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네이처, KIST 60주년 특집 다뤄…"초기 철강 지원서 AI 주역으로"

세계적인 학술지 네이처가 한국과학기술연구원(KIST) 60주년 특집을 다뤄 화제다. 자연과학 분야에 특화돼 있는 네이처가 종합연구기관 격인 KIST 60주년 특집호를 다룬 것은 파격적이다. 왜냐하면 일본 리켄연구소나 스위스 CERN, 미항공우주국(NASA) 등 개별 연구소를 특집으로 다룬 케이스가 드물기 때문이다. 네이처는 오상록 KIST 원장 기념사와 파트너 콘텐츠로 세계적인 문제 해결을 위한 신기술 개발자 4명 인터뷰, 지난 60년 동안 네이처와 네이처 자매지에 실렸던 총 8건의 성과를 소개했다. 오 원장은 이 기념사를 통해 "KIST는 초기 철강 및 전자공학 등 주요 산업 창출을 지원하고 한국 경제 변혁과 정책을 이끄는 국가 싱크탱크로서의 역할을 했다"며 "현재는 ▲차세대 반도체 ▲인공지능 및 로봇공학 ▲기후 및 환경 ▲청정 수소 ▲뇌과학 ▲천연 제품 ▲우주 복합재료 등 7개 미션을 지향하고 있다"고 말했다. 미래 60년에 대해선 "국가와 사회가 직면한 복잡한 도전을 해결하는 데 전념하는 국가적 사명 지향 연구기관으로서의 역할을 해나갈 것"이라며 "향후 더 넓은 세계에 새로운 가능성을 열어갈 것"이라고 덧붙였다. 파트너 콘텐츠 소개에서는 AI 기반 휴머노이드 로봇부터 알츠하이머병 치료제에 이르기까지, 한국과학기술연구원의 다양한 기술적 성과를 4명의 연구소 책임자 인터뷰를 통해 소개했다. 대표적으로 KIST가 지난해 개발한 한국형 휴머노이드 카펙스(KAPEX)를 먼저 소개했다. 이종원 KIST 휴머노이드연단장에 따르면 "일반 가정에 AI 기반 휴머노이드 로봇이 예상보다 훨씬 빨리 다가올 수 있다"며 "휴머노이드가 인간의 동반자로 지적,정서적 친구가 될 것"으로 내다봤다. 또 박기덕 KIST 뇌과학연구소장은 "신경퇴행성 질환 발생 원인을 아직 잘 모르지만, 조만간 돌파구가 열릴 것으로 본다"며 "현재 130건 이상의 알츠하이머병 치료제 임상시험을 진행중"이라고 소개했다. 이외에 KIST 수소연료전지연구센터에서 그린수소 수전해 기술을 연구해온 이소영 박사와 구현철 초거대계산반도체전략연구단장의 스핀 연구에 대한 비전을 언급했다. 네이처는 또 지난 60년간 KIST가 네이처와 네이처 자매지에 기고했던 8건의 연구성과도 함께 공개했다. 네이처 본판에 실린 KIST 첫 논문은 1987년 4월 9일자로 성장-패킹에 의한 섬유합성 연구성과가 실렸다. 이어 두 번째 논문은 2013년 재구성 가능한 반도체 논리 소자, 세 번째는 2022년 팔라듐 수소화물에 대한 논문이 게재됐다. 그외 네이처 자매지에는 접착센서와 세라믹 연료전지, 알츠하이머 방병 원인 규명, 고분자 전해질 막 개발, 2차원 광원장치를 위한 전도성 브리지 접촉 연구 결과 등이 게재됐다. 한편 KIST는 10일 서울 성북구 KIST 본원 존슨강당에서 60주년 기념식을 개최했다. KIST 60년, 과학기술 대한민국의 미래를 열다'를 주제로, 하정우 대통령실 AI미래기획수석을 비롯한 과학기술계 주요 인사와 KIST 동문 등 약 400여 명이 참석했다. 오상록 원장은 기념사에서 “KIST의 지난 60년이 대한민국 과학기술 발전을 이끈 축적의 시간이었다면, 다가올 60년은 그 성과를 다시 사회에 돌려주는 환원의 시기"라고 강조하며 "KIST가 국가와 사회가 당면한 난제를 해결하는 희망의 서사를 다시 써 내려가겠다”고 밝혔다.

