SF 작가 아이작 아시모프는 1940년대에 인공지능(AI)을 갖춘 로봇이 등장하는 소설 ‘로봇’ 시리즈를 썼다. 1951년부터 1993년까지 약 40년 동안 쓴 ‘파운데이션’ 시리즈에도 AI 로봇이 나온다. 아시모프 소설에 등장하는 AI 로봇들은 우주탐사뿐만 아니라 치안, 가사, 의료 등 사회 전반에서 활약한다. 아시모프와 동시대에 활동한 SF 작가 필립 K 딕은 1956년에 100년 뒤인 2054년을 배경으로 범죄를 사전에 예측해 범죄자를 체포하는 ‘프리크라임 시스템’을 상상한 ‘마이너리티 리포트’를 썼다. 2016년 3월 구글 딥마인드에서 개발한 바둑 AI 알파고가 이세돌 9단과의 대국에서 승리한 뒤 AI 연구의 속도는 빨라졌다. 딥마인드는 바둑을 넘어 체스, 장기 등 여러 종류의 보드게임을 할 수 있는 알파제로를 개발하는가 하면 단백질을 빠르게 분석할 수 있는 알파폴드까지 만들었다. 지난해 미국에서 열린 ‘콜로라도 주립 박람회 미술대회’ 디지털아트 부문에서는 AI로 그린 ‘스페이스 오페라 극장’이라는 작품이 1위를 차지하면서 AI가 예술 분야까지 넘보게 됐다는 점에 대해 많은 사람이 충격을 받았다. 미국 스탠퍼드대 ‘AI 100’ 연구진은 ‘인공지능과 2030년의 삶’이라는 보고서를 통해 SF 소설에서 예측됐던 것처럼 AI를 이용한 우주탐사 로봇, 범죄 예방 프로그램, 교통, 엔터테인먼트, 보건, 교육, 지역사회 활동 등이 2030년부터 가능해질 것이라고 예측했다. 이 같은 상황에서 미국 시애틀 워싱턴대 컴퓨터과학부, 워싱턴대 의대 정신과학과, 스탠퍼드대 정신과학·행동과학과, 의생명 정보 연구센터 공동 연구팀은 정신과적 도움을 원하는 개인과 온라인으로 상호작용할 수 있는 AI 기반 채팅봇 ‘헤일리’(HAILEY)를 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 컴퓨터 과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 1월 24일자에 실렸다.전 세계적으로 약 4억명이 다양한 정신건강 장애로 고통받는 것으로 알려져 있다. 더군다나 코로나19 대확산 기간을 지나면서 정신건강 문제에 시달리는 사람은 점점 늘고 있다. 문제는 수요자는 늘고 있지만 이에 도움을 줄 수 있는 관련 인력이 부족하다는 것이다. 이에 연구팀은 공감 대화를 위해 필요한 언어 모델을 가진 AI 정신건강 채팅봇 ‘헤일리’를 설계했다. ‘토크라이프’(TalkLife)라는 애플리케이션(앱)에서 300명의 지원자를 모집했다. 토크라이프는 정신건강 문제로 어려움을 겪는 사람들이 모여 서로 대화하며 도움을 받는 일종의 집단상담 앱이다. 연구팀은 300명의 지원자를 둘로 나눠 한 그룹은 헤일리와 대화하도록 했고 다른 그룹은 이전처럼 다른 사람과 대화하도록 한 뒤 정신건강 치유 효과를 관찰했다. 단, 실험 참가자들은 본인이 누구와 대화하고 있는지 알 수 없도록 했다. 그 결과 헤일리와 대화를 나눈 그룹이 사람과 대화를 나눈 집단에 비해 공감을 느끼는 정도가 20~40% 높아진 것으로 확인됐다. 헤일리는 사람이 무심하게 던질 수 있는 단어나 문장을 공감도가 높은 언어로 바꾼 다음 대화에 나서기 때문인 것으로 연구진은 해석했다. 이번 연구를 주도한 팀 알소프 시애틀 워싱턴대 교수는 “이번 연구는 기존에 인간 고유의 영역이라고 알려진 정신과 치료와 공감 대화의 효과를 AI와 협업해 높일 수 있다는 것을 보여 주고 있다”고 설명했다.

“일찍 일어나는 새가 먹이를 잡는다”는 격언이 있습니다. 근면, 성실을 독려하기 위한 말이지요. 과연 일찍 일어나는 새가 먹이도 더 많이 잡고 생존에 유리한 것일까요. 과학자들도 궁금했던 모양입니다. 영국, 네덜란드, 이스라엘 3개국 과학자들은 격언처럼 일찍 일어나는 새가 아니라 똑똑한 새가 먹이를 더 쉽게 잡고 천적을 피하기 쉽다고 25일 밝혔습니다. 이번 연구에는 영국 브리스톨대, 엑서터대, 플리머스대, 리버풀존무어스대, 네덜란드 왕립해양연구소, 이스라엘 텔아비브대, 예루살렘히브리대 연구진이 참여했습니다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 생태·진화학’ 1월 24일자에 실렸습니다. 동물도 사람처럼 자신의 서식지와 주변 환경의 유리한 점과 불리한 점이 무엇인지 익숙해집니다. 특히 동물에게는 먹이를 사냥하고 포식자를 피하기 위해 서식지와 주변을 기억하는 능력이 무엇보다 중요합니다. 그렇지만 동물의 인지능력과 생존 간 상관관계에 대한 연구는 거의 없었습니다. 이에 연구팀은 꿩 126마리를 대상으로 단기 및 장기 기억을 포함한 세 가지 인지능력을 측정했습니다. 태어난 지 10주가 지난 꿩들에게 RFID(무선인식장치)를 부착시킨 다음 집에서 떨어진 삼림, 초원, 농지가 혼합된 자연에 풀어놨습니다. RFID를 이용해 꿩들의 움직임을 추적하면서 집으로 돌아오는 길과 주변 환경을 기억하는지를 기록했습니다. 동시에 꿩 포식자인 붉은여우의 서식지 분포를 분석한 다음 곳곳에 여우 모형을 설치해 꿩들이 어떻게 반응하는지를 관찰했습니다. 그 결과 기억력과 인지 측정에서 더 높은 점수를 받은 꿩은 여우를 피해 살아남을 수 있는 확률이 높은 것으로 확인됐습니다. 기억력이 나쁜 꿩은 서식지 부근에서만 움직이고 주변에서 이용할 수 있는 피난 장소에 익숙하지 않아 여우에게 잡아먹힐 가능성이 높다고 연구팀은 설명했습니다. 연구를 이끈 로버트 히스코트 브리스톨대 교수(행동생태학)는 “생존에 있어 중요한 요소는 적합성”이라며 “이번 연구는 더 나은 기억력을 가진 동물들이 자연 선택에 도움이 된다는 것을 보여 준 사례”라고 말했습니다. 이제 음력으로나 양력으로나 2023년이 시작됐습니다. 작심삼일로 끝나는 경우가 대부분이겠지만 사람들은 새해 계획을 세웁니다. 그중 하나가 일찍 일어나는 새처럼 아침형 인간이 되겠다는 것입니다. 새들처럼 사람도 일찍 일어나는 것이 꼭 필요하진 않습니다. “일찍 일어나는 새가 피곤하다”는 농담처럼 저녁형 인간이 한순간에 아침형 인간으로 바뀌는 것은 어려운 일입니다. 실제로 2019년 영국과 미국 연구진은 인체 내 생체시계를 결정하는 유전자가 지문처럼 사람마다 모두 다르기 때문에 건강한 삶을 살기 위해서는 생체시계에 맞춰 생활하는 것이 필요하다는 연구 결과를 발표했습니다. 또 다른 연구에서는 아침 일찍 일어나 잠이 부족할 경우 심혈관계 질환이나 치매 위험이 커질 수 있다는 결과가 나오기도 했습니다. 새해에는 자기와 맞지 않아 지키기 어려운 원대한 계획을 세우기보다는 작지만 조금씩 지키면서 보람을 느낄 수 있는 소소한 계획을 만들어 보는 게 어떨까요.

