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2025-05-09 (금)

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[신소재 신기술(70)] 칩 크기의 초소형 '티타늄 사파이어 레이저' 개발

미국 스탠퍼드 대학교 연구팀이 칩 크기의 초소형 티타늄 사파이어(Ti:sapphire)레이저 개발에 성공했다. 이 레이저는 기존 티타늄 이온 도핑 사파이어 크리스탈로 만든 티타늄 사파이어 또는 Ti:사파이어 레이저보다 4배 작고 비용은 3배 더 저렴하며 효율성도 크게 향상되었다고 IFL이 3일(현지시간) 전했다. 기존 티타늄 사파이어 레이저는 높은 가격과 큰 부피, 그리고 구동을 위한 여러 대의 고출력 레이저가 필요하다는 단점이 있었따. 스탠퍼드리포트는 이번에 새로 개발 티타늄-사파이어 레이저에 대해 "'타의 추종을 불허하는 성능'을 가진 것으로 간주된다"고 전했다. 이어 "레이저는 최첨단 양자 광학, 분광학, 신경 과학을 포함한 많은 뷴야에서 없어서는 안 된다. 하지만 그 성능은 엄청난 대가를 치른다"면서 "Ti:sapphire는 부피가 입방 피트9볼링 공 4개 정도의 공간을 차지함)에 달할 정도로 크고 비용도 수십만 달러에 이른다. 또한 3만 달러 이상에 달하는 다른 고출력 레이저가 있어야 작동한다"며 기존 레이저의 단점을 지적했다. 스탠퍼드대 전기공학과 교수이자 칩 크기의 Ti:사파이어 레이저 논문의 시니어 저자인 옐레나 부치코비치(Jelena Vučković)는 "이것은 기존 모델에서 완전히 벗어난 것"리하고 말했다. 그는 "크고 값비싼 레이저 한 대가 아닌, 하나의 칩에 수백대의 레이저를 탑재할 수 있는 시대가 곧 올 것"이라고 전망했다. 연구팀은 티타늄 사파이어를 이산화규소(sio2) 절연체 위에 장착하고 수백 나노미터 두께의 티타늄 사파이어 층을 정밀하게 연마하고 에칭하여 소용돌이 모양의 융기, 즉 도파관을 형성했다. 이 도파관을 통과하는 빛은 소형 히터를 사용해 가열되며 사용자가 필요에 따라 레이저 파장을 조정할 수 있도록 한다. 즉, 연구팀은 마이크로스케일 히터를 통해 방출되는 빛의 파장을 변경해 빛의 색상을 700~1000나노미터(적색에서 적외선까지) 사이에서 원하는 대로 조절할 수 있었다. 또한 레이저 크기 축소는 강도를 높여 효율성을 향상시키는 효과도 있었다. 이 소형 레이저는 양자 광학, 분광학, 신경 과학 등 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 넓은 파장 범위에서 에너지를 방출하는 탁월한 이득 대역폭과 1000조 분의 1초마다 빛 펄스를 방출하는 초고속 특성을 가지고 있다. 이는 기존 레이저보다 약 14배 빠른 속도다. 부치코비치 교수와 공동 제1저자인 조슈아 양과 연구팀은 이 새로운 레이저가 다양한 분양에 미칠 영향에 대해 큰 기대를 걸고 있다. 양자 물리학 분야에서는 이 저렴하고 실용적인 레이저가 최첨단 양자 컴퓨터의 소형화를 획기적으로 앞당길 수 있을 것으로 예상된다. 신경 과학 분야에서는 광섬유를 통해 뇌 속 뉴런을 빛으로 조절하는 광유전적 연구에 즉각적인 활용이 가능할 것으로 보인다. 소형 레이저를 활용하면 더욱 작은 프로브(probe, 뇌 활동을 측정하고 자극하는 데 사용되는 도구)를 개발해 새로운 실험 방법을 모색할 수 있다. 안과 분야에서는 노밸상 수상 기술은 '처프 펄스 증폭(chirped pulse amplification)'을 이용한 레이저 수술에 새로운 방식으로 활용되거나, 망막 건강 평가에 사용되는 광 간섭 단층 촬영 기술을 더 저렴하고 작게 만들수 있을 것으로 기대된다. 칩 형태의 레이저는 기볍고 휴대성이 뛰어나며 저렴하고 효율적이다. 그리고 대량 생산이 가능하다. 양 연구원은 "우리는 단일 4인치 웨이퍼에 수 전개의 레이저를 놓을 수 있었다"며 그렇게 되면 레이저당 비용이 거의 0이 되기 시작한다. 이는 매우 흥미로운 일이다"고 말했다. 연구팀은 이번 연구 결과가 티타늄 사파이어 레이저의 대중화에 기여할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.
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2024-07-04 15:57:00
[퓨처 Eyes(42)] 인간 뇌세포 로봇, 현실로…중국, 뇌-칩 융합 로봇 '메타복' 개발 성공

중국 연구진이 인공 칩 위에서 배양한 뇌세포를 로봇에 연결하여 로봇을 제어하는 획기적인 시스템인 '메타복(MetaBOC)' 개발에 성공했다고 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와 뉴아틀라스, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 보도했다. 이는 인간의 뇌와 기계를 연결하는 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)' 기술의 새로운 지평을 열었을 뿐만 아니라, 인공지능(AI)과 생물학적 지능의 융합 가능성을 보여주는 중요한 성과로 기록됐다. 메타복은 뇌세포를 이용하여 로봇을 제어하고 학습시키는 시스템으로, 인간의 뇌 기능을 모방하는 인공지능 개발에 한 걸음 더 다가섰다는 평가를 받는다. 텐진대학교와 남방과학기술대학교 연구팀이 개발한 메타복은 뇌-칩 생체 컴퓨터와 다른 전자 장치의 인터페이스 역할을 수행한다. 즉, 인공적으로 배양된 뇌 오가노이드(미니 뇌)가 전기 신호를 통해 외부 환경을 인지하고, 로봇을 제어해 특정 작업을 수행하도록 돕는 것이다. 이는 인간의 뇌세포를 인공 신체에 이식하는 것을 목표로 하는 '바이오 컴퓨팅' 분야의 혁신적인 발전을 의미한다. 바이오 컴퓨팅은 생물학적 시스템, 즉 뇌세포를 이용하여 정보를 처리하고 계산하는 기술이다. 기존의 실리콘 기반 컴퓨터와 달리, 바이오 컴퓨터는 뇌세포의 벙렬 처리 능력과 에너지 효율성을 활용하여 복잡한 문제를 해결할 수 있다. 메타복은 이러한 바이오 컴퓨팅 기술을 로봇 제어에 적용함으로써, 로봇의 학습 능력과 지능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기능성을 제시했다. 브레인 온 칩 기술, 로봇 학습 능력 향상:인간 뇌 기능 모방 연구팀은 '브레인 온 칩(Brain-on-chip)' 기술을 활용해 로봇의 학습 능력을 획기적으로 향상시켰다. 브레인 온 칩은 작은 칩 위에 살아있는 뇌세포를 배양하고, 이를 통해 뇌의 복잡한 구조와 기능을 연구하는 기술이다. 연구팀은 이 기술을 통해 로봇이 물체를 잡고 장애물을 피하는 등 다양한 작업을 수행하도록 훈련시키는 데 성공했다. 특히, 뇌세포를 3차원 구형 오가노이드 형태로 배양해 더욱 복잡한 신경 연결을 형성하도록 유도했다. 또한 저강도 집속 초음파(LIFU) 자극을 통해 뇌 오가노이드의 지능적 기반을 강화해 뇌세포가 더욱 효과적으로 학습하고 정보를 처리할 수 있도록 했다. 이러한 기술적 진보는 로봇이 인간의 뇌처럼 학습하고 문제를 해결하는 능력을 갖추는 데 기여할 것으로 기대된다. 인공지능과 생물학적 지능의 융합: 새로운 지능 시스템의 탄생 메타복 시스템의 가장 큰 특징은 인공지능 알고리즘을 활용하여 뇌세포의 생물학적 지능과 효과적으로 소통한다는 점이다. 이러한 인공지능과 생물학적 지능의 융합은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 새로운 가능성을 제시하며, 인간과 기계의 상호 작용 방식을 혁신적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있다. 인공지능은 데이터 학습을 통해 스스로 문제 해결 능력을 향상시키는 반면, 생물학적 지능은 직관, 창의성, 감정 등 인간 고유의 능력을 발휘한다. 메타복 시스템은 이 두 가지 지능을 결합하여 새로운 형태의 지능 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다. 이러한 시스템은 기존의 인공지능이나 인간의 지능만으로는 해결할 수 없는 복잡한 문제를 해결하는 데 활용될 수 있다. 시뮬레이션 환경에서의 로봇 학습: 안전하고 효율적인 학습 환경 제공 메타복 시스템을 통해 뇌 오가노이드는 시뮬레이션 환경에서 로봇을 제어하고, 장애물 회피, 목표 추적, 물체 파지 등의 작업을 학습하는 데 성공했다. 시물레이션 환경에서의 학습은 실제 뇌세포 손상 없이 효율적인 학습을 가능하게 하며, 다양한 시나리오에서의 학습을 통해 로봇의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 시뮬레이션 기반 학습은 로봇이 실제 환경에 배치되기 전에 다양한 상황에 대한 경험을 쌓을 수 있도록 하며, 로봇의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있다. 또한, 시뮬레이션 환경에서의 학습 데이터를 분석하여 로봇의 성능을 개선하고 새로운 기능을 추가하는 데 활용할 수 있다. 윤리적 문제와 기술적 과제: 인간 존엄성과 안전성 확보 하지만 이러한 뇌-칩 인터페이스 기술은 윤리적인 문제를 야기할 수 있다. 접시에서 배양되는 뇌세포는 과연 의식이 있는 것인가. 인공지능 또한 의식이 있다고 봐야 하는가. 생물학적 지능과 실리콘 기반 지능의 윤리는 다르다고 봐야 하는가 등의 의문을 제기한다. 이러한 시스템이 의식을 발달시킨다고 가정해 보면, 실제로 이 시스템으로 테스트 하는 것이 윤리적으로 옳은 일인지, 아닌지를 결정해야 할 수도 있다. 인공 뇌세포를 이용한 로봇 제어가 인간의 존엄성을 침해할 수 있다는 우려와 함께 뇌세포의 생존 유지 및 시스템 안정성 확보 등 해결해야 할 과제도 많다. 또한 뇌-칩 인터페이스 기술이 발전함에 따라 인공지능과 인간 지능의 경계가 모호해지면서 철학적인 논쟁도 불가피할 것으로 보인다. 따라서 메타복 시스템과 같은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 개발 과정에서는 윤리적 문제와 기술적 과제를 충분히 고려해야 한다. 인공 뇌세포 사용에 대한 명확한 윤리적 지침을 마련하고, 뇌세포의 안전한 관리 및 시스템의 안정성 확보를 위한 기술 개발에 힘써야 한다. 또한 인공지능과 인간 지능의 한계에 대한 사회적 논의를 통해 기술 발전에 따른 잠재적 문제점을 예방하고 해결 방안을 모색해야 한다. 미래 사회 변화의 촉매제: 의료, 로봇 공학, 인공지능 분야의 혁신 그럼에도 불구하고, 이번 연구는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 발전 가능성을 보여주는 중요한 성과다. 앞으로 메타복 시스템과 같은 기술은 의료, 로봇공학, 인공지능 등 다양한 분야에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 예를 들어, 뇌졸중이나 착수 손상 환자의 제활 치료, 인공지능 로봇 개발, 뇌 질환 연구 등에 활용될 수 있다. 특히, 메타복 시스템은 인간의 뇌 기능을 모방하는 인공지능 개발에 새로운 가능성을 제시한다. 인간의 뇌는 정교한 정보 처리 시스템으로, 현재의 인공지능 기술로는 완벽하게 모방하기 어렵다. 하지만 메타복 시스템과 같은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 통해 인간의 뇌 기능을 더욱 심층적으로 이해하고 이를 인공지능 개발에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 인간과 기계의 융합이라는 새로운 시대를 앞당기는 중요한 발걸음이 될 것이다. 앞으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 어떻게 발전하고 우리 사회에 어떤 영향을 미칠지 주목된다.
- 포커스온
2024-07-04 13:02:00
[신소재 신기술(69)] AI, 당 분석으로 암 조기 진단 새지평 열다