2026.02.10 15:43박희범 기자

中 연구진, 머리카락 굵기보다 얇은 컴퓨터 칩 개발

중국 연구진이 사람 머리카락보다 얇은 섬유 형태 컴퓨터 칩을 개발하는 데 성공했다. 이 기술은 향후 웨어러블 전자기기와 의료·신경 인터페이스 분야에 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다. 과학 매체 뉴아틀라스는 최근 중국 상하이 푸단대학교 연구진이 유연한 섬유 형태의 반도체 칩을 개발했다고 최근 보도했다. 해당 논문은 국제 학술지 네이처에 실렸다. 두께 1mm 안에 1만 개의 트랜지스터 집적한 섬유 칩 과학자들은 오랫동안 반도체 칩을 직물에 적용해 전자 기능을 구현하려는 연구를 진행해 왔다. 하지만 복잡한 전자 회로를 직물 한 가닥과 같은 제한된 공간에 집적하는 것은 쉽지 않았다. 또한 컴퓨터 칩은 소형화하더라도 평평하고 유연성이 부족해, 직물 고유의 촉감과 자연스러운 움직임을 유지하는 데 한계가 있었다. 푸단대학교 연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 기존 표면형 웨어러블 전자기기 방식에서 벗어나, 회로를 겹겹이 쌓은 나선형 구조로 제작한 뒤 이를 초박형 광섬유 내부에 배치했다. 그 결과 연구진은 두께 1mm의 섬유 안에 트랜지스터 약 1만 개를 집적할 수 있는 '섬유 칩'을 구현하는 데 성공했다. 이는 일반적인 심장 박동기와 유사한 수준의 처리 능력을 갖춘 것으로 평가된다. 연구진에 따르면 섬유 길이를 1m까지 확장할 경우 수백만 개의 트랜지스터를 집적해 일반 데스크톱 컴퓨터에 버금가는 처리 성능도 구현할 수 있다. 이 섬유는 단순한 전선이 아니라 저항기, 커패시터, 다이오드 등 마이크로컴퓨터 시스템에 필요한 핵심 부품들이 내부에 함께 내장돼 있어, 디지털 신호와 아날로그 신호를 모두 처리할 수 있는 완전한 폐쇄형 하이브리드 시스템을 구성한다. 머리카락 보다 얇은 두께 50㎛, 1만 회 이상의 테스트 진행 연구진은 실제 사용 환경을 가정해 섬유의 내구성 시험도 진행했다. 그 결과 섬유는 1만 회 이상의 굽힘 및 마모 테스트를 견뎌냈으며, 최대 30%까지 늘어나고 쉽게 꼬일 수 있는 유연성을 유지했다. 또한 100회 세탁 테스트, 100℃ 고온 테스트, 15.6톤 트럭 하중에 해당하는 압축 테스트까지 모두 통과했다. 푸단대학교 섬유재료소자연구소의 천페이닝 연구원은 “이번 제조 방식은 현재 반도체 산업에서 사용되는 장비와의 호환성이 매우 높다”며 “이미 섬유 칩을 대량 생산할 수 있는 공정도 개발했다”고 밝혔다. 섬유 칩의 두께는 약 50마이크로미터(㎛)로, 평균적인 사람 머리카락 지름(약 70㎛)보다도 얇다. 동시에 높은 유연성을 갖춰 의류뿐 아니라 의료 분야에서도 활용 가능성이 크다. 연구진은 이 섬유가 뇌 조직과 유사한 유연성을 지녀 생체 적합성이 높은 신경 도구, 특히 스마트 임플란트와 같은 분야에 적용될 수 있다고 설명했다. 이번 연구를 이끈 펑후이성 푸단대학교 교수는 “인체는 연조직으로 구성돼 있기 때문에, 미래의 뇌-컴퓨터 인터페이스와 같은 신흥 분야에서는 부드럽고 유연한 전자 시스템이 필수적”이라고 강조했다. 연구팀이 10년 이상 개발해 온 이 기술은 향후 파킨슨병, 간질, 뇌졸중과 같은 신경 질환 치료는 물론, 고정밀 센서 분야에도 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

2026.01.31 09:16이정현 기자

SK온, 단결정 양극재 합성 난제 풀었다…수명·안정성·에너지밀도↑

SK온은 서울대학교 강기석 교수 연구팀과 함께 대형 입자로 구성된 고밀도 단결정 양극 전극을 개발하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 세계 최고 권위 학술지인 '네이처 에너지'에 실린 이번 연구는 단결정 양극 소재 합성 기술적 난제를 규명하고 새로운 합성 경로를 제시해 배터리 수명∙안정성∙에너지밀도 향상에 발전을 가져올 것으로 평가받는다고 회사 측은 전했다. 현재 업계에서 사용되는 다결정 양극재는 여러 개 입자가 뭉쳐 있는 구조로 압연 공정이나 충·방전 과정에서 입자에 균열이 일어나 내부 가스 발생 가능성이 있다. 반면, 단결정 양극재는 하나의 단위 입자가 단일한 결정 구조로 이루어져 있어 쉽게 균열이 일어나지 않아 안정성과 수명이 뛰어나다. 다만, 단결정 양극재는 소재 합성 과정에서 입자를 크고 균일하게 성장시킴과 동시에 구조적 안정성까지 확보하는 것이 어려워 업계의 난제로 꼽혀왔다. 특히 니켈 함량이 높은 양극 소재일수록 단결정을 생성하기 위해서는 고온∙장시간 열처리가 필요한데 이 경우 양이온 무질서 현상이 나타나 배터리 성능∙수명 저하 등의 문제가 대두됐다. SK온과 서울대 연구진은 문제 해결을 위해 새로운 합성 방법을 고안했다. 구조적 안정성이 뛰어나고 결정 성장이 쉬운 나트륨 기반 단결정을 먼저 만든 뒤 이온 교환을 통해 리튬으로 대체하는 방식이다. 튼튼한 단결정 구조가 유지된 채로 양극 소재를 얻을 수 있는 것이다. 또한 연구진은 높은 에너지 밀도 구현에 유리한 대형 입자 단결정에 주목하고 화학적 조성, 온도, 시간 등 제작을 위한 최적의 합성 조건과 구조 형성 메커니즘을 분석했다. 그 결과, 일반 양극재 입자 크기의 약 2배에 달하는 10μm 크기 입자로 구성되고 양이온 무질서가 없는 울트라 하이니켈 단결정 양극재 개발에 성공했다. 해당 단결정 양극재는 뛰어난 기계∙화학적 안정성과 높은 에너지 밀도를 지닌 것으로 나타났다. 테스트 결과, 양이온 무질서가 없어 구조 변형이 감소했으며 가스 발생량도 다결정 양극재 대비 25배나 감소한 것으로 확인됐다. 에너지 밀도 역시 이론적 결정 밀도 최대 77%에 달하는 것으로 드러났다. SK온과 서울대 연구진은 차세대 양극재 개발을 위한 후속 연구도 이어갈 예정이다. 이번 연구 결과를 바탕으로 한층 더 고도화된 소재 조성과 합성 방법을 모색하고 서로 다른 크기의 단결정 입자를 최적의 비율로 조합해 에너지 밀도를 높이는 연구도 검토 중이다. 박기수 SK온 미래기술원장은 “이번 연구 성과는 배터리 소재 분야에서 SK온이 지닌 기술 경쟁력을 확실히 보여주는 사례”라며 “앞으로도 학계와 협력을 통해 혁신적인 연구개발을 지속하고 기술 리더십을 강화해 나가겠다”고 말했다.

