번 연구는 플라스틱 폐기물 문제 해결을 위한 지속 가능한 방안 모색에 중요한 발걸음을 내디뎠다는 평가를 받고 있다. 하지만 산업적 응용을 위해서는 빛 기반 C-H 활성화 공정의 최적화 및 확장에 대한 추가 연구 개발이 필요하다. 빛 기반 C-H 활성화 공정은 플라스틱 외에도 폴리에틸렌, 계면활성제 등 다양한 고분자 유기화합물에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 최근 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다. 연구에는 텍사스대학교를 포함해 버클리 캘리포니아 대학교, 일본 도호쿠 대학교, 로렌스 버클리 국립 연구소, 베일리 대학교, 펜실베니아 주립대학교의 연구진이 참여했다.
- 포커스온
2024-07-17 10:13:00
금속 3D 프린팅, 우주에서 비상 우주선·의료용품에 적용 가능

3D 프린팅은 지상에서 이미 우주 산업에서 로켓 엔진과 부품을 제작하는 데 많이 사용되고 있다. 전문가들은 3D 프린팅 기술을 지상뿐만 아니라 우주 공간에서도 활용하는 방법을 모색하고 있다. 전문 매체 디지털트렌드에 따르면, 유럽은 최근 국제우주정거장(ISS: International Space Station)에 최초로 금속 3D 프린터를 올려 보냈다. ISS에서는 지난 10년 동안 일반 3D 프린터를 사용해 왔다. 3D 프린터 기술이 더욱 발전함에 따라 과학자들은 최신 금속 3D 프린터가 우주에서도 사용될 수 있는지를 테스트하고 있다. 최근 캘리포니아 주립대학교 버클리 캠퍼스(UC 버클리) 연구팀이 버진 그룹의 우주 관광 프로젝트인 버진 갤럭틱(Virgin Galactic) 임무를 위해 새로운 금속 3D 프린터를 우주로 보냈다. 스페이스CAL(SpaceCAL)이라고 불리는 이 프린터는 극미중력 환경에서 작동할 수 있도록 특별히 설계됐다. 연구팀은 이 프린터로 우주 공간에서 단 몇 분 동안 4개의 테스트 부품을 인쇄해 냈다고 밝혔다. 만들어 낸 테스트 부품에는 PEGDA라는 액체 플라스틱 재료로 만든 작은 모형 우주 왕복선도 포함됐다. 연구팀의 구상은 필요한 도구나 소모품을 만드는 미래의 우주 임무에 금속 3D 프린팅 기술을 사용하겠다는 것이다. 연구원인 테일러 와델은 "언젠가 우주선용 부품과 도구는 물론 콘택트 렌즈나 승무원용 치아 크라운(치아 머리 부분 전체를 감싸는 보철)에 이르기까지 모든 것을 제조하는 데 3D 프린팅 기술이 사용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 그렇게 되면 우주선이 고장나더라도 3D 프린터로 O-링이나 기계식 마운트 또는 도구까지 인쇄할 수 있다. 우주인들이 사용하는 생활 도구의 제작이나 수리도 가능하다. 치과 교체품, 피부 이식편, 안경 렌즈, 응급 의료용 맞춤 물품 등도 만들어 낸다. 우주에서의 임무에서 이는 매우 중요하다. 금속 3D 프린터는 플라스틱 소재만 인쇄하는 것이 아니기 때문이다. 실리콘, 유리 합성물, 생체 재료로도 인쇄할 수 있기 때문에 승무원과 우주선을 위한 응급 대처가 가능해진다. 지상과 우주공간을 오가며 중요 부품이나 소모품을 조달하는 시대가 마감될 수 있다. 연구팀은 언젠가 인간 장기나 보조 기구까지 인쇄하는 시대가 올 것으로 예상한다. 이미 ISS에서 기술을 테스트하고 있다. 우주인에게 발생할 수 있는 사고와 이에 따른 상처를 봉합하는 도구 등을 프린팅하는 것이다. 이 기술은 지구상의 극한 환경이나 원격 환경에서도 다른 용도로 사용될 수 있다. 와델은 "우주뿐만 아니라 지구상에 거주하는 특수한 환경의 사람들에게까지 혜택을 줄 수 있는 솔루션으로 이어질 수 있다”고 기대했다.
- IT/바이오
2024-07-16 14:20:00
애플, 메타와 생성형 AI 협업 추진

애플이 AI 경쟁에 본격적으로 뛰어들면서 협력 파트너를 적극 끌어들이고 있다. 이들의 노하우를 애플의 하드웨어 및 소프트웨어에 적극 반영한다는 전략이다. 이달 초 '애플 인텔리전스(Apple Intelligence)' 발표 행사에서 애플은 오픈AI와 협력해 개선된 차세대 시리(Siri)에 챗GPT를 도입할 계획이라고 밝혔다. 그런 가운데 월스트리트저널(WSJ)은 애플과 페이스북의 모회사인 메타와도 생성형 AI로 협력하는 방안을 놓고 현재 협상을 진행 중이라고 보도했다. 이 협의는 아직 최종적으로 성사되지 않았으며, 협의 과정에서 무산될 가능성도 여전히 있다고 한다. 이에 대해 메타는 논평을 거부했고, 애플 역시 공식 반응을 보이지 않았다고 WSJ는 전했다. 테크크런치의 새라 페레즈는 “애플 인텔리전스 행사에서 나타난 애플의 AI에 대한 접근은 실용적이지만 그리 새롭지는 않다”고 지적했다. 생성형 AI의 전면적인 혁신이라기 보다는 기존 제품에 제안서 작성이나 사용자 지정 이모티콘 등 AI 기반 기능을 추가하는 정도에서 시작하고 있다는 것이다. 다만 긍정적인 것은 애플 입장에서 화려함보다 실용성을 강조하는 것이 AI 채택의 열쇠일 수 있다는 페레즈의 지적이다. 애플은 빅테크와의 파트너십을 활용해 자체 AI 모델의 능력을 키울 수 있다. 애플과 메타의 협력은 애플이 단일 파트너 의존을 벗어나는 동시에, 메타의 생성형 AI 기술에 대한 검증을 제공할 수 있기 때문에 윈윈 전략이 될 가능성이 높다. WSJ는 애플이 파트너십에 따른 비용을 지불하지 않고, 프리미엄 구독 배포를 제공하는 방향으로 제안했다고 전했다. 오픈AI를 공동 설립했지만 현재는 새로운 스타트업 xAI를 설립해 경쟁하고 있는 일론 머스크는 챗GPT가 애플의 운영체제 iOS와 깊이 통합될 가능성을 우려, 자신의 회사들로부터 애플 기기 사용을 금지하겠다고 위협했다. 이에 대해 애플은 챗GPT와의 통합 이전에 사용자들에게 허용 여부를 요청할 것이라고 말한 바 있다. 아마도 메타와의 AI 협력 및 솔루션 통합도 비슷한 과정을 밟을 것으로 예상된다. 애플은 또한 애플 인텔리전스를 최신 버전의 운영체제인 iOS 18, iPadOS 18, 맥OS 세쿼이아 등을 올해 말에 출시할 예정이지만, 유럽연합의 경우 디지털 시장 경쟁을 장려하는 디지털시장법(DMA: Digital Markets Act)을 감안해 유럽 출시는 보류할 계획이라고 말했다. 또한 아이폰 미러링과 쉐어플레이 화면 공유도 보류할 것이라고 덧붙였다. 회사는 "DMA의 상호 운용성 요구로 인해 사용자의 개인 정보 보호와 데이터 보안을 위험에 빠뜨릴 수 있으며, 애플 제품의 무결성을 훼손할 수 있다고 우려한다“고 밝혔다.
- IT/바이오
2024-06-25 09:48:00
일론 머스크, 세계 최강 AI 슈퍼컴퓨터 구축…오픈AI·구글 딥마인드·MS 등과 경쟁

일론 머스크(Elon Musk)의 인공지능(AI) 스타트업 xAI가 AI 챗봇 그록(Grok)을 강화하고 AI 기술과 시장을 재정립한다는 목표로 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 구축할 계획이라고 ICT 전문 매체 더 인포메이션 등 외신이 전했다. xAI는 이를 위해 클라우드 인프라 및 엔터프라이즈 소프트웨어 글로벌 공급자인 오라클(Oracle)과 협력한다. 두 업체의 제휴에 따라 오라클은 xAI에 AI 프로젝트 개발을 가속하는 데 필요한 자원과 전문 지식을 제공할 예정이다. 이 슈퍼컴퓨터는 오는 2025년 가을에 완성된다. xAI는 이를 통해 컴퓨팅 부문의 기가팩토리(Gigafactory of Computing)를 건설한다는 방침이다. 기가팩토리는 머스크의 전기자동차 메이커 테슬라의 생산 공장을 지칭한다. xAI는 초기의 펀딩 라운드 성공에 이어 180억 달러의 기업 가치 평가로 60억 달러의 투자를 확보했다. 기가컴퓨터로 제안된 슈퍼컴퓨터는 현재 AI 데이터센터 칩의 업계 표준인 엔비디아(Nvidia)의 H100 그래픽 처리 장치(GPU)의 방대한 조합으로 구성된다. 머스크는 이 슈퍼컴퓨터가 기존의 최대 GPU 조합보다 최소 4배 더 커질 것으로 예상하면서, 이 컴퓨터가 AI 기능을 발전시키는 데 필요한 획기적인 컴퓨팅 성능을 발현할 것이라고 강조했다. 엔비디아의 H100 GPU는 복잡한 AI 작업을 처리하는 탁월한 성능으로 시장에서 가장 인기를 끌고 있는 제품이다. 그러나 폭발적인 수요 증가로 인해 공급량이 제한되고 있어 기업들은 충분한 수량을 확보하는 데 어려움을 겪고 있다. 최근 파리에서 열린 ‘비바테크(VivaTech) 2024’ 컨퍼런스에서 머스크는 xAI의 행보에 대해 낙관론을 밝혔다. 그는 2024년 말까지 오픈AI, 마이크로소프트, 구글 딥마인드(DeepMind) 등 AI 업계 선두들과 본격적으로 경쟁할 수 있을 것이라고 자신했다. 머스크는 2025년 말 슈퍼컴퓨터가 본격 가동되면 xAI의 챗봇 그록과 같은 AI 시스템이 다양한 작업에서 인간의 능력을 능가할 수 있을 것이라고 예측하기도 했다. 아직 개발 초기 단계에 있는 그록은 자연스러운 대화에 최적화된 강력한 딥러닝 기반 AI 언어 모델이다. 그록은 자연어 프롬프트를 사용해 수행되는 창의적인 콘텐츠 및 기타 여러 작업을 생성하게 된다. 머스크에 따르면 그록의 후속인 그록2 모델은 대규모 언어 모델 훈련을 위해 약 2만 개의 엔비디아 GPU가 들어갔다. 10만 개의 엔비디아 칩이 들어갈 후속 그록3 차세대 버전이 개발되면 현재의 기능을 크게 능가할 것이라고 머스크는 강조했다. 한편, 머스크는 지난해 여름 xAI를 설립했다. 그는 27일(현지시간) 60억달러(약 8조 1756억원)의 자금 조달을 발표하면서 "이 자금이 스타트업의 첫 번째 제품을 시장에 출시하고 고급 인프라를 구축하며 미래 기술의 연구 개발을 가속화하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다. xAI에 따르면 이번 라운드 자금은 안드레센 호로위츠, 세쿼이아 캐피탈, 사우디아라비아 왕자 알 왈리드 빈 탈랄 등이 투자자로 참여했다. 지난해 미 증권거래위원회(SEC)에 제출한 자료에 다르면 xAI는 최대 10억 달러의 지분 투자를 유치할 계획이며 몇달 전 파이낸셜타임스는 최대 60억달러를 모색하고 있다고 보도했다. AI개발을 지하는 하드웨어는 상당히 비싸며 엔비디아가 곧 출시할 '블랙웰 B200(Blackwell B200)' AI그래픽 카드의 가격은 개당 3만달러(약 4000만원)~4만달러(약 5449만원)에 달한다고 ICT 전문매체 더 버지는 전했다.
- IT/바이오
2024-05-28 09:18:00
SKC, 미국정부서 반도체보조금 1천억원 받는다… 소부장 기업 최초

