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LG화학, 반도체 패키징 핵심소재 '액상 PID' 개발 완료⋯AI·고성능 반도체 시장 공략 본격화
- LG화학이 반도체 패키징의 핵심 소재인 액상 PID(Photo Imageable Dielectric) 개발을 완료하고 AI·고성능 반도체 시장 공략에 나섰다고 29일 밝혔다. PID는 반도체 칩과 기판을 연결하는 미세 회로를 형성하는 감광성 절연재로, 회로 정밀도를 높여 반도체 성능과 신뢰성을 강화한다. 특히 고성능 반도체일수록 PID의 중요성이 커진다. LG화학의 액상 PID는 저온에서도 안정적으로 경화되고 수축·흡수율이 낮아 공정 안정성을 높였다. 또한 PFAS와 유기용매를 사용하지 않아 환경 규제 대응도 용이하다. 회사는 일본이 주도하던 시장에 도전하기 위해 필름형 PID 개발에도 속도를 내고 있으며, 글로벌 반도체 기업과 협업 중이다. 신학철 부회장은 "단순한 소재 공급을 넘어 고객과 함께 반도체 혁신을 이끌 것"이라고 말했다. [미니해설] 첨단 패키징 소재 국산화, 일본 독점 구도에 도전장 LG화학의 액상 PID 개발은 단순한 신제품 발표를 넘어 반도체 소재 시장의 지형을 흔들 수 있는 의미 있는 행보다. PID는 반도체 칩과 기판을 연결하는 미세 회로를 구성하는 절연층으로, 전기 신호의 전달 경로를 정밀하게 제어하는 역할을 한다. 회로가 촘촘해질수록 절연재의 성능이 전체 칩의 신뢰성과 수율을 좌우하기 때문에, AI 반도체 시대에 ‘보이지 않는 핵심소재’로 부상하고 있다. LG화학이 개발한 액상 PID는 고해상도 구현이 가능하고, 저온에서도 안정적으로 경화되며 수축과 흡수율이 낮다. 이는 반도체 제조 과정에서 발생하는 열·습도 변화에 따른 미세한 변형을 최소화해 공정 안정성을 크게 높이는 장점이 있다. 또 환경 규제 대응을 위해 PFAS와 유기용매(NMP, 톨루엔 등)를 배제한 ‘친환경’ 공정 소재라는 점도 글로벌 고객사들의 선택에 유리하게 작용할 전망이다. 이 기술은 기존 일본 업체들이 주도하던 시장에 도전장을 던지는 의미를 갖는다. 일본의 쇼와덴코, 스미토모화학 등은 수십 년간 감광성 절연재 시장을 사실상 독점해왔다. LG화학은 디스플레이·배터리·자동차 전자소재 분야에서 축적한 필름 기술력을 기반으로, 필름형 PID 개발까지 병행해 시장 공략에 나섰다. 필름형 PID는 기존 액상 제품과 달리 대형 기판에서도 두께와 패턴의 균일성을 확보할 수 있고, 반복되는 온도 변화에도 균열이 발생하지 않는 장점이 있다. 또한 기판 업체들이 보유한 장비를 그대로 활용할 수 있어 공정 전환 비용이 적다는 점은 상용화 가능성을 높인다. 최근 반도체 패키징 기술이 고성능·대면적화로 발전하면서 칩뿐 아니라 기판 수준에서도 미세 회로 형성이 요구되고 있는 만큼, LG화학의 PID는 차세대 반도체용 첨단 패키징 핵심소재로 주목받고 있다. 업계에서는 LG화학이 글로벌 톱 반도체 기업과의 협력을 확대하며 조기 양산체제를 구축할 경우, 일본 중심의 소재 공급망을 일부 대체할 수 있을 것으로 보고 있다. 신학철 부회장이 "소재 공급을 넘어 고객과 함께 시장의 새로운 흐름을 만들겠다"고 밝힌 것도 이런 전략적 포석을 반영한다.
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- IT/바이오
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LG화학, 반도체 패키징 핵심소재 '액상 PID' 개발 완료⋯AI·고성능 반도체 시장 공략 본격화
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[우주의 속삭임(144)] 영국 앞바다 실버핏 크레이터, 4천200만년 전 소행성 충돌 흔적
- 북해 해저에 묻혀 있던 '실버핏 크레이터(Silverpit Crater)'가 소행성 충돌로 형성됐다는 사실이 20여 년 만에 과학적으로 확정됐다. 영국 요크셔 해안에서 약 129㎞ 떨어진 북해 해저 700m 지점에서 발견된 이 크레이터는 지름이 약 3㎞에 달한다. 2002년 처음 보고된 이후 원형의 형태와 중심부 돌출 등 충돌 흔적을 갖추고 있음에도 불구하고, 염분 지층 이동이나 화산 활동 등 다른 지질학적 원인 가능성이 제기돼 논쟁이 이어져 왔다. 초기 연구에서는 이 분화구가 충돌 분화구일 가능성이 제기됐다. 분화구의 중앙 봉우리, 원형 모양, 그리고 동심원 형태의 단층들은 초고속 충돌과 관련된 특징이다. 그러나 다른 과학자들은 분화구 구조가 분화구 바닥 아래 깊숙이 소금이 이동했거나 화산 활동으로 인해 해저가 붕괴되어 발생했다고 주장했다. 스코틀랜드 해리엇와트대학의 위스딘 니콜슨 교수 연구팀은 최신 3차원(3D) 지진파 탐사 자료와 1980년대 석유 시추 당시 확보된 암석 절편을 재분석해 소행성 충돌의 명확한 증거를 확보했다고 20일 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표했다. 지진 영상을 사용하고 암석 샘플을 분석한 새로운 연구에 따르면, 이는 폭 160m(535피트) 소행성이 지구에 충돌한 것으로 밝혀졌다. 연구에 따르면, 충돌 당시 서쪽에서 비스듬히 날아든 소행성이 초속 15㎞ 속도로 해저를 강타해 1.5㎞ 높이의 바위·해수가 치솟은 뒤 100m가 넘는 거대한 쓰나미로 이어졌다. 충돌체의 크기는 길이 160m, 축구장 1개 반 크기에 해당하는 규모로 추정된다. 에든버러 헤리엇-와트 대학의 준교수인 위스딘 니콜슨 박사는 새로운 기술이 분화구의 기원에 대한 미스터리를 푸는 데 도움이 되었다고 말했다. 그는 "자연환경연구위원회의 자금 지원을 받은 연구팀이 희귀한 '충격을 받은' 석영 샘플을 회수해 논쟁을 종식시켰다"고 말했다. 연구팀은 시추 샘플에서 극한 충격압에서만 형성되는 석영·장석 미세 입자의 흠집을 확인한 것. 니콜슨 교수는 "지구상 어떤 지질 과정도 이런 흔적을 남길 수 없다"며 "이번 발견은 소행성 충돌 기원설을 의심의 여지 없이 입증한다"고 강조했다. 지진 기록에 따르면 이 충돌은 약 4,200만년에서 4,600만년 전인 에오세(Eocene, 신생대 고제3기의 두 번째 시기로 시신세라고도 함)에 발생한 것으로 여겨진다. 실버핏 크레이터는 전 세계적으로 확인된 250여 개의 충돌구 가운데 보존 상태가 탁월한 사례로 꼽힌다. 연구진은 이를 멕시코의 칙술루브(Chicxulub) 크레이터, 서아프리카 앞바다 나디르(Nadir) 크레이터와 함께 지구 진화사 연구에 중요한 단서로 평가하고 있다. 치술루브 크레이터는 약 6,600만년 전 소행성 충돌로 인해 발생했으며, 이 충돌로 공룡이 멸종한 것으로 여겨진다고 BBC는 전했다. 전문가들은 이번 성과가 과거 지구 생태계에 대한 이해뿐 아니라, 미래 잠재적 소행성 충돌에 대한 대비에도 기여할 수 있다고 보고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(144)] 영국 앞바다 실버핏 크레이터, 4천200만년 전 소행성 충돌 흔적
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[퓨처 Eyes(103)] 英·中 공동 연구팀, 식물 뿌리 '굴중성' 비밀 밝혔다
