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[퓨처 Eyes(114)] 미·일 "우주 존재의 비밀, '유령 입자'가 쥐고 있다"
- 우리는 왜 존재하는가? 철학적인 질문처럼 들리지만, 이는 현대 물리학이 풀지 못한 가장 거대한 수수께끼 중 하나다. 약 138억 년 전, 우주가 '빅뱅(Big Bang)'으로 처음 탄생했을 때를 상상해 보자. 물리학의 기본 법칙인 '표준모형(Standard Model)'에 따르면, 우주가 시작될 때 물질(Matter)과 그와 반대되는 성질을 가진 반물질(Antimatter)은 정확히 똑같은 양이 만들어졌어야 한다. 물질과 반물질은 만나면 서로를 파괴하며 빛(에너지)으로 변해 사라진다. 이를 '쌍소멸'이라고 한다. 만약 이론대로라면 태초의 우주는 물질과 반물질이 서로 부딪쳐 모조리 사라지고, 텅 빈 공간에 빛만 가득했어야 한다. 별도, 지구도, 우리 인간도 존재할 수 없어야 했다. 하지만 지금 우리는 엄연히 존재한다. 이는 태초에 반물질보다 물질이 아주 조금 더 많이 살아남았다는 증거다. 도대체 무엇이 이 미세한 불균형을 만들어 우리를 존재하게 했을까? 과학자들은 그 답을 '유령 입자'라 불리는 중성미자(Neutrino)에서 찾고 있다. 138억 년 전, 우주를 살린 '반칙' 물리학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 자연계의 완벽한 균형이 깨진 순간, 즉 'CP 대칭성 깨짐(CP Violation)'이라는 현상에 주목한다. 쉽게 말해, 자연이 물질과 반물질을 대할 때 미묘하게 '차별 대우'를 했다는 것이다. 최근 전 세계 물리학계가 주목할 만한 연구 결과가 나왔다. 미국의 '노바(NOvA)' 실험팀과 일본의 'T2K' 실험팀이 지난 16년 동안 축적한 데이터를 하나로 합쳐 분석한 것이다. 이들은 각각 미국 페르미 연구소와 일본 J-PARC 가속기에서 중성미자 빔을 쏘아 수백 킬로미터 떨어진 검출기에서 이를 포착해 왔다. 두 거대 실험 그룹의 연합 작전은 마치 흐릿했던 두 장의 사진을 겹쳐 선명한 한 장의 사진을 만드는 것과 같다. 연구팀은 중성미자가 비행하는 동안 성질이 변하는 '진동(Oscillation)' 현상을 역사상 가장 정밀한 수준으로 분석했다. 이 분석은 중성미자와 그 반대인 반중성미자가 서로 다르게 행동하는지, 즉 우주가 물질을 편애한 결정적 증거가 있는지를 확인하는 과정이다. 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 라이언 패터슨 교수는 "이번 통합 분석은 중성미자에서 대칭성 위반이 일어나는지, 만약 그렇다면 그 정도가 얼마나 되는지 밝혀내는 중요한 이정표"라고 설명했다. 딸기맛이 초콜릿맛으로? 기묘한 '변신' 그렇다면 '중성미자'란 도대체 무엇일까? 지금 이 순간에도 당신의 엄지손가락 면적에만 초당 약 100조 개의 중성미자가 지나가고 있다. 하지만 이 입자는 전하(전기적 성질)가 없고 질량이 거의 '0'에 가까월 다른 물질과 거의 반응하지 않는다. 벽도, 지구도, 우리 몸도 그냥 통과해버려 '유령 입자'라는 별명이 붙었다. 이 유령 입자의 가장 기이한 특징은 변신 능력이다. 중성미자는 전자(Electron Neutrino), 뮤온(Muon), 타우(Tau)라는 세 가지 '맛(Flavor)'을 가지고 있다. (물리학자들은 중성미자의 종류를 구별하기 위해 '맛'이라는 재미있는 표현을 쓴다.) 그런데 이 녀석들은 우주 공간을 날아가는 도중에 맛을 바꾼다. 미국 시카고 인근에 있는 에너지부 산하 페르미 국립 가속기 연구소(Fermilab)에서 쏜 '뮤온 중성미자'가 800km 떨어진 미네소타의 검출기에 도착할 때는 '전자 중성미자'로 변해 있는 식이다. 캘리포니아 공과대학은 이를 아주 쉽게 비유했다. "가게에서 딸기맛 아이스크림을 사서 집으로 걸어가는 동안, 아이스크림이 저절로 초콜릿 맛이나 바닐라 맛으로 변하는 것과 같다." 이번 미·일 공동 연구팀은 이 '변신 과정(중성미자 진동)'을 정밀하게 추적해 중성미자의 질량 차이를 2% 오차 범위 내로 좁히는 데 성공했다. 이는 역대 가장 정밀한 측정값이다. 이 정밀한 데이터는 중성미자가 물질과 반물질 사이의 균형을 깬 주범이라는 '심증'을 '물증'으로 바꾸는 데 필수적인 지도 역할을 한다. 교과서와 다른 신호…'새 물리학' 예고 이번 연구가 흥미로운 또 다른 이유는 현재 인류가 알고 있는 물리학의 정석인 '표준모형'을 넘어설 가능성을 보여줬기 때문이다. 표준모형은 우주를 구성하는 기본 입자와 힘을 설명하는 아주 훌륭한 이론이지만, 중력이나 암흑물질을 설명하지 못하는 등 완벽하지 않다. 연구팀은 중성미자의 전하 반경과 '약한 상호작용(Weak Force)' 데이터를 분석하는 과정에서 기묘한 현상을 발견했다. 중성미자의 전하 반경은 표준모형의 예측과 일치했지만, 약한 상호작용의 결합 변수들이 예상과는 다르게 뒤바뀐 듯한 패턴을 보인 것이다. 이탈리아 국립 핵물리 연구소의 프란체스카 도르데이 박사는 "아직 단정하기는 이르지만, 이는 표준모형 너머의 새로운 물리학(New Physics)이 존재할 수 있음을 암시하는 흥미로운 신호"라고 밝혔다. 이는 마치 완벽해 보이던 퍼즐 조각 중 하나가 기존의 그림과는 맞지 않는 모양을 하고 있는 것과 같다. 과학자들은 이 어긋난 조각이 우리가 아직 알지 못하는 미지의 우주 법칙, 혹은 암흑물질의 비밀을 푸는 열쇠가 될 수 있다고 기대하고 있다. 지하 1km 실험실의 '유령 사냥' 중성미자 연구는 이제 막 걸음마를 뗐을 뿐이다. 과학자들은 더 확실한 증거를 찾기 위해 차세대 실험을 준비 중이다. 미국은 거대 심층 지하 중성미자 실험인 'DUNE'을, 일본은 기존보다 훨씬 거대한 '하이퍼 카미오칸데(Hyper-Kamiokande)'를 건설하고 있다. 이 시설들이 2028년경 본격 가동되면, 우리는 중성미자가 물질과 반물질을 차별하는 결정적 순간을 포착할 수 있을지도 모른다. 독일 막스플랑크 연구소에 따르면, 우리가 눈으로 보고 만질 수 있는 물질은 우주 전체의 5%에 불과하다. 나머지 95%는 정체를 알 수 없는 암흑물질과 암흑에너지다. 중성미자는 이 95%의 미지 세계와 우리를 연결해 줄 유일한 통로일 수 있다. 138억 년 전, 우주가 한 줌의 빛으로 사라지지 않고 별과 은하, 그리고 당신을 만들어낸 그 기적 같은 '우연'의 비밀. 인류는 이제 그 비밀을 쥔 '유령'의 꼬리를 잡기 위해 지하 깊은 곳 거대 실험실에서 우주의 가장 작은 입자와 숨바꼭질을 하고 있다.
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[퓨처 Eyes(114)] 미·일 "우주 존재의 비밀, '유령 입자'가 쥐고 있다"
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[단독] 삼성SDI 헝가리 괴드 배터리공장 '불법 가동' 논란⋯환경허가 취소 후에도 생산 지속
- 헝가리 시민사회단체들이 삼성SDI 괴드(Göd) 배터리 공장이 환경 인허가 취소 이후에도 불법 가동을 이어가고 있다며 정부의 관리·감독 부실을 강하게 비판하고 나섰다. 9일(현지시간) 헝가리 현지 매체 24.hu에 따르면 그린피스 헝가리는 "괴드 공장은 법원 판결로 환경허가가 취소된 2025년 11월 27일 즉시 가동을 중단했어야 하지만 현재까지도 운영 중"이라고 밝혔다. 괴드-에르트 협회(Göd-ÉRT Egyesület)는 이를 "법치주의를 훼손하는 중대한 사안"으로 규정하고 에너지부에 즉각 폐쇄를 요구했다. 그러나 당국은 감산 형태의 제한적 가동을 검토 중인 것으로 전해졌다. 괴드 공장은 최근 정부 결정으로 1330억 포린트(약 5918억 원)의 보조금까지 추가로 지원받아 논란이 확대되고 있다. [미니해설] 헝가리 배터리 허가 논란, '환경 규제'와 '산업 육성' 충돌 헝가리에서 글로벌 배터리 산업을 둘러싼 규제 논쟁이 다시 불붙고 있다. 쟁점의 중심에는 삼성SDI 괴드 배터리 공장의 불법 가동 의혹이 자리하고 있다. 시민단체들은 법원 판결로 환경 인허가가 취소된 공장이 여전히 운영되고 있다는 점에서 헝가리 정부의 규제 집행 의지 자체에 의문을 제기하고 있다. 그린피스와 지역 시민단체 괴드-에르트 협회에 따르면 괴드 공장은 지난 11월 27일 환경허가 취소 판결 이후 즉각 가동을 멈췄어야 했지만, 현재까지 공장 운영이 이어지고 있다. 시민단체들은 "허가가 없는 상태에서 산업시설이 가동되는 것은 어떤 나라에서도 허용될 수 없는 중대한 법 위반"이라고 비판하고 있다. 특히 논란을 키운 대목은 정부의 이중적 태도다. 시민단체의 폐쇄 요구에도 불구하고, 헝가리 에너지부는 해당 공장의 '감산 운전'을 허용하는 방안을 검토 중인 것으로 알려졌다. 이는 환경 인허가 취소의 법적 효력을 사실상 무력화하는 조치라는 지적이 나온다. 여기에 더해 괴드 공장이 최근 개별 정부 결정으로 1330억 포린트의 추가 보조금을 받은 사실까지 드러나면서 시민사회의 반발은 더욱 거세지고 있다. 앞서 삼성 SDI는 2023년 하반기에 헝가리 정부와 9549억 포린트(약 4조 2400억 원) 투자를 약속한 바 있다. 이에 헝가리 정부는 투자 약속을 받은 지 2년 뒤인 지난 10월 보조금 규모를 1330억 포린트로 공식 확정했다. 삼성전자는 2017년 5월 헝가리 괴드에 처음으로 배터리 공장을 설립한 뒤 이듬해 양산을 시작했다. NMP 처리 공장까지 겹친 유해물질 논란 논란은 삼성SDI 공장에만 그치지 않는다. 코마롬 인근에 위치한 JWH사의 NMP(엔메틸피롤리돈) 처리 공장을 둘러싼 환경 규제 공백도 도마에 올랐다. 이 시설은 배터리 산업에 적용되는 강화된 배출 기준을 적용받지 않고, 1㎥당 150mg(150 mg/m3)이라는 높은 유해물질 배출 허용치를 유지하고 있다. 이는 헝가리 정부가 배터리 산업에 적용하겠다고 예고한 1㎥당 1mg(1 mg/m3)기준과도 크게 괴리된다. 더 큰 문제는 이 시설이 주거지 인근에 위치해 있고, 최근 데브레첸 배터리 공장에서 발생한 대량의 NMP 폐기물이 반입되고 있다는 점이다. 시민단체들은 "행정 해석 하나로 주민들이 장기간 고농도 유해물질에 노출될 수 있는 구조가 만들어지고 있다"고 우려한다. 정부 무대응에 쌓여가는 불신 이미 헝가리 시민단체 40여 곳과 전문가 그룹은 두 달 전 에너지부에 주민 건강 보호, 유해물질 통제, 운영 투명성 확보, 불법 가동 차단을 위한 공동 요구안을 전달했다. 그러나 현재까지 정부의 공식 답변이나 실질적인 후속 조치는 없는 상태다. 그린피스는 최근 추가 공문을 통해 정부에 공식 해명과 전문가 협의를 재차 요구했다. 시몬 게르게이 그린피스 헝가리 화학물질 전문가는 "배터리 산업이 헝가리 제조업의 핵심 산업으로 급부상했지만, 정작 환경 보호와 주민 안전을 담보할 제도적 장치는 산업 성장 속도를 따라가지 못하고 있다"고 지적했다. 그는 "당국의 미온적인 대응은 행정 문제가 아니라 사회적 신뢰의 붕괴로 이어질 수 있다"고 경고했다. '유치 경쟁'과 '환경 규제' 사이에서 흔들리는 헝가리 헝가리는 현재 유럽 최대 배터리 생산 거점 중 하나로 급부상하고 있다. 글로벌 완성차 업체와 배터리 기업들이 잇달아 투자를 확대하면서 산업 기반은 빠르게 커지고 있다. 그러나 이번 괴드 공장 논란은 헝가리식 '속도전 산업 육성'이 환경 규제와 정면 충돌하고 있음을 보여주는 상징적 사례로 평가된다. 유럽연합(EU)은 배터리 산업에 대해 강화된 환경 기준과 공급망 투명성 규제를 동시에 추진하고 있다. 헝가리가 현행과 같은 느슨한 규제 집행 기조를 유지할 경우, 향후 EU 차원의 제재나 법적 분쟁으로까지 확산될 가능성도 배제할 수 없다. 시장에서는 이번 사안이 삼성SDI를 비롯한 글로벌 배터리 기업들의 중장기 유럽 전략에도 일정 부분 부담으로 작용할 수 있다는 분석이 나온다. 단순한 지역 민원 차원을 넘어, '환경 규제를 무시한 산업 성장'이라는 프레임이 형성될 경우 기업 이미지와 ESG(환경·사회·지배구조) 평가에도 부정적 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