배달앱을 이용한 음식점들이 코로나19로 인한 매출 감소를 비교적 덜 겪은 것으로 나타났다. 배달의민족을 운영하는 우아한형제들은 25일 한국경제학회 학술지 ‘경제학연구’에 게재된 논문을 인용, “음식 배달앱이 자영업자들의 코로나19 피해를 줄여 ‘방파제’ 역할을 해 줬다는 사실이 수치로 입증됐다”고 주장했다. 우아한형제들이 제시한 전현배 서강대 교수팀의 ‘배달앱 이용과 음식점업 매출’ 논문은 신한카드에서 제공한 2019년 11월∼2020년 4월 대구지역 음식점 매출액 등을 활용한 연구를 바탕으로 작성됐다.배민은 논문 내용에 대해 “코로나19 발생 이후 배달앱을 이용한 음식점과 이용하지 않은 음식점 사이에 매출 하락 폭이 25%포인트 차이를 보였다”며 “배달앱을 도입하지 않은 업체는 매출이 45% 하락한 반면, 도입한 업체는 20% 하락한 것으로 조사됐다”고 설명했다. 이어 “음식점업의 일매출을 100만원으로 가정하면 코로나19 발생 이후 배달앱을 이용하지 않은 업체의 일매출은 55만원으로 추락한데 비해 배달앱을 이용한 업체의 일매출은 80만원이 됐다는 것”이라고 덧붙였다. 다만 연구팀은 논문에서 “배달앱 수수료 등 영업 비용에 관한 정보는 없으므로, 매출 증가가 음식점의 이익 또는 손실로 연결됐는지는 확인할 수 없다”고 한계점을 명시했다.

암환자-일반인 소변 속 대사체 구성성분 차이스트립 형태 센서에 10㎕ 소변만으로 확인대장암, 폐암까지도 기술 적용위한 추가연구 많은 사람이 ‘췌장암’이라고 하면 걸리면 죽는 최악의 암으로 생각한다. 췌장암 역시 조기 발견하면 생존율을 높일 수 있다. 문제는 췌장암의 발생 메커니즘이 정확히 밝혀지지 않고 위의 뒤쪽에 자리를 잡고 있는장기이기 때문에 조기 진단이 쉽지 않다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 쉽고 빠르게 췌장암을 진단할 수 있는 방법을 개발해서 화제이다. 한국재료연구원 나노표면재료연구본부, 포스텍 화학공학과, 경희대 의대 공동 연구팀은 소변 속 대사체 광신호를 증폭해 현장에서 암을 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 바이오센서 분야 국제학술지 ‘바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 국내에서는 매일 췌장암 환자 14명꼴로 사망하는 것으로 알려져 있으며 환자 1인당 연간 6300만원의 비용이 드는 것으로 알려져 있다. 이런 상황에서 연구팀은 암 환자와 일반인 소변 내에 존재하는 대사체 구성성분이 다르다는 점에 주목했다. 몸속에 암세포가 생기면 비정상적인 대사활동을 하면서 일반인과 다른 대사체를 만들어 소변에도 포함된다. 이런 사실은 이전에도 알려져 있었지만 기존 기술로 구분해 내기 위해서는 고가의 큰 장비가 필요해 혈액이나 조직검사만큼이나 시간이 걸리고 복잡했다. 연구팀은 다공성 종이 위에 산호초 모양의 플라즈모닉 나노소재를 입혀 소변 내 대사체 성분의 광신호를 10억 배 이상 증폭하는 표면증강라만산란 센서라는 것을 만들었다. 이 센서에 10㎕(마이크로리터) 정도 소량의 소변을 묻힌 뒤 빛을 비추면 암 대사체 신호가 센서 표면에서 증폭돼 암 여부를 확인할 수 있게 된다. 이번 기술로 얻은 신호를 인공지능으로 분석하면 일반인과 전립선암, 췌장암 환자를 99%까지 구분할 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 스트립 형태로 센서를 만들어 손쉽게 암을 진단할 수 있도록 했다. 연구팀에 따르면 스트립 형 센서의 생산가격은 개당 100원 이하이기 때문에 대량 검사에도 사용할 수 있다. 연구를 이끈 정호상 재료연구원 선임연구원은 “암은 조기 진단이 중요한 질환이며 췌장암 같은 경우는 진단이 쉽지 않아 최초 진단 이후 생존율이 매우 낮다”며 “이번 기술을 이용하면 검사에 대한 환자의 불편함 없이 신속하게 진단할 수 있을 것”이라고 설명했다. 연구팀은 전립선암, 췌장암은 물론 대장암, 폐암까지도 소변 분석으로 암 조기 진단이 가능하도록 연구를 진행 중이다.