- 식물의 뿌리가 어떻게 중력을 인지하고 땅속 깊이 파고드는지에 대한 오랜 수수께끼가 풀렸다. 영국과 중국 공동 연구진이 식물 호르몬 '옥신(auxin)'이 뿌리의 특정 부위 세포 성장을 억제하는 동시에 다른 부위의 성장은 유지시켜 중력 방향으로 휘어지게 만드는 핵심 분자 메커니즘을 규명했다. 영국 노팅엄 대학교 생명과학부와 중국 상하이 교통대학교 공동 연구팀은 옥신이 'OsILA1'으로 알려진 특정 키나아제(kinase) 효소를 통해 뿌리 아래쪽 세포벽을 단단하게 만들어 성장을 막는다는 사실을 밝혀내고, 관련 연구 결과를 세계적인 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다. 이번 발견은 식물이 토양 속 장애물을 만나더라도 다시 아래 방향으로 성장할 수 있는 생명력의 비밀을 분자 수준에서 풀어낸 성과로 평가된다. 옥신의 역설, 성장 촉진과 억제를 동시에 식물의 뿌리가 중력 방향을 따라 자라는 현상을 '굴중성(gravitropism)'이라고 한다. 쉽게 말해, 식물이 나침반 없이도 '아래'가 어디인지 알고 그쪽으로 뿌리를 뻗는 능력이다. 굴중성은 식물이 땅속 깊이 뿌리를 내려 안정적으로 몸을 지지하고, 물과 영양분을 효율적으로 흡수하기 위한 필수적인 생존 전략이다. 과학계는 오래전부터 식물 성장 호르몬인 옥신이 굴중성 과정에서 핵심적인 역할을 한다는 사실을 알고 있었다. 중력 자극을 받으면 뿌리 끝에서는 옥신이 아래쪽으로 몰리게 되고, 이로 인해 위쪽과 아래쪽 세포의 성장 속도에 차이가 생겨 뿌리가 휘어진다는 것이 기본 원리였다. 하지만 옥신이 어떻게 뿌리 위쪽 세포의 성장은 촉진하면서, 동시에 아래쪽 세포의 성장은 억제하는지에 대한 구체적인 기작은 오랫동안 베일에 싸여 있었다. 하나의 물질이 어떤 세포에는 '더 자라라'는 명령을 내리면서, 바로 옆 다른 세포에는 '성장을 멈춰라'는 정반대 명령을 내리는 셈이어서 과학자들에게는 큰 수수께끼였다. 세포벽 강화하는 핵심 효소 'OsILA1' 규명 연구팀은 이번 연구를 통해 옥신의 이중적 역할을 명확히 설명했다. 연구 결과에 따르면, 벼(rice)의 뿌리 끝 아래쪽에 축적된 옥신은 OsILA1 키나아제를 활성화하는 신호를 보낸다. 키나아제는 세포 안에서 특정 단백질에 인산(P)을 붙여 그 단백질의 스위치를 켜거나 끄는 역할을 하는 중요한 효소다. 이 신호를 받은 세포는 셀룰로스(cellulose)와 리그닌(lignin) 같은 세포벽 구성 요소의 생합성을 촉진해 기존보다 훨씬 더 견고하고 단단한 세포벽을 만든다. 셀룰로스는 식물 세포벽의 뼈대를 이루는 단단한 섬유소이며, 리그닌은 이 뼈대를 더욱 견고하게 만드는 접착제와 같은 역할을 한다. 이렇게 물리적으로 강화된 세포벽은 세포가 더 이상 길어지는 것(신장)을 막는 족쇄 역할을 한다. 반면, 옥신 농도가 상대적으로 낮은 뿌리 위쪽 세포에서는 이러한 세포벽 강화 과정이 일어나지 않는다. 따라서 위쪽 세포들은 정상적으로 신장하며 계속 자라나는 반면, 아래쪽 세포들은 성장을 멈추게 된다. 이러한 비대칭적인 성장 속도 차이가 결국 뿌리 전체가 아래쪽으로 구부러지게 만드는 힘으로 작용하는 것이다. 연구팀은 유전자를 조작해 OsILA1 효소가 제대로 작동하지 못하는 돌연변이 벼를 만들어 실험했다. 그 결과, 이 벼는 뿌리가 중력에 잘 반응하지 못하고 세포벽도 약해져, OsILA1이 뿌리의 방향을 결정하는 핵심 스위치임을 증명했다. 이번 연구를 공동으로 이끈 노팅엄 대학교 생명과학부의 라훌 보살레 부교수는 "지금까지 옥신이 어떻게 뿌리 아래쪽 세포의 팽창을 억제하는지는 불분명했다"며 "우리 연구는 옥신이 세포벽 생합성을 촉진해 아래쪽 세포벽을 강화함으로써 성장을 막는다는 것을 보여줌으로써 이 오랜 의문을 해결했다. 이 이중 메커니즘은 세포 신장을 촉진하고 억제하는 옥신의 상반돼 보이는 역할을 설명해준다"고 밝혔다. 중력과 가뭄, 환경 신호에 반응하는 뿌리의 지능 이번 성과는 가뭄을 감지하는 호르몬으로 알려진 앱시스산(ABA)이 옥신 수치에 영향을 주어 뿌리의 성장 각도를 조절한다는 연구팀의 선행 연구와도 맥을 같이한다. 두 연구를 종합하면, 식물의 뿌리는 중력, 수분 등 다양한 외부 환경 신호를 호르몬 네트워크를 통해 통합적으로 감지하고, 토양 탐색과 자원 획득을 최적화하는 뿌리 구조를 형성하는 정교한 적응 시스템을 갖추고 있음을 알 수 있다. 보살레 박사는 "우리는 옥신이 뿌리 굴중성에 중요하다는 사실은 이미 알고 있었지만, 오랫동안 옥신의 하위 신호 전달 과정에서 무엇이 작용하는지는 알지 못했다"며 "이번 새로운 연구에서 밝혀낸 것이 바로 그것이며, 이는 뿌리 시스템의 작동 방식을 근본적으로 이해하는 데 중요하다"고 연구의 의의를 강조했다. 기초 과학에서 미래 농업으로…슈퍼 작물 개발 기대 연구팀은 이번 발견이 미래 농업 기술에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대한다. 옥신의 작용 원리를 상세히 이해함으로써, 척박하거나 단단한 토양에서도 뿌리를 더 깊고 넓게 뻗을 수 있는 품종을 개발할 길이 열렸기 때문이다. 예를 들어, 토양이 단단한 지역에서는 뿌리가 이를 감지하고 더 강하게 뚫고 나갈 수 있도록 유전자를 조절하거나, 가뭄이 잦은 곳에서는 물을 찾아 더 깊이 파고드는 뿌리 시스템을 갖도록 개량할 수 있다. 궁극적으로 가뭄, 다져진 토양, 영양 부족 환경에 대한 작물의 저항성을 높여 농업 생산성과 지속가능성을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 보살레 박사는 "호르몬의 역할을 이렇게 상세하게 이해하면 스트레스에 강하고 토양 속 장애물을 극복할 수 있는 작물을 공학적으로 개발할 가능성이 열린다"고 전망했다. 기후 변화로 인한 환경 스트레스가 심화하는 상황에서, 이러한 기초 연구는 전 세계 식량 생산을 안정적으로 확보하는 데 더욱 중요해질 것이다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(103)] 英·中 공동 연구팀, 식물 뿌리 '굴중성' 비밀 밝혔다
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[기후의 역습(169)] 기후변화가 낳은 이색 조류⋯텍사스서 '푸른어치-녹색어치' 희귀 잡종 첫 확인
- 기후변화로 인한 서식지 확장 속에서 두 종의 어치(jay bird)가 처음으로 교배해 자연 상태에서 잡종이 태어났다는 사실이 확인됐다. 미국 텍사스주 샌안토니오 교외의 한 주택 정원에서 관찰된 이 새는 '녹색어치(green jay)'와 '푸른어치(blue jay)'의 자손으로, 약 700만 년 전 계통이 갈라진 두 종 사이에서 태어난 최초의 사례로 기록됐다. 해당 내용에 대해서는 어스닷컴, 사이테크데일리, 퍼퓰러 사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 텍사스대 오스틴캠퍼스 생물학자들은 해당 개체의 DNA를 분석한 결과, 어미는 녹색어치, 아비는 푸른어치로 밝혀졌다. 연구진은 “두 종 모두 기후 변화에 따른 서식지 확장 끝에 겹쳐진 지역에서 교배가 이뤄진 것으로 보인다”며 “기후변화가 직접적으로 야기한 척추동물 잡종의 첫 사례”라고 평가했다. 녹색어치는 원래 중앙아메리카 열대 지역에 주로 분포해 1950년대까지만 해도 남텍사스 국경을 간신히 넘는 수준이었다. 반면 푸른어치는 미국 동부 전역에 분포했지만 휴스턴 인근까지만 서식지가 확장돼 두 종은 사실상 마주칠 일이 없었다. 그러나 수십 년간의 기후 변화로 녹색어치는 북쪽으로, 푸른어치는 서쪽으로 서식 범위를 넓히면서 두 종의 분포가 샌안토니오 일대에서 겹치게 되었다. 이번 사례는 온라인에 올라온 사진을 토대로 연구진이 개체를 확인하고 포획한 뒤 혈액 샘플을 채취해 유전적으로 검증하면서 밝혀졌다. 연구진은 이미 1970년대 인공 교배 실험에서 두 종 사이 잡종을 얻은 전례가 있지만, 이번처럼 자연 상태에서 발생한 사례는 처음이라고 강조했다. 전문가들은 이번 발견이 조류학적 흥미를 넘어 기후변화가 생태계에 미치는 구체적 영향을 보여주는 사례라고 설명한다. 포식자와 먹이, 번식 습성에 따라 종 간의 경계가 새롭게 설정되고, 일부는 새로운 잡종 개체군이 등장할 가능성도 배제할 수 없다는 것이다. 브라이언 스톡스 텍사스대 대학원생은 "잡종화는 우리가 생각하는 것보다 자연계에서 훨씬 빈번하게 일어날 수 있지만, 대부분은 관찰되거나 보고되지 않는다"며 "소셜미디어와 유전자 분석 기술 발달 덕분에 이번처럼 드문 사례를 기록할 수 있었다"고 말했다. 과학자들은 잡종 개체가 단발성 현상에 그칠지, 새로운 집단 형성으로 이어질지는 알 수 없다고 본다. 다만 이번 발견은 기후 변화로 서식지 지도가 재편되면서 예상치 못한 생태학적 상호작용이 나타날 수 있음을 보여주는 상징적 장면으로 받아들여진다. 이번 연구 성과는 학술지 '에콜로지 앤드 이볼루션(Ecology and Evolution)'에 게재됐다.