스웨덴 예테보리 대학교 연구원들이 당 분석을 통해 암 발견 가능성을 획기적으로 높인 인공지능(AI) 모델을 개발했다. 세포 내 당 분자 구조인 글리칸을 활용하는 이 AI 모델은 현재의 반수동 방식보다 빠르고 정확하게 암 관련 이상을 감지한다고 메디컬 익스프레스가 지난 1일(현지시간) 보도했다. 글리칸(Glycan)은 탄수화물의 일종으로 당 분자(단당류)들이 사슬처럼 연결되어 있는 중합체다. 글리칸은 다양한 생물학적 기능을 수행하는데, 특히 세포 표면에 존재하는 당단백질이나 당지질의 구성 성분으로 매우 중요하다. 글리칸은 질량 분석법으로 측정 가능하며, 암의 종류를 나타내는 지표로 활용될 수 있다. 암 세포는 다른 글리칸 패턴을 가지고 있기 때문에 글리칸 분석은 암 진단 및 치료에 활용될 수 있다. 그러나 질량 분석 데이터는 글리칸 조각으로부터 구조를 파악하기 위해 전문가의 세심한 분석이 필요하며, 샘플 당 수 시간에서 수 일이 소요될 수 있다. 샘플 분석 작업은 마치 수년간의 경험을 통해 습득된 탐정 작업과 유사하기 때문이다. 따라서 수많은 샘플을 분석해야 하는 암 진단 등 글리칸 분석 활용에 있어 이 과정은 종종 병목 현상을 초래했다. 이에 예테보리 대학 연구팀은 샘플 분석 작업을 자동화하는 AI 모델인 '캔디크런치(Candycrunch)'를 개발했다. 이 모델은 테스트당 불과 몇 초만에 분석 작업을 해결하는 것으로 확인됐다. 연구 결과는 '네이처 메소드(Nature Methods)' 저널에 게재됐다. AI 모델 캔디크런치는 50만 개 이상의 다양한 조각화 및 관련 당 분자 구조 예시 데이터베이스를 통해 훈련됐다. 예테보리 대학교의 다니엘 보야르(Daniel Bojar) 생물정보학 부교수는 "캔디크런치는 샘플 내 정확한 당 구조를 90% 정도 계산할 수 있다"고 밝혔다. 이는 곧 AI 모델이 DNA, RNA 또는 단백질과 같은 다른 생물학적 서열 분석과 동일한 수준의 정확도에 도달할 수 있음을 의미한다. 이 AI 모델은 빠르고 정확안 답변을 제공하기 때문에 암 진단과 예후를 위한 글리칸 기반 바이오마커 발견을 더욱 가속화할 수 있다. 보야르 교수는 "가장 큰 병목 현상을 자동화함으로써 글리칸 분석이 생물학 및 임상 연구에서 더 큰 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다. AI 모델인 캔디크런치는 농도가 낮아 사람들이 분석할 때 놓치기 쉬운 구조도 식별할 수 있어 새로운 글리칸 기반 바이오마커 발견에 도움을 줄 수 있다는 평가다.
- 포커스온
2024-07-03 10:15:00
[우주의 속삭임(21)] 중국, 달 샘플서 '그래핀' 발견…달 기원에 도전장

중국 달 탐사선이 달에서 채취한 샘플에서 자체 토착 탄소인 그래핀이 발견돼 달의 기원에 도전장을 내밀고 있다. 달의 기원에 대해서는 여러 가지 가설이 존재하지만, 현재 가장 유력한 가설은 '거대 충돌설'이다. 약 45억년 전 원시 지구와 화성 크기의 천체 테이아(Theia)가 충돌해 두 천체가 합쳐지고, 그, 충격으로 떨어져 나간 파편들이 지구 주위를 돌며 뭉쳐져 달이 형성됐다는 이론이다. 이 가설은 달 샘플의 화학적 구성, 달 공전 궤도, 지구와 달의 자전축 기울기 등 여러 증거를 통해 뒷받침되고 있다. 중국 지린 대학교 과학자들은 2020년 12월 창어 5호가 달 표면에서 채취한 샘플을 분석하는 과정에서 특이하게 그래핀을 발견했다. 연구팀은 자연 상태에서 생성된 '소수층 그래핀(few-layer graphene)'을 달 샘플에서 처음으로 발견했다고 국영 통신사 글로벌 타임스가 보도했다. 이는 향후 인류가 달 현지 자원을 활용하는 계획에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 그래핀은 탄소 원자들이 욱각형 벌집 모양으로 연결되어 2차원 평면 구조를 이루는 소재다. 그래핀은 원자 한 층으로 이루어져 세상에서 가장 얇은 물질이다. 쉽게 말하면 연필심에 사용되는 흑연을 아주 얇게 한 겹만 떼어낸 것으로 볼 수 있다. 이번 발견은 달의 초기 지질학적 진화 과정에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있으며, 달이 지구와 소행성의 충돌로 형성되었고 탄소 대부분이 이 충돌에서 유래했다는 기존 이론에 의문을 제기할 수 있다고 퓨처리즘은 전했다. 연구팀은 "널리 받아들여지는 '거대 충돌 이론'은 (미국 우주선) 아폴로 샘플의 초기 분석에서 파생된 '탄소 결핍 달'이라는 개념에 의해 강력하게 뒷받침되어 왔다"고 논문에서 밝혔다. 그러나 이번 연구 결과는 달에서 '탄소 포집 과정'이 존재하며, '토착 탄소의 점진적 축적'이 일어났음을 시사한다. 이는 '달의 화학 성분 및 역사에 대한 이해를 재정립할 수 있는 발견'이라는 점에서 중요하다. 연구팀은 비파괴 화학 분석 방법인 '라만 분광법'을 사용하여 소수층 그래핀의 존재를 확인했다. 소수층 그래핀은 2~10개 층으로 이루어진 그래핀으로, 실험실에서도 제조될 수 있다. 연구팀은 이 물질이 태양풍이 달 표면을 강타하고 초기 화산 폭발이 일어나는 과정에서 형성되었을 가능성을 제시했다. 순수한 '토착 탄소'의 존재는 약 44억 5000만 년 전 화성 크기의 소행성이 지구와 충돌하여 달이 형성되었다는 기존 가설에 배치되는 점이다. 그러나 연구팀은 이전 연구 결과와 마찬가지로 운석 충돌이 달에서 흑연 탄소 형성에 기여했을 가능성도 인정했다. 연구팀은 "자연 그래핀의 특성에 대한 심층적인 연구는 달의 지질학적 진화에 대한 더 많은 정보를 제공할 것"이라고 말했다. 한편, 중국은 무인 달 탐사선 창어-6호가 세계 최초로 달 뒷면의 샘플을 채취해 지난 6월 25일 내몽골에 성공적으로 착륙했다. 창어-6호는 달 뒷면에 있는 거대한 분화구인 남극 에이컨 분지(South Pole-Aitken Basin) 분지에서 달 토양을 수집해 지구로 53일만에 귀환한 것. 최대 2kg(4.4 파운드)에 달하는 이 샘플은 지난 26일 새벽 베이징으로 공수돼 중국 우주 기술 아카데미(CAST)로 이송됐다. 스페이스닷컴에 따르면 중국이 달 뒷면에처 채취한 샘플은 2020년 창어-5호가 수집한 샘플과 마찬가지로 재료를 분류한 다음 중국 전역의 과학자 및 기관의 연구에 사용할 수 있도록 제공될 예정이다. 이 자료는 2년 후 국제 그룹과 연구자들의 응용 프로그램에 제공될 가능성이 높다고 한다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 자금 지원을 받은 연구원들은 지난해 말 달 샘플에 대한 접근을 신청할 수 있는 특별 허가를 받았다. 과학자들은 이 샘플이 달, 지구, 태양계의 형성에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 중국은 우주 강국으로 자리매김하기 위해 2026년 창어-7호를 달 남극에 발사하고, 2028년에는 창어-8호를 발사해 자원 활용에 집중할 계획이다. 아울러 중국은 2030년까지 우주비행사를 달 남극에 보낼 계획이다. 달 남극은 인간의 생존에 필수적인 물과 각종 희토류 등이 있는 것으로 알려져 인도와 미국 등 세계 각국의 탐사 목표지로 급부상했다.
- IT/바이오
2024-07-01 09:52:00
[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상

