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2026-02-17 (화)

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[퓨처 Eyes(75)] 액체처럼 흐르는 황금빛 고체, '초고체' 탄생

레이저 빛을 초고체로 만드는 혁신적인 기술이 처음으로 개발됐다. 마법은 더 이상 동화속 이야기가 아니었다. 한 줄기 레이저 광선이 불가능을 현실로 바꾸며, 액체와 고체의 낯선 경계를 허무는 '황금빛 고체'를 눈 앞에 펼쳐냈다. 물리학자와 나노 기술자들로 구성된 국제 공동 연구팀이 마치 연금술같은 놀라운 기술로 레이저 빛을 '초고체(supersolid)'라는 미지의 물질 상태로 변환하는 데 세계 최초로 성공하며 오랫동안 과학계가 품어온 꿈을 마침내 실현했다. 이번 쾌거는 응축 물질 물리학의 오랜 숙원을 해결했을뿐 아니라, 상상조차 어려웠던 양자역학의 새로운 가능성을 활짝 열어젖힌 역사적인 순간으로 기록될 것이다. 해당 연구에 대해서는 네이처닷컴, 웹사이트 PHYS.org와 뉴사이언티스트, 퍼퓰러메카닉스 등 다수 외신이 심층적으로 다루었다. 일반적으로 양자 초고체는 양자 세계에서만 존재하는 실체로, 초저온 원자를 통해서만 형성되었지만 이탈리아 레체에 있는 국립연구위원회 나노기술 연구소(CNR Nanotec)의 과학자들이 이끄는 새로운 연구에서는 처음으로 빛을 사용하여 이 양자 물질 상태를 만들었다. 이전 연구에 따르면 초고체는 점도가 0이고 소금 결정에서 원자가 배열되는 방식과 유사한 결정과 같은 구조로 형성된다는 것이 밝혀졌다. 저명 학술지 '네이처'에 실린 이번의 놀라운 연구는 이탈리아 국립연구위원회(CNR)의 디미트리오스 트리포게오르고스 연구원의 지휘 아래 나노기술, 공학, 물리학 등 여러 분야의 국제적인 전문가들이 머리를 맞대 융합 연구를 거듭한 끝에 이룩한 값진 결실이다. 연구팀은 '빛의 연금술'이라고도 불러도 좋을만큼 혁신적인 접근 방식을 통해, 레이저 빛을 영원히 도달할 수 없는 꿈만 같았던 초고체로 완전히 탈바꿈시키는 기적을 만들어냈다. 레이저광으로 초고체 최초 구현 먼저 팀은 초고체를 만들기 위해 특수한 능선으로 형성된 갈륨 비소화물 조각에 레이저를 발사했다. 빛이 능선에 부딪히면서 빛과 재료 사이의 상호작용으로 플라리톤(polariton)이 형성됐다. 폴라리톤은 미리 설계된 방식으로 능선에 의해 제한됐고, 그로 인해 폴라리톤은 스스로 초고체를 형성했다. 그런 다음 연구팀은 만들어진 결과물이 진짜 초고체인지를 테스트했다. 이는 빛으로 만들어진 초고체가 이전에 생성된 적이 없다는 사실 때문에 매우 힘들었다. 그럼에도 연구팀은 초고체가 고체이자 유체이며 점성이 없다는 것을 확인했다. 트리포게오르고스 연구원은 감격에 찬 목소리로 "우리는 실제로 빛을 고체로 만들었다. 정말이지 믿기 어려울 정도로 놀라운 성취다"라고 외쳤다. 그의 목소리에는 이번 연구가 과학 역사의 새로운 장을 여는 기념비적인 사건이라는 평가가 충분히 담겨 있다. 미지의 물질 초고체, 과학계의 오랜 염원 초고체, 이름만 들어도 왠지 모르게 신비로운 느낌을 주는 이 물질은 마치 두 개의 얼굴을 가진 야누스와 같다. 점성이 전혀 없는 '초유동성'과, 원자들이 규칙적으로 빽빽하게 들어선 고체의 결정 구조를 동시에 지니고 있기 때문이다. 흐르는 액체의 자유로움과 단단한 고체의 견고함을 동시에 가진 초고체는 오랫동안 과학자들의 상상력을 자극하며, 미지의 영역 속에 머물러 있었다. 소금 결정처럼 질서 정연하게 늘어선 원자들 사이를 액체처럼 자유롭게 움직이는 초고체의 기묘한 이중성은, 현대 과학의 오랜 난제 중 하나였다. 특히 초고체는 극도로 낮은 기온, 즉 일반적인 상상으로는 가늠하기 어려운 극한 환경에서, 그것도 원자라는 극히 제한적인 재료로만 만들수 있었기에, 그 심오한 비밀을 파헤치는 것은 마치 별을 헤는 것만큼이나 어려운 일이었다. 반도체, 레이저 그리고 '폴라리톤'⋯빛의 마법이 현실이 되다 하지만 '불가능은 없다'는 인간의 불굴의 의지와 끊임없는 탐구 정신은, 마침내 과학의 역사를 진전시키는 놀라운 결과를 낳았다. 이번 연구팀은 오랫동안 굳어져 왔던 기존 연구의 틀을 과감하게 부수고, 완전히 새로운 길을 개척했다. 극저온, 원자라는 낡은 공식을 과감히 버리고, '알루미늄 갈륨비소' 반도체와 레이저 빛의 절묘한 조합을 통해 초고체 창조라는 꿈을 마침내 현실로 불러왔다. 연구진은 나노미터(10억분의 1미터) 수준의 초정밀 기술을 동원해 좁고 규칙적인 능선 패턴을 새겨 넣은 특별한 알루미늄 갈륨비소 웨이퍼를 제작하고, 이 혁신적인 반도체 구조에 레이저를 정밀하게 쏘았다. 레이저 빛이 능선에 부딪히는 찰나, 빛과 물질 사이에서 지금껏 상상 속에서만 가능했던 마법과 같은 상호작용이 눈앞에서 펼쳐졌다. 그 결과, '폴라리톤'이라는, 이전에는 알려지지 않았던 새로운 종류의 혼성 입자가 마치 마법처럼 탄생했다. 능선 패턴이라는 특수한 환경은 폴라리톤의 움직임과 에너지 레벨을 숙련된 조련사처럼 정교하게 통제했고, 마침내 폴라리톤들은 스스로 응축하며 꿈에서 그리던 물질, 초고체로 변신했다. 양자 기술 혁명의 도화선, 빛 기반 초고체의 무한한 가능성 이번 연구가 더욱 값진 이유는 단순히 빛을 초고체로 바꾸는 데 성공한 것을 넘어, 빛으로 만들어진 초고체의 놀라운 특성을 과학적인 실험으로 명확하게, 그리고 최초로 입증했다는 점이다. 공동 연구팀의 핵심 연구자인 다니엘레 산비토 CNR 연구원은 "빛으로 초고체를 만들고, 실제로 존재한다는 것을 실험적으로 증명하는 것은 과거에는 상상조차 할 수 없었던 미지의 영역에 발을 내딛는 것과 같았다. 우리 손으로 만들어낸 초고체가 과연 고체와 액체의 성질을 모두 가진 진정한 초고체인지, 아무도 걸어보지 않은 길을 걸으며 확인하는 과정은 마치 미지의 대륙을 탐험하는 것만큼이나 험난하고 가슴 뛰는 여정이었다"며 연구 과정 당시의 숨 막힐 듯한 긴장감을 전했다. 수많은 밤을 지새우는 실험과 고도의 분석을 거듭한 끝에, 연구진은 빛으로 빚어낸 초고체가 고체와 액체의 이중적인 모습을 완벽하게 드러내며, 점성이 '0'이라는 믿기 힘든 특성을 가지고 있음을 전 세계 과학계에 당당히 선언하는 데 성공했다. 프랑스 소르본 대학교의 알베르토 브라마티 교수는 "이번 연구는 응축 물질 물리학 분야의 오랜 숙제를 마침내 해결했을 뿐 아니라, 물질의 상전이, 특히 양자 물질이 그 상태를 변화시키는 근본 원리에 대한 깊이 있는 통찰력을 인류에게 선사하는 획기적인 과학적 성취"라고 극찬하며, "빛 기반 초고체 연구는 앞으로 양자 기술 분야에 지금껏 상상조차 할 수 없었던 혁신적인 응용 가능성을 활짝 열어줄 것이다"라고 밝은 미래를 예견했다. 트리포게오르고스 연구원은 "빛으로 만든 초고체는 기존의 원자 초고체에 비해 훨씬 정밀하게 제어할 수 있고, 훨씬 더 편리하게 다룰 수 있는 엄청난 잠재력을 품고 있다"고 강조하며, "이번 연구를 기회 삼아, 이제까지는 그 누구도 감히 상상하지 못했던 미지의 물질 세계를 탐험하고, 궁극적으로 우리 인류의 미래를 획기적으로 바꿀 양자 기술 발전에 작게나마 기여할 수 있기를 간절히 희망한다"는 뜨거운 열정을 내비쳤다. 한 줄기 빛에서 시작된 작은 불꽃이, 마침내 과학 역사의 거대한 불꽃으로 타오르기 시작했다. 빛의 연금술로 빚어낸 꿈의 물질, 초고체가 우리에게 선사할 미래는 과연 어떤 모습일까? 응축 물질 물리학은 물론, 양자 컴퓨팅, 양자 센서 등 모든 첨단 기술 분야를 뿌리부터 뒤흔들 혁명의 드라마가, 바로 지금, 눈앞에서 펼쳐지려 하고 있다. ◇ 참조: Dimitrios Trypogeorgos et al, Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08616-9 광자를 사용하여 만든 초고체, Nature (2025). DOI: 10.1038/d41586-025-00637-8
- 포커스온
2025-03-13 13:55:00
[파이낸셜워치(73)] 은행-핀테크, 스테이블코인 '新 골드러시' 참전⋯블랙록·페이팔 등 '총력전'

은행과 핀테크 기업들이 규제 준수 스테이블코인 시장의 '금본위 시대'를 맞아 치열한 경쟁에 뛰어들며 암호화폐 산업의 '넥스트 스텝' 무대가 열리고 있다. 최근 몇 달 사이 블랙록, 페이팔 등 금융 거물들이 스테이블코인 발행에 잇따라 나서면서, 한때 '투기성 디지털 자산'으로 치부됐던 스테이블코인이 월가와 실리콘밸리 주류 사회에 빠르게 편입되고 있다고 파이낸셜타임스가 지난 10일(현지시각) 보도했다. 스테이블코인은 미국 달러 등 전통 통화에 가치를 고정하여 변동성이 극심한 암호화폐 시장에 '안정성'을 제공한다. 일상 거래와 디지털 상거래를 간편하게 만드는 '핵심 요소'로 평가받는다. 이번 움직임은 암호화폐 산업 전반에 중대한 전환점으로 읽힌다. 비트코인, 이더리움 등 주요 디지털 자산 가격이 여전히 롤러코스터 장세를 연출하는 상황에서, 스테이블코인이 금융 시스템 전반에서 '실용적' 역할을 할 잠재력을 제시하기 때문이다. 데이비드 트리치 11:FS 암호화폐 책임자는 "모든 대형 결제 기업과 다수 은행이 스테이블코인 시장을 주시하며 참여 방법을 모색 중"이라며 "스테이블코인 참여는 '만약(if)'의 문제가 아니라 '언제(when)'의 문제"라고 진단했다. 전통 금융 '무게' 실린다 세계 최대 자산 운용사 블랙록은 지난해 3월 'BUIDL' 펀드를 출시하며 업계에 파란을 일으켰다. 미국 국채, 환매조건부채권, 현금 등으로 가치를 안정화하는 스테이블코인 펀드였다. BUIDL은 기관 투자자를 겨냥한 상품이다. 블랙록은 BUIDL 출시를 "디지털 자산 시장의 의미 있는 진전"으로 평가했다. 로버트 미치니크 블랙록 디지털 자산 책임자는 "스테이블코인이 디지털 자산 시장 전반의 효율성, 투명성, 접근성을 높이는 데 핵심 역할을 할 것"이라고 전망했다. 페이팔은 지난 8월 미국 달러 연동 스테이블코인 'PYUSD'를 출시했다. 페이팔 USD는 페이팔 결제 플랫폼 내 결제 편의성을 높이기 위해 설계됐다. 페이팔 플랫폼 이용자들은 PYUSD를 통해 암호화폐를 사고, 팔고, 보유할 수 있다. 댄 슐먼 페이팔 CEO는 스테이블코인을 "전 세계 결제 시스템을 혁신할 엄청난 잠재력"을 가진 '게임 체인저'’로 규정하며 "페이팔 USD는 소비자와 판매자, 개발자 모두에게 혜택을 주는 '넥스트 스텝'"이라고 강조했다. 은행들의 스테이블코인 시장 진출 또한 활발하다. 뉴욕멜론은행은 기관 고객 대상 스테이블코인 발행 및 보관 서비스를 시작했다. JP모건체이스는 자체 스테이블코인 'JPM 코인'으로 결제 및 증권 거래를 처리하고 있다. 스페인 카이샤뱅크(CaixaBank)는 최근 스테이블코인을 활용한 국제 송금 파일럿 프로그램을 가동했다. 이처럼 전통 은행 업무에 스테이블코인 통합이 속도를 내는 추세다. 스테이블코인 '규제 환경' 주시 스테이블코인 확산 속도에 발맞춰 각국 규제 당국의 감시망도 촘촘해지고 있다. 스테이블코인은 시스템 리스크, 자금 세탁, 소비자 보호 등과 관련된 우려를 낳기 때문이다. 미국 의회는 스테이블코인 규제 프레임워크 마련에 박차를 가하고 있다. 하원은 최근 스테이블코인 발행 관련 규칙을 담은 법안을 통과시켰지만, 상원 문턱을 넘어야 최종 확정된다. 규제 불확실성에도 불구하고 업계 전문가들은 '규제'가 스테이블코인의 장기 성장에 '약'이 될 수 있다고 입을 모은다. 명확한 규제는 시장 신뢰도를 높이고, 스테이블코인 대중화의 길을 열 수 있다는 분석에서다. 맷 해리스 리브리 벤처스 파트너는 "규제는 궁극적으로 득이 될 것"이라며 "규제는 시장의 '경계'를 설정하고 신뢰를 구축, 기관 참여를 촉진하는 역할을 할 것"이라고 내다봤다. 경쟁 '심화' 불가피 규제 준수 스테이블코인 시장 경쟁은 갈수록 치열해지는 양상이다. 기존 금융 기관과 암호화폐 기업 모두 시장 점유율 확보에 사활을 거는 형국이다. 서클, 테더 등 기존 스테이블코인 발행사들은 이미 상당한 시장 장악력을 확보한 상태다. 하지만 블랙록, 페이팔 등 거대 기업의 시장 진입은 판도를 뒤흔들 '메기'가 될 수 있다. 새로운 스테이블코인 발행사들은 브랜드 인지도, 기존 고객 기반, 규제 전문성 등을 무기로 경쟁 우위를 노릴 수 있다. 반면 기존 업체들은 네트워크 효과와 사용자 충성도를 앞세워 '방어'에 나설 전망이다. 트리치 11:FS 암호화폐 책임자는 "경쟁 심화는 불가피하다"면서도 "다양한 스테이블코인이 공존할 여지가 있지만, 결국 신뢰, 규제 준수, 유용성이 승패를 가를 것"이라고 예측했다. 스테이블코인 '미래'는? 스테이블코인은 암호화폐 산업과 금융 시스템 전반을 '게임 체인저'할 잠재력을 품고 있다. 변동성 완화, 거래 간편화 등 강점을 바탕으로 디지털 경제 '핵심'으로 자리매김할 가능성이 높다. 스테이블코인의 진화와 대중화가 계속될수록 결제, 국경 간 송금, 탈중앙 금융(DeFi) 등 다양한 분야에서 혁신을 주도할 것으로 기대된다. 해리스 리브리 벤처스 파트너는 "스테이블코인은 암호화폐 공간의 '넥스트 레벨'로 가는 발판을 마련하고 있다"며 "스테이블코인은 단순한 게임 체인저를 넘어 금융 시스템의 '근본적 변화'를 이끌 것"이라고 강조했다. 결국, 스테이블코인은 금융 시스템의 판도를 바꿀 핵심 동력이 될 수 있다는 전망이다. 스테이블코인, '그것이 알고 싶다' 스테이블코인은 미국 달러, 유로 등 특정 자산에 가치가 고정된 암호화폐다. 가치 고정은 통상적으로 준비금, 알고리즘 메커니즘, 또는 이 둘의 조합을 통해 유지된다. 스테이블코인은 변동성이 큰 다른 암호화폐 대비 안정적인 가치 저장 수단으로 꼽힌다. 거래 및 디지털 상거래에 유용하며, 탈중앙 금융(DeFi) 플랫폼에서 대출, 차입, 수익률 농사 등 활동을 지원하며 활용도가 높아지는 추세다. 테더(USDT), USD 코인(USDC), 바이낸스 USD(BUSD) 등이 대표 스테이블코인으로 꼽힌다. 블랙록, 페이팔 등 기존 금융 공룡들이 시장에 속속 진출하면서 규제 준수 스테이블코인 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.
- 금융/증권
2025-03-12 08:28:00
[우주의 속삭임(102)] 나선 성운, 별의 장렬한 최후⋯행성 삼키는 백색왜성 포착

