나노 바이오 전문 기업인 벤텍스가 ‘나이스 평가정보’에서 진행한 기술신용평가(TCB)에서 최우수 기술 수준인 ‘T-2’를 획득했다고 2일 밝혔다. TCB 등급은 기술성, 시장성, 사업성, 경영역량 등 4개 항목을 종합해 10등급으로 분류하는데 최상위 기술기업(T1-T2), 상위 기술기업(T3-T4), 보통 기술기업(T5-T6) 등으로 나뉜다. 1999년 설립된 벤텍스는 항바이러스 신물질, 광발열 충전재 등의 분야에서 우수한 기술력을 인정받고 있다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

“과거의 인텔이 돌아왔다. 인텔의 제품과 파운드리 서비스로 전 세계적 수요에 부응하겠다. 인텔 최고의 날은 아직 오지 않았다.” 인텔의 새로운 최고경영자(CEO) 팻 겔싱어가 지난달 23일(현지시간) 이렇게 선언했다. 이날 겔싱어는 미국 애리조나주에 200억 달러를 투자, 대규모 생산 공장 두 개를 건설하고 본격적으로 파운드리(반도체 위탁 생산) 서비스를 시작하겠다고 밝혔다. 인텔 파운드리 서비스는 22나노미터(nm) 공정으로 시작하고 향후 7나노로 업그레이드할 예정이다. 인텔의 이날 발표에 미 바이든 행정부와 애리조나주에서도 인텔의 공장 설립을 전폭적으로 지원하겠다고 밝히며 화답했다. ‘인텔의 컴백’은 그동안 주가가 부진하고 기술 경쟁력이 뒤처졌던 회사(인텔)의 부활을 의미하는 것은 아니었다.●美 정부도 적극 지원… ‘반도체 굴기’ 기대감 인텔의 발표는 미국 정부와 언론에서도 큰 관심을 두고 비중 있게 보도했다. “미국의 자존심이 돌아올 것”이라고 믿는 분위기였다. 그동안 중국 등 아시아에 의존해 마스크 하나 제대로 만들지 못했던 미국의 과거를 반성하고 이제는 제조업도 미국이 이끌겠다는 의지를 반영하는 것으로 받아들여졌다. 정부가 민간 기업의 비즈니스에 관여하지 않고 ‘룰’을 만들어 자유로운 경쟁을 보장하는 것이 미국식 자본주의의 특징이었다. 하지만 ‘반도체’와 ‘5G’, ‘인공지능’ 등 미래 기술 분야에서는 다르다. 정부가 적극 개입해 ‘위너’를 선택하는 아시아식 성공 방식을 미국이 따라하는 정책 전환의 의미도 있었다. ‘반도체 굴기’는 중국의 전유물이었다. 하지만 이제 미국이 ‘반도체 굴기’를 통해 최강국 미국을 다시 만들겠다는 의지가 깔려 있었다. 미국의 반도체 굴기는 인텔, 엔비디아, AMD 등 전통 반도체 업체만 이끄는 것이 아니다. 글로벌 비즈니스를 이끄는 실리콘밸리 기업인 애플, 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존, 페이스북 등 빅테크 기업도 자체 반도체 개발을 선언하고 속속 자체 칩 개발을 추진하고 있다. 실제 지난달 30일(현지시간) 미국의 테크 전문매체 디인포메이션에 따르면 아마존은 2015년 인수한 반도체 개발 업체 안나푸르나랩스 팀을 통해 네트워크 스위칭용 칩을 개발 중이다. 자체 네트워킹 칩을 활용해 아마존 클라우드(AWS) 서비스 성능을 개선한다는 목표다. 아마존이 자체 칩을 사용하면 현재 칩 공급원인 브로드컴에 대한 의존도를 줄일 수 있다. 이날 보도의 파장은 커서 경쟁사 브로드컴 주가가 3.48% 하락했을 정도였다. 아마존이 자체 칩 개발을 공식화함에 따라 아마존, 구글, 애플, MS, 페이스북 등 빅테크 기업들의 반도체 칩 개발 및 통합 전략이 모두 공개됐다. 빅테크 기업이 반도체 자체 개발을 통해 ‘빅테크 세미컴’(BigTech Semiconductor company)이 되는 셈이다. 그렇다면 빅테크 기업이 인텔, 퀄컴, 브로드컴, 삼성전자 등에 의존하지 않고 반도체를 직접 설계하는 이유는 무엇일까? 첫째, 각사의 핵심 서비스 및 제품을 개선하는 데 반도체 성능 향상이 가장 중요하기 때문이다. 빅테크 기업의 스케줄에 맞춰 제품을 생산할 수 있게 됐다. 애플의 M1 칩이 대표 사례다. 애플은 M1 칩으로 기존 인텔칩에 비해 성능이 획기적으로 개선된 맥북 시리즈를 선보이며 호평받고 있다. 애플은 컴퓨터와 칩을 동시에 설계 제작하기 때문에 외관이나 기구 설계, 방열 처리, 전력 요구 등을 함께 고려하며 출시한다. 이에 따라 전체적으로 균형 잡히고 쉽게 따라갈 수 없는 완성도를 가진 제품을 만들었다. 또 제품 출시 시기, 가격에 강력한 통제권을 가지게 됐다. 과거엔 기존 반도체 업체(인텔 등) 신제품 출시에 의존, 신제품을 만들 수밖에 없었기 때문에 최적의 출시 타이밍을 놓쳤다. 이제는 핵심 부품을 내재화해 단일 이익 구조로 제품의 가격을 통제할 수 있게 됐다. ●M1 칩 개발 애플, 뮌헨 반도체 연구소 개설 계획 애플은 여기에 그치지 않고 2022년 독일 뮌헨에 대규모 반도체 설계 연구소를 개설할 계획이라고 밝혔다. 애플의 뮌헨 반도체 연구소는 AP, 5G 모뎀칩, 차세대 무선 기술 등을 연구할 계획이다. M1 칩 외에도 5G 모뎀칩과 데스크톱 고성능 프로세서도 독자적으로 설계해 사용하는 것은 시간문제가 됐다. 애플의 이 같은 전략은 모든 실리콘밸리 빅테크 기업으로 옮겨 갔다. 구글도 모바일 애플리케이션 프로세서(AP·코드명 ‘화이트채플’)를 개발 중이며, MS 역시 최근 자체 서버와 서피스PC용 중앙처리장치(CPU)를 개발 중이라고 보도된 바 있다. 페이스북은 오큘러스 디바이스를 위해 자체 칩을 설계 중이다. 실리콘밸리에서는 페이스북의 칩 관련 발표가 임박했다는 소문도 들린다. 페이스북은 가상현실(VR) 기기 오큘러스의 성능을 높이려면 무게를 더 가볍게 하고, 처리 속도를 높이며 전력 소비량을 낮춰야 한다. 이를 위해 칩 자체 설계를 결정했다. 둘째, ARM 기반(아키텍처) 반도체 설계가 가능해져 반도체 제조의 민주화가 됐기 때문이다. 빅테크 기업 모두 ARM 코어를 활용해 칩을 직접 설계하고 있는데 이 기술을 활용하면 각 기업에 맞는 제품을 최적화해 개발할 수 있게 된다. 이렇게 설계된 칩은 TSMC나 삼성전자 등 반도체 파운드리 업체에서 제조하는 방식이다(이 사업에 인텔이 뛰어들었다). ARM의 아키텍처도 한 단계 발전, 이제는 ‘필수불가결’한 방식이 됐다. 