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[기후의 역습(83)] 지구, 마지막 빙하기 이후 얼음 용융 속도 가속화
- 마지막 지구 빙하기가 끝날 무렵, 꽁꽁 얼어붙은 지구는 기후 변화의 임계점에 도달하면서 녹아내려 진흙투성이의 슬러시 행성이 되었다. 지구의 마지막 빙하기인 플라이스토세 빙하시대는 약 1만1700년 전에 끝났다. 미국 버지니아 공대에서 주도한 연구 결과는 치솟는 이산화탄소 수치로 얼어붙은 지구가 빠르게 녹는 시기로 접어들었던 '플룸월드 해양(plumeworld ocean)' 시대라고도 알려진 슬러시 행성에 대한 최초의 지구화학적 증거를 제공한다고 PHYS가 전했다. 플룸(Plume)은 빙하가 녹아 바다로 흘러들어가는 담수의 흐름을 의미하며, 이러한 담수가 바다 표면에 거대한 층을 형성하여 염분이 높은 심층수와 뚜렷하게 구분되는 현상이 나타났다. 이는 빙하의 녹은 물이 바다를 떠다니는 상황을 연상하면 쉽게 이해할 수 다. 연구를 이끈 버지니아 공대의 티안 간 연구원은 "연구 결과는 마지막 지구 빙하기의 극한 상황 이후 지구의 기후와 해양 화학이 어떻게 변했는지 이해하는 데 중요한 의미를 갖는다"고 말했다. 그는 지질학자 슈하이 샤오와 함께 연구를 진행했으며, 이 연구는 미국 국립과학원 회보 최신호에 발표됐다. 마지막 지구 빙하기는 약 6억 3500만~6억 5000만 년 전에 일어났는데, 과학자들은 이 시기에 지구 온도가 떨어지고 극지방의 빙하가 반구 주변으로 퍼지기 시작했다고 추정한다. 점점 커가는 빙하는 지구에서 햇빛을 반사해 온도를 급격히 떨어뜨렸다. 샤오는 "극도로 낮은 이산화탄소 농도로 인해 바다의 4분의 1이 얼어붙었다"라고 말했다. 해수면이 얼면서 일련의 반응이 갑자기 멈추었다. 먼저 물 순환이 막혔다. 수분 증발이 없어지고 비나 눈이 거의 내리지 않았다. 물이 없으면 암석이 침식되고 분해되는 화학적 풍화작용이라고 불리는 이산화탄소 소비 과정이 극히 느려진다. 그렇게 되면 이산화탄소가 대기에 축적되어 열을 가두기 시작한다. 샤오는 "이 같은 패턴을 깨기에 충분할 정도로 열이 높아지는 것은 시간문제일 뿐이었다. 열 축적이 끝났을 때는 이미 비극이었을 것"이라고 말했다. 갑자기 열이 쌓이기 시작했고 빙하가 후퇴하기 시작했다. 지구의 기후는 묽고 끈적끈적한(슬러시한) 방향으로 급속히 후퇴했다. 단 1000만 년 만에 지구 평균 기온은 섭씨 영하 45도에서 영상 48도로 치솟았다. 연구진은 그러나 얼음이 녹아 바닷물과 동시에 섞이지는 않았다고 말했다. 연구 결과는 우리가 상상하는 것과는 매우 다른 결과를 보여주었다는 것이다. 즉 거대한 빙하수의 강들이 역쓰나미처럼 육지에서 바다로 흘러 들어가고, 빙하수는 매우 짜고 밀도가 높은 바닷물 위에 고였다. 섞이지 않고 웅덩이가 형성된 것이다. 연구진은 전 지구적 빙하기가 끝나갈 무렵에 형성된 일련의 탄산염 암석을 관찰함으로써 당시 상황을 테스트했다. 탄산염 암석 내 리튬 동위원소 분석을 통해 특정 지구화학적인 특징을 분석한 것이다. 플룸월드 해양 이론에 따르면 담수의 지구화학적 특징은 깊고 짠 바다 아래에서 형성된 암석보다 근해에서 녹은 물 아래에서 형성된 암석에서 더 강하다. 연구진이 관찰하고 분석한 결과와 일치한 것이다. 샤오는 이번 발견이 환경 변화의 한계를 더 잘 보여주었을 뿐만 아니라 연구진에게 덥거나 춥고, 진흙이 많은 극한 조건에서 생명의 회복력에 대한 추가 정보와 추정도 가능할 것이라고 밝혔다. 플룸월드 오션은 비교적 최근에 제시된 개념으로, 아직 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 향후 더 많은 연구를 통해 플룸월드의 형성 과정, 지속 기간, 지구 시스템에 미치는 영향 등을 밝혀내는 것이 과제다.
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[기후의 역습(83)] 지구, 마지막 빙하기 이후 얼음 용융 속도 가속화
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일본, 세계 최초 나무 인공위성 발사 성공…우주쓰레기 문제 해결 기대
- 일본이 세계 최초로 목조 인공위성을 우주로 보냈다고 CNN을 비롯한 외신들이 비중있게 전했다. 발사에 성공한 나무 인공위성은 라틴어로 나무를 뜻하는 단어를 포함한 링고샛(LignoSat)이라는 이름으로, 교토 대학과 스미토모 포레스트리(Sumitomo Forestry)가 공동으로 개발했다. 이 위성은 국제우주정거장(ISS)으로 가는 스페이스X(SpaceX) 임무에 포함되었으며, 곧 지구 위 궤도로 발사될 예정이다. 목재 위성을 발사한 데는 두 가지 주요 이유가 있다고 한다. 첫째, 우주의 혹독한 환경에서 나무의 내구성을 시험하기 위한 것이다. 이번 시험에 성공하면 더 많은 나무 위성을 만들어 우주로 쏘아 올린다는 계획이다. 또 하나는 우주에서의 목재의 유용성이다. 교토 대학 교수이자 우주인인 도이 다카오는 "직접 생산할 수 있는 소재인 목재를 사용하면 우주에서 영구적으로 집을 짓고 살고 일할 수 있게 될 것"이라고 말했다. 이는 나무를 심고 달과 화성에 실제 목조 주택을 짓는 50년 계획의 첫 번째 단계다. 교토 대학의 마라타 고지 산림과학 교수는 "1900년대 초의 비행기는 나무로 만들어졌다. 나무로 만든 위성도 당연히 실현 가능하다"고 말했다. 목재 구조물의 이점은 그 외에도 여럿이다. 목재 소재는 실제로 지구보다 우주에서 더 내구성이 있어야 하는데, 그 이유는 끝없이 공허한 공간에는 물이나 산소가 없기 때문이다. 산소가 없으면 썩을 것이 없으며 불이 붙기도 매우 어렵다. 심지어 방사선으로부터 매우 적절한 보호 기능도 제공한다. 목재는 지구 궤도에 있는 다른 모든 위성과도 관련이 있다. 지구 궤도에는 현재 3000개가 넘는 위성(저궤도 통신위성을 포함하면 훨씬 많아진다)이 돌고 있으며, 그 외 다양한 종류의 우주 잔해물도 같이 엉켜 있다. 앞으로 나무 위성은 지구로 다시 떨어지고 재돌입하면서 타 없어질 것이다. 금속 위성은 (대부분) 귀환하는 동안 타버리지만, 그 과정에서 유해한 산화알루미늄 입자를 생성한다. 현재는 지구를 덮고 있는, 끊임없이 늘어나는 우주 쓰레기에 대한 대책이 전무하기 때문에 목재 위성이 도움이 될 수 있다. 도이 교수는 "미래에는 금속 위성 발사가 금지될 수도 있다"는 시나리오를 예상하고 있다. 어떤 경우든, 달에 통나무집을 짓는 것은 즐거운 이벤트가 될 수 있다는 설명이다.
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일본, 세계 최초 나무 인공위성 발사 성공…우주쓰레기 문제 해결 기대
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[신소재 신기술(126)] 드론 비롯한 로봇, '고양이 눈' 장착해 목표물 추적…정확도 UP!
- 고양이의 눈에서 아이디어를 얻은 새로운 컴퓨터 비전 시스템을 통해 정확하게 목표물을 추적할 수 있는 드론이 출현했다. 로봇, 드론, 자율주행차를 비롯한 자율 시스템이 점점 보편화되고 있지만, 모든 환경과 조건에서 사물을 파악하는 데는 여전히 어려움을 겪고 있다. 예를 들어 자율주행차는 비나 안개 등 악조건 속에서는 제 성능이 발휘되지 못한다. 악조건이 자율주행차의 센서와 카메라에 영향을 미치기 때문이다. 그런 가운데, 전문가로 구성된 연구진이 고양이 눈의 구조를 모델로 한 고급 렌즈와 센서를 사용한 새로운 비전 시스템을 설계, 물체 감지 및 인식 능력을 향상시켰다고 라이브사이언스가 전했다. 새로운 컴퓨터 비전 시스템에 대한 연구 결과는 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 발표됐다. 연구진이 고양이의 눈을 모델로 선택한 것은 그들이 밝거나 어두운 환경 모두에서 뛰어난 시력을 보여주고 있기 때문이다. 고양이의 동공은 수직 슬릿(사람처럼 원 모양으로 수축하거나 팽창하지 않고 수직으로 좁게 여닫히는 동공) 모양으로, 낮 동안에는 슬릿이 좁아져 빛을 걸러내고 눈부심을 줄여 초점을 맞추는 데 도움이 된다. 밤에는 더 많은 빛을 받아들여 잘 볼 수 있도록 슬릿이 넓어진다. 망막 뒷부분의 반사층인 휘판(tapetum lucidum)은 가시광선을 망막을 통해 반사하고 광수용체가 사용할 수 있는 빛을 늘려 시야를 개선한다. 이와 마찬가지로, 개발된 새로운 컴퓨터 비전 시스템에는 밝은 조건에서는 불필요한 빛을 걸러내고 주요 물체를 골라내는 슬릿 모양의 조리개가 포함되어 있다. 동시에 고양이 눈에서 발견되는 것과 같은 반사층도 장착해 어두운 조건에서 가시성을 개선했다. 연구 책임자인 한국 광주과학기술원(GIST) 전자공학과 송영민 교수는 "로봇 카메라는 특히 조명 조건이 바뀔 때 혼잡하거나 위장된 배경에서 특정 물체를 찾는 데 어려움을 겪는 경우가 많다. 개발된 시스템은 로봇이 불필요한 부분은 흐리게 처리하고 목표 물체에 초점을 맞추도록 함으로써 이를 해결했다"고 말했다. 송 교수는 또 컴퓨터 비전 시스템은 무거운 컴퓨터 처리에 의존하지 않고 특수 렌즈가 이를 대신하기 때문에 에너지 효율성이 더 높다고 설명했다. 연구진이 이 시스템을 테스트했을 때, 대상 물체에 초점을 맞추면서도 배경 물체를 성공적으로 흐리게 처리한다는 사실을 발견했다. 연구진은 또 인간의 두뇌와 유사한 방식으로 정보를 처리하도록 설계된 머신러닝 알고리즘 모음인 신경망을 사용해 시스템이 중요한 물체를 더 잘 인식하도록 지원했다. 연구진은 이 시스템을 실용적으로 상업화하기 위해서는 시야, 즉 카메라 센서의 화소를 높이고 해상도를 개선해야 한다고 덧붙였다. 그러나 미래에는 군용 드론 및 감시 로봇을 포함한 여러 용도로 사용될 수 있을 것이라고 전문가들은 기대했다. 특히 이 기술은 로봇이 관측하기 매우 어려운 끊임없이 변화하는 환경에서 표적을 탐지, 추적 및 인식할 수 있을 만큼 발전할 수 있을 것으로 예상된다.