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- ESGC
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[기후의 역습(169)] 기후변화가 낳은 이색 조류⋯텍사스서 '푸른어치-녹색어치' 희귀 잡종 첫 확인
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[먹을까? 말까?(115)] "단백질 과잉 섭취, 건강에 해로울 수 있다"⋯전문가 경고
- 최근 단백질 열풍이 이어지는 가운데 과도한 단백질 섭취가 오히려 건강을 해칠 수 있다는 전문가의 경고가 나왔다. 호주 스윈번공과대학 영양학과 마거릿 머리(Margaret Murray) 선임 강사는 "단백질은 근육 형성, 효소 및 호르몬 생성, 면역 기능 유지에 필수적이지만 필요 이상 섭취한다고 이득이 커지는 것은 아니다"라며 "과잉 섭취는 체내에 축적돼 여러 문제를 야기할 수 있다"고 지적했다고 사이언스얼럿이 보도했다. 호주 정부가 제정한 건강식 생활 지침에 따르면 단백질은 하루 필요 에너지의 15~25%를 차지하는 것이 적정하다. 성인 남성은 체중 1kg당 0.84g, 여성은 0.75g이 권장 섭취량이다. 즉, 체중 90kg 성인은 하루 76g, 70kg 여성은 53g 정도가 적당하다. 그러나 최근 보충제와 단백질 강화 식품의 확산으로 실제 단백질 섭취량은 권장 기준을 크게 웃도는 경우가 많다. 웨이트 트레이닝 등 근력 운동을 하는 경우 체중 1kg당 단백질 1.6g까지 섭취가 근육 성장에 도움이 된다는 연구가 있으나, 이를 초과 섭취하는 경우 추가 효과가 입증되지 않았다. 머리 강사는 "과도한 단백질은 단순히 배출되지 않고 체지방으로 전환되며, 신장 질환 환자에게는 심각한 부담을 줄 수 있다”고 경고했다. 또한 탄수화물·지방 등 다른 영양소를 충분히 섭취하지 않고 단백질 위주로만 먹는 경우 '단백질 중독(protein poisoning)' 위험도 지적됐다. 이는 초기 탐험가들이 토끼 고기만으로 생존하려다 병에 걸린 사례에서 유래한 '토끼 기아(rabbit starvation)'로도 알려져 있다. 단백질 공급원도 건강에 큰 영향을 미친다. 연구 결과 동물성 단백질의 과다 섭취는 조기 사망 위험과 2형 당뇨병 발병 위험을 높인다. 반면, 식물성 단백질은 암 사말융 감소, 당뇨병 위험 완화, 혈중 콜레스테롤 개선 등 긍정적 효과와 관련이 있다. 머리 강사는 "포화 지방 섭취가 많은 육류 위주의 단백질 섭취는 심혈관질환 등 만성질환 위험을 높이지만, 식물성 단백질은 부족한 식이섬유를 보충하고 장 건강에도 기여한다"고 설명했다. 전문가들은 단백질 섭취량 자체보다는 동물성과 식물성의 균형, 탄수화물 지방 비타민무기질 등 다른 영양소와의 조화가 더 중요하다고 강조한다. 머리 강사는 "단백질을 더 먹는 것이 목표가 아니라, 균형있는 식단을 통해 신체가 원활리 기능할 수 있도록 하는 것이 핵심"이라고 덧붙였다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(115)] "단백질 과잉 섭취, 건강에 해로울 수 있다"⋯전문가 경고
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[기후의 역습(168)] 알래스카 빙하 후퇴로 '신생 섬' 등장⋯탄소중립 대응 과제 부각
- 알래스카 남동부에서 빙하가 물러나면서 호수 한가운데 새로운 섬이 모습을 드러냈다. 미국 항공우주국(나사·NASA) 지구관측소는 최근 위성 사진 분석 결과, 알래스카 글레이셔베이 국립공원의 알세크(Alsek) 빙하가 녹으면서 '프로우 노브(Prow Knob)'라는 작은 산과의 연결이 완전히 끊어져 섬이 되었다고 발표했다. 프로우 노브는 약 5㎢ 규모의 육지로, 그동안 알세크 빙하가 둘러싸고 있었으나 수십 년간 이어진 빙하 후퇴로 점차 노출돼 왔다. 미 항공위성 랜드샛9호가 지난 8월 촬영한 영상에는 더 이상 빙하와 맞닿아 있지 않은 프로우 노브가 신생 담수호 한가운데 섬 형태로 존재하는 모습이 포착됐다. 나사 측은 "알래스카 남동부 해안 평야에서는 얼음이 빠르게 물로 대체되고 있다"며 "빙하가 얇아지고 후퇴하면서 전면부에 형성된 담수호 속에서 새로운 지형이 드러나고 있다"고 설명했다. 프로우 노브는 선박의 뱃머리를 닮은 형상에서 유래된 이름으로, 1960년대 빙하학자 오스틴 포스트가 항공사진 촬영 과정에서 명명했다. 포스트와 동료 연구자는 빙하 후퇴 속도를 근거로 2020년경 빙하가 프로우 노브와 완전히 분리될 것으로 예측했으나 실제로는 다소 늦게 진행됐다. 지구 온난화로 세계 곳곳의 빙하가 급속히 줄어드는 가운데, 이번 사례는 기후 변화가 지형을 어떻게 바꾸는지를 단적으로 보여준다. 2024년은 관측 이래 가장 더운 해로 기록됐으며, 2025년 역시 유례없는 고온 현상이 이어지고 있다. 특히 이번 사례는 탄소중립 정책의 시급성을 환기시킨다. 각국은 파리협정 목표 달성을 위해 2050년까지 탄소중립을 선언했으나, 이행 속도는 국가별로 차이가 크다. 빙하 후퇴와 같은 극단적 현상은 탄소 배출 감축이 단순한 환경 의제를 넘어 경제·산업 전반의 지속가능성을 좌우하는 핵심 과제임을 보여준다. 전문가들은 북극항로 개척, 해운·관광 산업 변화, 수자원 관리 등에서 빙하 후퇴가 미칠 파급 효과에 대비하는 한편, 재생에너지 투자 확대, 탄소세 도입, 국제적 협력 강화를 통해 지구 온난화를 억제해야 한다고 지적했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(168)] 알래스카 빙하 후퇴로 '신생 섬' 등장⋯탄소중립 대응 과제 부각
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[우주의 속삭임(141)] 달, 매년 지구에서 멀어진다⋯조석력이 만든 변화
- 달은 매년 지구로부터 약 3.8㎝씩 멀어지고 있다. 과학자들은 달 표면에 설치된 반사경을 향해 지구에서 발사한 레이저가 돌아오는 시간을 정밀 측정해 이 같은 변화를 확인하고 있다. 컨버세이션에 따르면 달까지의 거리는 평균 약 38만5000㎞지만 궤도가 완전한 원이 아니어서 달이 지구를 도는 한 달 동안 약 2만㎞가량 차이를 보인다. 이로 인해 어떤 보름달은 다른 때보다 더 크게 보이는데, 이를 '슈퍼문'이라 부른다. 조석력의 작용 달이 점차 멀어지는 근본적 원인은 '조석력'이다. 달의 중력이 지구에 가하는 힘은 지구의 달 쪽 면이 반대쪽보다 약 4% 강하다. 이 차이는 바닷물을 달 방향과 반대 방향으로 각각 부풀려 조석 팽대를 만든다. 지구가 자전하면서 이 팽대는 달을 향해 약간 앞서 끌려가는데, 이로 인해 달은 궤도에서 속도를 얻어 점차 멀어지게 된다. 반대로 지구의 자전 속도는 그만큼 느려져 하루의 길이가 아주 조금씩 길어진다. 지구·달 진화의 흔적 달은 약 45억 년 전 원시 지구와 화성 크기의 천체 충돌로 형성된 것으로 추정된다. 당시 달은 지금보다 훨씬 가까이 있었고, 하늘에서 훨씬 크게 보였을 것으로 과학자들은 보고 있다. 실제로 고대 조개 화석의 성장 패턴을 분석한 연구에서는 약 7000만 년 전 하루 길이가 23.5시간에 불과했다는 증거가 확인됐다. 이는 천문학적 계산과도 일치한다. 달이 언젠가 지구의 중력을 벗어날 가능성은 없다. 수십억 년이 지나 지구의 자전과 달의 공전이 '조석 고정' 상태에 이르면 달은 더 이상 멀어지지 않고 지구의 한쪽 면에서만 보이게 될 것으로 예측된다. 그러나 그보다 앞서 태양이 밝아지면서 바닷물이 증발하고, 이후 적색거성으로 팽창해 지구와 달 자체를 삼킬 가능성이 높다. 이러한 변화는 수십억 년 후의 일이어서 현재로서는 우려할 필요가 없다. 인류는 앞으로도 조석 현상, 일식, 그리고 밤하늘의 아름다운 달을 계속 경험할 수 있을 것이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(141)] 달, 매년 지구에서 멀어진다⋯조석력이 만든 변화
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[신소재 신기술(196)] 차세대 나노 스위치 개발⋯전자기기 발열 줄여 반도체 효율 혁신 기대
- 전자기기 발열 문제를 근본적으로 줄일 수 있는 차세대 나노공학 스위치가 개발돼 반도체 및 전자산업 전반에 큰 파급력을 미칠 전망이다. 미국 미시간대 연구팀은 실온에서 '엑시톤(exciton·전자와 정공이 결합한 중성 입자)'의 흐름을 제어하는 최초의 트랜지스터형 나노 스위치를 제작했다고 미시간엔지니어링뉴스와 웹사이트 Phys.org, 과학 전문매체 인터레스팅엔지니어링 등이 전했다. 해당 연구는 나노과학회 대표 국제학술지 ACS Nano(미국화학회)에 발표했다. 엑시톤은 전하 없이 에너지를 운반하는 양자 준입자이다. 다시 말하면 엑시톤은 빛이 반도체 내 전자를 자극하여 양전하를 띤 정공을 남길 때 형성된다. 전자와 정공은 한 쌍으로 함께 이동하며 중성 에너지 패킷을 형성한다. 연구팀이 개발한 엑시톤 나노스위치는 궁극적으로 기존 전자기기를 엑시토닉스(excitonics)로 대체하는 길을 열 수 있다. 연구팀은 텅스텐 다이셀레나이드(WSe₂) 단원자층을 이산화규소(SiO₂) 기반 나노 리지 구조와 결합한 '나노공학 광-엑시토닉(NEO) 장치'를 통해 기존 전자 스위치 대비 열 손실을 66% 줄였다. 또한 상온에서 19데시벨(dB) 이상의 온·오프 비율을 달성, 현존 상용 최고 수준을 넘어서는 성능을 입증했다. 엑시톤은 전하를 띠지 않기 때문에 전하 이동에 따른 저항과 발열을 최소화해 차세대 반도체·전자소자의 에너지 효율을 획기적으로 높일 수 있는 대안으로 주목받아 왔다. 그러나 제어가 어렵다는 한계로 상용화가 지연돼 왔다. 이번 연구는 빛을 방출하지 않는 '다크 엑시톤'과의 상호작용을 활용해 엑시톤 이동 거리를 최대 400%까지 늘리고 방향성을 확보하는 데 성공했다. 엑시톤은 이미 태양 전지와 유기 LED를 가능하게 하고, 식물의 광합성을 촉진하는 등 여러 기술에서 중요한 역할을 하고 있다. 업계 전문가들은 이번 성과가 반도체 집적도 한계와 전력 효율 문제를 동시에 해소할 수 있는 '게임체인저'가 될 수 있다고 평가했다. 고성능 연산용 반도체, 모바일 기기, 데이터센터 등 전력 소모와 발열 억제가 핵심인 산업 분야에 곧바로 응용될 수 있다는 것이다. 연구진은 "맞춤형 구조 설계를 통해 엑시톤 수송을 제어할 수 있음을 입증했다"며 "전자와 광자의 장점을 결합한 차세대 소자 상용화를 앞당기는 기반 기술이 될 것"이라고 설명했다.