한때 태양과 같은 별이었으나, 이제는 행성을 집어삼키는 '죽음의 별' 백색왜성의 충격적인 모습이 포착됐다. 멕시코 국립 자치 대학과 스페인 안달루시아 천체물리학 연구소의 국제 공동 연구진은 나선 성운 중심부 백색왜성 WD 2226-210에서 방출되는 고에너지 X선이 행성에 의해 발생했을 가능성을 제기하며, 40년 넘게 지속된 천문학계의 난제를 해결할 실마리를 찾았다고 밝혔다. 미 항공우주국(나사·NASA)은 행성 성운의 중심에 있는 백색 왜성에 의해 행성이 파괴되었을 수 있으며 이러한 현상을 처음으로 관찰됐다고 밝혔다. 나사는 "이는 천문학자들이 40년 넘게 헬릭스 성운에서 감지해온 신비한 X-선 신호를 설명할 수 있다"며 "헬릭스 성운은 행성 성운(Planetary nebula)으로, 우리 태양과 같은 후기 단계의 별이 외층을 벗겨내고 그 중심에 백색왜성이라는 희미한 별을 남길 것"이라고 덧붙였다. 나선 성운은 수명을 다한 별이 외피층을 우주 공간으로 방출한 후 남은 백색왜성의 잔해로, '행성 성운'이라고도 불린다. 과거 아인슈타인 X선 관측선과 ROSAT 망원경은 나선 성운 중심부에 위치한 백색왜성 WD 2226-210에서 강력한 X선이 방출된다는 사실을 감지했으나, 통상적으로 백색왜성은 강력한 X선을 방출하지 않아 그 원인이 미스터리로 남아 있었다. 이러한 가운데, 멕시코 국립 자치 대학의 산디노 에스트라다-도라도 박사 연구진은 "WD 2226-210에서 감지된 X선 신호는 백색왜성으로 끌려온 행성 잔해 때문일 수 있다"는 가설을 제시하며, "40년 넘게 지속된 미스터리의 원인을 마침내 밝혀냈을지도 모른다"고 학술지 네이처(Nature) 자매지 '왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)'에 발표했다. '운명의 행성', 백색왜성에 파괴되는 순간 포착 연구진은 WD 2226-210 주변을 공전하는 해왕성 크기의 행성이 3일도 채 안 되는 짧은 주기로 백색왜성을 공전한다는 사실에 주목했다. 더욱 흥미로운 점은, 이 행성보다 훨씬 더 안쪽에 목성형 행성이 존재했을 가능성이 있다는 것이다. 연구진은 이 목성형 행성이 원래 백색왜성에서 멀리 떨어진 궤도를 돌았으나, 다른 행성과의 중력 상호작용으로 인해 점차 백색왜성 방향으로 이동했을 것으로 추정했다. 운명의 날은 예고 없이 찾아왔다. 목성형 행성이 백색왜성에 충분히 가까워지자, 백색왜성의 강력한 중력이 행성을 산산조각 내기 시작한 것이다. 안달루시아 천체물리학 연구소의 마틴 게레로 박사는 "우리가 감지해온 수수께끼의 X선 신호는 산산조각 난 행성 잔해가 백색왜성 표면으로 떨어지면서 고온으로 가열되어 X선으로 빛나는 것일 수 있다"고 설명하며, "만약 이 가설이 입증된다면, 행성 성운 중심별에 의해 파괴되는 행성이 관측된 최초 사례가 될 것"이라고 강조했다. 연구 결과, ROSAT, NASA 찬드라 X선 관측선, ESA XMM-뉴턴 X선 관측선 등 세계적인 천문 관측 장비들이 1992년부터 2002년까지 WD 2226-210을 관측한 결과 X선 신호 밝기가 거의 일정하게 유지된 것으로 나타났다. 하지만 흥미로운 점은, 2.9시간마다 X선 신호에 미묘하고 규칙적인 변화가 감지되었다는 것이다. 연구진은 이 미세한 신호 변화가 백색왜성에 매우 가까이 붙잡힌 행성 잔해의 궤도 운동 때문일 가능성에 주목하고 있다. "태양과 유사한 별의 말년, 행성 운명 밝혀줄 단서" 연구진은 행성 대신 질량이 작은 별이 백색왜성에 파괴되었을 가능성도 고려했지만, 질량이 작은 별은 목성형 행성과 크기는 비슷하지만 훨씬 무겁기 때문에 백색왜성의 중력에 의해 파괴될 가능성이 희박하다고 판단했다. WD 2226-210은 행성상 성운 외부에 있는 다른 두 백색왜성과 X선 방출 특성이 유사한 점도 이러한 가설을 뒷받침한다. 이 두 백색왜성 중 하나는 행성 동반성에서 물질을 점진적으로 끌어들이고 있으며, 다른 하나는 행성 잔해의 흔적에서 물질을 끌어들이고 있을 가능성이 제기되었다. 연구진은 이 세 백색왜성이 새로운 유형의 변광 천체를 구성할 수 있다고 보고, 추가 연구를 통해 백색왜성 주변 행성 파괴 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있을 것으로 기대하고 있다. 멕시코 국립 자치 대학의 헤수스 토알라 박사는 "태양과 같은 별이 노년기에 접어들 때 행성이 어떻게 생존하거나 파괴되는지 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있기 때문에, 이러한 시스템을 더 많이 발견하는 것이 중요하다"고 강조했다.
- 포커스온
2025-03-08 14:23:00
[퓨처 Eyes(74)] 핵폐기물, 미래 에너지의 '황금알'로 부활하나?

인류는 오랫동안 '양날의 검'과 같은 존재와 함께해 왔다. 바로 '핵에너지'다. 막대한 에너지를 제공하지만, 동시에 감당하기 힘든 '핵폐기물'이라는 부산물을 남긴다. 그런데 최근, 이 '골칫덩이' 폐기물이 인류의 미래를 밝혀줄 '황금알'로 탈바꿈할 가능성이 열렸다. 미국 오하이오 주립대학교 연구진이 방사성 폐기물을 활용해 전기를 생산하는 핵 배터리 개발에 성공하며, 에너지 저장 분야에 획기적인 전환점을 마련한 것이다. 이 연구는 단순한 기술적 진보를 넘어, 인류가 오랫동안 골머리를 앓아온 핵폐기물 처리 문제에 대한 혁신적인 해결책을 제시했다는 점에서 더욱 의미가 크다. 연구진은 사용후 핵연료에서 방출되는 감마 방사선을 섬광 결정과 태양 전지를 통해 전기로 변환하는 기술을 개발했다. 섬광 결정은 방사선에 노출되면 빛을 방출하는 특성을 지닌 고밀도 물질로, 이 빛을 태양 전지가 흡수해 전기로 변환하는 원리다. 감마 방사선은 X선이나 CT 촬영에 쓰이는 방사선보다 훨씬 높은 에너지를 지녀 투과력이 매우 강하다. 감마 방사선의 높은 투과력은 곧 물질을 뚫고 지나가는 능력이 뛰어나다는 뜻이기도 한데, 이러한 특성 때문에 감마 방사선을 효과적으로 제어하고 에너지로 변환하는 것이 핵 배터리 기술의 핵심으로 꼽힌다. 이 배터리는 충전이나 유지 보수 없이 수십 년간 전력 생산이 가능하며, 특히 우주나 심해 탐사와 같이 장기간 안정적인 에너지 공급이 필요한 분야에서 혁신적인 역할을 할 것으로 기대된다. 손 안의 '원자력 발전소'⋯작지만 '강력한' 에너지, 무한한 가능성 제시 연구진이 개발한 프로토타입 배터리는 4cm³ 크기로, 세슘-137을 사용했을 때 288나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5마이크로와트의 전력을 생산했다. 이는 마이크로칩과 같은 소형 전자 기기를 작동시키기에 충분한 수준이다. 물론, 가정이나 산업 현장에서 사용하는 전력량에 비하면 아직 미미한 수준이지만, 레이먼드 카오 교수는 "적절한 전력원을 사용하면 와트 수준 이상의 전력 생산도 가능할 것"이라며 기술 확장 가능성을 시사했다. 특히 그는 "우리는 폐기물로 간주되는 것을 수확하고 본질적으로 보물로 바꾸려고 노력하고 있다"며 핵폐기물 배터리 개발의 의의를 강조했다. 핵 배터리는 방사성 물질을 포함하지 않아 안전하며, 핵 폐기물 저장 시설이나 우주, 심해 등 방사선 수치가 높은 환경에서 활용될 수 있다. 또한, 장기간 작동이 가능해 유지 보수가 어려운 환경에도 적합하다. 사이테크 데일리는 "이 배터리는 일반적인 X선이나 CT 스캔보다 100배나 투과력이 강한 감마 방사선을 이용했지만, 배터리 자체는 방사성 물질을 포함하지 않기 때문에 만져도 안전하다"고 보도했다. 오하이오 주립대학교 연구진이 개발한 핵폐기물 배터리는 감마 방사선을 빛으로, 다시 빛을 전기로 바꾸는 두 단계를 거쳐 작동한다. 먼저, 신틸레이터 결정이 감마 방사선을 흡수해 빛을 낸다. 마치 반딧불이가 빛을 내는 것과 같은 원리다. 이렇게 발생한 빛은 태양 전지에 의해 포착되어 전기로 변환된다. 이는 태양광 발전과 유사한 방식이다. 이 배터리는 몇 가지 핵심적인 특징을 갖는다. 설탕 한 스푼 크기인 약 4cm³의 작은 크기에도 불구하고, 세슘-137을 사용했을 때 288 나노와트, 코발트-60을 사용했을 때 1.5 마이크로와트의 전력을 생산한다. 또한, 방사성 물질이 배터리 자체에 포함되지 않아 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이 혁신적인 배터리는 앞으로 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 고준위 방사성 폐기물 저장소에서 폐기물 저장 시설의 전력 공급원으로 활용될 수 있으며, 심해 탐사나 우주 탐사와 같이 극한 환경에서 장기간 작동하는 전력원으로도 유용하다. 또한, 작고 안전한 전력원이 필요한 소형 센서나 마이크로 전자 기기 분야에도 적용 가능하다. 물론, 연구진은 상용화를 위해 몇 가지 중요한 과제를 해결해야 한다. 더 많은 전력을 생산할 수 있도록 출력 규모를 확대하고, 에너지 변환 효율을 높여 배터리의 성능을 향상시켜야 한다. 또한, 대량 생산을 위한 안정적인 제조 공정을 확립하고, 장기간 사용 시 배터리의 성능과 안전성을 검증해야 한다. 레이먼드 카오 교수는 "우리는 폐기물로 여겨지던 것을 보물로 바꾸려 노력하고 있다"고 강조하며, 이 기술의 잠재력을 높이 평가했다. 이 연구는 미국 에너지부의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 '옵티컬 머티리얼즈: X(Optical Materials: X)' 저널에 발표됐다. 상용화까지 넘어야 할 '산 넘어 산'⋯인류, '무한 에너지 시대' 열 수 있을까 핵 배터리 기술은 중국에서도 활발히 연구되고 있다. 베타볼트(Betavolt)는 휴대폰, 드론, 의료 기기 등 상업적 응용 분야를 위한 핵 배터리 대량 생산을 목표로 하고 있다. 이 회사는 이미 14차 5개년 계획에 따라 이 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이브라힘 옥수즈 연구원은 "핵 배터리 개념은 매우 유망하며, 앞으로 에너지 생산 및 센서 산업에서 중요한 역할을 할 것"이라고 전망했다. 특히 그는 "전력 출력 측면에서 획기적인 결과"라며 "아직 개선의 여지가 많지만, 앞으로 이 접근 방식이 에너지 생산 및 센서 산업 모두에서 중요한 공간을 차지할 것"이라고 강조했다. 하지만 상용화를 위해서는 제조 비용 절감, 효율성 향상, 안전성 검증 등 해결해야 할 과제가 남아있다. 섬광 결정의 효율성을 높이는 것도 중요한 과제다. 연구진은 "결정의 모양과 크기가 최종 전기 출력에 영향을 미치며, 더 큰 부피는 더 많은 방사선을 흡수하고 더 많은 빛을 생성한다"고 밝혔다. 또한 "더 큰 표면적은 태양 전지가 더 많은 전력을 생성하는 데 도움이 된다"고 덧붙였다. 이는 섬광 결정의 미세 구조를 최적화하는 연구가 핵 배터리 성능 향상에 필수적임을 보여준다. 다시 말해, 섬광 결정의 효율을 극대화하기 위해서는 결정의 크기, 모양, 표면적 등을 정밀하게 제어하는 기술이 필요하다는 뜻이다. 레이먼드 카오 교수는 "핵 배터리 기술이 미래 에너지 시장을 선도할 수 있도록 지속적인 연구 개발을 이어갈 것"이라고 밝혔다. 그는 "이 기술을 확장하는 데 비용이 많이 들 수 있지만, 안정적으로 제조할 수 있다면 충분히 경쟁력이 있을 것"이라고 전망했다. 또한, "안전하게 구현된 후 얼마나 오래 지속될 수 있는지 등 배터리의 유용성과 한계를 평가하기 위해 추가 연구가 필요하다"고 강조했다. 인류는 오랫동안 에너지 문제 해결을 위해 끊임없이 노력해 왔다. 핵폐기물 배터리 기술은 이러한 노력의 결실 중 하나로, 아직은 초기 단계이지만 무한한 잠재력을 지니고 있다. 이 기술이 상용화되어 인류에게 무한한 에너지를 제공하는 '약속의 땅'으로 우리를 인도할 수 있을지, 앞으로의 연구 결과에 귀추가 주목된다. 폐기물을 에너지로 바꾸는 이 '연금술'은 인류의 오랜 숙원을 해결하고 지속 가능한 미래를 여는 열쇠가 될 수 있을 것이다.
- 포커스온
2025-03-06 09:58:00
[글로벌 핫이슈] 중국 전인대, 5일 베이징서 개막⋯부활의 기로에 선 중국 경제