SKC의 반도체 유리 기판 계열사 앱솔릭스가 미국 정부로부터 반도체법(Chips Act)에 따른 7500만달러(약 1023억원) 상당의 보조금을 받게 됐다. 반도체 칩 제조사를 제외한 소부장(소재·부품·장비) 기업 중에서 반도체법에 따른 보조금을 받는 것은 SKC가 처음이다. 미국 상무부는 23일(현지시간) 앱솔릭스가 최근 준공한 조지아주 코빙턴의 고성능 반도체 패키징용 유리 기판 양산 공장에 이 같은 규모의 보조금 지급 계획을 발표했다. 상무부는 앱솔릭스에 지급될 보조금이 고성능 반도체 패키징 기술 개발에 쓰일 뿐 아니라 건설과 제조업, 연구개발(R&D) 등 분야에서 1200개의 신규 일자리를 창출할 것으로 전망된다고 밝혔다. 보조금 대상인 앱솔릭스 코빙턴 유리 기판 1공장은 세계 최초의 유리 기판 양산 공장으로, 연산 1만2000㎡ 규모다. 반도체 유리 기판은 반도체 제조의 미세 공정 기술 진보가 한계에 봉착한 상황에서 인공지능(AI) 등 대용량 데이터를 고속으로 처리하기 위한 '게임 체인저'로 꼽히고 있다. 유리 기판은 표면이 매끄럽고 큰 면적의 사각형 패널로 만들 수 있어 초미세 선폭 반도체 패키징 구현에 적합하다. 중간 기판이 필요 없어 기판 두께를 줄이기 쉽고 패키징 영역의 다른 소재에 비해 전력 소비도 적다. 2022년 11월 코빙턴 공장을 착공한 앱솔릭스는 최근 1공장을 완공, 현재 시운전 중이며 2분기 중 자체 샘플 테스트를 완료하고 올해 하반기부터는 본격적인 고객사 인증을 진행할 계획이다. 앱솔릭스는 지난해 1월 공장 건설을 위한 시설자금 약 1659억원을 조달하기 위해 제3자 배정 유상증자를 결정했고 SKC와 세계 1위 반도체 장비업체인 미국 어플라이드 머티리얼즈(AMAT)가 참여하기로 했다고 공시했다. 이 회사는 7만2000㎡ 규모 이상의 2공장 건설도 추진할 예정이다. SKC 관계자는 이번 보조금 지급 결정에 대해 "세계 최초로 반도체 유리 기판 상업화를 눈 앞에 둔 앱솔릭스의 기술력, 반도체 패키징 산업에서 유리 기판의 중요성 등을 인정받은 결과"라고 말했다.
- IT/바이오
2024-05-24 06:12:00
'AI 서울 정상회의' 장관 세션, 미국·일본 등 21개국 참석

22일 오후 서울 성북구 한국과학기술연구원(KIST)에서 열린 'AI 서울 정상회의' 장관 세션에는 21개국 장관급 인사들과 국내외 주요 기업 19곳 고위 관계자 등이 참석했다. 이종호 과학기술정보통신부 장관과 미셸 도넬란 영국 과학혁신기술부 장관은 공동의장으로 나서 '인공지능(AI) 안전성 확립 역량 강화'와 '지속 가능한 AI 발전 촉진'이라는 두 가지 주제를 심층적으로 논의했다. 이번 회의는 지난해 11월 영국 블레츨리 파크에서 열린 "AI 안정성 정상회의'에 이은 후속 회의다. 이 장관은 개회사에서 지난 6개월 동안 생성형 AI가 예상보다 훨씬 빠른 속도로 발전하며 우리 일상과 경제, 사회 전반에 새로운 혁신을 가져오고 있다고 강조했다. 또한, "AI 위험과 부작용에 대한 우려가 증가하고 있으며, 국제 사회는 관련 규범 정립을 위한 노력을 본격화하고 있다"고 지적했다. 그는 전날 정상급 합의 문서인 '서울 선언'에서 제시된 비전을 바탕으로 오늘 세션에서는 AI 안전 확보와 지속 가능한 발전을 논의하고자 한다고 밝혔다. 미셸 도넬란 장관은 "AI 발달 속도 자체가 매우 빠르기 때문에 우리도 더 신속하게 행동해야 AI 안전성을 담보할 수 있다"고 강조했다. 도넬란 장관은 "국제 사회가 AI 리스크에 대한 회복 탄력성을 갖춰야 한다"며 "지식을 모으는 속도가 사회가 그것을 알아가는 속도보다 빠르기 때문에 과학계 리더들이 앞으로 구체적인 활동 계획을 합의해 내놓기를 바란다"며 노력을 지속할 것을 촉구했다. 첫 번째 장관 세션에서는 각국의 'AI 안전 연구소' 설립 현황을 공유하고 글로벌 공조 방안을 논의했다. 특히 1차 회의 후속 조치인 'AI 안전 국제 과학 보고서'를 토대로 현재와 가까운 미래의 AI 위험 요인을 진단하고 안전성 강화 방안을 모색했다. 두 번째 세션에서는 에너지·환경·일자리 등 AI가 초래하는 부작용에 대해 회복 탄력성을 확보하기 위한 방안을 논의했다. AI 개발과 운영 확대에 따른 막대한 전력 소모에 대응할 필요성이 높아지면서, 저전력 반도체 등 우리나라의 AI 반도체 비전을 중심으로 새로운 글로벌 의제를 논의했다. 이날 장관 세션에는 정부 인사로 공동의장들을 비롯해 세스 센터 미국 국무부 핵심·신흥기술 부특사, 슈테판 슈노르 독일 연방 디지털교통부 장관, 니시다 시오지 일본 국회 총무성 차관 등 20개국 고위 인사들이 참여했다. 유엔에서는 아만딥 싱 길 사무총장 기술특사가 참석했다. 해외업계에서는 에이단 고메즈 코히어 대표이사와 앤드루 잭슨 코어42 최고책임자, 크리스티나 몽고메리 IBM 최고신뢰임원, 잭 클라크 앤트로픽 공동 설립자, 링게 텐센트 유럽 대표, 나타샤 크램튼 마이크로소프트 최고 AI 책임자, 롭 셔먼 메타 부사장 겸 최고 개인정보보호책임자, 샌디 쿤바타나간 오픈AI APAC 정책실장, 톰 루 구글 딥마인드 부사장 등이 자리에 함께 했다. 또 국내에서는 전경훈 삼성전자 사장, 유영상 SK텔레콤 대표, 배경훈 LG AI 연구원장 등이 참석했다. 학계·시민사회 인사로는 카네기 국제평화기금의 아서 넬슨 부이사관과 루먼 차우더리 휴메인 인텔리전스 대표, 오혜연 카이스트 교수, 이경무 서울대 교수 등이 참가했다. 앞서 윤석열 대통령은 21일 리시 수낵 영국 총리와 함께 'AI 서울 정상회의'를 주재하고 안전·혁신·포용의 3대 원칙을 담은 합의를 도출했다. 대통령실은 이날 윤 대통령은 청와대 영빈관에서 화상으로 주재한 AI 서울 정상회의 개회사에서 "대한민국은 국제사회의 책임 있는 일원으로서 인공지능(AI) 안전, 혁신, 포용을 조화롭게 추진해 나가겠다"고 밝혔다고 전했다. 윤 대통령은 "생성형 AI 등장 이후 AI 기술이 전례 없는 속도로 발전하면서 인류 사회에 막대한 파급 효과를 가져올 것으로 전망된다"고 말했다. 또한 "이번 회의는 한국 정부가 수립한 디지털 권리장전, 유엔 총회의 AI 결의안, 주요 7개국(G7) 차원의 히로시마 AI 프로세스 등 그간의 노력을 결집해 글로벌 차원의 AI 규범과 거버넌스를 진전시키는 계기가 될 것"이라고 강조했다. 회의에 참석한 정상과 글로벌 기업 대표들은 AI가 갖는 위험 요소는 최소화하면서, 자유로운 연구개발을 통해 잠재력은 최대한 구현하고, 이를 통해 창출된 혜택은 인류 모두가 누릴 수 있는 방안을 논의했다고 대통령실은 전했다. 회의에 참여한 정상들은 '안전하고 혁신적이며 포용적인 AI를 위한 서울선언'과 그 부속서인 'AI 안전 과학에 대한 국제 협력을 위한 서울 의향서'를 채택했다. 회의에 참석한 정상들은 '서울선언'에서 "AI의 안전·혁신·포용성은 상호 연계된 목표로서 AI 거버넌스에 대한 국제 논의에 이들 우선순위를 포함하는 것이 중요하다고 인식한다"는데 동의했다. 글로벌 AI 선도 기업들은 자발적으로 AI 위험을 에방하고 책임 있는 AI를 개발하겠다는 안전 서약을 했다. 차기 회의는 프랑스가 'AI 행동 정상회의(AI Action Summit)라는 명칭으로 개최할 예정이다.
- IT/바이오
2024-05-22 16:20:00
[기후의 역습(7)] 동남아시아, 4월 전례 없는 폭염에 과학자들 경고 "끓는 바다가 도래했다"