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[신소재 신기술(126)] 드론 비롯한 로봇, '고양이 눈' 장착해 목표물 추적…정확도 UP!
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야생 동물도 종종 술에 취한다?
- 야생 동물이 발효 과일(일종의 과일주)을 먹은 후 '술에 취한' 행동을 하는 것은 드물고 우연한 것으로 여겨지지만, 생태학자들은 야생 동물들도 취할 수 있다고 지적한다. 최근 생태 관련 '트렌드 생태학 및 진화(Trends in Ecology & Evolution)' 저널에 게재된 보고서에서 영국 엑서터대학교 연구팀은 에탄올(술)이 거의 모든 생태계에서 자연적으로 발견되기 때문에 과일과 꿀을 먹는 많은 동물이 정기적으로 에탄올을 소비할 가능성이 있다고 주장했다. 사이테크데일리에 따르면 대학 연구진을 이끈 엑서터대학교 킴벌리 호킹스 박사는 "에탄올이 그저 인간이 섭취하는 것이라는 인간 중심적 관점에서 벗어났다"며 "에탄올은 우리가 생각했던 것보다 자연계에 훨씬 더 풍부하며, 단 과일을 먹는 대부분의 동물은 어느 정도 에탄올에 노출된다"고 지적했다. ◇ 에탄올에 대한 진화적 적응 에탄올은 약 1억 년 전 현화식물이 번식을 위해 꽃에 꿀을 머금고 과일을 맺으면서 널리 퍼졌다. 당은 효모가 발효하는 기본 요소다. 에탄올은 오늘날 여전히 생태계 전반에 자연적으로 존재하며, 습한 열대 지역에서는 더 높은 당도로 연중 생산된다. 일반적으로 자연 발효 과일은 알코올 함량(ABV)이 1~2%에 불과하지만, 파나마의 과도하게 익은 야자 열매와 같이 10.2%에 달하는 경우도 있다. 동물은 효모가 에탄올 생산을 시작하기 전에 이미 에탄올을 분해할 수 있는 유전자를 가지고 있었지만, 종의 진화 과정에서 과일과 꿀을 소비하는 포유류와 새의 분해 능력이 미세 조정됐다는 증거가 있다. 특히 영장류와 나무쥐는 에탄올을 효율적으로 대사하도록 적응했다. ◇ 에탄올이 동물에게 줄 수 있는 이점 동물이 의도적으로 에탄올 자체를 목적으로 섭취하는지의 여부는 불분명하다. 동물의 생리학과 진화에 미치는 에탄올의 영향을 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. 그럼에도 불구하고 연구진은 에탄올 소비가 야생 동물에게 여러 가지 이점을 줄 수 있다고 지적했다. 무엇보다 발효 중에 생성되는 에탄올은 칼로리의 공급원, 즉 생명을 유지하기 위한 에너지원이다. 연구진은 다만 동물이 에탄올 자체를 감지할 가능성은 낮다고 밝혔다. 에탄올은 또한 야생 동물에게 몇 가지 이점을 가져다줄 수도 있다. 초파리는 의도적으로 에탄올이 함유된 물질에 알을 낳아 알을 기생충으로부터 보호하고, 초파리 유충은 말벌에 기생할 때 에탄올 섭취량을 늘린다. 엑서터대학교의 애나 보울랜드 교수는 "인지적 측면에서 에탄올이 엔도르핀과 도파민 시스템을 자극해 사회성 측면에서 이점이 될 수 있는 이완감을 유발한다는 아이디어가 제시되었다"며 "이를 테스트하려면 에탄올이 야생에서 생리적 반응을 일으키는지 알아야 한다"고 덧붙였다. ◇ 향후 연구 방향 야생 동물의 에탄올 소비의 중요성에 대해서는 답이 없는 의문이 많다. 연구팀은 향후 연구에서 영장류의 에탄올 섭취가 행동 및 사회적으로 미치는 영향을 조사하고 알코올 대사에 관여하는 효소를 보다 심층적으로 조사할 계획이다.
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야생 동물도 종종 술에 취한다?
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미국 아칸소주, '하얀 석유' 리튬 대량 발견…'전기차 혁명' 가속화?
- 미국 중남부 아칸소주(州)에서 현재 전 세계 수요량을 충족시키고도 남을 양의 리튬이 발견됐다. 21일(현지시간) 미 일간 뉴욕타임스(NYT) 보도에 따르면 미 지질조사국(USGS)과 아칸소주 정부는 미국 중남부 아칸소주에 대량의 리튬이 매장된 것으로 판단된다고 발표했다. USGS 소속 연구원들은 수질 테스트 및 머신 러닝을 이용한 연구 결과 아칸소주에 형성된 '스맥오버 지층' 일대에 약 500만∼1900만톤 가량의 리튬이 분포했을 가능성이 있다고 판단했다. 이는 현재 전 세계의 리튬 수요량을 충족시키고도 남을 양이라고 NYT는 전했다. 이 일대에서는 이미 엑손모빌을 포함한 몇몇 에너지 기업들이 리튬 생산을 위한 프로젝트 개발에 나선 상태다. 미국 당국은 이 지역에서 다른 에너지 자원을 추출하고 남은 소금물에서 리튬을 생산할 수 있다고 보고 관련 연구에 돌입해왔다. 전기차 배터리 등에 핵심 소재로 쓰이는 리튬은 대부분 호주와 남미에서 생산되며 가공 및 제조는 대부분 중국에서 이뤄진다. 이에 미국 바이든 행정부는 리튬이온 배터리 생산에 필요한 원자재를 자국 내에서 충당할 수 있도록 관련 작업을 지원해왔다. 데이비드 애플게이트 USGS 국장은 이날 성명에서 "(리튬) 수입을 대체하기 위한 미국 내 생산 증가 가능성은 고용 및 제조, 공급망 탄력성에 영향을 미칠 수 있다"고 말했다. 다만 이번에 발견된 리튬이 실제 생산으로 이어질 수 있을지는 리튬이 용해되어 있는 소금물에서 이를 곧바로 추출하는 기술의 개발 여부에 달린 것으로 보인다. 소금물에서 리튬을 추출하고 있는 칠레 등에서는 리튬이 용해된 소금물을 한 곳에 모아 증발시켜 남은 광물을 수집하는 식으로 리튬을 생산하는데, 이는 시간이 오래 걸릴 뿐더러 인근의 담수 공급 등 환경에도 악영향을 미칠 수 있다. 반면 엑손모빌 등 미국 업체들이 연구 중인 '리튬 직접 추출' 방식은 환경 피해 없이 빠른 속도로 리튬을 생산할 수 있지만 비용이 많이 드는 데다가 아직 기술이 완성되지 않아 대규모로 적용하는 데에는 어려움이 있다.
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미국 아칸소주, '하얀 석유' 리튬 대량 발견…'전기차 혁명' 가속화?
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카카오, AI 비서 '카나나' 출시…"맥락 파악해 그룹 채팅도 척척"
- 카카오가 22일 새로운 인공지능(AI) 서비스 '카나나'를 공개하며 AI 경쟁이 본격적으로 뛰어들었다. 정신아 카카오 대표는 이날 경기도 용인시 카카오 AI 캠퍼스에서 열린 개발자 콘퍼런스 '이프카카오(if kakao) AI 2024'에서 카나나를 소개했다. '카나나'는 개인과 그룹의 맥락을 이해하고 답변을 제시하는 AI 메이트를 지향한다. 카카오는 '관계의 연결'을 핵심 경쟁력으로 내세우며, 초개인화된 AI 서비스를 제공하겠다는 전략이다. 이는 거대언어모델(LLM) 기반의 주권 AI를 강조하는 네이버와 차별화된 행보다. '카나나'는 기존 AI 서비스와 달리 그룹 대화에서도 맥락을 이해하고 답변을 제시한다. 예를 들어 그룹 대화에서 나눈 회의 일정, 준비물 등을 기억해 사용자에게 알려주고, 대화 내용을 요약하거나 퀴즈를 내는 등의 기능을 수행한다. 또한 '귓속말' 기능을 통해 특정 사용자에게만 정보를 전달할 수 있다. '카나나'는 개인 메이트 '나나(nana)와 그룹 메이트 '카나(kana)'로 구성된다. '나나'는 일대일 대화와 그룹 대화 내용을 모두 기억하고, '카나'는 특정 그룹 대화방의 내만 기억한다. 카카오는 '카나나'를 카카오톡과 별개의 앱으로 출시할 예정이며, 연내 사내 테스트를 거쳐 완성도를 높일 계획이다. 이상호 카나나엑스 성과리더는 "'카나나'는 사용자에게 최적화된 AI 응답을 제공하는 것이 기존 AI 서비스와의 차별점"이라고 강조했다. 카카오는 '카나나' 외에도 다양한 AI 모델과 서비스를 개발 중이다. 글로벌 수준의 성능을 갖춘 '카나나 에센스'와 '카나나 나노'를 카카오의 주요 서비스에 적용하고, 멀티모달 언어 모델도 준비 중이다. 또한, AI 기반 어뷰징 예방 시스템 '페이크 시그널', AI 기반 선물 추천 및 맞춤형 광고 등 AI 기술을 다양한 분야에 활용하고 있다. 정 대표는 개인 건강검진 데이터 기반의 'AI 보험관리사' 서비스 출시 계획과 함께 내년에는 금융 분야 AI 서비스를 확대할 계획이라고 밝혔다. 한편, '이프카카오 AI 2024'는 23일 정규돈 CTO와 김병학 카나나알파 성과리더의 기조 세션, 타이 맥커처 엔비디아 수석부사장의 특별 강연 등으로 이어진다. 마지막 날에는 카카오 및 계열사 CTO들이 AI 기술을 소개하고 대담을 진행한다. 행사장에는 '카나나'를 비롯해 자율주행, 로봇 배송, 클라우드 등 카카오의 다양한 기술을 전시한다. 카카오 주가 하락 카카오 주가는 이날 전일 대비 5.20% 하락해 3만7350원으로 장을 마감했다. 카카오 주요 계열사 주가도 모두 큰 폭으로 하락했다. 카카오페이는 7.12%(1850원) 떨어진 2만4150원, 카카오게임즈는 3.67%(640원) 하락한 1만6800원, 카카오뱅크도 3.17%(700원) 내린 2만1750원을 기록했다.