실제 ARM은 지난달 31일 기기 성능을 30% 높일 수 있는 아키텍처(Armv9)를 발표, 성능을 10년 만에 크게 높였다. ARM 측은 새로운 설계를 통해 약 3000억개의 칩이 개발될 것으로 예상했다. ARM은 새로운 설계를 통해 신호 처리 성능과 보안, 인공지능(머신러닝) 등 성능을 30%가량 상승시킬 수 있도록 했다. 이 아키텍처는 삼성전자의 엑시노스 AP에도 적용될 예정이다. 앞으로는 스마트폰 외에도 자율주행차, VR 헤드셋, 대규모 AI 데이터센터, 스마트시티, 스마트 공장, 스마트 냉장고 등의 개발에도 ARM 아키텍처 기반 칩이 더 광범위하게 내장된다. 빅테크 기업들이 이제 이 설계를 직접 해 생산하고 시장을 장악하겠다는 것이다. ●반도체 공급부족 현상 최소 연말까지 지속 셋째, 반도체 공급 부족 현상이 심각하기 때문이다. 현재 자동차, PC용 반도체에 이어 스마트폰과 가전용 반도체도 공급 부족이 시작됐다. 특히 스마트폰에 탑재되는 핵심 칩(AP, 모뎁칩, RF) 등의 반도체가 부족한 상황이다. 이 같은 상황은 최소 올해 말까지 지속되는데 반도체 수급 불안으로 제품 개발이 지연되고 있다. 실리콘밸리 빅테크 기업 입장에서는 언제든 반도체 공급 부족 현상이 올지 모르기 때문에 타사에 의존하기보다 자체 설계에 따른 자체 생산으로 수요에 맞게 제때 공급하려 하고 있다. 이처럼 글로벌 테크 산업은 2020년 코로나19 팬데믹을 기점으로 중대한 전환점을 맞이하게 됐다. 대대적인 반도체 공급 부족 현상을 겪는 데 이어 반도체 설계와 생산의 패러다임이 완전히 바뀌고 있는 것이다. 이에 따른 거대한 산업 재편이 예상된다. 더밀크 대표 ■ 용어 클릭 ●파운드리 팹리스 업체가 설계한 반도체를 생산 및 공급하는 사업. 제조업의 주문자상표부착생산(OEM) 공급과 비슷한 개념. ●모바일 AP 스마트폰 등에서 각종 앱 구동과 그래픽 처리를 담당하는 핵심 반도체로 PC의 CPU에 해당. ●아키텍처 반도체 설계자산(IP)을 기반으로 한 칩 제조의 기본 구조.

플라스틱 쓰레기들이 제대로 분리수거되지 않고 버려질 경우 햇빛이나 바닷물에 분해되면서 작은 크기의 플라스틱 조각이 된다. 바로 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 땅 속이나 물 속으로 들어가면서 환경은 물론 인체에도 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이 때문에 미세플라스틱이 얼마나 토양이나 물 속에 스며들어있는지를 정확하게 파악하는 것이 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 고려대 KU-KIST 융합대학원 공동연구팀은 수십~수백 나노미터(㎚) 크기의 미세물질을 포착하는 나노입자 포집기술과 테라헤르츠파 증폭기술을 결합한 새로운 개념의 광(光)핀셋 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호(3월 24일자)에 실렸다. 1초에 1조번 이상 진동하는 전자기파인 테라헤르츠파는 파장이 길고 광에너지는 낮아 인체에 무해하다는 특성 때문에 비파괴 검사에 많이 쓰인다. 문제는 물 속에서는 테라헤르츠파가 흡수되버리기 때문에 수중 미세물질을 포착하고 분석하기에는 감도가 지나치게 낮아진다는 것이다. 이에 연구팀은 극미량의 나노입자를 포집하는 전기집게 기술과 테라헤르츠파 변화를 이용한 고민감도 광센서를 하나로 결합시켰다. 지렛대의 원리를 이용한 기계적 집게가 아닌 전기와 특정 파장의 빛을 이용한 광집게가 만들어 진 것이다. 이는 미세입자의 존재와 응집정도에 따라 달라지는 굴절률 등에 따라 테라헤르츠파의 투과율이나 공명주파수가 달라지는 원리를 이용했다. 연구팀은 물에서 테라헤르츠파가 흡수되는 것을 피하기 위해 반사형 센서 시스템과 나노미터 크기의 미세구조를 갖는 메타물질 센서를 만들어 입자를 효과적으로 포집해 분석할 수 있게 했다. 미세입자의 굴절률에 따라 미세하게 변화된 테라헤르츠파 신호를 증폭시켜 형광표지 같은 처리기술 없이도 감도를 수 십~수 백배 높여 극미량 미세입자를 비접촉식으로 모니터링할 수 있게 한 것이다. 실제로 이번 기술을 활용하면 40마이크로리터(㎕)에 존재하는 1(100만분의 1) 정도의 극미랭 미세입자를 검출할 수 있다. 서민아 KIST 박사는 “이번 기술은 물 속에 포함된 미세플라스틱이나 혈액이나 체액 속에 녹아있는 생체고분자 같은 미세물질을 실시간으로 검출해 정량적, 정성적으로 분석할 수 있게 해줄 것”이라며 “특히 실제 의료현장에서 특정 질병에 관여하는 미량의 생체분자를 실시간 검출 및 분석하는 데 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독자적인 혁신 기술을 통해 고반발 클럽의 새로운 기준을 제시하는 던롭스포츠코리아의 ‘뉴 젝시오 프라임 로얄에디션’이 젝시오 프라임 사상 최대 비거리를 실현해 많은 사랑을 받고 있다. 그동안 헤드에만 집중됐던 고반발 메커니즘을 샤프트와 그립까지 확대한 ‘트라이애드(TRI-add) 퍼포먼스’를 통해 최대 비거리 고반발 메커니즘을 완성해 비공인 클럽을 넘어서는 볼 스피드와 비거리를 뽐낸다. 우선 고반발 멀티 프레임 구조가 헤드에 새로 적용됐다. 클럽 헤드의 페이스와 보디 부분에 적용된 강약강약 4단계의 입체적인 강도로 스프링 효과를 극대화한 데다 탄성은 높이고 비중은 낮춘 티타늄 신소재 플랫 컵 페이스 설계가 이뤄졌다. 이를 통해 클럽 페이스면만 활용했던 기존 모델에 견줘 종전 대비 244%에 달하는 스위트 스폿 영역을 만들어 낸 것이다. 여기에 던롭이 자체 개발·생산하는 초경량 샤프트 기술이 곁들여졌다. 초경량, 버트 중심 설계를 완성한 나노아로이 테크놀로지로 고강도, 고탄성 카본 기술을 적용해 강도를 유지하면서 클럽 헤드의 무게를 최대로 느낄 수 있도록 클럽 전체 밸런스를 고려했다. 더 가볍고 더 빠른 스윙을 만들어 내기 위해서다. 그립에는 젝시오 프라임 로열에디션 전용 웨이트플러스 기술이 적용됐다. 그립 끝쪽에 무게를 더하는 방식으로 이상적인 파워 포지션과 안정적인 스윙 궤도를 만들어 내며 흔들림 없는 스퀘어 임팩트를 실현해 트라이애드 퍼포먼스를 완성했다. 또 프리미엄 이미지를 높이고자 클럽 헤드 페이스, 솔 배지와 그립 엔드캡 골드 장식 등의 소재와 디자인 품격에도 신경 썼다. (02)2149-1862.