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[신소재 신기술(196)] 차세대 나노 스위치 개발⋯전자기기 발열 줄여 반도체 효율 혁신 기대
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[우주의 속삭임(140)] 류구 모체 소행성에서 액체 상태의 물 흔적 발견⋯행성 형성 이론에 새 시각
- 일본 우주탐사선 '하야부사2'가 채취한 소행성 류구(Ryugu)의 암석 샘플에서 액체 상태의 물이 장기간 존재했음을 보여주는 증거가 확인됐다고 스페이스닷컴이 10일(이하 현지시간) 보도했다. 과학자들은 이번 발견이 태양계 형성 초기 조건과 지구 물의 기원에 대한 기존 가설을 바꿀 수 있다고 평가했다. 이날 국제학술지 네이처(Nature)에 발표된 연구에 따르면, 도쿄대 우주화학과 츠요시 이이즈카 교수 연구팀은 류구 암석 샘플에 포함된 루테튬·하프늄 방사성 동위원소 비율을 분석한 결과, 약 10억 년 전에도 유체 활동이 있었음을 밝혀냈다. 이는 물의 존재가 태양계 형성 초기 짧은 시기에만 국한됐다는 기존 정설을 뒤흔드는 결과다. 류구는 태양계 형성 초기 얼음과 먼지로 생성된 탄소질 소행성으로, 원시 지구에 물을 전달했을 가능성이 제기돼 왔다. 이번 연구는 특히, 충돌로 인한 충격이 얼음을 녹여 암석 내부로 액체가 스며들었을 가능성을 보여준다. 이 과정에서 루테튬이 용해돼 독특한 화학적 기록이 남은 것으로 추정된다. 연구팀은 "류구와 같은 천체가 지구에 훨씬 더 많은 양의 물을 공급했을 가능성이 있다"고 설명했다. 재패니즈타임스에 따르면 동위원소 비교 결과 류구와 같은 소행성에서 나온 물질이 지구 질량의 약 6%를 차지하는 것으로 나타났다. 만약 이 소행성들이 엄청난 양의 얼음을 가지고 있었다면, 지구로 운반된 물의 총량은 지구 질량의 최대 1.8배에 달했을 것이라고 이 매체는 전했다. 연구는 쌀알보다 작은 극미량의 샘플로 정밀 동위원소 분석을 수행하는 신기술을 통해 이루어졌다. 향후 연구팀은 류구 시료 내 인산염 광맥을 추가 분석해 물 흐름의 정확한 시기를 규명할 예정이다. 또한 연구진은 2023년 9월 NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx) 탐사선이 지구로 귀환시킨 소행성 베누(Bennu) 시료와의 비교 분석도 추진할 예정이다. 이를 통해 류구의 모체 소행성에서 늦은 시기에 발생한 물 흐름이 이 천체에서만 독특한 것인지, 아니면 다른 소행성에서도 비슷한 물 활동으 보존되었는지 확인할 수 있다. 이이즈카 교수는 "류구가 장기간 얼음을 보존했다는 사실은 지구 형성의 출발 조건이 우리가 생각했던 것보다 훨씬 습윤했음을 시사한다"며 "이는 지구 생명 탄생의 환경을 재해석하는 중요한 단서"라고 강조했다. 그는 또한 연구팀이 지구 형성 중에 얼마나 많은 물이 우주로 빠져나갔는지, 얼마나 많은 물이 지구의 맨틀과 핵 깊숙한 곳에 저장되어 있었는지, 그리고 오늘날 이곳에서 생명을 지탱하는 대륙과 바다의 균형을 이루기에 충분한 물이 지구 표면에 얼마나 남아 있었는지를 조사할 것이라고 밝혔다.
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[우주의 속삭임(140)] 류구 모체 소행성에서 액체 상태의 물 흔적 발견⋯행성 형성 이론에 새 시각
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애플, 두께 5.6mm 초슬림 '아이폰 에어' 출시
- 애플이 새로운 '아이폰 에어(iPhone Air)'를 공개했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 팀 쿡 최고경영자(CEO)는 9일(현지시간) 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노 본사에서 아이폰 에어를 '게임 체인저(Game Changer)'라고 소개하며 자사의 차세대 전략 모델임을 강조했다. 아이폰 에어는 두께를 줄이는 동시에 고밀도 배터리와 최신 프로세서 'A19 프로(A19 Pro)'를 탑재했다. 가격은 999달러부터 시작해 기존 플러스 모델을 대체하며 아이폰 17, 아이폰 17 프로와 함께 라인업을 형성한다. 업계는 이번 신제품이 삼성전자 갤럭시 S25 엣지와 정면 승부를 펼치며 앞으로 폴더블폰 경쟁으로 이어질 수 있다고 전망한다. 특히 폴더블 선호도가 높은 중국 시장에서 점유율 회복을 노리는 전략적 포석이라는 평가다. 시장조사업체 PP 포어사이트의 파올로 페스카토레 애널리스트는 "아이폰이 너무 오래 같은 모습만 유지해왔다"며 "새롭고 향상된 라인업이 애플을 다양한 고객층에 대응할 수 있는 유리한 위치에 놓을 것"이라고 말했다. 아이폰 17 기본 모델은 밝고 스크래치에 강한 화면과 개선된 전면 카메라를 갖췄으며 256GB 모델이 799달러부터 시작한다. 아이폰 17 프로는 256GB 기준 1099달러로 전작과 동일한 가격에 출시된다. 애플은 또 무선 이어폰 '에어팟 프로' 시리즈의 세 번째 모델을 선보였다. 이 제품은 실시간 언어 번역 기능을 지원하며 대화 상대 모두가 착용할 경우 거의 실시간으로 양방향 번역을 제공한다. 가격은 249달러로 전작과 동일하며 9월 19일부터 판매된다. 에어팟 프로3는 전작 대비 최대 2배, 초창기 모델 대비 4배 강력한 노이즈 캔슬링(소음 제거) 효과를 제공한다. 애플이 설계한 초소형 심박 센서가 탑재돼 운동 중 심박수와 칼로리 소모량을 실시간 측정하고, 실시간 번역 기능도 탑재됐다. 영어와 프랑스어 등 5개 언어로 시작해 연내에 한국어와 일본어, 중국어까지 확대된다. 이와 함께 혈관 반응 데이터를 분석해 고혈압 징후를 알려주고 심박수와 산소포화도 등을 종합해 숙면의 질을 수치화하는 '수면 점수'의 건강 기능을 강화한 애플워치11 시리즈도 공개했다. 애플워치 사상 가장 큰 디스플레이와 최대 42시간 배터리 사용 시간을 지원하는 애플워치 울트라3도 출시됐다. 한국은 지난해에 이어 아이폰 1차 출시국에 포함됐다. 새 아이폰 시리즈는 오는 12일부터 한국과 미국 등 63개 이상 국가 및 지역에서 사전 주문할 수 있고, 19일부터는 온오프라인 매장을 통해 구매할 수 있다.
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애플, 두께 5.6mm 초슬림 '아이폰 에어' 출시
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OPEC플러스, 10월부터 증산 합의⋯자발적 감산조치 조기해제
- 석유수출국기구(OPEC)와 러시아 등 비OPEC 산유국간 합의체인 OPEC플러스(+)가 다음달부터 증산하기로 합의했다. 국제 유가 하단을 지탱해 왔던 공급 제한이 사실상 해제되면서 원유 가격 하락 압박도 커질 전망이다. 블룸버그통신에 따르면 OPEC+ 회원국들은 7일(현지시간) 화상 회의에서 10월에 하루 13만 7000배럴을 증산하기로 합의했다. 아울러 OPEC+은 지난 2023년 4월부터 적용한 하루 165만 배럴 규모의 자발적 감산 조치를 다음달부터 해제할 예정이다. 당초 내년 9월까지 단계적으로 해제할 계획이었던 것을 1년이나 앞당긴 것이다. OPEC+은 점유율 회복을 위해 올 들어 감산 기조를 바꿔 이제까지 하루 총 250만 배럴(전 세계 수요의 약 2.4%)에 달하는 증산을 단행했다. 하지만 이 같은 증산 결정에도 러시아와 이란에 대한 서방 제재와 일부 산유국의 생산 미달 등이 가격 하방 압력을 제한하면서 그간 유가는 연간 12%가량 하락하는 데 그쳤다. OPEC+이 다음달 추가 증산에 합의한 것 역시 회원국들 사이에서 유가의 하방 지지선이 견고하다는 공감대가 형성됐기 때문이라는 분석이 나온다. 다만 시장에선 OPEC+가 다시 생산량 감축을 고민해야 할 수 있다는 지적이 나온다. 올겨울 원유 공급 과잉이 발생할 것이란 우려 때문이다. 블룸버그통신은 “골드만삭스 등 전문가들은 올해 들어 6.7% 하락한 원유 선물 가격이 연말까지 배럴당 60달러 수준으로 내려갈 것이라고 보고 있다”고 전했다. 실제 OPEC+의 증산 전망에 지난 5일 뉴욕상업거래소에서 10월 인도분 WTI는 배럴당 61.87달러에 마감했다. 지난 2일 종가 65.59달러와 비교하면 3거래일 만에 약 5.7% 하락한 것이다. 같은 날 브렌트유도 배럴당 66달러선에서 거래되며 약세를 이어갔다.
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OPEC플러스, 10월부터 증산 합의⋯자발적 감산조치 조기해제
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[우주의 속삭임(138)] 소행성 '류구'에서 지구에 없는 미지의 광물 발견
- 일본의 소행성 탐사선 하야부사2가 2020년 지구로 가져온 소행성 '류구(Ryugu)' 시료에서 지구상에서는 한 번도 확인된 적 없는 신종 광물이 발견됐다고 과학 전문매체 사이언스얼럿이 5일(현지시간) 보도했다. 이는 태양계 형성과 초기 화학 반응을 밝히는 데 중요한 단서를 제공할 뿐 아니라, 생명 기원의 단초와도 연결될 수 있다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다. 수십억 년 전 태양계의 흔적 류구는 탄소질 소행성으로, 태양계 형성 초기의 화학적 기록을 거의 오염되지 않은 상태로 간직하고 있다. 지구는 화산 활동, 판 구조 운동, 풍화 작용 등으로 원시 기록이 사라졌지만, 류구는 그러한 변화를 겪지 않아 상대적으로 '원형'에 가까운 물질을 보존하고 있다. 하야부사2는 2020년 총 5.4g의 시료를 지구로 반입했으며, 국제 연구진은 이 가운데 불과 9.3mg만을 확보해 분석을 진행했다. 이처럼 극히 제한된 물질로도 학계는 놀라운 결과를 얻어냈다. X선 분석으로 드러난 희귀 성분 미국 에너지부 브룩헤이븐 국립연구소(BNL)와 미국 스토니브룩대학 지구과학팀은 두 가지 X선 이미징 기법을 통해 류구 시료를 비파괴 방식으로 관찰했다. 표면과 내부를 동시에 화학적으로 분석할 수 있어 귀중한 시료를 손상시키지 않는 것이 특징이다. 분석 결과, 시료에는 셀레늄, 망간, 철, 황, 인, 규소, 칼슘 등 다양한 원소가 포함돼 있었다. 특히 인(Phosphorus)은 지구에서 흔히 발견되는 '인산염(우리 치아와 뼈에서 발견되는 미네랄)' 형태와 함께, 지구상에 존재하지 않는 희귀한 '인화물' 형태의 두 가지로 존재하는 것이 확인됐다. 지구에 없는 결정체 'HAMP' 연구팀은 후속 분석에서 '수화 암모늄 마그네슘 인산염(HAMP, Hydrated Ammonium Magnesium Phosphate)'이라는 새로운 광물을 특정했다. 이는 지구에는 존재하지 않는 결정체로, 지구에서 발견되는 스트루바이트(Struvite)와 유사한 성질을 지녔다. 스트루바이트는 생물학적 과정과 밀접하게 연관된 광물로, 인간의 신장 결석의 주요 구성 성분이기도 하다. 이에 대해 미국 사우스플로리다대 매슈 파섹 교수(우주생물학)는 학술지 네이처 애스트로노미(2024년) 기고문에서 "류구에서 발견된 HAMP는 외계 물질이 지구 생명 탄생 과정에 기여했을 가능성을 보여주는 또 하나의 증거"라고 평가했다. 생명 기원 연구로 확산 지구 생명 기원 연구에서 외계 기원 물질의 역할은 오래전부터 논의돼 왔다. 혜성이나 소행성이 원시 지구에 충돌하며 물과 유기물을 공급했다는 '범세계적 씨앗설(판스페르미아)'은 대표적인 가설이다. 이번 HAMP 발견은 이러한 논의를 한층 구체적으로 뒷받침할 수 있는 성과로 꼽힌다. 연구를 이끈 폴 노스러프 스토니브룩대 교수는 "시료의 내부와 외부 화학 성분을 동시에 확인할 수 있는 기술 덕분에, 귀중한 자료를 훼손하지 않고 태양계 형성 초기의 흔적을 직접 관찰할 수 있었다"고 밝혔다. 희소성과 연구 경쟁 류구 시료의 양은 고작 5.4g에 불과하다. 전 세계 수백 명의 과학자들이 연구 기회를 얻기 위해 경쟁하고 있으며, 각 연구팀에 배분된 양은 수 mg 단위에 지나지 않는다. 이번 연구 역시 9.3mg만으로 성과를 도출했으며, 이는 과학자들이 얼마나 정밀하고 신중하게 분석을 진행하는지를 보여준다. 이 같은 희귀성과 중요성 때문에 국제 공동연구의 필요성은 더욱 커지고 있다. 제한된 물질에서 최대한 많은 정보를 추출하는 것이 과학계의 과제다. 태양계 형성의 비밀 열쇠 류구 시료 연구는 단순히 새로운 광물을 찾는 데 그치지 않는다. 각 원소와 광물의 형태는 태양계 형성 당시의 온도, 압력, 화학 반응 환경을 반영한다. 이번에 발견된 HAMP와 같은 광물은 초기 태양계에서 인과 질소, 수소가 어떤 방식으로 결합했는지, 그리고 이러한 결합이 생명체가 이용 가능한 분자로 이어졌는지에 대한 단서를 제공한다. 학계는 이번 발견을 토대로 향후 추가 연구를 통해 태양계 형성과 생명 기원의 연결 고리를 구체적으로 규명할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 류구에서 가져온 미세한 암석 입자는 인류가 우주와 생명 기원을 이해하는 데 있어 귀중한 열쇠가 되고 있다. 지구에는 존재하지 않는 새로운 광물이 발견되면서, 외계 물질이 생명 탄생 과정에 영향을 미쳤을 가능성에 무게가 실리고 있다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 지오사이언스(Geosciences)에 게재됐다. 과학계는 류구 시료 분석이 앞으로도 태양계 형성과 생명 기원의 연결고리를 규명하는 핵심 연구 과제가 될 것으로 보고 있다.
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[우주의 속삭임(138)] 소행성 '류구'에서 지구에 없는 미지의 광물 발견
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[신소재 신기술(194)] AI 로봇개, 인간과 배드민턴 랠리 성공⋯로보틱스 기술 진화 가속
- 인공지능(AI)을 탑재한 4족 보행 로봇 개가 인간과 실제 배드민턴 랠리를 이어가는 데 성공했다고 라이브 사이언스가 3일(현지시간) 보도했다. 단순한 반복 동작이 아니라 역동적이고 예측 불가능한 스포츠 상황에 대응할 수 있는 능력을 확보했다는 점에서 로봇공학 발전의 새로운 이정표로 평가된다. 연구진이 활용한 로봇은 스위스 취리히 연방공과대학(ETH) 연구진이 개발한 '애니멀(ANYmal)'이다. 체중 50kg, 높이 50cm 안팍의 개 모양 4족 보행 로봇인 애니멀은 원래는 험지를 이동하거나 물건을 운반하도록 설계됐다. 4족 보행 로봇 '애니멀'의 진화 이번 연구에서는 라켓을 장착한 로봇 팔을 부착해 키 1.6m, 4개 다리에 각각 3개씩, 팔에 6개인 총 18개 관절을 가진 '배드민턴 선수 로봇'으로 변신시켰다. 애니멀은 머신러닝을 통해 전신 동작과 시각적 인식을 결합해 배드민턴 채에 셔틀콕이 닿아 그물 위로 성공적으로 되돌려 보내는 방식을 적응시키는 법을 배웠다. 앞부분에는 스테레오 카메라가 설치돼 셔틀콕의 궤적을 실시간으로 추적하고, 이를 토대로 로봇의 전신 움직임과 라켓 스윙을 제어할 수 있도록 했다. 즉, 로봇 본체 정면 중앙에서 오른쪽에 두 개의 렌즈가 겹친 스테레오 카메라를 추가한 것. 두 개의 렌즈 덕분에 로봇은 자신을 향해 날아오는 셔틀콕의 시각 정보를 실시간으로 처리하고 셔틀 콕의 방향을 파악할 수 있었다. 연구진은 "시각 인식과 전신 운동을 결합한 사례"라며 "스포츠라는 복잡한 환경에서 로봇의 잠재력을 실험하기 적합하다"고 설명했다. 5천만 번의 시뮬레이션 학습 애니멀은 단기간에 경기력을 갖춘 것이 아니다. 연구진은 먼저 가상 배드민턴 코트를 구현한 뒤, 가상 셔틀콕을 무작위로 발사해 로봇이 이를 쫒고 타격하도록 훈련시켰다. 보상 기반 강화학습 방식이 적용돼, 라켓의 각도·스윙 속도·타이밍·코트 내 이동 효율 등이 일정 기준에 부합할 때마다 '보상'을 받도록 설계됐다. 이 과정에서 무려 5천만 번의 시뮬레이션이 이뤄졌고, 그 결과 모든 관절의 움직임을 통합적으로 제어하는 신경망 모델이 완성됐다. 이후 실제 환경에 이 신경망을 이식한 결과, 로봇은 인간이 쳐낸 셔틀콕을 10회 이상 정확히 주고받는 수준에 도달했다. 실제 경기장에서의 성과 현실에서 로봇은 주황색 셔틀콕을 추적하며 초당 최대 12m 속도로 라켓을 휘둘렀다. 이는 아마추어 배드민턴 선수 스윙 속도의 절반 수준이지만, 정교한 타이밍 조절 덕분에 네트를 넘기는 데 무리가 없었다. 또한 로봇은 셔틀콕의 낙하 지점에 따라 움직임을 달리했다. 가까운 거리는 발을 거의 움직이지 않고 타격했고, 1.5m 이상 떨어지면 네 발을 빠르게 움직여 셔틀콕에 접근했다. 2m 이상 떨어질 경우에는 전속력으로 뛰어 올라 팔의 도달 범위를 확장하는 등 인간 선수와 흡사한 전략적 움직임을 보였다. 타격 후에는 자연스럽게 코트 중앙으로 복귀해 다음 샷에 대비하는 습관까지 형성됐다. 남은 한계와 과제 다만 한계도 분명하다. 현재 로봇은 상대 선수의 움직임을 고려하지 못하고 단순히 셔틀콕의 위치만 추적한다. 연구진은 "인간 선수들은 상대의 몸짓을 보고 셔틀콕 궤적을 예측한다"며 "향후 인간 자세 인식 기능을 추가하면 더 자연스럽고 효과적인 경기 운영이 가능할 것"이라고 설명했다. 또한 로봇의 시야 확보 문제도 남아 있다. 연구진은 "셔틀콕을 보면서 움직이면 속도가 느려지고, 속도를 높이면 셔틀콕을 놓친다"며 "이 균형을 맞추는 것이 AI의 핵심 과제"라고 밝혔다. 향후 목관절을 추가해 시야를 넓히는 방안도 검토 중이다. 스포츠를 넘어선 응용 가능성 연구진은 이번 성과가 단순히 '로봇 스포츠 쇼케이스'에 머물지 않는다고 강조한다. 재난 현장에서 잔해를 치우거나 위험 지역에서 신속히 움직이며 임무를 수행하는 데 활용할 수 있기 때문이다. 로봇이 동적 시각 인식과 기민한 움직임을 동시에 수행할 수 있다면, 구조 활동이나 군사·산업 현장 등 응용 범위는 더욱 넓어진다. 공동 저자인 마 윤타오(Ma Yuntao) 박사는 "스포츠는 연구 난이도를 점차 높여가기에 적합한 훈련장"이라며 "이번 배드민턴 실험을 통해 로봇이 복잡한 환경에서도 학습을 통해 동작을 최적화할 수 있음을 입증했다"고 말했다. 로봇공학의 새로운 전환점 로봇공학계는 이번 연구를 4족 보행 로봇의 진화 단계를 한층 끌어올린 사건으로 평가한다. 기존에는 문을 열거나 물건을 집는 등 정적인 작업 중심이었다면, 이제는 인간과 실시간으로 상호작용하는 수준으로 발전했기 때문이다. 학계에서는 "애니멀의 성과는 AI와 로보틱스 융합이 가져올 미래의 가능성을 보여준다"며 "스포츠뿐 아니라 물류, 국방, 구조 현장 등 다양한 영역에서 인간을 보조할 수 있는 길을 열었다"고 분석했다. 이번 연구 결과는 지난 5월 28일자 학술지 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 게재됐다. 로봇이 스포츠라는 역동적 무대에서 인간과 호흡을 맞춘 사례는 향후 로보틱스 연구가 지향해야 할 새로운 방향성을 제시하고 있다.
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[신소재 신기술(194)] AI 로봇개, 인간과 배드민턴 랠리 성공⋯로보틱스 기술 진화 가속
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[우주의 속삭임(137)] 나비성운서 포착된 '우주의 먼지'⋯지구 탄생 비밀 푸는 단서
- 지구 탄생의 기원을 밝히는 단서인 '우주의 먼지'가 나비성운에서 포착됐다고 과학기술 전문매체 사이언스 얼럿이 전했다. 지구로부터 약 3400광년 떨어진 전갈자리 남쪽에 자리한 나비성운(NGC 6302)에서 별의 죽음 과정에서 형성된 결정성 먼지가 식어가는 장면이 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 잡힌 것이다. 별의 최후, '우주의 건축 자재' 남기다 나비성운은 거대한 항성이 생을 마치며 외곽 물질을 우주로 방출해 형성된 행성상 성운이다. 중심에는 백색왜성이 남아 극도로 뜨거운 열을 내뿜고 있으며, 폭발적으로 분출된 가스와 먼지가 나비 날개처럼 펼쳐져 있다. 연구진은 JWST의 적외선 관측과 칠레 아타카마 전파망원경(ALMA)의 데이터를 결합해 성운 내부를 정밀 분석했다. 그 결과, 성운 중심부의 두꺼운 먼지 고리에서는 그을음과 같은 비정질 입자뿐 아니라 포스터라이트, 엔스타타이트, 석영 등 규산염 결정 구조가 확인됐다. 먼지 입자는 수 마이크론 크기로 비교적 오래 성장한 것으로 분석됐다. 중심에서 멀어질수록 이온화 에너지가 낮은 원소가 분포하는 뚜렷한 농도 구배도 관측됐다. 생명 기원의 단서 '탄소 분자' 연구팀은 또 별에서 분출된 철·니켈 제트와 함께 다환방향족탄화수소(PAHs)의 고농도 분포를 발견했다. PAH는 탄소 원자가 고리 구조로 배열된 분자로, 우주 전역에 널리 퍼져 있으며 생명체 형성 이론에서 중요한 요소로 꼽힌다. 산소가 풍부한 환경으로 알려진 나비성운 중심부에서 PAH가 검출된 것은, 별의 강한 바람이 주변 물질과 충돌하며 새로운 유기 화합물을 생성했을 가능성을 시사한다. "우리는 별의 먼지로 이루어졌다" 영국 카디프대의 천체물리학자 마쓰우라 미카코 박사는 "수년간 논쟁이 이어졌던 우주 먼지의 생성 과정을 이번 관측으로 한층 명확히 이해할 수 있게 됐다"며 "차분하게 냉각된 영역에서는 보석 같은 결정체가, 격렬한 충돌이 일어난 영역에서는 거친 먼지가 동시에 형성되는 과정을 직접 확인했다"고 설명했다. 과학계는 이번 연구가 지구와 태양계 형성 과정을 규명하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대하고 있다. 태양계의 기원을 직접 되돌릴 수는 없지만, JWST와 같은 차세대 장비는 별의 죽음이 남긴 '먼지'가 어떻게 행성과 생명의 재료로 재탄생하는지를 보여주고 있다.
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[우주의 속삭임(137)] 나비성운서 포착된 '우주의 먼지'⋯지구 탄생 비밀 푸는 단서
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[기후의 역습(164)] 스페인·포르투갈 초대형 산불⋯EU 산불 피해 사상 최대
- 유럽연합(EU)에서 올해 발생한 산불 피해 면적이 100만 헥타르를 돌파하며 2006년 기록 집계 이후 최악의 시즌으로 기록됐다. 특히 스페인과 포르투갈이 직격탄을 맞으면서 이베리아반도의 약 1%가 불길에 휩싸였다. 전문가들은 기후변화로 인한 고온 건조 현상이 산불을 더욱 빈번하고 대형화시키고 있다고 경고했다고 BBC가 전했다. 이베리아반도 초토화…2주 만에 런던 4배 면적 소실 유럽 산불 감시 기관인 코페르니쿠스 산림화재정보시스템(EFFIS)에 따르면 스페인은 8월 26일까지 누적 40만 헥타르가 소실되며 2006~2024년 평균치의 6배를 넘겼다. 인접한 포르투갈 역시 27만 헥타르가 불타 동일 기간 평균의 5배에 이르렀다. 올해 이베리아반도에서 불에 탄 면적은 68만4000헥타르로 런던 면적의 4배에 달하며, 대부분은 단 2주 만에 발생했다. 산불은 포르투갈 북부 삼림지대와 스페인 북서부 갈리시아, 아스투리아스, 카스티야이레온 등지에서 집중적으로 발생했다. 세계유산인 산티아고 순례길 구간과 피코스데유로파 국립공원 등 관광 명소도 피해를 입었다. 기후변화가 불러온 악순환 영국 임페리얼칼리지 런던의 세계날씨귀속(WWA) 그룹은 이번 지중해 산불이 기후변화와 직결돼 있다고 분석했다. 인간 활동으로 인한 지구 평균기온 상승이 고온·건조한 환경을 만들고, 이는 산불 발생 확률을 10배 가까이 높였다는 것이다. 스페인에서 발생한 산불로 올해 배출된 이산화탄소(CO₂)는 1768만 톤으로, 2003년 위성 관측이 시작된 이후 최대치를 기록했다. 이는 크로아티아의 2023년 연간 온실가스 배출량을 웃도는 규모다. WWA 소속 테오도어 키핑 박사는 "기온 상승으로 식생이 빠르게 건조해지면서 가연성이 높아지고 있다"며 "이로 인해 더 크고 치명적인 산불이 이어지고 있다"고 말했다. 프레디 오토 기후과학 교수는 "화석연료 연소를 중단했어야 할 시점은 이미 10년 전이었다"며 "지금은 1.3도 상승으로 소방대원들이 한계에 부딪히고 있다"고 경고했다. 인구 감소와 토지 방치가 불씨 키워 기후변화와 더불어 농촌 인구 감소도 대형 산불의 원인으로 지목된다. 스페인과 포르투갈의 젊은 층이 도시로 이주하면서 농지 관리가 이뤄지지 않고, 방치된 토지가 잡목과 가연성 식생으로 뒤덮이면서 화재 확산을 가속화하고 있다. 생태계·토양 회복력도 한계 직면 지중해 지역의 생태계는 오랜 세월 산불과 공존해왔다. 이베리아토끼처럼 산불 이후 새롭게 형성된 서식지에서 번성하는 종도 있고, 코르크 참나무처럼 재생력이 강한 수종도 있다. 그러나 최근 산불은 빈도와 강도가 높아지면서 산림 재생 주기를 앞질러 생태계 복원력을 위협하고 있다. 런던정경대학(LSE) 환경지리학과 토머스 스미스 부교수는 "기후가 더워지면서 산불이 커지고, 이로 인한 탄소 배출이 다시 기후를 악화시키는 악순환이 이어지고 있다"고 지적했다. 스완지대학의 스테판 도어 교수는 "산불로 인한 토양 침식과 강우 시 하천 및 저수지의 수질 오염도 우려된다"고 경고했다. 대응책은?…화재 예방과 조기 탐지 필요 전문가들은 위험 지역의 초과 식생을 사전에 제거하고, 발화 가능성을 낮추는 관리가 필수라고 조언한다. 또한 인공지능(AI)과 위성을 활용한 조기 탐지, 신속한 화재 진압 시스템 구축이 피해를 줄이는 핵심 방안으로 꼽힌다. 유럽연합은 이번 사태로 사상 최대 규모의 산불 진화 지원 병력을 투입했지만, 연구진은 "화석연료 사용을 줄이지 않는 한 대형 산불의 위협은 갈수록 심화될 것"이라고 입을 모았다.
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- ESGC
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[기후의 역습(164)] 스페인·포르투갈 초대형 산불⋯EU 산불 피해 사상 최대
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삼성전자, 인텔과 '후공정 동맹' 모색⋯TSMC 독주에 제동
- 삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 절대 강자 대만의 TSMC를 추격하기 위해 경쟁사 인텔과 손을 잡을지 관심이 쏠린다. 삼성이 강점을 가진 '전공정' 기술과 인텔이 앞서나가는 '후공정' 기술을 결합해 시너지를 내려는 전략적 제휴를 모색한다는 분석이 나온다고 샘모바일이 전했다. 특히 이재용 삼성전자 회장의 방미 기간 중 구체적인 협력 논의가 이뤄질지가 관심사다. 최근 삼성전자는 세계 최초로 GAA(Gate-All-Around) 3나노 공정 양산에 성공했지만, 수율 문제로 고전하며 구글, 엔비디아 등 주요 고객사를 TSMC에 넘겨줬다. 반면 인텔은 AI 서버 시장에서 AMD·엔비디아와 치열한 경쟁으로 어려움을 겪고 있다. 이런 상황에서 양사가 각자의 약점을 보완하고자 협력할 수 있다는 관측이 나온다. 반도체 생산은 웨이퍼에 회로를 그리는 전공정과 칩을 포장하는 후공정으로 나뉘는데, 삼성은 전공정에서, 인텔은 후공정에서 세계적인 기술력을 보유하고 있다. 삼성은 현재 칩 제조 후 패키징과 테스트를 후공정 전문 기업에 맡기고 있다. 경쟁사 TSMC는 전공정 기술력에 더해 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트(COWOS)'라는 최첨단 패키징 기술을 무기로 AI 반도체 시장의 큰손인 AMD, 엔비디아의 주문을 사실상 독점하고 있다. 이에 삼성은 단기간에 따라잡기 어려운 전공정 수율 대신, 후공정 기술 강화를 돌파구로 삼으려는 것으로 보인다. TSMC 독점 깬다…'유리 기판'으로 승부수 구체적으로 삼성은 인텔의 '반도체 유리 기판' 기술 도입을 검토하고 있다. 유리 기판은 표면이 매끄럽고 열팽창 계수가 낮아 안정성이 높으며, 두께를 얇게 만들 수 있어 고집적·고속·저전력 반도체에 최적화한 소재로 업계는 평가한다. 특히 발열 제어에 강점이 있어 AI 반도체에 가장 적합한 기술로 꼽힌다. 인텔은 수십 년간 이 기술을 개발했으며, 최근 라이선스 모델을 통해 기술 개방에 나섰다. 구리-구리 직접 접합 방식의 '하이브리드 본딩' 기술 역시 삼성에는 TSMC와의 격차를 줄일 핵심 카드로 꼽힌다. 삼성이 370억 달러(약 51조 원)를 투자해 건설 중인 미국 텍사스주 테일러 공장이 양사 협력의 구심점 역할을 할 수 있다. 협력 형태로는 단순 기술 라이선스부터 합작 투자사(JV) 설립이나 지분 투자 방안이 나온다. 이러한 움직임은 삼성이 최근 인텔의 유리 기판 전문가인 강두안 전 부사장을 영입한 대목에서도 드러난다. 단순히 외부 기술을 빌리는 것을 넘어 관련 기술과 역량을 완전히 내재화하려는 전략으로 업계는 보고 있다. '삼성-인텔 연합', 반도체 공급망 재편 신호탄 이 동맹이 성사되면 삼성은 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 반도체 시장을 위한 고급 해결책(프리미엄 솔루션)을 확보해 엔비디아 같은 정보기술 대기업(빅테크) 고객사를 다시 유치할 동력을 얻는다. 인텔 처지에서도 TSMC에 대항하는 '제3의 축'을 형성하고 기술 라이선스 수익을 창출할 수 있다. 시장 전체에서는 TSMC의 독점 구도를 깨고 고객사들에 '대안 공급망'을 제공한다는 의미가 클 뿐만 아니라, 반도체 공급망 다변화를 추진하는 미국 정부의 정책 방향과도 맞아떨어진다. 삼성과 인텔의 연합은 TSMC 독주 체제를 흔들 잠재력이 큰 '판도 변화의 열쇠(게임 체이저)'라는 평가다. 만약 유리 기판 등 차세대 패키징 기술 협력이 성공적으로 이뤄진다면, 삼성은 단순한 추격자를 넘어 TSMC에 대항하는 새로운 시장 주도 기업으로 부상할 가능성도 있다.
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삼성전자, 인텔과 '후공정 동맹' 모색⋯TSMC 독주에 제동
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
- 인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
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[우주의 속삭임(135)] 왜행성 세레스, 과거 생명체 서식 가능성⋯NASA "화학 에너지 원천 확인"
- 미국 항공우주국(NASA)이 20일(현지시간) 화성과 목성 사이 소행성대에 위치한 왜행성 세레스(Ceres)가 과거 생명체가 살 수 있는 환경을 갖췄을 가능성을 뒷받침하는 새로운 연구 결과를 공개했다. 현재는 얼어붙은 차가운 천체지만, 내부의 화학 반응에서 발생한 에너지가 오랜 시간 유지되면서 미생물 생존에 필요한 조건을 제공했을 수 있다는 분석이다. NASA는 20일(현지시간) 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재한 논문을 통해 "세레스 내부의 열·화학 모델 분석 결과 약 25억 년 전 세레스의 지하 해양에 변성암에서 기원한 열수(熱水)가 꾸준히 공급됐을 가능성이 확인됐다"고 밝혔다. 이 열수에는 미생물 대사에 필요한 가스 성분이 녹아 있어, 당시 세레스의 지하 환경이 생명체 서식에 유리했을 수 있다는 설명이다. 세레스는 지름 약 940km의 왜행성으로, 2018년 종료된 NASA의 탐사선 '던(Dawn)' 미션에 의해 표면의 밝은 반사 영역이 소금 성분이라는 사실이 처음 확인됐다. 2020년에는 지하에 거대한 염수층이 존재했음을 입증한 데 이어, 표면과 내부에서 탄소 화합물이 발견되면서 생명체 서식 가능성 연구가 본격화됐다. 이번 연구는 세레스 내부의 방사성 붕괴로 발생한 열이 지하 해양을 장기간 따뜻하게 유지시켰다는 점을 새롭게 부각했다. 연구 책임자인 샘 쿠빌(미 애리조나주립대 연구원)은 "지구에서 심해 열수와 바닷물이 만나 미생물의 먹잇감이 풍부해지는 것과 비슷한 과정이 세레스 내부에서도 일어났을 가능성이 있다"며 "이 결과는 세레스의 과거 환경에 대한 이해를 넓히는 중요한 단서"라고 말했다. 현재 세레스는 내부 방사성 붕괴열이 거의 소진되면서 지하수가 대부분 얼어붙었고, 일부 남은 액체는 고농도의 염수 상태로 변한 것으로 추정된다. 연구진은 세레스가 형성된 후 약 5억~20억 년 사이에 생명체가 서식할 가능성이 가장 높았을 것으로 보고 있다. 전문가들은 이번 발견이 세레스뿐 아니라 태양계 외곽의 다른 얼음 위성 연구에도 시사점을 준다고 평가한다. 유로파, 엔셀라두스처럼 행성의 중력에 의해 내부 열을 유지하는 천체들과 달리, 세레스처럼 내부 가열이 거의 없는 소형 천체도 과거 한때 생명체에 유리한 조건을 형성했을 가능성이 크다는 것이다. 세레스 탐사를 이끈 NASA 제트추진연구소(JPL)의 관계자는 "던 미션의 축적된 데이터를 기반으로 한 이번 연구는 태양계 내 미생물 생존 가능성을 이해하는 데 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.
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[우주의 속삭임(135)] 왜행성 세레스, 과거 생명체 서식 가능성⋯NASA "화학 에너지 원천 확인"
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[퓨처 Eyes(98)] 버지니아텍, 얼음 스스로 움직이는 '슬링샷 효과' 발견
- 미국 버지니아텍 연구팀이 금속 표면 위에서 얼음이 저절로 움직이는 새로운 현상을 밝혀냈다고 phys.org, 아르스 테크니카 등 과학 전문 매체들이 최근 보도했다. 연구에 따르면 얼음 원반이 금속판 위에서 한동안 멈춰 있다가, 갑자기 활처럼 튕겨 앞으로 미끄러졌다. 바람이 분 것도, 사람이 밀어 준 것도 아니었다. 연구팀은 이 현상을 '슬링샷(slingshot, 새총) 효과'라 이름 붙였다. 이 연구의 출발점은 미국 캘리포니아 데스밸리의 레이스트랙 플레이야(Racetrack Playa)였다. 이곳에서는 수박 크기 바위들이 마른 호수 바닥을 길게 가르며 이동한 흔적을 남긴다. 바위가 이동하는 과정(Sailing stone-세일링 스톤, 움직이는 바위)은 오랫동안 미스터리로 남아 있었지만, 2014년 조사에서 원리가 밝혀졌다. 비가 온 뒤 고인 얕은 물이 밤에 얼고, 낮에 녹기 시작하면서 얇은 얼음판이 형성됐다. 이 얼음판이 바람을 타고 떠다니며 바위를 조금씩 밀어 옮겼던 것이다. 자연의 섬세한 조건이 모여 돌을 움직이게 한 셈이다. 버지니아텍 연구팀은 이 현상을 모방하면서도 한 걸음 더 나아갔다. 바람이 없어도 얼음이 움직일 수 있는 인공적 방법을 찾고자 한 것이다. 조너선 보레이코 버지니아텍 기계공학과 교수는 "자연에서는 바람이 불어야 얼음이 바위와 함께 움직였지만, 우리는 표면 구조만으로도 얼음을 스스로 이동하게 만들고 싶었다"고 설명했다. 얼음을 움직이는 헤링본 무늬 길 연구팀은 금속 표면을 다듬어 얼음을 이동시키는 길을 만들었다. 알루미늄 판에 화살촉이 이어진 '헤링본(생선뼈) 무늬' 홈을 파자, 녹은 물이 홈을 따라 한쪽 방향으로만 흐르게 됐다. 흐름이 생기자 얼음은 물 위에 떠서 함께 이동했다. 강에서 튜브를 타고 내려가는 모습과 흡사했지만, 여기서는 중력이 아니라 표면의 모양이 흐름을 만든다. 실험에 쓰인 얼음은 증류수를 얇은 원반 모양으로 얼린 것이었다. 바닥부터 위로 얼려 공기방울이 생기는 것을 줄였고, 알루미늄 판 위에 올려 녹이는 과정 전체를 다양한 각도에서 촬영했다. 실험 장치는 얼음이 표면 위에서 어떤 움직임을 보이는지 세밀하게 관찰할 수 있도록 설계됐다. 