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카카오, AI 비서 '카나나' 출시…"맥락 파악해 그룹 채팅도 척척"
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[퓨처 Eyes(54)] 테슬라, 2027년 로보택시 '승부수'…'사이버캡' 띄우지만 가시밭길 예고
- 미국 전기차 선두주자 테슬라가 '로보택시(무인 택시)'라는 새로운 혁신을 예고했다. 2027년까지 무감독 자율주행 시스템을 탑재한 로보택시를 상용화하겠다는 야심찬 목표를 제시하며 업계의 이목을 집중시키고 있다. 하지만 테슬라의 이러한 계획은 기술적 난관과 시장의 회의적인 시선에 직면하며 험난한 여정이 예상된다. '사이버캡'으로 여는 로보택시 시대, 과연 가능할까? 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난 10일 로스앤젤레스 버뱅크 워너브라더스 스튜디오에서 열린 '위, 로봇(We, Robot)' 행사에서 '사이버캡'이라는 이름의 2인승 자율주행 로보택시를 공개했다. 운전대와 페달 없이 완전 자율주행이 가능하도록 설계된 사이버캡은 반짝이는 은색 몸체와 동일한 색상의 바퀴가 장착된 차량으로, 외관으로는 미래에서 온 차량 그 자체였다. 머스크는 사이버캡의 가격을 3만 달러(약 4087만 원) 미만으로 2027년 이전 대량 생산을 목표로 한다고 밝혔다. 그러나 현재 테슬라의 자율주행 기술 'FSD(Full Self-Driving)'는 레벨 2 수준에 머물러 있다. 운전자의 개입이 필요한 부분적 자율주행 시스템으로, 완전 자율주행 기술 상용화까지는 상당한 기술적 진보가 필요한 상황이다. 자율주행 기술, 대중의 신뢰 얻을 수 있을까? 테슬라의 적극적인 행보에도 불구하고 자율주행 기술에 대한 대중의 신뢰는 아직 낮다. 최근 우버 보고서에 따르면, 우버 이용자의 절반이 자율주행차 이용을 꺼리는 것으로 나타났다. 자율주행 시스템의 안전성에 대한 우려가 여전히 높기 때문이다. 실제로 우버는 자율주행 기술 도입에 어려움을 겪고 있다. 웨이모(Waymo)와의 협력을 통한 자율주행차 시범 운영에도 불구하고, 승객들의 불안감은 해소되지 못하고 있다고 일렉트렉은 전했다. 이는 자율주행차 상용화의 가장 큰 걸림돌로 작용할 수 있다. 다라 코스로샤히 우버 CEO는 "안전이 가장 중요한 일이다. 그러면 앞으로 3~7년 안에 경제에 집중하기 시작할 것"이라고 전망했다. 테슬라 로보택시, 극복해야 할 과제들 테슬라가 그리는 로보택시의 미래는 장밋빛 전망으로 가득하지만, 현실은 녹록지 않다. 기술적 한계, 법적 규제, 대중의 불신이라는 높은 벽을 넘어야만 2027년 상용화라는 목표를 달성할 수 있다. 무엇보다 완전 자율주행 기술의 완성도를 높이는 것이 관건이다. 복잡한 도심 환경, 예측 불가능한 상황 속에서도 안전하고 정확한 주행을 보장해야 한다. 또한, 시스템 오류, 해킹 등 잠재적 위험 요소를 제거하고 안전성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 법적 규제 마련 또한 시급한 과제다. 자율주행 시스템과 관련된 법적 책임 소재, 보험 및 사고 처리 기준 등 명확한 규범 마련이 필요하다. 자율주행차에 대한 사회적 합의를 이끌어내고 제도적 기반을 구축하는 것이 로보택시 상용화의 필수 조건이다. 대중의 인식 개선도 중요하다. 자율주행 기술에 대한 불안감과 불신을 해소하고, 안전하고 편리한 교통 수단이라는 인식을 심어주어야 한다. 지속적인 기술 개발과 안전성 검증, 투명한 정보 공개를 통해 대중의 신뢰를 얻는 것이 중요하다. CFRA 리서치 애널리스트 개릿 넬슨은 "수많은 기술적 장애물과 안전 테스트, 규제 승인 등의 과제를 해결하는 데 몇 년이 걸릴 것"이라며 테슬라의 2027년 상용화 목표에 회의적인 시각을 보였다. 경쟁사들의 빠른 행보, 테슬라에 '자극제' 될 듯 테슬라가 자율주행 택시 시장의 '게임 체인저'를 꿈꾸지만, 이미 시장을 선점하고 있는 경쟁자들의 존재를 간과할 수 없다. 구글의 자회사 웨이모는 이미 미국 주요 도시에서 로보택시 서비스를 상용화하며 주행 거리와 안전성 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 웨이모는 2018년부터 샌프란시스코에서 자율주행 택시 서비스 '웨이모 원'을 시작으로, 현재 로스앤젤레스, 피닉스, 오스틴 등으로 서비스 지역을 확대하며 시장 지배력을 강화하고 있다. 특히, 웨이모는 누적 주행 거리와 낮은 사고율을 강점으로 내세우며 자율주행 기술에 대한 신뢰도를 높이는 데 주력하고 있다. 중국 IT 기업 바이두 또한 자율주행 택시 시장에서 괄목할 만한 성과를 보여주고 있다. 2021년 베이징에서 로보택시 서비스 '아폴로 고'를 출시한 바이두는 현재 중국 내 10개 도시로 서비스를 확장하며 빠르게 성장하고 있다. 국내 자동차 산업을 선도하는 현대자동차와 기아는 테슬라와 마찬가지로 레벨2 수준의 첨단운전자보조시스템(ADAS)을 구현하고 있다. 특히 현대차는 운전자 개입이 필요없는 레벨 4 자율주행 기술을 탑재한 무인 자율주행차를 개발해 지난 6월부터 서울 마포구 상암 등 제한된 구역에서 시속 50km 이내로 시범 운행을 개시했다. 웨이모와 바이두의 성공적인 로보택시 운영은 테슬라에게는 자극제가 될 것으로 보인다. 테슬라가 자율주행 택시 시장에서 경쟁 우위를 확보하기 위해서는, 경쟁사들의 기술력과 서비스 운영 노하우를 면밀히 분석하고 차별화된 전략을 수립해야 할 것이다. 특히, 웨이모와 바이두가 이미 확보한 방대한 주행 데이터와 운영 경험은 테슬라가 극복해야 할 과제로 꼽힌다. 테슬라가 자체적인 기술력과 브랜드 파워를 바탕으로 경쟁에서 앞서나갈 수 있을지, 앞으로의 행보가 주목된다. 한편 테슬라의 로보택시는 단순한 기술적 진보를 넘어 우리 삶의 방식을 바꿀 잠재력을 지니고 있다. 교통 체증, 사고 감소, 이동 편의 증대 등 다양한 사회적·경제적 효과를 가져올 수 있다. 그러나 꿈을 현실로 만들기 위해서는 혁신적인 기술 개발과 더불어 사회적 공감대 형성, 제도적 뒷받침이 필요하다. 테슬라가 과연 2027년 로보택시 시대를 열고 교통 혁명을 이끌어낼 수 있을지, 그 결과가 주목된다.
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[퓨처 Eyes(54)] 테슬라, 2027년 로보택시 '승부수'…'사이버캡' 띄우지만 가시밭길 예고
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'파업 한달' 보잉, 비용 절감 위해 10% 감원 나서
- 미국 항공기 제조 업체 보잉이 자사 노동조합의 한 달째 파업을 이어가는 상황에서도 대규모 정리해고 계획을 발표했다. 13일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 보잉은 비용 절감을 위해 1만7000명 규모의 감원을 실시할 예정이라고 밝혔다. 이는 보잉의 전 세계 직원의 10% 수준이다. 보잉의 차세대 주력 항공기인 777X 기종의 첫 인도 역시 2026년으로 1년 연기될 것으로 보인다. 보잉사측은 개발 및 테스트 문제와 노조 파업으로 인한 작업 중단 등을 이유로 들었다. 3만3000여 명의 보잉 기계공 노조원들은 지난달 13일 임금 인상 등을 요구하며 16년 만의 파업에 돌입했다. 한 달간 지속된 파업으로 737맥스·767·777 등 여객기 생산이 중단되면서 부품사 및 고객사들 역시 운영에 큰 차질을 빚고 있는 것으로 알려졌다. 보잉의 실적은 연초부터 이어진 기체 결함 안전사고로 인해 악화일로를 걷고 있다. 이달 23일 실적 발표에 앞서 보잉은 3분기 주당 3.37달러의 순손실을 냈을 것으로 예상된다. 2분기(2.90달러)보다 손실 폭이 확대된 셈이다. 보잉은 올 상반기에도 70억 달러 이상의 현금흐름상 손실을 기록했다. 실적 악화에 보잉의 신용등급은 추락할 위기에 직면했다. 글로벌 신용평가사인 스탠더드앤드푸어스(S&P)는 이달 8일 보잉에 대해 재무적 위험이 커지고 있다며 '부정적 관찰 대상'에 올린다고 밝혔다. 보잉의 현재 신용등급은 'BBB-'로 한 단계 하향될 경우 투자 부적격 등급으로 떨어진다. 로이터는 전문가들을 인용해 보잉이 현 등급을 유지하기 위해 100억~150억 달러의 자금을 조달해야 할 것이라고 전했다.