중국 최대 정치 행사인 전국인민대표대회(전인대)가 5일(현지시간) 베이징에서 막을 올린다. 이번 전인대는 복잡하고 어려운 국내외 환경 속에서 개최된다. 경제와 외교 등 주요 정책 방향을 결정할 이번 전인대에 특히 시선이 쏠리는 이유는, 장기화하는 부동산 경기 침체와 고용 불안, 소비 부진으로 악화된 국내 경제를 회복시킬 시진핑 정부의 해법 때문이라고 닛케이는 보도했다. 전인대는 중국 헌법상 '국가 최고 권력 기관'으로서 입법 기능을 맡고 있다. 매년 3월이면 약 3000명의 대표가 베이징 인민대회당에 모여 국가의 주요 정책을 논의한다. 이와 함께 국정 자문 기구인 전국정치협상회의(정협)도 4일 열리는데, 전인대와 정협을 합쳐 '양회'라고 부른다. '양회'는 중국 정치에서 가장 중요한 행사로 꼽힌다. 전인대 기간 동안 베이징은 삼엄한 경비 태세에 들어간다. 베이징시 공안국은 이미 드론 등 저고도 비행체의 운행 금지령을 3월 12일까지 연장하며 경계를 한층 강화했다. 개막일, 리창(李強) 총리는 정부 업무 보고를 통해 2025년도 정책 운영 방향과 경제 성장률 목표치를 발표할 예정이다. 정부 업무 보고에서는 올해 GDP 성장률 목표치가 발표될 것으로 보인다. 목표치는 5% 내외가 될 가능성이 높다. GDP 성장률은 경제의 유일한 척도는 아니지만 여전히 중요한 경제 지표임에는 틀림없다. 시장 관계자들은 올해 경제 성장률 목표치 역시 작년과 비슷한 '5% 전후'로 설정될 것으로 예상하는 분위기다. 하지만 정부의 성장 목표 달성 여부보다 더 큰 관심사는 침체된 국내 수요를 어떻게 되살릴지에 대한 구체적인 경제 정책이다. 국제통화기금(IMF)은 2025년 중국 경제 성장률을 4.6%로 내다보는 등, 주요 국제 기구 및 해외 싱크탱크들은 4%대 성장에 그칠 것이라는 어두운 전망을 내놓고 있다. 이러한 전망의 배경에는 2024년 경제 성장을 견인했던 수출 전선에 '트럼프 관세'라는 암초가 등장한 점이 자리한다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 이미 중국산 수입품에 10% 추가 관세를 부과했고, 3월 4일부터는 추가로 10% 관세를 더 인상할 계획을 밝히며 중국 경제에 압박을 더하고 있다. 중국 정부는 수출 의존 경제에서 벗어나야 하는 과제를 안게 된 셈이다. 중국 정부가 2025년 성장 목표를 '5% 전후'로 고수한다고 해도, 목표 달성은 쉽지 않아 보인다. 결국 경기 회복의 실마리는 소비를 포함한 내수 활성화에 달려 있다. 시진핑(習近平) 지도부는 이러한 상황을 타개하기 위해 국채와 지방채 발행 확대를 통해 재정 정책을 확대할 것임을 시사했다. 지난해 12월 열린 중앙경제공작회의에서도 GDP 대비 재정 적자 비율을 높이는 방침을 정한 것으로 알려졌다. 중국 정부는 경제 활성화를 위해 더욱 적극적인 거시 정책을 펼칠 것으로 보인다. 특히 '온건하고 유연한' 통화 정책을 채택하고, 소비 촉진을 최우선 과제로 삼을 전망이다. 이를 위해 대규모 설비 업그레이드 및 소비재 교체 프로그램이 더욱 폭넓고 강도 높게 추진될 것으로 예상된다. 재정 정책과 관련해 란포안 재정부장은 재정 적자 폭을 확대하고, 지방 정부 특수 목적 채권 발행을 늘리며, 초장기 특별 국채 발행을 지속하는 한편, 중앙 정부의 지방 정부 이전 지급 규모를 확대하는 방안을 적극적으로 활용할 계획이라고 밝혔다. 구체적인 정책 내용은 이번 양회에서 더 자세히 논의될 것으로 보인다. 하지만 재정 확대를 통해 확보한 자금을 어떻게 효율적으로 사용할지는 여전히 미지수다. 중국 정부는 그동안 스마트폰, 태블릿 PC, 가전제품 구매 보조금 지급 등 소비 진작책을 시행했지만, 얼어붙은 소비 심리를 녹이기에는 역부족이었다. 결국 GDP의 40%를 차지하는 개인 소비를 꾸준히 끌어올리려면 사회보장제도 개선과 같은 구조 개혁을 통해 국민들의 불안 심리를 해소하는 것이 중요하다는 지적이 나온다. 재정 지원과 규제 완화를 통해 민간 기업의 활력을 되살리는 것도 중요한 과제다. 지난 2월, 시진핑 주석은 주요 민간 기업 대표들과 6년 만에 회동하며 민간 기업과의 소통을 재개했다. 미국과의 기술 패권 경쟁이 심화되는 상황에서, 딥시크(DeepSeek)와 같은 생성 AI 선도 기업들을 육성하고 민간 주도의 혁신을 장려하기 위한 정부 차원의 지원책이 강화될 것으로 예상된다. 이번 양회에서는 인공지능(AI)을 포함한 기술 혁신이 핵심 의제로 떠오를 전망이다. 최근 중국 스타트업 딥시크(DeepSeek)는 오픈 소스 챗봇을 공개하며 AI 분야에서 빠르게 성장하고 있다. 만약 정부 재정 투입이 과거처럼 SOC 사업과 같은 인프라 투자에만 집중된다면, 금융 시장은 실망감을 감추기 어려울 것이다. 지방 정부 주도의 인프라 투자는 국유 기업에만 혜택이 집중되는 경향이 강하고, 이는 '국진민퇴'(国進民退, 중국 경제에서 국유 기업의 영향력이 확대되는 반면, 민간 기업의 활동 공간이 위축되는 현상) 현상을 심화시켜 경제 전반의 생산성 하락을 부를 수 있다는 우려가 적지 않다. 한편, 이번 전인대에서는 국방 예산 증가율 또한 주요 관심사 중 하나다. 시진핑 주석은 '대만 통일'이라는 목표를 내걸고 군사력 증강에 박차를 가하고 있으며, 2024년 국방 예산은 전년 대비 7.2% 증가한 1조 6655억 위안(약 16조 1441억 원)에 달했다. 각국 안보 전문가들은 올해 국방 예산 증가폭이 얼마나 될지 두 눈을 크게 뜨고 지켜보고 있다. 일각에서는 전인대 자체의 위상 약화를 꼬집는 목소리도 나온다. 원래 전인대는 공산당의 결정 사항을 추인하는 '거수기' 역할에 지나지 않는다는 비판을 받아왔다. 특히 시진핑 3기 체제 출범 이후, 당 중앙으로 권력 집중이 심화되면서 전인대의 존재감은 더욱 희미해졌다는 평가가 주를 이룬다. 양회 기간 동안 시진핑 주석을 포함한 중국 지도자들은 전국인민대표대회 대표 및 중국인민정치협상회의 위원들과 그룹별 토론에 직접 참여하여 의견을 교환하고, 민생 현안에 대한 생생한 정보를 청취할 예정이다. 이러한 모습은 '전 과정 인민 민주주의'의 중요한 특징을 보여주는 단면으로 해석된다. 전인대 개최 기간 단축이 위상 약화의 대표적인 예로 거론된다. 코로나19 팬데믹 이전에는 2주 가까이 진행되던 전인대 회의는 2020년부터 7~9일로 대폭 줄었다. 정부 활동 보고 낭독 시간 역시, 리창 총리는 50분 만에 보고를 끝마쳐 과거 2시간 가까이 보고를 했던 리커창, 원자바오 전 총리와 확연히 다른 모습이었다. 연설 중 박수 횟수 또한 전년 대비 절반 수준으로 줄었다. 과거 전인대 폐막 직후에는 총리 기자회견이 정례적으로 열려, 리커창(1955-2023) 전 총리가 '중국에는 월 소득 1000위안(약 20만 350 원) 이하 인구가 6억 명'이라고 언급해 큰 파장을 일으키기도 했다. 하지만 2024년 전인대부터는 총리 기자회견마저 잠정 중단되면서, 리창 총리(2023년 3월부터 국무원 총리)는 대중에게 존재감을 드러낼 기회조차 잃어버렸다는 평가가 나온다. 급변하는 국제 정세 속에서, 이번 양회에서는 중국 외교 정책 방향에 대한 심도 깊은 논의가 이루어질 것으로 예상된다. 왕이 외교부장은 작년 양회 기자회견에서 90분이라는 긴 시간 동안 21개 질문에 성실히 답변하며 국제 사회의 주요 이슈에 대한 중국의 입장을 명확히 밝혔다. 올해 양회에서도 외교부장 기자회견을 통해 중국의 국제 관계에 대한 구체적인 비전과 전략이 제시될지 주목된다. AI 관련 정책 제안과 논의가 활발하게 전개될 것으로 보이는 가운데, 이는 중국의 기술 자립 및 혁신 주도 전략에 중요한 분수령이 될 수 있다. 중국 정부는 AI 산업 육성을 위해 혁신 플랫폼 구축, 산업 통합 심화, 정책 프레임워크 개선 등 전방위적인 지원 정책을 더욱 강화할 것으로 전망된다. AI를 포함한 기술 혁신은 침체된 중국 경제의 새로운 성장 동력을 확보하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대를 모은다. 2025년은 '제14차 5개년 계획'의 마지막 해다. 시진핑 주석은 이미 2026년부터 2030년까지 적용될 새로운 5개년 계획 수립을 지시했다. 이번 전인대에서 발표될 2025년 경제 운영 방침은 향후 5년간 중국 경제의 향방을 가늠하는 중요한 가늠자가 될 것으로 보인다.
- 경제
2025-03-03 11:35:00
[우주의 속삭임(99)] 화성 고대 해안선 발견, 과거 대양 존재 가능성 제시

현재는 먼지로 뒤덮인 건조한 사막과 같은 화성에 과거 호수뿐 아니라 대양까지 존재했을 가능성이 제기됐다. 미국과 중국 공동 연구팀의 최근 연구 결과에 따르면 지표 투과 레이더 관측을 통해 약 40억 년 전 화성에 해변과 유사한 지하 지형이 확인됐다고 과학 기술 전문 매체 컨버세이션과 사이언스얼럿이 24일(현지시간) 보도했다. 이는 화성이 과거 북반구에 거대한 바다를 품고 있었음을 시사하는 강력한 증거로 평가된다. 이 연구에는 중국 광저우 대학의 리 젠후이(Jianhui Li)가 이끄는 중국과 미국 과학자 팀이 참여했으며, 중국 국가우주국(CNSA)의 무인 화성 탐사선 주룽(Zhurong)이 수행한 작업을 기반으로 했다. 연구진은 해당 바다를 '듀테로닐루스(Deuteronilus)'라 명명했다. 펜실베이니아 주립대학교의 지질학자 벤자민 카르데나스는 "화성에서 고대 해변 및 삼각주와 유사한 지형을 발견했다"며, "바람, 파도, 풍부한 모래 등 휴양지 해변과 유사한 증거를 확인했다"고 밝혔다. 화성 탐사 로버는 지질, 토양, 대기를 포함한 여러 측면을 연구한다. 종종 물의 증거를 찾는데, 물은 화성에서 생명의 존재 여부를 결정하는 주요 요소이기 때문이다. 퇴적암은 화성에 물이 존재하고, 생명체가 존재할 수 있다는 증거를 담고 있을 수 있기 때문에 종종 조사 대상이 된다. 나사의 퍼시비어런스 로버는 현재 델타 퇴적물에서 생명체를 찾고 있다. 델타는 이집트의 나일 델타처럼 강의 하구에 대량의 토사와 같은 퇴적물이 쌓인 삼각형 지형인 삼각주(river delta)를 말한다. 퍼시비어런스 로버는 너비가 약 45km인 제제로 분화구에 있는 삼각주를 탐사하고 있으며, 고대 호수가 있었던 곳으로 추정된다. 반면 중국의 주룽 로버는 화성 북반구에 위치한 유토피아 평원에서 고대 바다 흔적을 찾고 있다. 화성의 물의 역사는 여전히 풀리지 않은 거대한 수수께끼이다. 표면만 보면 액체 상태의 물이 존재했던 흔적을 찾기 어렵고, 전 세계적인 먼지 폭풍은 화성의 건조함을 더욱 강조한다. 그러나 점차 늘어나는 증거들은 화성이 과거 표면에 액체 상태의 물을 풍부하게 보유했음을 보여준다. 화성에 물이 존재했다는 사실은 더 이상 논쟁의 여지가 없으나, 물의 양과 소멸 시기, 소멸 원인 등은 여전히 미스터리로 남아있다. 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 지구물리학자 마이클 망가는 "대양은 행성의 기후와 표면 형성에 큰 영향을 미치며, 잠재적인 생명체 서식 환경이 될 수 있다"고 설명했다. 이어, "화성 탐사에서 '물을 따라가라'는 주제가 중요한 이유이며, 특히 해저에 존재했을 가능성이 있는 해변 퇴적물을 관측하는 것은 매우 흥미로운 일"이라고 덧붙였다. 화성, 과거 충분한 물 존재 시사 중국 국가우주국(CNSA)의 주룽(Zhurong) 화성 탐사 로버가 수집한 데이터를 활용한 중국-미국 공동 연구팀(광저우 대학교의 엔지니어 리젠후이 및 지질학자 류하이 주도)은 과거 화성에 충분한 양의 물이 존재했음을 시사하는 새로운 증거를 제시했다. 주룽 로버는 유토피아 평원(Utopia Planitia)을 이동하며 지표 투과 레이더(GPR)를 통해 지하 80미터 깊이까지 암석층을 측정했다. 이 기술은 전파를 지하로 보내고, 밀도가 다른 물질을 만나 반사되는 파형을 분석하여 지하 구조의 3차원 지도를 생성한다. 주룽 로버의 데이터를 기반으로 한 이전 연구에서 해안선으로 추정되는 지형이 발견되었으나, 그 해석은 확정되지 않았다. 그러나 이번 GPR 데이터 분석 결과, 주룽 로버의 이동 경로를 따라 15도 각도로 상승하는 두꺼운 물질층이 발견되었으며, 이는 지구의 고대 해안선과 유사한 특징을 보였다. 망가 교수는 "해당 구조는 사구, 충돌 분화구, 용암류와는 다른 형태를 보였으며, 이는 대양의 존재 가능성을 시사한다"고 말했다. 또한, "이러한 지형의 방향은 과거 해안선과 평행하며, 장기간에 걸쳐 모래 해변이 형성되었음을 뒷받침하는 적절한 방향과 경사를 가지고 있다"고 설명했다. 이러한 지형은 강에서 퇴적물이 유입되고 파도와 조석 작용이 존재하는 거대한 액체 상태의 대양을 암시한다. 또한, 지구에서 퇴적물이 형성되는 데 걸리는 시간과 비교했을 때, 화성에는 수백만 년 동안 물 순환이 존재했음을 시사한다. 이러한 퇴적물은 호숫가에서는 형성될 수 없다. 망가 교수는 "수역이 클수록 조석 간만의 차이가 커지고, 바람이 더 큰 파도를 만들 수 있는 공간과 시간이 확보된다"며, "큰 조석과 파도는 해변 형성에 도움을 준다"고 설명했다. 화성에는 지구의 달과 같은 조석에 큰 영향을 미치는 위성이 없다. 태양 또한 지구의 조석에 영향을 미친다. 화성의 조석은 지구와는 다른 형태일 수 있지만, 분명히 존재했을 것이며, 풍부한 바람은 표면 파도를 생성했을 것으로 추정된다. 이번 발견은 화성에 과거 생명체가 살 수 있는 환경이 존재했을 가능성을 높이고, 적절한 장비를 갖추고 탐사할 경우 고대 생명체의 흔적을 찾을 수 있는 장소를 제시한다. 망가 교수는 "물, 육지, 대기가 함께 존재하는 해안 환경은 잠재적인 생명체 서식 환경이다. 이러한 환경이 언제 어디에 존재했는지 아는 것은 탐사 방향을 설정하고 위성 관측과 같은 다른 관측 결과를 해석하는 데 도움이 된다"고 말했다. 또한, "해안선은 과거 생명체의 흔적을 찾기에 좋은 장소이며, 지구의 초기 생명체는 공기와 얕은 물의 경계와 같은 곳에서 시작된 것으로 추정된다"고 덧붙였다. 망가 교수 팀의 최근 연구에 따르면, 화성의 물은 대부분 내부로 흡수되어 현재 접근 불가능한 액체 저장소 형태로 존재할 수 있다. 이번 연구는 화성의 흥미롭고 신비로운 과거에 이러한 저장소를 채울 만큼 충분한 액체 상태의 물이 존재했음을 시사하는 또 다른 퍼즐 조각이 될 수 있다. 다음 단계는 액체 상태의 대양에 대한 가설을 더욱 심층적으로 검증하고, 외계 행성의 파도와 조석을 모델링하는 것이다. 본 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재됐다.
- 포커스온
2025-02-25 14:12:00
[신소재 신기술(155)] 험지 극복 소프트 로봇 '리프봇', 일본 연구진 개발