설 연휴가 되면 그동안 만나지 못했던 가족, 친지들이 한자리에 모인다. 오랜만에 만난 조카아이들은 쑥 자라서 몰라볼 때도 많다. 그럴 때마다 우리 아이는 언제 크나 하는 고민을 하는 부모들도 적지 않다. 최근 생물학자들이 바다에서 가장 큰 동물인 고래에게서 거대한 크기로 성장할 수 있게 만드는 원리를 발견했다. 이를 통해 우리 아이들의 키도 키울 수 있지 않을까. 브라질 상파울루 캄피나스대 생명과학연구소, 진화유전체학연구소 공동 연구팀은 고래가 조상들에 비해 거대한 크기로 성장할 수 있었던 유전자를 찾아냈다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 1월 20일자에 실렸다. 고래와 돌고래류는 약 5000만년 전 육지에서 살았던 조상이 바다로 이주한 뒤 진화한 것으로 알려져 있다. 대왕고래 같은 경우는 길이 30m에 이르고 무게는 160t에 달해 지구상에서 가장 큰 동물로 꼽힌다. 다른 고래류들도 육지에 사는 동물들보다 몸집이 월등히 크다. 몸집이 커지는 것은 체세포 숫자와 함께 크기가 증가하면서 나타나기 때문에 일반적으로 생식 능력 저하, 암과 같은 질병 가능성 증가 등 생물학적으로 장점보다는 단점이 더 크다. 그렇지만 고래의 경우는 거대한 몸집에도 불구하고 그런 문제점이 나타나지 않는다. 이 때문에 많은 과학자가 고래의 몸집을 그렇게 가능하게 만든 원인을 찾으려 했지만 구체적 성과는 내지 못했다. 이 같은 상황에서 그동안 고래의 성장 원인으로 주목받은 9개의 후보 유전자에 대한 분자 차원의 진화 분석을 실시했다. 연구팀이 분석한 것은 성장호르몬에서 유래한 유전자 5개(GHSR, IGF2, IGFBP2, IGFBP7, EGF)와 인슐린 유사성장인자에서 4개 유전자(GHSR, IGFBP7, NCAPG, PLAG1)다. 이들 유전자는 고래와 먼 친척뻘인 소와 양 같이 발굽이 있는 동물들의 몸 크기 증가와 연관이 있는 것으로 알려져 있다.연구팀은 향유고래, 북극고래, 회색고래, 혹등고래, 북태평양긴수염고래, 큰고래, 대왕고래 등 몸길이가 10m 이상이고 거대 고래로 알려진 19종의 고래를 대상으로 이들 유전자 발현 여부를 집중 분석했다. 그 결과 인슐린 유사성장인자 4개가 고래의 몸집을 키우는 데 결정적인 역할을 했다는 것을 확인했다. 특히 GHSR은 세포 주기를 제어하고 IGFBP7은 비정상적인 세포 성장을 억제해 암 발생을 차단하는 역할을 함으로써 몸집은 키우고 성장으로 발생할 수 있는 생물학적 문제점을 상쇄시켰다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 마리아나 네리 브라질 캄피나스대 교수(분자·진화생물학)는 “이번 연구를 통해 생물학계에서 오랫동안 수수께끼로 남아있었던 고래의 거대 성장 원리를 이해할 수 있게 됐다”면서 “이 연구가 암이나 퇴행성 질환들을 예방하거나 치료하는데 실마리를 마련해 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

이집트 남부 고대 무덤에서 미라화된 악어 10마리가 무더기로 발굴됐다. 지난 19일(현지시간) 미국 뉴욕타임스 등 외신은 고대 이집트의 쿠베트 엘-하와의 무덤에서 미라로 만든 10마리의 악어가 발견됐다고 보도했다. 고대 이집트 귀족과 사제의 공동묘지에서 발굴된 이 악어들은 상당히 원시적인 형태의 미라로 확인됐다. 다른 미라와는 달리 내부 장기가 완전히 제거되지 않았고 방부제로 사용하는 레진으로 보존되지도 않았기 때문. 또한 악어에 대한 도살 흔적은 발견되지 않았으나 이중 가장 큰 3.6m 길이의 악어가 로프에 묶여있던 흔적이 나왔다. 곧 악어가 죽을 때까지 묶여있었고 뜨거운 모래 속에서 자연적으로 미라화가 된 셈이다.전문가에 따르면 고대 이집트인들은 고양이 등 여러 동물을 미라로 만들었기 때문에 악어도 특별한 사례는 아니다. 다만 이렇게 많은 악어가 하나의 무덤에서 잘 보존된 상태로 발견된 사례가 드물다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구 저자인 스페인 하엔 대학 알레한드로 히메네즈-세라노 박사는 "악어는 탈수로 죽을 때 까지 계속 묶여있었던 것으로 확인됐다"면서 "이 악어 미라는 기원전 5세기 무렵 만들어졌을 것으로 추정된다"고 설명했다.이어 "고대 이집트에서 동물 미라는 신에게 바치는 제물이었다"면서 "이집트인들이 악어 머리를 가진 신(神) ‘소베크’(Sobek)를 섬긴 것을 고려하면 악어 미라가 이상한 것은 아니지만 해당 발굴 지역은 소베크에 대한 신앙심이 없는 지역이었다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제 학술지 플로스원(PLOS ONE) 최신호에 발표됐다.  

호서대학교는 식품공학과 연구팀이 코로나19 감염자의 과잉 염증반응을 완화 시킬 수 있는 천연 생리활성 물질을 발굴했다고 19일 밝혔다. 코로나19 감염자 중 과잉 염증반응인 ‘사이토카인 폭풍(cytokine storm)’이 심한 경우 젊은층도 사망할 수 있다. 알레르기 염증반응의 일차적 핵심 세포인 비만세포(mast cell)에서 분비되는 ‘염증성 사이토카인 종양괴사인자알파(TNF-α)’와 ‘인터루킨-6(IL-6) 및 흉선간질림포포이에틴 (TSLP)’은 사이토카인 폭풍의 주요 원인물질이다. 연구팀에 따르면 한약재 백수오의 생리활성물질(caudatin)이 활성화된 mast cell의 세포 내 신호전달 과정을 조절해 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6, TSLP의 수준을 유의하게 감소시킴을 규명했다 이번 연구결과 ‘Caudatin attenuates inflammatory reaction by suppressing JNK/AP-1/NF-κB/caspase-1 pathways in activated HMC-1 cells’는 식품 분야 권위 SCIE 국제학술지 Food Science and Biotechnology 2023년 온라인판에 게재됐다.