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- 산업
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'파업 한달' 보잉, 비용 절감 위해 10% 감원 나서
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삼성전자, 외국인 이탈에 시총 90조 '증발'
- 국내 증시 대장주 삼성전자 주가가 1년 7개월만에 5만원대로 주저앉은 가운데 외국인 투자자들이 썰물처럼 빠져 나가고 있다. 13일 한국거래소에 따르면 외국인은 지난달 3일 이후 23거래일 연속 삼성전자 주식을 팔아치웠다. 이 기간 순매도 규모는 무려 10조6593억원에 달한다. 같은 기간 삼성전자 주가는 7만4400원에서 5만9300원으로 20.3% 급락했고, 시가총액은 444조원에서 354조원으로 급락했다. 무려 90조원이 허공으로 증발한 셈이다. 모건 스탠리, 맥쿼리 등 글로벌 투자은행(IB)들이 제기한 '반도체 겨울론'에 흔들리던 삼성전자 주가는 지난 8일 발표된 3분기 실적 쇼크로 직격탄을 맞았다. 삼성전자 3분기 영업이익은 9조1000억원으로 시장 기대치에 크게 못미친 실적이었다. 이에 "기대에 못 미치는 결과를 보여드려 죄송하다. 근본적인 기술 경쟁력과 회사의 미래에 대한 걱정을 끼쳐드린 점 사과드린다"라며 이례적으로 사과의 뜻을 전하기도 했다. 그럼에도 외국인 투자자들의 이탈은 지분율 변화에서도 뚜렷하게 나타난다. 8월 말 56.02%였던 외국인 지분율은 9월 말 53.75%로 2.27%포인트 급락했다. 이는 2004년 9월~10월(-2.57%포인트) 이후 20년 만에 가장 큰 하락폭이다. 특히, 경쟁사인 SK하이닉스와의 격차가 눈에 띈다. SK하이닉스의 외국인 지분율은 54%대로 지난 9월부터 삼성전자를 추월했다. 10일 기준 삼성전자 53.37%, SK하이닉스 54.21%로 격차는 더욱 벌어졌다. 외국인 투자자들은 삼성전자를 외면하는 반면 SK하이닉스 주식은 적극적으로 매수하고 있다. 지난달 3일 이후 외국인 순매수 1위는 SK하이닉스, 순매도 1위는 삼성전자였다. SK하이닉스, 주가 '껑충'… 엔비디아 HBM 공급 '선점' 효과 같은 기간 SK하이닉스 주가는 6.90% 상승했다. SK하이닉스는 인공지능(AI) 시장의 주요 고객인 엔비디아에 4세대 고대역폭 메모리(HBM)인 HBM3를 독점 공급하고 있으며, 5세대 HBM인 HBM3E 8단 제품 역시 가장 먼저 공급을 시작했다. 반면 삼성전자는 HBM3E 8단 및 12단 제품의 엔비디아 납품을 위한 품질 테스트를 아직 진행 중이다. 삼성전자의 부진에 실망한 외국인 투자자들이 역대 최장 순매도 기록을 경신할 가능성도 제기된다. 1999년 관련 통계 집계 이후 외국인이 삼성전자 주식을 가장 오랫동안 순매도한 기간은 2022년 3월 25일부터 4월 28일까지 25거래일 연속이다. 삼성전자의 외국인 지분율이 50% 아래로 내려간 것은 2022년 12월(49.67%)이 마지막이다. 당시 삼성전자 주가는 5만원대에 머물렀다. 유안타증권 강대석 연구원은 "외국인 투자자들은 2개월 반 만에 올해 7월까지 순매수했던 규모를 모두 팔아치웠다"고 분석했다. 이어 "최근 외국인 투자자들이 SK하이닉스 주식은 사들이고 삼성전자 주식은 파는 전략을 취하고 있지만, 전체적으로 반도체 비중을 줄인 것으로 보인다"며 "삼성전자에 대한 우려는 이미 주가에 충분히 반영되었다"고 평가했다. 강 연구원은 "주가가 반등하려면 부진의 원인이 해소되어야 하는데, 이는 당장 나타나기 어려울 것"이라면서도 "주가 하락으로 인해 국내 증시가 침체되는 현상은 진정될 것으로 예상된다"고 전망했다.
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삼성전자, 외국인 이탈에 시총 90조 '증발'
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아마존, 물류 창고 로봇 10배 증강…자동화 가속
- 아마존(Amazon)이 이번주 열린 'Delivering the Future(미래 배송)' 행사에서 새로운 로봇 구동 배송 창고에 대한 계획을 발표했다고 테크크런치가 전했다. 자동화 계획에 따른 첫 번째 '차세대 주문 처리 센터'는 루이지애나주 슈리브포트 물류 센터에서 시행된다. 아마존에 따르면 300만 평방피트 규모의 이 창고는 5개 층으로 구성되어 있으며, 대략 축구장 55개의 면적에 해당한다. 이 창고는 아마존이 지난 2012년 키바(Kiva)를 인수한 이후 10여 년 동안 아마존이 실행해 온 로봇 공학 분야 작업을 상징하는 곳이다. 전자상거래의 전 세계 최강자 아마존의 접근 방식은 주로 정상적인 운영을 방해하지 않도록 기존의 워크플로, 즉 기존 작업에 로봇을 통합하는 데 중점을 두었다. 이번에 발표한 새로운 모델은 로보틱스와 AI에 대한 보다 근본적인 접근 방식을 도입하는 것으로 보인다. 아마존은 아직 센터에 배치된 로봇과 관련해 구체적인 수치를 발표하지 않았지만, 10배 정도 증강하는 규모가 될 것이라고만 말했다. 그러나 업계에 따르면 아마존은 이미 미국 전역의 센터에 거의 100만 대의 로봇 시스템을 배치한 것으로 추정된다. 아마존은 키바 스타일의 자율주행 모바일 로봇(AMR)과 재고를 관리하는 로봇 팔 로빈(Robin), 카디날(Cardinal), 스패로우(Sparrow)와 함께 세쿼이아(Sequoia)를 배치하고 있다. 아마존은 이를 "직원들이 상품을 보관하고 픽업하는 것을 더 빠르고 안전하게 만드는 최첨단 다단계 컨테이너화 재고 시스템"이라고 부른다. 차세대 시설에서 세쿼이아는 3000만 개 이상의 품목을 보관할 수 있다. 이번 배치 로봇 버전은 아마존이 지난해 이맘때 휴스턴에 배치한 최초의 세쿼이아 재고관리 시스템의 5배 크기다. 지난 8월 영입한 코베리안트(Covariant) 설립자 피터 아빌, 피터 첸, 로키 두안이 시스템 전반에 AI를 배치하는 데 중추적인 역할을 할 것으로 보인다. 루이지애나 물류 센터는 이러한 로봇 시스템을 테스트하는 중요한 장소가 된다. 하드웨어에 구애받지 않는 독립적인 플랫폼과 로봇 시스템 간의 통신은 최근까지 일종의 꿈이었기 때문에 해결하기 어려운 난제였다. 아마존은 이러한 로봇 시스템에 대해 "여전히 사람이 관여할 것"이라고 재빨리 언급했다. 루이지애나 사업장은 로봇을 배치하고 온전히 가동되는 시점에 2500명을 신규 고용할 것이라고 한다.
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아마존, 물류 창고 로봇 10배 증강…자동화 가속
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영국 BAE 시스템즈, 호주 육군에 지상 장갑차 로봇 공급
- 호주 육군이 자율주행(무인) 지상 차량을 통합 재구성하는 가운데, 영국 BAE 시스템즈가 새로운 지상 장갑차 로봇 'ATLAS 8x8'을 공급하게 됐다고 디펜스뉴스가 전했다. ATLAS는 'Autonomous Tactical Light Armour System'의 약자로, 말 그대로 '자율주행 전술 경량 장갑차량 시스템'이다. BAE 시스템즈는 이달 초 호주 멜버른에서 열린 군 장비 관련 '랜드 포스 2004(Land Forces 2024)' 전시회에서 이 장갑차 로봇 시스템의 '협력 전투' 버전을 공개했다. 공개된 장갑 차량은 '부쉬마스터(Bushmaster) 25mm' 대포로 무장했는데, 회사 측은 이 차량에 대구경 무기, 박격포, 대전차 유도 미사일, 탄약 발사기, 감시 센서 등도 장착할 수 있다고 밝혔다. 호주 육군은 무인지상차량(UGV), 드론, 로봇, 대 드론 시스템과 같은 신기술을 평가하기 위해 애들레이드에 본부를 두고 있는 제1기갑 연대를 시험 및 실험 부대로 전환했다. 이곳에서 장갑차 로봇에 대한 실전 테스트가 진행된다. 부대 지휘관인 제이크 펜리 중령은 디펜스뉴스와의 인터뷰에서 "부대가 올해 말 M1A1 에이브럼스 전차를 도입할 것이며 내년 2월 1일 예정하고 있는 테스트 임무에서 초기 작전 능력을 검증할 것"이라고 밝혔다. 펜리는 "최첨단 신기술을 군인에게 신속하게 제공할 수 있는 능력은 이러한 자율주행 차량 플랫폼을 신속하게 검증해 전투 부대에 투입할 수 있음을 의미한다"며 부대의 새로운 역할에 대해 언급했다. 이 부대는 호주 BAE 시스템즈가 개조해 제공한 20대의 차량을 평가하고 있다. 펜리는 이 차량 시스템이 매우 유익하다고 밝히고, 부대는 장갑차 전문 지식을 바탕으로 이 차량을 관리하고 유용하게 활용하는 방법을 잘 파악하고 있다고 부연했다. BAE 시스템즈는 현재, 호주 육군과 선택적으로 유인할 수 있는 M113을 ATLAS 프로젝트의 더욱 진보된 센서와 소프트웨어로 업그레이드하는 방안을 논의하고 있다. 전투 ATLAS 로봇 장갑 차량은 현재 호주 육군과 미국 해병대가 사용하는 'LAV-25 8x8' 장갑차보다 약간 소형인 10톤급으로, 고급 정찰, 장갑 감시, 측면 보호 및 호송 호위 임무를 수행할 수 있다. 호주 BAE 시스템즈의 육상 자율주행 프로젝트 관리자인 폴 핀치는 ATLAS가 수파캣(Supacat)의 HMT 익스텐다 섀시 및 구동 모듈, 그리고 슬로베니아 회사 발할라 터렛(Valhalla Turrets)의 밴티지(Vantage) 무인 포탑을 사용한다고 말했다. 이들을 제외한 잔여 적재 용량 6톤은 20피트 표준 운송 컨테이너에 넣을 수 있다. 이를 통해 도로, 기차 및 선박을 통한 다양한 운송 옵션이 가능하며, ATLAS 차량 6대가 C-17 항공기에 적재될 수 있다. 핀치는 지난해 6월 수파캣과 계약을 체결한 후 7월에 프로토타입이 완성되었다고 밝혔다. 그는 차량이 현재 약 90% 완성되었고, 하위 시스템을 검증하고 소프트웨어를 교육하기 위한 작업이 진행 중이라고 말했다. ATLAS는 중형 UGV 영역에서 대부분의 추적 플랫폼과 경쟁하고 있지만, 바퀴 구조는 도로 이동성 측면에서 이점을 제공하고 있다고 한다.
