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2025-06-17 (화)

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美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발

독감 바이러스보다 작고 내결함성이 크게 향상된 새로운 3D 프린팅 금속이 개발됐다. 현재의 3D 프린터는 완성된 모형의 품질이 기존 제품보다 떨어진다는 단점이 있었다. 과학기술 전문매체 톰스하드웨어(tom’s HARDWARE)는 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(캘텍, Caltech) 연구자들이 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공한 사례를 소개했다. 캘텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 방법으로 금속을 3D 프린팅하는 것이 좋은 이유는 무엇일까. 작은 규모의 재료 제조는 원자 수준에서 복잡한 미세 구조를 가지며, 이는 큰 금속 물체에서 심각한 결함을 일으킬 수 있다. 그러나 나노 규모에서는 상황이 달라진다. 완벽하고 결함이 없는 나노 기둥은 자체적인 접촉으로 인해 무너질 수 있지만, 결함이 많은 나노 기둥은 오히려 결함에 대한 내성이 크게 향상된다. 이번 연구 논문의 주 저자인 웬싱 창(Wenxin Zhang)에 따르면, 나노 구조물 내부의 기공은 전체 구조를 약화시키기보다는 결함을 거의 즉시 중단시킬 수 있다. 이는 무엇을 의미할까. 나노 규모에서 물리학의 법칙이 매우 독특해지며, 이 분야의 기술 발전에 따라 우리는 이러한 비정상적이고 모순적인 현상을 더 자주 목격하게 될 것이다. 더 중요한 것은, 이러한 발견이 나노 크기의 센서, 열 교환기 등과 같이 매우 유용한 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다는 점이다. 비록 기술적으로는 3D 프린팅의 일종이지만, 캘텍 연구소에서 사용되는 나노 스케일 재료의 특수 제작 과정은 소비자용 최고의 3D 프린터에서 구현하기는 거의 불가능할 것이다. 이 과정은 매우 복잡하며, 감광성 혼합물을 만드는 것부터 시작해, 이 혼합물을 레이저로 경화시키고, 니켈 이온이 함유된 용액을 주입하며, 물질을 굽고, 부품에서 화학적으로 산소 원자를 제거하는 단계를 포함한다. 3D 프린팅은 평면의 문자나 그림을 인쇄하는 것이 아니라, 입체적인 형태를 만들어내는 과정이다. 이 기술은 3차원 공간에 실제 사물을 생성하여 의료, 생활용품, 자동차 부품 등 다양한 물건을 제작할 수 있다. 3D 프린터에는 잉크 대신 플라스틱, 나일론, 금속과 같이 입체 도형을 만드는 데 사용되는 재료가 들어 있다. 이러한 재료를 활용하는 기술의 발전으로 이제는 고무, 종이, 콘크리트, 심지어 음식까지 다양한 재료를 이용한 3D 인쇄가 연구되고 있다. 한편, 한국의 정형외과용 임플란트 기업 오스테오닉이 자체 기술로 개발한 3D 프린팅 척추 임플란트 제품인 ‘지니아 3D 프린티드 케이지(ZINNIA 3D Printed Cage)’를 최근 출시했다. 이 제품은 인체 친화적인 티타늄 파우더로 3D 프린팅되어 척추 퇴행성 질환, 디스크 손상 또는 탈출 등의 치료에 사용되는 추간체 유합 보형재다. '지니아 3D 프린티드 케이지'는 인체 뼈의 해면골 구조를 모방한 다공성 설계로, 기존의 추간 유합 보형재와 달리 뼈 형성을 조기에 촉진하는 ‘생체 모방 다공성 스캐폴드’가 특징이다.