독일 라이프니츠 진화·생명다양성 과학 연구소, 오스트리아 빈 대학 고생물학연구소 공동 연구팀은 150년 전 발견된 호박 속 꽃이 잘못 분류됐다는 사실을 확인했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 1월 13일자에 실렸다. 연구팀은 1872년 북유럽 발트해에서 발견된 28㎜ 크기의 호박 속 화석 꽃을 재분석했다. 이 화석 꽃은 기존에 발견된 호박 화석들에 비해 3배 이상 컸기 때문에 학자들의 주목을 받아 왔다. 그동안 약 4000만년 전에 존재했던 상록수 ‘스테와르티아 코와류스키’의 꽃으로 분류됐다. 그러나 초정밀 현미경을 이용해 분석한 결과 노린재나무의 일종이며 3390만~3800만년 전 것으로 밝혀졌다. 이에 따라 연구팀은 ‘심프로코스 코와류스키’라는 학명을 새로 붙였다.

러시아의 우크라이나 침공과 북한의 연이은 무력 도발 등으로 핵전쟁 위협이 높아진 가운데, 해외 연구진이 핵폭발 발생 시 피해를 줄이는 방법을 연구한 결과를 공개했다. 키프로스의 니코시아 대학 연구진이 17일 공개한 연구결과에 따르면, 핵폭탄이 터질 경우 폭발 중심은 엄청난 에너지로 인해 기화(액체가 기체로 변하는 현상)된다. 이후 발생하는 충격파에 의해 광범위한 지역이 파손되며, 노출 지역은 방사선 및 방사성 물질에 의해 오염된다. 야외에 있다면 충격파로 인해 건물과 생명체가 상당한 피해를 입을 수 있지만, 일부 철근 콘크리트 건물 등은 형체를 유지할 수 있다. 연구진은 이런 점에 착안해 '무너지지 않은 건물' 안에 있다는 전제하에 실내에서 가장 안전한 장소를 찾기 위한 컴퓨터 시뮬레이션 연구를 진행했다. 연구진은 “핵폭발시 실내 공간에서 인간의 생존 가능성은 창문이나 문 등을 통해 들어오는 충격파에 의해 달라질 수 있다”면서 “실내에 있다면 피난처로 가장 좋은 장소는 방의 구석 부분이나 의자 또는 탁자 등 몸을 숨길 수 있는 곳”이라고 설명했다. 이어 “창문과 복도, 문 등에서는 벗어나야 한다. 또 충격파로 인해 공중으로 들어올려졌다 땅으로 떨어질 경우 심각한 부상을 입을 수 있는 만큼, 바람이 빠른 속도로 이동하는 곳을 피해야 한다”고 덧붙였다. 연구진에 따르면, 가장 안전한 장소로 꼽힌 ‘벽의 모서리(방구석)’은 폭발을 마주할 경우에도 (충격파로 인한) 매우 빠른 공기의 흐름을 피할 수 있다. 폭발이 발생한 후 충격파가 도달하기까지 단 몇 초의 짧은 시간 동안에 방의 구석으로 이동하는 것이 상대적으로 안전하다는 의미다. 실제로 시뮬레이션 결과, 좁은 공간에서는 충격파로 인해 공기의 흐름 속도가 빨라지는 것을 확인했다. 충격파가 벽에 의해 반사되면서 방의 모서리 부분 등에서는 휘는 현상이 발생하는 것. 이런 현상을 통해 충격파의 직격탄을 피할 수 있다는 것이 연구진의 주장이다. 또 최악의 경우, 벽과 모서리 등에서 반사된 충격파가 변화하는 과정에서 사람이 체중의 18배의 힘을 받을 수 있는 것으로 확인됐다. 해당 연구결과는 학술지 유체 물리학(Physics of Fluids) 최신호에 실렸다.  “한반도 전쟁 나면 생존확률 ‘제로’” 주장도 다만, 실제로 한반도에서 핵전쟁이 발발하면 주요 타깃이 될 서울의 주민들은 사실상 생존할 가능성이 높지 않다는 주장도 있다. 영국 파이낸셜타임스는 16일 크리스찬 데이비스 서울지국장의 ‘한반도 전쟁 준비의 교훈’이라는 칼럼을 통해 해당 주장을 전했다. 데이비스는 이 칼럼에서 “지난해 한반도에서 전쟁이 나면 정부와 기업이 어떻게 대비할 것인가를 주제로 한 세미나에 참석했다”면서 “전쟁이 발생하면 서울에 있는 내가 실제로 생존할 가능성이 0보다 약간 높다는 것을 알게 됐다”고 밝혔다.데이비스는 또 서울에서 일하는 외국인 주재원들은 한반도 전쟁 등 비상상황에 대비해 최대 30일간 생존을 도와줄 ‘생존 키트’를 담은 배낭을 준비하라는 권고를 받는다고도 전했다. 데이비스는 “(이런 상황에서도) 서울에서 외국인, 한국인을 통틀어 비상 배낭을 준비하는 사람을 단 한 번도 본 적이 없다”고 지적했다. 이어 “많은 외국 기업들은 한국에 파견한 직원들의 안전을 위해 정교한 대피 계획을 세워 놓는다. 어떻게든 서울을 벗어나 중국이나 일본으로 가는 배를 타기 위해 항구에 모이는 것 등이 대표적인 방식”이라고 전했다. 도 “문제는 비상 상황이 아닌 공휴일에서 서울에서 지방으로 나가려면 교통체증 때문에 상당한 시간이 소요된다. 전쟁이 발생했을 때 신속하게 서울을 빠져나갈 가능성은 거의 없다”면서 “서울 시민들에게 가장 좋은 방법은 지하철역이나 지하주차장, 도시 곳곳에 있는 비상 대피소에 숨는 것”이라고 덧붙였다.

스위스 북동부의 해발 2500m 산티스산 정상을 때린 번개가 프랑스 파리 공학대학원(ENSTA) 공동 연구팀이 만든 대형 레이저빔 피뢰침 기기 쪽으로 방향을 튼 모습이 두 차례 포착됐다. 오헬리앙 우아르 ENSTA 연구팀은 낙뢰의 위협에서 주요 시설을 보호하기 위한 연구에서 번개의 경로를 50m 이상 유도하는 데 처음으로 성공하고 그 결과를 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’에 16일(현지시간) 발표했다. ENSTA AFP 연합뉴스

스마트폰, 노트북, 태블릿PC처럼 스마트 기기는 물론 전기차를 오랫동안 안전하게 사용할 수 있도록 하는 배터리 기술을 국내 연구진이 개발했다. 한국기계연구원 나노역학장비연구실, 성균관대 신소재공학부 공동 연구팀은 리튬이온배터리의 성능을 높이는 새로운 배터리 음극 구조를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 리튬이온배터리 전극은 고체와 액체의 혼합물인 슬러리를 전극 전체에 골고루 배치할 수 있도록 코팅해 건조하는 방식으로 만들어진다. 슬러리 균일도가 배터리 성능을 좌우하고 전극이 두꺼워질수록 에너지 밀도와 균일도가 낮아지기 때문에 고출력 환경에서 성능을 유지하기 어렵다. 이에 연구팀은 리튬이온배터리의 전극이 두꺼워도 고성능, 고신뢰성을 유지하는 디자인과 공정기술 개발을 위해 음극을 이중층으로 구성했다. 또 이온 전도성과 전기 전도성이 향상된 작은 소재가 용량이 큰 소재 사이사이에 존재할 수 있는 요철형태로 설계했다. 그 결과 이번에 개발된 배터리의 음극 구조는 전극이 두꺼워져도 전극 전체가 높은 에너지 밀도를 유지하면서 균일한 반응 안정성을 가질 수 있어서 성능과 수명 향상에 크게 도움이 될 것으로 예상되고 있다. 현승민 기계연구원 책임연구원은 “이번 기술은 기존 리튬이온배터리 소재와 공정을 그대로 활용하면서도 새로운 디자인 설계만으로 배터리 성능과 수명을 향상시킬 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라며 “스마트폰, 노트북 같은 스마트 기기는 물론 고출력 환경에서도 고에너지 밀도가 필요한 전기차, 소프트로봇에 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

미국의 강이나 호수에서 잡은 민물고기 한 마리를 먹는 건 독성 화학물질로 오염된 물을 한 달간 마시는 것과 같다는 연구 결과가 나왔다. 미 비영리단체 환경실무단(EWG)은 17일(현지시간) 미 듀크대와 함께 2013~2015년 자국 전역에서 수집한 민물고기 500여 마리분에 대한 정부 조사 자료를 사용해 독성 화학물질인 과불화화합물(PFAS) 오염 수준을 분석했다고 밝혔다. PFAS는 프라이팬 코팅재인 테플론을 비롯해 일부 의류와 과자 봉지 코팅재로 쓰는 물질로, 분해에 매우 오랜 시간이 걸려 공기와 토양, 호수, 강, 음식, 식수 등에 쌓여 ‘사라지지 않는 화학물질’로 불린다. 사람 몸에 들어가면 간 손상과 고콜레스테롤, 면역 반응 감소, 각종 암 발병을 포함한 심각한 건강 문제로 이어질 수 있다. 분석 결과, 미국 민물고기에서 검출된 PFAS 중앙값은 ㎏당 9500나노그램(ng)으로 미국 오대양에서 검출된 값(1만 1800ng/㎏)와 맞먹는다. 대푯값으로 평균값 대신 중앙값을 사용하는 이유는 극단적인 값의 영향을 받지 않기 때문이다. 특히 PFAS의 4분의 3가량은 과불화옥탄술폰산(PFOS)으로 확인됐다. PFOS는 수천 가지 PFAS 중 가장 흔하면서도 위험한 물질인다. 연구진은 미국에서 민물고기 한 마리를 먹는 것은 한 달간 PFOS 수치 48ppt(1조분의 1)가 담긴 식수를 마시는 것과 맞먹는다고 계산했다. 미국 환경보호청(EPA)이 지난해 발표한 기준 안전 식수의 PFOS 수치는 0.02ppt인데, 민물고기 한 마리를 먹으려다 식수보다 2400배나 많은 PFOS를 한 번에 먹게 된다는 것이다. 심지어 미국 민물고기에서 검출한 PFAS 중앙값은 시판 물고기(2019~2022년 조사)보다 278배가량 높았다. 연구를 이끈 비영리단체 환경실무단(EWG) 선임 과학자 데이비드 앤디루스는 AFP에 “더는 (미국의) 민물고기가 PFAS에 오염되지 않았다고 생각할 수 없게 됐다. 특히 민물고기를 단백질 공급원으로 소비하는 외딴 지역사회에 미치는 영향이나 사회적·문화적 이유로 인해 우려스럽다”면서 “PFAS의 불필요한 사용을 없애려면 훨씬 더 엄격하게 규제해야 한다”고 촉구했다. 환경 전문가인 패트릭 번 영국 리버풀존무어스대 연구원은 “PFAS는 21세기 인류가 직면한 가장 큰 화학적 위협이다. 이번 연구는 민물고기에서 인간으로 직접 PFAS가 광범위하게 전달되는 최초의 증거를 제시한다”고 지적했다. 그는 이 연구에 참여하지는 않았다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘환경 연구’(Environmental Research) 2022년 12월 28일자에 실렸다. 

대학에서 논문 표절 등 연구 부정을 적발해도 시효가 지났거나 당사자가 이직하는 등의 이유로 조치를 못했다는 조사 결과가 나왔다. 한국연구재단이 최근 발간한 ‘2021 대학 연구 윤리 실태조사 보고서’에 따르면 2021년 한 해 동안 4년제 대학 170개교에서 195건의 의혹을 접수했고, 이 중 46.2%인 90건을 최종적으로 연구 부정 행위로 판정했다. 이에 대해 대학들이 내린 처분 총 87건을 취합한 결과 ‘조치 없음’이 23건(26.4%)으로 가장 많았다. ‘이직 등으로 조치 불가’ 10건을 합하면 처분 수의 38%였다. 인사 조처에 해당하는 처분 35건 중에서는 경고·주의가 16건(45.7%)으로 집계됐다. 경징계인 견책·감봉은 12건(34.3%), 중징계인 정직·강등·해임·파면은 7건(20%)이다. 그 외 학위 취소 7건, 학술지 등에 게재된 논문 철회 6건, 연구비 회수 4건, 연구지원 금지와 승진·임용 시 불이익이 각 1건이었다. 다만 재단은 연구 부정으로 판정된 사안마다 구체적인 경위를 알 수 없어 의도적인 솜방망이 징계를 했는지 단정할 수 없다고 봤다. 보고서는 “조치 판정은 내려졌으나 조치가 아직 내려지지 않거나 소속이 변경돼 조치가 불가한 경우 등이 있을 수 있다”며 “부정행위로 최종 판정된 1건당 다수의 조처가 내려졌을 수 있다”고 설명했다. 2021년 대학에 제기된 연구 부정 의혹은 195건으로 4년 만에 처음 감소했다. 2017년 58건, 2018년 110건, 2019년 243건, 2020년 391건, 2021년 195건 순이다. 검증을 거쳐 부정행위로 판정된 비율은 46.2%로 2019년 이후 가장 높았다. 최종 판정된 90건 중 표절이 36건(40%)으로 가장 많았고 부당한 저자 표기 20건(22.2%), 중복게재 15건(16.7%), 위조 9건(10%), 변조 3건(3.3%) 순이었다. 부정행위가 최종 적발된 당사자 중 61명(67.8%)은 정교수 등 전임교원이었고 대학원생 15명(16.7%), 비전임 교원 4명(4.4%) 등이었다. 검증 조직인 ‘연구진실성위원회’를 설치한 대학은 163개교(95.9%)였고 연간 평균 운영 횟수는 2.7회였다.

공룡이 등장하는 가장 유명한 SF 작품하면 누구나 ‘쥬라기 공원’, ‘쥬라기 월드’ 시리즈를 떠올릴 것이다. 여기에는 다양한 공룡들이 등장하는데 특정 종들은 사람보다 머리가 뛰어난 것처럼 행동한다. 그렇지만 지금까지 고생물학자들의 연구에 따르면 공룡은 몸집에 비해 뇌가 작아 그리 똑똑하지는 않았을 것이라는 생각이 지배적이었다. 그런데 최근 고생물학자들 사이에 큰 파장을 일으키는 연구 결과가 발표됐다.미국 밴더빌트대 심리학과, 생명과학과, 밴더빌트 뇌연구소 공동 연구팀은 일부 공룡의 뇌가 현대 영장류의 뇌처럼 뇌신경망이 빽빽하게 채워져 있어 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 똑똑했을 것이라고 14일 밝혔다. 이는 공룡이 다섯번째 대멸종에 사라지지 않았다면 도구를 사용할 줄 아는 영장류들 이상으로 진화했을 수 있을 것이라는 추측을 가능하게 하는 것이라서 많은 학자들의 주목을 받았다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘비교 신경학’ 1월 10일자에 실렸다. 지금까지 동물들의 상대적 뇌 크기를 측정하는 ‘대뇌화 지수’(EQ)를 이용해 지능을 추정했다. 이를 통해 보면 티라노사우루스 렉스의 EQ는 2.4, 셰퍼드 개는 3.1, 인간은 7.8 정도이다. 문제는 많은 동물들에 있어서 신체 크기와 뇌 크기는 독립적으로 진화한다는 점이다. 이에 연구팀은 대뇌 피질의 뉴런 밀도에 주목했다. 조류, 파충류, 포유류 등 뇌를 녹인 뒤 뉴런의 숫자를 세어본 것이다. 공룡의 뇌는 남아있지 않기 때문에 공룡 두개골의 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔으로 얻은 뇌질량과 현존하는 새, 파충류의 뇌 관련 데이터베이스를 비교해 공룡의 대량적인 뉴런 숫자를 파악할 수 있는 방정식을 개발했다. 그 결과 육식공룡으로 알려진 수각류 공룡의 뇌는 타조와 같은 현대의 온혈성 조류와 비슷하고 브라키오사우루스 같은 용각류 공룡의 뇌는 현대 냉혈성 파충류 뇌와 비슷한 규칙으로 자란다는 것을 파악했다. 이를 바탕으로 공룡 뇌의 뉴런수를 추정했다. 이를 통해 몽골에서 발굴된 7000만년 전 살았던 6m 크기의 수각류 알리오라무스의 뇌는 73g 안팎이었지만 대뇌피질 신경세포는 10억개 이상으로 꼬리감는원숭이(capuchin monkey)보다 많은 것으로 파악됐다. 또 300g 안팎의 뇌를 가진 티라노사우루스 렉스는 약 33억개의 뉴런을 갖고 있는데 이는 개코원숭이보다 많은 수준이다. 이번 연구를 수행한 신경해부학자 수자나 에르쿨라노 호우젤 교수는 “지금까지 고생물학에서는 공룡의 몸집 크기에 따른 뇌만 생각했을 뿐 지능과 직접 관련 있는 뇌신경연결망을 살펴보지 못했다”면서 “이번 연구를 통해 공룡에 대해 지금까지 우리가 알고 있었던 지식들을 바꾸고 더 정밀하게 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

네덜란드 흐로닝언대, 암스테르담대, 미국 필드 자연사박물관, 스토니브룩대, 애리조나주립대 공동 연구팀은 멸종한 생태계가 원상 복구되기까지는 수백만년이 걸린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 11일자에 실렸다. 연구팀은 생명다양성의 보고로 알려진 마다가스카르를 대상으로 인간이 이 지역 동물들의 생존에 미친 영향을 파악하고 미래 상황을 시뮬레이션하기 위해 마다가스카르에 살았거나 살고 있는 포유류 249종의 지리적 분포와 진화를 분석했다. 그 결과 멸종 위기에 처한 종은 2010년 56종에서 2021년 128종으로 10년 동안 두 배 이상 증가했다. 또 파괴된 자연을 인간의 손길이 닿지 않은 상태로 되돌리기 위해서는 최소 300만년이 걸린다고 예측했다.

쨍하고 추운 겨울은 별 보기 좋은 때다. 날이 차고 건조할수록 대기가 투명해지기 때문에 다른 계절보다 겨울에 별은 또렷하게 보인다. 과학의 발전 덕에 계절에 상관없이 이제는 1년 365일 우주를 관찰할 수 있게 됐다. 과학자들이 세계에서 가장 큰 거대 전파간섭계 망원경인 ‘알마’(ALMA)를 이용해 비교적 지구와 가까운 우주에서 두 개의 초거대 블랙홀이 자라고 있는 것을 발견했다. 알마는 칠레 아타카마 사막의 해발 5000m에 설치된 66개 전파망원경이 하나의 거대 망원경처럼 작동해 우주를 관측하는 시스템으로, 한국도 연구 컨소시엄에 참여하고 있다. 칠레 폰티피시아 가톨릭대, 미국 우주망원경과학연구소, 코네티컷대 연구팀을 중심으로 7개국 28개 연구기관이 참여한 공동 연구팀은 지구에서 5억 광년밖에 떨어져 있지 않은 게자리에 위치한 ‘UGC 4211’이라는 은하에서 엄청나게 큰 블랙홀 두 개가 활동하는 것을 발견했다고 11일 밝혔다. 한국천문연구원도 참여한 이번 연구의 결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 회보’(The Astrophysical Journal Letters) 1월 10일자에 실렸다. 이 연구는 12일까지 미국 시애틀에서 열리는 미 천문학회 제241차 학회(AAS 241)에서도 발표됐다. 이번 학회에는 천문학사, 고에너지 천체물리학, 실험 천체물리학 연구들도 발표됐다.연구팀은 알마를 이용해 UGC 4211에서 750광년의 거리를 두고 주변 물질을 강력하게 빨아들이고 있는 블랙홀 두 개를 발견했다. 연구팀은 이번에 발견된 블랙홀들은 두 개의 은하가 병합되면서 나타난 것이며, 매우 가까운 거리에서 활발하게 활동하는 사례는 그동안 거의 발견되지 않았다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 은하들의 결합은 우주에서 매우 흔하게 발생하고 있기 때문에 쌍성 블랙홀 현상도 생각보다 흔할 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 에세키엘 트레이스테르 폰티피시아 가톨릭대 천문학 교수는 “이번 연구는 은하 중심부에서 성장하는 초거대 블랙홀 쌍이 상당히 많을 것이라고 추측할 수 있게 해 준다”며 “그렇다면 은하의 병합으로 인해 발생한 중력파들을 더 많이 관측할 수 있게 되고 그로 인해 우주의 기원과 별의 탄생에 대해 더 많은 것을 알 수 있을 것”이라고 설명했다. AAS 241에서는 이 연구 결과 외에도 알마를 이용한 성과가 다수 발표됐다.미국 하버드·스미스소니언 천체물리학 연구센터 과학자들은 지구에서 3900광년 떨어져 있는 백조자리에 있는 ‘MWC 349A’를 알마로 관측한 결과 엄청난 크기와 속도의 ‘제트’가 방출되는 것을 관측하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 블랙홀이나 새로 생기는 아기별은 엄청난 양의 에너지를 상하로 방출하는데, 이를 제트라고 한다. 이번 관측 대상인 MWC 349A는 태양 질량의 약 30배에 달하며 독특한 형태를 갖고 있어 ‘괴짜별’로 불린다. 이전에도 MWC 349A는 마이크로파를 방출하는 것으로 알려져 있었지만 관측이 쉽지 않았다. 그런데 이번 관측을 통해 토성을 둘러싼 얼음 고리처럼 MWC 349A 주변에는 기체 고리가 형성돼 있으며 기체 고리의 직경은 50AU(약 75억㎞)인 것으로 확인됐다. ‘천문단위’라고 불리는 AU는 우주 거리를 표시할 때 쓰이는 것으로 지구에서 태양까지의 평균 거리를 1AU(1억 5000만㎞)로 삼고 있다. 또 제트 방출 속도는 초당 500㎞에 이르는 것으로 확인됐다. 1초도 안 돼 서울에서 부산까지 갈 수 있는 속도다. 연구를 주도한 치저우 장 하버드·스미스소니언 천체물리학 연구센터 수석연구원은 “이번 연구 결과는 무거운 별의 생성 원리와 진화를 이해할 수 있게 해 준다”고 설명했다.

네덜란드 흐로닝언대, 암스테르담대, 미국 필즈 자연사박물관, 스토니브룩대, 애리조나주립대 공동 연구팀은 멸종한 생태계의 원상복구되기까지는 수 백만년이 걸린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 11일자에 실렸다. 연구팀은 생명다양성의 보고로 알려진 마다가스카르를 대상으로 인간이 이 지역의 동물들 생존에 미친 영향을 파악하고 미래 상황을 시뮬레이션하기 위해 마다가스카르에 살았거나 살고 있는 249종의 포유류의 지리적 분포와 진화를 분석했다. 그 결과 멸종위기에 처한 종은 2010년 56종에서 2021년 128종으로 10년 동안 두 배 이상 증가했다. 또 파괴된 자연을 인간의 손길이 닿지 않은 상태로 되돌리기 위해서는 최소 300만년이 걸린다고 예측했다.

두 개의 블랙홀이 서로 가까운 거리에서 주변 물질을 집어삼키며 ‘파티’를 벌이는 모습이 목격됐다. 미국 국립전파천문대 출신 마이클 코스 박사가 이끄는 국제 연구진은 칠레 알마(ALMA) 전파망원경 관측 자료를 통해 서로 충돌 중인 두 은하의 각 중심에서 거대질량 블랙홀을 발견했다고 9일(현지시간) 밝혔다.두 블랙홀은 지구에서 게자리 방향으로 5억 광년 떨어진 두 은하 안에 있다. 두 은하가 합쳐지는 은하 병합 과정은 주로 훨씬 먼 곳에서 발생해 관측이 어렵다. 이에 따라 이 블랙홀들을 중심에 둔 두 은하는 은하 병합의 마지막 단계를 연구하는 데 이상적인 후보로 여겨진다.연구진은 알마 망원경의 고감도 수신장치를 사용해 두 은하의 깊숙한 곳을 들여다봤다. 그 결과 각 중심에서 블랙홀이 성간 먼지와 가스 등 주변 물질을 게걸스럽게 집어삼키고 있는 것으로 나타났다. 놀랍게도 두 블랙홀 사이 거리는 불과 750광년이다. 서로 거리가 가까운 두 블랙홀은 보통 쌍둥이 블랙홀이라고도 한다. 지금까지 발견된 쌍둥이 블랙홀 중 이렇게 서로 가까이 위치한 사례는 없었다. 그러나 이는 천문학적 관점에서나 가까운 것이지, 앞으로 몇 억 년이 지난 뒤에야 두 블랙홀은 하나로 합쳐질 것이다. 결국 두 블랙홀은 먹어치우던 물질이 자신들 사이를 지날 때 궤도가 좁혀져 서로를 돌기 시작할 것이다. 궁극적으로 이 블랙홀들은 지금까지 관측된 어떤 사례보다 훨씬 더 강한 중력파를 생성하기 시작할 것이라고 연구진은 설명했다. 연구진은 이번 발견에 알마 망원경이 게임체인저(상황 전개를 완전히 바꿔놓는 사람이나 아이디어, 사건) 역할을 했다고 말한다. 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 알마 망원경은 성간 먼지와 가스 기둥이 앞을 가려도 이를 뚫고 자세히 볼 수 있다. 코스 박사는 “우리는 은하 병합에서 서로의 거리가 가장 가까운 쌍둥이 블랙홀을 발견했다. 이 발견은 이같은 블랙홀을 만드는 은하 병합이 더 먼 우주에서 훨씬 더 흔히 발생할 수 있다는 점을 시사한다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 천문학·천체물리학 분야 국제전문학술지인 천체물리학저널레터(The Astrophysical Journal Letters) 1월 9일자에 실렸다.