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영국 BAE 시스템즈, 호주 육군에 지상 장갑차 로봇 공급
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[신소재 신기술(113)] 美 조지아 공대, 리튬이온배터리 획기적 개선 음극재 개발
- 전기자동차(EV) 시장의 케즘(chasm·일시적 수요 정체) 극복 방안의 하나로 '차세대 배터리'가 거론되는 가운데 미국에서 새로운 음극 소재가 개발됐다. 조지아 공과대학은 홈페이지를 통해 하이롱 첸(Hailong Chen) 교수가 이끄는 다기관 연구팀은 리튬이온배터리(LIBs)를 획기적으로 개선할 수 있는 저렴한 새로운 음극 소재를 개발했다고 밝혔다. 이는 전기자동차 시장과 대규모 에너지 저장 시스템을 변화시킬 가능성이 있다. 조지아공대 우드러프 기계공학부 및 재료과학·공학부 하이롱 첸 부교수는 "오랫동안 사람들은 기존 음극재보다 저렴하고 지속 가능한 대안을 찾고 있었다. 우리가 그걸 찾은 것 같다"고 말했다. 연구팀에 따르면 획기적인 소재인 삼염화철(FeCl3)은 일반적인 음극재 비용의 1~2%에 불과하지만 동일한 양의 전기를 저장할 수 있다. 음극재는 용량, 에너지 및 효율성에 영향을 미치며 배터리 성능과 수명, 경제성에 중요한 역할을 한다. 첸 교수는 "우리 음극재는 게임 체인저가 될 수 있다"며 "이는 전기차 시장 뿐만 아니라 전체 리튬 이온 배터리 시장을 크게 개선할 것"이라고 말했다. 연구 결과는 학술지 네이처 서스테너빌리티(Nature Sustainability)에 게재됐다. 1990년대 초 소니에 의해 처음 상용화된 리튬이온배터리(LIB)는 스마트폰이나 테블릿과 같은 개인용 전자제품의 폭발적인 성장을 촉발했다. 이 기술은 결국 전기자동차에 동력을 공급하는 신뢰할 수 있고 충전 가능한 고밀도 에너지원으로 발전했다. 그러나 개인용 전자 제품과 달리 전기차와 같은 대규모 에너지 사용자는 LIB 비용에 특히 민감하다. 현재 배터리는 전기차 총 비용의 50%를 차지하며, 이로 인해 이러한 청정 에너지 자동차는 내연 기관 자동차보다 더 비싸다. 더 나은 배터리 구축 구식 알카라인 배터리와 납축 배터리에 비해 리튬이온배터리는 더 작은 패키지에 더 많은 에너지를 저장하고 충전 장치에 더 오래 전원을 공급한다. 그러나 리튬이온배터리에는 코발트나 니켈과 같은 희귀 속이 포함되어 있으며 제조 비용이 높다. 지금까지 LIB용으로 네 가지 유형의 음극만 성공적으로 상용화됐다. 기존 LIB는 액체 전해질을 사용하여 에너지 저장 및 방출을 위한 리튬 이온을 운반한다. 저장할 수 있는 에너지 양에는 엄격한 제한이 있으며 누출 및 화재가 발생할 수 있다. 그러나 모든 고체리튬이온배터리는 고체 전해질을 사용하여 배터리 효율성과 안정성을 크게 높이고 더 안전하게 더 많은 에너지를 저장할 수 있도록 한다. 아직 개발 및 테스트 단계에 있는 이러한 배터리는 상당한 개선이 될 것이다. 연구팀이 개발한 FeCl3 음극, 고체 전해질 및 리튬 금속 양극을 사용하면 전체 배터리 시스템 비용이 현재 LIB의 30-40%에 불과하다. 첸 교수는 "이는 전기차를 내연 기관 자동차보다 훨씬 저렴하게 만들뿐만 아니라 새롭고 유망한 형태의 대규모 에너지 저장 장치를 제공해 전력망의 복원력을 향상시킨다"고 말했다. 이어 "또한 우리가 개발한 음극은 전기차 시장의 지속 가능성과 공급망 안정을 크게 향상시킬 것"이라고 기대했다. 음극재로 염화철(FeCl3) 주목 음극재로서의 FeCl3에 대한 첸의 관심은 고체 전해질 재료 연구에서 시작됐다. 그의 연구실은 2019년부터 기존 상용 산화물 기반 음극을 사용해 고체 배터리를 만들려고 시도했다. 결과는 좋지 않았다. 음극과 전해질 재료가 잘 맞지 않았던 것. 연구원들은 염화물 기반 음극이 염화물 전해질과 더 나은 쌍을 이루어 더 나은 배터리 성능을 제공할 수 있다는 점에 착안했다. 첸 교수는 "우리는 시도해볼 가치가 있는 후보(FeCl3)를 찾았다. 결정구조가 리튬이온 저장 및 운송에 잠재적으로 적합했기 때문이다"라고 설명했다. 현재 전기차에서 가장 많이 사용되는 음극은 산화물이며 엄청난 양의 값비싼 니켈과 코발트가 필요하다. 이는 독성이 있을 수 있으며 환경 문제를 야기할 수 있는 중금속이다. 이와 대조적으로 연구팀이 개발한 새로운 음극에는 철(Fe)과 염소(Cl)만 포함되어 있다. 이는 강철과 식용 소금에서 발견되는 풍부하고 저렴하며 널리 사용되는 원소들이다. 초기 테스트에서 FeCl3는 다른 훨씬 더 비싼 음극만큼 또는 더 나은 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 예를 들어 널리 사용되는 음극 리튬철인산염(LiFePO4, LIF)보다 작동 전압이 더 높다. 작동 전압은 배터리가 장치에 연결될 때 제공하는 전기력으로 정원에서 사용하는 호스의 수압과 유사하다. 연구팀은 이 기술이 5년 이내에 전기차에서 상업적으로 실행 가능할 수 있을 것으로 기대했다. 첸은 현재로서는 연구팀이 FeCl3와 관련 소재를 계속 연구할 것이라고 말했다. ◇ 참고: Zhantao Liu, Jue Liu, Simin Zhao, Sangni Xun, Paul Byaruhanga, Shuo Chen, Yuanzhi Tang, Ting Zhu, Hailong Chen. 「모든 고체 리튬 이온 배터리를 위한 저비용 삼염화철 음극」 Nature Sustainability.
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[신소재 신기술(113)] 美 조지아 공대, 리튬이온배터리 획기적 개선 음극재 개발
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빛 공해 인공조명, 물고기 행동과 후손에게까지 악영향
- 야간 인공조명이 물고기 행동에 큰 영향을 미치고 자손에게도 대물림되는 것으로 밝혀졌다. 최근 연구에 따르면 특히 청색 스펙트럼의 빛 공해는 물고기의 행동을 단 며칠 만에 변화시키고 그 영향이 후손에게까지 미칠수 있다고 PHYS가 보도했다. 독일의 세계적인 연구소인 막스 플랑크 동물행동연구소 연구팀은 세계적인 빛 공해의 주요 원인으로 여겨지는 야간 인공조명에 노출된 암컷 제브라피쉬의 반응을 연구했다. 연구 결과 9일 동안 다양한 파장의 야간 인공 조명에 노출된 물고기들은 헤엄치는 횟수가 줄었다. 물고기들은 또한 서로 더 가깝게 붙어 다니며 수족관 근처 벽에서 더 많은 시간을 보내는 '불안 유사 행동(anxiety-like behavior)'을 보였다. 이러한 불안 유사 행동은 모든 파장의 빛에 노출된 물고기에서 관찰되었지만, 청색 스펙트럼의 단파장은 가장 빠르고 강력한 변화를 일으켰다. 또한 빛 공해는 장기적인 영향을 미칠 수도 있다는 사실도 드러났다. 빛에 노출된 어미에게서 태어난 새끼들은 빛에 노출된 적이 없음에도 불구하고 헤엄치는 횟수가 적었다. 이 연구는 종합환경과학(Science of The Total Environment) 저널에 게재됐다. 빛 공해, 대부분의 생물에 악영향 야간 인공조명은 밤에 어두워야 할 곳에 빛을 더함으로써 환경을 오염시킨다. 이는 거리의 가로등, 건물이나 산업 지역을 밝히는 옥외 조명과 밤에도 우리 주의를 끄는 실내 기기들을 통해 존재한다. 이들 야간 인공 조명은 빛과 어둠의 주기에 의해 조절되는 생물학적 과정의 자연스러운 리듬을 방해해 대부분의 생물에게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 야간 인공조명의 부정적인 영향이 청색 스펙트럼 빛에 노출된 인간에게서 발생한다는 사실을 바탕으로, 다양한 파장의 빛이 물고기의 행동에 어떤 영향을 미치는 지 알아보고자 했다. 막스 플랑크 동물행동연구소의 박사 과정 학생으로 연구를 수행한 제1저자인 웨이웨이 리(Wei WEi Li)는 "수면은 밤에 인공 조명으로 인해 방해 받는 동물의 주요 과정 중에 하나로 그것이 동물의 생활 능력에 어떤 의미가 있는 지 궁금했다"고 말했다. 팀은 암컷 제브라피쉬를 가시광선 스펙트럼의 9개 개별 파장과 백색광을 포함한 10가지 야간 조명 조건에 노출시켰다. 빛은 20럭스로 설정되었는데, 이는 멀리서 보는 가로등의 밝기와 동물들이 외부 환경에 노출될 수 있는 밝기와 유사하다. 연구 결과, 물고기는 모든 파장의 빛에서 8일 동안 노출된 후 헤엄치는 횟수가 줄었고, 서로 가깝게 붙어 다녔으며, 수족관 벽 근처에서 더 많은 시간을 보냈다. 이는 동물의 불안을 나타내는 '접촉주성(thigmotaxis)' 또는 '벽 껴안기 행동'으로 알려져 있다. 그러나 청색광의 영향은 훨씬 더 빨리 나타났다. 노출 5일만에 물고기는 불안 유사 행동을 나타냈으며, 470nm의 빛이 가장 강력한 영향을 미쳤다. 이 연구는 메커니즘을 밝히는 것을 목표로 하지는 않았지만 연구팀은 수면 부족이 데이터 패턴의 근본 원인일 수 있다고 추정했다. 행동 변화가 즉시 나타나지 않고 5일 또는 8일 밤의 노출 후에 나타났다는 사실은 수면 부족으로 설명될 수 있다는 것이다. 빛공해 영향, 자손에게 대물림 이번 연구는 또한 빛 공해의 영향이 개체에만 그치지 않고 자손에게까지 전달된다는 것을 보여주었다. 연구팀은 야간 인공조명에 노출 연구에 사용된 암컷 제브라피쉬를 번식시킨 뒤 태어난 새끼들을 자연광 조건에서 키웠다. 15일 후 연구팀은 작은 물고기의 활동 수준을 정량화하기 위해 설계된 특수 자동 추적 소프트웨어를 사용해 새끼들의 수영 행동을 테스트했다. 빛 공해에 노출된 어미의 새끼들은 밤에 빛에 노출되지 않았음에도 불구하고 낮에 움직임이 감소했다. 연구의 주저자인 중국 수생물학연구소의 밍 두안(Ming Duan)은 "우리는 빛 공해가 물고기의 자연스러운 행동을 방해한다는 사실을 발견했으며, 이러한 방해는 체력에 영향을 미칠 수 있다"고 말했다. 연구팀은 야생 동물에 대한 야간 인공조명의 영향을 완화하기 위해서는 인공 광원에서 방출되는 빛의 종류에 특별한 주의를 기울여야 한다고 말했다. 특히 동물들이 잠을 자려고 하는 곳에서 청색 파장 광원의 사용을 최소화하는 것이 중요하다고 강조했다.