곡선이나 굴곡이 심한 반원형 지형 등 험난한 지형을 극복할 수 있는 소프트 로봇(연성 로봇) 리프봇(Leafbot)이 개발됐다. 소프트 로봇 공학은 비정형 환경에서 뛰어난 적응력을 보여주는 로봇 분야로 주목받고 있다. 기존 로봇이 예측 불가능한 지형에서 잘 올라가지 못하는 등 어려움을 겪는 반면, 소프트 로봇은 뛰어난 유연성을 바탕으로 험난한 지형에서도 이동 능력을 향상시키고 있다. 일본 호쿠리쿠첨단과학기술대학원대학(JAIST)의 호 반 안(Van Anh Ho) 교수 연구팀은 다양한 굴곡면과 지형에서 리프봇의 적응력을 탐구했다. 이 연구에는 JAIST의 박사 과정 학생인 린 비엣 응우옌(Linh Viet Nguyen)과 코이 탄 응우옌(Khoi Thanh Nguyen)이 참여했으며, 연구 결과는 전문 학술지인 'IEEE 로봇공학 트랜잭션(IEEE Transactions on Robotics)'에 게재됐다. 해당 로봇 기술에 대해서는 테크익스플로어가 지난 17일(현지시간) 상세히 전했다. 호 교수는 "소프트 로봇은 복잡하고 비정형적인 환경을 탐색하는 능력으로 점점 더 인정받고 있으며, 검사 및 탐사와 같은 분야에서 활용 가치가 높다"며 "우리는 진동 기반 운동을 활용하여 최소한의 제어 메커니즘으로 복잡한 장애물을 극복할 수 있는 로봇을 설계했다"고 밝혔다. 기존의 진동 기반 로봇은 불규칙한 지형을 처리하기 위해 복잡한 제어 알고리즘이 필요한 경우가 많았다. 반면 리프봇은 부드러운 소재의 유연한 구조와 단순하면서도 효과적인 이동 전략을 사용하여 경사면을 횡단하고 장애물을 탐색한다. 연구팀은 리프봇의 구조를 설계하기 위해 곡선형 돌출부가 있는 부드러운 일체형 실리콘 고무를 사용하여 기어가는 다리 형태를 모방했다. 소프트 로봇의 몸체는 진동 모터에 부착되어 이동을 위한 진동 메커니즘이 가능하다. 리프봇의 움직임에 대한 물리적 원리를 설명하기 위해 연구팀은 구심력, 비대칭 마찰 상호 작용, 다리 변형과 같은 요소를 통합하는 분석 모델을 개발했다. 또한 유한 요소 분석 시뮬레이션을 통해 소프트 구조가 다양한 지형과 상호 작용하는 방식에 대한 이해를 더욱 발전시켰다. 호 교수는 "우리는 형태가 이동에 어떤 영향을 미치는지 분석하고자 했다"며 "실험 결과는 예측을 검증했으며, 특정 다리 패턴이 까다로운 지형에서 리프봇의 성능을 어떻게 최적화하는지 보여주었다"고 덧붙였다. 연구팀은 계산 모델링 외에도 광범위한 실증 테스트를 수행했다. 경사면, 반원형 장벽, 계단식 지형 등 다양한 지형에서 서로 다른 다리 구성을 가진 세 가지 로봇 모델의 성능을 비교 분석했다. 그 결과 로봇의 곡선형 다리 형태가 장애물을 극복하는 데 중요한 역할을 하여 최대 30도의 경사면과 반원형 장벽을 횡단할 수 있음을 확인했다. 또한 이론적 모델링과 실험적 검증의 성공적인 통합을 통해 리프봇의 디자인이 효과적이고 확장 가능하도록 했다. JAIST 박사 과정 학생이자 공동 저자인 린 비엣 응우옌은 "정확한 작동에 의존하는 기존 로봇과 달리 리프봇의 적응력은 다양한 표면에서 자체 조정을 가능하게 한다"며 "이러한 능력은 좁고 울퉁불퉁한 공간에서 이동성이 요구되는 분야에 특히 유용하다"고 말했다. 이 혁신적인 로봇 연구의 의미는 실험실 실험에 국한되지 않고 다양한 분야의 실제 응용 분야로 확장된다. 리프봇은 잔해가 많고 울퉁불퉁한 땅 등으로 탐사에 어려움이 큰 재난 지역에서 특히 유용할 수 있다. 이 로봇은 좁은 공간에서도 탐색할 수 있으므로 파이프라인 검사, 지하 탐사, 자율 이동성이 필요한 기타 산업 환경에도 사용할 수 있다. 또한 농업 분야에도 응용할 수 있다. 토양 분석 및 작물 검사 등에 리프봇을 활용해 정밀 농업을 가능하게 한다. JAIST 박사 과정 학생이자 공동 저자인 코이 탄 응우옌은 이번 연구의 중요성에 대해 "우리의 연구 결과와 인공지능(AI) 및 머신러닝의 발전을 결합하면 최소한의 인간 개입으로 작업을 수행할 수 있을 것"이라며 "센서 피드백 시스템을 통합하고 에너지 효율성을 개선함으로써 리프봇이 실시간 지형 적응 및 의사 결정이 가능한 자율 시스템으로 진화하여 소프트 로봇 공학 분야를 혁신할 것으로 예상한다"고 기대했다. ◇ 참조: Linh Viet Nguyen et al, '진동 메커니즘으로 구동되는 단일 구조 소프트 로봇의 지면 역학(Terradynamics of Monolithic Soft Robot Driven by Vibration Mechanism)', IEEE Transactions on Robotics (2025). DOI: 10.1109/TRO.2025.3532499
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2025-02-19 14:35:00
[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도

우리 태양계의 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리(Alpha Centauri·AC·센타우루스자리 알파) 항성계에서 방출된 100만 개 이상의 '성간 물체'가 태양계를 감싸고 있는 오르트 구름(Oort Cloud)에 이미 존재할 수 있다는 주장이 나왔다. 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 지난 5일(현지시간) arXiv에 게재된 새로운 연구 논문을 인용, 이같이 보도했다. 해당 논문은 아직 동료 평가를 거치지 않았으며, 추후 행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)에 게재될 예정이라고 라이브사이언스가 17일(현지시간) 전했다. 캐나다 서부 온타리오 대학의 리 및 천문학과, 지구 및 우주 탐사 연구소의 콜 그렉과 폴 비거트가 주도한 이번 연구는 알파 센타우리(AC) 항성계에서 지난 1억 년 동안 방출된 성간 물질의 양을 시뮬레이션하여 진행됐다. 연구진은 이 계산을 바탕으로 현재 태양계 내에 센타우루스 알파에서 온 폭 100m 이상의 '성간 물체'가 약 100만 개 존재할 것으로 예측했다. 참고로 미국을 대표하는 자유의 여신상은 높이가 93.5m에 달한다. 이는 현재 태양계 내에 자유의 여신상 크기의 성간 물체가 약 100만 개가 떠돌아다니는 것으로 이해할 수 있다. 성간 물체 발견의 의의 '성간 물체(Interstellar Object)'는 태양계 외부에서 기원하여 태양계를 통과하는 천체를 의미한다. 2017년 발견된 '오무아무아(Oumuamua)'와 2019년 발견된 '보리소프 혜성(Borisov)'이 대표적인 사례다. 성간 물체는 다른 행성계에서 온 천체이므로, 이를 분석하면 태양계 외부의 물질 조성과 형성 과정을 연구할 기회를 제공한다. 특히, 보리소프 혜성은 태양계 혜성과 유사한 성질을 보여, 혜성이 우주적으로 공통된 형성과정을 가질 가능성을 시사했다. 성간 물체는 원래 있던 별 주위에서 방출된 후 우주를 떠돌다 태양계로 들어온 천체다. 이를 통해 다른 행성계의 형성 과정과 동역학적 진화를 연구할 수 있다. 예를 들어, 오우무아무아는 예상과 달리 혜성 활동 없이 가속하는 특성을 보여 기존 모델을 수정하는 계기가 되었다. 성간 물체는 '판스페르미아(Panspermia)' 이론, 즉 생명체의 씨앗이 우주에서 이동할 가능성을 탐구하는 데 중요한 역할을 한다. 만약 성간 물체에서 생명체의 기본 구성 요소(아미노산, 유기물 등)가 발견된다면, 생명체가 우주적 규모에서 이동할 가능성을 뒷받침하는 증거가 될 수 있다. 성간 물체는 자연적으로 태양계를 통과하는 천체이므로, 인류가 미래에 다른 별로 이동할 가능성을 연구하는 데 도움을 준다. 오우무아무아의 특이한 운동 방식 때문에 일부 과학자들은 외계 문명이 만든 탐사선 가능성도 제기했으며, 이는 외계 문명 탐색(SETI) 연구와 연결될 수 있다. 아울러 태양계와 은하 환경을 이해할 수 있다. 성간 물체의 존재 자체가 은하 내에서 천체들이 얼마나 자주 방출되고 이동하는지를 이해하는 데 도움을 준다. 이를 통해 태양계가 다른 항성계와 어떤 영향을 주고받는지를 파악할 수 있으며, 태양계가 속한 은하 환경의 역학을 연구할 수 있다. 오르트 구름은 어디에 위치하나? 연구팀은 이러한 가상의 성간 침입자(천체)들은 '오무아무아'나 '보리소프 혜성'과는 달리 태양의 중력에 영구적으로 붙잡혀 대부분 태양계 가장자리 근처의 거대한 혜성 및 소행성 저장소인 오르트 구름에 존재할 가능성이 높다고 봤다. 따라서 발견하기가 거의 불가능하다는 것. 지금은 사라진 오무아무아와 보리소프 혜성은 우리 우주 주변을 고속으로 항해하는 모습이 발견돼 성간 공간에서 유래했음을 확인했다. 오르트 구름(Oort Cloud)은 태양계를 둘러싸고 있는 가상의 천체 집합체로, 혜성의 기원지로 추정된다. 태양으로부터 약 2,000~100,000 AU(천문단위) 정도 떨어진 구간에 존재한다고 여겨지며, 이는 태양과 가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지 거리의 약 1/4에 해당한다. 이 개념은 1950년 네덜란드 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)가 장주기 혜성(공전 주기 200년 이상)의 궤도를 분석하면서 제안했다. 오르트 구름은 구형의 구조로 태양을 중심으로 모든 방향에 퍼져 있기 대문에 혜성이 다양한 방향에서 태양계로 들어올 수 있다. 오르트 구름은 아직 직접 관측된 적은 없지만, 수많은 혜성이 태양계 바깥 먼 곳에서 유입되는 것으로 보아 존재할 가능성이 크다고 여겨진다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 지금은 사라진 카시니 탐사선을 포함한 여러 우주선도 이전에 태양계를 흐르는 작은 성간 먼지 입자를 감지했다. 카시니 탐사선은 나사와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 토성 무인탐사선으로 2004년 7월 토성 궤도에 진입해 본격적으로 탐사를 시작했으며, 약 13년 동안 토성을 300여 차례 공전하면서 방대한 데이터를 보낸 뒤 2017년 7월 토성의 대기권으로 진입해 임무를 종료했다. 연구진은 또한 작은 입자들이 알파 센타우리에서 태양계로 이동하는 방식을 시뮬레이션했다. 연구진은 100마이크로미터(0.004인치) 이상의 입자는 이론적으로 두 항성계 사이를 이동할 수 있으며, 이 입자 중 약 10개가 매년 지구 대기에서 불타면서 유성으로 소멸할 것으로 추정했다. 태양계와 가까운 이웃, 알파 센타우리 알파 센타우리는 알파 센타우루스 A와 알파 센타우루스 B(두 별은 쌍성계를 이루며 서로 공전하는 태양과 유사한 별임), 그리고 이 쌍성계를 도는 더 작은 적색 왜성인 프록시마 센타우루스(Proxima Centauri)의 세 개의 별로 구성되어 있다. 프록시마 센타우루스는 지구에서 가장 가까운 별로 약 4.25광년 떨어져 있으며, 프록시마 센타우루스 b로 알려진 행성이 확인된 유일한 항성이다. 연구에 따르면 알파 센타우리에서 나온 물질이 잠재적으로 대량으로 존재한다. 그렉과 비거트는 "오르트 구름 내에 직경 100m 이상인 알파 센타우리 입자의 현재 수는 10⁶개 또는 100만 개"라고 적었다. 하지만 이런 물체들은 감지하기가 극히 힘들다. 두 연구원은 "이러한 천체의 관측 가능한 비율은 낮은 수준이며 태양으로부터 10AU 이내에 존재할 확률은 백만 분의 1에 불과하다"고 설명했다. 전체 항성계는 현재 우리를 향해 이동하고 있으며 약 28,000년 후에 태양에 가장 가까워진다. 연구진은 이때 두 항성계 사이의 간격이 크게 줄어들기 때문에 태양계로 들어오는 물체의 수가 기하급수적으로 증가할 것이라고 밝혔다. 연구진은 또한 우리 태양계에서 방출되는 물질의 비율이 알파 센타우리와 매우 유사할 것이라고 추정했다. 이는 우리 우주 이웃에서 유래한 비슷한 수준의 성간 물질이 우리 이웃 별들에 포획되고 있음을 의미한다. 연구진은 "알파 센타우리와 태양계 사이의 물질 전달 방식을 더 잘 이해하는 것은 항성계의 상호 연결성과 은하 전체의 물질 교환 가능성을 탐구하는 새로운 길을 열어준다"고 논문에 적었다. 이번 연구는 우리 태양계가 고립되어 있지 않다는 구체적인 예를 보여준다. 항성계의 물질이 서로 자유롭게 이동할 수 있다면 행성 형성 과정에 대한 또 다른 이해의 문을 열어줄 수 있다. 두 연구원은 논문에서 "알파 센타우리에서 태양계로 물질이 이동될 수 있는 메커니즘에 대한 철저한 이해는 항성 간 수송에 대한 우리의 지식을 심화시킬 뿐만 아니라 항성계의 상호 연결성과 은하계 전체에 걸친 물질 교환의 잠재력을 탐구하기 위한 새로운 경로를 열어준다"고 강조했다. 성간 물체의 발견은 태양계 외부 물질의 직접적인 연구 기회를 제공하며, 행성계 형성 과정, 우주 생명체 기원, 항성 간 여행 가능성, 외계 문명 탐색 등 다양한 분야에서 중요한 과학적 의미를 갖는다. 앞으로 더 많은 성간 물체가 발견된다면, 인류의 우주 이해는 더욱 깊어질 것으로 보인다.
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2025-02-18 11:05:00
삼성전기, 자율주행 핵심 '라이다'용 초소형 고전압 MLCC 세계 첫 개발