2026.01.08 08:51류은주 기자

NASA "위성 56만개 되면 우주망원경 사진 96% 손상"

미국 항공우주국(NASA) 천문학자들이 향후 몇 년 안에 저궤도 위성의 급증으로 우주망원경이 촬영한 거의 모든 이미지가 손상될 수 있다고 경고했다. AFP, 사이언스얼랏 등 외신들은 3일(현지시간) 해당 연구 결과가 국제학술지 '네이처'에 게재됐다고 보도했다. 연구에 따르면, 저궤도 위성 수는 2019년 약 2천 개에서 현재 1만5천 개 수준으로 급증했다. 그러나 이는 시작에 불과하다. 각국 정부 기관에 제출된 위성 발사 계획이 예정대로 진행될 경우 2030년대 말 지구 궤도를 도는 위성 수는 56만 개에 이를 것으로 전망된다. 연구를 이끈 NASA 에임스연구센터 알레한드로 보를라프는 “이는 우주 망원경에 매우 심각한 위협을 초래한다”고 우려했다. 주요 3대 망원경 이미지 최대 96% 손상 우려 연구진들은 위성 수가 56만 개로 증가할 경우 4개 우주 망원경들이 어떤 영향을 받는 지 시뮬레이션했다. 그 결과, 위성에서 반사된 빛은 NASA 스피어엑스(SPHEREx) 망원경, 유럽우주국(ESA)이 준비 중인 아라키스(ARRAKIHS) 망원경, 중국에서 계획 중인 쑨텐 망원경이 촬영한 이미지의 96%에 영향을 미칠 것으로 조사됐다. 비교적 좁은 시야를 가진 NASA 허블 우주 망원경조차도 약 3분의 1 가량의 이미지가 손상될 것으로 분석됐다. 보를라프는 "지구에 위협이 되는 소행성을 찾으려고 한다고 상상해 보라"며, “하늘을 가로지르는 소행성과 위성은 똑같아 보인다. 어느 것이 소행성인 지 알아내기가 정말 어렵다"고 설명했다. 한편, 제임스 웹과 같은 일부 우주 망원경은 지구에서 150만㎞ 떨어진 제2 라그랑주(L2) 포인트에 머물고 있기 때문에 위성의 영향을 받지 않는다. 해결책은 '위성 수 줄이기'이나 현실적으로 불가능 연구 결과에 따르면 우주 망원경보다 낮은 고도에 위성을 배치하는 것이 한 가지 해결책이 될 수 있지만, 이럴 경우 지구 오존층이 파괴될 가능성이 있다. 때문에 가장 간단한 해결책은 더 적은 수의 위성을 발사하는 것이다. 하지만 위성 인터넷 시장 경쟁과 인공지능(AI) 열풍에 따른 수요 증가로 현재로서 이는 불가능해 보인다. 현재 궤도에 있는 위성의 약 4분의 3 가량은 일론 머스크의 스타링크 군집 위성에 속한다. 하지만 향후 경쟁이 치열해지면서 수십 년 안에 스타링크 위성 수는 전체의 10%에 불과할 것으로 예상된다. 또 다른 문제는 위성 크기가 점점 더 커지고 있다는 점이다. 보를라프는 육안으로 볼 때 크기가 100㎡인 위성은 "하늘에서 볼 수 있는 가장 밝은 별만큼 밝다"고 밝혔다. 하지만 현재 폭 3천㎡의 우주 데이터 센터 건설 계획이 있다. 이 경우 이 위성이 내뿜는 빛은 "행성만큼 밝을 수도 있다"고 보를라프는 덧붙였다.

2025.12.04 14:03이정현 기자

KAIST, 이탈리아 파마에 7천500억원 받고 신약 후보 물질 기술 이전

KAIST는 의과학대학원 이정호 교수가 교원 창업기업한 소바젠(각자대표 박철원·이정호)이 난치성 뇌전증 치료제 후보 물질을 글로벌 제약사에 7천500억 원(5억5천만 달러)에 기술이전하는 성과를 냈다고 9일 밝혔다. 이정호 교수 연구팀은 난치성 뇌전증과 악성 뇌종양 같은 치명적 뇌 질환의 원인이'뇌 줄기세포에서 생긴 후천적 돌연변이(뇌 체성 돌연변이)인 사실을 세계 최초로 규명해 네이처와 네이처 메디슨 등에 2015년, 2018년 각각 발표한 바 있다. 이 교수는 이후 신약 개발 전문가인 소바젠 박철원 대표와 함께, 뇌전증의 원인 돌연변이 유전자(MTOR)를 직접 겨냥할 수 있는 RNA 신약(ASO)을 발굴하고, 글로벌 제약사인 이탈리아 안젤리니 파마와 대규모 기술이전 계약을 체결했다. 이번 성과는 의사이면서 기초 연구를 집중 수행하는 '의사과학자(M.D.-Ph.D. Physician Scientist)'인 이정호 교수가 중개 연구와 벤처 창업을 결합해 이룬 성과라는 점에서 의미가 있다. 기초 연구실에서 출발한 아이디어가 창업 기업을 통해 세계 최초 신약(혁신 신약, First-In-Class) 후보로 발전하고, 다시 글로벌 시장으로 연결되는 선순환 구조를 만들었다. 소바젠 박상민 수석연구원(KAIST 의과학대학원 졸업생)은 “질병 원인 규명부터 신약 개발, 그리고 글로벌 기술 수출까지 모두 대한민국 과학의 힘으로 가능했다”고 밝혔다. 소바젠 박철원 대표는 “KAIST가 의과학대학원과 교원 창업 기업들을 적극 지원해 주신 덕분에 이번 성과가 가능했다”고 덧붙였다. 이정호 교수는 “국내 의과대학은 환자 진료 중심 문화인 반면, KAIST는 혁신과 산업화를 중시하는 연구 문화를 갖추고 혁신적 기초 연구와 신약 기술 수출이라는 두 가지 성과를 동시에 달성할 수 있었다”며, “이번 성과가 앞으로 KAIST 의과학 연구가 나아갈 방향을 보여주는 좋은 사례가 될 것”이라고 말했다. 이 성과에 대해 KAIST 이광형 총장은 "한국 의과학과 바이오벤처가 '혁신 신약 개발'이라는 글로벌 무대에서 경쟁력을 가질 수 있음을 보여줬다"며 "KAIST가 추구해 온 '기초에서 산업으로'라는 연구 철학이 의과학 분야에서도 현실로 구현된 대표적 사례”라고 평가했다.