- 생활경제
2023-11-15 11:17:00
도요타, 화재 위험으로 RAV4 SUV 180만대 리콜

일본 자동차 제조업체 도요타가 화재 위험으로 미국에서 180만대 이상의 RAV4 SUV를 리콜(시정조치)한다. 폭스 비즈니스는 2일(이하 현지시간) 도요타는 화재 위험으로 미국 내 2013~2018년식 스포츠유틸리티차(SUV) RAV4 약 180만대를 리콜한다고 발표했다고 전했다. SUV에 장착된 일부 교체용 배터리는 규격이 맞지 않아 차량이 급회전할 경우 배터리가 흔들리면서 화재가 발생할 수 있다. 도요타는 지난 1일 공지를 통해 안전 리콜은 배터리 교체와 관련된 화재 위험 때문이라고 밝혔다. 이 자동차 제조업체는 "대상 차량에 지정된 크기의 일부 교체용 12볼트 배터리는 상단 크기가 다른 배터리보다 작습니다. 상단 소형 배터리를 교체용으로 사용하고 홀드 다운 클램프를 올바르게 조이지 않으면 차량을 세게 돌릴 때 배터리가 움직일 수 있습니다. 이 움직임으로 인해 양극 배터리 단자가 홀드 다운 클램프에 접촉하여 단락되어 화재 위험이 높아질 수 있습니다"라고 설명했다. 폭스 비즈니스는 도요타는 해결책을 찾기 위해 노력하고 있다고 말했지만 관련 부품과 관련된 화재나 사고가 있었는지 여부는 언급하지 않았다고 전했다. CNN에 따르면 도요타는 배터리 고정 클램프, 배터리 트레이, 양극 단자 커버를 소유자에게 무료로 교체할 수 있는 해결책을 연구 중이라고 밝혔다. 관련 사항은 12월에 공지될 예정이다. 도요타 딜러는 배터리 고정 클램프, 배터리 트레이와 양극 단자 커버를 소유자에게 무료로 '개선된 제품'으로 교체할 계획이다. 해당 도요타 차량을 소유한 고객은 12월 말까지 회사로 연락해야 한다. 이번 리콜은 2013~2018년형 하이브리드(HEV) 또는 플러그인 하이브리드(PHEV) 차량에는 영향을 미치지 않는다. 도요타와 미국 도로교통안전국은 모두 해당 차량에 대한 정보를 제공하는 웹사이트를 운영하고 있으며, 차량 식별 번호(VIN) 또는 번호판 정보를 통해 조회가 가능하다. 한편, 리콜(Recall)은 결함이 있는 제품을 수거·파기 또는 수리나 교환, 환급해주는 제도이다. 리콜의 뜻은 원래 영어로 부적격한 대표를 임기가 끝나기 전에 해임할 수 있도록 한 주민소환제를 의미한다. 이를 확장해 결함 있는 제품을 시장에서 다시 불러들여 고쳐주는 의미로 전환됐다. 미국과 유럽 등 선진국에서는 1960년대부터 리콜 제도가 활성화되었으며 자발적 리콜이 일상화되어 있다. 우리나라는 1992년에 리콜 제도가 도입됐고, 2001년 7월 소비자보호법의 개정으로 리콜 제도가 강화됐다.
- 산업
2023-11-03 14:23:00
삼성바이오로직스, 미 FDA로부터 국내 공장 결함 지적 받아

미국 FDA가 삼성바이오로직스 인천 제조 시설에서 시설 유지 보수 미흡 등 다수의 문제점을 지적했다. 미국 의학전문 매체 피어스 파마(FIERCE Pharma)는 20일(현지시간) 이번 주 후반, 미국 식품의약국(FDA)은 제조 관련 결함으로 삼성바이오로직스와 인도의 넥타 라이프사이언스에 각각 제재를 내렸다며 삼성바이오로직스의 경우, 이는 회사의 눈부신 제조 실적에 드문 오점으로 여겨진다고 보도했다 FDA는 지난 8월과 9월에 삼성바이오로직스의 인천 제조 시설을 점검한 후, 데이터와 생산 통제, 기계 검증 부족, 시설 유지보수 미흡, 품질 통제 부족 등의 문제로 회사에 제재를 가했다. FDA의 조사관들은 삼성의 제조 과학 분석 기술(MSAT) 실험실이 응용 제출 테스트 데이터를 지원하는 데 "데이터 무결성에 대한 적절한 통제가 부족하다"고 지적했다. 삼성바이오로직스는 각 약물 응용에 대해 내부 데이터 무결성 평가를 완료했으나, "모든 테스트 데이터의 신뢰성을 절대적으로 확인할 방법이 없다"고 FDA 관리들은 밝혔다. 또 FDA는 삼성의 시설이 적절하게 유지 관리되지 않고 있다고 경고하면서 천장 포트가 이탈되고 문이 파손되었으며 적재 램프 도크의 씰이 누락되어 "해충이 시설로 유입 될 수있는 잠재적인 진입 지점"을 만들었다고 지적했다. 삼성은 FDA의 우려를 심각하게 받아들이고 있으며, FDA와 협력하여 제조 결함을 신속하게 해결하기 위한 종합적인 계획을 수립했다고 밝혔다. 회사 대변인은 이메일을 통해 "제품의 품질이나 환자의 안전에 영향을 미치지 않을 것"이라며 "우리는 준법을 매우 중요하게 생각하며, 가능한 한 빨리 모든 우려 사항을 해결하기 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔다. 삼성바이오로직스는 최근 몇 년 동안 국내에서 엄청난 확장을 이루어왔으며, 인천에 있는 복합 시설에 18만리터의 용량을 추가할 최신 시설인 5번 공장의 건설을 시작할 준비가 되어 있다고 밝혔다. 삼성은 이 프로젝트에 1조9000억원을 투자할 계획이다. 한편, FDA는 지난 3월 2일부터 10일까지 인도 히마찰 프라데시에 위치한 넥타(Nectar)의 시설을 점검하고, 이 회사에 대한 규제 위반을 두 번 지적하는 483 형식의 관찰 결과를 발표했다. FDA는 넥타가 멸균 약품의 미생물 오염 방지를 위한 적절한 서면 절차를 마련하지 않았다고 지적했다. 더불어, FDA는 넥타가 무균 처리 영역에서의 환경 상태를 모니터링할 효과적인 시스템을 구축하지 않았다고 거듭 지적했다. FDA는 이전에 2014년에도 넥타의 공장에서 같은 종류의 문제를 발견했었으며, 이러한 반복된 실패는 의약품 제조에 있어서 경영진의 감독과 통제가 충분하지 않다는 것을 나타낸다고 말했다. FDA는 넥타가 앞으로도 미국 시장을 위한 의약품 생산을 계속하려면, 좋은 제조 관행에 대한 전문가의 조언을 구하는 것이 좋다고 권고했다.