오스트리아 빈 대학교(University of Vienna) 연구팀이 양자 얽힘을 이용해 지구 자전 측정의 정밀도를 획기적으로 높이는 실험에 성공했다. 이 연구는 양자 얽힘을 활용해 전례 없는 정밀도로 회전 효과를 감지하는 향상된 광학 사그낙 간섭계(Sagnac interferometer)를 사용해 양자역학과 일반 상대성 이론 모두에서 잠재적인 돌파구를 제시한다고 사이테크 데일리가 전했다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자가 서로 연결되어 있어 하나의 입자를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되는 현상이다. 빈 대학교의 필립 빌터(Philip Walther) 박사가 이끄는 연구팀은 지구 자전이 양자 얽힘 광자에 미치는 영향을 측정하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이번 연구는 얽힘 기반 센서의 회전 감도 한계를 뛰어넘는 중요한 성과로 평가된다. 또한, 양자 역학과 일반 상대성 이론의 교차점에서 추가 연구의 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 6월 14일 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 사그낙 간섭게의 발전 연구팀은 거대한 광섬유 사그낙(sagnac) 간섭계를 구축하고 몇시간 동안 낮은 노이즈를 유지하며 안정적인 실험 환경을 조성했다. 이를 통해 이전의 양자 광학 사그낙 간섭계보다 회전 정밀도를 1000배 향상시키는 고품질 얽힘 광자 쌍을 충분히 감지할 수 있었다. 사그낙 광학 간섭계는 회전에 가장 민감한 장치다. 사그낙 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 회전 운동을 감지하는 광학 장치다. 1913년 프랑스 물리학자 조르주 사그낙이 고안했으며, 지난 세기 초부터 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 확립하는 데 기여해 기초 물리학을 이해하는 중추적인 역할을 해 왔다. 오늘날에는 광섬유 자이로스코프, 레이저 자이로스코프 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 장치는 오늘날에도 탁월한 정밀도 분석 덕분에 고전 물리학의 한계로만 제한되었던 회전 속도를 측정하는 최고의 도구로 사용되고 있다. 빈 대학교와 오스트리아 과학 아카데미가 주최하는 연구 네트워크 TURIS의 일환으로 수행된 이번 실험은 최대 얽힘 상태의 두 광자에 대한 지구 자전 효과를 성공적으로 관측했다. 연구팀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 양자 역학에서 설명하는 회전 기준 시스템과 양자 얽힘 간의 상호 작용을 확인했다. 실제 실험에서 거대한 코일에 감겨진 2km 길이의 광섬유 내부에서 얽힌 광자 2개가 전파되면서 유효 면적이 700㎡가 넘는 간섭계가 구현됐다. 실험 과정에서 연구팀은 지구의 꾸준한 회전 신호를 분리하고 추출하는 데 어려움을 겪었다. 연구의 수석 저자인 라파엘레 실베스트리(Raffaele Silvestri)는 "문제의 핵심은 빛이 지구의 회전 효과에 영향을 받지 않는 측정 기준점을 설정하는 데 있다. 지구의 자전을 멈출 수 없다는 점을 고려하여 우리는 광섬유를 두 개의 동일한 길이 코일로 나누고 이를 광 스위치를 통해 연결하는 해결 방법을 고안했다"고 설명했다. 스위치를 켜고 끄는 방식으로 연구원들은 회전 신호를 마음대로 효과적으로 취소할 수 있었고, 이를 통해 대형 장치의 안정성도 확장할 수 있었다. 마리 퀴리 박사후 연구원으로 이 실험에 참여한 하오쿤 유(Haocun Yu)는 "빛으로 지구 자전을 처음 관측한 지 한 세기 만에 개별 빛의 양자의 얽힘이 마침내 동일한 감도 영역에 진입했다는 점에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 본 연구는 양자 얽힘 기반 센서의 회전 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 토대를 마련했으며, 시공간 곡선을 통한 양자 얽힘의 행동을 테스트하는 미래 실험의 길을 열 것으로 기대된다. 참고 자료: '양자 얽힘을 이용한 지구 자전의 실험적 관측', Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Strömberg, Christopher Hilweg, Robert W. Peterson 및 Philip Walther, 2024년 6월 14일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado0215
- 포커스온
2024-06-24 16:53:00
한국 5월 외화예금, 23.9억달러 감소…기업 중심 달러예금↓

올해 5월, 국내 기업을 중심으로 거주자 외화예금이 24억 달러 가까이 감소했다. 한국은행이 21일 공표한 '거주자 외화예금 동향'에 따르면, 5월 말 외국환은행의 거주자 외화예금 잔액은 889억 6000만 달러로, 전월 대비 23억 9천만 달러 축소됐다. 이는 금년 1월 이후 5개월 연속 감소세다. 이는 1월 이후 다섯달째 감소세다. 거주자 외화 예금은 내국인, 국내기업, 국내 6개월 이상 거주 외국인, 국내 진출 외국 기업 등이 국내에 보유한 외화예금을 의미한다. 주체별로 살펴보면, 한달 사이 기업 예금(잔액 739억5000만원)은 25억6000만달러 감소한 반면, 개인 예금(150억1000만 달러)은 1억7000만달러 증가했다. 통화별로는 미국 달러화(722억 1000만 달러)와 유로화(44억 7000만 달러) 예금이 각각 21억 2000만 달러, 3억 5000만 달러 감소했다. 반면, 엔화(100억 7000만 달러) 예금은 3억 6천만 달러 증가했다. 한국은행 관계자는 달러화 예금 감소에 대해 "수입 결제대금 달러 지급이 증가와 기업의 달러 선확보 수요 감소가 주요 원인"이라며, "원 달러 환율 상승에 대한 인식 등이 영향을 미친 것으로 분석된다"고 밝혔다. 또한 "유로화 예금 감소는 수입 결제 대금 지급 및 일부 외국계 기업의 국내 투자 확대 등에 기인한다"면서 "반면 엔화 예금은 엔화 강세 전망 등으로 비은행금융 기관 투자예탁금과 개인에금을 중심으로 증가했다"고 부연했다. 한편, 외화 예금이 감소하면 시장에 달러 공급이 늘어나 원화 가치가 상승할 수 있다. 이는 수입 물가 안정에 기여하여 소비자 부담을 완화하고, 원자재 수입 비용 감소를 통해 기업의 생산 비용 절감에도 도움이 될 수 있다. 외화 예금 감소분이 중앙은행으로 유입될 경우 외환보유고가 증가하여 대외 건전성이 개선될 수 있다. 이는 국가 신용도를 높여 외국인 투자 유치에 유리하게 작용할 수 있다. 반면, 외화 예금이 급격히 감소하면 환율 변동성이 확대되어 금융시장 불안을 야기할 수 있다. 이는 외환 투기 세력의 공격 대상이 될 수 있으며, 수출 기업의 채산성 악화로 이어질 수 있다. 아울러 외화 예금 감소는 외국인 투자 자금의 이탈 가능성을 높일 수 있다. 이는 국내 주식 및 채권 시장에 부정적인 영향을 미치고, 자본 유출로 인해 금융시장 불안정성이 심화될 수 있다. 또한 외화 예금 감소는 은행의 외화 유동성을 축소시켜 자금 조달에 어려움을 초래할 수 있다. 이는 기업 대출 감소로 이어져 경기 침체를 유발할 수 있다. 따라서 정부와 중앙은행은 외화 예금 동향을 면밀히 모니터링하고, 필요시 적절한 대응책을 통해 부정적인 영향을 최소화해야 한다.
- 경제
2024-06-21 13:35:00
[퓨처 Eyes(40)] AI PC, 혁신인가 과장인가?…차세대 컴퓨팅의 가능성과 한계

생성형 인공지능(AI) 기술의 급속한 발전에 따라 차세대 컴퓨터로 불리는 AI PC에 업계의 관심이 쏠린다. 지난 2022년 메타버스에 이어 지난해에는 양자 컴퓨팅이 큰 주목을 받았다면, 올해는 AI가 전 산업 생태계를 휩쓸고 있다. 최근 AI는 기술 분야의 핵심 화두로 떠올랐으며, PC 업계는 이를 활용한 제품 개발에 열을 올리고 있다. 그렇다면 AI PC는 무엇일까? AI PC는 인공지능(AI) 작업에 특화된 개인용 컴퓨터다. 기존 PC와 마찬가지로 CPU와 GPU를 갖추고 있지만, AI 작업 가속화를 위한 NPU(신경망 처리 장치)가 추가로 탑재되어 있다. 미국 기술 전문매체 톰스 하드웨어에 따르면 AI PC에 대한 명확한 정의는 아직 없다. 마이크로소프트(MS)는 최신 NPU, CPU, GPU를 포함하고 마이크로소프트 코파일럿(Microsoft Copilot) 및 코파일럿 키를 탑재한 PC를 AI PC로 정의한다. 그러나 이 정의는 AMD와 인텔의 NPU와 코파일럿을 탑재했지만 코파일럿 키가 없는 일부 PC를 제외한다. 또한, 코파일럿 키는 단순히 코파일럿 실행 단축키 역할을 하므로 필수적인 요소는 아니라고 톰스 하드웨어는 전한다. 인텔과 AMD는 AI PC를 CPU, GPU, NPU를 통해 AI 작업을 최적으로 실행하도록 설계된 PC로 정의한다. 현재 대부분의 노트북 제조사는 인텔, AMD 또는 퀄컴 프로세서를 탑재한 AI PC를 생산한다. 그렇다면 NPU란 무엇일까? NPU는 '신경망 처리 장치(Neural Processing Unit)'의 약자로, AI 작업 부하를 위해 특별히 설계된 병렬 컴퓨팅 전문 프로세서다. NPU는 신경망, 딥러닝, 머신러닝 등 AI 연산에 특화된 프로세서로, AI 작업을 더욱 빠르고 효율적으로 처리할 수 있게 해준다. 선성전자는 인체가 신경계를 통해 자극을 감지하고 신호를 전달하며 적절한 판단을 내리고 자극에 반응하는 것처럼 NPU는 인간의 두뇌와 유사한 방식으로 작동한다고 설명했다. 즉 NPU는 인간의 뇌처럼 서로 동시에 신호를 주고 받는 수많은 신경셰포와 시냅스로 구성돼 있으며, AI가 탑재돼 스스로 학습하고 의사결정을 할 수 있다는 점에서 인공지능 칩이라고 할수 있다고 덧붙였다. 과학 전문 매체 안드로이드 오소리티에 따르면 NPU는 독립적으로 존재할 수도 있지만, 더욱 친숙한 CPU 및 GPU 구성 요소와 함께 SoC(시스템 온 칩)에 직접 통합되는 경우가 점점 더 늘어나고 있다. NPU는 다양한 형태와 크기로 제공되며 칩 설계자에 따라 조금씩 다른 명칭으로 불린다. 이미 스마트폰 곳곳에서 다양한 NPU 모델을 찾아볼 수 있다. 퀄컴은 스냅드래곤 프로세서에 헥사곤을, 구글은 클라우드와 모바일 텐서 칩에 TPU를, 삼성은 엑시노스에 자체 NPU를 탑재했다. NPU는 이제 노트북과 PC 분야에서도 활용된다. 예를 들어, 최신 애플 M4에는 뉴럴 엔진이, 스냅드래곤 X 엘리트 플랫폼에는 퀄컴의 헥사곤 기능이 탑재되어 있으며, AMD와 인텔은 최신 칩셋에 NPU를 통합하기 시작했다. 완전히 동일하지는 않지만, 엔비디아의 GPU는 인상적인 숫자 처리 능력으로 그 경계를 모호하게 한다. NPU는 점점 더 많은 곳에 사용되고 있다. AI PC가 정말 필요할까? 현재로서는 AI 기능은 아직 초기 단계이며, 많은 인기 있는 챗봇과 마이크로소프트 코파일럿의 기능은 클라우드 기반으로 제공된다. 일부 노트북 제조사는 독점적인 AI 기능을 제공하지만, 대부분의 AI 기능은 아직 개발 중이며 실제 활용도는 불분명하다. NPU는 비디오 재생과 같은 일반적인 작업을 훨씬 낮은 전력으로 수행하여 배터리 수명을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 일부 웹 브라우저는 GPU를 사용하여 비디오의 AI 업스케일링을 수행하지만, 곧 NPU로 전환될 예정이다. NPU는 오디오, 비디오 또는 사진 편집과 같은 작업을 수행할 때 CPU 또는 GPU보다 훨씬 낮은 전력으로 백그라운드 노이즈 제거와 같은 작업을 처리할 수 있다. 결론적으로, AI PC의 핵심 기능은 배터리 수명 연장이 될 수 있다. NPU 사용으로 노트북 배터리 수명이 크게 향상될 수 있다. 그러나 AI 기능은 아직 초기 단계이므로, 현재 PC가 제 기능을 하고 보안 업데이트를 받고 있다면 더 강력한 기술과 다양한 AI 도구가 출시될 때까지 기다리는 것이 좋다고 톰스 하드웨어는 전한다. AI PC는 더 안전할까? AI PC는 클라우드 대신 로컬에서 AI 작업을 처리하므로 보안 측면에서 장점을 제공할 수 있다. 그러나 AI 기능 자체의 보안도 중요하다. 최근 마이크로소프트는 개인 정보 보호 문제로 인해 새로운 AI 기능인 리콜(Recall)을 코파일럿+ 기능에서 제외했다. 기업에서 중요한 데이터를 처리하는 경우 로컬에서 AI 작업을 처리하는 것이 더 안전할 수 있다. 그러나 현재 시장에 출시된 대부분의 AI 기능은 중요한 비즈니스 도구는 아니다. 현재 'AI PC'라는 용어는 아직 모호한 측면이 있다. CPU 제조업체와 마이크로소프트는 강력한 NPU를 탑재한 새로운 컴퓨터(현재는 노트북만 해당)를 판매하기 위해 이 용어를 사용한다. 사람들이 실제로 사용하는 대부분의 생성형 AI 기능(챗봇, 이미지 생성기)은 클라우드에서 무료로 사용할 수 있으므로 로컬 형태에서는 필수적인 기능은 아니다. 그러나 NPU는 비디오 재생과 같은 일반적인 작업을 훨씬 낮은 전력으로 수행하여 배터리 수명을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 일부 웹 브라우저는 현재 GPU를 사용하여 비디오의 AI 업스케일링을 수행하지만, 곧 NPU로 전환될 예정이다. NPU는 오디오, 비디오 또는 사진 편집과 같은 작업을 수행할 때 CPU 또는 GPU보다 훨씬 낮은 전력으로 백그라운드 노이즈 제거와 같은 작업을 처리할 수 있다. AI PC는 분명히 미래 컴퓨팅의 가능성을 보여주지만, 아직 극복해야 할 과제도 많다. 소비자들은 AI PC 구매 시 이러한 단점들을 충분히 고려하고, 자신의 필요와 예산에 맞는 제품을 선택해야 한다.
- 포커스온
2024-06-20 13:02:00
[신소재 신기술(61)] 에스테르 환원, 새로운 광촉매로 청색광 활용해 효율성 극대화