2025.10.09 13:45박희범 기자

금, 녹는 점 14배 가열해도 안 녹아…"물리법칙 깨졌다"

과학자들이 초고속 레이저를 사용해 금을 녹는 점의 14배까지 가열했으나 액체로 변하지 않은 것을 확인했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 해당 연구 결과는 지난 달 말 국제학술지 '네이처'에 실렸다. 이 실험은 수십 년간 이어온 고체 안정성에 대한 물리학 기본 법칙을 깨뜨린 결과라고 외신들은 평가했다. 연구진은 이 방법이 극도로 뜨거운 시스템의 온도를 정확하게 측정하는 최초의 신뢰할 수 있는 방법이라고 밝혔다. 태양을 둘러싸고 있는 플라스마나 행성의 핵과 같은 특이한 물질은 엄청나게 높은 온도까지 도달할 수 있으나 이런 '따뜻한 고밀도 물질'의 실제 온도를 측정하는 것은 쉽지 않았다. 미국 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소 과학자이자 해당 논문 공동 주저자인 밥 나글러는 "밀도와 압력을 측정하는 좋은 기술은 있으나 온도는 그렇지 않다"며, “이는 수십 년 동안 해결되지 않은 문제"라고 밝혔다. 성공적인 온도 측정을 위해서는 측정 속도가 핵심이었다. 이를 위해 연구팀은 45펨토초(45조 분의 1초) 속도로 X선 레이저 펄스를 사용해 얇은 금 필름을 빠르게 가열해 해당 물질의 온도를 측정할 수 있었다. 하지만 연구진은 이 실험으로 새로운 온도 측정 기술 이상의 성과를 달성했다고 밝혔다. 미국 네바다대학교 물리학 부교수이자 해당 논문 공동 주저자 토마스 화이트는 "초고온 고체에서 예상보다 훨씬 높은 온도가 발견돼 놀랐다. 이는 1980년대부터 오랫동안 지속되어 온 이론을 반증하는 것"이라고 밝혔다. 고체 금 샘플을 가열시키자 섭씨 1만8천700도까지 온도가 올랐다. 이는 금 원소의 표준 녹는 점 섭씨 1천64도의 14배에 달하는 온도다. 화이트 교수는 "이것은 아마도 지금까지 기록된 가장 뜨거운 결정 물질일 것"이라며, "금이 녹기 전에 상당히 뜨거워질 것으로 예상했지만, 14배나 높은 온도 상승은 예상하지 못했다"고 밝혔다. 일반적으로 고체와 액체는 한 상태에서 다른 상태로 변하는 정해진 온도, 녹는점을 갖는다. 하지만, 특정 조건에서는 물질이 상태 변화 없이도 이 한계를 넘어 가열될 수 있는데, 이를 '과열'이라고 한다. 이 현상은 전자레인지에서 가열된 물에서도 종종 관찰된다. 1980년대에 물리학자들은 고체의 과열 효과의 한계를 녹는점의 3배로 계산했고, 이를 '엔트로피 재앙(entropy catastrophe)'이라고 부르며, 어떤 물질도 녹는점의 약 3배 이상에서 고체 상태를 유지할 수 없다는 이론적 한계를 제시했다. 하지만, 이번에 이 이론이 깨진 것이다. 그렇다면 금 샘플은 어떻게 녹는점의 14배에서 고체 상태를 유지할 수 있었을까? 연구팀은 금을 가열하는 속도가 너무 빨라 실험 시간 동안 결정 구조가 팽창하지 않았을 것이라고 추정했다. "우리가 보여준 것은 재료가 극도로 빠르게 가열될 경우, 우리의 경우 1조 분의 1초 이내에 가열된다면 이를 피할 수 있다는 것"이라고 화이트 교수는 밝혔다