- IT/바이오
2023-10-21 09:25:00
美 도로교통국, 에어백 5200만개 리콜 촉구

미국 고속도로교통안전국(NHTSA)은 5일 공개 브리핑에서 잠재적으로 치명적인 폭발과 관련된 5000만 개 이상의 에어백 인플레이터(팽창 장치)에 대한 리콜을 거듭 촉구했다. 미국 자동차 전문매체 오토블로그에 따르면 이 인플레이터는 공급업체인 ARC 오토모티브와 델파이 오토모티브가 생산했다. 2000년부터 2018년 초까지 제너럴 모터스, 포드, 스텔란티스, 테슬라, 도요타, 현대, 기아, 메르세데스 벤츠, BMW, 폭스바겐 등 12개 자동차 제조업체에서 생산한 차량에 장착된 어셈블리에 포함됐다. 해당 제품이 탑재된 차량은 에어백이 전개될 정도로 강한 충격을 받을 경우 에어백 인플레이터가 파열될 우려가 있는 것으로 알려졌다. 이 청문회는 지난 9월에 에어백이 안전에 불합리한 위험을 초래할 수 있다는 초기 결정을 유지해야 하는지에 대한 대중의 의견을 수렴하기 위해 열렸다. 규제 당국은 청문회에서 파열 확률은 높지 않을 수 있지만 그 결과는 "심각하고 잠재적으로 치명적"이라고 말했다. 당국은 현재 에어백 문제는 미국에서 1명의 사망자와 7명의 부상자와 관련이 있다고 밝혔다. NHTSA 관계자는 심각한 부상을 입을 확률은 인플레이터의 에어백 전개 37만 개 중 하나라고 말했다. 그들은 이 문제가 제조 과정에서 인플레이터에 남아 있는 파편이 느슨해져 치명적인 파열을 일으킬 수 있는 것과 관련이 있다고 설명했다. 월스트리트 저널에 따르면 잠재적 리콜 대상 차량 중 최소 2000만 대가 GM에서만 제조된 차량이다. 오토리브의 계열사인 델파이 오토모티브는 2004년까지 약 1100만 개의 인플레이터를 제조했다. 나머지 4100만 개의 인플레이터를 제조한 ARC와의 라이선스 계약에 따라 제조했다. ARC의 한 임원은 청문회에서 수집된 데이터와 광범위한 테스트를 통해 인플레이터와 관련된 7건의 사고가 "고립된" 것이며 "시스템 결함을 나타내는 것이 아니다"라고 말하며 리콜에 반대했다. GM은 지난 3월 ARC 에어백 인플레이터가 파열되어 운전자가 안면 부상을 입은 후 5월에 약 100만 대의 차량을 리콜하기로 합의했다. NHTSA는 9월 성명에서 "전개 명령을 받았을 때 파열되는 에어백 인플레이터는 차량 탑승자를 제대로 보호하지 못할 뿐만 아니라 그 자체로 심각한 부상이나 사망의 불합리한 위험을 초래할 수 있으므로 명백한 결함"이라고 지적다. NHTSA는 ARC가 자발적인 리콜을 거부한 후 공청회 일정을 잡았다. NHTSA는 15년 이상 에어백 인플레이터 파열을 면밀히 조사해 왔다. 지난 10년간 19개 제조업체가 미국에서 6700만 개, 전 세계적으로 1억 개 이상의 타카타 에어백 인플레이터(Takata airbag inflators)를 리콜했으며, 이는 사상 최대 규모의 자동차 안전 리콜이며 전 세계적으로 30명 이상의 사망자와 관련이 있는 것으로 나타났다. 이번 리콜이 진행될 경우 타카타 사태 이후 최대 규모의 에어백 리콜이 될 것이다. 타카타는 지금은 사라진 일본 자동차 부품 기업으로 2014년 당시 메르세데스-벤츠 등 19개 자동차업체가 사용한 7000만개 이상의 에어백이 문제가 됐다. 대량 리콜에 직면한 타카타는 결국 지난 2017년 파산 신청을 했다.