겨울이 지나 완연한 봄철인데도 불구하고 올해 동남아시아 지역은 벌써부터 뜨거운 여름철 더위로 몸살을 앓고 있다고 가디언지가 전했다. 도대체 무슨 일이 벌어지고 있는 것일까. 동남아시아 주민들은 전례 없는 봄철 폭염으로 홍역을 치르고 있다. 미얀마 중부 지역의 기온은 지난달 이미 섭씨 44도에 달하며 최고 기록을 세웠다. 태국, 베트남 등도 계절에 맞지 않는 무더위를 겪으며 올해 기록을 경신했다. 극심한 더위는 이미 뜨거운 2월 이후에 발생했다. 올들어 기온이 평년 계절의 평균 기온을 큰 폭으로 초과해 오르는 경우가 자주 발생했다. 그 영향은 광범위하게 나타나고 있다. 현지 비나뉴스에 따르면 필리핀에서는 열지수가 위험한 수준을 넘어서면서 약 4000개의 학교가 대면 수업을 중단했다. 교사들은 어지럼증, 두통 등 건강 문제를 호소했고, 학생들은 환기가 제대로 이루어지지 않는 무더운 교실에서 더위와 싸우고 있다. 수도권 지역의 교사연합(ACT)의 루비 베르나르도는 가디언지와의 인터뷰에서 교실에 설치된 두 개의 팬만으로는 60~70명의 학생을 쾌적하게 머물게 하기에 턱없이 부족하다고 말했다. 농업도 폭염에 몸살을 앓고 있다. 인도네시아에서는 장기간의 건조한 날씨로 인해 주요 작물의 생산이 큰 차질을 빚으면서 지난 2월 쌀 가격이 작년에 비해 16% 이상 급등했다. 베트남 역시 농부들이 수확물을 시장에 내놓는 것이 어려워졌다. 태국에서는 수확량 감소로 인해 올해 농민들의 부채가 8% 증가할 수 있다는 우려가 나왔다. 인근 바다도 수온이 급격히 오르고 있다. 무더위가 계속되면 태국만의 산호초가 백화될 위기에 처했다. 지역 농장에서 키우는 물고기도 위험에 처해 있다고 한다. 태국 방콕의 까셋삿(Kasetsart) 대학교 수산학부 톤 탐롱나와사와트 교수는 "끓는 바다가 실제로 도래했다"고 경고했다. 각국 정부들은 시민들에게 열사병에 대한 주의를 당부하고 있지만 위험한 상황이 이어지고 있다. 학교와 기업은 편안한 복장을 허용하고, 근무 또는 학습 시간을 서늘한 시간대로 변경 조정하고 있다. 통풍 등 탄력적인 인프라에 투자하는 등 긴급 조치가 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 재생 가능 에너지 인센티브 정책도 시행되고 있다. 탄소 배출을 줄여 지구 온난화를 완화하자는 취지다. 그럼에도 불구하고 앞으로 수십 년 동안 극심한 더위는 피할 수 없을 것이라는 암울한 예상이다. 음식 조절에 대한 조언도 나왔다. △고기 섭취를 줄이고 식물성 식단을 늘릴 것 △운전 대신 걷기, 자전거 타기, 대중교통 이용하기 △에어컨 대신 선풍기를 사용할 것 △기후변화 대응을 우선시하는 정책 지원 등이다. 이들 모두는 구미 선진국들이 탈탄소화를 위해 이미 시행하고 있는 조치들이다. 지구 온난화에 대처하는 움직임이 이제 동남아시아에서도 본격적으로 일어나고 있다.
- 포커스온
2024-05-21 09:35:00
[신소재 신기술(43)] 투명 소재로 광전지 새로운 가능성 열어

독일 라이프치히 물리학자들이 빛이 반투명 물질에서도 전기를 생성한다는 것을 증명했다. 반투명 소재는 빛에 노출되면 빛의 흡수량이 매우 적더라도 전기를 생성할 수 있는 것으로 알려져 있다. 일부 물질은 특정 주파수의 빛에 투명하다. 이러한 물질에 빛을 비추면 이전의 가정과는 달리 전류가 생성될 수 있다. 라이프치히 대학교와 싱가포르 난양공과대학교의 과학자들이 이를 증명하는 데 성공했다고 오일프라이스가 전했다. 이 연구 결과는 '피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)' 저널에 발표됐다. 이번 발견은 광전자 및 광전지 분야에 혁명을 일으킬 잠재력을 가지고 있다. 라이프치히 대학교 이론물리연구소의 인티 소데만 빌라디에고 교수는 "이는 광 증폭기, 센서, 태양전지와 같은 광전자 및 광전소자를 구성하는 데 새로운 패러다임을 열었다"고 말했다. 그의 동료인 시 리쿤은 "물질의 빛 흡수량이 매우 작은 경우에도 빛으로 전류를 구동하는 것이 가능하다. 이것은 중요한 새로운 통찰력이다"라고 전했다. 플로케 페르미 액체 인티 소데만 빌라디에고와 그의 동료들은 '플로케 페르미 액체(Floquet Fermi liquid)' 상태를 조사했다. 페르미 액체는 많은 양자 역학적 입자의 특수한 상태로, 일반적인 고전적인 입자와는 매우 다른 특성을 가지고 있다. 즉, 페르미 액체는 금이나 은과 같은 금속 속 전자의 전기 유체와 같은 일반적인 물질부터 저온에서 헬륨-3 원자의 유체와 같은 보다 이색적인 상황에 이르기까지 다양한 상황에서 발생할 수 있다. 이러한 액체는 저온에서 전기의 초전도체가 되는 등 '놀라운 특성'을 나타낼 수 있다. 플로케 페르미 액체는 시간 주기적으로 변화하는 외부 힘에 의해 영향을 받는 특수한 유형의 금속 상태다. 페르미 액체는 낮은 온도에서 전자들이 마치 자유롭게 움직이는 액체처럼 행동하는 금속 상태이다. 전자 상호작용은 약하며, 전자들은 페르미 에너지로 알려진 특정 에너지 수준에 집중된다. 플로케 페르미 액체는 시간 주기적으로 변화하는 외부 힘에 의해 페르미 액체가 영향을 받는 상태이다. 이러한 힘은 전자의 운동에 영향을 미치고 새로운 에너지 상태를 생성할 수 있다. 외부 힘은 특정 주기로 진동하며, 이를 '시간 주기성'이라고 한다. 예를 들면 레이저 빛, 자기장, 전기장 등이 외부의 힘에 해당된다. 또한 외부 힘은 전자의 에너지 스펙트럼에 새로운 에너지 상태를 생성한다. 이러한 새로운 상태는 '플로케 밴드'라고 불린다. 플로케 페르미 액체는 외부 힘에 비선형적으로 응답한다. 다시 말하면, 외부 힘의 크기에 따라 응답의 크기가 비례하지 않다. 외부 힘의 강도에 따라 플로케 페르미 액체는 절연체 또는 초전도 상태 등 다른 물질 상태로 변화할 수 있다. 플로케 페르미 액체의 응용 분야 플로케 페르미 액체는 광전자 소자, 예를 들어 태양 전지 및 LED의 성능 향상에 사용될 수 있다. 또 양자 컴퓨터 구현에 사용될 수 있는 새로운 유형의 큐비트를 제공할 수 있다. 아울러 고온 초전도 현상을 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 플로케 페르미 액체는 아직 연구 초기 단계이지만, 다양한 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 가지고 있는 흥미로운 물질 상태이다. 소데만 빌라디에고 교수는 "우리 논문에서는 이러한 유체 상태의 몇 가지 특성을 설명한다"면서 "이를 연구하기 위해서는 빛에 의해 흔들리는 전자의 복잡한 상태에 대한 상세한 이론적 모델을 개발해야 했는데, 이는 결코 쉬운 일이 아니다"고 말했다.
- 포커스온
2024-05-07 16:50:00
일론 머스크 "잔인한 AI 막고 인류에게 유익하게 개발해야"