삼성전기가 자율주행 핵심 장치인 라이다(LiDAR) 시스템에 탑재되는 초소형 고전압 적중세라믹커패시터(MLCC)를 개발했다고 5일 밝혔다. 이번에 개발한 MLCC는 10V급 고전압 제품으로, 크기 1005(가로 1.0mm, 세로 0.5mm)에 2.2㎌(마이크로패럿) 용량을 갖췄다. 정밀한 거리 측정을 지원하는 라이다 시스템에 최적화된 제품으로, 안정적인 전원 공급과 높은 신뢰성을 제공한다. 삼성전기는 독자 개발한 첨가제와 유전체 내 빈 공간을 최소화하는 신공법을 적용해 고전압에서도 안정적인 성능을 확보했다. 신제품은 기존 6.3V 대비 60% 높은 전압을 구현하며, 전장 제품 필수 신뢰성 규격인 AEC-Q200 인증을 획득했다. 삼성전기는 MLCC 기술력을 바탕으로 글로벌 자동차 부품 및 완성차 업체 대상 공급을 확대할 계획이다. 시장조사기관 TSR에 따르면 전장 MLCC 시장은 2024년 4조5000억원에서 2028년 10조원 규모로 성장할 전망이다. [미니해설] 삼성전기, 자율주행 핵심 ‘라이다’용 고전압 MLCC 개발⋯전장 시장 공략 강화 삼성전기가 이번에 선보인 자율주행 핵심 기술인 라이다(LiDAR) 시스템에 적용되는 초소형 고전압 적층세라믹커패시터(MLCC)는 10V급 고전압 제품으로, 크기 1005(가로 1.0mm, 세로 0.5mm)에 2.2㎌(마이크로패럿) 용량을 갖춘 것이 특징이다. 이는 기존 6.3V 제품 대비 약 60% 높은 전압을 구현한 것으로, 동일 크기 제품 중 세계 최초로 전장 부품 신뢰성 인증인 AEC-Q200을 획득했다. 라이다 시스템은 차량 주변 환경을 감지하고 ㎜ 단위의 정밀한 거리 측정을 통해 자율주행을 가능하게 하는 핵심 장치다. 이를 위해서는 전력 공급이 안정적이어야 하며, 센서가 정확한 데이터를 실시간으로 처리할 수 있도록 초소형이면서도 높은 용량을 갖춘 MLCC가 필수적이다. 특히, 라이다는 차량 외부에 설치되는 경우가 많아 극한의 환경 변화에도 견딜 수 있는 높은 신뢰성을 요구한다. 이에 따라 삼성전기는 안전 마진을 2배 이상 높여 극한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있도록 설계했다. 삼성전기는 이번 MLCC 개발을 위해 독자적인 첨가제를 개발하고, 유전체 내 빈 공간을 최소화하는 신공법을 적용했다. 이를 통해 높은 전압에서도 안정적으로 동작하며, 자동차 전장 시스템에서 요구하는 고온·고압·고신뢰성 조건을 충족할 수 있도록 했다. 이 제품은 라이다 시스템 외에도 차량 내 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 바디 컨트롤, 섀시, 인포테인먼트 시스템 등 다양한 자동차 전장 부품에 적용될 수 있다. 이를 통해 삼성전기는 전장 MLCC 시장에서 경쟁력을 강화하고, 글로벌 자동차 부품 및 완성차 업체를 대상으로 공급을 확대할 계획이다. 시장조사기관 TSR에 따르면 전장 MLCC 시장은 2024년 4조5000억원 규모에서 2028년 10조원 수준으로 급성장할 것으로 전망된다. 이는 전기차 및 자율주행 기술 발전과 함께 자동차 전자부품 수요가 빠르게 증가하고 있기 때문이다. 최재열 삼성전기 컴포넌트솔루션 사업부장 부사장은 "자동차의 전장화가 가속화되면서 고성능·고신뢰성 MLCC에 대한 요구가 커지고 있다"며 "삼성전기는 MLCC의 재료, 설비, 공법 등 핵심 요소 기술을 확보해 차별화된 기술 경쟁력을 강화하고, 고부가가치 제품 중심으로 시장에 적극 대응할 것"이라고 밝혔다. 삼성전기는 향후에도 초소형·초고용량 MLCC 기술력을 바탕으로 전장 제품 라인업을 확장하고, 글로벌 전장 부품 시장 공략을 지속할 계획이다.
- IT/바이오
2025-02-05 09:45:00
[우주의 속삭임(95)] 맨틀 속 숨겨진 초대륙, 지구 역동성 비밀 밝히나

우리 행성 지구는 겉보기와는 달리 그 내부에서 끊임없이 역동적인 활동이 일어난다. 특히 지구의 얇은 지각과 액체 상태의 외핵 사이에 위치한 맨틀은 지구 전체 부피의 80% 이상을 차지하며, 그 비밀스러운 활동은 오래전부터 과학자들의 호기심을 자극해 왔다. 최근 CNN은 "지구 내부에 숨겨진 2개의 초대륙"에 대한 새로운 연구 결과를 보도하며 맨틀에 대한 우리의 이해를 한 단계 끌어올렸다. 맨틀, 단순한 공간 그 이상 맨틀은 지구 전체 부피의 약 84%를 차지하는 곳으로, 오랫동안 과학자들은 이곳이 '걸쭉한 캐러멜'과 같은 균일한 물질로 이루어져 있다고 믿었다. 하지만 실제 맨틀은 '초콜릿 칩이 박힌 쿠키'처럼 거대한 혼합되지 않은 영역들을 포함하고 있으며, 이 영역들이 지구의 역동성에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀지고 있다. 특히 주목받는 것은 지각 아래 깊숙이 자리 잡은 두 개의 거대한 '초대륙'이다. 하나는 아프리카 대륙 아래에, 다른 하나는 태평양 아래에 숨겨져 있는 이 초대륙들은 맨틀 깊숙한 곳에서 '닻'과 같은 역할을 하며 맨틀 전체의 움직임에 영향을 미칠 것으로 추정된다. 새로운 연구 결과는 이 초대륙들이 기존에 생각했던 것보다 훨씬 더 오래되었을 가능성을 제시하며, 맨틀이 단순히 잘 섞인 공간이 아님을 보여준다. 이러한 숨겨진 구조들은 판의 움직임을 포함한 맨틀 활동을 조절하며, 이는 우리가 경험하는 지진이나 화산 활동과도 밀접한 관련이 있다. 애리조나 주립 대학의 클레어 리처드슨 박사는 "이러한 발견은 맨틀 대류와 판 구조론, 그리고 결과적으로 우리가 지표면에서 경험하는 지진 및 화산 활동과 같은 현상에 대한 더 나은 이해에 기여할 것"이라고 말하며 이번 연구의 중요성을 강조했다. 지진파를 이용한 심층부 탐사 연구자들은 지진파가 맨틀 내부를 통과하면서 속도나 감쇠(에너지 손실)가 어떻게 변하는지를 분석하여 초대륙의 비밀을 밝혀냈다. 지진파는 맨틀 내부의 밀도, 온도, 구성 물질에 따라 속도가 달라지는데, 초대륙은 주변보다 밀도가 낮고 온도가 높아 지진파의 속도를 느리게 만든다. 또한, 지진파의 감쇠 정도를 통해 맨틀 물질의 나이를 추정할 수 있다. 광물 결정 크기가 작을수록 파동 에너지를 더 많이 흡수하여 감쇠가 크게 일어나는데, 초대륙에서는 감쇠가 적게 일어나는 것으로 보아 주변보다 훨씬 오래된 물질로 이루어져 있음을 알 수 있다. 즉, 초대륙은 주변 맨틀보다 더 단단하고 안정적인 구조라는 의미다. 위트레흐트 대학의 아르웬 데우스 교수는 "우리는 지진파가 느려진다는 것만 알았다"라며 과거 연구의 한계를 지적하며, "이번 연구를 통해 초대륙이 맨틀 대류에 적극적으로 참여하는지, 아니면 단순히 '밀집된 더미'처럼 그 자리에 머물고 있는지에 대한 의문이 풀릴 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 오래된 닻, 판 구조론의 새로운 열쇠 이번 연구 결과는 판 구조론에 대한 우리의 이해를 근본적으로 바꿀 수 있다. 초대륙이 맨틀 내부에서 '오래된 닻' 역할을 한다면, 이는 판의 움직임이 단순히 맨틀 대류에 의해 결정되는 것이 아니라 초대륙과 같은 고정된 구조에 의해서도 영향을 받을 수 있다는 것을 의미한다. 탈라베라-소자 박사는 "우리 연구는 LLSVP(큰 저속도 전단 영역)가 오래 지속되는 특징이며, 적어도 5억년 이상, 아마도 더 오래되었을 가능성을 지적한다"라며, "이는 그들이 핵-맨틀 경계의 바닥에서 닻 역할을 하며 맨틀 대류에서 살아남았다는 것을 의미하며, 맨틀이 잘 혼합되지 않았다는 것을 시사한다"라고 말했다. 또한, 초대륙은 지구 화학적 원소의 저장소일 가능성도 제기되고 있다. 특정 화산의 용암에서 발견되는 지구 생성 초기부터 존재했던 화학 원소들이 초대륙에 저장되어 있다가 분출될 수 있다는 것이다. 이는 초대륙이 단순한 암석 덩어리가 아니라 지구 화학 순환에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 데우스 교수는 "이러한 LLSVP는 오랫동안 그곳에 있었다. 그들이 10억 년 동안 그곳에 있었다면 40억 년 동안 그곳에 있었을 수도 있다. 그들은 이러한 화학적 원시 원소가 위치할 수 있는 숨겨진 저장소일 가능성이 크다. 우리는 지금 그것을 증명할 수는 없지만 지구 화학자들이 이것을 조사할 수 있다"라고 말하며 앞으로의 연구에 대한 기대감을 나타냈다. 미래를 향한 발걸음 맨틀 내부에 숨겨진 초대륙의 발견은 지구의 역동성을 이해하는 데 중요한 발걸음이다. 이번 연구 결과는 맨틀 대류와 판 구조론에 대한 우리의 이해를 넓혀줄 뿐만 아니라, 지진이나 화산 활동과 같은 자연 현상을 예측하고 대비하는 데에도 기여할 수 있을 것이다. 리처드슨 박사는 "이 모델은 많은 지진학자들이 지구 내부의 다른 물리적, 화학적 특성을 이해하는 데 사용하는 측정에 궁극적으로 영향을 미치는 지진 에너지를 약화시키는 지구의 영역을 매핑한다"라며 이번 연구가 지진학 연구에 미칠 영향을 강조했다. 맨틀은 아직 풀리지 않은 수많은 비밀을 간직하고 있다. 하지만 과학자들의 끊임없는 노력과 새로운 기술 개발을 통해 우리는 지구 내부의 미스터리를 하나씩 풀어갈 수 있을 것이다. 해당 연구는 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.
- 포커스온
2025-02-04 13:25:00
[신소재 신기술(150)] 세포 독성 없는 항균·항염 나노 꽃, '꿈의 상처 치료제'로