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[단독] 삼성SDI 헝가리 괴드 배터리공장 '불법 가동' 논란⋯환경허가 취소 후에도 생산 지속
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몬산토, PCB 독성오염 책임에 1억2천만 달러 합의⋯일리노이주 역대급 환경배상
- 미국 일리노이주가 수십 년간 누적된 독성 화학물질 오염과 관련해 글로벌 화학기업 몬산토(Monsanto)로부터 대규모 합의금을 확보했다. 지난 2일(현지시간) 현지매체 리버벤더에 따르면 콰메 라울(Kwame Raoul) 일리노이주 법무장관은 몬산토와 계열사인 솔루티아(Solutia Inc.), 파마시아(Pharmacia LLC)와 폴리염화비페닐(PCB) 생산·유출에 따른 환경 및 건강 피해 책임을 묻는 소송에서 총 1억2000만 달러(약 1650억 원) 규모의 합의에 도달했다고 발표했다. 이번 합의는 라울 장관실이 2022년 제기한 민사소송에 따른 것이다. 소송에서 주정부는 몬산토가 PCB의 독성을 인지하고 있었음에도 불구하고, 수십 년간 인체와 환경에 미치는 위험성을 부인하며 생산과 폐기를 지속해 왔다고 주장했다. 확보된 합의금은 일리노이주 전역과 시카고, 에번스턴, 레이크포리스트, 노스시카고, 자이언, 비치파크, 글렌코, 레이크블러프, 위넷카, 윈스럽하버 등 9개 도시의 PCB 오염 복원과 환경 정화에 사용될 예정이다. 라울 장관은 "이번 합의는 무책임하고 위법한 행위로 지역사회를 오염시킨 기업의 책임을 분명히 묻는 조치"라며 "PCB는 미국에서 수십 년 전 이미 사용이 금지된 물질로, 그럼에도 불구하고 일리노이의 자연환경과 주민 건강에 지속적인 피해를 남겼다는 점에서 몬산토의 책임은 결코 가볍지 않다"고 강조했다. 합의 내용에 따르면 몬산토 측은 2026년 3월 31일까지 8000만 달러를 우선 지급하며, 이는 일리노이주와 9개 합의 참여 도시에 배분된다. 여기에 더해 향후 추가 소송 결과에 따라 최소 4000만 달러에서 최대 2억 달러까지 추가 지급할 수 있도록 했다. 이에 따라 총 배상 규모는 최대 2억 8000만 달러까지 늘어날 수 있다. 이번 합의와 함께 법원은 주 법무장관실이 제기한 본안 소송을 취하하는 신청을 승인함으로써 관련 소송 절차는 종결된다. PCB는 1930년대부터 변압기 절연유, 윤활유, 도료, 실란트, 전기설비 등 다양한 산업용 제품에 널리 사용된 화학물질이다. 그러나 강한 잔류성과 발암성, 생식 독성 등이 확인되면서 미국 환경보호청(EPA)은 1979년 PCB 사용을 전면 금지했다. 그 이전까지 미국 내에서 사용된 대부분의 PCB는 몬산토가 생산한 것으로 알려졌다. 특히 일리노이주 소제트(Sauget)에 위치한 몬산토의 크럼리치(Krummrich) 공장은 1960년대부터 1970년대 중반까지 약 5000만 파운드(약 2만 2700톤)에 달하는 상업용 PCB 혼합물을 일리노이 지역에 판매한 것으로 조사됐다. 이 공장에서는 오랜 기간 대량의 유해 폐기물이 하수도를 통해 미시시피강으로 직접 유입됐으며, 일부는 매립지에 불법 투기돼 토양과 지하수, 대기까지 오염시킨 것으로 확인됐다. PCB에 노출될 경우 암 발생 위험이 높아질 뿐 아니라 생식 기능 저하, 임신·수태 장애, 신경 발달 및 행동 이상, 간·갑상선·피부·안과 질환 등 광범위한 건강 피해가 발생하는 것으로 보고돼 있다. 이번 합의는 이 같은 장기적 건강·환경 피해에 대한 기업 책임을 제도적으로 인정한 사례로 평가된다. 한편, 몬산토는 1901년 설된 미국의 농화학 및 생화학제조업체로, 2018년 바이엘에 인수됐다. 옥수수와 콩 등 유전자 변형 종자와 글리포세이트 기반 제초제인 라운드업을 생산했다. 라운드업이 건강에 미치는 영향과 PCB 등 화학물질 생산과 관련된 수많은 소송에 연루됐다.
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몬산토, PCB 독성오염 책임에 1억2천만 달러 합의⋯일리노이주 역대급 환경배상
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[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보
- 미국 항공우주국(나사·NASA)은 2일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)에서 채취한 시료 분석을 통해 생명 기원의 핵심 단서가 될 수 있는 당류와 미지의 유기 고분자 물질, 그리고 초신성 기원의 성간 먼지가 대량으로 포함돼 있다는 사실을 새롭게 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)와 네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)에 3편의 논문으로 동시에 공개됐다. NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 지구로 전달한 베누 시료에서는 생명체에 필수적인 당 성분인 리보스(ribose)와 포도당(glucose)이 검출됐다. 일본 도호쿠대 후루카와 요시히로 교수 연구진은 5탄당 리보스와 함께, 외계 물질에서 처음으로 6탄당 포도당이 발견됐다고 밝혔다. 이들 당류는 생명 존재 자체를 의미하지는 않지만, DNA와 RNA, 단백질 형성의 기본 요소가 태양계 전반에 광범위하게 존재했음을 시사하는 결정적 증거로 평가된다. 리보스는 RNA의 핵심 구성 성분으로, 정보 전달과 생화학 반응을 담당하는 분자의 골격을 이룬다. 앞서 DNA와 RNA를 구성하는 5종의 핵염기와 인산염이 이미 베누 시료에서 확인된 가운데, 이번 리보스 검출로 RNA를 형성하는 모든 기본 요소가 베누에 존재했다는 사실이 입증됐다. 연구진은 베누 시료에서 디옥시리보스가 발견되지 않은 점에 주목하며, 초기 태양계 환경에서는 DNA보다 RNA가 생명 기원의 핵심 분자로 작용했을 가능성이 크다는 'RNA 월드(RNA World)' 가설을 뒷받침한다고 설명했다. 또 베누 시료에서는 생명체의 주요 에너지원으로 사용되는 포도당도 확인됐다. 이는 현재의 생명체 에너지 대사에 필수적인 물질이 생명 탄생 이전의 태양계 환경에도 이미 존재했음을 의미한다. 두 번째 논문에서는 베누 시료에서 지금까지 한 번도 보고된 적 없는 '껌(gum)'과 유사한 고분자 유기물질이 발견됐다는 사실이 공개됐다. 미국 NASA 에임스연구센터의 스콧 샌퍼드 박사와 UC버클리의 잭 게인스포스 박사가 주도한 이 연구에 따르면, 해당 물질은 질소와 산소가 풍부한 고분자 구조를 지닌 유기물로, 초기 태양계에서 베누의 모천체가 가열되는 과정에서 형성된 것으로 추정된다. 이 물질은 한때 부드럽고 유연했으나 현재는 굳어진 상태로, 얼음과 광물 입자 표면에 층층이 침착돼 있었다. 연구진은 이 유기물이 생명 발생에 필요한 화학 반응의 전구 물질 역할을 했을 가능성에 주목하고 있다. 샌퍼드 박사는 "이 물질은 태양계 형성 초기, 극히 이른 시점에 일어난 물질 변화의 흔적으로 보인다"며 "말 그대로 '시작의 시작'에 해당하는 사건을 보여준다"고 설명했다. 전자현미경과 X선 분광 분석 결과, 이 물질은 지구의 폴리우레탄과 유사한 화학 구조를 일부 지닌 것으로 나타났다. 다만 일정한 규칙성을 갖는 인공 고분자와 달리, 베누의 유기물은 불규칙적이고 복합적인 결합 구조를 띠는 것으로 확인됐다. 연구진은 이를 '우주 플라스틱(space plastic)'에 비견하며, 향후 추가 분석을 통해 보다 정밀한 화학적 기원을 규명할 계획이다. 세 번째 논문에서는 베누 시료에서 태양계 형성 이전 별에서 생성된 '성간 입자(presolar grains)'가 다량 포함돼 있다는 점이 새롭게 밝혀졌다. NASA 존슨우주센터의 응우옌 앤 박사 연구팀은 베누 시료에서 초신성 폭발로 만들어진 먼지의 비율이 기존에 분석된 어떤 우주 암석보다 최대 6배 이상 높다고 보고했다. 이는 베누의 모천체가 초신성 잔해가 특히 풍부한 원시 원반 영역에서 형성됐음을 시사한다. 동시에 베누의 모천체는 과거 물에 의한 광범위한 변질 작용을 겪었음에도 불구하고, 일부 영역에서는 초기 상태가 거의 보존된 성간 물질과 유기물이 함께 남아 있었던 것으로 확인됐다. 응우옌 박사는 "수용성 변질에 쉽게 파괴되는 성간 규산염과 유기물이 동시에 보존됐다는 점은 매우 이례적"이라며 "베누의 시료가 태양계 형성 당시 물질의 다양성을 고스란히 보여준다"고 강조했다. 이번 연구는 태양계 초기 물질 순환, 생명 기원 물질의 우주적 분포, 그리고 생명 탄생의 조건을 입체적으로 재구성할 수 있는 결정적 단서를 제공했다는 평가를 받는다. NASA는 베누 시료 분석이 향후 다른 천체 탐사와 외계 생명 탐색 연구의 과학적 기준점이 될 것으로 기대하고 있다. 오시리스-렉스 임무는 NASA 고다드우주비행센터가 총괄 관리했으며, 애리조나대가 과학을 주도했다. 우주선 제작과 운용은 록히드마틴이 맡았고, 항법은 고다드와 키네틱스 에어로스페이스가 담당했다. 시료 보관·분석은 NASA 존슨우주센터에서 이뤄지고 있으며, 캐나다우주국(CSA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 국제 협력도 함께 진행되고 있다.