한국건설기술연구원은 불에 잘 타지 않는 준불연 스티로폼 신기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이 제품의 핵심기술은 스티로폼 원자재를 1차 발포시킨 뒤 나노기술 기반의 신소재 난연제를 균등하게 코팅해 스티로폼 단열재를 형성하는 기술이다. 한국인정기구(KOLAS) 공인시험 결과 700도 내외의 복사열에서 가열했을 때 10분간 총 방출열량이 4~7MJ/㎡로 측정돼 안정적인 준불연 성능을 확보하는 것으로 나타났다고 연구원은 설명했다. 연구원은 연소가스에 의한 가스위해성 시험에서 안정적인 성능이 측정됐고, 실제 규모의 건물에서 진행한 실험에서도 화재 확산 방지성능을 만족하는 것으로 나타났다고 밝혔다. 이 제품을 사용하면 소방관이 화재 현장에 도착해 불길 확산을 막고 화재진압을 시작하는데 필요한 골든타임을 확보할 수 있을 것이라고 연구원은 강조했다. 세종 류찬희 선임기자 chani@seoul.co.kr

솜사탕 기계는 가운데 원통에 설탕을 넣으면 뜨겁게 가열된 원통이 설탕을 녹여 실형태를 만들고 디스크가 빠르게 돌아갈 때 나무젓가락을 넣으면 먹음직스러운 솜사탕을 만들어 낸다. 국내 연구진이 솜사탕을 만들 듯 마스크 필터에 쓰이는 마이크로섬유와 나노섬유를 빠르고 대량으로 생산할 수 있는 공정을 만들어 내 화제다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 기존 원심 방사공정을 발전시켜 방사 디스크를 여러 층으로 세분화한 멀티 원심방사 시스템을 만들어 다양한 고분자 마이크로 섬유, 나노 섬유 생산에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 매크로 레터스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 고분자 마이크로 섬유나 나노 섬유는 두께가 마이크로미터 또는 나노미터 수준의 섬유로 최근 일상품처럼 된 마스크의 필터 재료로 특히 많이 이용되고 있다. 고분자 나노섬유 기반의 마스크 필터는 정전기 발생 없이도 기계적 여과를 통해 미세먼지나 바이러스를 90% 이상 차단할 수 있다. 기존에 나노 섬유 제조는 높은 전압을 걸어 두께가 가는 섬유를 만드는 전기방사 공정을 사용했다. 문제는 전기방사 공정은 수십 킬로볼트의 고전압을 사용하기 때문에 공정 안전성이 낮고 설비 규모를 늘리기 쉽지 않다는 점이다. 또 공정 자체가 대량 생산에 불리하고 대량생산을 위해서는 더 높은 전압을 사용해야 된다는 악순환이 있다.이에 연구팀은 솜사탕 기계에서 사용하는 것처럼 방사 디스크를 회전시켜 섬유를 만드는 원심방사에 주목했다. 기존 원심방사는 방사 디스크를 하나만 사용했기 때문에 섬유생산속도가 전기방사공정과 크게 차이를 보이지 않았다. 연구팀은 3개 층의 멀티 원심방사디스크를 만들었고 디스크 층수가 증가할수록 섬유의 생산속도가 증가하는 것을 확인했다. 이번에 새로 개발한 공정은 실험실 규모 기준으로 마이크로 및 나노 섬유 생산속도가 시간당 8~25g으로, 기존 전기방사 공정보다 300배 빠른 속도이다. 이는 KF94 마스크 필터 20~30개를 만들 수 있는 수준에 해당한다. 연구팀은 이렇게 만들어진 나노섬유로 마스크 필터를 만들어 실험한 결과 시판되고 있는 KF80이나 KF94 마스크와 비슷한 성능을 갖고 있는 것을 확인했다. 김도현 교수는 “이번 연구는 생산설비를 쉽게 늘릴 수 있기 때문에 섬유 대량생산에 유리해 나노섬유를 이용하는 다양한 제품들의 단가 절감에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “기존 원심방사와 달리 다양한 종류의 섬유로 이뤄진 복합 섬유 패드를 만들 수 있기 때문에 섬유 대량 생산 뿐만 아니라 다양한 종류의 섬유가 하나의 필터에 포함된 복합 필터 제조도 가능하게 해 폭넓은 분야에서 응용할 수 있을 것으로 보인다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 쓰고 버려지는 마스크가 늘면서 심각한 환경오염 문제로 떠오르고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨쉬기 편하고 여러 번 사용 가능한 고성능 마스크 필터를 개발했다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 황성연 바이오화학소재연구단장팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러 번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱으로 나노섬유와 마이크로섬유를 뽑아 부직포로 만들었다. 부직포에 ‘키토산 나노위스커’라는 키토산 나노입자로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 걸러내는 방식 모두를 적용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 마스크와 같은 필터성능이다. 실험결과 해당 마스크는 사용 후 폐기했을 때 흙 속에서 28일 이내에 100% 분해되는 것으로도 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인해 마스크 사용이 늘어나면서 사용 후 버려지는 마스크도 증가하면서 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 국내 연구진이 100% 자연분해되면서도 숨 쉬기 편하고 여러 번 사용가능한 고성능 마스크 필터를 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 연구팀은 버려졌을 때 한 달 내에 100% 자연분해될 뿐만 아니라 숨쉬기도 편하고 여러번 사용할 수 있는 N95성능의 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월호 표지논문으로 실렸다. 코로나19로 생활필수품이 된 마스크는 분해와 재활용이 되지 않아 심각한 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 특히 폴리프로필렌이라는 플라스틱으로 만들어지는 필터는 썩지도 않는다. 현재 사용되고 있는 마스크 필터는 플라스틱 섬유 가닥을 교차시켜 만들어진 공간에 정전기를 발생시켜 바이러스나 미세먼지를 달라붙게 하는 정전기 필터방식과 플라스틱 섬유를 여러 겹 겹쳐 공간을 작게 만들어 이물질을 통과하지 못하게 만드는 방법이 있다. 