- 산업
2023-10-06 16:52:00
효율성 높은 리튬 배터리, 문제점은 무엇?

알카라인, 니켈수소, 리튬 등 여러 종류의 배터리가 시장에 나와 있지만, 리튬이온 배터리가 가장 인기 있고 널리 사용되는 것으로 알려져 있다. 리튬 배터리는 고에너지 밀도와 오래 지속되는 수명 때문에 휴대용 장치에 주로 선호되지만, 최근에는 높은 생산 비용과 화재 위험 등이 문제점으로 부각되고 있다. IT 전문 매체 슬래시기어(Slash Gear)는 영국 패러데이 연구소(Faraday Institution) 비아트리체 브라우닝(Beatrice Browning) 박사를 인용, 리튬이온 배터리의 경우 리튬 이온이 전극 안팎으로 순환할 때 발생하는 전극 구조가 손상되면 배터리 수명이 단축될 수 있다고 보도했다. 또한 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)의 연구에 따르면, 온도와 충전상태(SoC), 부하 프로필 등의 외부 스트레스 요인이 배터리 성능 저하에 영향을 미쳤으며 시간이 지남에 따라 용량이 감소하는 모습을 보였다. 뉴어크 일렉트로닉스(Newark Electronics)는 배터리를 사용하지 않아도 지속적인 방전으로 인해 노화될 수 있음을 확인했다. 또 제조 결함과 같은 여러 제어 불가능한 이유로 치명적인 결과를 초래할 수도 있다고 지적했다. 배터리는 과충전 혹은 부적절한 전압 사용으로 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제는 잠재적으로 위험을 수반한다. 실제로 2019년 뉴저지와 2021년 캘리포니아에서는 애플 배터리의 부풀림 이슈 때문에 집단소송이 제기됐다. 물론, 애플 외에도 리튬이온 배터리를 사용하는 많은 다른 전자 제품 회사들이 같은 문제를 겪고 있다. 에너지 효율성과 가벼운 특성으로 오늘날 많은 자동차 제조업체에서 선택하고 있는 리튬이온 배터리는 여전히 화재의 위험이 있다. 미국 환경보호국(Environmental Protection Agency)에 따르면 2013년부터 2020년까지 미국의 64개 지자체 폐기물 시설에서 240건 이상의 리튬이온 배터리 화재가 발생했다. 특히, 2016년에는 삼성이 설계 결함으로 갤럭시 노트7 라인 생산을 영구 중단하는 등 미국 내 190만 대의 갤럭시 노트7을 리콜했다. 더 큰 문제는 리튬 배터리를 처분하는 방법에 여전히 제한이 있다는 점이다. 이러한 배터리는 화재 위험이 있어 운송 과정에서부터 실제 폐기물 처리 장소에 도착해서도 문제를 일으킬 수 있다. 미국 환경보호국은 리튬이온 배터리 단자를 테이프로 감싸고 플라스틱 봉지에 보관하는 것을 권장하고 있다. 슬래시기어는 "리튬을 재활용하는 새로운 방법이 발견되었지만, 가정용 배터리 제품을 적절히 처분하는 것은 많은 노력이 필요하다”며 “모든 사람이 인증된 전자 제품 재활용업자에 가는 시간과 여력이 있지는 않다"고 지적했다. 또한, 비싼 생산 비용도 걸림돌이다. 미국환경보호국에 따르면, 2021년 기준 리튬 배터리의 가격은 1kWh 당 약 132달러(약 17만5810원) 정도로 다른 배터리에 비해 높다. 리튬이온 배터리는 여전히 많은 종류의 전자 제품에서 최고의 선택이지만, 미래에는 보다 더 효율적인 배터리 구성 요소가 필요하다. 이에 업계에서는 리튬 기반 배터리보다 빠르게 충전되는 알루미늄 이온 배터리와 같은 새로운 배터리 기술을 개발하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-13 08:33:00