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[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보
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[먹을까? 말까?(123)] 미국 식탁의 '대두유'가 비만 부른다?⋯체중 증가 연결 고리 첫 규명
- 미국에서 가장 많이 소비되는 식용유인 대두유(콩기름)가 비만을 유발하는 대사 경로와 관련이 있다는 연구 결과가 나왔다. 다만 이번 연구는 동물 실험을 기반으로 한 것으로, 인간에게 동일한 효과가 나타나는지에 대해서는 추가 검증이 필요하다는 점에서 해석에 신중함이 요구된다. 미국 캘리포니아대 리버사이드(UCR) 연구진은 대두유가 풍부하게 포함된 고지방 식단을 섭취한 실험쥐 대부분이 유의미한 체중 증가를 보였으나, 유전자 변형을 통해 특정 간 단백질의 구조가 달라진 쥐들은 같은 식단에서도 비만이 나타나지 않았다고 밝혔다고 UC리버사이드뉴스가 전했다. 이 간 단백질은 체내 지방 대사와 관련된 수백 개 유전자의 발현에 영향을 미치며, 대두유의 주요 성분인 리놀레산(linoleic acid)의 대사 방식에도 변화를 주는 것으로 확인됐다. 해당 연구는 국제 학술지 '지질 연구 저널(Journal of Lipid Research)'에 게재됐다. 연구의 교신저자인 소니아 디올(Sonia Deol) UCR 생의학 연구원은 "이번 발견은 대두유를 많이 섭취하는 식단에서 왜 일부 사람은 더 쉽게 체중이 증가하는지 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있다"고 설명했다. UCR 연구진에 따르면 인간의 경우에는 두 가지 형태의 간 단백질(HNF4α)이 존재하는데, 대체형 단백질은 만성 질환, 단식에 따른 대사 스트레스, 알코올성 지방간 등 특정 조건에서 주로 생성되는 것으로 알려져 있다. 연구진은 연령, 성별, 약물 복용, 유전적 차이와 같은 요인들이 이러한 단백질 발현 차이에 영향을 미쳐 대두유의 대사 효과에 대해서도 개인별 민감도가 달라질 수 있다고 분석했다. 이번 연구는 앞서 UCR 연구진이 2015년 발표한 "대두유가 코코넛 오일보다 비만 유발 가능성이 높다"는 연구를 한층 구체화한 것이다. 당시 연구는 현상 수준의 연관성을 제시하는 데 그쳤다면, 이번 연구는 비만과 직접 연결되는 생화학적 경로를 보다 정밀하게 규명했다는 점에서 의미가 크다. 프랜시스 슬래덱(Frances Sladek) UCR 세포생물학 교수는 "문제는 기름 자체나 리놀레산 그 자체가 아니라, 인체 내에서 이 지방이 어떤 물질로 전환되느냐에 있다"고 설명했다. 연구진에 따르면 리놀레산은 체내에서 '옥실리핀(oxylipins)'이라는 분자로 전환되며, 이 물질이 과도하게 생성될 경우 염증 반응과 지방 축적을 촉진하는 것으로 나타났다. 일반 실험쥐는 대두유 기반 고지방 식단에서 옥실리핀 수치가 크게 증가했으나, 유전자 변형 쥐는 동일한 식단에서도 옥실리핀 수치가 현저히 낮게 유지됐고, 간 건강 지표 역시 양호한 상태를 보였다. 특히 이들 쥐에서는 미토콘드리아 기능이 개선된 것으로 확인돼, 체중 증가에 대한 저항력과의 연관성도 추가로 제기됐다. 연구진은 비만을 유발하는 핵심 물질이 리놀레산과 알파-리놀렌산에서 유래한 특정 옥실리핀이라는 점도 규명했다. 다만 유전자 변형 쥐의 경우 저지방 식단에서도 옥실리핀 수치가 높게 나타났음에도 비만으로 이어지지 않았다는 점에서, 옥실리핀만으로 비만을 설명하기는 어렵고 다른 대사 요인들이 함께 작용할 가능성도 제기됐다. 추가 분석 결과, 유전자 변형 쥐에서는 리놀레산을 옥실리핀으로 전환하는 두 개의 주요 효소군의 활성도가 크게 낮은 것으로 나타났다. 이 효소들의 기능은 인간을 포함한 모든 포유류에서 매우 유사한 구조로 보존돼 있으며, 유전적 요인과 식습관, 환경 요인에 따라 활성도에 큰 차이가 발생하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 특히 혈액 내 옥실리핀 수치가 아니라 간 내 옥실리핀 수치만이 체중과 직접적인 상관관계를 보였다는 점에 주목했다. 이는 일반적인 혈액 검사만으로는 초기 대사 이상을 충분히 포착하기 어렵다는 의미로 해석된다. 한편, 미국에서 대두유 소비는 지난 100년간 급격히 증가했다. 전체 칼로리 섭취에서 차지하는 비중은 약 2% 수준에서 현재는 10%에 육박한다. 대두유는 식물성 단백질 원천인 대두에서 추출되며 콜레스테롤이 없다는 장점이 있지만, 연구진은 초가공식품을 중심으로 리놀레산이 과잉 섭취되는 구조가 만성 대사 질환을 부추기고 있을 가능성에 주목하고 있다. 실제 이번 연구에서는 콜레스테롤이 없는 대두유를 섭취한 쥐에서 오히려 혈중 콜레스테롤 수치가 상승한 현상도 관찰됐다. 연구팀은 현재 옥실리핀 생성 경로가 체중 증가를 유발하는 정확한 생물학적 메커니즘과, 옥수수유·해바라기유·홍화유처럼 리놀레산 함량이 높은 다른 식용유에서도 유사한 현상이 나타나는지를 추가로 분석 중이다. 디올 연구원은 "대두유 자체가 본질적으로 해로운 것은 아니지만, 현재와 같은 과도한 섭취량은 인체가 진화 과정에서 감당하도록 설계되지 않은 대사 경로를 자극하고 있다"고 말했다. 이번 연구는 아직 인간 대상 임상시험으로 확대될 계획은 없지만, 향후 식품 정책과 영양 지침, 만성질환 예방 전략 수립에 참고 자료로 활용될 가능성은 크다. 슬래덱 교수는 "담배와 암의 연관성이 처음 관찰된 이후 경고 문구가 도입되기까지 100년이 걸렸다"며 "대두유 과잉 섭취와 건강 문제의 연관성도 그만큼 오랜 시간이 걸리지 않기를 바란다"고 말했다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(123)] 미국 식탁의 '대두유'가 비만 부른다?⋯체중 증가 연결 고리 첫 규명
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[글로벌 핫이슈] 아마존 데이터센터, 희귀암 집단 발병 의혹⋯"오리건판 플린트 사태"
- 미국 오리건주 동부의 농촌 지역에서 아마존(Amazon) 데이터센터 인근 주민들 사이에 희귀암과 유산, 신장 질환 등이 잇따라 발생하면서 지역사회에 불안이 확산되고 있다. 미국 잡지 롤링스톤(Rolling Stone)은 오리건주 모로카운티(Morrow County)의 목장주이자 전 카운티 커미셔너인 짐 도허티(Jim Doherty)의 사례를 통해 이 지역의 심각한 수질 오염 실태를 보도했다. 이 매체에 따르면 도허티는 최근 몇 년 사이 지역 주민들 사이에서 원인 불명의 질환이 급증하고 있음을 확인하고, 지역 보건당국과 함께 지하수 70곳을 조사했다. 그 결과 68곳의 수질이 미 환경보호청(EPA) 질산염 기준치를 초과한 것으로 드러났다. 그는 "조사 초기에 방문한 30가구 중 25명은 최근 유산을 겪었고, 6명은 신장을 잃었다"며 "흡연 경험이 전혀 없는 60세 한 남성은 흡연자에게서 주로 발병하는 후두암으로 성대를 절제해야 했다"고 전했다. 도허티는 처음엔 인근 대형 축산농장의 비료 유출이 주요 원인이라 의심했지만, 조사 결과 2011년 가동을 시작한 아마존의 약 929㎡(1만 평방피트) 규모 데이터센터가 지역 오염을 악화시킨 핵심 요인으로 지목됐다. 데이터센터는 대규모 서버 냉각을 위해 막대한 양의 지하수를 끌어올리고, 이 과정에서 이미 오염된 농업 폐수가 지하수계에 재순환되면서 질산염 농도가 급격히 높아졌다. 증발로 인해 오염물질이 더욱 농축된 냉각수는 다시 배출되며, 오염이 반복되는 악순환이 이어졌다는 것이다. 일부 시료에서는 질산염 농도가 오리건주 안전 기준의 8배에 달한 것으로 보고됐다. 이에 대해 아마존 대변인 리사 레반도우스키는 "당사 데이터센터는 지역사회와 동일한 수원을 사용하며, 질산염은 공정상 전혀 사용되지 않는다"며 "전체 수자원에서 차지하는 비중이 극히 적어 수질에 의미 있는 영향을 미칠 가능성은 없다"고 해명했다. 그러나 주민들과 환경단체들은 정부와 기업의 미온적 대응을 강하게 비판하고 있다. 환경단체 '오리건 루럴 액션(Oregon Rural Action)'의 크리스틴 오스트롬 사무국장은 "이번 사태는 미시간주 플린트(Flint) 수질 오염 사건을 떠올리게 한다"며 "정치적·경제적 영향력이 미약한 지역 주민들이 피해를 입고 있음에도 당국의 대응은 지나치게 지체되고 있다"고 지적했다. 지역 주민 캐시 멘도사는 "가정에 공급되는 물이 유산과 암을 유발한다는 사실을 알고도 아무 조치 없이 방관할 수 있느냐"며 "그들은 여전히 새로운 데이터센터 계약을 맺으며 이익을 내고 있다"고 분노를 토로했다. 전문가들은 이번 사태가 단순한 지역적 수질 문제를 넘어, 전 세계적으로 급증하는 데이터센터 산업이 초래할 수 있는 환경 및 공중보건 리스크를 단적으로 보여주는 사례라고 평가한다. '디지털 인프라의 그늘'이 지역 사회의 생명권을 위협하는 가운데, 기업의 책임과 정부의 규제 역할을 둘러싼 논쟁은 더욱 격화될 전망이다. 한편 미시간주 '플린트 수질 오염' 사건은 행정 실패가 초래한 미국 현대사의 대표적 환경 참사로 꼽힌다. 플린트는 한 때 자동차 산업으로 번성했으나 2000년대 들어 급격히 쇠퇴했다. 시 정부가 2014년 비용 절감을 이유로 수원(水源)을 디트로이트 수돗물에서 플린트 강으로 전환한 결과, 부식성 강물이 납 배관을 부식시키며 수만 명의 주민이 납에 오염된 식수를 마시게 됐다. 이후 영유아를 포함한 주민 다수가 납 중독으로 발달 장애와 각종 질환을 겪었으며, 오염된 물에서 발생한 레지오넬라균 감염으로 최소 12명이 사망했다. 정부의 은폐와 늑장 대응이 폭로되면서 2016년 연방 비상사태가 선포됐고, 이후 플린트는 미국 내 '환경 정의(Environmental Justice)' 운동의 상징 도시로 남았다. 전문가들은 이번 오리건 사태가 "플린트 이후 또 한 번의 경고"라며, 인공지능(AI) 확산으로 세계 각국에서 데이터센터 건설이 급증하는 현 시점에서 대기업과 정부의 책임 있는 환경 관리 정책이 필수적이라고 지적했다.
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- IT/바이오
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[글로벌 핫이슈] 아마존 데이터센터, 희귀암 집단 발병 의혹⋯"오리건판 플린트 사태"
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[기후의 역습(183)] 기후변화, 플라스틱을 '더 위험한 오염물'로 바꾼다
- 지구 온난화로 인한 폭염·홍수·산불 등 극단적 기상현상이 플라스틱 오염을 더욱 광범위하고 치명적인 형태로 변화시키고 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 임페리얼칼리지 런던(Imperial College London) 공중보건대학의 프랭크 켈리(Frank Kelly) 교수 연구팀은 27일(이하 현지시간) 게재된 과학저널 프론티어스 인 사이언스(Frontiers in Science)에서 "기후변화가 플라스틱 오염의 이동성·지속성·유해성을 모두 강화시키고 있다"며 국제적 대응을 촉구했다. 연구팀은 극심한 폭염이 이어지면서 플라스틱 분해 속도가 더욱 심화돼 생태계를 교란시킬 수 있다고 경고했다. [미니해설] "플라스틱과 기후변화는 서로를 증폭시키는 쌍둥이 위기" 플라스틱 오염은 단순히 쓰레기 문제가 아니다. 영국 임페리얼칼리지 런던 연구진은 "플라스틱 오염과 기후변화는 서로를 강화하는 '쌍둥이 위기(co-crises)'"라고 규정했다. 이번 분석은 전 세계 수백 건의 관련 연구를 종합한 것으로, 기후 변화가 플라스틱 오염을 어떻게 '움직이게 만들고(mobile)', '지속시키며(persistent)', '더 유해하게(hazardous)' 변모시키는지를 구체적으로 보여준다고 CNN이 27일 전했다. 폭염·홍수·산불…기상이변이 '플라스틱 순환' 바꾼다 기후변화로 인한 기온 상승과 자외선, 습도 증가는 플라스틱의 화학적 구조를 약화시켜 잘게 부서지게 만든다. 연구팀은 "극심한 폭염으로 기온이 10도 상승할 경우 플라스틱 분해 속도는 두 배 가까이 빨라진다"고 밝혔다. 이렇게 생성된 미세플라스틱은 바람과 빗물에 섞여 대기·토양·하천·해양으로 퍼지며 생태계 전반에 스며든다. 태풍과 홍수는 이 과정을 더욱 가속화한다. 홍콩에서 발생한 태풍이 해안 퇴적층 내 미세플라스틱 농도를 40배까지 높였다는 사례도 보고됐다. 반대로 범람 지역에서는 플라스틱이 암석과 결합해 '플라스틱 암석(plastic rock)'을 형성하기도 한다. 이 암석은 시간이 지나면 새로운 미세플라스틱 발생원의 역할을 한다. 산불 역시 새로운 위험 요인이다. 고온·건조로 인한 대형 산불은 주택, 차량, 플라스틱 제품을 태우며 공기 중에 미세플라스틱과 유독성 화합물을 배출한다. 이 입자들은 바람을 타고 장거리 이동하며 인체와 생태계에 침투한다. "빙하 속에 갇힌 플라스틱, 이제는 새로운 오염원으로" 북극과 남극의 해빙(海氷)은 형성 과정에서 미세플라스틱을 가두어왔지만, 지구 온난화로 빙하가 녹으면서 오히려 방출원이 되고 있다. 연구진은 "얼음 속에 축적된 미세플라스틱이 해빙과 함께 바다로 유입되면, 과거보다 훨씬 광범위한 해양 오염이 발생할 수 있다"고 경고했다. 또한 플라스틱 자체의 독성도 기후변화로 강화된다. 미세플라스틱은 '트로이의 목마(Trojan horse)'처럼 살충제, 난분해성 유기화합물(PFAS) 등 독성 물질을 흡착·운반한다. 기온이 높을수록 이러한 화학물질의 흡착·방출이 활발해지고, 플라스틱 내부의 유해 첨가제도 더 쉽게 용출된다. 해양 생태계, 이중 충격에 취약 연구진은 특히 해양 생태계가 플라스틱 오염과 기후변화의 이중 타격에 가장 취약하다고 지적했다. 산호, 홍합, 해삼, 어류 등 다양한 해양 생물이 미세플라스틱에 노출될 경우 산성화된 해수와 고온 환경에 대한 내성이 약화되는 것으로 확인됐다. 플랑크톤을 먹이로 삼는 여과섭식 해양생물(홍합 등)은 미세플라스틱을 흡수하고, 이를 포식자가 먹으면서 오염이 먹이사슬 상위 단계로 전이된다. 연구 공동저자 가이 우드워드(Guy Woodward) 교수는 "범고래 같은 최상위 포식자가 이 위기의 '탄광 속 카나리아'가 될 수 있다"며 "생태계 붕괴의 조기 신호로 주목해야 한다"고 강조했다. "생산 감축이 유일한 해법"…글로벌 합의는 여전히 교착 연구진은 플라스틱 위기 해결을 위해 '생산 감축·재사용·재설계' 3단계 전략을 제시했다. 무엇보다 일회용 플라스틱을 단계적으로 퇴출하고, 재활용 가능한 제품 구조로 전환해야 한다는 것이다. 가장 효과적인 대응책으로는 '법적 구속력이 있는 글로벌 플라스틱 협약'이 꼽혔다. 그러나 유엔 주도의 협상은 "플라스틱 생산량 제한 여부"를 두고 국가 간 의견이 첨예하게 엇갈려 수년째 진전이 없는 상황이다. 국제환경단체들은 "생산 감축 없이 재활용만으로는 위기를 늦출 뿐, 근본 해결책이 될 수 없다"고 지적했다. "소비 습관의 변화가 해답" 공동저자인 스테퍼니 라이트(Stephanie Wright) 임페리얼칼리지 교수는 "지금 버려지는 플라스틱이 미래 세대의 생태계를 교란시킬 것"이라며 "지금 당장 행동하지 않으면 글로벌 차원의 환경 재난으로 이어질 수 있다"고 경고했다. 이제 플라스틱 위기는 단순한 쓰레기 문제가 아니라 '기후 시스템의 일부'가 되었다. 지구가 뜨거워질수록 플라스틱은 더 쉽게 부서지고, 더 멀리 이동하며, 더 독성이 강해진다. "지금의 플라스틱은 100년 뒤에도, 다음 세대의 바다 위에 떠 있을 것"이라는 경고는 더 이상 비유가 아니다.