이 과정에서 연구진은 녹은 물이 단순히 흘러내리는 것이 아니라 표면 구조에 따라 방향성을 띤 흐름을 만들 수 있음을 확인했다. 이는 얼음을 능동적으로 움직일 수 있는 첫 단추였다. 잭 타포칙 버지니아텍 박사과정 연구원은 "헤링본 무늬는 물이 거꾸로 흐르는 것을 막고 반드시 한쪽 방향으로만 흐르게 한다. 물이 흐르는 방향에 얼음도 함께 움직일 수밖에 없다"고 말했다. 새총처럼 튕겨 나간 얼음의 비밀 뜻밖의 결과는 발수 코팅을 한 표면에서 나타났다. 연구팀은 얼음의 움직임을 더 빠르게 만들기 위해 표면에 물을 잘 튕겨내는 처리를 했다. 예상은 빗나갔다. 얼음은 오히려 표면에 달라붙어 움직이지 않았다. 하지만 곧 얼음 앞쪽에서 새로운 변화가 일어났다. 홈을 따라 흐르던 녹은 물이 얼음 앞쪽으로 빠져나가 납작한 웅덩이를 형성했다. 이때 앞쪽과 뒤쪽의 표면장력 차이가 생기며 얼음을 앞으로 당겨냈다. 표면이 평평해지려는 힘이 얼음을 한순간에 튕겨낸 것이다. 연구팀은 이 과정을 '슬링샷 효과'라고 불렀다. 타포칙 연구원은 "발수 코팅 표면에서는 물이 홈 속에 머무르지 않고 얼음 앞쪽에 길게 고인다. 얼음은 이 웅덩이 중심으로 재배치되며, 그 과정에서 강한 표면장력 차이가 생겨 새총처럼 튀어 오른다. 이전 실험보다 훨씬 흥미로운 물리 현상"이라고 강조했다. 표면장력은 낯선 개념 같지만 생활 속에서 쉽게 볼 수 있다. 컵 가장자리에 맺힌 물방울이 둥글게 뭉치거나, 젖은 나뭇잎 위에서 물방울이 구슬처럼 굴러가는 모습이 바로 그것이다. 얼음 앞쪽에 납작한 웅덩이가 생기면 표면은 더 넓어지려 하고, 이 힘의 불균형이 얼음을 앞으로 밀어낸다. 보레이코 교수는 "얼음이 단순히 녹는 과정에서 물의 흐름과 표면장력이 맞물려 방향성을 만든다. 이는 기존의 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상과도 다르고, 얼음을 제어하는 새로운 방식을 보여준다"고 설명했다. 라이덴프로스트 효과는 매우 뜨거운 프라이팬에 물을 몇 방울 떨어트리면, 물 방울이 프라이팬 위를 부유하면서 미끄러지듯 마구 움직이는 현상을 말한다. 표면온도가 400℃(물의 끓는 점보다 훨씬 높음) 이상이면, 물방울 아래에 수증기(또는 증기)의 큐션이 형성되어 프라이팬의 공중에 떠 있게 된다. 이 효과는 기름이나 알코올을 포함한 다른 액체에도 적용되지만, 이 현상이 나타나는 온도는 다 다르다. 자연 원리의 재현과 과거 연구와의 연결 보레이코 연구팀은 이전에도 물과 얼음의 독특한 거동을 연구했다. 특히 라이덴프로스트 현상에 주목했다. 이는 뜨거운 팬 위에 물방울을 떨어뜨렸을 때 물방울이 수증기 쿠션을 타고 둥둥 떠다니는 현상이다. 물은 약 섭씨 200도(℃) 이상에서 이런 효과를 보이지만, 얼음은 훨씬 높은 온도에서야 가능하다. 연구팀은 섭씨 550도 이상에서 얼음이 수증기 층 위에 뜨는 현상을 실험으로 확인했다. 보레이코 교수는 "이번 실험은 더 이상 끓거나 뜨는 효과를 찾는 것이 아니다. 단순히 녹는 얼음을 올려두었을 때 표면 구조로 방향성을 줄 수 있느냐를 물은 것"이라고 말했다. 이번 연구는 그런 극한 조건을 쓰지 않았다. 상온에서 단순히 녹는 과정과 표면의 기하학적 설계만으로 얼음을 움직이게 한 것이다. 자연의 원리를 실험실에서 새롭게 재현한 사례다. 단순 호기심 넘어선 실용적 응용 연구는 단순한 호기심을 넘어서 실질적인 활용 방안으로 이어지고 있다. 첫째, 얼음이나 성에를 제거하는 제상(除霜) 기술이다. 항공기 날개, 냉동고, 태양광 패널, 열교환기 표면은 겨울마다 얼음과 성에로 효율이 떨어진다. 기존에는 열을 많이 가하거나 화학제를 써서 제거해야 했다. 하지만 이번 실험에서처럼 부분적으로만 녹여도 얼음이 스스로 떨어져 나가면, 열 에너지를 최대 10배 줄일 수 있다. 둘째, 소규모 발전 장치다. 금속 표면을 원형으로 설계하면 얼음 원반이 계속 회전한다. 원반에 자석을 붙여 코일과 결합하면 전기를 생산할 수 있다. 큰 발전소를 대신할 수는 없지만, 전력 소모가 적은 센서나 웨어러블 기기에는 충분하다. 셋째, 미세 유체 제어 기술이다. 반도체 공정이나 바이오 칩에서는 작은 물방울을 원하는 방향으로 보내는 것이 중요한데, 지금까지는 펌프나 전기장을 써야 했다. 연구팀의 방식은 단순히 표면 구조와 표면장력만으로 물방울을 제어할 수 있어 새로운 가능성을 연다. 해당 논문은 'ACS 응용 재료 및 인터스페이스(ACS Applied Materials and Interfaces)' 저널에 게재됐다. 이번 연구의 한 가지 잠재적 응용 분야는 에너지 수확이다. 예를 들어, 금속 표면을 직선이 아닌 원형으로 패턴화하면 녹는 얼음 디스크가 지속적으로 회전하게 된다. 디스크에 자석을 부착하면 자석도 회전하며 전력을 생성한다. 또한 회전하는 디스크에 터빈이나 기어를 부착하는 것도 가능하다. 이처럼 이번 성과는 자연의 원리를 모방한 과학이 어떻게 응용으로 이어질 수 있는지를 보여 준다. 하지만 넘어야 할 과제도 있다. 실제 장비에 적용하려면 표면이 오랫동안 기능을 유지해야 한다. 먼지나 기름때가 홈을 막지 않도록 관리하는 방법도 필요하다. 얼음의 크기와 모양, 온도 변화 속도에 따라 효과가 달라지는 만큼 표준화된 설계가 뒷받침돼야 한다.
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[퓨처 Eyes(98)] 버지니아텍, 얼음 스스로 움직이는 '슬링샷 효과' 발견
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서울 연립·다세대 매매 33.7%↑⋯임대차는 6.5%↓
- 올 2분기 서울 연립·다세대주택 시장에서 매매가 뚜렷이 증가한 반면 임대차 거래는 줄어든 것으로 나타났다. 부동산플래닛이 국토교통부 실거래가 자료를 분석한 결과, 2분기 매매 거래량은 9175건으로 전 분기 대비 33.7% 늘었고, 거래금액도 42% 증가한 3조7010억원을 기록했다. 자치구별로는 용산구가 128.2%로 상승폭이 가장 컸으며 동작구와 강남구도 80% 이상 늘었다. 반면 동대문구(-36.3%), 중구(-15%) 등 일부 지역은 감소했다. 임대차 거래는 3만1765건으로 전 분기 대비 6.5% 줄었고, 전세·월세 모두 감소했다. 서울 평균 전세가율은 63.1%로, 강서구가 73.9%로 가장 높았고 용산구는 43.3%로 가장 낮았다. [미니해설] 서울 연립·다세대 시장 양극화…매매 '활기' 속 임대차 '위축' 올해 2분기 서울 연립·다세대주택 시장에서 매매와 임대차 거래가 상반된 흐름을 보였다. 매매시장은 거래량과 금액 모두 크게 늘며 활기를 띠었지만, 임대차 시장은 전세와 월세 거래 모두 줄어들며 위축된 양상이다. 매매시장 뚜렷한 회복세 부동산플래닛이 국토교통부 실거래가를 분석한 결과, 2분기 연립·다세대 매매 거래량은 9175건으로 전 분기보다 33.7% 증가했다. 거래금액은 42% 늘어난 3조7010억원으로 집계됐다. 지난해 같은 기간과 비교하면 거래량은 33.6%, 거래금액은 무려 53.6%나 뛰었다. 자치구별로 살펴보면, 용산구가 128.2% 증가하며 상승폭이 가장 컸다. 동작구(82.6%), 강남구(81.1%), 광진구(61.4%), 성동구(59.3%) 등 주요 지역에서도 거래가 활발했다. 다만 동대문구(-36.3%), 중구(-15%), 노원구(-5.1%), 강동구(-3.6%) 등 4개 구에서는 거래가 감소했다. 거래금액 역시 비슷한 흐름을 보였다. 동작구가 85.7% 늘어 가장 두드러졌고, 용산구(72.4%), 강남구(67.8%), 양천구(65.8%) 등도 큰 폭의 증가세를 기록했다. 반면 동대문구(-25.1%), 노원구(-10.9%), 중구(-10.8%)는 거래금액이 줄었다. 매매시장 활성도를 보여주는 거래회전율에서는 동작구가 1.62%로 가장 높았고, 성동구(1.46%), 용산구(1.40%) 등이 뒤를 이었다. 임대차 시장은 위축 같은 기간 임대차 거래는 오히려 줄었다. 2분기 임대차 거래량은 3만1765건으로 전 분기 대비 6.5% 감소했다. 전세(1만3425건)는 1.5% 줄었고, 월세(1만8340건)는 9.9% 줄며 감소 폭이 더 컸다. 특히 월세 비중이 전체 임대차 거래의 57.7%를 차지하며 절반을 넘었다는 점이 주목된다. 월세 유형별로는 보증금이 월세의 12~240개월치에 해당하는 '준월세'가 54.1%로 가장 많았고, 준전세가 36.1%, 순수월세는 9.8%였다. 전세 거래가 가장 활발했던 지역은 송파구(1428건)였고, 마포구·광진구·서초구·강서구 등이 뒤를 이었다. 월세 거래량도 송파구가 2864건으로 가장 많았으며 강서구, 강동구, 강남구, 서초구 순으로 많았다. 전세가율 서남권 높고 도심권 낮아 6월 기준 서울 연립·다세대 주택의 평균 전세가율은 63.1%였다. 지역별로는 강서구가 73.9%로 가장 높았고 영등포구(73.5%), 관악구(72%) 등 서남권에서 높은 전세가율을 보였다. 반대로 용산구(43.3%), 마포구(53.6%), 성동구(54.7%), 서초구(56.3%) 등은 상대적으로 낮았다. 이는 서남권 지역이 상대적으로 가격 부담이 적고 임대 수요가 높은 반면, 도심과 강남권은 매매가격이 높아 전세가율이 낮게 형성된 것으로 풀이된다. 시장 해석 이번 통계는 연립·다세대 시장이 매매 중심으로 회복세를 보이고 있음을 보여준다. 정부의 대출 규제 완화, 실수요자들의 내 집 마련 수요, 일부 지역 개발 호재 등이 매매 거래 증가를 이끌었다는 분석이 나온다. 반면 임대차 시장은 월세 비중이 높아진 가운데 전세·월세 모두 줄어든 것은 금리 부담과 경기 불확실성, 임차인의 신중한 태도 등이 반영된 결과로 보인다. 연립·다세대 주택은 아파트에 비해 상대적으로 진입 장벽이 낮아 서민과 젊은층 수요가 집중되는 시장이다. 이번 통계는 이들 계층의 주거 선택 변화와 수도권 주택 시장의 구조적 변화를 가늠할 수 있는 지표로 의미가 크다.
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서울 연립·다세대 매매 33.7%↑⋯임대차는 6.5%↓
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