새로운 광촉매(N-BAP)로 청색광을 활용해 에스테fm를 효율적으로 환원하는 기술이 개발됐다. 일본 국립자연과학연구소(NINS) 연구팀은 빛을 에너지원으로 활용하여 에스테르를 효월적으로 환원하는 새로운 광촉매를 개발했다고 밝혔다고 PHYS가 전했다. 이 연구 결과는 지난 6월 14일 '미국 화학학회지(Journal of the American Chemical Society)'에 게재됐다. 에스테르는 유기화합물의 한 종류로 알코올과 산이 반응하여 물이 빠져나오면서 생성되는 물질이다. 일반적으로 에스테르는 딸기 등 과일 향이나 꽃 향 등 특징적인 향기를 가지고 있다. 이러한 향기 때문에 향수나 화장품, 의약품, 식품 첨가물 등 다양한 분야에 활용된다. 그러나 기존의 에스테르 환원 방법은 높은 비용과 환경 문제를 야기했다. 공동 교신 저자인 NINS의 분자과학연구소(IMS) 산타로 오쿠무라 조교수는 "지난 10년 동안 광촉매 반응은 유기 합성 분야에서 자속 가능한 개발 목표(SDG)에 적합한 방법으로 큰 주목을 받았다"고 말했다. 오쿠무라 조교수눈 "광촉매는 금속 환원제가 없을 때 가사광선을 에너지원으로 사용해 산화와 완원 반응을 촉진한다. 하지만 다중 전자 전달 과정을 통한 광촉매 반응은 개발이 미흡해 전자가 4개 필요한 에스테르이 광촉매 환원을 통한 알코올 형성은 아직 미개발상태다"라고 설명했다. 이어 "에스테르를 광촉매로 환원하여 알코올을 만드는 것은 전례 없는 연속적인 4중 SET 공정이 필요하기 때문에 엄청난 도전"이라고 말했다. NINS 연구팀은 지속 가능한 광촉매를 사용해 에스테르를 환원하는 방법을 연구했다. 광촉매는 빛에 의해 활성화되는 촉매로, 반응성이 높은 금속 환원제 없이 촉매와 유기 화합물 사이의 전자 이동 과정을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존의 광촉매는 고가의 비재생 금속을 사용하며, 제한적인 유기 화학물만 환원할 수 있었다. 또한 일반적으로 한 번에 한 개의 전자만 화합물에 추가하는 단일 전자 이동(SET)방식을 사용하여 원하는 수준의 환원을 달성하기 위해 여러 번의 반복 과정이 필요했다. 4중 SET 공정을 달성하기 위해 연구팀은 'N-BAP'라는 새로운 광촉매를 개발했다. 파란색 빛(청색광)을 받으면 활성화되는 N-BAP광촉매는 물과 다른 탄소 기반 화학 그룹과 반응하는 화학 그룹을 생성하며, 옥살산염과 함께 사옹하면 빠른 속도로 4개의 전자를 연속적으로 추가해 원하는 알코올을 생성할 수 있다. 오쿠무라는 N-BAP 촉매와 미량 환원제인 옥살산염의 조합은 카르비놀 음이온을 생성하기 위한 에스테르의 급속한 연속적인 4-전자 환원을 가능하게 하고, 이어서 양성자화되어 알코올을 생성하게 한다고 말했다. 그는 "이 연구는 에스테르의 새로운 변환 가능성을 열 수 있으며 지속 가능한 개발 목표(SDGs)에 적합한 녹색 유기합성으로서 지속가능한 사회에 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
- 포커스온
2024-06-19 09:35:00
[신소재 신기술(60)] 자가 치유 유리, 물과 펩타이드 혼합으로 새로운 가능성 제시

물과 펩타이드를 조합해 자가 조립 뿐만 아니라 자가 치유되는 유리가 개발돼 관련 업계의 이목을 집중시키고 있다. 이스라엘 텔아비브 대학교 및 네게브 벤구리온 대학교의 재료과학자 팀은 미국 캘리포니아 공과 대학 소속 연구팀과 협력해 특정 펩타이드와 물을 혼합하면 자가 조립 및 자가 치유가 가능한 유리가 생성되는 것을 발견했다고 PHYS가 전했다. '자가 치유 유리'는 외부 충격이나 손상으로 균열이나 파손됐을 경우, 특별한 조치를 취하지 않고도 스스로 원래 상태로 복구되는 능력을 가진 유리를 말한다. 마치 살아있는 생명체가 스스로 상처를 치유하는 것과 비슷한 개념이다. 자가 치유 유리는 특수한 화학 물질이나 구조를 활용해 개발된다. 예를 들면, 특정 물질이 균열 부위로 이동해 틈을 메우거나, 미세한 캡슐에 담긴 치유 물질이 파손시 방출돼 손상 부위를 복구하는 방식 등이 있다. 연구팀은 다른 단백질의 특성을 조사하던 중 우연히 자가 치유 유리를 발견한 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다. 이탈리아 트리에스테 대학교의 실비아 마르케산(Silvia Marchesan)은 같은 저널에서 해당 유리의 특성과 잠재적 응용 분야를 설명하는 기고글을 실었다. 연구팀은 짧은 펩타이드를 복잡한 거대 분자의 기존 구성 요소와의 대체 가능성을 조사하던 중, 두 개의 페닐알라닌 잔기로 구성된 디펩타이드 분자와 물을 혼합했을 때, 상온에서 물이 증발하면서 스스로 조립(자가 조립)되는 초분자 비정질 유리가 생성되는 것을 발견했다. 이 발견은 과거 펩타이드 자가 조립 연구에서 주로 결정질 구조의 물질이 생성되었던 것과는 달리, 투명하고 유리와 유사한 특성을 보였다는 점에서 주목할 만하다. 연구팀은 이 새로운 유리의 특성을 분석하여 높은 강성과 더불어 자가 치유 및 접착력을 가지고 있음을 확인했다. 또한, 기존 유리와 동일한 수준의 투명도를 나타냈으며, 유리창이나 친수성 표면 코팅, 다양한 배율의 광학 렌즈 제작 등 정밀한 용도에도 활용될 수 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 추가적인 연구를 통해 이 유리의 다양한 응용 분야를 탐색할 수 있을 것으로 기대했다. 특히 기존 상용 유리 제조 과정에서 요구되는 많은 에너지가 필요하지 않다는 점을 강조했다. 한편, 지난해 여름에는 자가 치유되는 금속이 발견됐다. 진공 환경에서 백금 나노 결정이 균열을 자가 복구하는 과정이 실험실에서 처음으로 관찰된 것. 미국 텍사스 A&M 대학교 마이클 뎀코비츠 박사가 2013년 에측했던 금속의 자가 치유 현상이 10년만에 발견되는 영화와 같은 일이 실제로 일어난 갓이다. 미국 샌디아 국립연구소(SNL)의 연구팀은 지난해 여름 나노 결정의 균열 실험 중 금속의 자가 치유 현상을 발견했으며, 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 금속의 자가 복구는 항공기 사고나 교각 붕괴 등으로 이어질 수 있는 '금속의 피로' 현상을 막을 수 있다.
- 포커스온
2024-06-17 16:53:00
한국, 4월 통화량 17조원 증가…정기 예·적금 등에 자금 유입

우리나라 올해 4월 통화량이 정기 예·적금 등에 시중 자금이 흘러들면서 약 17조원 증가했다. 한국은행이 14일 발표한 '통화 및 유동성' 통계에 따르면 지난 4월 평균 광의 통화량(M2 기준·평잔)은 4013조원으로 3월보다 0.4%(16조7000억원) 늘었다. 통화량은 지난해 6월 이후 11개월 연속 증가세를 보이고 있다. 넓은 의미의 통화량 지표 M2에는 현금, 요구불예금, 수시입출금식 예금(이상 M1) 외 머니마켓펀드(MMF), 2년 미만 정기 예·적금, 수익증권, 양도성예금증서(CD), 환매조건부채권(RP), 2년 미만 금융채, 2년 미만 금전신탁 등 곧바로 현금화할 수 있는 단기 금융상품이 포함된다. M2는 한동안 증가세가 둔화되다가 지난해 말 이후 증가율이 점처 상승하는 추세다. 이들 금융상품 가운데 정기 예·적금, CD 등 시장형 상품, 수익증권이 한 달 사이 각 10조2000억원, 7조9000억원, 6조9000억원 증가했다. 반면 수시입출식 저축성예금, 요구불예금에서는 각 7조3000억원, 2조8000억원이 감소했다. 한은 관계자는 "통화정책 전환 지연 우려, 중동지역 분쟁 등으로 안전자산 수요가 늘면서 정기 예·적금이 증가했다"며 "시장형 상품의 경우 은행이 유동성규제비율(LCR) 관리 등을 위해 CD 발행을 늘린 데 영향을 받았다"고 설명했다. 한은은 수시입출식 저축성예금이나 요구불예금의 자금은 정기 예·적금이나 금, 공모주 청약 등 다른 투자처로 유출됐다고 분석했다. 경제주체별로는 기업(+18조9000억원), 증권사 등 기타금융기관(+2조5000억원), 가계·비영리단체(+1조7000억원) 등에서 유동성이 증가했다. 현금·요구불예금·수시입출식 예금만 포함하는 좁은 의미의 통화량 M1(1234조8000억원)은 수시입출식 예금과 요구불 예금 등을 중심으로 전월보다 0.8%(9조6000억원) 감소했다.
- 경제
2024-06-14 13:12:00
[신소재 신기술(59)] 질화갈륨-마그네슘 초격자, 새로운 합성법으로 탄생