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- ESGC
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[기후의 역습(183)] 기후변화, 플라스틱을 '더 위험한 오염물'로 바꾼다
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[퓨처 Eyes(112)] 日 리켄, 36년 걸릴 계산 115일에 끝냈다⋯'AI 은하' 신기원
- 인류가 만든 가장 정교한 슈퍼컴퓨터조차 흉내 내지 못했던 '신의 영역'이 인공지능(AI)의 도움으로 문을 열었다. 밤하늘을 수놓은 1000억 개의 별, 그 거대한 은하의 10억 년 역사를 낱낱이 파헤치는 일이 가능해진 것이다. 일본 이화학연구소(RIKEN·리켄) 학제간 이론 및 수학적 과학 프로그램(iTHEMS)의 히라시마 케이야 박사팀은 최근 AI 딥러닝과 슈퍼컴퓨팅을 결합해 우리 은하(Milky Way) 내 1000억 개 이상의 별을 개별 단위로 추적하는 시뮬레이션에 성공했다고 발표했다. 11월 미국 애틀랜타에서 열린 국제 슈퍼컴퓨팅 학술대회 'SC 2025'에서 공개된 이 성과는 천체물리학계의 오랜 숙원이었던 '거시와 미시의 통합'을 이뤄낸 기술적 쾌거다. '별 뭉치' 아닌 '낱개'로 본다 그동안 천체물리학계에서 은하 시뮬레이션은 '타협의 산물'이었다. 은하의 웅장한 진화를 구현하려면 수천억 개의 별을 다뤄야 하는데, 이를 계산할 컴퓨터 자원은 턱없이 부족했기 때문이다. 기존 최고 성능의 시뮬레이션조차 입자 하나를 '별 100개의 뭉치'로 가정해 계산했다. 숲을 보기 위해 나무의 디테일을 포기한 셈이다. 이 방식은 치명적인 한계가 있다. 우주의 진화는 단순히 별들이 중력으로 묶여 도는 것이 전부가 아니기 때문이다. 별 하나가 생을 마감하며 일으키는 '초신성 폭발'은 주변 우주 공간에 엄청난 에너지를 쏟아내고, 생명 탄생의 씨앗이 되는 무거운 원소들을 흩뿌린다. 기존의 '뭉치 모델'은 이러한 개별 별의 역동적인 드라마가 주변 성간 물질(Interstellar medium)에 미치는 미세하고 결정적인 영향을 평균값으로 뭉개버릴 수밖에 없었다. AI가 뚫어낸 '계산 지름길' '별 하나하나'를 쪼개서 계산하면 되지 않을까. 문제는 시간이다. 리켄 연구팀의 분석에 따르면, 기존 방식으로 은하 내 모든 별을 개별 입자로 구현해 100만 년의 시간을 시뮬레이션하는 데만 315시간(약 13일)이 걸린다. 우주적 시간 척도인 10억 년을 계산하려면 꼬박 36년 동안 슈퍼컴퓨터를 돌려야 한다는 계산이 나온다. 하드웨어의 성능 향상만으로는 도저히 넘을 수 없는 물리적 장벽이었다. 히라시마 박사팀은 이 난제를 풀기 위해 '딥러닝 대리 모델(Surrogate model)'이라는 우회로를 뚫었다. 무식하게 모든 물리 방정식을 처음부터 끝까지 계산하는 대신, AI에게 '패턴'을 가르친 것이다. 연구팀은 고해상도 초신성 폭발 데이터를 AI에 집중적으로 학습시켰다. 36년→115일, 속도의 혁명 별이 폭발한 직후 10만 년 동안 가스와 먼지가 어떻게 퍼져나가고, 주변 성간 물질의 화학적 조성을 어떻게 바꾸는지 AI가 예측하도록 훈련했다. 이렇게 훈련된 AI 모델은 초신성 폭발이라는 국지적이고 급격한 이벤트가 발생할 때마다, 복잡한 유체 역학 방정식을 푸는 과정을 건너뛰고 학습된 데이터를 바탕으로 즉각적인 '정답'을 내놓는다. 효과는 극적이었다. AI 모델을 장착한 시뮬레이션은 100만 년의 은하 진화를 단 2.78시간 만에 처리했다. 기존 방식보다 100배 이상 빠른 속도다. 36년이 걸려야 볼 수 있었던 10억 년의 우주 파노라마를, 이제는 115일이면 완벽하게 구현해낼 수 있게 된 것이다. 연구팀은 일본의 슈퍼컴퓨터 '후가쿠(Fugaku)'와 도쿄대 '미야비(Miyabi)' 시스템을 통해 이 결과가 실제 물리 법칙과 한 치의 오차도 없이 일치함을 입증했다. 우주 넘어 '기후 난제' 푼다 이번 연구가 갖는 함의는 단순히 계산 속도 단축에 그치지 않는다. '멀티 스케일(Multi-scale)' 문제, 즉 아주 작은 나비의 날개짓(미시적 현상)이 거대한 태풍(거시적 현상)으로 이어지는 복잡계 시스템을 해석하는 새로운 표준을 제시했기 때문이다. 히라시마 박사는 "AI와 고성능 컴퓨팅의 결합은 단순한 패턴 인식을 넘어, 과학적 발견을 위한 진정한 도구로 진화했다"고 강조했다. 이 방법론은 천체물리학의 울타리를 넘어설 전망이다. 기상학이나 해양학에서도 국지적인 구름의 생성이나 해류의 작은 변화가 지구 전체의 기후에 미치는 영향을 분석하는 데 난항을 겪고 있다. 리켄 연구팀의 'AI 대리 모델' 방식은 이러한 기후 모델링의 난제를 풀고, 기상 이변 예측의 정확도를 높이는 데 즉각적으로 응용될 수 있다. 36년의 시간을 100일로 압축한 이 기술은, 인류가 우주를 이해하는 해상도를 HD에서 8K 초고화질로 바꿔놓은 거대한 전환점이다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(112)] 日 리켄, 36년 걸릴 계산 115일에 끝냈다⋯'AI 은하' 신기원
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[신소재 신기술(209)] 중국, '비 오는 날도 발전하는 태양광 패널' 개발⋯재생에너지의 한계 넘는다
- 중국 연구진이 비가 오거나 흐린 날씨에서도 발전할 수 있는 새로운 형태의 태양광 패널을 개발해, 기존 태양광 기술의 한계를 극복할 가능성을 제시했다고 에너지 미디어와 에코포털닷넷이 보도했다. 전통적인 태양광 패널은 햇빛이 강할수록 효율이 높지만, 구름이 끼거나 비가 내리면 발전량이 급격히 떨어진다. 이로 인해 일조량이 일정치 않은 지역에서는 효율적인 전력 생산이 어려웠다. 그러나 중국에서 개발 중인 차세대 패널은 이러한 약점을 보완해 흐린 날씨나 비가 오는 동안에도 전력을 생산할 수 있다. 중국 쑤저우대 연구팀은 비가 내리거나 흐린 날에도 전기를 생산할 수 있는 하이브리드 태양 전지를 개발했다. 이 기술의 핵심은 태양전지 표면에 투명한 '트리보일렉트릭(triboelectric) 필름'을 덧입힌 구조에 있다. '트리보일렉트릭(Triboelectric)'은 '마찰전기'라는 뜻을 가진 과학 개념으로, 두 물질이 접촉하고 떨어질 때 전하가 이동하며 전기가 발생하는 현상을 말한다. 이 원리를 응용한 기술이 바로 트리보일렉트릭 발전(Triboelectric Nanogenerator, TENG)이다. 방울이 표면을 치며 트리보일렉트릭 효과를 일으켜 추가 전력을 생산하는 방식이다. 다시 말하면, 빗방울이 트리보일렉트릭 필름 표면에 닿아 퍼지고 흘러내릴 때, 전하가 이동하면서 미세한 전류가 발생한다. 패널은 이러한 전하 변화를 포착해 전기로 전환하며, 수많은 빗방울이 모여 일정한 전력을 만들어낸다. 태양광이 비칠 때는 일반적인 태양전지로 작동하고, 비가 내릴 때는 트리보일렉트릭 모드로 전환돼 이중 발전이 가능하다. 이 기술은 런던이나 밴쿠버처럼 구름이 잦은 도시에서도 안정적인 전력 생산을 가능하게 할 것으로 기대된다. 물론 맑은 날의 발전량에는 미치지 못하지만, 기존 태양광 설비가 무용지물이 되던 시간대에도 전력을 생산할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 비가 내리는 동안에도 발전이 가능한 태양광 패널은 기후 변화와 날씨 불확실성이 커지는 시대에 보다 지속 가능하고 회복력 있는 에너지 공급원으로 주목받고 있다. 이번 연구는 완벽한 기상 조건에 의존하지 않는 새로운 재생에너지 기술의 방향을 제시했다는 평가를 받고 있다.