2025.08.08 10:40이정현 기자

30년된 플라즈마 물리 난제 국내 과학자가 해결

플라즈마 물리의 난제중 하나인 '다중 스케일 연계 현상'이 학계에서 논의된지 30년 만에 국내 연구진에 의해 처음 규명됐다. 연구 성과는 국제학술지 '네이처'에 7일(현지시간 6일 오후4시) 게재됐다. '다중 스케일 연계'는 플라즈마 시스템에서 서로 다른 시간 및 공간 규모의 물리 현상들이 복잡하게 상호작용하며 영향을 주고받는 현상을 말한다. 1990년 중반 본격 제기됐다. 매우 미세한(나노초·마이크론 단위) 미시적 움직임이, 전체 시스템(미터·초 단위) 거동에 영향을 주거나 반대로 거시적 조건이 미시 현상에 피드백을 주는 구조다. 플라즈마 물리에서 '다중 스케일 연계' 현상이 난제로 불리는 이유는 미시적, 거시적 스케일을 동시에 관측하는 실험을 구현하기에 어려움이 많았다. 또한 스케일 간 상호작용이 선형적이지 않고, 복잡한 피드백 루프를 형성하는 것도 측정의 어려움 중 하나였다. 서울대 박종윤 박사는 "슈퍼컴퓨팅 자원이나 구형 토러스 등으로 실험이 가능했다"며 "플라즈마 내에서 발생하는 3차원 자기재연결 현상을 시뮬레이션으로 검증한 세계 최초의 사례"라고 설명했다. 자기재연결은 자화 플라즈마 환경에서 순간적으로 발생해 에너지 방출과 구조 변화를 유발하는 현상이다. 태양 플레어와 같은 자연 현상이나 핵융합 과정에서 나타나는 현상이 대표적이다. 연구팀은 국내 유일 구형토러스(ST) 장치인 서울대학교 베스트(VEST)에서 두 개의 플럭스 로프를 형성한 뒤, 각 로프에 고속 전자빔을 주입해 미시 자기 난류를 유도했다. 그 결과 이 전자빔은 배경 알펜 속도보다 높은 속도로 플라즈마를 따라 이동하면서 플럭스 로프 주변부에 미시 난류를 만들어내 자기 재연결을 유발하는 것을 확인했다. 특히, 플라즈마 내 자기 유체 평형이 급격히 재편되며, 이 과정에서 자기 재연결에 의한 X-ray 방출, 이온 온도 상승, 전류 밀도 재분포 등 다양한 에너지 교환 및 재구성 현상이 함께 관찰됐다는 것이 연구팀 설명이다. 박종윤 박사는 "단순 거시적 자기 유체 평형 변화가 아니라, 미시 자기 난류 발생 → 로프 병합 → 평형 붕괴 → 재형성이라는 단계적 경로를 통해 진행됐다"며 "이는 기존의 자기유체역학적이론(MHD)만으로는 설명되지 않는 다중 스케일(Multiscale) 상호작용 현상임이 확인됐다"고 부연 설명했다. 구형토러스는 구에 가까운 형태로 설계된 고체계 플라즈마 장치다. 또 플럭스 로프는 플라즈마가 자기장과 상호작용하며 형성된 원통형 자기 구조체를 말한다. 연구팀은 이를 세포기반 입자 시뮬레이션 기법(PIC)으로 재현했다. 입자 수준에서 유도된 난류가 자기재연결을 유발하고, 그 결과 전체 시스템의 자기 구조를 바꾸는 과정을 입증했다. 시뮬레이션에서도 실험과 같이 전자빔 속도가 높을수록 난류 세기가 커지고, 자기재연결 및 플럭스 로프 병합이 더 명확하게 발생하는 것이 확인됐다는 것이 연구진 설명이다. 이번 연구는 전 과정이 순수 국내 연구진에 의해 수행됐다. 서울대학교 황용석 교수와 박종윤 박사는 차세대 핵융합로 운전 기술 개발을 위한 실험 기반 연구를 수행하며 미시 난류와 자기 유체 평형 변화를 관찰했다. 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 윤영대 박사는 시뮬레이션 수행 및 추가 이론 분석을 맡았다. APCTP 윤영대 박사는 "자기재연결의 개시(onset)에 대한 이해를 바탕으로, 플라즈마 난류 제어 및 전류 구동 기술 고도화에 기여할 수 있을 것"으로 내다보며, "차세대 핵융합 장치(ST)의 안정적 운전 기술 개발에 중요한 기반이 될 것"으로 기대했다. 연구는 과기정통부 기초연구사업(중견연구, 우수신진연구)과 아태이론물리센터지원사업 및 국가과학난제도전협력지원단(서울대) 지원으로 수행됐다.

2025.08.07 00:01박희범 기자

"사라진 플라스틱의 역설"…북대서양에 2천700만톤 나노 플라스틱 있다

그 동안 바다에 수억 톤의 플라스틱이 떠 다니고, 사람의 침이나 혈액, 정액 등에 미세 플라스틱이 섞여있다는 사실은 알려져 왔으나, 어느 정도 미세 플라스틱이 주위에 산재해 있는지는 정확히 파악하지 못했다. 그런데 이번에 눈에 보이지 않는 미세 플라스틱의 양을 추정한 연구 결과가 나왔다. IT매체 기즈모도는 네덜란드 왕립해양연구소(NIOZ)와 위트레흐트 대학교 연구진이해양 오염을 유발하는 나노플라스틱의 실제 추정치를 최초로 제시했다고 최근 보도했다. 연구 결과에 따르면 북대서양에만 크기가 1마이크로미터(μm) 미만인 부유 플라스틱 입자가 2천700만 톤이나 존재한다. 연구진은 최근 국제학술지 네이처에 발표한 논문에서 "해양 플라스틱 오염은 만연하며, 대부분의 과학적 관심은 거대 플라스틱과 미세 플라스틱에 집중되어 있다. 반면에 크기가 1μm 미만인 해양 나노 플라스틱은 여전히 정량화되지 않은 상태다”고 주장했다. 또 "이번 연구 결과는 나노 플라스틱이 해양 플라스틱 오염의 주요 부분을 차지한다는 것을 시사한다"고 덧붙였다. 위트레흐트 대학원생이자 해당 논문 공동 저자 소피 텐 히에트브링크는 아조레스 제도에서 유럽 대륙붕으로 이동하는 연구선을 타고 북대서양 12개 지점의 물 샘플을 수집했다. 이후 1μm보다 큰 샘플을 걸러낸 후, 남은 부분을 가지고 분자 분석을 수행했다. 그는 “2천700만 톤은 충격적인 양"이라며, "하지만 이를 통해 우리는 사라진 플라스틱의 역설에 대한 중요한 해답을 얻었다"고 밝히며 상당량의 플라스틱이 육안으로는 보이지 않는 채 바다에 떠다니고 있다고 지적했다. 안타깝게도 나노 플라스틱 입자는 여러 가지 경로로 바다에 유입된다. 어떤 입자는 강을 통해 유입될 가능성이 높지만, 어떤 입자는 비와 함께 하늘에서 떨어지거나 비나 눈이 아닌 공중 오염 물질의 낙하로 바다로 유입된다. 연구진에 따르면, 이미 바다에 떠 있던 큰 플라스틱 조각이 파도나 햇빛에 의해 분해될 때도 나노입자가 생성될 수 있다. 이제 문제는 이런 오염이 지구와 그 생명체, 그리고 우리를 포함한 모든 생명체에 어떤 영향을 미치는가 하는 것이다. NIOZ 지구화학자이자 해당 연구의 공동 저자 헬게 니만 박사는 "나노 플라스틱이 우리 몸 깊숙이 침투 할 수 있다는 것은 이미 알려져 있다. 심지어 뇌 조직에서도 발견된다. 이제 나노 플라스틱이 바다 어디에나 존재한다는 것을 알게 되었으니, 박테리아와 다른 미생물부터 어류, 그리고 인간과 같은 최상위 포식자에 이르기까지 생태계 전체에 침투한다는 것도 명백해졌다"고 말했다. 하지만, 사라진 플라스틱 역설은 완전히 해결되지 않았다. 연구진이 수집한 샘플에 모든 플라스틱이 포함되어 있지 않았기 때문이다. 예를 들어 연구팀은 이번 샘플에서 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌을 발견하지 못했다. 니만 박사는 "다른 분자들에 의해 가려졌을 가능성도 있다. 또한 나노플라스틱이 다른 바다에도 마찬가지로 풍부한지 알고 싶다. 그럴 가능성은 있지만, 아직 증명되지 않았다"며, "존재하는 나노플라스틱은 결코 정화될 수 없다. 따라서 이 연구의 중요한 메시지는 적어도 플라스틱으로 인한 환경 오염을 막아야 한다는 것"이라고 말했다.