정전기 필터식은 습기나 입김의 수분에 오래 노출될 경우 정전기력이 떨어져 필터 기능이 오래가지 못하고 여러 겹을 겹치는 방식은 착용했을 때 숨쉬기가 불편하다는 것이다.연구팀은 ‘폴리부틸렌 숙시네이트’(PBS)라는 생분해 플라스틱을 강화시킨 뒤 나노섬유와 마이크로섬유 형태로 뽑아 이들을 겹쳐서 부직포로 만들었다. 부직포를 키토산 나노입자인 ‘키토산 나노위스커’로 코팅해 새로운 마스크 필터를 만들었다. 이 필터는 코팅 표면 전하로 외부물질을 달라붙게 하고 체처럼 외부물질을 거르는 방식 모두를 사용해 기존 마스크 필터들의 단점을 보완했다. 기존의 체 방식 필터는 나노섬유로만 만들어져 섬유 사이 공간이 좁아 숨쉬기 불편했는데 이번 기술은 마이크로섬유도 함께 사용해 기공을 넓힘으로써 숨쉬기 편하게 했다. 또 습기에도 강해 오랫동안, 여러 번 재사용할 수 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 필터는 2.5㎛(마이크로미터)의 미립자들을 98.3%까지 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 시중에 판매되고 있는 N95, KF94 수준의 필터성능이다. 이와 함께 사용후 쓰레기 분해 시험결과 흙 속에서 28일 이내에 100% 생분해되는 것으로 확인됐다. 황성연 화학연구원 바이오화학소재연구단장은 “현재 필터 이외에도 마스크 콧대 고정 철사, 마스크 풀림 방지 연결고리, 고무줄 등 마스크의 모든 부분을 생분해성 소재로 대체할 수 있는 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대 군사기술의 핵심은 원하는 목표지점을 한치의 오차 없이 정확하게 공격할 수 있는 ‘정밀타격 시스템’이다. 컴퓨터와 각종 센서를 이용해 아군과 민간인의 피해를 최소화하고 원하는 군사적 목표만을 골라서 제거할 수 있게 하는 기술이다. 최근 다양한 암 치료기술이 등장, 발달하고 있지만 여전히 대량폭격 형태이다. 국내 연구진이 정밀타격 시스템처럼 암세포만 찾아갈 수 있는 항체를 항암제와 결합시켜 암을 치료할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 가톨릭대학교 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 암세포를 찾아갈 수 있는 네비게이션 역할을 하는 항체를 항암제와 접목시켜 빛으로 암발생 부위까지 이동시켜 암세포를 제거할 수 있는 항체-광응답제 접합체를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 연구팀은 빛에 반응해 세포에 스트레스를 주는 활성산소를 만들어 내는 광응답제와 암세포 표면 생체고분자에 결합하는 항체를 접합시켰다. 그동안 광응답제를 이용한 광역학 치료와 항체치료는 각각 암을 치료하는데 쓰였지만 연구팀은 이 둘을 결합시켰다. 표적화와 공격 두 가지 기능을 모두 가진 항암제로 치료효과를 극대화할 수 있게 한 것이다.기존의 항체-광응답제 결합체는 암세포 안으로 들어가야 하며 암세포로 유입된 뒤 항체에서 약물이 제대로 분비되야 하기 때문에 만들기가 쉽지 않았고 효과도 크게 기대하기 어려웠다. 그렇지만 이번 기술은 암세포 암으로 침투하지 않고 암세포 표면에서도 작용할 수 있고 항체와 광응답제가 분리될 필요 없이도 작동돼 암세포를 공격할 수 있다는 것이 장점이다. 실제로 이번에 개발한 기술을 췌장암을 유발시킨 생쥐에게 주사하고 암 조직에 빛을 쬐어준 결과 종양 크기가 5분의 1로 감소했으며 항암면역치료에 필요한 수지상세포, T세포, 자연살해세포 등 면역세포가 항체 단일치료에 비해 6배, 광역학 단일치료에 비해 평균 2배 이상 많아져 면역활성이 높아진 것으로 확인됐다. 또 췌장암 환자 95%에서 나타나는 돌연변이 유전자를 가진 암세포까지도 성장을 차단할 수 있다는 것이 확인됐다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번에 개발한 기술은 항체를 통해 암세포를 표적하고 광역학 기술로 치료를 하기 때문에 기존 방식으로는 쉽지 않았던 돌연변이 췌장암 같은 난치암들을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

씨엠에스에듀(CMS에듀)가 만든 코딩교육 브랜드 씨큐브코딩(C3coding)은 3월 출시한 ‘AI 나노디그리(Nanodegree) 과정’ 개설을 통해 지난해 같은 기간 대비 3월 학기 성장률 195%를 기록했다고 밝혔다.씨큐브코딩 관계자는 “2월 진행한 체험수업에서 참가자 만족도가 99%를 기록했고, 발 빠른 AI 교육 프로그램 출시로 선도적 입지를 확보했다”라며 “이는 2025년 유초중고에 AI 정규과목을 도입을 앞두고 학부모들은 발 빠르게 효과적인 AI 프로그램을 찾기 시작하였고, 최근 1년 학생들이 비대면 원격수업으로 다양한 첨단 에듀테크를 경험하며 부모들은 SW·AI 교육의 필요성을 체득했기 때문”이라고 말했다. AI 나노디그리 과정은 인공지능(AI)에 특화된 단기교육 인증 프로그램이다. ‘나노(nano)’는 학습 내용의 세분화와 단기화를, ‘디그리(degree)’는 학위를 의미한다. 어소시에이트, 엑스퍼트 2개 트랙 각 6개월 과정으로 운영되고, 수료 인증서를 발급한다. 트랙별 추천 AI 경진대회에 참가하면 참가비와 기술자문 등 제반 준비사항을 지원하고, 수상자에게는 장학 혜택을 준다. 학생 개인의 차별화된 AI 포트폴리오를 쌓는 데 효과적이다. 어소시에이트 트랙은 AI 모델링 도구를 활용한 프로젝트를 진행하며 AI 기본 개념과 동작원리를 이해하는 과정이다. 동작인식, 음성인식, 이미지인식 등 다양한 인공지능 기술을 활용해 AI 응용프로그램과 앱을 만들 수 있다. 엑스퍼트 트랙은 인공지능 기술의 토대가 되는 데이터 과학의 기초 개념부터 데이터 분석, 시각화, 머신러닝, 딥러닝의 원리까지 배우는 과정이다. 파이썬 라이브러리를 활용해 사회적으로 의미 있는 공공 데이터 분석 프로젝트를 진행하고, 인공 신경망 알고리즘을 이용해 다채로운 AI 응용 프로그램 만들 수 있다. 씨큐브코딩 김은경 사업총괄본부장은 “AI 나노디그리 과정은 인공지능 지식과 기술을 올바르게 이해하는 것은 물론 인공지능과 공존하는 세상에서 갖춰야 할 윤리의식과 창의적 사고력까지 기르도록 이끈다. 