카네이션을 닮은 나노 구조체가 상처 치유를 돕는 밴드 형태로 개발되어 주목받고 있다. 미국화학회(ACS)의 응용 생체 재료 저널(ACS Applied Bio Materials)에 발표된 연구 결과에 따르면, 이탈리아 제노아 대학 연구팀이 개발한 나노 꽃(nanoflower) 코팅 드레싱은 실험실 시험에서 항생, 항염증 효과와 생체 적합성 특성을 나타냈다. 해당 연구에 대해서는 전문 사이트 Phys, 팝 사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 연구팀은 넓은 표면적을 가진 카네이션을 닮은 나노 꽃에 주목했다. 넓은 표면적은 수많은 상처 치유 약물 분자를 담을 수 있는 공간을 제공하기 때문이다. 연구팀은 구리 인산염과 탄닌산, 두 가지 폴리페놀 기반 재료를 활용하여 새로운 나노 구조를 설계했다. 이 시약들은 뛰어난 항염 및 항생 효과로 잘 알려져 있다. 혼합된 시약을 식염수에 넣으면 구리 인산염-탄닌산 화합물이 자체 조립되면서 꽃 모양의 구조로 자란다. 연구진은 이렇게 만들어진 나노 꽃을 전기 방사 나노 섬유 직물 조각에 조심스럽게 부착했다. 연구팀은 "페놀 구조가 풍부한 천연 화합물인 폴리페놀은 항산화, 항염, 항균 및 항암 특성으로 널리 주목받고 있으며, 생물 의학 분야에서 매우 유용하게 쓰인다"고 설명했다. 이어 "경제적이고 환경 친화적인 전략을 사용한 폴리페놀 기반 재료의 합성은 더욱 중요해지고 있다"고 강조했다. 탄닌산과 인산구리(II)로 만들어진 이 나노 꽃 밴드는 감염 및 염증 치료에 유망한 후보 물질로 평가받는다. 나노 꽃은 스스로 조립되는 미세 구조체로, 넓은 표면적을 가지고 있어 약물 분자를 부착할 공간이 충분하므로 약물 전달에 특히 적합하다. 이번 연구에서 파테메 아흐마드푸르, 피에르 프란체스코 페라리 연구진은 인산구리(II)와 탄닌산의 항생 및 항염증 특성에 주목하여 이 두 물질을 나노 꽃 재료로 선택했다. 생리 식염수 용액에서 나노 꽃을 성장시킨 후, 생체 모방 구조체를 전기 방사된 나노 섬유 직물 스트립에 부착했다. 실험 결과, 나노 꽃 코팅 밴드는 배양된 다양한 세균(대장균, 녹농균, 황색포도상구균 포함)과 항생제 내성 생물막을 비활성화하고, 활성 산소종을 제거했으며, 실험실에서 배양한 인체 세포에 손상을 주지 않는 것으로 나타났다. 아흐마드푸르와 페라리는 "나노 꽃 코팅 밴드는 감염 퇴치와 상처 치유 촉진을 위한 자연적이고 비용 효율적이며 고효율적인 해결책을 제시함으로써 획기적인 발전을 이루었으며, 치료 기준을 재정의할 가능성이 있다"고 평가했다. 연구팀은 대장균(E. coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 포함한 유해 세균 배양액에 나노 꽃 붕대 샘플을 넣었다. 2025년 1월 31일 발표된 내용에 따르면, 나노 꽃으로 덮인 원단은 세균을 '불활성화'했을 뿐만 아니라 항생제 내성 바이오필름까지 억제했으며, 실험실에서 배양한 인간 세포를 보호하는 효과를 보였다. 연구팀은 "새로운 나노 꽃 기반 접근법은 비용 효율적일 뿐만 아니라 매우 효율적이어서 상처 치유를 가속화하고 감염과 싸우는 더 나은 수단을 제공한다"고 밝혔다. 나노 꽃의 잠재적 이점은 의학에만 국한되지 않는다. 2024년 10월 '어드밴스트 머티리얼(Advanced Materials)'에 발표된 또 다른 연구에서는 나노 꽃이 실시간 이미징, 폐수 정화, 심지어 마이크로 로봇 공학에도 사용될 수 있다고 제시했다. 이번 연구 결과는 상처 치료 분야에 새로운 패러다임을 제시할 가능성이 엿보인다. 기존 항생제 내성 문제와 상처 치유 지연 문제를 동시에 해결할 수 있는 혁신적인 접근 방식이기 때문이다. 특히 자연 소재인 폴리페놀을 활용하여 생체 적합성을 높인 점은 향후 임상 적용에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.
- IT/바이오
2025-02-03 07:21:00
['우주의 속삭임(94)] 지구 자기 북극 이동 가속화⋯5년 만에 위치 업데이트

지구 자기 북극의 위치가 변화함에 따라 선박, 항공기 등의 항법 시스템을 재조정해야 할 필요성이 제기되고 있다. 자기 북극은 현재 캐나다에서 시베리아 방향으로 이동하고 있으며, 그 속도가 가속화되고 있는 것으로 관측됐다고 CNN과 사이테크데일리 등 외신이 전했다. 미국 국립해양대기청(NOAA)과 영국 지질조사국(BGS)은 5년마다 갱신되는 세계 자기 모델(WMM)의 최신 버전을 발표했다. 지리적 북극은 지구 자전축의 최북단에 고정되어 있는 반면, 자기 북극은 지구 자기장이 수직으로 향하는 지점으로, 지구 내부의 철과 니켈의 이동에 따라 끊임없이 변화한다. 따라서 나침반이나 GPS 시스템을 사용하는 경우 정확한 자기 북극의 위치 정보가 필수적이다. BGS의 지구 자기장 모델링 전문가인 윌리엄 브라운은 "현재 자기 북극의 이동은 전례 없는 현상"이라고 말했다. 그는 "1500년대 이후 자기 북극은 캐나다 주변에서 천천히 움직였지만, 지난 20년 동안 시베리아를 향해 가속도가 붙었고, 5년 전까지 매년 속도가 증가했다"며 "최근에는 연간 50km에서 35km로 속도가 감소했는데, 이는 관측 사상 가장 큰 감속"이라고 설명했다. 연구 결과에 따르면, 캐나다와 시베리아 지하에 있는 두 개의 거대한 자기 엽이 자기 북극의 이동을 주도하는 것으로 추정된다. 이러한 이동은 때때로 급격하게 발생하여 5년 주기의 정기적인 업데이트 외에 긴급 업데이트가 필요한 경우도 있다. 이번에 발표된 새로운 WMM은 향후 5년간 자기 북극의 위치를 정확하게 제공할 것으로 예상된다. 특히 이번에는 해상도가 10배 이상 향상된 고해상도 지도가 함께 제공되어, 적도에서 약 300km의 공간 해상도를 제공한다. 이전 모델의 해상도는 3,300km였다. BGS 연구팀은 남아프리카에서 영국까지 8,500km를 직선으로 이동하는 경우, 이전 WMM을 사용하면 새로운 WMM에 비해 최종 목적지에서 150km 벗어나게 된다고 밝혔다. 이는 WMM의 정확도가 항법에 미치는 영향을 보여주는 사례이며, 지도 제작 및 물류 회사, 정부 기관 등은 이러한 업데이트를 적용해야 한다. 브라운은 CNN과의 인터뷰에서 "주요 항공사들은 전체 항공기의 항법 소프트웨어를 업그레이드하여 새로운 모델을 적용할 것이며, NATO 회원국들은 다양한 장비의 복잡한 항법 시스템 소프트웨어를 업그레이드해야 할 것"이라고 말했다. 다만, 개인이 사용하는 휴대폰이나 차량용 내비게이션의 경우 자동으로 업데이트가 진행될 예정이다. 한편, 자기 북극은 1831년 제임스 클라크 로스 경에 의해 캐나다 북부에서 처음 발견됐다. 이후 연구자들은 전 세계 지상 측정 및 위성 데이터를 활용하여 자기 북극의 위치를 추적해 왔으며, 그 정확도를 점차 높여왔다.
- IT/바이오
2025-01-24 09:55:00
기아, 전기차 EV9 2만3천대 리콜⋯"좌석 나사 빠져" 안전 위협

기아자동차가 좌석 고정 나사 누락으로 인한 안전 문제로 전기차 SUV 2만3000대를 리콜한다. 19일(현지시간) 스페인 매체 유니온라요(UNIONRAYO)에 따르면, 2024년형과 2025년형 EV9 모델에서 좌석 고정 나사 누락으로 인한 안전 문제가 발견됐다. 이번 리콜은 2열과 3열 시트의 장착 나사가 누락된 차량을 대상으로 한다. 해당 결함은 광명 오토랜드 공장에서 생산된 차량에서 발생했으며, 작업자의 실수로 나사가 조립되지 않은 것으로 파악됐다. 좌석 고정 나사가 없을 경우 사고 발생 시 시트가 이탈하여 안전벨트 작동에 문제가 생길 수 있으며, 이는 승객 안전에 심각한 위협을 초래할 수 있다. 미국 도로교통안전국(NHTSA)은 좌석에서 발생하는 비정상적인 소음이 결함의 징후일 수 있다고 경고했다. 좌석 불안정은 안전벨트 효과를 저해하여 안전사고 위험을 높인다. 기아차는 2023년 9월부터 2024년 10월 사이 생산된 EV9 차량 소유주에게 리콜 조치를 시행할 예정이다. 소유주는 기아 대리점에서 무상으로 차량 점검 및 수리를 받을 수 있다. 기아차는 이번 리콜을 통해 제조 공정의 품질 관리 시스템을 강화하고 재발 방지에 힘쓸 계획이다. EV9는 기아차의 전략 모델로, 이번 리콜 사태는 브랜드 이미지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 특히 안전과 직결된 문제인 만큼, 소비자 신뢰 회복이 주요 과제로 떠올랐다. 한편, 기아차는 멕시코에서 생산된 K4 2025년형 세단 모델에서도 헤드라이트 결함으로 리콜을 진행 중이다. 해당 차량은 방향지시등 작동 시 헤드라이트가 꺼지는 문제가 발견됐다. 이는 야간 운전 시 가시성을 저하시키는 심각한 결함이다. 해당 결함은 누에보 레온주의 페스케리아(Pesqueria) 공장에서 생산된 K4 1,784대에서 나타났다. 기아 멕시코는 소유주에게 리콜 사실을 통보하고 공식 홈페이지에 상담 공간을 마련하는 등 적극적인 대응에 나서고 있다. 이번 기아 전기차 EV9 리콜 사태는 자동차 제조업체에게 품질 관리 및 안전 기준 준수의 중요성을 다시 한번 강조한다. 기아차는 이번 사건을 계기로 품질 관리 시스템을 개선하고 소비자 신뢰 회복에 주력할 것으로 예상된다.
- 산업
2025-01-20 10:29:00
2025 소비시장 5대 키워드 'S.N.A.K.E'⋯생존 경쟁 심화, AI·K컬처 결합 가속

올해 소비시장 트렌드는 '생존(Survival)', '차세대(Next)', '인공지능(AI)', 'K컬처, '불황형 소비(Economical consumption)'로 압축됐다. 대한상공회의소는 7일 발간한 '2025 유통산업 백서'에서 푸른 뱀의 해를 맞아 올해 소비시장 5대 키워드로 'S.N.A.K.E'를 선정했다고 밝혔다. 글로벌 경제와 소비시장의 정체가 지속되며, 한정된 시장 내에서 점유율을 확보하려는 생존 경쟁이 한층 격화될 것으로 전망된다. 실제로 국내 소매시장 성장률은 2021년 7.5%에서 2023년 3.1%, 2024년 0.8%로 둔화되고 있다. 대한상의는 올해 미국의 통상 정책 변화와 국내 정치적 불확실성 심화로 시장 성장률이 0.4%에 머물 것으로 예측했다. 이에 따라 유통업계는 새로운 사업 모델(Next Biz 모델)과 추가 수익 창출 방안을 적극적으로 모색할 것으로 관측된다. 오프라인 매장과 온라인 채널을 활용한 리테일 미디어 사업, 소비자 간 거래(C2C) 기반의 초개인화 대화형 쇼핑 등 새로운 흐름이 주목받고 있다. AI·K컬쳐 성장 견인 기대 인공지능(AI)을 활용한 비용 절감 및 운영 효율화 움직임도 가속화될 전망이다. 프레시던스리서치에 따르면, 글로벌 유통산업 내 AI 시장 규모는 2023년 99억7000만 달러에서 2033년 549억2000만 달러로 약 5.5배 성장할 것으로 예상된다. K컬처와 융합된 커머스 역시 새로운 시장 창출의 중심으로 떠오를 것으로 보인다. 대표적으로 헬스&뷰티(H&B) 전문점인 올리브영은 K콘텐츠를 한자리에서 경험할 수 있는 공간으로 자리 잡으며, 외국인 관광객들의 필수 방문 코스로 부상했다. 이에 따라 해외 매출도 꾸준히 증가하는 추세다. 또한 지난 1일 관세청 통계에 따르면, K컬처에 힘입어 지난해 1월부터 11월까지 과자류 수출액은 전년 같은 기간 대비 16.5% 증가해 처음으로 7억 달러(약 1조 원)를 넘어섰다. 이는 2018년 연간 수출액 4억3000만 달러에서 크게 상승한 수치다. 과자와 음료를 합친 수출액은 13억 달러(약 1조9000억 원)에 달하며, 12월 실적을 포함할 경우 원화 기준으로 2조 원을 넘었을 것으로 추정된다. 경기 둔화와 불확실성 확대 속에서 가격을 중시하는 불황형 소비(Economical consumption)도 확산될 전망이다. 불필요한 구매를 지양하고 필요한 것만 소비하는 '요노(YONO·You Only Need One)' 트렌드가 두드러질 것으로 예상된다. 대한상의는 "경기 침체와 불확실성이 지속되는 가운데, 유통기업은 차세대 비즈니스 모델과 수익 창출 방안을 적극적으로 발굴해야 한다"며 "AI와 K컬처를 통해 성장의 돌파구를 찾고, 가격 민감 소비 트렌드에도 기민하게 대응할 필요가 있다"고 조언했다.
- 생활경제
2025-01-07 13:47:00
[CES 2025] AMD, 노트북·데스크톱·휴대용 게이밍 기기용 신형 칩 공개

AMD는 6일(현지시간) 세계 최대 가전제품·IT 전시회 'CES 2025'에서 데스크톱부터 휴대용 게이밍 기기에 이르기까지 다양한 기기에 탑재될 신형 칩을 공개했다. 도요타는 미래 도시 '우븐 시티'를 공개해 이목을 끌었다. '엔비디아 대항마'로 평가 받는 AMD는 올해 CES를 앞두고 긍정적인 실적을 기록했다. 2024년 3분기 기준 데스크톱 CPU 시장에서 28.7%의 점유율을 차지했으며, 이는 전년 동기 대비 9.6%p 상승한 수치다. 모바일 시장에서도 22.3%의 점유율을 기록하며 2.8%p 증가했다. AMD는 이러한 성과에 안주하지 않고, 이날 미 라스베이거스 만델레이베이 콘벤션 센터에서 열린 'CES 2026' 미디어 데이 행사에서 2025년을 위한 공격적인 전략을 발표했다. AMD가 공개한 인공지능(AI) PC용 프로세서의 중심에는 '라이젠 AI 맥스(Ryzen AI Max)'와 '라이젠 9 9950X3D'가 있다. 라이젠 AI 맥스는 노트북용, 라이젠 9000 시리즈는 데스크톱용 중앙처리장치(CPU)다. AMD에 따르면, 라이젠 9 9950X3D는 게이머와 크리에이터를 대상으로 개발된 제품으로, AMD의 최신 Zen 5 아키텍처를 기반으로 16코어에 최대 5.7GHz의 클럭 속도를 자랑한다. 회사 자체 벤치마크에서는 '호그와트 레거시'와 '스타필드'와 같은 인기 게임에서 기존 라이젠 9 7950X3D보다 평균 8% 향상된 성능을 보였다. 이와 함께 12코어에 최대 5.5GHz로 동작하는 라이젠 9 9900X3D도 함께 공개됐다. 두 제품 모두 2025년 1분기 중 출시될 예정이라고 전문지 테크크런치가 전했다. AMD는 또한 중급 노트북 및 초경량 노트북을 타깃으로 하는 새로운 '파이어 레인지(Fire Range)' 칩셋을 발표했다. 해당 라인업은 2025년 상반기 출시될 예정이며, 라이젠 9 9850HX, 9955HX, 9955HX3D 등이 포함된다. 이들은 12~16코어로 구성되며, 최대 클럭 속도는 5.2GHz에서 5.4GHz 사이에 달한다. 특히 파이어 레인지 칩은 약 54W의 전력만을 소모해, 170W의 라이젠 9 9950X3D 대비 전력 효율성이 뛰어나다. AMD, AI PC 칩 라인업 공개 AMD는 차세대 AI 기능이 강화된 윈도우 11 기반 '코파일럿+(Copilot+)' PC를 위해 새로운 라이젠 AI 300 및 AI Max 시리즈를 선보였다. 해당 시리즈의 모든 칩에는 AI 작업을 가속화하는 신경망 처리 장치(NPU)가 탑재됐다. 이는 텍스트 요약 모델이나 윈도우 11의 AI 기반 이미지 편집 프로그램을 실행하는 데 사용된다. 라이젠 AI 300 시리즈는 68코어로 구성되며, 최대 5GHz의 클럭 속도를 지원한다. 2025년 1분기 혹은 2분기에 출시될 예정이며, 라인업은 라이젠 AI 7 350, AI 5 340, AI 7 Pro 350, AI 5 Pro 340로 구성된다. 플래그십 모델인 라이젠 AI Max는 6~16코어, 최대 5.1GHz의 클럭 속도를 자랑하며, 통합 그래픽 및 새로운 메모리 인터페이스가 탑재됐다. AMD는 해당 칩셋이 3D 렌더링 및 AI 애플리케이션에서 탁월한 성능을 제공한다고 밝혔다. AI Max 시리즈는 2025년 1~2분기에 출시되며, AI Max+ 395, AI Max+ Pro 395, AI Max 390, AI Max Pro 390, AI Max 385, AI Max Pro 385, AI Max Pro 380 등으로 구성된다. 휴대용 게이밍 기기용 칩 휴대용 PC 및 게이밍 기기 시장 성장에 대응해, AMD는 라이젠 Z2 시리즈 칩셋을 발표했다. 이 시리즈는 경량 및 게이밍 전용 디바이스를 위한 것으로, 밸브의 스팀 덱과 같은 기기에 탑재된다. 라이젠 Z2 Go는 4코어, 최대 4.3GHz, 12개의 그래픽 코어를 탑재했으며, 라이젠 Z2 Extreme은 8코어, 최대 5GHz, 16개의 그래픽 코어를 제공한다. 기존 라이젠 Z2는 8코어, 최대 5.1GHz의 클럭 속도와 12개의 그래픽 코어를 탑재했다. 세 가지 Z2 모델은 2025년 1분기부터 출시될 예정이다. '미래 도시' 우븐 시티 공개한 도요타 회장 도요타의 도요다 아키오 회장은 6일(현지시간) 세계 최대 가전·IT 전시회 'CES 2025'에서 5년 만에 무대에 올랐다. 도요다 회장은 CES 개막을 하루 앞둔 이날, 만달레이베이 컨벤션 센터에서 전 세계 언론을 대상으로 미래 스마트 도시 '우븐 시티(Woven City)'의 진행 상황을 공개했다. 우븐 시티는 2021년 후지산 기슭에서 착공된 프로젝트로, 총 100억 달러(약 14조 원)가 투입된다. 자율주행, 로봇공학, 스마트 홈 등 다양한 미래 기술을 실제 생활에서 경험하고 테스트할 수 있는 '살아있는 실험실'로 설계됐다. 올가을 100명 입주 예정 도요다 회장은 "우븐 시티는 모든 발명가들이 신제품과 아이디어를 현실에서 실험할 수 있는 공간으로, 단순한 도시 이상의 의미를 지닌다"고 말했다. 그는 "1단계 계획이 완료됐으며, 올가을 100명의 입주민을 맞이할 예정"이라고 밝혔다. 초기 입주민은 모두 도요타와 자회사인 '우븐 바이 도요타(Woven by Toyota)' 소속 직원이다. 도요타는 우븐 시티를 '미래 도시의 프로토타입'으로 소개하며, 자율주행 차량, 혁신적인 도로 설계, 로봇, AI 기반 기술 등이 적용될 것이라고 설명했다. 도요타는 2단계 이후, 2,000명이 거주할 수 있는 주택과 시설을 건설하는 것을 목표로 하고 있다. 도요다 회장은 "우븐 시티는 2026년부터 일반 대중에게 공개될 예정"이라며 "도요타가 이를 통해 수익을 얻을 수 있을지 확신할 수는 없지만, 글로벌 시민으로서 미래에 투자할 책임이 있다"고 말했다. 행사에서는 우븐 시티의 공사 현장과 완공 예상 그래픽이 공개됐다. 자율주행 자동차, 로봇, 개인용 드론 등 다양한 기술이 적용된 모습이 담긴 영상도 상영됐다. 도시의 에너지는 도요타의 수소 연료 전지 기술을 통해 공급된다. 로켓 분야 연구도 진행중 이날 도요다 회장은 로켓 연구도 진행 중이라고 밝혔다. 그는 "모빌리티의 미래는 지구나 자동차에 국한되지 않는다"며, "로켓 분야에서도 연구를 진행하고 있다"고 말했다. 도요타는 일본 스타트업 '인터스텔라 테크놀로지'에 70억 엔(약 650억 원)을 투자해 소형 발사체 개발을 지원하고 있다. 도요다 회장과 임원들은 우븐 시티에 적합한 통신 네트워크 구축 방안에 대해 인터스텔라 테크놀로지와 협력하고 있다고 밝혔다. 한 임원은 "우븐 시티는 산악 지대에 위치해 자율주행 차량을 위한 안정적인 통신 인프라가 필요하다"며 "차량이 이동 중에도 끊김 없이 통신이 유지돼야 한다"고 강조했다.
- IT/바이오
2025-01-07 12:05:00
[신소재 신기술(146)] 국내 연구진, 고체 내 전자의 양자 기하학 첫 측정⋯양자역학 새 지평 열다

국내 연구진이 포함된 국제 공동 연구팀이 고체 내에서 움직이는 단일 전자의 기하학적 '형태'를 최초로 즉정하는 데 성공했다. 이번 연구는 결정질 고체의 양자적 거동을 연구하는 새로운 방법을 제시하는 획기적인 성과로 평가된다고 사이언스 얼럿이 5일(현지시간) 전했다. 과학자들은 전자의 에너지와 운동을 계산하는 방법을 알고 있었지만, 전자의 양자 모양을 이해하는 것은 지금까지 이론적으로만 가능했다고 인터레스팅엔지니어링은 지적했다. 미국 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 리카르도 코인(Riccardo Comin) 물리학과 교수는 "우리는 이전에는 얻을 수 없었던 새로운 정보를 얻는 방법을 개발했다"고 밝혔다. 이번 연구는 MIT에서 박사후 연구원으로 재직했으며 현재 코넬 대학교에 있는 강민구 박사와 서울대학교 김선제 교수가 주도했다. 물리학에서 물질은 고전 물리학으로 설명되는 방식으로 주로 이해된다. 그러나 입자 간 상호 작용이나 측정이 이루어지는 근본적인 수준에서는 고전 물리학과 달리 양자역학의 원리에 따라 움직인다. 전자는 입자와 파동, 두 가지로 행동할 수 있다. 전자를 입자라고 부르지만, 이는 작은 콩과 같은 이미지를 연상시키기 쉽다. 그러나 전자의 크기와 그 양자적 특성은 파동의 형태로 설명하는 게 훨씬 더 정확하다. 물리학자들은 전자의 파동적 측면을 설명하기 위해 파동함수를 사용한다. 파동함수는 특정 위치에서 특정 상태의 입자가 존재할 확률을 기술하는 수학적 모델로, 전자의 양자적 특성을 표현한다. 이러한 파동함수의 일부 특징은 기하학적 형태로 해석될 수 있으며, 이는 곡선이나 구와 같이 무한한 방향으로 회전하는 구조를 갖는다. 원자 격자 내 전자의 양자 기하학은 클라인 병이나 뫼비우스 띠처럼 복잡한 형태로 나타나기도 한다. 연구 저자들은 "지금까지의 파동함수의 양자 기하학은 이론적으로만 추론될 수 있었거나 전혀 추론될 수 없었다"고 말했다. 그들은 그러나 "물리학자들이 양자 컴퓨터부터 고급 전자 기기 및 장치에 이르기까지 모든 것에 잠재적으로 적용할 수 있는 양자 물질은 점점 더 많이 발견함에 따라 이 속성은 점점 더 중요해지고 있다"라고 덧붙였다. 고체 내 전자의 복잡한 양자 기하학의 일부를 결정하는 것은 물리학자들이 간접적으로 추론하는 방식에 의존해왔다. 강민구 박사와 김선진 교수 연구팀은 전자의 양자 기하학을 직접 측정하기 위해 '양자 기하학적 텐서(QGT)'라는 물리량을 활용했다. QGT는 2차원 홀로그램이 3차원 공간의 정보를 인코딩하는 것과 유사하게, 양자 상태의 전체 기하학적 정보를 담고 있다. 연구팀은 '각도 분해 광전자 분광법(ARPES)'을 사용해 전자의 양자 기하학을 측정했다. 이 기술은 물질에 광자를 조사해 전자를 방출시키고, 전자의 편광, 스핀, 방출 각도 등 다양한 특성을 분석하는 방식이다. 이번 연구는 코발트-주석 합금 단결정을 대상으로 진행했다. 이 물질은 '카고메 금속(kagome metal)'으로 알려져 있으며, 연구팀은 앞선 연구에서도 동일한 물질의 특성을 조사한 바 있다. 연구 결과 고체 내에서 QGT를 최초로 측정했으며, 이를 통해 금속 내 전자의 나머지 양자 기하학적 특성을 유추할 수 있었다. 연구팀은 이 결과를 이론적으로 도출된 양자기하학과 비교해 즉접 측정과 추론 방식의 유효성을 검증했다. 팀은 이번 기술이 코발트-주석 합금뿐 아니라 다양한 재료에 적용 가능하다고 밝혔다. 특히, 초전도성이 발견되지 않은 물질에서 초전도성을 발견하는 등 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다. 익명을 요한 한 전문가는 '양자역학의 기하학적 해석은 최근 응집물질 물리학 분야에서 많은 진전을 이루는 데 중요한 역할을 했다"며 "연구팀은 양자 상태의 기하학적 특성을 근본적으로 규명하는 QGT에 실험적으로 접근하는 방법을 개촉했다"고 평가했다. 그는 이어 "이번 연구에서 개발된 방법은 간단하고, 다양한 고체 재료에 적용할 수 있어 새로운 양자 현상에 대한 기하학적 이해를 이끌어낼 잠재력이ㅐ 크다"고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 피직스(Nature Physics)'에 게재됐다.
- IT/바이오
2025-01-06 15:05:00
인체 주입형 나노봇부터 로봇 반려동물까지⋯로봇, 어디까지 진화할까?

로봇은 주로 제조 및 물류 분야의 일상적인 작업에 사용되었지만, 이제는 기계적 팔다리를 펼치고 생명과 과학의 다른 많은 영역으로 확장되고 있다. 최신 로봇 중 대다수가 유용하지만, 일부는 다소 생소하고 이상하다. 고급 알고리즘을 사용해 인간과 비슷하게 만들고, 일부는 특정 작업을 목표로 하는 이상한 디자인도 보인다. 라이브사이언스가 독특한 모양 또는 기능의 로봇을 소개했다. ◆ 주사 가능한 나노봇 인체 주입형 나노봇은 이미 현실화됐다. 에든버러 대학교 공과대학 연구진은 특수 코팅으로 특정 온도에서 녹도록 혈액 응고제로 만들어진 작은 로봇을 개발했다. 적혈구의 약 12분의 1 크기인 이 로봇은 외부 자석과 의료 영상을 이용, 혈관을 통과해 약물을 투여해야 하는 신체 부위로 안내된다. 목표 위치에 도달하면 자석이 나노봇을 가열하고 녹여 약물을 방출한다. ◆ 보스턴 다이내믹스의 아틀라스 보스턴 다이내믹스의 아틀라스 2족 보행 로봇은 계속 진화하고 있다. 아틀라스는 초기에 초보적인 파쿠르 기술과 우수한 손재주를 보여주었다. 이제는 엎드려 잠든 자세에서 ‘깨어나는’ 방법을 배웠다. 엎드린 자세에서 시작해, 로봇은 다리를 엉덩이 뒤로 구부린 다음 회전 가능한 고관절을 사용해 힘을 가하고 바닥에서 일어난다. 부자연스러운 움직임처럼 보일 수 있지만, 아틀라스의 관절과 유연한 움직임을 잘 보여주며 다양한 분야에서 더 잘 작동할 수 있다. ◆ 아메카 '세계에서 가장 진보된 로봇'이라는 별칭을 얻은 2세대 아메카는 질문에 대한 응답을 기반으로 해 매우 사실적인 표정을 지을 수 있는 기능을 제공한다. 아메카의 얼굴을 덮고 있는 가단성 소재는 생성형 AI와 결합돼 봇이 모든 종류의 질문에 응답한 다음 손 움직임과 함께 얼굴 표정을 지어 답변을 보완할 수 있도록 한다. 얼굴 움직임은 유압 장치가 있는 골격 프레임을 사용하며, 로봇의 나머지 부분과 함께 놀라울 정도로 인간과 비슷하다. 아메카는 아직 상업화되지는 않았지만 엔지니어링 아트의 제작자는 휴머노이드 로봇의 미래가 사회 복지에 도움이 되거나 실제 인간과 함께 접수원 역할을 할 것으로 생각한다. ◆ 클론 로보틱스의 토르소 배터리로 작동하는 물 펌프와 밸브 시스템으로 구동되는 토르소 로봇은 이상하지는 않지만 생소하고 다소는 불안하다. 이 시스템을 사용해 다양한 인공 뼈와 근육을 움직이고, 골반 위쪽으로 인간의 몸통을 복제하기 때문이다. 로봇은 유령 같은 흰색 피부로 덮여 있다. 인간과 비슷한 골격에도 불구하고, 몸통의 움직임은 다소 불안정하지만, 자연스럽게 움직이도록 훈련되고 있다. 로봇을 개발한 클론 로보틱스는 이 기술이 조립 라인에서 일하거나, 집안일을 하거나, 심지어 원격 진료를 돕는 휴머노이드 로봇으로 사용될 것을 기대하고 있다. ◆ 맥클라리(mCLARI) 거미는 스파이더맨과 같은 영화나 SF 소설을 통해 로봇에 영감을 주었지다. 그 결과 탄생한 것이 맥클라리다. 길이가 2cm에 불과한 맥클라리는 두 가지 방법으로 움직일 수 있는 네 개의 다리 모듈을 사용하는 작은 '거미 로봇(스파이더 봇)'으로, 로봇이 좁은 공간을 통과하고 장애물을 우회하기 위해 모양을 효과적으로 바꿀 수 있다. 로봇에는 고급 AI 처리 기능이 없고 원격으로 제어해야 하지만, 적응형 형태는 무너진 건물의 잔해나 자연재해 파괴 현장을 기어다니며 접근하기 어려운 지역에서 생존자를 찾을 수 있는 길을 열어줄 수 있다. ◆ 데스데모나 데스데모나는 2017년에 세계 최초로 사우디아라비아의 '로봇 시민'이 된 '소피아 더 로봇(Sophia the Robot)'의 모회사 핸슨 로보틱스가 개발한 휴머노이드 로봇이다. 데스데모나는 뇌에 대규모 언어 모델(LLM)을 사용해 사실적인 얼굴 표정을 재현할 수 있는 합성 피부를 가지고 있다. 특히 일반 휴머노이드 로봇과 달리 데스데모나는 단순한 기술 시연이 아니라 고유한 스타일과 개성을 가진 로봇 음악 스타이기도 하다. 데스데모나는 기술이라기 보다는 로봇이 어떻게 인간과 같은 사회적, 문화적 인물이 될 수 있는지에 대한 비전에 관한 것이다. ◆ 멘티봇 관절이 있는 손을 가진 다소 복고적인 로봇처럼 보일 수 있지만, 멘티봇에는 눈에 보이는 것 이상의 많은 기능이 있다. 구체적으로, 휠체어를 탄 사람을 위해 카트를 미는 등 다양한 상황과 작업에 대응하기 위해 AI 모델을 활용해 학습하도록 설계되었다. 멘티봇은 시뮬레이션된 작업에서 실제 작업으로 이동하는 데 걸리는 시간을 줄여주는 '심2리얼(Sim2Real)' 시스템을 갖추고 있다. 이를 강화 학습 기술, 센서 제품군 및 액추에이터의 조합으로 백업하면 2025년에는 창고 자동화에서 가정 환경 지원에 이르기까지 다양한 작업을 도울 수 있는 로봇이 탄생할 수 있다. ◆ 카시오 모플린 로봇 반려동물은 새로운 것이 아니지만 카시오 모플린은 사용자와 껴안고 유대감을 형성하는 것을 목표로 하는 최초의 반려동물 로봇 중 하나다. 햄스터와 닮은 모플린은 주인의 목소리를 인식하고 사용자의 성격을 시뮬레이션해 스스로 맞추어 성격을 개발할 수 있는 기술을 가지고 있다. 소니의 아이보와 같은 다른 로봇 반려동물과 달리 모플린은 공을 쫓거나 활동적인 반려동물은 아니다. 오히려 인간에게 위안을 주는 동반자 역할을 제공하고 인간과 관계를 형성하도록 만들어졌다. 모플린은 먹이를 줄 필요가 없지만, 정기적인 관심을 받지 못하면 슬프거나 불안한 감정을 나태내고 이러한 관계 설정이 모플린의 성격을 개발한다.
- IT/바이오
2025-01-03 14:07:00
LG, 세계 최초 휘어지는 2025년형 게이밍 모니터 울트라기어 OLED 공개