2025년 우리나라 군 전체 병력 중 1만 5000명이 다문화 장병으로 채워질 것으로 전망되는 가운데 군의 단결력과 전투력 향상을 위해서는 언어, 식습관 등 다문화를 존중해야 한다는 분석이 나왔다. 9일 김인찬 육군대학 교관과 박상혁 우석대 군사학과 교수 등이 공동집필해 학술지 ‘국제문화기술진흥원’ 최신호에 게재한 ‘세계 강군의 다문화 적용사례 연구’ 논문에 따르면 2025년에 입대하는 다문화 가정의 장병은 8000명을 넘어선다. 전체 미성년자 중 다문화 가정 자녀의 비중이 2019년 3.4%에서 2040년 11.7%로 증가하는 것에 따른 것으로, 논문은 국방부 자료를 인용해 2025년에 복무하는 다문화 가정 장병은 총 1만 5000명, 2030년에는 군 전체 병력의 5%를 차지할 것으로 내다봤다. 군은 저출산에 따른 병력 부족으로 초래될 안보 공백에 대비해 2010년 병역법을 개정, ‘외관상 명백한 혼혈인’의 입대를 의무화했다. 다문화 장병의 비중이 크게 늘어날 예정이지만, 이들과 관련한 복무규정은 ‘누구든 어떤 이유로든 다문화 장병을 차별하는 자는 처벌’한다는 단편적 지침뿐이라고 논문은 지적했다. 논문은 ‘다문화 군대’의 성공 사례로 미군과 고대 페르시아군을 꼽았다. 이들 군대는 종교와 언어, 민족 차이를 인정하고 융합해 전투력이 높은 강군으로 성장했다고 평가했다. 페르시아군의 경우 장병의 취향에 따라 식사를 선택할 수 있게 했고 미군은 모두 24종의 전투식량에 무슬림용, 유대교용, 채식주의자용 등으로 나눠 다문화 장병의 식습관을 존중한다고 설명했다. 논문은 “통일된 식단이 효율과 편의성을 높이지만 신성시 또는 금기시한 식재료가 들어간 식단은 자칫 식사 거부로 이어져 사기 저하와 전투력 약화를 일으킬 수 있다”며 “사소할 수도 있지만, 식문화 존중하는 것이 전투력 강화로 이어졌다는 게 역사적 교훈”이라고 짚었다. 반면 인도를 지배했던 대영 제국은 다문화 출신 용병들의 종교와 민족, 문화의 다양성을 무시해 이른바 ‘세포이 항쟁’을 초래했다고 논문은 설명했다. 박 교수는 “우리나라 군 조직이 다문화 군대로 변모하는 게 불가피한 상황”이라며 “다문화 병사가 군 복무를 어떻게 적응해가는지 일련의 병영생활 과정을 범주화하는 추가 연구가 시급하다”고 말했다.

한국전기연구원(KERI)은 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대학교 박민준 교수팀이 아연·망간을 핵심소재로 이용한 고성능의 하이브리드 ‘레독스 흐름 전지’ 기술을 개발해 관련 논문이 국제 저명 학술지에 게재됐다고 9일 밝혔다.레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery)는 환원(Reduction), 산화(Oxidation), 흐름(Flow) 등 세 단어를 합성한 용어다. 산화·환원의 화학적 반응을 통해 전자가 전해액의 도움을 받아 음극(-)에서 양극(+)으로 이동하며 전기에너지를 발생시키는 원리다. 레독스 흐름 전지는 기존 이차전지와 달리 화학적 반응이 일어나는 부분과 전기를 저장하는 부분을 구분했기 때문에 전지의 대용량화가 가능하다. 또 배기가스를 배출하지 않고 화재·폭발 위험이 없어 에너지저장장치(ESS)용으로 주목받는 차세대 전지다. 현재 레독스 흐름 전지의 주요 핵심 소재는 중국 등으로부터 수입에 의존하는 ‘바나듐’으로 가격이 비싼 금속이다. 바나듐 레독스 흐름 전지는 전지 성능을 좌우하는 전압도 상용 리튬이차전지보다 낮아 효율성이 10~15% 떨어진다. 전기연구원과 부산대팀은 바나듐 보다 상대적으로 가격이 저렴하고 수급도 안정적인 아연과 망간을 대체 금속으로 이용했다. 하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름 전지는 독특한 이중 이온교환막 구조로 구성돼 알칼리성의 아연 전해액과 산성의 망간 전해액의 동시 사용이 가능하고 높은 전위차도 기대할 수 있다. 연구팀은 망간의 낮은 가역성(reversibility) 문제를 개선하기 위해서 전기 전도성이 우수한 비스무트(Bismuth) 금속을 탄소 환원법을 활용해 전극 표면에 증착시켰다. 전기연구원과 부산대 연구팀은 다양한 연구·분석과 기술개발을 통해 하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름 전지가 기존 바나듐계보다 높은 전압(1.3V→2.52V)을 발생시켜 에너지 효율이 10% 이상 향상되는 등의 결과를 확보했다고 밝혔다. 이 연구결과를 담은 논문은 에너지 분야 국제 전문 학술지인 에너지 스토리지 머터리얼스(Energy Storage Materials)에 최근 게재됐다. 전기연구원은 지난해 국내 최초로 광주에 구축한 레독스 흐름 전지 시험인증센터를 활용해 이번 개발 기술을 확장·발전시킨 뒤 상용화를 위한 기술이전을 추진할 계획이다. 한국전기연구원 박준우 박사는 “저비용의 아연·망간 소재와 가역성을 높일 수 있는 금속 이온 촉매 기술을 결합한 신개념의 레독스 흐름 전지 기술을 개발했다”며 “차세대 레독스 흐름전지 보급 확대에 크게 기여할 것”이라고 말했다.