이는 국가적 AI 교육 목표와 같다”라며 “에듀테크 기업으로써 씨엠에스에듀가 보여주는 남다른 행보에 학부모님들의 믿음과 충성도가 높아 좋은 성과로 이어졌다”고 설명했다. AI 나노디그리 과정에 관한 자세한 내용 확인과 상담 신청은 씨큐브코딩 홈페이지에서 할 수 있다. 한편, 새로운 디지털 세상인 메타버스(Metaverse;3차원 가상세계)에 대한 관심이 급증하면서 씨큐브코딩이 12월 출시한 ‘코드얼라이브(codeAlive)’가 주목받고 있다. 코드얼라이브는 씨엠에스에듀가 유니티와 파트너십을 맺고 3D 가상현실 실감기술 기반으로 개발한 메타버스 코딩교육 프로그램이다. 또한, 씨큐브코딩 커리큘럼 ‘르네상스 2.0’을 업그레이드한 ‘르네상스 3.0’은 학년과 수준, 개별 교육목표에 따라 맞춤형 교육을 제공해 학생과 학부모들에게 인정받고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 어떤 항생제도 듣지 않는 슈퍼박테리아를 현장에서 10분만에 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부, 바이오화학분석팀, 전북대 의대 진단검사의학과 공동연구팀은 항생제 내성 슈퍼박테리아 중 하나인 ‘클로스트리디오이데스 디시필’(C,디시필)을 현장에서 바로 검출할 수 있는 진단키트를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지인 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 실렸다. C,디시필은 현재 나와있는 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균으로 감염될 경우 발열, 설사, 복통이 발생하며 심할 경우는 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이 때문에 미국 질병통제예방센터(CDC)는 C,디시필을 ‘최고 위협단계’ 세균으로 규정하고 있다. 치료제가 없는 C,디시필의 확산을 막기 위해서는 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 진단법은 항원검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 이틀 이상의 시간이 걸리고 항원검사와 독소검사 민감도가 낮아 정확하고 신속한 진단이 어렵다는 문제도 있다. 연구팀은 C,디시필을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고 이를 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)로 만들었다. 연구팀은 왁스프린팅을 한 종이에 친수성, 소수성 패턴을 만들고 5겹으로 쌓아 입체 유체통로가 있는 mPAD를 만들었다. mPAD의 구멍 안으로 미량의 분변시료를 떨어뜨리고 검출신호 증폭을 위해 시약이 건조처리된 다른 구멍에 물을 떨어뜨리면 시료는 유체통로로 먼저 흘러간 다음 시약이 물에 녹아 흘러가게 된다. 용액은 mPAD 종이 표면 금나노입자에 반응하면서 측정감도가 커지면서 색 변화를 통해 감염여부를 확인하게 된다. 실제로 C.디시필 감염의심환자의 분변 시료 미량을 mPAD에 떨어뜨리면 감염여부를 확인할 수 있는 바이오마커 항원 1종과 독소 2종 검출여부를 10분 내에 육안으로 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 mPAD 검출민감도는 97%, 정확도는 95%에 이르고 종이 기반으로 만들기 때문에 제작비용이 저렴하고 추가 장비가 필요치 않다는 장점이 있다. 기초과학지원연구원 권요셉 박사는 “이번 연구는 C.디피실 진단 원천기술을 확보하고 국산화 가능성을 제시한 것”이라며 “고비용의 유전자 검사가 포함된 기존 검사법을 대체하게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3기 신도시 예정지인 광명시흥에서 한국토지주택공사(LH) 직원뿐 아니라 일부 지자제 공무원의 ‘투기’ 의혹이 사실로 밝혀지면서 세종과 전주, 부산 등 전국 지자체가 투기와의 전쟁에 나섰다. ‘공무원 도시’ 세종시는 지난 13일 ‘공직자 부동산 투기신고센터’에 무기계약직 공무원 A(여)씨가 연서면 와촌리 국가산단 부동산 매입 사실을 자진 신고했다고 14일 밝혔다. 시는 A씨를 업무 배제한 뒤 내부 정보 이용 등을 가리기 위해 경찰에 수사를 의뢰했다. 세종경찰청 관계자는 이날 서울신문과의 통화에서 “아직 수사 의뢰서가 접수되지 않았지만 A씨의 남편과 시동생도 세종시 공무원이어서 가족 3명을 모두 의뢰할 것으로 예상된다”고 했다. A씨의 남편은 6급, 남편의 동생은 서기관(4급)으로 알려졌다. 청와대 국민청원 게시판에도 “행정수도 일환으로 정부와 LH가 조성하는 계획도시 세종시는 부동산 투기의 산 현장”이라면서 전수조사 요구의 글이 올라왔고, 또 다른 청원인은 정부 차원의 조사단 파견을 요청하는 등 공직자 중점 투기장으로 떠올랐다. LH의 전임 전북본부장이 스스로 목숨을 끊은 가운데 전주시는 이번 주 대규모 개발이 진행 중이거나 예정된 7곳에서 공무원이 부동산 투기를 했는지 본격적으로 조사에 나선다. 전주역세권 등이 대상이다. 시는 직원이나 가족이 내부 정보를 이용해 투기한 사례가 적발되면 인사상 불이익과 함께 경찰 수사 의뢰 등 강력히 조치할 방침이다. 또 승진 대상 공무원은 본인과 배우자의 주택 소유 현황 등을 제출하도록 했고, 거짓 서류를 내면 강등시키는 초강수를 뒀다. 개발사업이 끊이지 않는 경기도는 공직자 투기 제보를 받을 ‘공익제보 핫라인’을 가동 중이며 경남도 역시 감사위원회를 동원해 경남항공국가산업단지, 밀양나노국가산업단지 등 6개 개발사업 관련 투기 조사에 나선 상태다. 부산시도 강서구 대저1동 연구개발특구 투기 의혹 조사를 위해 감사위원장을 단장으로 조사단을 꾸렸다. 세종 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