2025.07.26 09:42이정현 기자

고삼석 교수 저서 '넥스트 한류', 글로벌 출판사 러브콜

'넥스트 한류(Next Korean Wave)'가 세계적 권위의 출판사 '스프링거 네이처'의 제안으로 영어판 출간을 추진하며 글로벌 진출에 나선다. K-콘텐츠와 한류의 미래를 다룬 이 책은, 4년 전 '완전히 새로운 미래가 온다' 중국어판 이후 두 번째 해외 번역본이다. 이번 출간 제안은 아닐 찬디 스프링거 네이처 부사장의 제안에서 시작됐다. 그는 한류와 K-콘텐츠의 미래, 그리고 책에서 제시한 AI-콘텐츠 융합과 한-아세안 콘텐츠 생태계 전략에 깊은 관심을 보였다. '넥스트 한류'의 저자인 고삼석 동국대 AI융합대학 석좌교수는 “K-콘텐츠와 한류 현상을 분석한 이 책이 스스로 K-콘텐츠로서 글로벌 독자들에게 제공될 예정이다”며 “시작이 반이다. 서로 호감, 흥미를 갖고 시작된 프로젝트인 만큼 좋은 결실을 맺을 것”이라고 말했다.

2025.07.04 15:47진성우 기자

죽은 별이 두 번이나 폭발…어떻게 이런 일이 [우주로 간다]

인간은 죽음을 한 번만 맞이하지만 어떤 별은 두 번 죽기도 한다. 별이 스스로 두 번 폭발해 죽었다는 시각적 증거가 처음으로 포착됐다고 과학매체 라이브사이언스가 2일(현지시간) 보도했다. 호주 뉴사우스웨일스대 프리얌 다스 연구원이 이끄는 국제 연구진은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)과 다중 단위 분광 탐사기(MUSE)를 이용해 수 세기 전 초신성 'SNR 0509-67.5'의 잔해를 포착했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 천문학'에 실렸다. 이번 연구를 통해 초신성 폭발 잔해 내부에서 모 항성이 한 번이 아니라 두 번 폭발했음을 시사하는 구조가 발견됐다. 초신성 SNR 0509-67.5은 백색왜성으로 약 400년 전 지구에서 관측 가능한 밝기로 폭발했을 것으로 추정되며, 그 동안 이중 폭발 가능성이 있는 'Ia형 초신성'으로 분류돼 왔다. 백색왜성이 큰 폭발을 일으키는 la형 초신성은 다른 초신성보다 높은 질량에서 폭발하기 때문에 더 강한 빛을 낸다고 알려져 있다. 관측 결과 SNR 0509-67.5의 폭발 잔해를 둘러싸고 있는 두 개의 분리된 칼슘 층을 발견했다. 백색왜성이 폭발할 때 방출된 칼슘이 중심 별에서 동그란 원 형태로 층을 이루고 있는데 이런 칼슘 층이 두 개 있다는 것은 폭발이 두 번 있었음을 의미한다고 외신들은 전했다. 연구진은 "이중 폭발 메커니즘이 실제로 자연에서 발생한다는 것을 보여준다"라고 밝혔다. . 연구자들은 이 백색 왜성이 이웃 별에서 훔친 헬륨으로 자신을 감싸고 폭발한 뒤 그 헬륨이 점화되어 내부로 충격파를 보냈고, 그로 인해 죽은 별의 핵이 두 번째로 더 큰 폭발을 일으켰을 것이라고 추정했다. 다스 연구원은 "이러한 이중 폭발의 확실한 증거는 오랫동안 풀리지 않았던 미스터리를 푸는 데 도움이 될 뿐만 아니라 시각적인 장관도 제공한다"며, "이처럼 장엄한 우주 폭발의 내부 작동 원리를 밝혀내는 것은 정말 보람 있는 일"이라고 밝혔다.

2025.07.03 11:07이정현 기자

"화산 용암서 금 새어 나오고 있다"…어디서 왔나 봤더니

지구 내부 가장 안쪽에 위치한 핵에서 금과 루테늄을 포함한 귀금속이 흘러나와 지표면 화산암으로 스며들고 있다는 연구 결과가 나왔다고 IT매체 기즈모도가 최근 보도했다. 독일 괴팅겐 대학교가 이끄는 연구진은 하와이 화산섬에서 분출된 용암을 조사해 용암에 암석 맨틀보다 더 깊은 지구 핵에서 더 흔한 동위원소인 '루테늄-100'의 농도가 비정상적으로 높은 것을 발견했다. 이를 통해 화산 용암이 지구에서 가장 깊은 곳인 지표면 아래 2천900km 이상 깊이의 물질을 흡수했다는 것을 시사한다고 해당 매체는 전했다. 해당 연구 결과는 최근 국제 학술지 '네이처'에 실렸다. 괴팅겐 대학교 지구화학과 닐스 메슬링 박사는 "첫 번째 결과가 나왔을 때, 우리는 말 그대로 금을 찾았다는 것을 깨달았다"며, "우리 데이터는 금과 기타 귀금속을 포함한 지구 핵 물질이 지구 맨틀로 새어 나가고 있음을 확인했다"고 밝혔다. 지구의 핵은 40억 년 전에 형성되었으며, 지구의 금 공급량의 99.999% 이상을 함유하고 있다. 하지만 이전 연구들은 일부 화산암이 지구 핵에서 나온 물질로 구성되어 있으나, 그 물질이 어떻게 지구 표면으로 올라왔는지에 대해서는 설명하지 못했다. 이번에 괴팅겐 대학 연구진이 개발한 초고정밀 동위 원소 분석 기술로, 이전에는 감지할 수 없었던 루테늄 동위 원소의 차이를 밝혀낼 수 있었다. "우리 연구 결과는 지구의 핵이 이전에 생각했던 것처럼 고립되어 있지 않다는 것을 보여줄 뿐만 아니라 엄청난 양의 과열된 맨틀 물질, 약 10경 미터 톤 가량의 암석이 핵-맨틀 경계에서 지구 표면으로 올라와 하와이와 같은 바다 섬을 형성한다는 것을 증명할 수 있게 되었다"고 괴팅겐 대학 마티아스 윌볼드 교수는 밝혔다 연구 결과에 따르면 지구 표면의 금이나 루테늄 등의 귀금속 공급은 그 기원 중 일부가 깊은 곳에 있는 용암 매장지 때문으로 비롯된 것일 수 있다. 또, 향후 아이슬란드, 일본 등 활화산이 많은 지역을 연구하면 지구 핵과 맨틀 경계에서 표면으로 운반된 물질의 양이 얼마인지 명확히 알 수 있다고 해당 매체는 전했다.

2025.05.26 14:22이정현 기자

美도 씽크홀?...美 주요 28개 도시가 가라앉고 있다

뉴욕, 시카고, 댈러스, 덴버 등 미국에서 인구가 가장 많은 28개 주요 도시가 1년에 약 2~10mm가량 가라앉고 있다는 연구 결과가 나왔다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 8일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면, 미국 버지니아 공과대학 연구진은 위성 기반 레이더 측정 기술을 사용해 미국 주요 도시들의 지반 침하를 보여주는 고해상도 지도를 개발했다. 연구 결과에 따르면, 대상인 28개 도시 중 최소 20%, 25개 도시 중 최소 65% 도시의 지반이 가라앉고 있는 것이 확인됐다. 해당 연구 논문은 8일 국체학술지 '네이처 시티즈(Nature Cities)'에 발표됐다. 논문에 따르면, 미국 텍사스 전역 도시들이 가장 높은 지반 침하율을 보였고 그 중 휴스턴이 가장 심했다. 휴스턴의 경우, 도시 면적의 약 40%가 1년 간 5mm 이상 가라앉고 있으며, 도시 면적의 12%는 연간 10mm 이상 침하된 것으로 파악됐다. "지반이 약간만 아래로 이동해도 시간이 지나면서 건물, 도로, 교량, 철도의 구조적 무결성이 심각하게 손상될 수 있다"고 버지니아 공대 대학원생이자 해당 연구의 주요 저자 레너드 오헨헨이 성명을 통해 밝혔다. 지반 침하는 전 세계적으로 드문 일이 아니며, 많은 지역이 자연적인 지질학적 과정으로 인해 침하되고 있다. 하지만, 버지니아 공대 연구팀은 미국 도시 지반 침하의 80% 가량은 인간의 필요로 인한 지하수 고갈로 인해 발생한다고 결론지었다. 또, 도시가 발전함에 따라 이 문제는 더욱 악화될 수 있다. 지반 침하는 주로 기후변화로 인해 해수면 상승의 위협을 받는 해안 도시에 더 많은 위험을 가져다 주지만, 내륙 도시도 홍수 발생 가능성이 높아지며 지반 침하 위험성으로부터 자유로울 수 없다. 또, 도시 전체에 걸쳐 불균등한 지반 침하가 발생하면 건물과 기반 시설이 불안정해질 수 있다. 버지니아 공과대학 지구 관측·혁신 연구소 마누셰르 시르자에이 부교수는 "이러한 위험은 잠재적으로 인프라가 시간이 지남에 따라 조용히 손상될 수 있으며, 피해가 심각하거나 치명적일 때만 드러날 수 있다"고 성명을 통해 밝혔다. 도시 지역의 지반 침하를 완전히 막을 수는 없지만, 완화를 위해 노력할 수는 있다. 연구에 따르면, 지반 침하 모니터링 개선, 지하수 관리 정책 개정, 기반 시설 복원력 계획 수립 등이 잠재적인 조치로 제시됐다.

2025.05.09 16:57이정현 기자

OLED 디스플레이가 스피커 기능까지…스마트폰 구현 첫 성공

스피커가 필요없는 OLED 패널이 세계 처음 개발됐다. 연구진은 스마트폰에서 이를 실제 구현하는데도 성공했다. POSTECH(포항공과대학교)은 전자전기공학과 최수석 교수 연구팀(박지윤·신준혁·홍인표·한상현 연구생(이상 박사과정) 및 남승민 박사)이 형태를 바꾸면서 동시에 스피커 역할도 할 수 있는 스마트폰형 OLED 패널 기술을 최초로 개발했다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 스프링거 네이처(Springer Nature) 출판사의 국제저널 'npj 플렉서블 일렉트로닉스' 3월 온라인판에 게재됐다. 연구팀은 "최근 MWC 2024 등에서도 이러한 벤더블 OLED를 스피커 등에 감거나 게임용 모니터 등에 벤더블 기능을 추가하는 등 OLED를 변형하는 연구가 꾸준히 진행되고 있으나, 부피나 유연성 등 여러 단점이 있어 구현에는 어려움이 많았다"고 말했다. 연구팀은 또 "디스플레이의 형태가 변형되는 모습도 단순한 오목형 'U' 구조 벤딩이어서 폼팩터 변화도 단순하다"며 "몰입감을 위한 스피커 추가시 스마트폰 같은 소형 기기 적용은 한계가 있었다"고 부연설명했다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 특수한 '압전 고분자 액추에이터'라는 초박형 필름을 개발했다. 이는 OLED본연의 얇고 유연한 특성을 유지하면서도 다양한 형태의 디스플레이로 변화 가능하다. 이 필름을 스마트폰용 OLED 패널에 부착하면 전기 신호만으로도 화면 형태를 기존 단순한 오목 'U' 모양을 넘어 볼록하거나 ,S자 형태 등과 같은 변화와 마치 춤을 추는 것 같은 다이나믹한 OLED로 변형 가능하다. 특히, 같은 필름에 저주파와 고주파 전기 신호를 보내면 OLED의 다양한 벤더블 형태 변형과 함께 별도의 스피커 없이도 OLED 디스플레이 자체에서 소리를 낸다. 연구팀은 실제 스마트폰용 OLED 패널에 이 기술을 적용, 작동도 확인했다. 최수석 교수는 "외부 장치 없이 디스플레이의 형태를 자유롭게 변형하면서 동시에 스피커 기능까지 구현한 연구 결과는 이번이 처음"라며, "차세대 디스플레이, 자동차 디스플레이, 소프트 로봇 등 다양한 분야로의 확장과 상용화에 기여할 것"으로 기대했다. 연구는 산업통상자원부 기술혁신사업과 LG 디스플레이-POSTECH 인큐베이션 협력 프로젝트, 한국연구재단 BK21 FOUR 프로그램의 지원을 받았다.

2025.03.25 16:27박희범 기자

삼성전자·포스텍, 차세대 '무색수차 메타렌즈' 개발 성과

삼성전자는 포스텍(POSTECH)과 산학협력을 통해 진행한 '무색수차 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 게재됐다고 25일 밝혔다. 메타렌즈는 빛의 회절을 제어할 수 있는 나노 크기의 구조체로 구성된 평면 렌즈다. 디스플레이·카메라 등 광학 시스템 분야에서 차세대 소자로 주목받으며 10여 년 전부터 업계에서 다양한 연구가 진행돼 왔다. 특히 기존 볼록 광학 렌즈 대비 크기와 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 하지만 큰 색수차로 이미지가 심각하게 왜곡되는 기술적 한계가 있어 실제 제품 개발로 이어지는 데 어려움이 있었다. 색수차란 렌즈를 통과하는 빛이 굴절될 때, 서로 다른 파장의 빛들이 굴절률이 달라 각기 다른 방향으로 휘어져 이미지의 색상이 번지는 현상을 뜻한다. 삼성전자와 포스텍 연구팀은 최근 색수차가 없는 '무색수차 메타렌즈' 개발에 성공했다. 또 홀로그래픽 디스플레이와 결합할 경우 다양한 광학 수차의 보완이 가능하다는 것도 증명했다. 향후 '무색수차 메타렌즈'와 '홀로그래픽 디스플레이'를 결합하면 콤팩트하면서도 높은 품질의 이미지를 제공하는 XR 웨어러블 기기 개발이 가능해지고 보다 다양한 카메라 및 센서에 활용할 수 있게 될 전망이다. 이번 프로젝트는 문석일 삼성전자 삼성리서치 박사와 노준석 포스텍 교수가 주도했으며, 포스텍 최민석, 김주훈, 신길수 연구원이 공동 1저자로 참여했다. 삼성전자는 이번 산학협력을 통해 혁신적인 아이디어 착안에서부터 실제 구현까지 검증하며 다양한 미래 광학 시스템 분야 개발과 차세대 디스플레이 기술 확보의 가능성을 확인했다. 삼성전자와 포스텍 연구팀은 기존 메타렌즈의 설계방식을 바꿔 색수차 저감 한계를 해결했다. 기존 연구는 색수차를 없애기 위해 단일 메타 구조체를 독립적으로 설계해 기판에 올려 합치는 방식을 사용했지만, 구조체 사이의 상호 관계를 고려하지 않은 탓에 색수차를 완전히 줄일 수 없었다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 모든 메타 구조체 간의 상호 관계를 설계 단계에서부터 고려한 알고리즘을 개발해 색수차를 없애는데 성공했다. 그 결과 연구팀이 개발한 '무색수차 메타렌즈'는 얇은 두께를 유지하면서도 렌즈 크기를 기존보다 3~5배 키울 수 있게 돼, 넓은 시야각을 제공할 수 있게 됐다. 또 메타렌즈의 초점력을 가지면서도 이미지 품질이 더욱 향상되는 결과를 가져왔다. 렌즈는 일반적으로 화면이 커질수록 이미지 왜곡 현상 심해지는데, 이를 해결하기 위해 여러 장의 렌즈를 결합해 보정한다. 하지만, 연구팀은 단 한 장의 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합해 색수차 외에도 다양한 광학 수차를 해결하고 이미지 왜곡 없는 넓은 시야각의 영상을 확보하는데 성공했다. 특히 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합하면 일반 광학 렌즈와 디스플레이를 결합했을 때 보다 작고 가벼우면서도 피로도가 적은 가상 영상 제공이 가능하다는 것도 기술 검증을 통해 입증했다. 향후 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합한 장치는 XR 기기뿐만 아니라 일반 디스플레이, 카메라, 센서 등 다양한 광학 시스템의 성능 향상과 부피 저감에 활용될 전망이다. 삼성전자는 "앞으로도 미래를 선도할 혁신기술 연구를 지속할 계획"이라고 밝혔다.

2025.02.25 09:01장경윤 기자

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