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[신소재 신기술(209)] 중국, '비 오는 날도 발전하는 태양광 패널' 개발⋯재생에너지의 한계 넘는다
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[우주의 속삭임(158)] 화성 탐사로버, '기이한 금속 암석' 발견⋯화성 기원 아닌 운석 가능성
- 미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버 '퍼시비어런스(Perseverance)'가 화성 표면에서 특이한 모양의 암석을 발견했다. 분석 결과, 이 암석은 화성에서 형성된 것이 아닌 외부에서 떨어진 운석일 가능성이 높은 것으로 나타났다. 최근 NASA는 퍼시비어런스가 화성 제제로(Jezero) 분화구 내 '베르노덴(Vernodden)' 지역을 탐사하던 중 철-니켈을 함유한 독특한 형태의 암석을 발견했다고 밝혔다. 과학자들은 이 암석에 '피프삭슬라(Phippsaksla)'라는 이름을 붙였다. 길이 약 80㎝(약 31인치)의 이 암석은 주변의 평평하고 파편화된 암석들과 달리 표면이 울퉁불퉁하고 돌출된 형태를 띠고 있었다. 퍼듀대학교 행성과학연구소의 지구화학자 캔디스 베드퍼드(Candice Bedford)는 "피프삭슬라는 철과 니켈 함량이 매우 높은데, 이는 일반적인 화성 암석에서는 보기 드문 성분 조합"이라며 "태양계의 다른 지역에서 형성돼 화성에 충돌한 운석일 가능성이 높다"고 설명했다. 베드퍼드 박사는 "퍼시비어런스가 지금까지 다양한 암석을 조사했지만 모두 화성 기원의 암석이었다"며 "제제로 분화구에서 철-니켈계 운석이 발견된 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다. 앞서 NASA의 탐사로버 스피릿(Spirit), 오퍼튜니티(Opportunity), 큐리오시티(Curiosity)도 각기 다른 시기에 화성에서 운석을 발견한 바 있다. 큐리오시티 로버는 2014년 역 1m너비의 '레바논' 운석과 2023년 '카카오' 운석을 포함해 게일 크레이터 인근에서 철-니켈 운석을 다수 발견했다. 이번 발견은 지난 9월 19일, 퍼시비어런스 임무 1629번째 화성일(Sol, 솔)에 이루어졌지만, 미국 정부의 셧다운 여파로 발표가 지연돼 최근에서야 공개됐다. 퍼시비어런스는 2021년 2월 착륙 이후 화성의 고대 생명체 흔적을 찾기 위해 암석을 수집·분석해 왔다. 라이브사이언스에 따르면 운석이 화성 표면에 남아 있을 수 있다는 점은 행성 간 물질 이동과 태양계 형성 과정을 이해하는 데 중요한 단서가 된다. 지구에서는 반대로 화성 기원의 운석이 발견되기도 한다. 현재까지 약 200개의 화성 운석이 지구에서 채집됐으며, 대부분은 대규모 충돌로 화성에서 방출된 암석이 수천 년 동안 우주를 떠돌다 낙하한 것으로 추정된다. 지난해 7월에는 2023년 사하라 사막에 떨어진 24.5㎏짜리 화성 운석 'NWA 16788'이 경매에서 530만 달러(약 70억 원)에 낙찰돼 화성 기원 운석 중 최고가 기록을 세운 바 있다. NASA 과학자들은 "피프삭슬라의 발견은 화성 지질사뿐 아니라 태양계 내 물질 순환 과정을 새롭게 조명할 기회가 될 것"이라며 "운석의 연대와 구성 성분을 정밀 분석해 태양계 초기의 환경을 추정할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(158)] 화성 탐사로버, '기이한 금속 암석' 발견⋯화성 기원 아닌 운석 가능성
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[기후의 역습(182)]美 해안 유해시설 5,500곳, 해수면 상승으로 홍수 위험
- 기후 변화로 인한 해수면 상승이 향후 수십 년 내 미국 내 수천 곳의 유해 산업시설에 심각한 홍수 위험을 초래할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 20일(현지시간) abc뉴스에 따르면 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스(UCLA) 연구진은 이날 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 게재한 논문에서, 온실가스 배출이 높은 시나리오를 적용할 경우 2100년까지 미국 전역의 5500곳 이상 유해시설이 '100년에 한 번' 규모의 홍수에 노출될 위험이 있다고 밝혔다. 이들 시설은 하·폐수 처리장, 석유·가스 정제소, 유독 폐기물 처리장, 방위산업 관련 부지 등으로 구성돼 있다. 연구진은 "이 가운데 3800곳은 2050년 이전에도 침수될 가능성이 있다"고 경고했다. 조사 대상은 미국 23개 연안 주와 푸에르토리코의 약 5만 개 산업·오염 시설이었다. 가장 위험이 높은 주로는 플로리다, 뉴저지, 캘리포니아, 루이지애나, 뉴욕, 매사추세츠, 텍사스 등 7개 주가 꼽혔다. 전체 위험 시설의 약 80%가 이들 지역에 집중돼 있다. 연구를 이끈 라라 커싱 UCLA 교수는 "허리케인 카트리나(2005), 하비(2017)처럼 대형 폭풍으로 산업시설이 침수돼 독성 화학물질이 유출된 사례가 이미 있었다"며 "기후 변화로 이런 사건이 더 자주 발생할 가능성이 크다"고 지적했다. 특히 저지대 해안에 밀집한 석유 정제 및 저장시설은 원유 유출뿐 아니라 화학물질 확산 위험이 높아, 공공보건과 인근 지역사회에 심각한 피해를 줄 수 있다는 것이다. 연구팀은 또 사회적 취약계층일수록 홍수 위험 지역 근처에 거주하는 비율이 높다고 분석했다. 저소득층, 유색인종, 차량 접근성이 낮은 지역일수록 유해 시설 인근에 집중돼 있어, 해수면 상승이 불평등을 심화시킬 수 있다고 지적했다. 미국 연방정부의 '제5차 국가기후평가'에 따르면, 2050년까지 미 해안의 평균 해수면은 8~12인치(약 20~30cm), 멕시코만 서부 지역은 최대 16인치(약 40cm)까지 상승할 전망이다. 커싱 교수는 "과거 배출로 인한 해수면 상승의 상당 부분은 이미 되돌릴 수 없지만, 온실가스 감축과 대비책 마련을 통해 최악의 결과는 피할 수 있다"며 "기존 오염 부지의 정화 계획과 토지 이용 정책, 재난 대응 체계를 강화해야 한다"고 강조했다. 공동 연구자인 레이철 모렐로-프로시 UC버클리 교수는 "기후 변화에 대한 회복력을 높이기 위해 취약 지역 사회가 필수 정보와 자원에 접근할 수 있도록 정책적 지원이 절실하다"고 말했다. 연구팀은 지구 온난화 배출량을 줄이면 세기말까지 위험에 처한 지역이 약 300곳 줄어들 것이라고 밝혔다. https://abcnews.go.com/US/thousands-toxic-sites-us-risk-flooding-coming-decades/story?id=127635958
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- ESGC
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[기후의 역습(182)]美 해안 유해시설 5,500곳, 해수면 상승으로 홍수 위험
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[우주의 속삭임(156)] 지구에 새 '미니 문' 포착⋯소행성 2025 PN7, 50년간 공궤도 동행
- 지구에 달 이외에 새로운 '미니 문'이 돌고 있는 것으로 확인됐다. 미국 항공우주국(나사·NASA)이 지구와 궤도 주기를 공유하는 새로운 '준위성(quasi-moon)'이 포착됐다고 밝혔다고 어스닷컴이 17일(현지시간) 보도했다.. 지름 약 19m(62피트)에 불과한 소형 소행성 '2025 PN7'이 지구와 거의 같은 궤도로 태양을 돌며 향후 약 50년 동안 지구 인근을 동행할 것으로 분석됐다. 이번 발견은 하와이의 판 스타스(Pan-STARRS) 탐사 프로그램이 올해 8월 실시한 야간 관측 자료에서 확인됐다. 이 소행성은 미약한 밝기 탓에 기존 탐사망에서 포착되지 않았으나, 연속 관측과 궤도 계산을 통해 지구와 동일한 공전주기를 가진 준위성임이 확인됐다. 준위성은 지구의 중력에 포획된 '진짜 달'은 아니지만, 태양을 도는 궤도가 지구와 극히 유사해 오랜 기간 지구 인근을 맴도는 천체를 말한다. 미국 매사추세츠주 케임브리지에 있는 국제천체연맹(IAU) 산하 소행성센터(MPC)는 2025 PN7의 궤도 해석을 공식 등록하며 "지구와 일종의 공전 '동작'을 수행하는 천체"라고 설명했다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 폴 초다스 소장은 "이 소행성은 지구와 궤도를 공유하는 작은 우주적 '댄서'"라며 "지구 중력에 묶인 것은 아니지만 궤도 공명(Mean Motion Resonance, 두 천체가 간단한 숫자적 비율로 회전을 완료하는 궤도 배열) 현상으로 장기간 지구 근처를 이동한다"고 말했다. 모의 실험 결과, 태양 복사압과 미세한 중력 교란에도 불구하고 2025 PN7의 공명 궤도는 2083년까지 안정적으로 유지될 것으로 나타났다. 다만 이는 영구적 관계가 아니며 향후 태양·행성의 영향에 의해 점차 지구 궤도권에서 이탈할 것으로 전망된다. 준위성 연구는 천체 동역학 모델 검증뿐 아니라, 미래 소행성 탐사선의 항법·랑데부 기술 시험에 중요한 자료를 제공한다. 앞서 지구의 또 다른 장기 준위성 '카모오알레와(Kamo' oalewa)'에서는 달 기원 물질과 유사한 성분인 규산염이 확인되며 태양계 충돌사 역사 연구의 열쇠로 주목받아 왔다. 판 스타스 천문대가 2016년 발견한 카모오알레와는 대관람차 크기의 작은 준위성이다. 내셔널 지오그래피에 따르면 이 준위성은 약 1세기 동안 미니 문 상태를 유지해왔으며, 향후 300년 동안 그 상태를 유지할 것으로 보인다. 2025년 봄 중국은, 2026년 여름 카모오알레와에 도착 예정인 탐사선 텐원 2호(Tianwen-2)를 파견했다. 이 탐사선은 암석 시료를 채취해 지구로 복귀할 계획이다. 이 준위성은 지구와 태양을 거의 같은 궤도로 도는 독특한 천체로, 달에서 유래했을 가능성이 높다는 연구 결과가 있다. NASA는 "2025 PN7은 지구에 위협이 되지 않으며, 대기권 진입 가능성도 없다"며 "이번 발견은 지구 주변 소천체 환경을 이해하는 데 중요한 데이터가 될 것"이라고 밝혔다. 천문학자들은 최근 망원경 기술의 발달로 2025 PN7과 같은 작은 천체를 발견하게 됐다고 말했다. 특히 칠레 세로 파초산 정상에 세워진 새로운 베라 C. 루빈 천문대의 초강력 광시야 관측 망원경(Large Synuptic Survey Telescpoe, LSST) 등 최첨단 장비를 이용하면 앞으로 지구의 준 위성이 더 많이 발견될 것으로 기대하고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(156)] 지구에 새 '미니 문' 포착⋯소행성 2025 PN7, 50년간 공궤도 동행
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[먹을까 말까?(123)] "우주 상추, 우주인 식량으로 부적합"
- 우주에서 재배한 상추가 지구에서 자란 상추보다 영양 성분이 부족해 우주인의 장기 식량으로는 적합하지 않다는 분석이 나왔다. 16일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 NASA가 국제우주정거장(ISS)과 중국 톈궁(天宮) 2호에서 재배한 상추를 분석한 결과, 우주 농작물이 지구산 작물 대비 영양 성분이 뚜렷하게 저하되는 것으로 나타났다. 우주 장기 탐사에서 신선 식품이 핵심적 역할을 할 것으로 기대됐지만, 특정 미네랄과 항산화 물질의 감소가 확인되면서 우주채소의 영양적 한계가 다시 부각됐다. 미국 텍사스 A&M대 B. 바르베로 바르세니야 연구팀은 서로 동일한 조명·생장 조건에서 재배한 우주 상추와 지구 상추를 비교 분석했다. 그 결과 우주 재배 상추의 칼슘이 지구 재배 상추보다 약 30% 낮았으며, 마그네슘도 감소한 반면 칼륨은 오히려 증가하는 등 미네랄 구성에서 뚜렷한 차이가 확인됐다. 항산화 물질의 주요 구성인 페놀류는 ISS 재배분에서 감소했으나 전체 항산화 능력은 일정 수준 유지됐다는 분석도 제시됐다. 연구진은 "미세중력 환경에서는 뿌리의 수분 이동과 무기질 흡수가 달라지며 세포 내 화학적 균형이 흔들린다"고 설명했다. 이 과정에서 카로티노이드와 같은 항산화 색소가 줄어들어 채소 자체의 방사선 방어 능력도 약화될 수 있다. 실제로 ISS와 톈궁에서 재배한 상추의 영양 구성이 '전반적 저하'가 아닌 '불균형한 변화' 형태로 나타난 점이 확인됐다. 문제는 이러한 영양 변화가 우주인 건강과 직접 연결된다는 점이다. 우주에서는 체액 이동과 미세중력의 영향으로 뼈의 칼슘 손실이 빠르게 진행된다. 연구진은 163개 칼슘 관련 유전자를 분석한 결과, 우주 비행 중 발현 패턴이 변하고 뼈 대사 지표가 악화되는 경향이 있다고 밝혔다. 최근 연구에서는 우주 체류 시 장 점막 투과성이 증가하는 이른바 '리키 거트(leaky gut)' 가능성도 제기됐으며, NASA 쌍둥이 연구에서도 장내 미생물군의 구성이 임무 기간 중 크게 변했다가 귀환 후 회복되는 양상이 확인된 바 있다. 이 때문에 NASA는 단순히 작물을 재배하는 수준을 넘어 '영양 안정성'을 핵심 연구 분야로 확대하고 있다. 현재 진행 중인 플랜트 해비타트-07(Plant Habitat-07) 실험은 수분 수준과 뿌리 미생물 환경을 조정해 영양 변동을 최소화하는 방안을 테스트 중이다. 동시에 카로티노이드가 풍부한 잎채소 품종 개발, 식물의 미네랄 농도를 높이는 생물강화(biofortification) 전략, 필요 영양소를 보완하는 맞춤형 보조제 도입 등이 논의되고 있다. NASA는 발효식품의 활용 가능성도 주목하고 있다. 최근 ISS에서 진행된 된장(미소) 발효 실험에서는 30일간의 발효 후 지상 대비 안전성과 풍미가 유지된 것으로 확인됐다. 미생물이 미세중력 환경에서도 정상적으로 작동할 수 있다는 점이 확인되면서, 장내 미생물 균형을 유지하기 위한 발효식품의 우주식 적용 가능성도 열리고 있다. 연구진은 "화성까지 수개월간 비행하고 지구와 멀리 떨어진 기지에서 생활하는 장기 탐사에선 단순 신선식품 공급만으로는 건강을 유지하기 어렵다"며 "식량 생산·영양 관리·장내 미생물 관리가 하나의 시스템으로 통합돼야 한다"고 강조했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 NPJ 마이크로그래비티(NPJ Microgravity)에 실렸다.
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- 포커스온
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[먹을까 말까?(123)] "우주 상추, 우주인 식량으로 부적합"
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[먹을까? 말까?(122)] 전 세계 아동·청소년 고혈압 20년 새 두 배⋯"조기 발견·생활습관 개선이 관건"
- 초가공식품 섭취 등이 늘어나면서 전 세계 아동·청소년의 고혈압(고혈압증) 발생률이 지난 20년 사이 거의 두 배로 증가한 것으로 나타났다. 성인기 심혈관질환 위험을 높이는 주요 요인이 어린 시절부터 누적될 수 있다는 점에서 우려가 커지고 있다. 중국 저장대 의대 공중보건대학의 쑹페이거 연구원은 13일(현지시간) 국제학술지 랜싯 아동·청소년 건강(The Lancet Child & Adolescent Health)에 발표한 논문에서 "2000년 전 세계 소년의 3.4%, 소녀의 3%가 고혈압을 갖고 있었으나 2020년에는 각각 6.5%, 5.8%로 증가했다"고 밝혔다. 고혈압을 보유한 아동은 향후 성인기에 심장질환에 걸릴 가능성이 높아진다. 하버드 의대와 베스 이스라엘 디코니스 메디컬센터의 장밍위 교수는 "심장질환은 미국의 사망 원인 1위"라며 "어린 시절 혈압 이상은 장기적인 위험 신호"라고 설명했다. 쑹 연구원은 "고혈압은 조기에 개입할 수 있는 위험요인"이라며 "정확한 측정, 조기 발견, 건강한 체중·영양을 중심으로 한 생활습관 개선을 통해 합병증 발생 전에 개입할 수 있다"고 CNN에 이메일로 밝혔다. 전문가들은 아동 고혈압 증가의 배경으로 비만 확대, 초가공식품과 고염식 섭취, 수면 부족, 스트레스, 운동량 감소, 유전 요인 등을 꼽는다. 장 교수는 "환경오염 물질도 새로운 위험요인으로 부각되고 있다"고 덧붙였다. 실제로 그는 출생 전 '영원한 화학물질(PFAS)' 노출과 고혈압 간 연관성을 보여주는 연구의 공동저자로 참여한 바 있다. 쑹 연구원은 "문제의 핵심은 고혈압이 조기에 잘 발견되지 않는다는 점"이라며 "가정과 의료기관에서의 혈압 측정 결과가 다를 수 있어 '가면(假面) 고혈압'이 누락되는 경우가 많다"고 설명했다. 연구팀이 21개국 96개 연구 자료를 분석한 결과, 가면 고혈압이 가장 흔한 유형으로 나타났다. 그는 "진료실 측정만으로는 놓칠 가능성이 커 보다 지속적이고 확장 가능한 감시 체계가 필요하다"고 강조했다. 아동 고혈압의 예방과 관리와 관련해 미국 소아 영양 전문가 질 캐슬은 "압박이나 음식 제한보다 가족 전체가 함께 건강한 행동을 늘리는 방식이 효과적"이라며 "식품을 '좋다·나쁘다'로 구분하기보다 영양이 풍부한 식품을 자연스럽게 중심에 두는 것이 바람직하다"고 조언했다. 전문가들은 "아동 고혈압은 충분히 수정 가능한 위험요인"이라며 "조기 선별, 균형 잡힌 식사, 규칙적 활동, 건강한 체중 유지가 핵심"이라고 강조했다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(122)] 전 세계 아동·청소년 고혈압 20년 새 두 배⋯"조기 발견·생활습관 개선이 관건"
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[퓨처 Eyes(110)] 탄화규소(SiC) 양자 센서, '다이아몬드' 한계 넘어 생체 내부 측정 길 열어
- 인류는 오랫동안 '평균'의 세계에 의지해 왔다. 거대한 원자들의 집단적 움직임을 측정하는 고전 물리학의 눈으로는, 숲 전체의 웅성거림은 들을 수 있어도 나뭇잎 하나하나의 속삭임을 포착할 수는 없었다. 하지만 이제 과학은 원자 하나, 전자 하나의 미시 세계를 직접 들여다보는 새로운 눈을 갖게 됐다. 바로 '양자 기술'이다. 양자 기술은 크게 세 갈래로 나뉜다. 상상을 초월하는 연산 능력의 '양자 컴퓨팅', 도청 불가능한 통신을 구현하는 '양자 통신', 그리고 감각의 한계를 뛰어넘는 '양자 센싱'이다. 이 중 가장 먼저 우리 곁에 다가와 상용화의 문을 두드리고 있는 분야가 바로 양자 센싱이다. 기술 성숙도(TRL)가 6~7단계에 이르러, 이미 시장 진입을 눈앞에 두고 있다. 뇌 질환 조기 진단…상용화 임박한 '꿈의 센서' 양자 센싱이란 '양자 얽힘'이나 '중첩'처럼 원자 크기에서만 나타나는 미묘하고 섬세한 현상을 이용해 세상을 측정하는 기술이다. 기존 센서가 수백만 명의 군중이 내는 함성(고전 물리)을 측정했다면, 양자 센서는 그 군중 속 단 한 사람의 목소리(양자)를 정확히 골라 듣는 것과 같다. 이 '단 하나의 목소리'를 들을 수 있게 되면서 열리는 가능성은 경이롭다. 인공위성(GPS) 없이도 완벽하게 위치를 파악하는 내비게이션, 전파 방해나 교란이 불가능한 군사 유도 시스템, 그리고 쓰나미나 화산 활동을 미리 감지하는 정밀한 지각 변동 모니터링이 가능해진다. 특히 의학계의 기대는 폭발적이다. 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 뇌 질환은 극도로 미약한 신경 자기장 신호의 변화로 시작된다. 양자 센서는 이 변화를 분자 단위에서 감지하여 질병의 조기 진단을 가능하게 할 수 있다. 현재 이 분야의 선두주자는 '다이아몬드 NV 센터'라 불리는 센서다. 인공 다이아몬드 격자 구조의 미세한 결함을 이용하는 이 센서는 복잡한 냉각 장치 없이 상온에서 작동한다는 강력한 이점을 가졌다. 보쉬, Qnami 등 유수의 기업들이 이 기술의 상용화에 뛰어들었다. '다이아몬드'의 아킬레스건, 생명체엔 '독'이 된 녹색광 하지만 이 강력한 '다이아몬드 센서'에게도 치명적인 아킬레스건이 있었다. 바로 살아있는 생명체, 즉 '생체 내(in vivo)' 환경에 적용하기 어렵다는 점이다. 최근 네이처 머티리얼스(Nature Materials)에 게재된 한 논문은 이 문제를 정면으로 파고들었다. 연구진은 "다이아몬드 NV 센터는 녹색광(532nm)으로만 효율적으로 작동될 수 있는데, 물과 유기 분자는 이 녹색광을 매우 효율적으로 흡수해버린다"고 지적했다. 이는 마치 잠자는 아기(세포)의 상태를 관찰하기 위해 눈앞에 환한 건설용 탐조등(녹색광)을 비추는 것과 같다. 탐조등 불빛 때문에 아기가 깨어나고(가열) 관찰 자체가 불가능해지는(형광 간섭) 것이다. 연구진은 "이러한 고유한 특성은 회피할 수 없으며, 따라서 대체 솔루션을 찾기 위한 긴급한 탐색이 필요했다"고 연구의 배경을 밝혔다. 연구진은 '탄화규소(SiC)'에서 그 해답을 찾았다. SiC는 이미 반도체 웨이퍼 기술로 널리 쓰이는 생체 친화적 소재다. 결정적으로 SiC 내부의 '이중공극'이라는 결함은 다이아몬드와 달리 '근적외선' 영역에서 작동한다. 이 근적외선은 인체 조직이나 물에 거의 흡수되지 않고 통과하는, 이른바 '제2의 생물학적 창(second biological window)'으로 불리는 황금 대역이다. 아기에게 아무런 방해를 주지 않는 정교한 '야간 투시경'을 찾은 셈이다. 해답은 '탄화규소', 알켄 코팅으로 '산화' 문제 해결 하지만 SiC에도 난관은 있었다. SiC 표면은 공기 중에 노출되면 쉽게 산화(녹)되어 'a-SiO2'라는 막을 형성한다. 문제는 이 과정이 무작위적(stochastic)으로 일어나 센서의 정밀도를 망가뜨리는 수많은 불순물(탄소 클러스터)을 만든다는 점이다. 연구진은 "이러한 (결함) 중심의 확률론적 특성은 양자 응용에 부적합하다"고 분석했다. 이는 마치 완벽하게 조율된 오케스트라의 연주(양자 신호) 도중, 무작위로 불협화음(산화막 결함)이 끼어드는 것과 같았다. 초정밀 양자 센서를 작동시키기엔 치명적인 환경이었다. 여기서 연구진의 독창적인 통찰력이 빛을 발한다. 이들은 산화라는 '급진적으로 다른 표면 처리' 방식을 고안했다. 바로 '알켄(alkene)'이라는 유기 분자 사슬로 SiC 표면을 정밀하게 코팅하는 것이다. 이는 단순히 바닥을 청소하는 수준을 넘어, 물과 오염물질이 애초에 스며들 수 없는 '초박막 특수 방수 코팅'을 표면에 정밀하게 시공한 셈이다. 그 결과는 놀라웠다. 연구팀은 "알켄으로 종결된 SiC 표면이 이중공극 스핀 양자 센서에 이상적인 환경을 제공한다"는 사실을 발견했다. 이 알켄 코팅은 물 분자를 밀어내는 소수성 보호막 역할을 하여 센서의 안정성을 극대화했다. 연구진은 Gd-DO3A라는 단일 분자를 감지하는 실험을 통해, 이 새로운 SiC 센서가 기존 산화막 처리 방식 대비 "예측된 우월성을 입증한다"고 강조했다. 민감도는 다이아몬드 센서에 필적하면서도, 생체 적용이라는 핵심 난제를 해결한 것이다. 100억 달러 시장 선점 경쟁…AI와 결합하는 양자 센싱 이 기초 과학의 성과는 산업계의 거대한 흐름과 맞물려 있다. 디지타임스에 따르면, 글로벌 양자 센서 시장은 2030년 약 14억 2000만 달러(약 2조 947억원)에 이를 전망이며, 맥킨지는 2035년까지 최대 100억 달러(약 14조 7420억 원) 규모로 성장할 것으로 예측했다. 구글의 모태에서 분사한 샌드박스AQ(SandboxAQ)는 이미 1조 원에 가까운 투자를 유치하며 의료 및 내비게이션용 양자 센싱 향상에 AI를 접목하고 있다. 미 국방부 역시 연간 9억 달러에 가까운 예산을 이 분야에 쏟아붓고 있다. 이는 양자 센싱이 단순한 기술 경쟁을 넘어, 미래 산업과 국가 안보의 패권을 좌우할 '전략 기술'임을 방증한다. 이제 원자 하나하나의 속삭임을 듣는 시대가 열리고 있다. 이번 SiC 양자 센서의 개발은 '알츠하이머 정복'이나 '신약 개발'처럼 인류의 숙원이던 생명 현상의 비밀에 다가갈 가장 정교한 '현미경'을 손에 쥐었음을 의미한다. 상상에 머물던 나노 단위의 생체 탐험이 비로소 현실의 영역으로 들어오고 있다.
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[퓨처 Eyes(110)] 탄화규소(SiC) 양자 센서, '다이아몬드' 한계 넘어 생체 내부 측정 길 열어
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[우주의 속삭임(154)] 토성 위성 '엔셀라두스', 북극에서도 열 누출 확인
- 토성의 작은 위성 엔셀라두스(Enceladus)가 남극뿐 아니라 북극에서도 열을 방출하고 있는 것으로 확인됐다. 과학전문매체 IFL사이언스와 사이언스 데일리에 따르면 미국 항공우주국(NASA)의 카시니(Cassini) 탐사선 자료를 재분석한 결과, 위성 내부 바다의 열 방출이 일시적 현상이 아닌 '지속적 존재'일 가능성을 크게 높였다. 이는 태양계 외곽에서 생명체 존재 가능성을 가늠할 수 있는 중요한 단서로 평가된다. 엔셀라두스는 직경 500km 남짓한 얼음 위성으로, 2005년 카시니 탐사선이 남극 지역에서 얼음 입자와 수증기를 우주로 뿜어내는 거대한 간헐천('호랑이 줄무늬' 지역)을 관측하면서 주목받았다. 이후 위성 내부에 액체 상태의 바다가 존재한다는 사실이 밝혀지며, 유로파(Europa)와 함께 태양계 내 '생명체 탐사 1순위'로 부상했다. 미국 남서연구소(Southwest Research Institute)의 조지나 마일스 박사 연구팀은 2005년과 2015년 두 차례 카시니의 북극 관측 데이터를 재분석한 결과, 엔셀라두스 북극이 예상보다 섭씨 7도 가량 더 따뜻하다는 사실을 확인했다. 연구진은 "계절과 관계없이 일정한 추가 열이 포착된 것은 내부에서 에너지가 꾸준히 생성되고 있다는 뜻"이라며 "남극과 북극 양쪽에서 열이 방출된다면, 엔셀라두스가 장기적인 '열평형(thermal balance)' 상태에 있다는 강력한 증거"라고 설명했다. 실제 분석에 따르면 북극 지역의 열 손실량은 제곱미터당 약 46밀리와트로, 전체적으로 약 1.7GW에 달한다. 남극에서 이미 관측된 19GW와 합치면 총 54GW 규모로, 이 수치는 내부에서 생성된 열에너지(약 50~55GW)와 거의 일치한다. 옥스퍼드대 칼리 하워트 박사는 "전 지구적 열 손실량을 계산함으로써 엔셀라두스의 '에너지 자급 가능성'을 확인했다"며 "이는 생명 유지에 필요한 안정적 환경이 장기간 지속될 수 있음을 의미한다"고 강조했다. 열평형 상태는 곧 내부 바다가 단기간의 용융 현상이 아니라 수천만 년 이상 이어져 왔음을 뜻한다. 과거 일부 학자는 엔셀라두스가 토성과 다른 위성들의 인력에 의해 '조석가열(tidal heating)'로 녹았다가 다시 얼 수 있다고 주장했지만, 이번 발견은 그런 주장이 설득력을 잃게 만들었다. 엔셀라두스 내부의 바다는 얼음층 20~28km 아래에 존재하며, 인산염과 복잡한 유기물질이 검출된 바 있다. 이로 인해 '생명체의 화학적 조건'을 충족할 가능성이 크다는 평가를 받아왔다. 이번 연구는 그 조건이 일시적이지 않고 지속 가능할 수 있음을 뒷받침한다는 점에서 의미가 크다. 한편, 최근 발표된 또 다른 연구는 엔셀라두스가 우주로 방출하는 얼음 입자의 양을 정밀 계산해 '얼음 손실률이 기존 추정보다 20~40% 낮다'는 결과를 내놓았다. 텍사스대 연구팀은 초대형 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션(DSMC 모델)을 통해 100개 이상의 간헐천 분출구에서 나오는 물질의 밀도와 속도를 재구성했으며, 이를 통해 분출 속도와 온도를 처음으로 제시했다. 엔셀라두스의 크기는 지름 500km에 불과하지만, 내부 바다에서 분출되는 수증기와 얼음이 토성의 고리 중 하나를 형성할 정도로 강력한 에너지를 보여준다. 텍사스대 아르노 마이유 연구원은 "엔셀라두스의 분출은 마치 화산이 용암 대신 얼음과 수증기를 우주로 뿜어내는 것과 같다"며 "이 현상은 지하 바다의 성분을 직접 탐사할 수 있는 '우주의 창'을 열어준다"고 말했다. 이처럼 엔셀라두스는 '얼음 밑의 바다'가 얼마나 오래, 어떤 조건에서 유지되는지를 밝힐 수 있는 결정적 관측 대상이다. 과학자들은 이번 연구가 향후 '엔셀라두스 샘플 귀환 탐사(Enceladus Sample Return Mission)' 계획의 과학적 근거를 강화할 것으로 기대하고 있다. 태양으로부터 멀리 떨어진 차가운 위성의 표면 아래, 수십억 년 동안 열과 물을 품고 있는 이 작은 천체는 "지구 밖 생명체 탐사의 최전선"으로 다시 떠올랐다. 지구 이외의 바다, 그리고 그 안의 생명을 향한 인류의 탐색은 지금, 토성의 얼음 달 위에서 새로운 장을 맞이하고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(154)] 토성 위성 '엔셀라두스', 북극에서도 열 누출 확인
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'플라스토포비아' 번지는 미국⋯미세플라스틱, 공포인가 과학인가
- 미국 사회가 '플라스토포비아(Plastophobia)'에 빠져들고 있다. 일상용품과 식품 포장재 속에 존재하는 미세플라스틱이 새로운 공중보건의 위협으로 떠오르며, 한때 농약과 화학물질이 차지했던 '공공의 적' 자리를 대신하고 있다. 미세플라스틱은 크기가 0.1~5000마이크로미터(㎛), 나노플라스틱은 1~100나노미터(㎚·0.001~0.1㎛)의 미세한 플라스틱 입자를 말한다. 사람 머리카락의 굵기(약 70~100㎛)와 비교하면 극도로 작다. 일부는 의도적으로 생산되지만 대부분은 플라스틱 제품이 사용 과정이나 환경에서 분해될 때 생성된다. 전통적으로는 인체에 대한 노출량, 체내 흡수 경로, 질병과의 연관성 등이 과학적으로 입증돼야 보건 경고가 내려졌으나, SNS 시대에는 과학적 근거보다 감정적 확산이 먼저 이뤄지고 있다. '틱톡'과 같은 플랫폼을 통해 미세플라스틱 공포가 급속히 확산된 것도 이런 맥락에서다. [미니해설] 과학이 밝히는 '미세플라스틱 논란'의 실체…"공포 앞선 과학, 증거는 아직 부족" 지난 10월 15일, 유럽식품안전청(EFSA)은 '식품 접촉재에서의 미세플라스틱 방출'에 관한 122편의 연구를 검토한 보고서를 발표했다. EFSA는 대부분의 연구가 샘플 준비 과정, 실험 조건, 분석 기법의 한계로 인해 신뢰할 수 없는 결과를 도출했다고 지적했다. 보고서는 "불확실성이 크지만 실제 방출량은 다수의 연구에서 제시된 수치보다 훨씬 낮다"며 "현재로서는 식품 용기에서 사용 중 방출되는 미세플라스틱 양을 추정할 충분한 근거가 없다"고 밝혔다. 그 원인으로 EFSA는 두 가지를 들었다. 첫째, 분석 장비가 플라스틱 입자와 비플라스틱 입자(첨가제·안료 등)를 구분하지 못해 '잘못된 검출'이 발생했다는 점이다. 둘째, 실험실 공기나 장비에서 나온 오염물질이 시료를 오염시켜 결과를 왜곡시켰다는 것이다. 특히 티백 관련 연구에서 보고된 '한 개 티백당 수백만 개의 미세플라스틱 방출'이라는 결과는 비플라스틱 입자를 포함한 과대계산이었다는 비판도 제기됐다. EFSA는 "티백에서 보고된 높은 입자 수치는 과도하게 부풀려진 결과일 가능성이 높다"고 명시했다. 또 EFSA는 "해양 오염 문제가 곧 식품 포장재 문제로 이어진다고 단정할 수 없다"고 강조했다. 미세플라스틱은 플라스틱 구조 내부(매트릭스)에 결합되어 있어, 자연 상태에서 쉽게 분리되거나 '이동(migration)'하지 않는다. 현실적으로 플라스틱 병을 하루 수백 번 열고 닫지 않는 한, 마찰에 의한 방출은 극히 미미하다는 것이다. 그러나 미국 과학 및 건강위원회는 10일(현지시간) 건강 영향에 관한 연구 역시 아직은 단편적이라고 지적했다. 생식 독성 측면에서 일부 쥐·생쥐 실험에서 정자 수 감소나 난소 이상이 보고됐지만, 인체 연구는 전무하다는 것. 건강위원회 측은 호흡기 영향은 비교적 연구가 많지만, 미세플라스틱이 폐 깊숙이 침투한다는 사실만 확인됐을 뿐 실제 질병 유발 여부는 불확실하다고 덧붙였다. 아울러 결장암·폐암과의 연관성도 데이터가 존재하지 않으며, 단 한 건의 인간 연구(2024년 뉴잉글랜드의학저널)에서 혈관 내 플라스틱이 심혈관질환과 연관 가능성을 시사했지만 임상적 의미는 아직 명확하지 않다고 전했다. 소화기계 영향에 대한 동물실험에서는 미세플라스틱이 장내 미생물 다양성을 감소시키고 산성도를 높이는 경향이 관찰됐다. 그러나 연구 규모가 작고, 인체 적용 가능성을 판단하기엔 근거가 부족하다. 과학계의 결론은 명확하다. "미세플라스틱 오염은 분명한 환경 문제지만, 인체 건강에 미치는 영향에 대해선 아직 확증이 없다." 플라스틱 쓰레기가 해양 생태계에 미치는 영향은 실재하며, 7500만~1억9900만 톤에 달하는 폐플라스틱이 바다에 떠다닌다는 추정도 있다. 그러나 공포가 과학을 앞서서는 안 된다. 환경단체와 정치권이 '새로운 공중보건 위기'로 단정하기 전에, 보다 정교한 분석 기술과 장기적인 노출 연구가 선행돼야 한다는 지적이 나온다. 미세플라스틱 논란은 결국 우리 사회가 '감정의 시대'에서 '증거의 시대'로 다시 돌아올 수 있는가를 시험하는 문제다. 과학의 냉정한 검증이, 공포보다 앞서야 한다.
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- ESGC
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'플라스토포비아' 번지는 미국⋯미세플라스틱, 공포인가 과학인가
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[ESGC] 스코틀랜드 해변에 떠밀린 대형 상어, 위 속에서 플라스틱 발견
- 스코틀랜드 북동부 모레이 해안에서 발견된 대형 바스킹상어(Basking shark)가 플라스틱을 삼킨 채 죽은 것으로 확인됐다. 현지 해양 생물 연구단체 '샤크 앤 스케이트 스코틀랜드(Shark and Skate Scotland)'는 최근 포트고든(Portgordon) 인근 해안에 길이 4m가 넘는 바스킹상어 한 마리가 떠밀려온 채 발견됐으며, 부검(해부 검사) 결과 위 속에서 플라스틱 조각이 발견됐다고 지난 5일(현지시간) 밝혔다. 전문가들은 이 상어의 위에서 약 3㎝ 크기의 비닐 또는 플라스틱 조각을 확인했지만, 직접적인 사인은 밝혀지지 않았다고 설명했다. 단체 측은 "이 종은 하루에도 막대한 양의 해수를 거르며 먹이를 섭취하기 때문에, 플라스틱 조각을 삼킨 사실 자체는 놀라운 일이 아니다"라면서도 "이러한 오염이 해양 생태계 전반에 미치는 잠재적 영향을 무시할 수 없다"고 지적했다. 바스킹상어는 세계에서 고래상어 다음으로 큰 어종으로, 매년 5월부터 10월 사이 스코틀랜드 서해안으로 몰려들어 플랑크톤을 먹으며 번식한다. 이번에 발견된 개체는 아직 성장 단계의 어린 수컷으로, 성체 크기에 도달하지 않은 상태였다고 연구진은 전했다. 샤크 앤 스케이트 스코틀랜드는 이번 사례 외에도 최근 몇 주 사이 북동부 해안에서 청상아리(Blue shark)와 뱀상어(Porbeagle shark)가 잇따라 해변에 떠밀려온 사실을 확인했다. 다만 "세 건의 사례가 서로 관련되어 있다는 근거는 없다"며 "이들 세 종은 스코틀랜드 연안에서 비교적 흔히 발견된다"고 덧붙였다. 단체는 또한 최근 멸종위기종인 플래퍼 스케이트(Flapper skate, 홍어의 일종)가 사체로 발견되거나 생포 상태로 좌초된 사례도 보고됐다며, "이 같은 대형 상어 및 가오리류는 연중 영국 연안에 서식하지만 일반적으로 사람의 눈에 잘 띄지 않는다"고 밝혔다. 한편, 스코틀랜드 해역에서는 해양 포유류의 좌초 사례 역시 급증하고 있다. 스코틀랜드 명문 글래스고대학교 연구진에 따르면 지난 30년간 고래·돌고래·쇠돌고래 등의 해안 좌초 건수가 연평균 100건에서 300건 이상으로 세 배 가까이 늘었다. 1992년부터 2022년까지 총 5140건의 좌초 사례가 보고됐으며, 이 중 상당수가 밍크고래나 혹등고래 등 여과섭식종(濾過攝食種)으로 확인됐다. 연구진은 그 원인으로 해양 소음, 화학물질, 플라스틱 오염, 어업용 로프나 그물에 의한 얽힘 등을 지목했다. 이번 바스킹상어 사례는 해양 오염이 표층 생태계뿐 아니라 심해 생물까지 위협하고 있음을 보여주는 또 하나의 경고로 받아들여지고 있다. 해양 전문가들은 "대형 해양 생물들이 플라스틱 오염에 직접 노출되는 빈도가 높아지고 있다"며 "이 현상은 단순한 개체 문제를 넘어 해양 생태계의 구조적 위기를 예고한다"고 경고했다. BBC는 실제로 2018년 발표된 또다른 연구에 따르면 세계에서 가장 깊은 곳에 사는 해양 생물 일부는 최소 40년 동안 플라스틱을 먹이로 삼아온 것으로 나타났다고 전했다. 서부 헤브리디스 제도 인근 2000m 심해에서 채집된 불가사리·뱀불가사리 등 심해 생물의 체내에서 8종 이상의 플라스틱 잔류물이 검출됐다. 데일리메일은 가장 중요한 점은, 전문가들은 바다에 미세 플라스틱이 축적되면 돌상어와 같이 번식 속도가 느린 대형 종에 해로운 영향을 미칠 수 있다고 경고했다고 전했다. 엑서터대 연구자들은 2004년 최고치를 기록한 이후로 돌상어 목격 사례가 '현저히 감소했다'고 보고했다. 바스킹상어 스코틀랜드의 설립자이자 소유자인 셰인 와식은 "바다에 플라스틱이 늘어나는 것과 같은 현대적 문제가 있는데, 플라스틱은 분해되어 먹이가 있는 곳에 축적될 수 있다"고 설명했다. 아직은 상어가 얼마나 많은 미세 플라스틱을 섭취하는지 명확하게 밝혀지지 않았지만, 그는 '상어에게 영향을 미칠 위험이 분명히 있다'고 말했다.
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- ESGC
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[ESGC] 스코틀랜드 해변에 떠밀린 대형 상어, 위 속에서 플라스틱 발견
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[글로벌 핫이슈] 화이자·노보, '살빼는 약' 시장 선점위해 스타트업 인수전 격화
- 가파른 성장이 예상되는 '살 빼는 약' 시장 선점을 위해 거대 제약사인 미국의 화이자와 덴마크의 노보노디스크간 스타트업 멧세라 인수경쟁이 격화하고 있다. 블룸버그통신 등 외신들은 6일(현지시간) 소식통을 인용해 노보노디스크가 화이자의 인수가격 인상에 대응해 비만증 치료제 개발 미국 스타트업 멧세라에 대한 인수 제시액을 다시 끌어올렸다고 보도했다. 소식통은 양사간 인수경쟁이 며칠 이내에 결론이 날 것으로 보인다고 지적했다. 멧세라는 높은 인수액을 제시한 쪽을 선택할 가능성이 높다고 덧붙였다. 소식통은 같은 금액이라면 이미 인수합의를 맺고 있는 화이저가 이길 것이라고 예상했다. 이에 앞서 파이낸셜타임스(FT)는 2명의 관계자를 인용해 화이자가 멧세라의 인수 제안가를 노보노디스크의 제안에 상응해 100억달러(약 14조5000억 원)로 높였다고 전했다. 노보노디스크는 지난 4일(현지시간) 멧세라의 가치를 주당 86.2달러로 평가하는 인수 제안서를 냈는데 화이자도 이에 맞춰 개선된 제안을 다시 내놓은 것이다. 새 제안은 대부분의 인수 대금을 현금으로 선불 지급하되 특정한 임상적 이정표에 도달할 때마다 추가 대금을 지불하는 조건이라고 관계자들은 전했다. FT는 "탐나는 미국 바이오테크를 둘러싼 극적인 인수전이 또다시 격화됐다"면서 이번 수정 제안으로 화이자도 인수전에 여전히 남아 있게 됐다고 지적했다. 멧세라의 인수 마감일은 5일이었는데 화이자와 노보노디스크는 그동안 이 회사 인수를 놓고 번갈아 가격을 높이며 밀고 당기는 인수전을 벌여왔다. 멧세라는 월 1회 주사하는 방식의 비만 치료 후보물질 포트폴리오를 보유하고 있다. 이는 고수익의 비만 치료제 시장에서 잠재력 경쟁력을 제공할 것으로 기대되고 있다. '오젬픽'을 만드는 노보노디스크는 일라이릴리와 함께 비만약 시장을 지배하고 있다. 반면 후발주자인 화이자는 멧세라 인수를 통해 2030년이면 1000억 달러(약 145조 원) 규모로 커질 것으로 점쳐지는 살 빼는 약 시장에 뛰어들려 하는 중이다. 노보노디스크는 지난주 비공개로 내놨던 멧세라 인수 제안을 공개하며 9월 화이자가 멧세라와 체결한 합의를 방해하려 시도했다. 그러자 화이자는 계약 서명과 함께 거의 즉시 대금을 지급하는 노보노디스크의 이례적인 2단계 지급 구조가 불법이라며 소송을 냈다. 다만 미국 델라웨어 법원은 화이자의 이런 주장을 기각했다. 합병 계약에 따르면 노보노디스크가 또다시 반대 인수 제안을 내놓는 데 정해진 마감일은 없다. 만약 노보노디스크가 수정안을 낼 경우 화이자는 이틀 내에 상응하는 제안을 내놓거나 손을 떼야 한다. 인수 제안에 대한 멧세라의 주주 투표는 이달 13일로 예정돼 있다. 치열한 인수 공방은 미국 반독점 당국의 관심도 끌고 있다. 미 연방거래위원회(FTC)는 노보노디스크의 인수 구조가 경쟁법 위반일 수 있다며 합의 전 우려 사항을 해소하라고 촉구했다. 이에 대해 노보노디스크는 FTC와 건설적인 대화를 나누고 있다며 자사 제안이 반독점 규제를 준수한다고 확신한다고 밝혔다. 반면 화이자는 노보 측 제안이 불법적이라며 당국의 개입을 환영했다. 멧세라의 주가는 뉴욕증시에서 14.18% 급등했으며 14.28% 급등한 81.50달러에 거래를 마쳤다.
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[글로벌 핫이슈] 화이자·노보, '살빼는 약' 시장 선점위해 스타트업 인수전 격화
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中 '토륨 원자로 상선' 설계 공개⋯해양 핵기술 경쟁 본격 점화
- 한국이 핵잠수함 도입을 위해 한미 간 협력을 강화하는 가운데, 중국이 토륨 기반의 핵추진 상선 설계안을 공개하며 해양 핵기술 경쟁에 불을 지폈다. 5일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 조선 1위 업체인 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선(江南造船)의 수석 엔지니어 후커이가 무역 전문지 '선박(船舶)'에 열 출력 200메가와트(㎿)급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 원자력 상선의 설계를 공개했다고 전했다. 해당 선박은 1만4000개 컨테이너를 실을 수 있으며, 브레이튼 사이클을 활용한 초임계 이산화탄소 발전기로 기존보다 50% 이상 효율을 높였다. SCMP는 "냉각수를 필요로 하지 않아 기존 원자로보다 작고 조용하며 안전하다"고 평가했다. 이번 설계는 중국이 추진 중인 토륨 원자로 상용화의 연장선으로, 핵잠수함 추진체계의 실증 단계로 해석될 가능성도 제기된다. 중국과학원은 최근 고비 사막에서 세계 최초로 토륨-우라늄 변환 실험에 성공했다고 밝혀 관련 기술 고도화에 박차를 가하고 있다. [미니해설] 중국, '토륨 원자로 상선' 설계 공개…해양 핵기술 경쟁 본격화 한국이 한미 협력 하에 핵잠수함 도입 논의를 가속화하는 시점에, 중국이 '토륨 기반 핵추진 상선'이라는 새로운 카드를 꺼내 들었다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 5일, 중국선박그룹(CSSC) 산하 장난조선의 수석 엔지니어 후커이가 열 출력 200㎿급 토륨 용융염 원자로(TMSR)로 구동되는 초대형 원자력 상선 설계안을 공개했다고 보도했다. 이번 설계안은 중국이 핵추진 기술을 '민간 상용화'의 이름으로 국제 규제를 우회하려는 의도가 깔려 있다는 분석을 낳고 있다. 장난조선은 중국 해군의 주요 잠수함을 건조해 온 핵심 조선소로, 군민(軍民) 기술 통합의 대표적 사례로 꼽힌다. 美 시울프급 잠수함과 동일한 출력…민간 위장한 군용 기술 실험 가능성도 후커이가 공개한 자료에 따르면 이 상선은 약 1만4000개 컨테이너를 탑재할 수 있는 세계 최대급 규모로, 핵연료로는 기존 우라늄 대신 토륨을 사용한다. 핵심 동력원은 열 출력 200㎿의 융용염 원자로다. 리튬·베릴륨 등의 금속 양이온과 플루오르·염소 등의 음이온이 결합한 염(鹽)을 가열해 액체 상태로 만든 냉각재를 사용하는 방식으로, 대형 냉각수 시스템이 필요하지 않다. 생성된 열은 브레이튼 사이클을 이용한 초임계 이산화탄소(sCO₂) 발전기를 통해 전력으로 변환된다. 후커이는 "열·전기 변환 효율이 45~50%로, 증기식 기존 원자로(약 33%)보다 크게 개선됐다"며 "수년간 연료 보급 없이 운항이 가능하다"고 주장했다. SCMP는 "냉각수를 쓰지 않기 때문에 설계가 작고 조용하며, 상선 구조에 적용하기 용이하다"고 전했다. 하지만 전문가들은 "토륨 원자로는 본질적으로 군사적 응용 여지를 가진 기술"이라며 "중국이 이를 통해 잠수함 추진체계의 실증 데이터를 확보하려는 것일 수 있다"고 지적한다. 실제 이번 상선의 원자로 출력(200㎿)은 미국 해군의 최신 공격형 핵잠수함 '시울프(Seawolf)'급에 탑재된 S6W 원자로와 동일하다. 따라서 중국이 상선 설계를 명분으로 군용 핵추진체를 시험하고 있을 가능성도 배제할 수 없다. 중국은 이미 수년 전부터 원자력 추진 기술을 '민간 연구'로 전환하며 국제 감시망을 우회해 왔다. 후커이 역시 "막대한 초기 투자가 필요해 민간기업만으로는 부담이 크다"며 정부 지원 가능성을 시사했다. 중국, 토륨 원자로(TMSR) 첫 성공 중국의 토륨 연구는 최근 성과를 내고 있다. 중국과학원 상하이응용물리연구소는 지난 1일 간쑤성 고비사막에서 세계 최초로 토륨을 우라늄으로 변환시키는 2㎿급 용융염 원자로 실험에 성공했다고 밝혔다. 중국과학원은 "이 원자로는 현재 세계에서 유일하게 토륨 연료를 실제로 투입한 운용 실험로"라며 "4세대 원전 기술 상용화에 중요한 이정표"라고 강조했다. 토륨 원자로(TMSR)는 자연계에 풍부한 토륨-232를 중성자와 반응시켜 핵분열 물질인 우라늄-233을 생성하는 방식으로, 기존 우라늄 원자로보다 핵폐기물이 적고 안전성이 높다. 토륨은 희토류 채굴의 부산물로 중국 내 매장량이 우라늄보다 3배 많으며, 관련 장비의 국산화율도 100%에 달하는 것으로 알려졌다. 국제전기전자공학회(IEEE)는 "중국이 토륨을 본격 활용할 경우 사실상 무한한 연료 공급이 가능하다"고 전망했다. 이는 탄소중립과 에너지 자립을 내세운 중국의 해양·우주 전략의 핵심 동력으로 평가된다. 다만, 토륨 주기의 특성상 핵확산 위험은 여전하다. 미국 외교·안보 전문지 '내셔널인터레스트'는 "토륨 연료는 핵폭발물로 전환 가능한 우라늄-233을 생성할 수 있으므로, 국제사회가 감시체계를 강화해야 한다"고 경고했다. 이번 중국이 공개한 '토륨 상선'은 단순한 친환경 상선의 실험이 아니라, 미래 핵잠수함 추진체계의 기술적 기반을 다지는 단계로 해석된다. 이는 한미 핵잠수함 협력이 구체화되는 시점에 중국이 보여준 견제 신호로도 읽힌다. 한 해양안보 전문가는 "중국의 원자력 상선 실험은 향후 핵추진 잠수함 기술로 전이될 가능성이 높다"며 "한국 역시 기술적·정책적 대응체계를 서둘러야 한다"고 말했다. 핵기술의 상업화와 군사화 경계가 모호해지는 가운데, 동북아 해양 패권 경쟁은 이제 '핵추진 선단(艦隊)'의 시대를 향해 가속화되고 있다.
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中 '토륨 원자로 상선' 설계 공개⋯해양 핵기술 경쟁 본격 점화
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