LG가 2025년 초 미국 라스베이거스에서 열리는 CES 행사에 앞서 공개한 '세계 최초 5K2K 해상도 휘어지는 OLED 디스플레이' 울트라기어(UltraGear) OLED 게이밍 모니터가 외신의 호평을 받고 있다. 저명한 ICT 매체 더버지는 LG의 휘어지는 모니터 2025년 라인업은 "자랑할 만한 가치가 있다"고 평가하고 구체적인 사양을 설명했다. 발표된 울트라기어 GX9 시리즈는 LG가 게임과 업무 생산성 향상 모두에 적합하다고 주장하는 2개의 45인치 모니터이다. 45인치 모니터는 5120x2160의 넓은 해상도를 갖고 있으므로 일반적인 4K 화면과 동일한 세로 픽셀 수를 제공하며, 게임을 할 수 있는 캔버스는 훨씬 더 넓다. 또 21대 9의 화면비로 "32대 9 모니터보다 더 나은 콘텐츠 호환성을 유지하면서 표준 16대 9 디스플레이보다 더 몰입감 있는 게임 경험을 제공한다"고 밝혔다. 또한 게임을 플레이하지 않고 업무 생산성을 높이는 작업에사더 매우 적합하다는 지적이다. 휘어지는 울트라기어 OLED 게임 모니터(모델 45GX990A)는 완전히 평평한 상태에서 900R 곡률로 전환할 수 있으며, LG의 듀얼 모드 기능의 최신 버전은 사용자가 해상도와 주사율 사전 설정 사이를 손쉽게 전환하고 종횡비와 사진 크기를 사용자가 정의할 수 있도록 한다. 엔비디아 G싱크(Nvidia G-Sync) 및 AMD 프리싱크 프리미엄 프로(FreeSync Premium Pro) 인증을 받았다고 하는데, 자료에는 최대 주사율이 명시되어 있지 않다. 더버지는 LG에게 이에 대한 자세한 내용을 요청했다고 한다. LG는 또한 휘어지지 않는 800R 곡률의 모델을 출시한다. 휘어지지 않는 것 외 나머지는 동일한 45인치 크기, 동일한 종횡비, 동일한 5K2K 해상도이다. LG는 "놀라운 색상과 탁월한 대비로 LG OLED 제품은 선명하고 생생한 이미지를 기대할 수 있다"고 적었다. 두 모니터의 공유 사양에는 0.03ms(GtG) 응답 시간과 디스플레이포트(DisplayPort) 2.1, HDMI 2.1, 90W 전력 공급을 제공하는 USB-C 지원이 포함된다. 45GX950A는 RGWB 하위 픽셀 레이아웃을 사용하여 화면의 텍스트 가독성을 개선하고, 앞서 언급한 생산성 작업에서 눈을 더 편안하게 해준다. 이 두 모니터와 함께 LG는 곡면 울트라기어 39GX90SA도 출시한다. 이는 TV처럼 스트리밍 서비스에 쉽게 접근할 수 있는 웹OS 기반 '홈 엔터테인먼트 허브'로서 기능한다. 더버지는 LG가 여기에서 삼성의 스마트 모니터로부터 몇 가지 아이디어를 얻은 것 같다고 진단했다. 39인치인 이 모니터는 다른 GX9 디스플레이보다 약간 작지만 21대 9 화면비와 800R 곡선을 유지하고 있다. LG는 "USB C타입 포트가 장착되어 있어 편리한 연결을 제공하고 LG의 인체공학적이고 공간 절약형 L자형 스탠드를 통합해 깔끔한 책상을 꾸밀 수 있다"라고 밝혔다. 가격과 구체적인 출시일은 2025년 후반에 공개될 예정이다. 그러나 사용자들은 라스베이거스에서 울트라기어 GX9 시리즈를 직접 볼 수 있으며, 모니터의 기능을 직접 경험해 볼 수 있다.
- 산업
2024-12-31 09:44:00
중국, '시속 400㎞' 고속열차 시제품 공개⋯이르면 내년 상용화

중국이 시속 400㎞급 상용 고속열차 시제품을 공개했다고 중국 신화통신이 29일(현지시간) 보도했다. 중국이 자기부상열차의 속도로 여겨지는 '시속 400km'를 돌파한 고속열차 상용화에 거의 근접한 것이다 국유기업인 중국국가철로집단은 이날 베이징에서 시제품을 선보이면서 고속열차 개발을 위해 2021년 개시한 'CR450 과학·기술 혁신 프로젝트'가 중대 진전을 이뤘다고 밝혔다. CR450 시제 열차의 시험 속도는 시속 450㎞, 운행 속도는 시속 400㎞이며 제동 거리가 현존 열차들에 비해 더 짧아 안정성이 높아졌다고 중국 교통당국은 설명했다. 또 주행 저항이 22% 줄고 열차 중량도 10% 가벼워져 에너지가 덜 들고, 열차 내부 소음 2㏈(데시벨) 감소와 객실 공간 4% 증가 등으로 편의성도 높였다고 했다. 아울러 주행과 제어, 기관사 스마트 상호작용, 안전 통제, 승객 스마트 서비스 등에서도 진전이 있었다고 당국은 전했다. 중국국가철로집단은 2018년부터 '불모지'였던 시속 400㎞급 고속열차 개발을 위한 연구에 들어갔다. 이후 2021년 새 열차 개발을 위한 'CR450 과학·기술 혁신 프로젝트'를 시작했고, 2022∼2023년 남서부 윈난(雲南)성 미러(弥勒)-멍쯔(蒙自) 노선과 남동부 푸젠(福建)-샤먼(厦门) 노선에서 시험 운행을 했다. 시제품은 올해 생산되기 시작했다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 이르면 내년부터 중국의 초(超)고속 열차가 실제 운행에 투입될 것이라고 전했다. 고속철도는 시속 250km 이상으로 주행하는 철도를 의미하는데, 상업 운전 중인 열차 중에서는 시속 350km를 기록하는 중국의 열차가 세계에서 가장 빠르다. 이미 중국에서는 베이징(북경)~톈진(天津),베이징~상하이(上海) 등 대도시를 잇는 노선 뿐 아니라 바다를 가로지르는 푸저우(福州)~샤먼(厦门) 노선 등의 열차가 운행 속도 기준 시속 350km로 달리고 있다. 한국, 일본과 프랑스, 독일 등에서 운행되는 고속 열차의 최고 시속은 320~330km 수준이다.
- 산업
2024-12-29 21:27:00
[퓨처 Eyes(64)] 음의 시간⋯시간이 거꾸로 흐른다고?

시간이 거꾸로 흐른다면? 믿기 힘들겠지만, 토론토대학교 연구진이 '음의 시간(Negative Time)'이라는 비현실적인 개념을 실험으로 증명해냈다는 연구 결과를 발표했다. 양자역학의 세계는 우리의 상식을 뛰어넘는 놀라움으로 가득한데, 이번 발견은 그 정점을 찍는 듯하다. 마치 빛이 시간을 거슬러 움직이는 듯한 기이한 현상을 보인다는데⋯. 과연 '음의 시간'이란 무엇이고, 이 발견이 우리가 알고 있던 시간과 우주에 대한 이해를 어떻게 바꿀까? 빛, 시간을 거슬러 나타난다? 과학자들은 오래전부터 빛이 물질에 들어가기 전에 나오는 것처럼 보이는 현상을 관찰해왔다. 마치 터널에 들어가기도 전에 터널을 빠져나오는 것처럼 말이다. 이는 일반적으로 물질이 빛의 파동을 왜곡시키면서 발생하는 착시 현상으로 여겨졌다. 그러나 최근 토론토대학교 연구팀은 이 현상이 단순한 착시가 아니라 실제 물리적 현상일 수 있음을 시사하는 연구 결과를 발표했다. 해당 내용에 대해서는 사어언스 얼럿, IFL사이언스, 아랍뉴스 등 다수 외신이 다루었다. 이 연구를 이끈 에이프라임 스타인버그 교수는 "우리 같은 물리학자들끼리도 '음의 시간'은 말하기 어려운 주제다. 자주 오해를 받는다"고 말했다. '음의 시간'이라는 개념은 매우 생소하고, 심지어 물리학자들 사이에서도 논란이 되는 복잡한 주제이기 때문이다. '음의 시간'의 비밀을 밝히다 스타인버그 교수 연구팀은 레이저를 이용해 빛과 원자의 상호작용을 정밀하게 분석했다. 빛의 기본 입자인 광자(phptons)가 원자를 통과할 때, 일부 광자는 원자에 흡수되었다가 다시 방출된다. 이 과정에서 원자는 일시적으로 에너지가 높아진 '들뜬 상태'가 된다. 연구팀은 이때 원자가 얼마나 오랫동안 들뜬 상태에 머무는지 측정하는 실험을 진행했다. 놀랍게도 실험 결과는 예상 밖이었다. 연구팀은 전선과 알루미늄으로 감싼 장치로 가득 찬 지하실 실험실에서 수행된 실험은 최적화 하는 데 2년이 넘게 걸렸으며, 사용된 레이저는 결과를 왜곡하지 않도록 주의 깊게 교정했다고 전했다. 이 실험을 주도한 다니엘라 앙굴로 연구원은 "원자의 들뜬 상태 지속 시간을 측정했는데, 그 시간이 음수로 나타났다"고 밝혔다. 즉, 원자가 들뜬 상태에 머무는 시간이 0보다 적게 측정된 것이다. 이는 마치 원자가 광자를 방출하기 전에 흡수하는 것처럼 보이는, 시간의 순서가 뒤바뀐 현상을 의미한다. 자동차가 터널에 들어가기 전에 나온다고? 이해를 돕기 위해 터널을 통과하는 자동차를 예로 들어보자, 만약 1000대의 자동차가 터널에 진입하는 평균 시간이 정오라고 할 때, 측정 결과 첫 번째 자동차가 터널을 빠져나가는 시간이 오전 11시 59분으로 기록됐다고 가정해보자. 이는 마치 자동차가 터널에 들어가기도 전에 터널을 빠져나온 것처럼 보이는 상황으로, '음의 시간' 개념에 비유할 수 있다. 물론, 실제로 자동차가 시간을 거슬러 터널을 빠져나올 수는 없다. 마찬가지로, 양자역학에서 관측된 '음의 시간' 현상 또한 우리가 일상적으로 경험하는 시간의 흐름과는 다르게 해석해야 한다. '음의 시간'은 시간 여행을 의미하는가? 그렇다면 이번 연구 결과는 시간 여행이 가능하다는 것을 의미하는 것일까? 스타인버그 교수는 "우리는 무언가가 과거로 이동했다고 말하고 싶지는 않다. 그건 오해다"고 강조했다. 즉, 이번 연구 결과가 시;간 여행의 가능성을 시사하는 것은 아니다. 양자역학에서는 입자들이 고정된 시간선을 따라 움직이는 것이 아니라 확률적으로 존재하며, 다양한 시간대에 걸쳐 상호작용할 수 있다. 이러한 현상은 우리의 일상적인 직관과는 매우 다르지만, 아인슈타인의 특수 상대성이론과 같은 기존 물리학 법칙과 충돌하는 것은 아니다. 특수 상대성 이론은 어떤 것도 빛보다 빠르게 이동할 수 없다고 규정하는 데, 연구팀은 이번 실험에서 광자가 정보를 전달하지 않았기 때문에 우주의 속도 제한을 위반하지 않았다고 설명했다. 과학계의 뜨거운 논쟁, 그리고 새로운 가능성 '음의 시간'이라는 개념은 과학계에서 뜨거운 논쟁을 불러일으켰다. 독일의 이론 물리학자 사빈 호센펠더는 유튜브에서 이 연구에 대해 비판적인 의견을 제시했다. 그는 "이 실험에서 음의 시간은 시간의 흐름과는 무관하다. 이는 단지 광자가 매질을 통과하는 방식과 위상이 변화하는 과정을 설명하는 방법일 뿐이다"고 주장했다. 하지만 앙굴로와 스타인버그는 이에 대해 반박하며, 이번 연구가 빛의 속도가 항상 일정하지 않고 매질에 따라 달라질 수 있는 이유를 설명하는 데 중요한 단서를 제공한다고 강조했다. '음의 시간'에 대한 해석과 그 의미는 여전히 과학게에서 논쟁중이지만, 이번 연구는 양자 역학의 세계를 더 깊이 이해하는 데 중요한 발검음이 될 것이다. 비록 아직은 낯설고 어려운 개념이지만, '음의 시간'은 우주에 대한 우리의 이해를 넓히고 시간과 공간에 대한 근본적인 질문을 던지며 과학적 탐구의 새로운 지평을 열 것으로 기대된다.
- 포커스온
2024-12-26 13:01:00

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