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빛 공해 인공조명, 물고기 행동과 후손에게까지 악영향
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한국은행 "미국 금리인하, 국내 경제 안정에 긍정적 영향"
- 한국은행이 미국의 금리 인하가 우리나라 경제 안정에 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 진단했다. 유상대 한국은행 부총재는 19일 "미국 통화정책의 방향 전환이 외환시장 안정이 도움이 될 것으로 예상되며, 앞으로 국내 경기·물가·금융안정 상황에 집중하여 통화정책을 펼칠 능력이 향상되었다"고 말했다. 유 qn총재는 이날 오전 8시부터 미국 연방송개시장위원회(FOMC) 정례회의 결과와 관련해 '시장상황 점검 회의'를 주재하고 이런 의견을 내놓았다. 또한 "주요 국의 통화정책도 각국 상황에 따라 다르게 진행죌 수 있으며, 미국 대선과 중동사태 등 국제 정세의 불안 요소로 인해 금융 시장의 변동성이 커질 수 있다"고 예상했다. 미국 연방준비제도(연준·Fed)는 17~18일(현지시간) 열린 FOMC 정례회의에서 금리정책(기준금리) 목표 범위를 5.25~5.50%에서 4.75~5.0%로 0.5%포인트(p)로 대 인하하는 '빅컷'을 단행했다. 연준의 금리 인하는 코로나19 팬데믹(감염병 대유행) 당시였던 2020년 3월 이후 처음이다. 사실상 4년 반만에 세계 경제·금융에 큰 영향을 미치는 미국의 통화정책 기조가 긴축에서 완화로 바뀌었다. 기존에 2.00%p차로 역대 최대였던 한국(3.50%)과 미국(5.25∼5.50%)의 금리 격차도 최대 1.50%p로 줄어들었다.
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한국은행 "미국 금리인하, 국내 경제 안정에 긍정적 영향"
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화성 '거미' 지형, NASA 실험실서 최초 재현 성공
- 미 항공우주국(나사·NASA) 과학자들이 실험실에서 화성의 거미 지형 재현에 성공했다고 나사가 지난 11일(현지시간) 홈페이지를 통해 밝혔다. 2003년 궤도선 이미지를 통해 발견된 이후, 화성 남반구에 펼쳐진 거미 모양의 지형은 그동안 과학자들의 호기심을 자극해 왔다. 각각의 가지 형태는 길이가 1km 이상 뻗어 있으며 수백 개의 가느다란 '다리'를 포함하고 있다. '아라네이폼 지형'이라고 불리는 이 지형은 종종 군집을 이루어 표면에 주름진 모습을 띠고 있다. 지금까지는 지구에는 자연적으로 존재하지 않는 이산화탄소 얼음과 관련된 과정을 통해 이 '거미' 지형이 생성된다는 이론이 지배적이었다. 하지만 최근 '행성과학저널(The Planetary Science Journal)'에 발표된 논문에 따르면, 과학자들은 화성의 온도와 기압을 모방한 환경에서 처음으로 이러한 형성 과정을 재현하는 데 성공했다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 로렌 맥키온은 "이 거미들은 그 자체로도 기이하고 아름다운 지질적 특징"이라며 "이번 실험은 거미 지형이 어떻게 형성되는 지에 대한 모델을 개선하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다. 이번 연구는 '키퍼 모델(Kieffer model)'에서 설명하는 몇 가지 형성 과정을 확인했다. 키퍼 모델은 화성의 남반구에서 발견되는 독특한 거미 모양 지형 즉 '아라네이폼' 지형의 형성 과정을 설명하는 이론이다. 이 모델은 햇빛, 이산화탄소 얼음, 그리고 토양 사이의 상호 작용을 통해 이러한 지형이 만들어진다고 설명한다. 화성의 거미 지형이 만들어지는 원리는 다음과 같다. 먼저 겨울마다 화성 표면에 쌓이는 투명한 이산화탄소 얼음층을 통해 햇빛이 토양을 가열한다. 토양은 위의 얼음보다 어둡기 때문에 열을 흡수하고, 그 결과 가장 가까운 얼음이 액체 상태를 거치지 않고 바로 가스로 변하는 '승화' 과정이 발생한다. 드라이아이스가 액체가 아닌 기체 상태로 바로 변하는 것이 승화다. 다음으로 가스 압력이 증가하면 화성의 얼음에 균열이 생기고 가스가 빠져나갈 수 있게 된다. 가스가 위로 스며 나오면서 토양에서 나온 어두운 먼지와 모래를 함께 끌고 올라가 얼음 표면에 쌓이면서 거미 다리와 같은 모양이 생성된다. 즉, 키퍼 모델 이론에 따르면 겨울이 봄으로 바뀌고 남은 얼음이 승화하면 가스 분출로 인해 거미 모양 지형이 남게 된다. 실험실에서 화성 재현 연구팀에게 가장 아려운 부분은 화성 극지 표면의 조건, 즉 극도로 낮은 기압과 영하 185도에 이르는 낮은 온도를 재현하는 것이었다. 이를 위해 맥키온은 JPL의 액체 질소 냉각 테스트 챔버인 DUSTIE((Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments)를 사용했다. 맥키온은 "DUSTIE를 좋아한다. 역사적인 장비다"라며 와인통 크기의 이 챔버가 NASA의 화성 탐사선 피닉스 착륙용으로 설계된 긁는 도구 프로토타입을 테스트하는 데 사용되었다고 밝혔다. 이 도구는 탐사선이 화성 북극 근처에서 물로된 얼음을 깨고 물을 퍼올려 분석하는 데 사용됐다. 이번 실험에서 연구원들은 액체 질소 욕조에 담긴 용기에 화성 토양 시뮬레이션 물질을 넣고 냉각했다. 그런 다음 이를 DUSTIE 챔버에 넣고 화성 남반구와 유사한 기압으로 낮췄다. 이후 이산화탄소 가스를 챔버에 주입하고 3~%시간 동안 기체에서 얼음으로 응축시켰다. 맥키온은 실험에 적합할 만큼 충분히 두껍고 투명한 얼음을 얻기 위해 여러번 시도해야 했다. 화성 남반구와 적절한 특성을 가진 얼음을 얻은 후에는 챔버 내부 시뮬레이션 물질 아래에 히터를 놓고 가열해 얼음 균열을 일으켰다. 맥키온은 마침내 분말 시뮬레이션 물질 내부에서 이산화탄소 가스 기둥이 분출되는 것을 보고 기뻐했다. 그는 "금요일 늦은 저녁이었는데, 실험실 관리자가 제 비명 소리를 듣고 뛰어왔다"며 5년 동안 이런 기둥을 만들기 위해 노력해왔다고 말했다. 어두운 기둥은 시뮬레이션 물질에서 구멍을 뚫고 뿜어져 나왔고, 모든 압축 가스가 배출될 때까지 10분 동안 시뮬레이션 물질을 분출했다. 실험 결과, 키퍼 모델에는 반영되지 않은 놀라운 사실이 발견됐다. 시뮬레이션 물질 알갱이 사이에 얼음이 형성된 후 균열이 생긴 것이다. 이러한 과정은 왜 '거미 지형'이 더 갈라진 모습을 갖는 지 설명했다. 갈라짐 현상 발생 여부는 토양 알갱이의 크기와 지하에 얼음이 얼마나 묻혀 있는지에 따라 달라지는 것으로 보인다. JPL의 세리나 디니에가는 "이것은 자연이 교과서 이미지보다 조금 더 복잡하다는 것을 보여주는 세부 사항 중 하나"라고 말했다. 향후 거미 지형 기둥 테스트 계획 기둥 형성 조건을 찾은 연구팀은 다음 단계로 아래의 히터 대신 위에서 인공 태양을 비추는 실험을 시도할 계획이다. 이를 통해 연구팀은 기둥과 토양 분출이 발생할 수 있는 조건의 범위를 좁힐 수 있을 것으로 보인다. 그럼에도 실험실에서는 답할 수 없는 거미 지형에 대한 많은 질문이 남아 있다. △왜 화성의 특정 지역에서만 거미 지형이 형성되었을까? △계절 변화의 결과로 나타나는 것으로 보이는 거미 지형은 왜 시간이 지나도 그 수나 크기가 증가하지 않는 것일까? 등이다. 거미 지형은 화성의 기후가 달랐던 먼 과거에 형성되었을 가능성도 있으며, 화성의 과거를 들여다 볼 수 있는 독특한 창을 제공할 수도 있다. 과학자들은 당분간 실험실 실험을 통해서만 화성의 거미 지형에 가까이 다가갈 수 있을 것으로 보인다. 화성 탐사선 큐리오시티와 퍼시비어런스 로버는 화성 남반구에서 멀리 떨어진 곳을 탐사하고 있다. 이 지역에는 아직 어떤 우주선도 착륙한 적이 없다. 2007년 8월 발사돼 2008년 5월 25일 화성 북반구에 착륙한 피닉스 우주선은 극심한 추위와 제한된 햇빛으로 같은해 11월 10일 임무가 종료됐다. 피닉스 탐사선은 물과 생명체를 탐사하는 두 가지 목표를 가졌지만 화성의 극한의 기온을 견디지 못했다.