과학자들이 질화갈륨(GaN)과 금속 마그네슘(Mg)을 가열해서 초격자가 형성되는 것을 발견했다. 일본 나고야 대학 연구팀은 질화갈륨과 마그네숨 간의 열 반응을 통해 톡특한 조격자 구조가 형성되는 것을 실험 과정 중에 우연히 발견했다고 PHYS가 보도했다. 이는 벌크 반도체에 2차원 금속층이 삽입되는 현상이 최초로 확인된 사례이다. 초격자는 인공적으로 만들어진 주기적인 구조를 가진 물질로, 고성능 트랜지스터, 레이저 다이오드, 광검출기 등 다양한 분야에 활용된다. 연구팀은 최첨단 분석 기술을 통해 물질을 정밀하게 관찰해 반도체 도핑 및 탄성 변형 공학에 대한 새로운 통찰력을 얻었으며, 연구 결과는 학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 질화갈륨(GaN)은 높은 전력 밀도와 빠른 작동 주파수를 요구하는 분야에서 기존 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대되는 광대역 갭 반도체 물질이다. GaN의 이러한 특징은 LED레이저 다이오드, 전력 전자 장치(전기 자동차 및 고속 충전기의 핵심 부품 포함) 등 다양한 분야에서 활용 가치가 높다. GaN 기반 장치의 성능 향상은 에너지 절약 사회 실현과 탄소 중립 미래를 실현하는 데 기여할 수 있다. 반도체에는 p형 및 n형이라는 두 가지 필수적이고 상호 보완적인 전기 전도 유형이 존재한다. p형 반도체는 주로 양전하를 운반하는 자유 캐리어인 정공을 특징으로 하며, n형 반도체는 자유 전자를 통해 전기를 전도한다. 반도체는 도핑이라는 과정을 통해 p형 또는 n형 전도성을 획득한다. 도핑은 순수 반도체 물질에 특정 불순물(도펀트)을 의도적으로 도입하여 전기적 및 광학적 특성을 크게 변화시키는 것을 의미한다. GaN 반도체 분야에서 p형 전도성을 생성하는 것으로 알려진 유일한 원소는 Mg이다. 그러나 Mg 도핑의 성공 이후 35년이나 지났음에도 불구하고, GaN에서 Mg 도핑의 전체 메커니즘, 특히 Mg의 용해도 한계 및 분리 거동은 여전히 명확하지 않다. 이러한 불확실성은 광전자 및 전자 분야에서의 최적화를 제한한다. 이 연구의 제1 저자인 지아 왕과 그의 동료들은 p형 GaN의 전도도를 개선하기 위해 GaN 웨이퍼에 증착된 금속 Mg 박막을 패턴화하고 고온에서 가열하는 어닐링이라는 기존 공정을 수행하는 실험을 진행했다. '어닐링(Annealing)'은 금속이나 유리 등의 재료를 가열한 후 천천히 식혀 내부 응집력을 제거하고 재료의 성질을 변화시키는 열처리 과정을 말한다. 금속을 가열하고 천천히 식히면 재료의 결정 구조를 변화시켜 강도, 경도, 내식성 등의 특징을 개선할 수 있다. 왕 연구원은 "GaN은 이온 결합과 공유 결합이 혼합된 광대역 갭 반도체이고 Mg는 금속 결합을 특징으로 하는 금속이지만, 이 두 이질적인 물질은 동일한 결정 구조를 가지고 있으며 육각형 GaN과 육각형 Mg의 격자 차이가 무시할 정도로 적다는 것은 놀랍도록 자연스러운 우연"이라고 말했다. 이어 "우리는 GaN과 Mg사이의 완벽한 격자 일치가 구조를 만드는 데 필요한 에너지를 크게 줄여 이러한 초격자의 자발적인 형성에 중요한 역할을 한다고 생각한다"라고 설명했다. 연구팀은 최첨단 전자 현미경 이미징을 사용해 GaN 및 Mg 층이 번갈아 나타나는 초격자의 자발적인 형성을 관찰했다. GaN과 Mg는 물리적 특성이 크게 다른 물질이므로 이처럼 초격자가 자발적으로 형성된 것은 매우 특이한 현상이다. 연구팀은 이 독특한 삽입 거동을 '틈새 삽입(interstitial intercalation)'이라고 명명하고, 이것이 모재에 압축 변형을 유발한다는 것을 밝혀냈다. 특히 Mg 층이 삽입된 GaN은 20GPa 이상의 높은 응력을 견뎌냈다. 이는 대기압의 20만배에 해당하며, 박막 물질에서 기록된 가장 높은 압축 변형이다. 이는 실리콘 필름에서 일반적으로 발견되는 압축 응력(0.1~2GPa)보다 훨씬 크다. 전자 박막은 이러한 변형으로 인해 전자 및 자기 특성에 상당한 변화를 겪을 수 있다. 연구팀은 변형된 방향을 따라 정공 수송을 통한 GaN의 전기 전도도가 크게 향상되었음을 발견했다. 한편, 이 연구는 'GaN 기술의 요람'으로 알려진 나고야 대학에서 이루어졌다는 데 의미가 있다. 이번 연구의 교신 저자인 아마노 히로시와 나고야 대학의 아카사키 이사무는 1980년대 후반에 Mg가 도핑된 GaN을 사용해 최초의 청색 LED를 개발했다. 이들의 공헌은 2014년 노벨 물리학상 수상으로 이어졌다. 이번 연구에서는 2차원 Mg 도핑의 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써 III-질화물 반도체 연구 분야의 잠재적으로 새로운 길을 열 것으로 기대된다. 왕 연구원은 "마그네슘이 삽입된 GaN 초격자 구조의 발견과 2D-Mg 도핑의 새로운 메커니즘 규명은 질화 3족 반도체 연구 분야의 선구적인 업적을 기릴 수 있는 어렵게 얻은 기회"라고 말했다. 노벨상 수상 후 10년 만에 Mg 도핑의 기술을 발전시킨 왕 연구원은 "이 시기적절한 발견이 이 분야의 새로운 길을 열고 더 많은 기초 연구에 영감을 줄 수 있는 '자연의 진정한 선물'"이라고 밝혔다. 이 연구에는 나고야 대학에서 지아 왕, 카이 웬타오, 순 루, 에미 카노, 비랩 사르카, 와타나베 히로타카, 이카라시 노부유키, 혼다 요시오, 아마노 히로시 등이 참여했다. 외에도 메이지 대학교의 연구진과 오사카 대학교의 나카지마 마코토 교수가 이끄는 광학 그룹이 이 연구의 다른 공저자로 참여했다.
- 포커스온
2024-06-14 11:02:00
한국, 올해 1분기 경제성장률 1.3% 증가⋯수출·건설투자 견인

올해 1분기 한국 경제가 수출 호조와 건설투자, 민간소비 회복 등에 의해 1% 이상 성장세를 보였다. 한국은행은 5일, 2024년 1분기 실질 국내총생산(GDP)와 성장률(직전부기대비·잠정치)이 1.3%로 집계됐다고 밝혔다. 이는 지난 4월 25일 공개된 속보치와 동일하고, 2021년 4분기(1.6%) 이후 2년 3개월만에 가장 높은 분기 성장률이다. 분기 성장률은 수출이 급격히 줄어들면서 2022년 4분기(-0.5%)에 하락하기 시작했다. 이후 2023년 1분기(0.4％) 반등한 뒤 2분기(0.6％), 3분기(0.8%), 4분기(0.5%)와 올해 1분기까지 다섯 분기 연속 플러스(+) 성장세를 유지하고 있다. 최정우 한국은행(이하 한은) 국민계정부장은 향후 성장경로 전망에 대해 "1분기 수준이 굉장히 높았기 때문에 2분기에는 어느 정도 조정이 이뤄지고 이후 3, 4분기에 회복하는 흐름을 보일 것으로 본다"고 말했다. 1분기 성장률을 부분별로 살펴보면 건설투자 부분이 월등한 성장세를 보였다. 건물과 토목 건설이 동반 회복하면서 3.3%나 급등해 속보치인 2.7%보다 더 높게 나타났다. 최 부장은 "건설투자 반등은 전 부기 큰 폭 감소에 따른기조효과와 양호한 기상 여건, 일부 사업장의 마무리 공사 진행 등 일시적인 요인으로 인한 것으로 본다"고 설명했다. 그는 또 "향후 입주 물량 취소, 착공 수주감소세 영향을 다소 부진한 흐름이 예상된다"면서도 "부동산프로젝트 파이낸싱(PF)과 관련된 북활실성이 잘 조정된디면 성장에 미츤 ㄴ영향은 제한적일수도 있다"고 말했다. 1분기 수출은 반도체와 휴대전화 등 정보기술(IT) 품목과 석유제품을 중심으로 1.8% 늘었다. 이에 최부장은 "반도체와 이동전화 등 IT 품목 수출이 당초 예상보다 더 호조를 나타냈다"며 "속보치보다도 잠정치에서 수출이 크게 늘어난 것은 해외생산을 통한 수출이 애초 파악한 것보다 훨씬 좋았기 때문"이라고 밝혔다. 민간소비의 경우, 의류 등 재화와 음식점업, 숙박 등 서비스가 모두 증가해 0.7% 늘었다. 정부소비 또한 물건비 지출 중심으로 0.8% 증가했다. 반면, 설비투자는 운송장비 등의 침체로 2.0% 마이너스 성장세를 보였다. 수입 또한 천연가스와 전기장비 등의 부분에서 0.4% 감소했다. 이번 잠청치를 속보치와 비교하면 민간소비(0.8%→0.7%)와 설비투자(-0.8%→-2.0%)는 하향조정됐다. 반대로 정부소비(0.7%→0.8%)와 수입(-0.7%→-0.4%)은 늘었다. 속보치보다 2024년 1분기 설장률에 가장 크게 기여한 항목은 수출에서 수입을 뺀 순수출이었다. 순수출은 1분기 성장률을 0.8%포인트(p) 상승시켰다. 아울러 건설투자(0.5%p)와 민간소비(0.3%p), 정부소비(0.1%p)도 성장세에 힘을 실었다. 그러나 설비투자(-0.2%p)와 정부투자(-0.1%p)는 각각 0.2%p, 0.1%p씩 성장률을 갉아먹었다. 속보치와 비교하면 민간소비(-0.1%p)와 설비투자(-1.2%p) 성장률은 낮아졌지만, 건설투자(+0.7%p)와 수출(+0.9%p)은 상향 조정됐다. 업종별 성장률의 경우 건설업이 5.5%로 가장 높았고, 농림어업이 1.8%로 그 뒤를 이었다. 제조업도 운송장비 등을 중심로 0.9% 늘었다. 서비스업 또한 도소매와 숙박음식업, 문화기타서비스 위주로 0.9% 증가했다. 한편, 한은은 올해 1분기 성장룰 잠정치부터 국민계정 기준년이 기존 2015년에서 2020년으로 바뀌었기 때문에, 각각 2015년과 2020년을 기준으로 산출된 속보치와 잠정치를 비교했을때 주의를 기울여야 한다고 밝혔다. 한은 분석에 따르면 기준년을 조정한 새로운 시계열에서 2001~2023년 연평균 GDP 성장율(3.6%)이 기존 시계열상 성장율(3.5%) 보다 0.1%p 높아졌다. 그러나 한은은 1분기 성장률 장점치(1.3%)가 속보치와 같은 수준을 유지한 데 시계열 조정 효과가 얼마나 영향을 미쳤는지는 공개하지 않았다.
- 경제
2024-06-05 11:52:00
입양·재혼도 증여세 공제⋯국세청 '상속·증여 세금상식' 배포

입양과 재혼, 미혼출산도 올해부터 시행되는 혼인·출산 증여재산 공제 헤택을 받을 수 있게 됐다. 국세청은 4일 상속·증여세 관련 상담 사례와 신고 과정에서 발생하는 실수 사례를 모은 '상속·증여 세금상식 Ⅱ'를 제작해서 배포한다고 밝혔다. 올해부터 혼인·출산한 자녀는 1억원까지 세금을 내지 않고 부모에게서 증여를 받을 수 있다. 기존 비과세 대상인 5000만원까지 합해서 총 1억5000만원을 세금을 물지 않고 받을 수 있게 된 것이다. 초혼이나 재혼과 관계 없이 모두 증여재산 공제를 받을 수 있다. 또한 아이를 입양하거나 미혼 상태에서 자녀를 출산해도 장여재산 공제 적용 대상에 해당한다. 그렇다면 둘째도 출산·증여재산 공제를 받을 수 있을까? 출산·증여재산 공제는 자녀의 출생 순서와 무관하게 적용되므로 둘째 출생일로부터 2년 이내에 재산을 증여받으면 출산 증여재산공제가 적용된다는 게 국세청의 설명이다. 다만 혼인 증여재산공제와 다르게 출생일이나 잉입양신고일 전에 증여받으면 적용되지 않으므로 증여 계획이 있다면 자녀의 출생일이나 입양신고일 이후에 증여를 받아야 한다. 부득이한 사정으로 결혼식 후 혼인신고를 늦게 했을 경우 과연 증여재산 공제를 받을 수 있을까? 예를 들어 '2021년 12월에 결혼식을 올리고, 사정이 있어서 2022년 12월에 혼인 신고를 했다. 그런데 2024년 5월에 부모에게서 현금을 증여받았다.' 이 경우 결혼식을 올린 지 2년이 지났기 때문에 혼인 증여재산공제가 적용될까? '혼인일은 혼인관계증명서상 신고일을 말하는 것이므로 결혼식을 올린 날짜와 무관하다'고 국세청은 설명했다. 위의 사례와 같이 2021년 12월 굘혼식을 올렸지만, 2022년 12월 혼인신고를 했다면 증여일(2024년 5월)전 2년 내에 해당하므로 혼인 증여재산 공제를 받을 수있다는 설명이다. 국세청은 또 증여재산이 공제액(5000만원)보다 적어서 실제로 내야할 세금이 없다면 증여세 신고를 하지 않아도 불이익을 받지 않는다고 밝혔다. 그러나 증여세 신고를 한 금액은 향후 필요한 경우 자금 원천으로 인정 받을 수 있기 때문에 가급적이면 신고를 하는 것이 좋다. 증여받은 재산을 양도할 때 증여액을 취듞5ㅏ액으로 인정받을 수도 있다. 단, 혼인·증여재산 공제 대상에 '채무 면제'는 포함되지 않는다. 결혼 전 자녀가 부모에게서 돈을 빌려 사용한 뒤 결혼 후, 부모가 자녀들이 빌린 돈을 받지 않기로 한 경우가 이에 해당된다. 이때 자녀가 빌린 돈은 증여세 과세 대상이지만 혼인 증여재산 공제를 받을 수는 없다. 즉, 채무자(빌려준 사람)로부터 채무 면제를 받으면 채무자(빌린 사람)는 그 면제 받은 채무액에 대해 증여세를 내게 되는 데, 채무자가 채무 면제로 얻은 증여이익은 혼인·출산증여 공재가 적용되는 증여 재산이 아니므로, 부모에게서 빌린 돈을 면제 받기로 약정하더라도 혼은 증여재산공제가 적용되지 않는다는 것. 이는 혼인 증여재산 공제가 법에 규정된 대상만을 적용하는 '열거주의'를 따르고 있기 때문이다. 국세청은 '채무 면제'는 증여재산 공제 대상으로 법에 열거되지 않기 때문에 공제를 받을 수 없다고 설명했다. 위의 경우 부모로부터 현금을 받아 증여재산공제를 받은 뒤 채무를 상환하는 방법이 있다고 국세청은 부연했다. 한편, '상속·증여 세금상식 Ⅱ'는 국세청 홈페이지에 게시될 예정이다. 국세청 공식 블로그와 페이스북 등을 통해서도 확인할 수 있다. 국세청은 앞으로도 국민들이 궁금해하는 주제를 선별해 주기적으로 안내하여 상속·증여세를 쉽게 이해할 수 있도록 지원하겠다고 밝혔다.
- 생활경제
2024-06-04 14:52:00
한국 1∼4월 국세수입 8조원 감소…법인세 13조원 급감 '충격'

올해 우리나라 법인세 수입이 급감하면서 4월까지 수입 감소 규모가 8조원을 넘어섰다. 법인세 수입은 지난해 기업 실적 부진의 영향으로 지난 4월까지 약 13조 원 가까이 줄어든 것으로 나타났다. 이에 따라 작년에 이어 올해도 세수 부족이 불가피할 것이라는 전망이 힘을 얻고 있다. 31일 기획재정부가 발표한 '4월 국세수입 현황'에 따르면, 1∼4월 국세수입은 125조 6000억원으로, 작년 같은 기간보다 8조 4000억원 줄었다. 4월 한 달 동안의 국세수입은 6조 2000억원 감소한 40조 7000억원이었다. 올해 누계 국세수입은 3월에 작년 대비 2조 2천억 원 감소한 데 이어, 4월에는 감소 폭이 더 커졌다. 예산 대비 세수 진도율은 34.2%로, 작년(38.9%)이나 최근 5년 평균(38.3%)보다 낮다. 국세수입 감소의 주요 원인은 법인세 감소다. 1∼4월 법인세 수입은 22조 8000억원으로, 작년보다 12조 8000억원 줄었다. 원천분의 증가에도 불구하고 일반·연결 법인의 사업 실적이 저조했던 영향이다. 법인세 수입은 4월에만 7조 2000억원 줄어들면서, 올해 누계 감소분은 3월 누계분(5조 5000억원)보다 두 배 이상 확대됐다. 세수 진도율(29.4%)도 작년 4월 기준(33.9%)보다 낮다. 대기업 영업손실로 법인세 미납 법인세 수입 감소는 삼성전자, SK하이닉스 등 주요 대기업이 영업 손실로 인해 법인세를 내지 못한 영향이 컸다. 특히 4월에는 금융지주회사의 법인세 실적도 '조 단위'로 감소했다. 작년 회계상 이익은 컸지만, 주식 처분이 이뤄지지 않아 세무상 이익으로 연결되지 않았다는 것이 기획재정부의 설명이다. 1∼4월 소득세는 35조 3000억원으로, 작년보다 4000억원 줄어 3월(-7000억 원)에 이어 감소세를 보였다. 고금리로 이자소득세가 1조 4000억 원 늘었지만, 기업 성과급 감소와 연말정산 환급금 증가 등으로 근로소득세가 1조 5000억 원 줄어든 탓이다. 4월 소득세는 급여 증가 등으로 3000억원 늘었다. 1∼4월 부가가치세는 국내분 납부 실적이 개선되면서 4조 4000억원 늘어난 40조 3000억원을 기록했다. 4월까지 증권거래세는 1조 9000억원이 걷혔다. 거래대금 증가에도 세율 인하 등의 영향으로 작년과 비슷한 수준을 유지했다. 1∼4월 관세는 수입 감소 영향으로 3000억 원 줄어든 2조 1000억원으로 집계됐다. 정부는 최근 종합소득세 수입의 개선세와 작년 해외 증시 호조에 따른 5월 양도소득세 증가 전망 등을 근거로 세수 상황이 다소 나아질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 상반기 기업 실적 개선으로 8월 법인세 중간예납분이 늘어날 가능성도 긍정적인 요인이다. 그러나 지금까지의 세수 감소 폭을 고려하면, 앞으로 세수 상황이 극적으로 개선되지 않는 한 작년에 이어 올해도 세수 결손이 불가피할 것이라는 전망이 힘을 얻고 있다. 4월 기준 세수 감소 규모가 올해와 비슷했던 2013년, 2014년, 2020년에는 모두 연간 기준으로 6조∼13조 원 규모의 세수 결손을 기록한 것으로 나타났다. 윤수현 기획재정부 조세분석과장은 "법인세 수입이 많이 줄었고 나머지 세수가 이를 보완하는 상황"이라며 "과거 자료와 비교해 보면, 올해는 예산만큼 세금이 들어오기는 어려울 것 같다"라고 말했다. 올해 총선을 앞두고 재정 집행이 집중된 상황에서 세수 부진까지 겹치면서 재정 수지는 악화일로다. 정부의 실질적인 재정 상태를 보여주는 관리재정수지는 3월까지 75조 3000억원 적자를 기록하며 같은 달 기준 역대 최대치였다. 올해도 작년에 이어 세수 부족 가능성이 커지면서, 9차례 인하 조치가 연장된 유류세율의 환원 가능성에도 관심이 쏠리고 있다. 기획재정부도 오는 6월 유류세 인하 조치 종료를 앞두고 환원 여부를 검토 중이다. 그러나 최근 국제유가 하락세에도 이스라엘-하마스 전쟁 등으로 불확실성이 여전한 만큼, 아직 환원 여부를 결정하지 못한 것으로 전해졌다.
- 경제
2024-05-31 13:17:00
[퓨처 Eyes(38)] 10년 안에 로봇으로 머리 이식 가능할까?

인공지능(AI) 기술의 급격한 발전은 의료 분야에도 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 특히, 벤처기업 브레인브리지(BrainBridge)가 발표한 인공지능(AI) 로봇을 이용한 머리 이식 시스템은 10년 안에 머리 이식(Head Transplant)이 현실화될 수 있다는 가능성을 제시하며 전 세계적인 주목을 받고 있다. 신경과학 전문매체 뉴로사이언스뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신에 따르면 브레인브리지는 최근 최첨단 로봇 외과의사가 머리 이식 수술을 주도적으로 수행하는 기술 개발을 발표했다. 브레인브리지의 혁신적인 머리 이식 시스템 1997년 개봉한 오우삼 감독의 액션 영화 '페이스 오프(Face/Off)'의 숀 아처(존 트라볼타 분)와 캐스터 트로이(니콜라스 케이지 분)의 얼굴 이식 장면이 생각나는 지점이다. 영화 속 숀은 청부 테러범 케스터의 얼굴과 목소리까지 완벽하게 복제해 흥미진진한 볼거리를 제공했다. 브레인브리지는 하셈 알-가일리(Hashem Al-Ghaili) 박사가 설립한 기업으로, 그는 뉴럴링크(Neuralink)를 두피 마사지처럼 보이게 하는 움직임으로 알츠하이머 등 중증 장애를 가진 사람들에게 새로운 삶을 선사하기 위해 머리와 얼굴 전체 수술을 하고자 한다고 전했다. 브레인브리지는 고속 로봇 시스템과 AI 알고리즘을 활용하여 기증자의 머리를 환자의 몸에 이식하는 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템은 척수, 신경, 혈관을 정밀하게 연결하고, 독점적인 화학 접착제와 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 절단된 뉴런을 재생하는 혁신적인 기술을 접목했다. 이는 기존의 수술 방식으로는 불가능했던 복잡한 수술 과정을 자동화하고, 성공률을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. 불치병 치료의 새로운 희망 알-가일리 박사는 지난해 10 소셜 미디어 X(구 '트위터')를 통해 "첨단 로봇공학과 완전한 머리와 안면 이식 절차를 수행하는 세계 최초의 머리 이식 시스템인 브레인브리지를 발표하게 되어 기쁘다"고 말했다. 그는 이 기술이 말기 암, 전신 마비, 알츠하이머, 파킨슨병 등 현대 의학으로 치료가 어려운 불치병 환자들에게 새로운 삶의 기회를 제공할 수 있다고 강조한다. 알-가일리 박사는 8년 안에 첫 수술을 목표로 척수 복구와 같은 난제를 해결하기 위해 최고의 인재를 영입하고 있으며, 척수 수술 성공을 시작으로 머리 이식까지 점진적으로 나아갈 계획이다. 윤리적 논쟁과 기술적 과제 하지만 이러한 혁신적인 기술 발표는 의료계와 사회 전반에 걸쳐 뜨거운 논쟁을 불러일으키고 있다. 2017년에도 알-가일리 박사가 머리 이식 수술을 제안했지만 아직 실현되지 않았으며, 척수 손상 복구와 같은 기술적 문제는 여전히 극복해야 할 과제로 남아있다. 또한, 뇌 이식과 관련된 윤리적인 문제, 예를 들어 개인의 정체성, 기억, 감정 등에 대한 논의는 사회적 합의가 필요한 부분이다. 미래 의료 기술의 발전과 논쟁 브레인브리지의 머리 이식 시스템은 아직 초기 단계이며, 대기 명단 신청도 불가능한 상황이다. 그러나 이 기술은 미래 의료 기술 발전의 가능성을 보여주는 동시에, 생명 윤리, 사회적 영향 등 다양한 측면에서 심층적인 논의를 촉발하고 있다. 머리 이식에 가장 큰 도전 과제 중 하나는 신경 연결이다. 이식된 머리가 신체와 제대로 연결되기 위해서는 수 많은 신경망이 정확하게 연결되어야 한다. 또한 이식된 머리와 신체가 제대로 소통하기 위해서는 혈관이 성공적으로 연결되어야 하며, 이는 수술 중에서도 매우 복잡한 과정이다. 적절한 혈류와 산소 공급이 없으면 조직이 손상될 수 있다. 의학계자는 현재의 의학 기술로는 이렇게 복잡한 신경 연결을 성공적으로 수행하는 것은 매우 어렵다고 밝혔다. 머리 이식은 기술적으로 매우 복잡하며, 수술의 성공 가능성도 낮다. 머리 이식 수술을 받은 사람은 심리적으로 큰 충격을 받을 수 있다. 자신의 신체가 다른 사람의 것이라는 인식은 심각한 정체성 혼란과 정신적 문제를 일으킬 수 있다. 또한 사회적 수용 및 법적 문제도 중요하다. 앞으로 브레인브리지의 기술 개발 과정과 함께, 머리 이식과 관련된 윤리적, 사회적 논쟁은 더욱 활발하게 진행될 것으로 예상된다.
- 포커스온
2024-05-29 13:12:00
한국 4월 외화예금, 약 37억달러 감소…기업 달러예금 줄어

우리나라 올해 4월 거주자 외화예금이 기업을 중심으로 약 37억달러 감소했다. 한국은행이 24일 발표한 '거주자 외화예금 동향'에 따르면 2024년 4월 말 기준 외국환은행의 거주자 외화예금 잔액은 913억5000만달러로 3월 말보다 36억6만달러 줄었다. 이는 1월 이후 넉 달째 감소세를 보이고 있다. 거주자 외화예금은 내국인과 국내 기업, 국내 6개월 이상 거주한 외국인, 국내에 진출해 있는 외국 기업 등의 국내 외화예금을 말한다. 주체별로는 한 달 새 기업예금(잔액 765억1000만달러)과 개인예금(148억4000만달러)이 각각 35억4000만달러, 1억2000만달러 감소했다. 통화 종류별로는 미국 달러화(743억3000만달러)와 유로화(48억2000만달러)가 32억6000만달러, 5억5000만달러씩 감소했다. 엔화(97억1000만달러) 역시 1억1000만달러 줄었다. 은행별로는 국내은행(예금 잔액 815억4000만달러)의 외은지점(98억1000만달러)은 각각 23억4000만달러, 13억2000만달러 감소했다. 한국은행 관계자는 달러화 예금 감소에 대해 "달러를 적극적으로 미리 확보해 놓으려는 기업의 수요가 적었기 때문"이라며 "원/달러 환율이 높은 수준이라는 인식 등이 영향을 미친 것으로 추정된다"고 설명했다. 또한 "유로화 예금의 경우 일부 외국계 기업의 배당 때문에, 엔화 예금은 엔화 약세에 따른 미국 달러화 환산액 감소 등으로 줄었다"고 말했다.
- 경제
2024-05-24 14:05:00
[신소재 신기술(47)] ETH 취리히, 그래핀 내 전자 소용돌이 최초 감지

스위스 연방 공과대학교(ETH 취리히)의 연구팀이 최초로 고해상도 자기장 센서를 사용해 그래핀에서 전자 소용돌이를 직접 검출하는 데 성공했다고 과학 웹사이트 phys.org가 지난 14일(현지시간) 보도했다. 금속 와이어와 같은 일반적인 전기 도체를 배터리에 연결하면 도체 내의 전자는 배터리가 생성하는 전기장에 의해 가속된다. 전자는 이동하는 동안 전선의 불순물 원자 또는 결정 격자의 빈 공간과 자주 충돌해 운동 에너지의 일부를 격자 진동으로 변환한다. 이 과정에서 손실되는 에너지는 예를 들어 백열전구를 만질 때 느낄 수 있는 열로 변환된다. 격자 불순물과의 충돌은 자주 발생하지만 전자 간의 충돌은 훨씬 드물다. 그러나 벌집 모양 격자로 배열된 탄소 원자 단일층인 그래핀을 일반적인 철 또는 구리 와이어 대신 사용하면 상황이 달라진다. 그래핀에서 불순물 충돌은 드물고 전자 간 충돌이 주요 역할을 한다. 이 경우 전자는 점성 액체처럼 행동한다. 따라서 잘 알려진 흐름 현상인 소용돌이(와류)가 그래핀 층에서 발생해야 한다. ETH 취리히의 크리스티안 데겐(Christian Degen) 연구원은 고해상도 자기장 센서를 사용해 그래핀의 전자 소용돌이를 처음으로 직접 감지하는 데 성공했다고 '사이언스(Science)' 저널에 보고했다. 고감도 양자 감지 현미경 데겐과 그의 동료 연구원들은 제작 과정에서 폭 1㎛(마이크로미터) 너비의 전도성 그래핀 스트립에 부착한 작은 원형 디스크에 형성된 소용돌이를 연구했다. 디스크의 직경은 1.2㎛에서 3㎛사이였다. 이론적 계산에 따르면 작은 디스크에서는 전자 소용돌이가 형성되지만 큰 디스크에서는 형성되지 않아야 한다. 소용돌이를 가시화하기 위해 연구팀은 그래핀 내부에 흐르는 전자가 생성하는 미세한 자기장을 측정했다. 이를 위해 연구팀은 다이아몬드 바늘 끝에 질소-공동 센터(Nitrogen-vacancy center, NV 센터)가 내장된 양자 자기장 센서를 사용했다. 원자 결함인 NV 센터는 외부 자기장에 따라 에너지 레벨이 변하는 양자 물체처럼 작동한다. 레이저 빔과 마이크로웨이브 펄스를 사용하면 센터의 양자 상태를 자기장에 최대 감도를 갖도록 준비할 수 있다. 연구원들은 레이저를 사용해 양자 상태를 판독함으로써 이러한 자기장의 세기를 매우 정확하게 측정할 수 있었다. 데겐 연구팀의 박사 과정 학생이었던 마리우스 팜은 "다이아몬드 바늘의 크기가 작고 그래핀 층과의 거리가 약 70나노미터에 불과하기 때문에 100나노미터 미만의 해상도로 전자 전류를 볼 수 있었다"고 말했다. 이 분해능은 소용돌이를 관찰하기에 충분하다. 소용돌이 흐름 방향 반전 관찰 연구팀은 측정에서 더 작은 디스크에서 예상되는 소용돌이의 특징적인 징후, 즉 흐름 방향의 반전을 관찰했다. 일반(확산) 전자 수송에서는 스트립과 디스크의 전자가 같은 방향으로 흐르지만, 소용돌이의 경우 디스크 내부의 흐름 방향이 반전된다. 계산에서 예측한 대로 더 큰 디스크에서는 소용돌이가 관찰되지 않았다. 팜은 "매우 민감한 센서와 높은 공간 분해능 덕분에 그래핀을 냉각할 필요도 없었고 상온에서 실험을 수행할 수 있었다"고 말했다. 또한, 연구팀은 전자 와류뿐만 아니라 정공 캐리어에 의해 형성된 와류도 감지했다. 그래핀 아래에서 전압을 가함으로써, 연구원들은 전류 흐름이 더 이상 전자가 아닌 정공이라고도 하는 누락된 전자에 의해 전달되도록 자유 전자의 수를 변경했다. 전자와 정공이 모두 작고 균형 잡힌 농도가 있는 전하 중립점에서만 와류가 완전히 사라졌다. 팜은 "현재 전자 소용돌이의 탐지는 기초 연구이며 아직 미해결 과제가 많이 남아 있다"고 말했다. 연구팀은 전자와 그래핀의 경계면과의 충돌이 흐름 패턴에 어떤 영향을 미치는지, 더 작은 구조에서 어떤 효과가 발생하는지 추가 연구를 진행할 계획이다. 출처: Marius L. Palm 외, '상온에서 그래핀의 전류 소용돌이 관찰', Science (2024). DOI: 10.1126/science.adj2167
- IT/바이오
2024-05-16 16:57:00
한은, 통화량 10개월 연속 증가…가계·기업, 예금 등 자금 유입

가계와 기업의 자금이 예금 등에 대거 흘러들면서 올해 3월 우리나라 통화량이 64조원 이상 또 증가했다. 한국은행이 16일 공개한 '통화 및 유동성' 통계에 따르면 지난 3월 평균 광의 통화량(M2 기준·평잔)은 3994조원으로 직전월인 2월보다 1.6%(64조2000억원) 늘었다. 작년 6월 이후 10개월째 증가세를 보이고 있다. 넓은 의미의 통화량 지표 M2에는 현금, 요구불예금, 수시입출금식 예금(이상 M1) 외 머니마켓펀드(MMF), 2년 미만 정기 예금·적금, 수익증권, 양도성예금증서(CD), 환매조건부채권(RP), 2년 미만 금융채, 2년 미만 금전신탁 등 곧바로 현금화할 수 있는 단기 금융상품이 포함된다. 이들 금융상품 가운데 수시입출금식 예금과 정기 예·적금, MMF가 한 달 사이 각 18조6000억원, 12조9000억원, 10조7000억원 증가했다. 반대로 CD를 중심으로 시장형 상품에서는 4조9000억원이 유출됐다. 경제 주체별로 보면 가계·비영리단체와 기업에서 통화량이 각각 정기 예·적금과 수시입출식 예금을 중심으로 35조6000억원, 7조5000억원 증가했다. 반면, 증권사 등 기타 금융기관에서는 통화량이 정기 예·적금을 중심으로 6000억원 감소했다. 현금·요구불예금·수시입출금식 예금만 포함하는 좁은 의미의 통화량 M1(1244조8000억원)도 현금 통화와 요구불 예금을 중심으로 전월보다 2.2%(27조2000억원) 증가했다. 한국은행 관계자는 "투자 대기자금 유입 등으로 수시입출식 저축성예금이 늘었고, 은행의 투자 대기자금 유치 활동의 결과 정기 예·적금도 증가했다"며 "MMF에는 국고 여유자금과 청약증거금 등이 유입됐다"고 설명했다.
- 경제
2024-05-16 13:21:00
[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연

기존 수력 발전의 한계를 극복하는 저지대 언덕을 활용한 고밀도(HD) '무수력(無水力·물 없는 수력) 발전' 시스템이라는 혁신적인 에너지 저장 기술이 개발됐다. 영국 스타트업 리에너자이즈(RheEnergise)가 개발한 무수력 발전 시스템은 물 대신 2.5배 더 높은 밀도의 액체를 사용해 기존 수력 발전소의 40% 용량으로 동일한 전력 저장 성능을 달성했다고 리차지뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신이 최근 보도했다. 리에너자이즈의 고밀도 무수력(HD Hydro) 기술은 물 대신 특수한 미네랄 분말과 혼합된 액체를 사용해 에너지 저장 효율이 높다. 이 무거운 유체를 사용하면 40%의 부피, 훨씬 작은 탱크 또는 상부 탱크와 하부 탱크 사이의 40%의 높이 차이를 사용해 기존의 양수 발전과 동일한 에너지 저장 성능을 얻을 수 있다. 에너지 수요가 낮을 때 HD Hydro 시스템은 올림픽 규격 수영장보다 큰 지하 저장 탱크로 오르막의 물보다 2.5배 더 밀도가 높은 특허 받은 유체를 펌핑한다. 프로젝트는 5MW에서 100MW까지 다양하며 100m 이하의 수직 높이에서 작업할 수 있다. 또한 이 에너지 저장 시스템은 풍력 및 태양열 시설에서 잉여 전력을 활용하는 데도 사용 가능하다. 기존의 수력 발전 시스템은 세계 최고의 친환경 전기 생산 수단으로, 생산량의 4300TWh, 즉 전체 전기의 15%를 차지한다. 수력 발전으로얻은 전기를 수력 전기라고 하며 일단 건설되면 더 이상 직접적인 폐기물은 발생하지 않으며, 이산화탄소 배출량도 적다. 최근 몇 년 동안 수력 발전이 확장되었음에도 불구하고 지형적인 제약 등으로 더 이상 확장할 여지가 많지 않다. 전통적인 수력 발전은 효율적인 전력 생산을 위해 가파르고 산이 많은 지형 등 충분히 높은 수위를 가진 큰 수역이 필요하다. 기존 수력발전은 지형적 제약을 받지만, 이 기술은 언덕이 훨씬 낮은 지역에도 에너지 저장 시설을 설치할 수 있어, 기존 방식으로는 사용할 수 없었던 전 세계 다양한 지역에 깨끗한 형태의 에너지를 제공할 수 있다. 현재 영국 정부는 이 혁신적인 물 없는 수력 발전소의 파일럿 플랜트 설립을 승인했다. 영국은 무수력 시범 발전소 건설을 통해 기술 검증 및 상업화 기반을 마련하고자 한다. 리에너자이즈의 HD Hydro 500kW 실증기는 영국 데번주의 플리머스 외곽 콘우드(Cornwood)에 있는 광산 회사 시벨코(Sibelco)에 오는 9월 건설을 시작할 예정이다. 영국 정부의 장기 에너지 저장 시범 프로그램 지원으로 무수력 시범 발전소가 건설되며, 성공 시 상업용 대규모 발전소 건설로 이어질 전망이다. 리에너자이즈에 따르면 영국에만 6500개의 무수력 발전소의 잠재적 부지가 있다고 한다. 이 회사는 또 유럽, 아프리카, 북미 및 호주 전역에서 10만개 이상의 잠재적인 부지가 있다고 덧붙였다. 이는 태양열이나 풍력 에너지 저장에도 활용될 수 있으며 리튬 이온 배터리 대비 저렴한 비용과 장기간 저장이 가능하다는 장점이 있다. HD Hydro 시스템은 기존 수력 발전 시설을 건설하는 데 평균 5년에서 10년이 걸리는 데 비해 단 몇 년 만에 건설할 수 있다고 한다. 리에너자이즈는 또한 계곡의 범람이 필요한 기존의 양수 저장 수력 발전 시설보다 설치 면적이 현저히 작기 때문에 몇 년이 아닌 몇 달 만에 계획 승인을 받을 수 있다고 밝혔다. 전 세계가 탈탄소화 경쟁에서 재생 에너지 그리드로 전환하고 있는 상황에서 이 프로젝트는 매우 중요한 소식이다. 무수력 파일럿 플랜트 시설은 시벨코의 콘우드 공장에서 도자기, 타일, 산업용 애플리케이션뿐만 아니라 위생 도기 용 카올린을 생산하는 공장에 설치되고 있다. 이 파일럿 플랜트는 영국 정부의 장기 에너지 저장(LoDES) 실증 프로그램(화장실 제조업체에 적합한 자금 출처)의 지원을 받고 있으며, 데본 카운티 의회의 지원을 받고 있다. 스테판 크로셔(Stephen Crosher) 최고경영자(CEO)는 "이 플랜트 시연은 장기 에너지 저장 부문의 '선구적인 프로젝트'이며 리에너자이즈는 영국과 해외에서 상업 규모의 프로젝트를 구축할 수 있는 강력한 위치에 놓이게 될 것"이라고 말했다. 그는 "호주와 칠레에 이르기까지 전 세계적으로 우리 기술에 관심을 가지고 있다. 우리는 2년 이내에 첫 번째 10MW 그리드 규모 프로젝트를 가동하고 싶다"고 포부를 밝혔다.
- 포커스온
2024-05-09 13:20:00
한은, 3월 경상수지 69억달러 흑자…연간 전망치 상향 시사

한국 경상수지가 반도체 등을 중심으로 수출이 증가하면서 11개월 연속 흑자를 기록했다. 한국은행이 9일 발표한 국제수지 잠정통계에 따르면 지난 3월 경상수지는 69억3000만달러(약 9조4664억원) 흑자로 나타났다. 이는 지난해 5월 이후 11개월 연속 흑자일 뿐 아니라 흑자 규모도 지난 2월(68억6000만달러)보다 7000만달러(약 958억원) 늘어났다. 이에 따라 1분기(1∼3월) 경상수지는 168억4000만달러로, 지난해 1분기(-59억6000만달러)와 비교해 228억달러 개선됐다. 한은은 1분기 경상수지 흑자에 따라 연간 전망치를 상향 조정할 것임을 시사했다. 지난 2월 발표한 경제전망에서 경상수지 전망치로 상반기 198억달러 흑자, 연간 520억달러 흑자를 제시했다. 신승철 한은 경제통계국장은 "1분기 흑자만 168억4000만달러로, 상반기 전망치의 85% 수준"이라며 "경상수지 전망치 상향조정 가능성이 있다고 본다"고 말했다. 신 국장은 1분기 경상수지가 예상보다 높게 나온 점에 대해 "수출 회복세가 상당히 좋았다"며 "IT 품목 같은 경우 호조세가 컸고, 자동차·선박·일반기계 등 증가세도 이어지고 있다"고 설명했다. 또한 "수입 쪽은 두 자릿수 감소 폭이 이어졌다"며 "주로 에너지류 가격 안정으로 인한 것이며, 겨울철 온화한 날씨로 에너지류 수입이 줄어든 영향"이라고 부연했다. 그러나 4월에는 경상수지 흑자 폭이 줄어들 전망이다. 4월은 통관기준 무역수지 흑자 규모가 줄어들었으며, 국내 기업들의 외국인 배당금 지급이 집중되는 달이기 때문이다. 신 국장은 "기초자료가 많지 않지만, 상품수지 흑자 폭 축소와 본원소득 수지 적자 정도는 예상한다"며 "(4월 경상수지는) 균형 수준에 근접할 것으로 생각한다"고 말했다. 3월 경상수지를 항목별로 보면, 상품수지(80억9000만달러)가 작년 4월 이후 12개월 연속 흑자를 이어갔다. 지난해 같은 달 11억8000만달러 적자에서 1년 만에 흑자로 전환했다. 수출(582억7000만달러)은 지난해 3월보다 3.0% 많았다. 이는 지난해 10월 1년 2개월 만에 전년 동월 대비 반등한 뒤 여섯 달째 증가세가 지속됐다. 수출 품목 중에서는 반도체(34.5%)가 크게 증가했고, 지역별로는 동남아(12.7%), 미국(11.6%) 순이었다. 유럽연합(EU)와 일본 등으로의 수출은 감소했다. 반면, 화학공업제품(-11.4%), 철강제품(-9.4%), 승용차(-5.7%) 등은 하락세를 보였다. 수입(501억8000만달러)은 13.1% 감소했다. 특히 에너지 가격 하락의 영향으로 원자재 수입이 18.4% 급감했다. 원자재 중 석탄, 가스, 화학공업제품, 원유의 감소율은 각각 40.5%, 37.6%, 21.7%, 12.8%로 집계됐다. 반도체제조장비(-23.6%)를 중심으로 자본재 수입도 3.5% 줄었고, 승용차(-21.8%)·곡물(-13.1%) 등 소비재 수입도 9.5% 축소됐다. 한편, 상품수지와 달리 서비스수지는 24억3000만달러 적자로 집계됐다. 적자 규모도 전년 동기(–19억7000만달러) 보다 줄었고, 한 달 전(-17억7000만달러) 보다 더 커졌다. 서비스수지 중에서 여행수지 적자가 10억7000만달러에 달했다. 외국인 관광객 증가와 내국인 해외여행 감소 등으로 적자 폭은 2월(-13억6000만달러)보다 감소했다. 지적재산권수지(-8억달러)의 경우 특허·상표권 사용료 수입이 감소하면서 2월(-4000만달러)보다 적자가 더 커졌다. 한은은 해상운송 지급이 증가했다며 운송수지도 한 달 사이 1억8000만달러 흑자에서 1억2000만달러 적자로 전환됐다고 설명했다. 본원소득수지는 18억3000만달러 흑자였다. 국내 기업의 해외 자회사 배당 수입 등에 힘입어 대부분 배당소득수지 흑자(17억8000만달러)였다. 금융계정 순자산(자산-부채)은 3월 중 110억6000만달러 증가했다. 직접투자의 경우 내국인의 해외투자가 28억3000만달러 커졌고, 외국인의 국내 투자가 국내 바이오 기업 인수 등으로 16억1000만달러 늘었다. 증권투자에서는 내국인의 해외투자가 채권을 중심으로 88억8000만달러 확대됐다. 반대로 외국인의 국내 투자는 채권 위주로 8억4000만달러 감소했다.
- 경제
2024-05-09 11:20:00

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