국내 연구진이 구리가 녹스는 것을 미세하게 조절해 수 백 가지의 천연색을 구현하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 성균관대 물리학과, 부산대 광메카트로닉스공학과 공동연구팀은 구리 표면 산화층을 1~2㎚(나노미터) 수준으로 조절해 360가지 이상의 천연색을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 9일자에 실렸다. 구리는 붉은 빛을 띄는 갈색이었다가 산화, 흔히 말하는 녹이 슬면서 청록색으로 바뀐다. 미국 뉴욕의 자유의 여신상처럼 구리 합금으로 만든 동상들이 청록색으로 띄는 이유기도 하다. 과학기술이 발달한 요즘도 금속 산화는 정복하지 못한 과제 중 하나이며 특히 구리의 산화는 규칙성이 없기 때문에 제어는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이에 연구팀은 자체 개발한 ‘원자 스퍼터링 에피택시’라는 장치를 이용해 원자 단위로 구리를 쌓아올리는 방식으로 0.2㎚ 두께의 평평한 단결정 구리박막을 만들었다. 이렇게 만든 구리 박막으로 구리 산화 방향을 제어하고 산화층 두께를 원자층 수준으로 조절하는데도 성공했다. 구리와 산화층 사이 경계에서 반사되는 빛이 산화층 두께에 따라 다른 파장을 갖기 때문에 산화층 두께를 달리해 360가지가 넘는 천연색을 구현할 수 있었다. 이 과정에서 연구팀은 레이저를 이용해 표면을 부분적으로 산화시킬수 있는 ‘산화 식각 리소그래피’ 기술도 개발했다. 산화를 식각기술에 처음으로 적용한 것이다. 연구진의 이번 기술을 활용하면 여러 이미지를 금속 표면에 새길 수 있기 때문에 복제 불가능한 암호식각, 반도체 소자 제작 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 IBS 단장(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구결과는 그동안 불가능했던 것으로 알려진 구리의 산화를 완벽하게 제어할 수 있게 돼 학문적으로나 산업적으로 중요한 의미를 갖는다”라며 “구리를 산화시켜 투명한 p형 산화물 반도체로 활용하는 것과 산화 식각으로 새로운 반도체 공정을 개발하는 연구를 수행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유럽연합(EU)이 오는 2030년까지 전 세계 첨단 반도체 가운데 20%를 생산한다는 야심찬 목표를 내걸었다. 전 세계적으로 차량용 반도체 부족 사태가 발생한 데다 미국과 한국·대만 등 아시아에 대한 반도체 의존도를 낮춰 기술 주권을 확보하기 위해서다. 8일(현지시간) 블룸버그통신 등에 따르면 EU 행정부격인 집행위원회는 다음주 이 같은 내용의 첨단기술 청사진을 담은 ‘디지털 컴퍼스’ 계획을 발표할 예정이다. EU는 이를 위해 EU 내에 반도체 제조를 전담하는 파운드리 회사를 세우는 방안을 심도 있게 논의 중인 것으로 알려졌다. 특히 대만 TSMC나 삼성전자 같은 글로벌 반도체 리더그룹이 만드는 5나노미터(㎚)보다 기술적으로 더욱 진보한 2㎚ 반도체를 생산한다는 게 최종 목표다. EU는 “기술 분야에서 심각한 해외 의존도를 낮춤으로써 EU는 디지털 주권을 확보하고 유럽의 이익을 보다 확실히 주장할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 EU의 계획은 폭스바겐 등 유럽 굴지의 자동차 제조업체들이 반도체 부족으로 공장 가동에 어려움을 겪는 시점과 맞물려 있다. 반도체는 노트북, 휴대전화, 자동차 브레이크 센서 등 거의 모든 전자제품에 사용된다. 전 세계 반도체 생산량에서 EU가 차지하는 비중은 10%에 못 미친다. 블룸버그에 따르면 지난해 기준 세계 반도체 매출 가운데 EU가 차지하는 비중은 8.5% 불과하다. 이런 상황에서 지난해 코로나19 사태가 전 세계로 확산되면서 자동차 수요 감소가 전망되고 컴퓨터 등 전자 기기 판매량은 늘었다. 이에 따라 반도체 회사들은 차량용 반도체 생산을 줄이고 전자 기기용 반도체 제조로 전환했다. 하지만 예상보다 빨리 자동차 판매량이 회복되는 바람에 차량용 반도체 품귀 현상이 벌어졌다. 세계 주요 자동차 기업들은 줄줄이 생산에 차질을 빚고 있다. 물론 차량 반도체 공급난은 일시적일 수 있지만 핵심 기술을 해외에 의존할 때 생기는 리스크가 크게 부각됐다. EU는 한때 반도체 공장 허브였지만 네덜란드 NXP, 독일 인피니언 등 자동차 반도체 설계회사들이 TSMC 같은 해외 파운드리 업체에 생산을 위탁하면서 지난 20년 동안 역내 반도체 생산량이 크게 감소했다. 한편 EU의 ‘디지털 컴퍼스’ 계획은 향후 10년 EU의 기술 청사진을 그린다. 반도체 의존도를 낮추는 내용뿐 아니라 기후중립 시설 1만개를 설치해 기업이 데이터 서비스에 신속하게 접근할 수 있도록 하고 2025년까지 첨단 양자컴퓨터를 개발하고 2030년까지 유럽 인구 밀집지역에 5G 서비스를 제공한다는 목표도 담겼다. 유니콘(기업가치 10억달러 이상인 기술 스타트업) 수도 10년 동안 두 배 늘리기로 했다. 구체적인 목표 달성 방법은 제시되지 않았지만 EU는 목표 달성도를 점검하는 모니터링 시스템을 갖추고 EU 집행위는 진전 정도를 자세히 기술한 연간 보고서를 낸다는 방침이다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 햄버거병을 일으키는 식중독균이나 결핵, 독감 등을 유발시키는 병원균을 5분 만에 검출해 감염 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 바이오나노헬스가드연구단 신용범 단장이 이끄는 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 연구진과 함께 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해 시료에 포함된 유전자가 담겨 있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 장비 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는 데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착해 검출할 수 있는 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있다. 연구팀은 나노갭 센서를 이용해 유전자 증폭 과정을 실시간으로 확인하고, 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 센서로 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는 데 성공했다. 