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화성 '거미' 지형, NASA 실험실서 최초 재현 성공
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[신소재 신기술(109)] 나노실크 기반 여과 소재, 물속 화학물질과 중금속 제거 효과
- 화학 물질에 의한 물 오염은 전 세계적으로 빠르게 확산되고 있는 심각한 문제다. 미국 질병통제예방센터(CDC)의 최근 연구에 따르면, 검사를 받은 사람의 98%가 혈류에서 '영원한 화학 물질'이라고 알려진 화합물 계열인 과불화화합물(PFAS)이 검출됐다. 이런 화학 물질과 중금속을 여과하는 효과가 큰 소재가 MIT 연구팀에 의해 개발됐다고 MIT 공식 홈페이지가 발표했다. 게시글에 따르면 연구팀이 개발한 여과 소재는 화학이나 중금속 오염에 대한 자연 기반 솔루션을 제공할 수 있다고 한다. 상수도 필터로의 우선 활용이 예상된다는 기대다. 이 소재는 천연 실크와 셀룰로오스를 기반으로 하고 있으며, 지속성 화학 물질과 중금속을 광범위하게 제거할 수 있다. 나아가 항균 특성도 강해 필터가 오염되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. PFAS 화학 물질은 화장품, 식품 포장, 방수 의류 소재, 소방용 거품, 조리도구용 코팅제 등 제품에 광범위하게 사용돼 오염을 일으킨다. 미국에서만 이 화학 물질로 오염된 5만 7000곳이 확인됐다. 미국 환경보호국(EPA)은 PFAS를 1조 분의 7 미만으로 제한하도록 규제하는 새로운 규정을 마련했으며, 이를 준수하기 위한 PFAS 정화에는 연간 15억 달러가 소요될 것으로 추정한다. 연구팀은 "PFAS 및 유사 화합물에 의한 오염은 실질적인 위협으로, 이번에 개발한 솔루션은 이를 효율적, 경제적으로 해결할 수 있다"라며 "연구팀이 단백질과 셀룰로오스 기반의 소재를 개발한 근본적인 이유"라고 설명했다. 이 연구는 우연히 이루어졌다. 초기 여과 소재 기술은 PFAS 제거와 전혀 관련 없는 목적을 위해 개발됐다. 당초에는 낮은 품질의 위조 종자 확산을 막기 위한 라벨링 시스템을 만드는 용도로 만들어졌다. 연구팀은 실온에서 환경친화적인 물 기반 드롭 캐스팅 방법을 통해 실크 단백질을 균일한 나노스케일 결정 또는 나노섬유로 가공하는 방법을 고안했다. 연구팀은 새로운 나노섬유 재료가 오염 물질을 걸러내는 데도 효과적일 것이라고 보았지만, 초기 시도에서는 효과를 보지 못했다. 그런데 여기에 셀룰로오스를 추가함으로써 해법을 찾아냈다. 팀은 얇은 막으로 형성될 수 있는 실크 기반 섬유에 셀룰로오스를 통합한 다음 셀룰로오스의 전하를 조정해 화학 물질과 중금속 오염 물질을 제거하는 데 매우 효과적인 재료를 생산하는 데 성공했다. 실험 결과 셀룰로오스의 전하는 강력한 항균 특성을 나타냈다. 이는 여과 필터의 주요 고장 원인 중 하나가 박테리아와 곰팡이에 의한 오염이라는 점에서 의미있는 발견이었다. 필터의 항균 특성이 오염 문제를 크게 줄일 수 있게 된 것이다. 실험실 테스트에서 이 여과 재료는 현재 사용되는 일반 재료인 활성탄 또는 과립 활성탄보다 물에서 훨씬 더 많은 오염 물질을 추출해 제거했다. 연구팀은 앞으로 원료의 내구성과 가용성을 개선하는 작업을 이어갈 계획이다. 연구에 활용된 실크 단백질은 실크 섬유 산업의 부산물로 이용할 수 있지만, 소재를 물 여과로 확장하면 공급이 부족할 수 있다. 대체 단백질 소재가 더 낮은 비용으로 같은 기능을 수행할 수도 있을 것이라는 기대다. 연구팀은 이 여과 소재가 주방 수도꼭지에 부착하는 필터로 우선 사용될 가능성이 높다고 말했다. 향후에는 거대 상수도 시설에서의 여과 용도로 확장될 것으로 예상했다. 물론 이는 오염 물질을 확실히 걸러준다는 사실이 입증된 후에 가능한 일이다. 연구팀은 이 소재의 큰 장점이 식품 성분이기 때문에 오염이 발생할 가능성은 매우 낮다고 자신했다. 한편 이 연구는 미국 해군연구소, 미국 국립과학재단, 싱가포르-MIT 연구기술연합의 지원을 받았다.
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[신소재 신기술(109)] 나노실크 기반 여과 소재, 물속 화학물질과 중금속 제거 효과
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마이크론, 5세대 12단 HBM3E 제품개발 완료⋯공격적인 라인증설 계획
- 미국 마이크론 테크놀로지(이하 마이크론)가 5세대 HBM(HBM3E) 12단 제품 개발을 완료했다. 이에 따라 마이크론은 HBM 개발은 물론 공격적인 라인 증설까지 계획하면서 삼성전자와 SK하이닉스를 바짝 쫓게 됐다. 마이크론은 최근 자사 웹사이트를 통해 HBM3E 12단 시제품을 공급하고 있다고 공식 발표했다. 사측은 "주요 고객사에 승인(퀄) 테스트를 위한 12단 HBM3E를 출하하고 있다"고 설명했다. 마이크론은 자사의 36기가바이트(GB) HBM3E 12단 제품이 경쟁사 제품보다 뛰어나다고 자신했다. 이들은 HBM3E 12단 칩이 경쟁사의 24GB짜리 8단 HBM보다 50%나 많은 용량을 확보했지만, 전력 소모는 훨씬 적다고 소개했다. 세계 최대 파운드리 회사인 TSMC와의 협력도 공고하게 다지고 있다. TSMC 관계자는 마이크론과의 HBM3E 12단 협력에 대해 "TSMC의 패키징 공정에 마이크론의 HBM을 결합해 AI 고객사들의 혁신을 지원할 수 있을 것"이라고 평가했다. 마이크론은 SK하이닉스, 삼성전자에 이은 D램 업계 3위 회사다. 최근 AI 업계에서 화두가 되고 있는 HBM 분야에서도 후발 주자에 머문다. 하지만 마이크론의 기세는 매섭다. 연초 세계 AI 반도체 1위인 엔비디아에 HBM3E 8단 양산품을 삼성전자보다 먼저 공급하며 저력을 과시했다. 업계에서는 마이크론이 이번 HBM3E 12단 제품 역시 엔비디아의 프리미엄 AI용 칩인 B100, B200 탑재를 겨냥했을 것으로 보고 있다. 또한 마이크론은 HBM 생산능력 확대를 위한 공격적인 투자를 집행하고 있다. D램 생산·패키징 공정이 집약돼 있는 대만 타이중 공장을 HBM 라인으로 확대한 데 이어서 낸드 생산 거점이 있는 싱가포르 공장까지 HBM 후공정 라인으로 증축하는 계획을 세운 것으로 파악된다. 마이크론은 엔비디아·AMD 등 미국의 주요 '빅테크' 기업 외에도 AI 수요가 폭증하고 있는 중국에 보급형 HBM을 공급하는 영업 전략을 세운 것으로도 전해졌다.
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마이크론, 5세대 12단 HBM3E 제품개발 완료⋯공격적인 라인증설 계획
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[신소재 신기술(108)]국제우주정거장서 '금속 3D 프린팅' 첫 성공
- 유럽우주국(ESA)이 국제우주정거장(ISS)에서 금속 3D 프린터로 부품을 제작하는 데 성공했다. 이는 우주 공간에서 금속 3D 프린팅 기술을 활용한 최초의 사례로, 미래 우주 탐사에 새로운 가능성을 제시했다. ESA는 에어버스와 협력하여 개발한 '금속 3D 프린팅 기술 시연기'를 올해 초 ISS에 발사했다. ESA 우주비행사 안드레아스 모겐센은 이 장비를 ESA 콜럼버스 모듈에 설치했고, 지난 8월, 마침내 우주에서 최초의 3D 금속 형상을 성공적으로 인쇄했다. 미국과 러시아, 유럽연합(EU) 등이 참여한 닥구적 우주 정거장인 국제우주정거장은 1998년 건설이 시작됐으며, 지구 상공에서 400km 떨어진 저궤도를 돌고 있다. 이번 성공은 기존 ISS에서 플라스틱 3D 프린터만 사용되었던 것과 비교하면 획기적인 발전이다. 3D 금속 프린팅 기술은 무중력 상태에서도 필요한 부품을 즉시 제작하고 장비를 수리할 수 있게 해, 장기 우주 탐사 임무의 자율성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 일반적으로 3D 금속 프린터는 금속 합금 분말을 바닥에 깔고 전자빔이나 레이저로 디지털 파일에 기반한 패턴을 소결하는 방식으로 작동한다. 무중력 상태에서 금속을 녹이는 것도 문제지만, 금속 가루를 다루는 것은 위험할 뿐만 아니라 완전히 비현실적이다. 에어버스와 영국 크랜필드 대학이 개발한 금속 3D 프린터는 플라스틱 프린터를 모방해 이 문제를 해결했다. 스테인리스 스틸 와이어를 워크헤드에 공급하고 레이저로 그 자리에서 녹인 다음, 녹은 강철이 즉시 냉각되고, 굳어지도록했다. 안전성을 높이기 위해 전체 작업은 밀폐된 금속 상자에서 원격으로 수행됐ESA에 따르면 이 프린터는 지난 8월 4개의 테스트 형상 중 첫번째 형상을 완성했다. 이에 대해 과학 전문 매체 뉴아틀라스는 "외관상으로는 크게 칭찬할 수준은 아니었다"며 "사실 다소 투박하지만 이 프린터는 승무원이 예비 부품이나 득수 장비를 직접 제작할 수 있도록 함으로써 미래의 임무가 지구로부터 더 독립적으로 수행되는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여주는 기술 시연기"라고 전했다. 이번에 제작된 금속 부품은 품질 분석을 위해 다른 3가지 샘플과 함께 지구로 반환될 예정이다. 샘플 중 2개는 네덜란드에 있는 ESA의 기술 심장부(ESTEC)로, 다른 1개는 쾰른에 있는 우주비행사 훈련 센터(EAC)로 보내져 LUNA 시설에 사용되고, 나머지 1개는 덴마크 공과대학교(DTU) 등으로 보내져 추가 연구에 활용될 계획이다. ESA의 인간 및 로봇 탐사 책임자인 다니엘 노이엔슈반더는 "우주에서 최초의 금속 3D 형상을 프린팅한 것은 우주 탐사에 있어 중요한 이정표"라며, "국제적이고 다양한 분야의 팀이 이루어낸 이 성과는 장거리 및 장기 임무에서 필요한 부품을 현장에서 제작할 수 있는 가능성을 열었다"고 평가했다.
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[신소재 신기술(108)]국제우주정거장서 '금속 3D 프린팅' 첫 성공
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[신소재 신기술(106)] 스탠퍼드대, 식용 색소로 투명 쥐 만드는 기술 개발 성공
- 미국 과학자들이 식용 색소를 이용해 생쥐 피부를 투명하게 만드는 실험에 성공했다. 스탠퍼드대 재료과학 및 공학 궈쑹 홍(Guosong Hong) 교수 팀은 9월 5일 과학 저널 '사이언스(Science)'에서 '타르트라진(Tartrazine)' 또는 '황색 5호(FD&C Yellow #5)'로 알려진 노란색 식용 색소를 통해 생쥐의 복부 피부와 두개골 등 생물학적 조직을 일시적으로 투명하게 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 투명망토는 공상 과학과 판타지 영화의 소재로 곧잘 등장하지만, 식용 염료를 활용해 쥐의 피부를 투명하게 만들어 낸 것은 이번이 처음이다. 여기서 '투명'이라는 개념은 좀 다르다. 일반적으로 투명망토는 인체의 내부까지 투명해져서 육안으로 사람이 안 보이는 것을 의미한다. 하지만 연구팀이 개발한 식용 염료를 바르면 피부만 투명해지고 그안의 혈관과 근육, 뼈 등 내부 구조가 고스란히 드러나 관찰하기에 적합해진다. 연구팀은 특정 탄산음료와 과자에 독특한 주황색을 부여하는 식용 색소인 황색 5호를 사용해 쥐의 피부를 완전히 투명하게 하는 것을 입증했다. 이는 가역적이고 잠재적으로 무독성인 연구 방법으로, 의학과 과학 영상 분야에 혁신을 가져올 수 있다. 해당 연구 내용에 대해서는 영국 일간지 가디언과 과학 전문매체 퍼퓰러사이언스 등 다수 외신이 전했다. 지금까지 연구팀은 이 새로운 발견을 통해 쥐의 복부 내 장기를 관찰하고, 설치류 두개골 주변의 맥동하는 혈류를 살펴보고, 현미경을 통해 근육 조직을 매우 선명하게 볼 수 있었다. 추가적인 연구를 통해 이 방법은 새로운 과학적 발견을 촉진하고, 현미경 기술을 발전시키며, 의료 진단 전략과 치료법을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 원리는 간단, 색소 바르면 피부 투명해져 쥐의 피부를 투명하게 하는 방법은 간단하다. 황색 5호 용액을 쥐의 피부에 몇 분 동안 마사지하거나 미세 바늘을 사용하면 투명('가시광선의 적색 영역에서 완전한 광학적 투명성')한 피부가 된다. 색소를 씻어내면 피부는 자연스럽고 불투명한 상태로 되돌아간다. 스탠포드 대학교의 공동수석연구 저자이자 생물공학자인 궈쑹 홍 박사는 "피부와 같은 생물학적 조직은 빛이 통과할 때 산란되기 때문에 일반적으로 투명하지 않다"며 "동물의 살은 주로 물과 지방 등 다양한 물질로 이루어진 매트릭스이며, 이 두 종류의 화합물은 서로 다른 각도로 빛을 굴절시킨다고 설명했다. 빛은 한 물질에서 다른 물질로 이동할 때 속도가 변하며 휘어지는 굴절과 흩어지는 산란 현상을 일으킨다. 우리가 물체의 속을 볼 수 없는 것은 바로 산란현상 때문이다. 연구팀은 다양한 색소가 조직 내 빛의 이동 방식을 어떻게 변화시키는 지 모델링하여 일시적으로 피부를 투명하게 하는 이 방법을 개발했다. 팀은 황색 5호와 다른 몇 가지 색소를 투명성 향상 후보로 선정한 후, 실리카 입자와 혼합된 액체, 살아있는 닭의 가슴살, 살아 있는 생쥐와 기타 쥐의 조직 샘플 등을 테스트해 색소가 얼마나 빠르고 깊게 퍼지는 지 측정했다. 또한 이 색소를 다른 광학 현미경 기술과 결합해 황색 5호가 기존 기술을 향상시키는데 사용될 수 있음을 보여줬다. 마지막으로 연구팀은 설치류 실험 대상에서 단기 및 장기적인 영향을 조사하고 쥐가 소변과 대변을 통해 이들 색소를 얼마나 빨리 배출하는 지 추적해 초기 독성 분석을 수행했다. 연구팀은 황색 5호가 24시간 내에 몸을 통과하고 염증이나 자극을 거의 일으키지 않으며 "최소한의 전신 독성"을 나타낸다고 밝혔다. 인체 적용 시기 상조 그러나 이 방법은 아직 완전하지 않다. 예를 들어 살아 있는 생쥐 몸통 전체를 투명하게 만들거나 인간 복부의 내부를 즉시 볼 수 있게 해주지는 못한다. 황색 5호는 조직에 제한적으로 침투할 수 있기 때문에, 표적 전달력과 최적 농도에 대한 정확한 이해 없이는 인간의 살과 같은 덜 투과적인 피부를 통해 내부의 이미지를 얻는 데 유용하지 않을 수 있다. 또한 색소가 광자 산란을 줄이지만 완전히 제거하지는 못한다. 사용되는 조직이 두꺼울수록 이미지는 더 어둡고 선명도가 떨어진다. 게다가 초기 독성 평가는 긍정적이지만, 황색 5호 색소가 장기적으로도 무해하다고 확신할 수 없다. 이는 추가 연구를 통해 풀어야할 과제다. 이에 홍 교수는 추가적인 안정성 연구가 필요하다고 강조하며 "인체 피부에 이를 시도하는 것은 권장하지 않는다. 특히 국소적으로 적용될 때 색소 분자의 인체 독성은 완전히 평가되지 않았다"고 강조했다. 향후 추가 연구를 통해 황색 5호가 인체에 국소적으로 안전하게 사용될 수 있다면 피부암 조기 발견, 혈관을 찾기 어려운 사람들의 혈액 채취 용이성, 레이저 문신 제거 속도 향상, 광열 암 치료 효과 증대 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 전망된다.
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[신소재 신기술(106)] 스탠퍼드대, 식용 색소로 투명 쥐 만드는 기술 개발 성공
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[우주의 속삭임(52)] NASA, 목성 생명체 탐사 위해 유로파 클리퍼 임무 우주선 10월 발사
- 목성의 생명체 탐사를 위한 나사(NASA)의 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무 우주선이 오는 10월 발사된다고 스페이스닷컴이 전했다. 이를 위해 현재 목성 위성 주변의 혹독한 방사선 환경을 견딜 수 있는지를 확인하는 테스트가 진행되고 있다. 유로파 클리퍼 우주선은 목성의 얼음 위성인 유로파(Europa)를 연구하는 것을 목표로 한다. 유로파는 지구의 모든 바다를 합친 것보다 두 배나 많은 물을 가진 지하 바다를 품고 있는 것으로 알려져 있다. 카메라, 지상 투과 레이더, 분광기 등 9개의 장비를 탑재한 이 우주선은 유로파를 여러 번 근접 비행하고, 유로파의 얼음 지각 아래 환경을 조사하며 생명체의 흔적을 찾을 계획이다. 우주선은 플로리다에 있는 나사 케네디 우주 센터의 39A 발사장에서 스페이스X(SpaceX) 팰컨 헤비(Falcon Heavy) 로켓에 실려 발사될 예정이다. 나사는 오는 10월 10일이 발사 목표일이라고 발표했다. 나사 관계자는 "유로파 클리퍼의 주요 탐사 목표는 유로파 위성의 표면 아래에 생명체가 살 수 있는 곳이 있는지 확인하는 것"이라고 밝혔다. 관계자는 또 "이 임무의 세 가지 주요 목표는 얼음 표면과 그 아래의 바다의 특성, 유로파 위성의 구성 및 지질을 이해하는 것이다. 유로파에 대한 우주선의 자세한 탐사는 과학자들이 지구 너머에 있는 거주 가능한 세계의 천체생물학적 가능성을 더욱 깊이 이해하는 데 도움이 될 것"이라고 부연했다. 이전에는 목성의 강력한 자기장으로 인해 생성된 높은 방사선 환경에서 우주선이 견딜 수 있는가에 대한 우려가 제기됐다. 이때 탐사선의 전기 흐름을 제어하는 장치인 트랜지스터가 예상보다 낮은 방사선량에서도 고장을 일으킨 바 있다. 10월 발사가 예정된 우주선에 대한 방사선 환경 테스트도 이 때문에 시행되고 있는 것. 나사 관계자는 최근의 테스트에서 우주선의 트랜지스터가 기본 임무를 지원할 수 있음이 확인되었다고 밝혔다. 이번에 발사되는 우주선은 2030년 목성에 도착할 예정이며, 2031~2034년 사이에 유로파를 약 50회 비행할 것으로 예상된다. 한편 나사는 오는 9일 실시될 핵심 검토를 통해 유로파 클리퍼 우주선이 최종 발사 준비에 들어갈 수 있는지의 여부를 판단할 방침이다.
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[우주의 속삭임(52)] NASA, 목성 생명체 탐사 위해 유로파 클리퍼 임무 우주선 10월 발사
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