일론 머스크 테슬라와 스페이스X 최고경영자(CEO)가 인공지능(AI)의 미래 위험성을 경고하며 인류에게 유익한 방식으로 AI 개발할 필요성을 강조했다. 머스크는 6일(현지시간) 미국 로스앤젤레스(LA)에서 열린 제27회 밀컨 글로벌 콘퍼런스에서 마이클 밀컨 회장과 대담을 통해 이 주제에 대해 발언하며 "생물학적 지능의 비중이 점차 줄어들고, 거의 모든 지능이 디지털 형태로 전환될 것"이라고 전망했다. AI, 인류에게 유익한 방식으로 구축해야 이날 머스크는 AI가 잔인해지지 않도록 하는 것이 중요하다고 거듭 강조했다. 그는 "(인간의) 생물학적(biological) 지능의 비중은 갈수록 점점 작아지고 있다"며 "결국은 생물학적인 지능의 비율은 1% 미만이 되고, 거의 모든 지능은 디지털이 될 것"이라고 내다봤다. 머스크는 "그렇다면 AI가 우리에게 어떤 역할을 할 수 있을까? 모르겠다"며 우려했다. 다만 그는 "우리는 AI가 잔인하기를 원하지는 않는다"며 "그래서 나는 우리가 AI를 인류에게 유익한 방식으로 구축하는 것이 매우 중요하다고 생각한다"고 말했다. 이어 "AI는 가장 진실을 추구해야 하며 사실이 아닌 것을 말하도록 가르쳐서는 안 된다고 덧붙였다. 그는 정치적으로 올바르지 않더라도 진실이라고 믿는 것을 말해야 한다"고 밝혔다. 머스크는 영화 '2001 스페이스 오디세이'(1968)에서 인공지능 컴퓨터 할(HAL)이 우주비행사들을 죽인 이유를 거론하며, "HAL이 거짓말을 강요당했기 때문"이라고 설명했다. 그는 "우리는 AI에게 거짓말을 하게 만들어서는 안 된다"고 거듭 강조했다. AI가 우주 탐사에 얼마나 도움이 될 수 있는지에 대한 질문에 머스크는 "우주 탐사는 AI가 거의 활용되지 않는 분야 중 하나"라며, "스페이스X는 기본적으로 AI를 사용하지 않고 있으며, AI 사용에 반대하는 것이 아니라 아직 적절한 사용처를 찾지 못했다"고 답했다. 머스크는 스페이스X를 통해 화성 탐사용 우주선 개발을 진행 중이다. 그는 인류가 지구 외 다른 행성에서 거주하는 다중 행성(multiplanetary) 문명을 형성해야 한다고 주장했다. 머스크는 "우리 은하계의 어떤 문명이 백만 년 동안 지속될 수 있다면, 광속보다 훨씬 낮은 속도로도 은하 전체를 탐험하고 식민지화할 수 있을 것"이라고 설명하며, "지금까지 외계인의 증거가 없다는 사실은 모든 문명이 위태롭고 희귀하다는 것을 의미할 수 있다"고 말했다. 이어 그는 "인류 문명을 광활한 어둠 속의 작은 촛불로 보고, 다중 행성 문명을 이루지 못하면 결국 공룡처럼 자멸하거나 운석 등 대규모 재난에 의해 멸망할 위험이 있다"고 경고했다. 정부 규제 비판과 출산 장려 머스크는 이날 정부 규제에 대한 비판의 목소리를 높였다. 그는 "사람은 죽지만, 법규는 영원히 지속될 수 있다"며 "시간이 지남에 따라 법과 규정이 점점 더 많아지고 규제 기관이 늘어나 결국 모든 것이 불법이 될 수 있다"고 지적했다. 그는 더 나아가 "역사적으로 규제를 제거하는 주된 방법은 전쟁이었지만, 이제는 전쟁을 원하지 않기 때문에 법과 규제를 적극적으로 청산하는 프로세스가 필요하다"고 주장했다. 머스크는 또한 문명의 지속 가능성에 대한 걱정을 표현하며, 특히 저출산 문제를 지적했다. 그는 "저출산은 문명의 지속 가능성에 큰 위협이 될 수 있으며, 이 추세가 계속된다면 문명은 폭발적으로 멸망하기보다는 점차 쇠퇴해 갈 것"이라고 경고했다. 밀컨 연구소의 회장은 머스크의 주장에 동의하며, 한국의 출산율이 과거 6명에서 현재는 0.72명으로 급격히 감소한 사례를 언급하며 이 문제의 심각성을 강조했다. 미국의 이민 정책에 대해서는 강경한 입장을 표명했다. 그는 "합법적 이민 절차가 길고 복잡하며, 친구 중에는 아직 영주권을 받지 못한 사람들도 있다"고 언급했다. 그러면서 "미국 남쪽 국경을 넘는 것은 상대적으로 쉬워, 직접 국경을 방문해 그 상황을 목격했다"고 말했다.
- IT/바이오
2024-05-07 13:35:00
[신소재 신기술(41)] 극한의 강도와 인성 가진 혁신적인 합금

미국 버클리 국립연구소 과학자들은 원자 수준에서 합금 결정의 꼬임이나 굽힘으로 인해 극한의 온도에서도 균열이 발생하지 않는 특별한 금속 합금을 발견했다. 과학 전문매체 사이테크데일리는 지난 4월 29일(현지시간) 로렌스 버클리 국립연구소와 UC 버클리의 연구원들이 개발한 신소재에 대해 거의 불가능에 가까운 강도와 인성으로 재료 과학자들에게 충격을 주는 혁신적인 새로운 합금이라고 전했다. 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 하프늄으로 구성된 금속 합금은 지금까지 거의 달성하기 불가능해 보였던 극한의 고온과 저온 모두에서 놀라운 강도와 인성을 보여주었다고 한다. 여기서 강도는 재료가 원래 모양에서 영구적으로 변형되기 전에 견딜 수 있는 힘의 양으로 정의되며, 인성은 파단(균열)에 대한 저항력을 의미한다. 광범위한 조건에서 굽힘과 파단에 대한 합금의 복원력은 더 높은 효율로 작동할 수 있는 차세대 엔진을 위한 새로운 종류의 재료에 대한 문을 열 수 있다고 평가된다. 이전에는 이러한 특성을 동시에 달성하는 것이 거의 불가능하다고 여겨졌다. 이 연구는 로버트 리치(Robert Ritchie) 박사가 이끄는 로렌스 버클리 국립연구소(Berkeley Lab)와 UC 버클리 팀과 디란 아펠리안(Diran Apelian) 교수가 이끄는 UC 어바인 팀, 엔리케 라베르니아(Enrique Lavernia) 교수가 이끄는 텍사스 A&M 대학교 팀의 협력으로 진행됐다. 이 연구는 최근 '사이언스(Science)' 저널에 게재됐다. 이 합금의 특징은 넓은 온도 범위에서 강도과 파손에 대한 놀라운 저항성을 가지고 있다는 것이다. 이는 차세대 엔진을 위한 새로운 소재 개발에 혁신을 가져올 수 있는 가능성을 열어준다. 새로운 금속 합금 RHEA/RMEA 연구팀은 이 합금의 놀라운 특성을 발견하고 원자 구조에서 발생하는 상호 작용으로 인해 이러한 특성이 어떻게 발생하는지 밝혀냈다. 이들은 특히 RHEA/RMEA(Refractory High or Medium Entropy Alloys)라고 불리는 새로운 금속 합금 계열에 속하는 합금에 집중했다. 리치 연구실의 박사 과정 학생인 제1저자 데이비드 쿡(David Cook)은 "열을 전기 또는 추력으로 변환하는 효율은 연료가 연소되는 온도에 따라 결정되며, 온도가 높을수록 더 좋다. 그러나 작동 온도는 이를 견뎌야 하는 구조 재료에 의해 제한된다"고 설명했다. 쿡 연구원은 "우리는 현재 고온에서 사용하는 재료를 더욱 최적화할 수 있는 새로운 금속 재료가 절실히 필요하다. 이 합금이 바로 그 가능성을 보여주는 것"이라고 덧붙였다. 기존 RMEA의 한계 돌파한 뛰어난 인성 대부분의 상업용 또는 산업용 응용 분야에서 사용되는 금속은 하나의 주요 금속에 소량의 다른 원소를 혼합하여 만든 합금이지만, RHEA/RMEA는 매우 높은 녹는점을 가진 금속 원소를 거의 동일한 비율로 혼합해서 만든다. 이로 인해 RHEA/RMEA는 과학자들이 아직 밝혀내지 못한 독특한 특성을 가지고 있다. 리치 박사 팀은 고온 응용 분야의 잠재력으로 인해 수년 동안 이러한 합금을 연구해 왔다. 해당 논문의 공동 저자인 푸닛 쿠마르(Punit Kumar)박사는 "저희 팀은 이전에 RHEA/RMEA에 대한 연구를 진행했으며 이러한 재료가 매우 강하지만 일반적으로 극도로 낮은 인성을 가지고 있다는 것을 발견했다. 따라서 이 합금이 예외적으로 높은 인성을 보이는 것을 발견했을 때 매우 놀랐다"고 말했다. 극한의 온도에서도 강도와 인성 유지 쿡에 따르면 대부분의 RMEA는 파단 인성이 10MPa√m 미만으로, 기록상 가장 부서지기 쉬운 금속 중 하나다. 골절에 견디도록 특별히 설계된 최고의 극저온 강은 이 소재보다 약 20배 더 강하다. 하지만 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 하프늄(Nb45Ta25Ti15Hf15) RMEA 합금은 상온에서 일반적인 RMEA보다 25배 이상의 강도를 기록하여 극저온 강철을 능가할 수 있었다. 연구팀은 -196°C(액체 질소 온도), 25°C(실온), 800°C, 950°C 및 1200°C의 총 5가지 온도에서 새로운 합금의 강도와 인성을 평가했다. 마지막 온도인 1200°C는 태양 표면 온도의 약 1/5에 해당한다. 마침내 연구팀은 합금이 추위에서는 가장 강도가 높고 온도가 상승함에 따라 다소 약해졌지만 여전히 넓은 범위에서 인상적인 수치를 자랑한다는 것을 발견했다. 인성은 기존 균열에 얼마나 많은 힘이 필요한지 계산해서 산출되며 모든 온도에서 높았다. 원자 배열의 비밀 풀기 거의 모든 금속 합금은 결정질이며, 이는 재료 내부의 원자가 반복 단위로 배열되어 있음을 의미한다. 그러나 완벽한 결정은 없으며 모두 결함을 포함하고 있다. 가장 눈에 띄는 결함은 결정 내 원자의 미완성 평면인 전위라고 불리는 결함이다. 금속에 힘이 가해지면 모양 변화를 수용하기 위해 많은 전위가 움직이게 된다. 예를 들어 알루미늄으로 만든 종이 클립을 구부리면 종이 클립 내부의 전위가 움직이면서 모양이 변한다. 그러나 낮은 온도에서는 전위의 움직임이 더 어려워지고, 그 결과 많은 재료가 저온에서 전위가 움직이지 못해 부서지기 쉽다. 타이타닉의 강철 선체가 빙산에 부딪혔을 때 부서진 것도 바로 이 때문이다. 녹는 온도가 높은 원소와 그 합금은 이러한 현상을 극한으로 끌어올려 800°C까지 부서지기 쉽다. 하지만 이 RMEA는 액체 질소(-196°C)와 같은 낮은 온도에서도 잘 깨지지 않는 특성을 보이고 있다. 공동 연구자인 앤드류 마이너와 연구팀은 이 놀라운 금속 내부 특성을 이해하기 위해 버클리 랩 분자 파운드리의 일부인 국립 전자 현미경 센터의 4차원 주사 투과 전자 현미경(4D-STEM)과 주사 투과 전자 현미경(STEM)을 사용해 응력을 받은 샘플과 구부러지지 않고 금이 가지 않은 대조 샘플을 분석했다. 전자 현미경 데이터에 따르면 합금의 특이한 인성은 '꼬임 밴드(kink band)'라는 희귀 결함의 예상치 못한 부작용에서 비롯된 것으로 밝혀졌다. 꼬임 밴드는 가해진 힘으로 인해 결정 조각이 스스로 붕괴되어 갑작스럽게 구부러질 때 결정에 형성된다. 연구팀은 이전 연구를 통해 RMEA에서 꼬임 밴드가 쉽게 형성된다는 사실을 알고 있었지만 연화 효과가 격자를 통해 균열이 퍼지기 쉽게 만들어 재료의 강도를 낮출 것이라고 가정했다. 하지만 실제로는 그렇지 않았다. 쿡은 "우리는 원자 사이에 날카로운 균열이 있는 경우 꼬임 밴드가 실제로 손상을 멀리 분산시켜 균열의 전파에 저항하여 균열을 방지하고 매우 높은 파괴 인성을 이끌어 낸다는 것을 처음으로 보여주었다"라고 말했다. 한편, 리치는 "기계 엔지니어는 실제 세계에서 사용하기 전에 재료의 성능에 대한 깊은 이해가 당연히 필요하기 때문에 Nb45Ta25Ti15Hf15 합금을 제트기 터빈이나 스페이스X 로켓 노즐과 같은 것을 만들기 전에 훨씬 더 근본적인 연구와 엔지니어링 테스트를 거쳐야 한다"고 지적했다.
- 포커스온
2024-05-02 11:02:00
한국 4월 물가 상승률 2.9%…과일값 '금값' 행진

4월 한국의 소비자물가 상승률이 3개월 만에 3% 아래로 떨어졌다. 그러나 사과와 배를 비롯한 과일 가격의 불안정은 계속되었다. 통계청이 2일 발표한 '4월 소비자물가동향'에 따르면, 지난달 소비자물가지수는 113.99(2020년=100)로, 작년 동월 대비 2.9% 상승했다. 올해 1월에 2.8%였던 소비자물가 상승률은 2월과 3월에는 각각 3.1%를 기록했으나, 4월에는 3개월 만에 2%대로 둔화됐다. 상품별로 보면, 농축수산물은 전년 대비 10.6% 상승했다. 축산물과 수산물은 각각 0.3%, 0.4%로 안정적인 상승률을 보였으나, 농산물은 20.3% 급등했다. 가공식품은 1.6%, 석유류는 1.3%, 전기·가스·수도는 각각 4.9% 상승했다. 기여도 면에서 농산물은 물가상승률을 0.76%포인트(p) 끌어올렸다. 외식을 포함한 개인 서비스 물가도 0.95%p의 인플레이션 요인으로 작용했다. 중동 리스크 속에서 석유류 가격은 2개월 연속 증가세를 보였지만, 물가상승률에 대한 기여도는 0.05%p에 불과했다. 공미숙 통계청 경제동향통계심의관은 "중동 정세의 불안정에도 불구하고 석유류 가격이 예상보다 크게 오르지 않았다"며, "외부 변수로서 석유류 가격을 세심히 관찰할 필요가 있다"고 말했다 물가 상승의 기조적인 흐름을 나타내는 근원물가 지수는 2%대 초반까지 상승폭이 둔화됐다. 농산물 및 석유류를 제외한 지수는 전년 동월 대비 2.2% 상승하여, 전달의 2.4%보다 상승률이 0.2%포인트 낮아졌다. 경제협력개발기구(OECD) 방식을 따르는 근원물가 지표인 식료품 및 에너지 제외 지수는 2.3% 상승했다. 자주 구매하는 품목을 중심으로 구성된 생활물가지수는 체감물가에 가깝게 3.5% 상승했다. 특히 과일과 채소는 여전히 높은 물가상승률을 보였다. '밥상 물가'와 밀접한 연관이 있는 신선식품지수는 전월 대비 3.7% 감소했으나, 전년 동월 대비로는 19.1% 상승하며 불안정한 흐름을 지속했다. 신선채소는 12.9% 상승했다. 사과(80.8%)와 배(102.9%)를 중심으로 한 신선과실은 38.7% 상승, 3월의 40.9% 상승률에 이어 40% 내외의 높은 오름세를 유지했다. 특히 배는 1975년 1월 이후 최대 상승 폭을 기록했다. 다만, 낮은 할당관세 적용을 받은 망고(-24.6%)와 정부 비축 물량이 방출된 고등어(-7.9%)는 가격이 하락했다. 공미숙 심의관은 과일 가격의 강세에 대해 '정부의 긴급안정자금 지원에도 불구하고, 사과와 배의 저장량과 출하량이 적어 가격이 크게 떨어지기 어려운 상황'이라며, '새로운 출하가 이루어질 때까지 가격이 유지될 것'이라고 전망했다. 김웅 한국은행 부총재보는 이날 "앞으로 소비자물가 상승률은 에너지와 식품을 제외한 근원물가를 중심으로 둔화될 것이지만, 유가 추이와 농산물 가격의 강세 지속에 따른 불확실성이 크다"고 밝혔다. 또한 "5월 경제 전망에서는 최근 중동 사태의 영향, 내수 흐름, 기업의 가격 인상 움직임 확산 정도 등이 앞으로의 물가 경로에 어떠한 영향을 미칠지 면밀히 점검하여 발표하겠다"고 예고했다
- 경제
2024-05-02 10:03:00
[먹을까? 말까?(9)] 비타민D, 장내 세균 증가로 암 면역에 도움

비타민 D가 장내 세균을 증가시켜 암 면역에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 최근 생쥐를 대상으로 이루어진 연구에 따르면 비타민 D는 암 면역 반응을 강화시키는 데 도움이 될 수 있다는 가능성을 제시했다고 폭스뉴스와 신경과학 뉴스 등이 보도했다. 이 연구는 지난 25일 과학 저널 '사이언스(Science)'에 게재되었으며 영국 프랜시스 크릭 연구소, 미국 국립암연구소(NCI), 덴마크 올보르그 대학교의 연구팀이 공동으로 진행했다. 연구팀은 비타민 D가 풍부한 식단을 제공한 쥐가 실험적으로 이식된 암에 대해 더 나은 면역 저항성을 갖고 면역요법 치료에 대한 반응이 개선됐다고 밝혔다. 연구 결과에 따르면 비타민 D가 풍부한 식단을 섭취한 생쥐는 장내 미생물총(gut microbiome) 조성이 변화해 암에 대한 면역 반응이 더욱 강력해졌다. 특히 비타민 D는 암 면역 반응을 개선하는 것으로 알려진 박테로이데스 프라길리스(Bacteroides fragilis)균의 수치를 증가시켰다. 연구팀은 비타민 D를 섭취한 생쥐에서 암 면역 치료에 대한 반응이 더욱 향상되었으며 새로운 종양 발생에 대한 면역력도 더 강력해졌다고 보고했다. 이 효과는 유전자 편집을 사용해 혈액 내 비타민D와 결합하여 조직에서 멀리 떨어져 있는 단백질을 제거할 때도 나타났다. 다만, 연구팀은 이전 연구에서 비타민 D 수준과 암 위험 사이의 잠재적 연관성이 제시되었기 때문에 이것이 인간에게 적용되는지 확인하려면 추가 연구가 필요하다고 지적했다. 연구 팀은 쥐 실험에서 박테리아만으로 더 나은 암 면역력을 제공할 수 있는지 테스트하기 위해 정상적인 식단을 제공하는 쥐에게 박테로이데스 프라길리스를 투여했다. 이 쥐들은 종양 성장에 더 잘 저항할 수 있었지만 비타민 D가 부족한 식단을 제공한 쥐는 그렇지 않았다. 이전 연구에서는 비타민 D 결핍과 인간의 암 위험 사이의 연관성을 제안했지만 증거가 결정적이지는 않았다. 이를 조사하기 위해 연구팀은 덴마크에서 150만 명의 데이터를 분석했는데, 이는 낮은 비타민 D 수치와 높은 암 발병 위험 사이의 연관성이 있음이 나타났다. 연구의 선임저자인 카에타누 레이스 이 소자(Caetano Reis e Sousa) 박사는 "이번 연구 결과는 놀랍다. 비타민 D는 장내 미생물총을 조절하여 특정 박테리아의 증식을 촉진할 수 있으며 이 박테리아는 생쥐의 암에 대한 면역력을 강화시켜준다"며 "이 연구 결과는 향후 인간의 암 치료에 중요한 역할을 할 수 있다"고 말했다. 한편, 연구팀은 아직 비타민 D가 왜 "양호한" 미생물총을 촉진하는지 정확히 규명하지 못했다. 논문의 공동저자인 에반겔로스 기암파조리아스(Evangelos Giampazolias) 박사는 "이 질문에 답을 얻을 수 있다면 미생물총이 면역 체계에 미치는 영향에 대한 새로운 지견을 얻을 수 있으며 암 예방이나 치료에 있어 흥미로운 가능성을 열어줄 수 있다"고 말했다. 연구팀은 또한 비타민 D가 암 면역에 미치는 영향에 대한 정확한 기전을 밝히기 위한 추가 연구가 필요하다고 강조했다. 소자 박사는 "비타민 D가 장내 미생총을 어떻게 조절하여 암 면역을 향상시키는지 이해하면 암 치료에 새로운 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있다"라고 말했다. 이 연구는 비타민 D가 암 치료에 중요한 역할을 할 수 있는 가능성을 제시하지만, 더 많은 연구가 필요하다는 점을 명심해야 한다. 암 환자는 비타민 D 수치를 확인하고 의사와 상담하여 자신에게 적합한 치료 계획을 세워야 한다. 영국 암 연구(Cancer Research UK)의 연구 정보 관리자인 Nisharnthi Duggan 박사는 “우리는 비타민 D 결핍이 건강 문제를 일으킬 수 있다는 것을 알고 있다. 그러나 비타민 D 수치와 암 위험을 연관시킬 수 있는 증거는 충분하지 않다"고 말했다. 한편, 영국에서는 지난 3월 비타민 D를 과다 섭취한 남성이 사망한 사례에 대해 집중 보도되면서 전문가들은 비타민D 독성에 대해 경고하기도 했다. 89세 남성 데이비드 미치너가 지난해 비타민D 과다 섭취로 인해 체내에 칼슘이 축적되는 고칼슘혈증으로 사망한 후, 서리 검시관은 규제 기관에 비타민 D의 과다 섭취의 위험성에 대해 소비자에게 경고를 촉구하는 보고서를 발표한 것. 비타민 D는 뼈 건강 유지 및 다양한 신체 기능 지원에 필수적이지만 과도한 섭취는 여러 가지 부작용을 유발할 수 있다. 비타민 D 중독 증상으로는 갈증과 메스꺼움, 과도한 배뇨 등이 있다. 한국의 경우 식약처에서 권장하는 성인의 비타민D 일일 섭취량은 400IU이다.
- 생활경제
2024-04-30 17:03:00
[신소재 신기술(37)] 레이저로 구동되는 초고속 잠수함 개발

중국 하얼빈 공업대학 연구팀은 레이저를 사용해 잠수함을 제트 엔진과 거의 동등한 속력으로 추진하는 기술을 개발 중이라고 주장했다. 하얼빈은 중국 최초의 실험 잠수함 개발 지역이다. 홍콩 매체 사우스 차이나 모닝 포스트(SCMP) 보도에 따르면, 하얼빈 공대 연구팀은 중국의 군사력이 이 획기적인 기술 개발에 임박했다고 밝혔다. 레이저 추진 잠수함 기술의 핵심 원리는 독창적이다. 레이저가 수중에서 플라즈마를 생성해 소위 '폭발 파(detonation wave)'를 만들어 잠수함을 앞으로 나아가게 하는 아이디어가 이 기술의 핵심이다. SCMP에 따르면 일본 연구팀은 20년 전 처음으로 이러한 레이저 추진 방식을 제안했다. 이후 중국에서는 과학자들이 최소 10년 이상 이 기술을 실용화하기 위해 노력해 왔다. 지금까지 레이저 추진 기술의 시도는 대부분 실패했다. 과학자들은 잠수함을 특정 방향으로 밀 수 있는 레이저 출력 실현이 거의 불가능하다는 것을 알게됐다. 하지만 하얼빈 공대 연구팀은 이제 해답을 찾았다고 말했다. SCMP는 이 기술을 사용하는 잠수함은 레이저 출력을 방출하는 아주 얇은 광섬유(머리카락 한 가닥보다 얇은 광섬유)로 코팅되어 있다고 전했다. 연구팀은 중국 광학회에서 발간하는 영문 학술지 '중국 광학학보(Acta Optica Sinica)'의 최근 논문에서 이같이 밝혔다. 연구팀은 코팅 광섬유를 사용하면 단 2메가와트의 레이저 출력만으로 상업용 제트 엔진보다 약간 적은 수치인 최대 7만 뉴턴의 추력을 생성할 수 있다고 주장했다. 추진력 제공 외에도 지향성 레이저 에너지는 수중 투사체 표면을 기포로 덮어 속도를 높이는 '슈퍼 캐비테이션(supercavitation, 고속으로 움직이는 물체 주변에 형성되는 기포로 가득찬 공간)' 현상을 유발할 수 있다. 이론적으로 이를 통해 잠수함은 음속보다 빠르게 이동하고 소나(음파탐지기·SONAR)에 감지되지 않게 할 수 있다. 기계 동력이 없기 때문에 기계적인 소음 진동도 발생하지 않기 때문이다. 소나(SONAR)는 'Sound Navigation And Ranging'의 약자로, 음파탐지기, 음향탐지기 혹은 음탐기라고도 불리며, 음파를 이용해 수중 목표의 방위와 거리를 측정하는 장비이다. 이 소식은 미국이 새로운 수중 무기 기술 연구에 막대한 투자를 하고 있는 중국에게 잠수함 군비 경쟁에서 밀릴 것을 우려하고 있다는 지난해 보도 이후 나온 것이다. 레이저 추진 잠수함이라는 개념은 SF 영화를 떠올리게 하지만, 이러한 기술의 군사적 활용은 주목할 만한 가치가 있다. 퓨처리즘은 이러한 이론적 발전 소식은 미국이 잠수함 개발 경쟁에서 중국에 뒤쳐질 수 있다는 우려를 낳고 있다고 전했다. 중국은 최근 새로운 수중 무기 기술 연구에 많은 투자를 하고 있다. 논문의 프로젝트 리더인 게 양(Ge Yang)은 SCMP가 인용한 논문에서 "이 방법은 수중 무기에도 적용할 수 있으며, 슈퍼 캐비테이션 현상을 일으켜 수중 투사체, 수중 미사일 또는 어뢰의 수중 사거리를 크게 향상시킬 수 있다"고 밝혔다.
- 포커스온
2024-04-24 15:25:00
[신소재 신기술(35)] 혁신적인 미사일 기술, 군사 기술·컴퓨터 파괴하지만 인명 피해는 최소화

군사 장비나 컴퓨터를 골라서 파괴하지만 사람은 죽이지 않고 인명 피해를 최소화하는 혁신적인 미사일 '챔프(CHAMP)'가 개발됐다. 챔프(CHAMP)는 대전자 고출력 마이크로웨이브 첨단 미사일 프로젝트(Counter-Electronics High Power Microwave Advanced Missile Project)의 약자로 미 공군 연구소에서 개발한 공동 개념 기술 실증 프로그램이다. 다시 말하면 CHAMP는 일종의 고출력 전자레인지인 '고출력 마이크로파 에너지 펄스' 이용해 컴퓨터를 파괴하기 위해 제작된 미사일이다. 미국 국방 전문 매체 포스 넷(Forces net)에 따르면 CHAMP 미사일의 목적은 사망자를 발생시키지 않고 적의 군사 능력을 사실상 쓸모없게 만드는 것이다. 즉, 이 프로젝트는 적의 전자 시스템을 무력화시키는 것이 목표다. CHAMP는 미 공군 연구소(Air Force Research Laboratory)에서 처음 개발한 후 보잉의 국방 및 보안 부문 첨단 프로토타입 제작 부문인 보잉의 팬텀 웍스(Phantom Works)가 제작한 것으로 알려졌다. 이 무기에 대해서는 알려진 바가 거의 없지만 공중 발사 순항 미사일에 장착되어 B-52 폭격기에 의해 전달되는 것으로 전해져 있다. CHAMP 미사일은 적 영공에 진입하면 낮게 유지되며 특정 목표를 겨냥하여 고출력 마이크로파 에너지 펄스를 방출해 중요한 전자 장비를 비활성화한다. 이러한 고출력 마이크로파 폭발로 손상을 입히지 않고 전자 장치를 튀겨버려 순식간에 컴퓨터를 마비시킬 수 있다. 미국이 이 무기를 어디에 배치하고 있는지, 누구와 기술을 공유했는지는 확실하지 않다. 간단히 설명하자면, CHAMP는 고출력 마이크로파 방출기를 장착한 미사일을 개발하는 프로젝트다. 이 미사일은 기존의 폭발물을 사용하지 않고도 적의 전자 시스템을 교란하거나 손상시키기 위해 발사할 수 있다. 또한 무인 시스템으로 설계되어 조종사가 탑승하지 않고도 발사 및 작동할 수 있다. 이란 당국자 두 명은 이 공격이 이스파한주 인근의 군사기지 내 S-300 대공 시스템을 타격했다고 밝혔다. 뉴욕타임스가 분석한 위성 이미지에 따르면, 이스라엘의 무기는 이스파한의 제8 셰카리 공군 기지에 위치한 S-300 대공 시스템의 레이더를 타격했다. 그에 앞서 이스라엘은 지난 13일 이란의 공격에 대응하여 그보다 적은 무기를 사용해 이란의 방어망을 우회하고 무력화시킬 수 있음을 보여줬다. NYT는 이스라엘의 이번 공격에 사용된 정확한 무기 유형이 어떤 것인지 불확실하다고 밝혔다. 다만 서방 당국자 세 명과 이란 당국자 두 명은 이스라엘이 여러 드론과 적어도 하나의 공대지 미사일을 사용했다고 전했다. 이에 반해, 이란 당국자들은 이번 공격이 소형 드론에 의한 것이었다고 주장했다.
- 포커스온
2024-04-22 10:35:00
애플, 중고 순정 부품 지원으로 수리 옵션 확대

애플은 공식 홈페이지를 통해 애플 고객과 수리 서비스 사업자가 애플 제품 수리 시 중고 순정 부품을 활용할 수 있도록 개선하는 옵션을 확대한다고 발표했다. 애플은 올가을 일부 아이폰 모델부터 적용되는 새로운 수리 서비스가 이용자에게 더 많은 선택권을 제공하고 제품 수명을 늘리며 수리의 환경적 영향을 최소화할 것이라고 밝혔다. 서비스는 동시에 아이폰 사용자의 개인 정보, 보안 및 안전을 유지하도록 설계되었다고 강조했다. 특히 중고 정품 애플 부품은 신제품 정품 부품처럼 공장에서 재탄생해 제공돼, 완전한 기능과 보안의 혜택을 받을 것이라고 설명했다. 애플의 하드웨어 엔지니어링 부사장 존 테너스는 "애플은 지구 환경을 보호하면서 고객들에게 최고의 서비스를 제공하기 위한 새로운 방법들을 찾고 있다, 그중에서도 중요한 것은 지속 가능한, 즉 오래 쓸 수 있는 제품을 디자인하는 것"이라며 "지난 2년 동안, 애플은 사용자들의 안전, 보안, 사생활을 보호하는 중고 애플 부품 수리를 지원하기 위해 제품 디자인과 제조를 혁신해 왔다. 중고 순정 부품 지원 확장은 애플 제품과 부품의 수명을 연장하고 고객들에게 더 많은 선택과 편리성을 제공한다“고 부연했다. 수리 부품의 정품 여부를 확인하고 부품에 대한 정보를 수집하는 과정(페어링)은 아이폰의 개인정보 보호, 보안 및 안전 유지에 중요하다. 애플 팀은 지난 2년 동안 안면인식 또는 터치 ID에 사용되는 생체 인식 센서와 같은 부품을 재사용할 수 있도록 개발을 진행해 왔다. 향후 발표되는 아이폰 신제품에는 중고 생체인식 센서가 지원된다. 수리 프로세스를 단순화하기 위해 고객과 수리 서비스 제공업체는 셀프 서비스 수리 스토어에서 부품을 주문할 때 더 이상 기기의 일련번호를 제공할 필요가 없게 된다. 애플은 특히 도난당한 아이폰이 불법으로 유통되는 것을 막기 위해 액티베이션 락(Activation Lock) 기능을 아이폰 부품까지 확장할 예정이다. 이 기능은 분실 또는 도난당한 아이폰이 부품으로 분해돼 다시 사용되는 것을 차단하고 아이폰 도난을 방지하기 위해 고안됐다. 수리 중인 기기가 액티베이션 락이나 분실 모드가 활성화된 상태에 있는 부품을 감지하면 해당 부품에 대한 수리가 제한된다. 중고 기기에 대한 정보 제공도 강화했다. 소유자가 여러번 바뀌어도 마지막 소유자는 전체 부품과 수리 이력을 확인할 수 있게 된 것. 아이폰 운영체제인 iOS의 세팅 안에 있는 ‘부품 및 서비스 이력(Parts and Service History)’ 메뉴를 통해 기기 수리 여부 및 사용된 부품에 대한 정보를 제공한다. 이 기능 제공은 아이폰이 유일하다고 애플은 주장한다. 애플은 올가을 부품이 새것인지 중고 정품 부품인지 보여주는 기능을 적용할 예정이다. 애플은 홈페이지에서 수리 프로세스 확장이 안전하고 저렴한 아이폰 수리에 대한 접근성을 향상시킬 것이라고 기대했다. 애플은 지난 5년 동안 1만 개 이상의 독립 수리 서비스 업체 및 애플 공인 서비스 업체를 대상으로 정품 애플 부품, 도구 및 교육을 두 배 늘렸다. 셀프 서비스 수리의 경우 애플 스토어 및 애플 공인 서비스 제공업체에서 사용되는 설명서, 애플 순정품 부품 및 도구를 이용할 수 있다. 2022년에 출시된 셀프 서비스 수리는 현재 33개 국가 및 지역에서 24개 언어로 40개의 애플 제품을 지원한다.
- IT/바이오
2024-04-15 10:27:00
최상목 부총리, 중동 사태로 유류세 인하 조치 6월 말까지 연장

한국 정부는 이란의 이스라엘 공격으로 인해 악화된 중동 사태와 연관해 이달 말 종료 예정이었던 유류세 인하 조치를 두 달 더 연장하기로 결정했다. 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 15일 오전 정부서울청사에서 주재한 '비상경제장관회의'에서 "민생 부담을 낮추기 위해 현재의 유류세 인하 조치와 경유 및 압축천연가스(CNG)의 유가연동보조금을 오는 6월 말까지 연장하겠다"고 발표했다. 현재 휘발유의 유류세는 리터당 615원으로, 이는 조정 전 820원 대비 리터당 205원(25%) 감소한 수치이다. 이러한 인하 조치 덕분에, 연비가 리터당 10km인 차량으로 하루 40km를 주행할 경우, 월 유류비가 약 2만5000원 절감된다. 정부는 과거 휘발유 유류세를 최대 37% (리터당 516원)까지 인하했으며, 지난해 1월 1일부터 인하율을 25%로 조정했다. 이번 연장으로 인하 조치는 총 9번째로 연장됐다. 경유와 LPG 부탄은 각각 37%의 인하율을 유지하며, 경유는 리터당 369원, LPG 부탄은 리터당 130원 감소된 유류세가 추가로 2개월 연장된다. 또한, 금융 및 외환 시장의 과도한 변동성에 대해 적절한 시기에 필요한 조치를 취할 것임을 다시 한 번 확인했다. 최 부총리는 "사태가 진전됨에 따라 에너지와 공급망을 중심으로 리스크가 확대될 수 있으며, 금융시장의 변동성도 증가할 수 있다"며, "정부는 이에 대비해 각별한 주의를 기울이고, 범정부 차원의 비상대응 체계를 구축해 모든 가능성에 대비하겠다"고 밝혔다. 또한 최 부총리는 "경제 부처가 하나의 팀으로서 힘을 모아 현재의 불확실성이 해소될 때까지 모든 정책 역량을 집중하겠다"며 "민생 안정을 최우선으로 삼는 국민의 뜻을 재정전략회의, 세제 개편안, 예산안 등 모든 정책에 반영하겠다"고 강조했다. 이스라엘의 대응으로 양국 간의 충돌이 격화되고 있으며, 이란이 중동의 주요 석유 수출 통로인 호르무즈 해협을 봉쇄할 가능성이 높아질 경우, 국제 유가는 크게 상승할 것으로 보인다. 14일 로이터통신 등 여러 외신 보도에 따르면, 이미 배럴당 100달러를 돌파할 것으로 예상되는 국제유가는 중동의 긴장이 고조되면서 2년 전 러시아와 우크라이나의 전쟁 직후 기록한 약 130달러를 넘어설 수 있다는 전망도 나오고 있다.
- 경제
2024-04-15 09:36:00
[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.
- 포커스온
2024-04-04 12:58:00
"美 정부, 삼성전자에 60억달러 이상 반도체 보조금 계획"

미국 정부가 삼성전자에 미국 반도체법(Chips Act) 보조금 60억 달러(약 7조9620억원) 이상을 지급할 계획으로 알려졌다. 연합뉴스는 15일 블룸버그통신의 복수의 소식통을 인용해 이같이 보도했다. 이 매체에 따르면 미국 정부는 삼성전자가 텍사스에 이미 발표한 공장 건설 외에 미국 내에서 추가적으로 사업을 확장할 수 있도록 지원할 계획이다. 삼성전자는 2021년 텍사스주 오스틴에 위치한 기존 공장 외에, 테일러시에 170억 달러(약 22조 5811억원)를 투입해 새로운 공장을 건설하겠다고 발표했다. 소식통에 따르면, 이러한 지원금은 삼성전자가 계획 중인 상당한 추가 투자와 함께 발표될 예정이지만, 추가 투자의 정확한 위치는 아직 확정되지 않았다. 미국 상무부는 반도체 산업의 미국 내 투자를 촉진하기 위해 반도체 지원법에 따라 반도체 생산과 연구개발을 위한 보조금을 제공하고 있다. 이러한 지원은 개별 기업과의 협의를 통해 이루어진다. 상무부는 반도체 생산 보조금 총 390억달러(약 51조8115억원) 가운데 TSMC와 삼성전자 등 첨단반도체 생산기업을 지원할 용도로 280억달러(약 37조1980억원)를 할당했다. 지나 러몬도 상무부 장관은 앞서 이들 첨단반도체 기업들이 요청한 자금이 총 700억달러(약 92조9810억원)를 초과한다고 밝혔다. 상무부는 이달 말까지 주요 첨단반도체 기업들에 대한 보조금 지원 계획을 발표하는 것을 목표로 하고 있다. 블룸버그에 따르면 곧 발표될 예정인 이 계획은 변경 가능성이 있는 예비적 합의이며 최종 결정은 아직 내려지지 않았다. 삼성전자와 미국 상무부 등은 블룸버그의 논평 요청에 입장을 밝히지 않았다고 연합뉴스는 전했다. 블룸버그는 최근 대만 반도체기업 TSMC가 미 반도체법상의 보조금으로 50억 달러(약 6조6350억원) 이상을 받을 것으로 예상된다면서 삼성전자의 보조금 규모를 수십억 달러 규모로 전망했다. 미국 기업인 인텔의 경우 총 527억 달러(약 76조 원) 이상을 보조금으로 받을 것이고 알려졌다. 한편, 삼성전자 주가는 미국 정부 반도체 보조금 지급 소식에 별다른 영향을 받지 않고 오히려 하락했다. 15일 오전 11시 4분 현재 삼성전자(005930) 주가는 전일 대비 1.48% 하락해 73200원에 거래됐다.
- IT/바이오
2024-03-15 10:55:00
[신소재 신기술(10)] 쓰레기 아닌 자원! 세탁 세제로 플라스틱 용기 재활용 시대 열리다

영국에서 액체 세탁 세제로 플라스틱을 재활용하는 기술이 개발됐다. 과학 기술 전문매체 더쿨다운(TCD)은 10일(현지시간) 영국 킹스 칼리지 런던의 과학자들이 세탁 세제를 사용해 플라스틱을 분해하여 재활용할 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 보도했다. 이 연구는 일회용 플라스틱의 일반적인 유형인 폴리락틱산(PLA)에 초점을 맞췄다. 킹스 칼리지 런던의 연구원들은 극한의 열을 사용하지 않고도 PLA를 분해할 방법을 찾던 중 대부분의 세탁 세제에서 흔히 발견되는 칸디다 안타르크티카 리파제 B(Candida antarctica lipase B·CALB)라는 효소를 발견하고 이를 변형해서 이온성 액체에 용해시켰다. 연구팀은 CALB 용액에 플라스틱 컵을 담근 후 24시간이 지나면 플라스틱이 완전히 녹는 것을 확인했다. 이 연구 결과는 과학 저널 셀 물리 과학 보고서(Cell Reports Physical Science)에 게재됐다. 폴리락틱산(Polylactic Acid, PLA)은 옥수수 전분과 사탕수수와 같은 식물성 자원에서 추출한 락틱산을 중합하여 만들어지는 가장 일반적인 상업용 생분해성 플라스틱이다. 그러나 일단 플라스틱으로 바뀌면 생분해되지 않고 매립지를 막거나 바다에 버려지게 된다. PLA는 석유 기반 플라스틱과 달리 식물로부터 얻어지므로 재생 가능한 자원을 사용하며, 사용 후에는 자연 조건 하에서 미생물에 의해 분해되어 이산화탄소와 물로 환원되는 특성을 갖는다. 이로 인해 환경 친화적인 대안으로 주목받으며, 일회용품, 포장재, 섬유, 의료 분야 등 다양한 용도로 사용돼 왔다. 하지만, PLA의 분해 속도는 환경 조건(온도, 습도, 미생물의 존재)에 따라 크게 달라질 수 있다. PLA는 산업적 규모의 퇴비화 시설에서는 빠르게 분해되지만, 자연 상태에서는 분해되는 데 수년이 걸릴 수 있다. 또한, PLA의 생산 과정에서 사용되는 식물 자원이 식량으로 사용될 수 있는 농작물을 사용한다는 점에서 지속 가능성에 대한 논쟁이 뜨거웠다. 연구팀은 "환경에 플라스틱 쓰레기가 쌓이는 것은 생태학적 재앙이며, 이를 해결하기 위해 다양한 접근 방식이 필요하다"고 설명했다. 인류세(Anthropocene)에 따르면 연구팀 중 한 명인 알렉스 브로건 화학과 교수는 "폴리락틱산은 제대로 재활용할 방법이 없기 때문에 선택했다"고 말했다. 브로건 교수는 "우리의 (기술) 개발로 90°C에서 40시간 이내에 플라스틱을 구성 요소로 전환할 수 있게 되었다"고 설명했다. 다음 연구 단계는 CALB 용액에 용해된 플라스틱을 재활용하기 위해 용도를 변경하는 방법을 알아내는 것이다. 브로건 교수는 "현재 엔지니어들과 협력하여 파쇄와 같은 보다 정밀한 전처리를 통해 이 공정을 개선하여 더 큰 규모로 작업할 수 있는 방법을 모색하고 있다"고 말했다. 그는 이어 "우리가 보여줘야 할 주요 개선 사항은 분해된 플라스틱으로 실제로 플라스틱을 다시 만들 수 있다는 점이며, 이를 통해 순환 고리를 끊는 것"이라고 강조했다.
- 포커스온
2024-03-11 11:25:00
[퓨처 Eyes(26)] 소형 원자로 건설 혁명, 획기적인 전자빔 용접으로 1년 공정 하루로 단축