신 단장은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 쉽게 만들어 줄 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 압박으로 아이비리그(미 명문대 상징)와의 연구 협업이 힘들어진 중국 대학들이 영국으로 발길을 돌리고 있다. 영국에서 이런 움직임을 포착하고 ‘지나친 밀착’을 경고하는 목소리가 나왔다. 9일(현지시간) 가디언은 최근 조 존슨 전 대학·과학·연구·혁신부 장관이 발간한 보고서를 인용해 “영국과 중국 대학 간 협력이 갈수록 긴밀해지고 있다. 하지만 중국을 잘 이해하지 못하면 (기술 유출 등) 위험이 커진다”고 지적했다. 존슨 전 장관은 보리스 존슨 영국 총리의 동생이다. 보고서에 따르면 양국 대학의 공동 연구는 2000년 750개에서 2019년 1만 6267개로 20년 만에 20배 넘게 늘었다. 영국의 최대 협력 파트너였던 미국을 조만간 추월할 것으로 보인다. 협업 주제 대부분이 자동화와 통신, 신소재 등 국가 안보 및 경제 경쟁에 민감한 분야다. 존슨 전 총리는 “영국 대학에서 중국 자금 의존도가 크게 늘었다. 향후 중국과의 긴장을 견딜 수 있도록 대책을 마련해야 한다”면서 “그러지 않으면 (영국 대학들이 중국에 종속돼) 지식 생태계에 피해를 입을 수 있다”고 설명했다. 그는 “데이비드 캐머런 전 총리가 중국에 대해 보였던 ‘개방성’은 이제 끝내야 한다. 중국을 ‘잠재적 적대국’으로 보고 대비해야 한다”고 덧붙였다. ‘차이나 머니’에 지나치게 의존하다가 기술과 인력을 빼앗길 수 있다는 우려다. 중국은 개혁·개방이 본격화된 1990년대부터 미국 유학생을 활용해 서방의 기술을 흡수해 왔다. 미 연방수사국(FBI)은 2019년 발표한 보고서에서 “중국은 유학생이나 연구자를 미국에 보내 기술정보를 탈취하고자 표적을 물색하고 있다”고 강조했다. 지난해 1월 미국 사법 당국은 나노기술의 세계적인 권위자인 찰스 리버 하버드대 교수를 체포했다. 리버 교수는 중국 우한이공대가 주도하는 비밀연구 프로젝트 수주 사실을 숨긴 혐의를 받는다. 국보급 과학자가 중국의 기술 탈취 음모를 은폐했다는 사실에 미 대학들은 충격에 빠졌다. 미 학계는 중국과의 협업을 거부하는 분위기다. 결국 중국 대학들이 유럽이나 일본에서 대안을 찾고 있다는 것이 영국의 판단이다. 베이징 류지영 특파원 superryu@seoul.co.kr

육류를 갈아 만든 패티가 완전히 조리되지 않거나 살균되지 않은 우유나 상한 채소 등을 섭취하면 신장에서 불순물을 제대로 걸러주지 못해 체내에 독소가 쌓이면서 심각한 질병이 발생한다. 용혈성요독증후군, 일명 ‘햄버거병’이다. 햄버거병의 원인은 병원성 대장균 ‘O157’ 때문으로 알려졌다. 햄버거병은 물론 식중독, 결핵, 독감 같은 질병을 유발시킬 수 있는 병원균에 빠르게 대응하기 위해서는 신속한 병원체 검출이 필수적이다. 국내 연구진이 이 같은 병원균을 5분 만에 검출해 감염여부를 확인할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 바이오나노헬스가드연구단, 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 공동연구팀은 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해서 시료에 포함된 유전자가 담겨있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용돼 왔다. 그렇지만 장비를 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착하는 임피던스 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있는 상황이다. 그렇지만 이 역시 센서의 감도를 높여 병원균에서 나타나는 신호변화만을 제대로 포착해 내는 것이 필요하다.이에 연구팀은 나노갭 센서로 전기적 임피던스 센서의 감도를 개선해 유전자 증폭과정을 실시간으로 확인하고 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 임피던스 센서를 이용해 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는데 성공했다. 이현정 바이오나노헬스가드연구단 책임연구원은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 용이하게 만들어 줄 수 있다”라며 “상용화를 위해 감도 안정화를 위한 최적 측정조건을 찾고 현장진단을 위한 소형화 모듈 등에 대한 연구를 추가진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌졸중은 뇌의 일부분에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터짐으로써 해당 부분의 뇌가 손상되는 질환이다. 뇌졸중은 물론 심근경색 같은 뇌심혈관질환은 돌연사의 주요 원인이면서 최근 30년 동안 전 세계 사망원인 1위로 꼽히고 있다. 뇌심혈관질환의 원인을 찾기 위해서는 영상의학장치가 많이 사용되는데 특히 자기공명영상(MRI)이 널리 쓰이고 있다. 많은 의과학자들이 뇌졸중을 조기에, 정확하게 진단하기 위해서 더 정밀한 영상진단기술을 개발하기 위한 연구를 하고 있다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 화학과, 연세대 의대 영상의학과 공동연구팀은 현재보다 10배 더 정밀하게 혈관 곳곳을 관찰할 수 있는 고성능 자기공명영상(MRI) 조영제를 개발하고 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 9일자에 발표했다. ‘사이오’(SAIO)라고 이름 붙여진 이번에 새로 개발된 조영제는 미세혈관 직경인 0.2~0.8㎜보다 1500배 정도 작은 5㎚(나노미터) 수준이다. 이 때문에 몸 속 모든 혈관 구석구석으로 침투해 혈관을 10배 더 자세히 관찰할 수 있다. 또 현재 MRI 촬영에는 가돌리늄 조영제가 사용되는데 만성신장질환을 앓고 있는 환자에게는 소변으로 배출되지 않아 ‘신원성전신섬유증’이라는 부작용을 일으킬 수 있다. 