소형 모듈 원자로(SMR) 건설에서 1년 걸리는 공정을 하루 만에 끝낼 수 있는 획기적인 전자빔 용접 기술이 개발됐다. 영국 대형 제조회사 셰필드 포지마스터스(Sheffield Forgemasters)는 풀사이즈 소형 모듈형 원자로(SMR) 용기를 일반적인 공정 기간인 12개월이 아닌 단 24시간 만에 용접에 성공하면서 소형 원자로 건설 시장이 급변하고 있다. 이 획기적인 기술은 소형 원자로 보급에 엄청난 파급력을 가져올 것으로 예상된다. 소형 원자로(Small Modular Reactor, SMR·소형 모듈 원전)는 그 이름처럼 작은 크기의 원자로를 의미하며, 경제성, 유연성, 안전성, 확장성 등의 장점을 지닌다. 특히, 최근 급격한 기후 변화의 위협으로 탄소 배출을 최소화하는 에너지원에 대한 수요가 급증하면서 미래의 주요 전력 공급 수단으로 주목받고 있다. 소형 원자로는 기존 대규모 토목 프로젝트 형태의 원자력 발전소 건설 방식을 공장 생산 방식으로 전환해 원자력 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 모듈형 원자로는 표준화된 설계로 대량 생산이 가능하며, 지역 수요에 맞게 필요한 수만큼 설치할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 기존 원자로와 달리 엄청나게 비싼 건물이 필요하지 않아 경제성이 높다. 소형 원자로는 원자력 연료 재사용 기술을 통해 연료 수명을 연장하고 방사성 폐기물 발생량을 감소시킨다. 이는 지속 가능한 에너지 공급을 위한 중요한 기술로 평가된다. 또한, 초기 투자 비용이 상대적으로 적기 때문에 소규모 전력 시장과 개발도상국에서도 원자력 발전 도입이 용이해진다. 소형 원자로는 크기와 디자인의 유연성을 바탕으로 외딴 지역, 도시 인근, 심지어 산업 시설 내부에도 설치가 가능하다. 대부분의 부품은 공장에서 사전 제작되어 현장 설치 과정을 빠르고 효율적으로 진행할 수 있다. 필요에 따라 여러 개의 소형 원자로를 한 지역에 설치해 발전 용량을 조절할 수 있어, 전력 수요 변동에 유연하게 대응하고 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다. 소형 원자로는 앞서 언급된 장점들로 인해 투자자들에게 상업적으로 매력적인 대안으로 떠오르고 있다. 특히, 전통적인 대형 원자로에 비해 빠른 수익 회수가 가능하다는 점에서 투자 가치가 높게 평가된다. 혁신적인 국소 전자빔 용접(LEBW) 기술 모든 규모의 원자로 건설에서 발생하는 주요 과제는 원자로 노심을 담는 용기를 용접하여 외부 환경과 격리하는 것이다. 기존 용접 기술은 이 작업에 1년 이상 소요되었지만, 셰필드 포지마스터스는 국소 전자빔 용접(LEBW) 기술을 통해 하루 만에 완료하는 획기적인 결과를 달성했다. 국소 전자빔 용접은 국소 진공 상태에서 고출력 전자총을 사용해 고에너지 밀도 융합 공정을 통해 두 개의 금속 조각을 용접하는 혁신적인 기술이다. 기존 용접 방식에 비해 작업 효율을 95% 향상시키고, 깊은 침투와 높은 깊이 대 너비 비율을 구현할 수 있다. 셰필드 포지마스터스는 지난 2월 20일 국소 전자빔 용접 기술을 이용해 직경 3미터, 두께 200밀리미터(8인치)의 벽을 결함 없이 저렴하게 용접하는데 성공했다고 밝혔다. 또한, 혁신적인 슬로핑 인 및 아웃 기술을 통해 용접 시작과 마무리 과정을 개선했다. '슬로핑 인(Sloping In)'은 원자로 용기 내부의 핵연료봉을 용기 벽면에서 중심부로 향해 경사지게 배치하는 방식이다. 핵연료봉 간 간격을 넓히고 중심부 밀도를 높여 핵연료 활용도를 극대화하고, 냉각재 흐름 개선으로 냉각 효율을 높여 과열 위험을 낮춘다. 핵출력 증가 또한 가능하다. '슬로핑 아웃(Sloping Out)'은 '슬로핑 인'과 반대로 핵연료봉을 배치하는 방식이다. 핵연료봉 간 간격 확대로 냉각 효율을 높이고 핵연료봉 밀도 감소로 핵출력을 조절하여 안전성을 강화한다. 또한, 용기 내부 공간 확보에도 유리하다. 셰필드 포지마스터스의 수석 개발 엔지니어이자 프로젝트 책임자인 마이클 블랙모어는 "이 기술이 원자력 산업에 미치는 영향은 기념비적이며, 잠재적으로 고비용의 용접 공정을 없앨 수 있다"고 강조했다. 블랙모어는 "LEBW 기술은 용접 접합부가 모재(parent material, 원물질)를 완벽하게 복제하기 때문에 용접 검사의 필요성을 줄일 수 있다는 점에서 획기적이다. 또한 영국과 전 세계 SMR 원자로의 상용화 속도를 크게 높일 수 있다"고 설명했다. 세계 최초로 성공적인 전자빔 용접 시연을 완료한 셰필드 포지마스터스는 수십 년 동안 정체되었던 영국 원자력 산업에 새로운 활력을 불어넣을 것으로 기대된다. 이 기술은 앞으로 핵잠수함용 원자로, 시범 발전소, 핵연료 처리 분야뿐만 아니라 SMR 원자로 건설에도 적용될 수 있다. 영국 정부는 이제 롤스로이스가 건설할 모듈형 원자로 15기를 포함한 새로운 원전 건설 계획을 통해 원자력 르네상스를 이끌 계획이다. 셰필드 포지마스터스의 혁신적인 전자빔 용접 기술은 이러한 계획의 성공적인 실행에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 한국 소형원자로 건설 현황 원전 강국인 한국도 세계적인 추세인 소형 모듈 원전 건설을 주도하고 있다. 우리나라 원전 산업의 중심지인 경상남도는 지난 2월 28일 정부의 원전 산업 집중 육성 방침에 발맞춰 핵심 전략을 담은 '경상남도 원전 산업 육성 방안'을 발표했다. 이에 앞서 2월 22일 윤석열 대통령은 경남도청에서 열린 '다시 뛰는 원전산업, 활력 넘치는 창원·경남'이라는 주제의 14번째 민생토론회에 참석했다. 이 자리에서 정부는 원전 생태계 완전 복원, 소형 모듈 원자로(SMR) 독자기술 개발, 경남도·창원시를 글로벌 SMR 클러스터로 육성한다는 구체적인 계획을 공개했다. 경상남도는 정부의 정책 방향에 적극적으로 호응하며, 정부 지원과 별도로 지역 원전 기업에 대한 경영 및 시설 자금 중심의 금융 지원을 강화하겠다는 방침을 밝혔다. 이는 지역 원전 산업의 경쟁력 강화와 지속가능한 성장을 위한 중요한 발걸음이 될 것이다. 경상남도는 SMR 제조 기술, 신형로 설계, 친환경 원전 해체 기술 등 6개 원전 기술을 조세 특례 제한법에 명시된 '국가 전략 기술'로 지정해 달라고 정부에 건의할 예정이다. 또한 경상남도는 SMR 혁신 제작 기술 정부 공모 사업에 지역 업체 참여를 추진하는 등 SMR 독자 기술 확보를 위해 적극적인 노력을 기울일 계획이다. 이를 통해 지역 기업의 경쟁력 강화와 SMR 산업 발전을 동시에 도모할 수 있을 것으로 보인다. 아울러 경상남도는 창원 방위·원자력 융합 국가 산업 단지 조속 추진, 원자력 산업 종합 지원 센터 신설, 원자력 연구원 분원 및 글로벌 SMR R&D 센터 유치 등을 통해 글로벌 SMR 클러스터로 발돋움할 수 있는 구체적인 청사진을 제시했다. 경상남도는 창원시를 중심으로 세계 유일하게 원자력 발전소 주기기 일괄 생산이 가능한 창원 국가 산업 단지 내 두산 에너빌리티를 비롯해 300여 개 협력 업체가 자리잡고 있다. 원자력 발전소 주기기는 원자로, 증기발생기, 터빈, 발전기, 냉각 시스템 등 원자력 발전의 핵심 과정에서 주요한 역할을 하는 장치들을 말한다. 걍상남도는 이러한 유리한 조건을 바탕으로 차세대 원전의 글로벌 제조 거점으로 도약할 수 있는 잠재력을 갖추고 있다. 류명현 경남도 산업국장은 "대통령이 참석한 경남 민생 토론회의 핵심은 경남도·창원을 글로벌 SMR 클러스터로 육성한다는 것이었다"며 "정부 정책에 맞춰 경남이 차세대 원전 글로벌 제조 거점이 되도록 노력하겠다"라고 밝혔다.
- 포커스온
2024-03-07 13:05:00