그런데 사이오 조영제는 가돌리늄 대신 철분을 사용해 이 같은 문제를 근본적으로 없앨 수 있다고 밝혔다.연구팀은 사이오를 이용해 생쥐의 뇌를 촬영한 결과 머리카락 굵기인 100㎛(마이크로미터)의 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있는 3차원 정밀 MRI 뇌혈관 지도를 만드는데 성공했다. 또 MRI 촬영후 사이오는 생쥐의 방광으로 모두 모여 소변으로 배출되는 것이 확인됐다. 신장에 문제가 있는 생쥐에게서도 부작용 없이 모두 몸 밖으로 배출되는 것도 관찰했다. 천진우 IBS 나노의학연구단 단장(연세대 화학과 교수)는 “지금까지 MRI 기술이 큰 고속도로만 보여주는 수준이라면 이번에 개발한 조영제를 이용하면 좁은 동네 골목길까지 자세하게 볼 수 있는 정도”라며 “이번에 개발한 조영제는 영상의학기기의 해상도를 높이는 동시에 신체 안전성을 동시에 만족시킨다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 형광등, 백열등 같은 실내조명에서 나오는 가시광선으로 공기 중 바이러스와 박테리아 같은 병원균을 박멸할 수 있는 항균필터 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 바이오메디칼생산기술센터, 세종대 기계공학과, 한국과학기술연구원(KIST), 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 햇빛이나 실내조명의 가사시광선을 이용해 공기 중에 떠다니는 미생물을 살균할 수 있는 필터기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 실내 공기 중에는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 같은 각종 미생물들이 먼지와 함께 떠다닌다. 인체에 무해한 것들도 있겠지만 질병을 일으킬 수 있는 것들도 있기 때문에 기존에는 은, 산화구리, 산화아연 같은 무기물질이나 키토산 같은 천연 유기물질로 만든 항균필터로 이들을 제거했다. 문제는 항균처리된 필터 표면에 직접 접촉돼야 제거할 수 있으며 시간이 지날수록 먼지가 쌓이면서 병원균 정화기능이 떨어지게 된다는 점이다. 이산화티탄은 대표적인 광촉매로 자외선을 흡수하면 주위 산소, 물과 반응해 미생물을 살균할 수 있는 활성산소를 만들어 낸다. 일상적인 실내 공간에서는 자외선을 활용하기 어렵고 가시광선을 이용하기 위해서는 추가적인 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 만나면 활성산소를 만드는 이산화티탄과 가시광선에 반응할 수 있는 유기염료를 결합시킨 복합나노입자를 만들고 수분 저항성, 광화학적 살균성능을 갖도록 표면처리를 했다. 이번에 개발한 항균필터는 필터 표면에 병원균들이 접촉하지 않더라도 가시광선으로 만들어진 활성산소가 필터 주변의 병원균까지 제거할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 필터로 표피포도상구균에 대한 항균성을 실험한 결과 실내조명(2.9㎽/㎠)에서는 4시간 뒤에 99.9%, 태양광(18~21㎽/㎠)에서는 1시간 뒤 99.98%가 사라진 것을 관찰했다. 표피포도상구균은 피부에 있는 일상적인 균으로 병원성을 드러내지는 않지만 간혹 식중독이나 패혈증, 요로감염 등을 일으키기도 한다. 연구팀은 실용화를 위해 나노입자가 필터에 안정적으로 부착되는지와 활성산소 농도에 따른 인체 안전성 평가를 추가로 진행하고 있다. 최동윤 생산기술연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용한다면 미생물 살균 뿐만 아니라 탈취, 유기물 분해 같은 다양한 오염물질 제어에 활용될 수 있을 것이며 추가 연구를 거친다면 공기청정기 필터, 보호복, 커튼 등 다양한 제품의 항균기능 나노소재에 적용할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

완벽한 암흑은 문학적 표현은 가능하지만 과학적으로 구현해 내기는 쉽지 않다. 양자역학에서도 입사되는 모든 파장대의 복사에너지를 완전히 흡수하는 실제로는 존재하지 않는 이상적인 물체를 가정하고 ‘흑체’라고 부르고 있다. 국내 연구진이 흑체는 아니지만 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 서울대 물리천문학부, 성균관대, 포스텍 공동연구팀이 빛을 빠르게 방출하는 초방사 현상을 거꾸로 돌려 모든 빛을 빠르게 흡수해버리는 초흡수 현상을 실험적으로 구현하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 2일자에 실렸다. 빛을 빠르고 완벽하게 흡수하는 초흡수 현상이 가능하다면 식물의 광합성을 좀 더 잘 이해할 수 있으며 태양전지에서 빛에너지 수확효율을 높일 수 있고 광자를 이용한 양자정보처리 효율향상이나 천체관측을 위한 미세한 광신호 감지 등이 가능하다. 그렇지만 초흡수 현상은 빛이 빠르게 방출되는 초방사 현상에 가려져 지금까지는 관측 자체가 어려웠다. 또 특정 상태의 원자들이 강한 빛을 내는 초방사현상은 이미 실험적으로 구현되기도 했다. 이에 연구팀은 초방사와 초흡수 현상이 동일한 상태 원자들에서 나타날 수 있으며 시간역행적 과정이라는 점에 착안했다. 초방사 상태의 원자들을 제어해 시간을 되돌리듯 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 실험적으로 유도한 것이다. 시간역행을 위해서는 원자상태의 위상을 제어하는 기술이 이용됐다. 체스판 모양의 나노구멍 격자를 통과한 일부 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자역학적 중첩상태로 만든 뒤 원자상태의 위상을 주변 빛의 위상과 반대되도록 조절해 초방사를 되돌려 초흡수현상을 유도한 것이다. 연구팀은 실제로 10개 정도의 원자로 초흡수 현상을 구현해 일반 흡수보다 10배 정도 빠르게 빛을 100% 흡수하는 것을 관측했다. 특히 빛의 세기가 약할수록 흡수속도가 빨라지는 것이 관측됐다. 안경원 서울대 교수는 “이번 기술은 에너지 하베스팅이나 양자정보처리의 효율향상, 섬세한 광신호 감지를 통한 천체관측을 위한 기초자료가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr