■추천더중플!-머스크가이끈우주저궤도전쟁「전세계이목이집중된미국과우크라이나의광물협정.‘거래의기술’을쓴도널드트럼프미국대통령이군사원조중단에이어,고려하는더치명적인압박카드는‘스타링크중단’입니다.일론머스크가만든스페이스X의위성인터넷서비스스타링크는전쟁중에도,그리고종전협상에있어서도‘게임체인저’로꼽힙니다.우리가매일펑펑쓰는인터넷이,미국이원하는우크라이나의희귀광물만큼이나소중한자원으로취급됩니다.그런스타링크가곧한국에도상륙합니다.오늘의‘추천!더중플’에선한국서비스를시작할스타링크의모든것을다룹니다.스타링크는어떻게강력한전략무기가됐는지부터,국내통신시장에미칠영향까지분석했습니다.팩플은소비자·투자자입장에서알아야할혁신기술과비즈니스에대한모든것을다룹니다.더자세한내용은더중앙플러스구독후보실수있습니다.」김혜미디자이너현재지구에서뉴스를가장많이만들어내는,제일‘핫’한사람은?이견없이도널드트럼프미국대통령일것이다.그러면,2등은누굴까.트럼프에인생을배팅해대박을터트린남자,일론머스크가꼽힐가능성이꽤크다.세계경제를글자그대로뒤흔들고있는머스크.그의인생최대업적은뭘까.전기차시대를연테슬라일까.오픈AI를공동창립하고xAI까지만들며,AI(인공지능)혁명을이끌어온기록일까.지금기준으론둘다아닌,스페이스X의위성인터넷서비스‘스타링크’일확률이가장높다.모건스탠리를비롯한월가의분석가들은머스크를인류최초의트릴리어네어(1조달러대자산을보유한조만장자)로만들어줄힘이테슬라가아닌,스타링크를보유한스페이스X에서나올걸로전망하고있다.중국업체들을비롯해수많은경쟁자의도전을받고있는테슬라와달리,스타링크는저궤도위성인터넷시장에서사실상경쟁자없이독주중이다.앞으로기업가치가테슬라를훨씬넘어설것이란전망도나온다.스타링크의가치가그만큼높은건,인터넷기지국을하늘로띄운덕분이다.전쟁의포화도,지진·해일·산불같은자연재해도영향을미치기힘든550㎞높이의저궤도를7000개가량의스타링크위성이채우고있다.심지어5년후엔4만개까지이를늘릴계획이다.저궤도위성으로인터넷을연결한다는생각을머스크가처음한건아니다.앞서이방식을시도한곳이있지만,스타링크는재활용로켓기술로비용을획기적으로낮춰사실상처음상업용서비스를제대로구현했다.머스크는지난해“지구의모든활성위성중3분의2가스타링크위성”이라고밝혔다.인류3분의1이여전히‘인터넷사각지대’에살고있고,전쟁과재난도끊이지않는상황에서스타링크의존재감은갈수록커질전망이다.특히전쟁으로통신기반시설이파괴된우크라이나에서쓸모를과시하면서전략자원으로도그중요성이재평가되는중이다.국내뿐아니라국경에서수백㎞떨어진적국본토를드론등으로공격하려면통신으로정확한목표를전달해야한다.스타링크가전쟁에서게임체인저역할을할수밖에없는이유다.그런스타링크가늦어도상반기내한국서비스를시작한다.과학기술정보통신부는지난1월15일기술기준행정예고를마쳤다.스타링크서비스가가능하도록국내기술기준을개정한것.이어국경간공급협정승인을위해필요한주파수이용조건을마련하고있다.그런데한국에인터넷이안터지는오지가있던가.이미통신사들이지상기지국으로촘촘한인터넷망을구축해놨는데,스타링크는어떤기회를보고한국에오는걸까.국내통신3사와일단협업부터시작한다는데미래경쟁자가될가능성은없나.6세대(G)통신시대가오면스타링크같은저궤도위성인터넷연결이필수라는데,국내기술수준은어디까지왔을까.전략무기가된저궤도위성인터넷연결,중국과유럽등세계각국은어떻게준비하고있나.📌더자세한기사내용이궁금하시다면,기사링크를복사해주소창에붙여넣으세요.스타링크,한국서뭐할건데?머스크의‘위성4만개’야심https://www.joongang.co.kr/article/25316115■추천더중플!-팩플오리지널「딥시크쇼크?4대천왕더있다…中10년간의‘치밀한빌드업’[딥시크스톰①]파란고래를로고로내세운인공지능(AI)챗봇이글로벌앱스토어1위를휩쓸며챗GPT를위협한다.중국AI스타트업‘딥시크’가만든동명의서비스딥시크다.최신반도체도,소프트웨어(SW)도미국이틀어쥐고제재했는데대체어떻게?중국엔딥시크같은AI기업이4000개이상있다는데,딥시크이후의AI세계,한국은생존할수있을까.https://www.joongang.co.kr/article/25311292‘용각산’은왜우주로가나…무중력서벌어진놀라운일세계우주과학자의학술행사‘코스파’(국제우주연구위원회)에겔포스·용각산을만드는제약사보령이등장했다.“우주여행자를돌보는게앞으로우리가할일”(김정균보령대표)이라는말과함께.우주비즈니스분야는무한하지만,특히신약개발시장이뜨겁다.무중력공간이선사하는‘잭팟’의기회를잡기위해글로벌제약사들이너도나도뛰어들었다는데.https://www.joongang.co.kr/article/25270106“네답변은10점만점에4점”똑똑한챗GPT만들조련법누구나한번쯤챗GPT를구독해본시대.매달구독료를똑같이내는데옆자리김대리는왠지나보다더잘쓰는것같다면?팩플이업계에서소문난생성AI실전고수들을직접만나들은AI실전활용법을모았다.광고카피쓰기부터시장조사보고서작성까지생성AI도움을받아뚝딱일을처리하는AI고수들의노하우다.마케터가아닌일반인도활용가능한꿀팁도꾹꾹눌러담았다.이것만읽으면당신도‘생성AI마케팅고수’.https://www.joongang.co.kr/article/25297596하늘에서1335조쏟아진다,별도달도따주는우주산업대항해시대?골드러시?지금은우주러시의시대!신대륙이나금대신,지구에서38만㎞떨어진달을겨냥해주요국들이앞다퉈착륙선을쏘아올리고있다.지난해미국인튜이티브머신스가보낸달착륙선‘오디세우스’가달남극근처에착륙하며민간최초달착륙선이란역사를썼고,중국·일본·유럽·러시아·인도그리고한국까지모두가달을향해날아오르는중.달보다가까운저궤도(약1000㎞)우주는더붐빈다는데,무슨일일까.https://www.joongang.co.kr/article/25229637트위터완전히‘X’됐다…머스크에대들다잘린직원전세계가쓰는소셜미디어트위터는2022년일론머스크에게인수됐다.그리고,격동의세월이시작됐다.대량해고가이어졌고,이름도X로바뀌었다.그렇지않아도“소셜미디어는죽었다”(바이스)라는말까지나오던시기,머스크의온갖기행까지겹치며X가된트위터의미래에대한우려도커졌다.한때민주주의의보루라고도불렸던소셜미디어의미래,어떤모습일지내다봤다.https://www.joongang.co.kr/article/25230435」Copyright©중앙일보.무단전재및재배포금지.

AI이어BCI기술패권경쟁시작뉴럴링크앞세운미국맹추격중로봇·양자와함께10대혁신제품보편화전주도권잡겠다는포석한국엔임상가이드라인도없어편집자주우주,인공지능,반도체,바이오,에너지등첨단기술이정치와외교를움직이고평범한일상을바꿔놓는다.기술이패권이되고상식이되는시대다.한국일보는최신이슈와관련된다양한기술들의숨은의미를찾고사회에미치는영향을심층분석하는'테크인사이트(TechInsight)'를격주금요일연재한다.BCI는사람의뇌와전자기기를직접연결하는기술이다.이를이용하면사람생각이나의도만으로컴퓨터를조작하거나메시지를전달할수있다.쉽게말해BCI칩이사람의마음을읽어그정보를컴퓨터에전달하는것이다.뉴럴링크제공지난달17일국제학술지'네이처일렉트로닉스'에는세계최초로양방향적응형뇌-컴퓨터인터페이스(BCI)기기를개발했다는연구논문이실렸다.그동안개발된BCI는주로뇌가컴퓨터로신호를보내생각만으로기기를조종하는방식이었지만,이논문엔한발더나아가뇌와컴퓨터가신호를주고받으며상호학습을하는기술을구현했다는내용이담겼다.양방향BCI는이분야연구자들의지향점이다.인간의뇌가실시간으로변하기때문에BCI기기는오래사용할수록성능이떨어지는데,기기가뇌상태를학습해스스로알고리즘을개선해나간다면효율성과정확도도개선되기때문이다.연구진은인간의뇌신경망구조를모방한뉴로모픽반도체를이용해뇌와컴퓨터간의상호작용을만들었다.10명의참가자가이기기를착용하고드론비행시험을한결과기존BCI보다에너지소비는1,000분의1로줄어들고정확도는20%더향상됐다.연구진은“이번연구가BCI기술의상용화를앞당기고뇌-기계‘하이브리드(통합)지능’의가능성을열었다”고자평했다.괄목할만한연구성과를낸건다름아닌중국톈진대와칭화대의연구진이다.올해초스타트업딥시크의고성능추론형인공지능(AI)모델로세계를놀라게한중국은BCI분야에서도성과를내며미국을빠른속도로추격하고있다.정부의지원을바탕으로학계는물론스타트업에서도활발한연구개발(R&D)이계속되고있다.중국이BCI기술표준선점에까지나서면서AI에이어BCI분야에서도미국과기술패권전쟁을시작했다는분석이나온다.중국톈진대와칭화대공동연구진이지난달17일국제학술지'네이처일렉트로닉스'에공개한양방향적응형BCI기술개념도.네이처제공빌게이츠,제프베이조스싱크론투자뇌파만으로기계를조작하고사물을움직이는기술인BCI는여전히공상과학(SF)영화에가까워보이지만,이미1970년대부터발전돼왔다.BCI연구는신체외부에기기를붙여신경세포(뉴런)에서발생하는신호를읽는‘비침습형’방식에서시작해,최근에는뇌에직접칩을이식하는‘침습형’방식까지나아가고있다.톈진대와칭화대연구진이구현한기기는기기를머리에쓰는비침습형이다.미국은BCI기술의선도국이다.테슬라창업자인일론머스크가세운‘뉴럴링크’가이분야의유명기업이다.침습형BCI의대표주자인뉴럴링크는2023년5월미국식품의약국(FDA)으로부터인간대상임상시험을승인받고사지마비환자3명의두개골에‘텔레파시’란이름의칩을이식하는데성공했다.뉴럴링크는초정밀로봇을이용해머리카락보다가느다란실형태의전극을뇌표면에삽입하고이를지름23㎜,두께8㎜의작은칩과연결해신호를받는다.실험참가자들은생각만으로체스게임을하고3차원(3D)물체를설계하는등컴퓨터를능숙하게다룰수있게됐다.뉴럴링크는지난해11월캐나다보건부의임상승인도받았다.2030년까지2만명에게임상과시술을하겠다는계획이다.[뉴럴링크는지난해첫번째임상시험환자의수술과적응과정을담은영상을공개했다.뉴럴링크유튜브]뉴럴링크보다앞서BCI기술상업화를추진해온기업도있다.미국싱크론은2021년FDA승인을받았다.싱크론역시침습형방식을사용하지만,뉴럴링크처럼전극을뇌에직접삽입하는대신뇌혈관에연결하는'스텐트로드'라는기술을개발했다.2023년부터영구이식실험을시작한싱크론은지난해“참가자6명이아마존의AI비서알렉사나애플의확장현실(XR)기기인비전프로를이용해스마트홈제어와컴퓨터조작에성공했다”며“BCI이식후1년간사망이나장애가발생하지않았다”고발표했다.싱크론역시대규모임상을준비중이다.미국기업들이앞서나갈수있는비결은막대한투자금이다.뉴럴링크는일론머스크의투자금약1억달러(약1,450억원)를포함해최근까지3억2,500만달러(약4,750억원)의투자를유치했다.싱크론역시1억4,500만달러(약2,119억원)를유치했는데,투자의중심에는마이크로소프트창업자빌게이츠와아마존창업자제프베이조스같은빅테크기업거물들이있다.BCI기술구현에는뇌과학외에도전기공학·컴퓨터공학·재료공학등다양한기술이필요한만큼,자금력을바탕으로인재를불러모은것이다.미국시장조사업체그랜드뷰리서치는세계BCI시장규모가2025년28억3,000만달러(약4조1,000억원)에서2030년65억2,000만달러(약9조4,700억원)로급성장할것이라고내다봤다.그래픽=신동준기자BCI국제표준선점공들이는중국미국에비하면중국BCI시장의투자규모는작다.지난달상하이의BCI스타트업인스테어메드가중국시장최대규모의투자를유치해화제가됐는데,그규모는3억5,000만위안(약702억원)이었다.스테어메드는자사침습형BCI기기에대해“전극두께가뉴럴링크의5분의1,임플란트칩은절반크기”라고광고하며대항마를자처하지만,자금은미국에못미치는것이다.그러나중국BCI시장이빠르게커지고있다는점은무시할수없다.중국전자정보산업발전연구원(CCID)에따르면지난해BCI시장규모는32억위안(약6,337억원)으로,전년대비18.8%성장했다.2027년에는시장규모가55억8,000만위안(약1조1,050억원)에이를전망이다.빠른성장의배경에는중국정부의지원이있다.중국공업정보화부등7개부처는지난해1월휴머노이드로봇,양자컴퓨터와함께BCI장비를10대혁신제품으로선정했다.같은해상하이시와광둥성등주요지방정부는BCI를포함한의학-인공지능육성대책도발표했다.최근발전한딥러닝기술과융합해BCI기술발전에속도를낸다는계획이다.중국은한발더나아가BCI분야국제표준선점에도공을들이고있다.지난해7월기업과연구소의전문가를초빙해‘BCI표준화기술위원회’를만들고윤리및기술표준제정에나섰다.BCI가아직보편화하지않은만큼미국보다앞서주도권을잡겠다는포석이다.국내BCI스타트업인와이브레인의이기원대표는“중국은국제표준화기구(ISO)의BCI표준제정회의에서의장국을맡는등국가지원으로국제표준경쟁에대비하고있다”며"화웨이같은대기업도BCI기술개발을시작하며적극나서고있다”고말했다.정부"기술구체화부터"vs개발자"선제적규정필요"한국은비침습형BCI연구가진전됐다.와이브레인의경두개직류자극우울증치료전자약‘마인드스팀’은전국병·의원100곳에도입됐다.현대모비스는뇌파로운전자의주의력감소를감지하는기기를개발하는등대기업의도전도이어지는중이다.그러나침습형BCI연구는전무하다시피하다.임상시험규정자체가없기때문이다.정부는2023년‘바이오헬스신산업규제혁신방안’을통해뇌-기계인터페이스(BMI)기술발전기반을구축하겠다고발표했다.2024년까지임상연구와디바이스안전성평가가이드라인을제안한다는계획이핵심이었지만,정책용역이지난달에야종료됐다.또다른계획인△BMI관련윤리·사회적이슈대응논의를위한민간자문단구성△전주기적기술활용을위한다부처협의체구성도이루어지지않았다.과학기술정보통신부관계자는“기술이아직태동기라우선임상규제에초점을두고있고,윤리와관련해서는기술이좀더구체화하면논의할예정”이라고설명했다.연구자들은그러나국내BCI기술이경쟁력을갖추려면선제적인윤리·안전성논의가시급하다고강조한다.재활및의료기기로쓰이는BCI특성상국제표준제정과정에서도윤리가핵심이되고있기때문이다.관련검토를미리마친중국의BCI기업이국내시장을선점할수있다는우려도크다.BCI를연구하는임창환한양대바이오메디컬공학과교수는“침습형BCI구현에필요한요소기술을갖춘과학자들과조만간연구를시작할계획”이라며“추후임상시험이임박할때가이드라인을만들면시간이더지체되는만큼,미리관련조건을검토할필요가있다”고말했다.신혜정기자[email protected]©한국일보.무단전재및재배포금지.

GIST등국제연구팀,단일분자의양자상태실시간제어성공[아이뉴스24정종오기자]인류의미시적과학연구는어디까지이어질까.국제연구팀이1조분의1초의‘찰나’순간에일어나는단일분자의양자상태를실시간제어하는데성공했다.눈에보이지도않는분자를인류가제어할수있다는이야기이다.머리카락보다얇은나노미터(nm,1nm는10억분의1미터)크기의물질을시각화해관찰할수있는주사터널현미경(STM)과피코초(ps,1ps는1조분의1초)단위의매우짧은시간스케일을가진테라헤르츠(THz)광을결합해분자수준에서발생하는에너지변환과화학반응을실시간으로제어하는기술이한일공동연구를통해개발됐다..[사진=GIST]광주과학기술원(GIST,총장임기철)은화학과김유수(기초과학연구원양자변환연구단장)·이마다히로시교수가일본이화학연구소(RIKEN),요코하마국립대,도쿄대,하마마츠포토닉스(HamamatsuPhotonicsK.K.),울산대와함께분자수준에서일어나는현상을실시간초고속으로관측·제어할수있는기술을개발했다고7일발표했다.분자와전극사이에서전하가이동하는현상(전하교환)은유기소자나촉매표면에서발생하는화학반응등에서나타나는기본적분자과학현상중하나이다.이러한전하이동과정에서는전하상태나여기자(음전하를가진전자와양전하를가진정공이공존하는준양자상태)와같은과도적중간상태가형성된다.이상태들은수명이피코초(ps,1ps는1조분의1초)수준으로매우짧다.찰나다.그특성을조사하기위해서는초고속으로전하를제어하는것이필요하다.최근광학기술이발전하면서피코초단위의짧은시간폭을가진테라헤르츠(THz)영역의광펄스를사용해초고속전하제어가가능해졌다.테라헤르츠(THz)펄스를주사터널현미경(STM)과결합함으로써나노미터(nm)수준에서물질에전하를주입할수있게됐다.기존의THz-STM은전하조작에따른전류만측정할수있어,분자에전하를주입했을때일어나는분자상태의변화를조사하는데한계가있었다.연구팀은STM에광학기술을결합한장치(광학STM)를개발해단일분자수준에서다양한양자현상을보다정밀하게관측하는데성공했다.연구팀은광학STM과THz펄스를결합한THz-광학STM장치를이용해중심에팔라듐(Pd)원자가포함된Pd프탈로시아닌단일분자를대상으로실험을진행했다.연구팀은THz펄스를STM에조사해660nm근처의파장대역에서분자의발광을검출할수있었다.이결과는Pd프탈로시아닌분자의프론티어궤도(HOMO와LUMO)에전하가주입되면서여기자가형성됐다.발광이발생했음을의미한다.발광을측정하는동안전류도함께측정한결과전류가거의흐르지않았다.이는STM탐침과분자사이에서만전하가교환됐으며분자를통과하는순전류가거의없었음을가리킨다.연구팀은이어THz펄스의파형을변화시켰을때발광현상이어떻게변화하는지조사했다.THz펄스의파형은캐리어엔벨로프위상(광펄스의포락선(엔벨로프)에대한광전기장진동(캐리어)의위상)이라는물리량으로표현할수있다.연구팀은캐리어엔벨로프위상을변화시킬수있는광학소자인‘THz위상쉬프터’를개발해THz펄스의파형을제어했다.캐리어엔벨로프위상을변화시키면서분자에서방출되는발광강도를측정한결과,THz펄스의파형이달라짐에따라발광강도가변하는것을관찰할수있었다.위상이210°근처일때발광강도가최대에이르는것으로나타났다.연구팀은이러한연구결과를바탕으로THz펄스를이용한초고속이면서도연속적전하주입을통해분자의상태를제어하고여기자를형성할수있다는결론을내렸다.김유수교수는“이번연구를통해THz펄스와광학STM을결합해극한의시공간분해능으로분자의양자상태를측정하고제어하는방법을확립했다”며“이번에는분자에서방출된빛을검출하는데그쳤는데다른레이저광원과결합하면라만산란현상이나광발광등다양한광학현상을높은시간분해능으로측정할수있는길을열게될것”이라고말했다.이번연구성과(논문명:Ultrafaston-demandexcitonformationinasingle-moleculejunctionbytailoredterahertzpulses)는국제과학저널사이언스(Science)에3월7일자로실렸다./정종오기자([email protected])Copyright©아이뉴스24.무단전재및재배포금지.

-GIST화학과김유수·이마다히로시교수,RIKEN등한·일공동연구-분자수준서발생하는에너지변환과화학반응실시간제어기술개발이번연구성과대표이미지.[GIST제공][헤럴드경제=구본혁기자]한국과일본공동연구진이분자수준에서일어나는현상을실시간초고속으로관측·제어할수있는기술을개발했다.이번연구성과는세계최고권위국제학술지‘사이언스(Science)’에3월7일(현지시간)게재됐다.광주과학기술원(GIST)은화학과김유수(기초과학연구원(IBS)양자변환연구단장)·이마다히로시교수가일본이화학연구소(RIKEN),요코하마국립대,도쿄대와함께머리카락보다얇은나노미터(nm,1nm는10억분의1미터)크기의물질을시각화하여관찰할수있는주사터널현미경(STM)과매우짧은시간스케일을가진테라헤르츠(THz)광을결합,분자수준에서발생하는에너지변환과화학반응을실시간으로제어하는기술개발에성공했다고밝혔다.분자와전극사이에서전하가이동하는현상(전하교환)은유기소자나촉매표면에서발생하는화학반응등에서나타나는기본적인분자과학현상중하나다.최근광학기술이발전하면서,피코초단위의짧은시간폭을가진테라헤르츠(THz)영역의광펄스를사용하여초고속전하제어가가능해졌다.특히테라헤르츠(THz)펄스를주사터널현미경(STM)과결합함으로써나노미터(nm)수준에서물질에전하를주입할수있게되었다.기존THz-STM은전하조작에따른전류만측정할수있어,분자에전하를주입했을때일어나는분자상태의변화를조사하는데한계가있었다.연구팀은STM에광학기술을결합한장치(광학STM)를개발하여,단일분자수준에서다양한양자현상을보다정밀하게관측하는데성공했다.연구팀은광학STM과THz펄스를결합한THz-광학STM장치를이용해,중심에팔라듐(Pd)원자가포함된Pd프탈로시아닌단일분자를대상으로실험을진행했다.THz펄스를STM에조사해,660nm근처의파장대역에서분자의발광을검출할수있었다.이번연구를수행한한국과일본공동연구진.김유수(왼쪽부터)GIST화학과교수,이마다히로시교수,키무라켄스케RIKEN연구원.[GIST제공]연구팀은THz펄스의파형을변화시켰을때발광현상이어떻게변화하는지조사했다.여기서THz펄스의파형은캐리어엔벨로프위상이라는물리량으로표현할수있다.연구팀은캐리어엔벨로프위상을변화시킬수있는광학소자인‘THz위상쉬프터’를개발하여THz펄스의파형을제어했다.캐리어엔벨로프위상을변화시키면서분자에서방출되는발광강도를측정한결과,THz펄스의파형이달라짐에따라발광강도가변하는것을관찰할수있었다.특히,위상이210°근처일때발광강도가최대에이르는것으로나타났다.이러한연구결과를바탕으로,THz펄스를이용한초고속이면서도연속적인전하주입을통해분자의상태를제어할수있다는결론을내렸다.김유수교수는“이번연구를통해THz펄스와광학STM을결합하여,극한의시공간분해능으로분자의양자상태를측정하고제어하는방법을확립했다”면서“이번에는분자에서방출된빛을검출하는데그쳤지만,다른레이저광원과결합하면라만산란현상이나광발광등다양한광학현상을높은시간분해능으로측정할수있는길을열게될것”이라고말했다.Copyright©헤럴드경제.무단전재및재배포금지.

한·일공동연구팀,화학반응실시간제어기술개발“초고속전하이동,발광현상조작등가능성열어”THz-광학STM을이용한단일분자발광측정.ⓒ광주과학기술원광주과학기술원(GIST)은김유수화학과교수가이마다히로시교수가일본이화학연구소,요코하마국립대,도쿄대,하마마츠포토닉스,울산대와함께분자수준에서일어나는현상을실시간초고속으로관측·제어할수있는기술을개발했다고7일밝혔다.분자와전극사이에서전하가이동하는현상(전하교환)은유기소자나촉매표면에서발생하는화학반응등에서나타나는기본적인분자과학현상중하나이다.이러한전하이동과정에서는전하상태나여기자와같은과도적인중간상태가형성된다.그러나이상태들은수명이ps(피코초)수준으로매우짧아,그특성을조사하기위해서는초고속으로전하를제어하는것이필요하다.최근광학기술이발전하면서,피코초단위의짧은시간폭을가진THz(테라헤르츠)영역의광펄스를사용해초고속전하제어가가능해졌다.특히THz펄스를주사터널현미경(STM)과결합함으로써nm수준에서물질에전하를주입할수있게됐다.기존THz-STM은전하조작에따른전류만측정할수있어,분자에전하를주입했을때일어나는분자상태의변화를조사하는데한계가있었다.이에연구팀은STM에광학기술을결합한장치(광학STM)를개발해,단일분자수준에서다양한양자현상을보다정밀하게관측하는데성공했다.연구팀은광학STM과THz펄스를결합한THz-광학STM장치를이용해,중심에팔라듐(Pd)원자가포함된Pd프탈로시아닌단일분자를대상으로실험을진행했다.THz펄스를STM에조사해,660nm근처의파장대역에서분자의발광을검출할수있었다.이결과는Pd프탈로시아닌분자의프론티어궤도(HOMO와LUMO)에전하가주입되면서여기자가형성되고,이로인해발광이발생했음을의미한다.발광을측정하는동안전류도함께측정한결과전류가거의흐르지않았다.이는STM탐침과분자사이에서만전하가교환됐으며,분자를통과하는순전류가거의없었음을가리킨다.연구팀은THz펄스의파형을변화시켰을때발광현상이어떻게변화하는지조사했다.여기서THz펄스의파형은캐리어엔벨로프위상이라는물리량으로표현할수있다.김유수교수는“이번연구를통해THz펄스와광학STM을결합해,극한의시공간분해능으로분자의양자상태를측정하고제어하는방법을확립했다”며“이번에는분자에서방출된빛을검출하는데그쳤지만,다른레이저광원과결합하면라만산란현상이나광발광등다양한광학현상을높은시간분해능으로측정할수있는길을열게될것”이라고말했다.Copyright©데일리안.무단전재및재배포금지.

김유수GIST교수팀,분자수준서화학반응제어테라헤르츠파펄스와광학주사터널현미경활용전하주입통해분자상태제어..유기전자기기적용광주과학기술원은테라헤르츠파펄스와주사터널현미경(STM)을결합한장치를이용해분자수준에서일어나는전하이동현상을실시간초고속으로관측·제어하는데성공했다.김유수(왼쪽부터)GIST교수,이마다히로시일본이화학연구소교수,키무라켄스케일본이화학연구소연구원한일연구진이다양한광학현상을초고속으로미세한변화까지정밀측정하는기술을개발했다.앞으로유기발광다이오드(OLED),태양광패널등유기전자기기의효율을획기적으로높이는데적용할수있을것으로기대된다.광주과학기술원(GIST)은김유수화학과교수(IBS양자변환연구단장)연구팀이이마다히로시일본이화학연구소교수,요코하마국립대,도쿄대등과공동으로분자수준에서일어나는에너지변환과화학반응을실시간초고속으로관측·제어하는기술을개발했다고7일밝혔다.이연구결과는국제학술지'사이언스(7일자)'에실렸다.분자와전극사이에서전하가이동하는현상(전하교환)은유기소자나촉매표면에서발생하는화학반응등에서나타나는기본적인분자과학현상중하나다.이런전하이동과정에서전하상태(음전하·양전하),여기자(전자와정공이공존하는준양자상태)등과같은과도적인중간상태가형성된다.하지만이상태들은수명이피코초(1조분의1초)수준으로매무짧아특성을조사하려면초고속으로전하를제어해야한다.최근에는광학기술의발전으로피코초단위의짧은시간폭을가진테라헤르츠파(㎔)영역의광펄스를이용해초고속으로전하제어가가능해졌다.나아가테라헤르츠펄스를주사터널현미경(STM)과결합해나노미터수준의물질에전하를주입하면단일분자수준에서다양한양자현상을보다정밀하게관측할수있다.연구팀은광학주사터널현미경(STM)과테라헤르츠파(㎔)펄스를결합한'㎔-광학STM'장치를이용해중심에팔라듐원자가포함된단일분자(팔라듐프탈로시아닌)를대상으로실험을진행했다.그결과,660나노미터파장대역에서분자의발광을검출했다.특히발광측정동안전류를함께측정했는데,전류가거의흐르지않는흥미로운사실을확인했다.이는STM탐침과분자사이에서만전하가교환되고,분자를통과하는순전류가거의없음을의미한다고연구팀은설명했다.연구팀은이어㎔펄스의파형이달라짐에따라발광강도가변하는것을관찰했고,위상이210도근처일때발광강도가최대에이르는것으로확인했다.㎔펄스를이용해초고속으로연속적인전하주입을통해분자의양자상태를제어하고여기자를형성할수있음을보여준결과라고연구팀은설명했다.김유수GIST교수는"이번연구에서㎔펄스와광학STM을결합해극한의시공간분해능으로분자의상태를측정하고제어하는방법을확립했다"며"분자에서방출된빛을검출하는데그쳤지만,다른레이저광원과결합하면다양한광학현상을높은시간분해능으로측정할수있게될것"이라고말했다.이준기기자[email protected]©디지털타임스.무단전재및재배포금지.

화학반응제어,계측·센서에도응용가능한·일공동연구팀이빛을이용한초고속전하조작으로단일분자의양자상태를실시간제어하는데성공했다.사이언스에실린논문이미지./GIST한일(韓·日)과학자들이전기를띤입자가1조분의1초라는찰나에이동하는현상을실시간으로관측하고제어하는데성공했다.같은방법으로분자수준에서에너지변환과화학반응을제어할수있어향후유기발광다이오드(OLED)나태양전지의효율을높이는데활용될것으로기대된다.김유수기초과학연구원(IBS)양자변환연구단장겸광주과학기술원(GIST)화학과교수는이마다히로시GIST화학과교수와함께단일분자에서전하가이동하는순간을실시간으로관측하고초고속으로제어할수있는‘THz(테라헤르츠)-광STM(주사터널링현미경)’기술을개발했다고7일밝혔다.연구결과는이날국제학술지‘사이언스(Science)’에게재됐다.일본이화학연구소(RIKEN)와요코하마국립대,도쿄대,울산대하마마츠포토닉스연구진도연구에참여했다.전하는물체가가진전기의양을말한다.음의전하인입자가전자이고,전자가빠져나간구멍이양전하인정공이다.전하가이동하는과정에서는전자와정공이공존하는‘여기자’라는중간상태가형성된다.OLED나유기박막태양전지는여기자를어떻게활용하는지에따라성능이좌우된다.하지만이런중간상태에머무르는시간이피코초(1조분의1초)수준으로매우짧아서기존기술로는관측이나제어가힘들다.연구진은1초에1조번진동하는전자기파인테라헤르츠(THz)빛을활용해THz-광학주사터널링현미경을개발했다.주사터널링현미경은미세탐침이물질표면에근접할때발생하는전류로원자단위의이미지를얻는장치다.테라헤르츠빛은피코초보다짧은순간에강한전기장을만들어전자의움직임을초고속으로조작하는데사용된다.연구진은테라헤르츠빛을주사터널링현미경에적용해단일분자내전자의이동과빛방출을실시간으로제어하는데성공했다.이전에도광학주서터널링현미경으로여기자조절을시도했지만,전압을걸어전자를이동시키는방식이어서속도가상대적으로느리고분자손상위험이있었다.전자가움직이는짧은순간을포착하는데도한계가있었다.반면테라헤르츠빛을활용하면매우짧은순간에전자를원하는방향으로밀어내초고속제어가가능하다고연구진은설명했다.덕분에전자의이동뿐만아니라전자가정공과결합하면서빛을방출하는엑시톤형성과정까지실시간으로관찰할수있다.엑시톤은전자와정공이만나서로끌어당기지만완전히결합하지않은상태다.소멸하는과정에서빛을방출해OLED같은디스플레이기술이나첨단양자물질연구에서중요한역할을한다.연구진은또테라헤르츠펄스의형태를정밀하게조절할수있는장치인‘테라헤르츠위상쉬프터’도개발했다.연구진은차세대전자소자를개발하는데중요한기술적토대를마련했다는점에서의미가크다고밝혔다.기존전자소자는최종결과만분석해성능을개선했지만,이제는분자수준의과정을실시간으로분석하고최적화할수있는기술적기반이확보됐기때문이다.또한이기술은화학반응제어나차세대계측,센서기술개발에도응용될수있다고연구진은설명했다.김유수교수는“한국과일본연구진이하나의팀처럼협력해연구에성공한것”이라며“이런협력모델은앞으로도첨단연구에서한국과일본이손잡고글로벌선두를지키는모범사례로자리잡을가능성이크다”고말했다.왼쪽부터김유수GIST화학과교수,이마다히로시GIST화학과교수,키무라켄스케일본이화학연구소연구원./GIST참고자료Science(2025),DOI:https://doi.org/10.1126/science.ads2776-Copyrightⓒ조선비즈&Chosun.com-Copyright©조선비즈.무단전재및재배포금지.

동아프리카탄자니아북부인류요람서발견기존발견보다100만년앞서뼈도구체계적생산석기제조기술로뼈도구제작적용한듯스페인국립연구위원회역사연구소와미국인디애나대,영국런던대연구진이이끄는공동연구진은국제학술지네이처에탄자니아북부올두바이협곡에서150만년전이지역에살던인류조상(호미닌)이돌을쪼개도구를만들던기술을이용해동물뼈로체계적으로도구를제작했다는강력한증거를찾았다고소개했다.재료로사용된코끼리뼈는길이22~38㎝,너비는8~15㎝에이르며가장큰도구에쓰였다.하마뼈는길이18~30㎝,너비가6~8㎝로약간더작은도구를만드는데썼다./CSIC스페인과미국고고학자들이주도하는국제공동연구진이동아프리카탄자니아에서발견된인류의가장오래된거주지에서동물뼈로만든고대의공구들을발견했다.동물뼈로제작된도구가발견된일은이전에도있었지만일정한방식과크기로체계적으로제작된도구들이대량발굴된것은처음이다.스페인국립연구위원회(CSIC)산하역사연구소와미국인디애나대,영국런던대고고학자들이이끄는공동발굴단은국제학술지네이처에탄자니아북부올두바이협곡에서150만년전이지역에살던인류의조상(호미닌)이돌을쪼개도구를만들던기술을이용해체계적으로동물뼈로도구를제작한증거를찾았다고소개했다.연구진은150만년전고대인류조상이코끼리와하마뼈를이용해도구를만들던흔적을발견했다./CSIC‘호모파베르(도구의인간)’라고불리는인간은다른동물종과는달리도구를만드는재주가있다.600만년전인류조상이지금보다원숭이에훨씬가까웠던때에는돌로견과류를으깨거나막대기로흰개미를잡았던것으로추정된다.고고학자들은330만년전처음으로돌로만든도구를발견했다.당시인류조상들은돌을다른돌에부딪혀조각을쪼개는식으로편한형태로도구모양을만들었다.이런돌로만든도구들은270만년전에서150만년전까지주로생산된것으로추정된다.뼈로만든도구는그보다훨씬뒤인50만년전에서25만년전에유럽에서등장했다.연구진은2018년에탄자니아의올두바이협곡의T69유적지를파내려가다가코끼리다리뼈로만든손도끼를비롯해하마다리뼈를이용해만든도구27점을발견했다.이들뼈도구는이전에다른지역에서보고된뼈도구보다100만년앞서제작된것으로판명됐다.재료로사용된코끼리뼈는길이22~38㎝,너비는8~15㎝에이르며가장큰도구에쓰였다.하마뼈는길이18~30㎝,너비가6~8㎝로약간더작은도구를만드는데쓰였다.도구에서는돌조각을이용해날카롭게다듬은흔적이발견됐다.연구진에따르면이뼈도구를만든인류조상은당시이지역에살던호미닌으로추정된다.이들은코끼리의사체를발견하고거대한사지중하나를잘랐다.그런다음뼛조각을부러뜨린후날카로운날을만들었다.연구진은당시도구제작자들이이전에돌로도구를만드는과정에서쌓은노하우를똑같이적용했을것으로보고있다.돌을쪼개던기술이대형동물의딱딱하고튼튼한큰뼈를깎는데도유용했을것이란해석이다.제작자는꽤신중하고일정한원칙에따라도구를제작했던것으로보인다.뼈를조심스럽게다뤘고유용한모양을만들기위해조각을쪼개려고노력한흔적이곳곳에남아있다.뼈도구를체계적으로생산하려고노력한흔적도엿보인다.특히날카로운모서리를만들기위해서는작은조각을쪼개는비교적정교한기술력이필요했을것으로연구진은보고있다.연구진은“호미닌이뼈도구를만들기시작하면서추상적추론,즉패턴을식별하고연결하며비판적으로사고하는능력을갖추게됐을것으로보인다”고말했다.고고학자들이아프리카탄자니아에서발견한27개의뼈도구는그도구가유래한동물에따라크기가달랐다./CSIC동물뼈로만든도구들은2015년부터2022년까지올두바이협곡에서수행된발굴조사과정에서발견됐다.연구진은앞서2010년에서2011년까지이지역에서현장조사를진행했는데지표면에서호미닌이빨을발견하고이지역에대한집중적인조사를벌였다.연구진은협곡을파다가하마,악어,물고기의화석수천개를발견했다.이들동물은약150만년전에연못이나호수에살았을것으로보인다.연구원들은하마뼈에난절단자국과1만개가넘는석기도구를발견한데이어하마와코끼리뼈로만든다양한도구를발견했다.이지역은약200만년전에서2만년전까지살던호모하빌리스,호모에렉투스,호모사피엔스같은다양한인류조상의뼈가발견되면서‘인류의요람’으로불린다.또인류조상이만든석기를비롯해다양한유물이집중적으로발견되고있다.올두바이협곡에서탄생한올도완석기문화는좀더정교한아슐리안석기문화로이어졌다.수렵과채집을하던인류조상들은동물의뼈로도구를만들어사용했을가능성이크다.호미닌이살던일부지역에선돌을구하기어려워서동물사체에서얻은뼈로도구를일찍부터만들었을것으로추정된다.하지만동물뼈는유기물이라서쉽게분해되기때문에흔적을발견하기란쉽지않았다.유럽과아시아의일부고립된정착지에서이보다앞서뼈로만든도구가발견된사례가있다.하지만연구진과전문가들은이번에올두바이협곡에서보고된동물뼈도구27개는다른지역과달리대량생산됐을가능성을암시한다는점에서의미가있다고보고있다.올두바이협곡에서발견된뼈도구들은그보다뒤인40만년전유럽에서제작된뼈도구보다투박한편이다.하지만연구진은더험한일에는훨씬더적합했을것으로평가했다.동물뼈로만든도구들은2015년부터2022년까지탄자니아북부올두바이협곡에서수행된발굴조사과정에서발견됐다./영국런던대연구진은현재로선정확히누가이런도구를만들었는지알지못한다고밝혔다.협곡에선뼈도구만발견했을뿐제조자나사용자로추정할만한호미닌의유골을발견하지못했다.과거다른연구진의연구를보면이지역에는호모에렉투스와호미닌의일종인파란트로푸스보이세이가살았던것으로보아이들이유력한제작자이자사용자일것으로추정된ㄷ.연구진은또이들도구가어떤용도로쓰였는지아직은모른다고덧붙였다.다만당시인류조상들이사냥한동물의사체를분해해서음식을만들고새도구를만드는데사용했을가능성이크다고설명했다.지금까지초기인류조상이사용한도구에관한연구는주로석기에국한됐다.이번연구를주도한스페인국립연구위원회역사연구소이그나시오데라토레박사도최근까지도인류조상이뼈도구를만들었다고전혀예상하지못했다고했다.이번연구는인류조상에게도구제작이삶에서점차중요한영역으로자리를잡아가고있음을제시했다.데라토레박사는“당시호미닌의뇌는이미정교해서주변의돌에서특정도구의이미지를떠올리는것이상을할수있었을것”이라며“아프리카의다른고대유적지에서도다른뼈도구들이고고학자들을기다리고있을가능성이있다”고말했다.이번논문의공동저자인잭슨냐우인디애나대부교수는“동물의뼈로만든도구의발견은지금까지잘알려지지않았던호미닌의뼈도구기술에대한새로운빛을비췄다”고말했다.참고자료Nature(2025),DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08652-5-Copyrightⓒ조선비즈&Chosun.com-Copyright©조선비즈.무단전재및재배포금지.

장보고기지대원이전한고온현상남극선여름해당되는1월기온…평균크게웃돌며곳곳녹아내려기지운영한이래가장더운여름…“고인물빼는물길내는게일상”적설량적고고온건조한강풍불어…해빙현상탓지구전체기온상승위도74도동남극테라노바만에위치한장보고기지는한국의두번째남극과학기지다.1월남극고온현상으로기지주변의눈이녹아땅이드러나있다.극지연구소제공‘퍼버벅벅!’올1월극지연구소남극장보고과학기지(장보고기지)에있던한지현제12차월동연구대총무는갑작스러운굉음에놀랐다.기지에서1∼2km떨어진곳에있는높이10∼20m의거대한빙붕이깨지면서얼음덩어리가떨어지는소리였다.2018년에이어7년만에다시장보고기지에서근무중인한총무는“한달에네다섯차례이런소리를듣는다”면서“과거에비해빙붕곳곳이눈에띄게깨져있다”라고말했다.남극이뜨거워지고있다.위도74도동남극테라노바만에위치한한국의두번째남극과학기지인장보고기지도이같은변화를체감하고있다.올해1월1일장보고기지의온도계는8.1도를찍었다.장보고기지가2014년운영을시작한이후가장높은1월기온이다.한총무와김동현장보고기지기상대원(기상청파견)은지난달27일화상인터뷰를통해“올해1월은지나치게따뜻하다”며생생한증언을화상너머로전했다.●쌓인눈녹아물길만들어‘콸콸’장보고기지는남반구에위치해한국과계절이반대다.12∼1월이여름철로1년중가장따뜻하다.자동기상관측장비(AWS)가장보고기지에서1분마다기온·습도·풍속등기상정보를측정한다.데이터에따르면남극의1월평균기온은영하1.5도,평균최고기온은5.3도다.김대원은올해1월1일장보고기지의최고기온이8.1도란사실에적잖이당황했다.직전1월최고기온이던2021년6.7도를1도이상넘어선수치였기때문이다.일최고기온이7도보다높았던날도1월에만4번이나있었다.1월평균기온도가장높았다.올해1월평균기온은영하0.3도로역대최고였던2020년12월과같았다.8.1도는장보고기지의역대세번째높은기온값이기도하다.장보고기지와바다를연결하는배관(화살표)이2018년1월에는눈으로뒤덮여거의노출되지않았지만올해1월에는눈이녹아곳곳이노출됐다.극지연구소제공장보고기지대원들은이처럼따뜻한남극을실시간으로목격중이다.한총무는“기지영내와주변에쌓인눈이이전에근무한2018년보다눈에띄게감소했고눈이빠르게녹아건물주변곳곳에물이빈번하게고인다”라며“헬리콥터가뜨고내리는‘헬리패드’근처에물이너무많이고여이를빼내기위해따로물길을만드는작업을했다”라고밝혔다.이어“2018년1월기지와바다를연결하는배관이눈으로뒤덮여거의노출되지않았지만올해는눈이녹아배관곳곳이노출됐다”라고도했다.장보고기지근무가이번이처음인김대원은“생각보다남극이너무따뜻해놀랐다”라고했다.장보고기지에들어온지난해11월김대원은기지뒤쪽에자리한높이약600m의산에눈이가득쌓여있는모습을확인했다.1월중순이되자산을덮고있던눈이많이녹아무릎까지오는높이의물길이생겨바다로들어가고있었다.김대원은“물길이경쾌하게콸콸거리는소리가날정도로크다”라면서“산에쌓인눈이다녹을까봐걱정될정도로따뜻하다”라고말했다.●남극기온상승이전지구기온상승유발극지연구소는장보고기지의이례적인고온현상이적은적설량과여름철맑은날씨가지속되면서나타난지표면가열,그리고푄현상을동반하는강풍때문에생겨났다고추정하고있다.푄현상이란바람이높은산을타고올라가반대쪽으로불때고온건조한바람으로변화하는현상이다.고온현상은남극전체에서나타난다.유럽기상서비스업체‘메트데스크’는지난해7월남극대륙곳곳의평균기온이1991∼2020년평균보다5∼10도높았다고발표했다.기상전문가들은엘니뇨현상과온난화를유발하는이산화탄소의영향으로남극이뜨거워지고있다고본다.문제는남극의기온상승이전세계해안지역의해수면상승을유발하고지구전체의기온상승을일으킬수있다는점이다.극지방의빙하가녹으면성층권에서회전하는차가운공기와저기압의띠인극소용돌이가줄어들면서지구전체의기온상승을일으킨다.고온현상은장보고기지에도영향을줄수있다.한총무는“눈이자주녹았다얼었다를반복하면건물의이음새등시설이빨리노후화되거나누전,누수가발생할가능성이높다”라면서“고온현상에기지가타격받지않도록만반의준비를할것”이라고말했다.이채린동아사이언스기자[email protected]©동아일보.무단전재및재배포금지.

단일분자서초고속관측-제어성공기존현미경에광자검출기능추가소멸때나오는빛까지실시간관찰테라헤르츠(THz)빛을조사하면주사터널현미경(STM)탐침(위)과분자(X자모양물체)사이에서전하이동이유도된다.이때분자내에서준입자인엑시톤이형성되고소멸하면서빛이나온다.RIKEN제공한일공동연구팀이화학반응에서중간단계로나타나는준입자인‘엑시톤(exciton)’을분자한개안에서자유자재로형성·제어하는데성공했다.연구결과는차세대에너지소자개발이나다양한화학결합의근본원리를탐구하고새로운양자물질을탐색하는데기여할것으로기대된다.김유수광주과학기술원(GIST)화학과교수(IBS양자변환연구단장)팀은이마다히로시교수,일본이화학연구소(RIKEN)등일본연구팀과의공동연구를통해단일분자에서발생하는찰나의화학적변화를초고속으로관측·제어할수있는기술을개발했다.연구결과는6일(현지시간)국제학술지‘사이언스’에공개됐다.엑시톤은음전하(―)인전자와양전하(+)인정공(hole)이쌍을이뤄공존하는준입자다.준입자는엄밀하게입자는아니지만여러입자가상호작용해나타내는집합적인움직임을하나의입자처럼다루는개념이다.물질이에너지를흡수하면물질내부의전자가높은에너지준위로올라가면서원래의에너지준위에는빈공간인정공이생긴다.이때전자와정공의전기적극성이달라서로끌어당기지만완전히결합하지않은상태를엑시톤이라고한다.엑시톤은빛과전기가변환되는교차점역할을한다.빛에너지로엑시톤을만든후전자와정공이분리돼서로반대전극으로흐르면태양전지등에서쓰이는광전변환현상이일어난다.전기에너지로엑시톤을만든후전자와정공이재결합하면전자와정공의에너지차이만큼빛이발생한다.디스플레이의기본원리다.엑시톤을만들고전자를빼내반응에사용하면원하는화학반응을정밀하게제어하고효율을높일수있다.엑시톤은최근첨단양자물질연구에서도중요한역할을하고있다.양자물질내전자등에민감하게상호작용하는엑시톤을쏜뒤일어나는변화를분석해간접적으로양자물질의특성을알아내는방법이다.엑시톤관측에는피코초(ps·1조분의1초)단위의짧은시간영역을구분할수있는테라헤르츠(THz·1초에1조번진동하는주파수단위)빛과주사터널현미경(STM)을결합한THz-STM이라는방법이사용됐다.STM은끝부분이원자1개만큼얇은미세한탐침을사용해물질의나노미터(1nm는10억분의1m)구조를관측하는장비다.기존THz-STM은분자에전하를주입했을때일어나는전류변화만측정하는데그쳐한계가있었다.연구팀은STM에광자검출기술을추가한THz-광학STM장치를구현하고팔라듐(Pd)프탈로시아닌이라는분자1개를분석했다.THz빛의파형을제어해분자에전하를연속적으로주입하면서원하는순간에엑시톤을자유롭게형성하는데성공했다.김교수는“피코초시간영역,나노미터크기에서엑시톤이소멸하며내는빛까지실시간으로관찰·제어하는데처음으로성공한것”이라고설명했다.이번연구성과는한국과일본의대학,연구소,기업이서로의강점을유기적으로총결집해만들어낸것으로,연구내용의파급력뿐만아니라과학기술외교차원에서도큰의미가있다.김교수는“단일분자의광제어분야는향후양자정보나에너지변환분야등으로이어지는핵심원천기술로글로벌경쟁이매우치열한분야”라며“이런상황에서한국과일본의선도연구자,기관들이국경을넘어하나의팀처럼협력해한발앞서나간쾌거라고볼수있다”고밝혔다.엑시톤(exciton)음전하(―)인전자와양전하(+)인정공(hole)이쌍을이뤄공존하는준입자.전기적극성이다른전자와정공이서로끌어당기지만완전히결합하지않은상태를말한다.빛과전기가변환되는교차점역할을한다.이병구동아사이언스기자[email protected]©동아일보.무단전재및재배포금지.

경북대학교와나노종합기술원,카이스트연구팀이8인치크기의대면적플렉서블기판위에고성능마이크로슈퍼캐패시터(Microsupercapacitor)를제작할수있는기술을개발했다.웨어러블기기와같은소형전자기기에서더오래지속되며효율적인에너지저장장치를구현할수있는기반을마련했다는평가다.특히8인치웨이퍼공정을활용한대면적제작기술을개발해소자의대량생산가능성을제시했다.이용희경북대나노신소재공학과교수이번연구는이용희경북대나노신소재공학과교수팀은안치원나노종합기술원나노소재개발센터장,이진우카이스트생명화학공학과교수의공동작품이다.차세대2차원나노소재인'맥신(MXene)'을이용해소자제작에성공했다.마이크로슈퍼캐패시터는높은출력밀도와빠른충·방전속도,긴사이클수명을갖는차세대에너지저장기술이다.특히맥신은티타늄과탄소원자등으로이뤄진얇은판모양의2차원물질로,우수한전기전도성과조절가능한표면화학적특성을지니고있어플렉서블마이크로슈퍼캐패시터의핵심소재로각광받고있다.8인치웨이퍼기반플렉서블맥신마이크로슈퍼캐패시터의제작과정및구조분석결과기존맥신기반플렉서블마이크로슈퍼캐패시터연구는주로대학등소규모실험실규모에서진행됐다.소면적기판을이용한개별소자제작방식이일반적이었다.웨이퍼수준의대면적공정기술이부족해산업확장에한계가있었다.특히,대면적플렉서블기판위에서는기존의소규모제작방식적용이어려워전극패턴을직접형성하는대신전사(transfer)방식을사용해야했고,이로인해수율이낮았다.연구팀은나노종합기술원의고도화된8인치웨이퍼공정기술을활용해플렉서블폴리이미드(PI)기판위에서직접전극패턴을형성하는기술을개발했다.이를통해단일공정으로100개이상의플렉서블소자를동시에생산할수있게됐다.기존에는각소자를개별적으로제작해야했기때문에시간이많이소요됐으나,이번연구에서는대면적기판위에서다수의전극을동시에형성할수있는공정을확립해생산효율성을획기적으로높였다.또맥신전극을플렉서블폴리이미드필름위에직접형성할경우발생할수있는성능저하문제를해결하기위해폴리머버퍼층을도입,전극의기계적안정성을강화하고,충·방전과정에서도전기화학적성능을유지하도록설계했다.이용희교수는“이번연구는맥신소재를활용한유연한에너지저장소자의대면적제작가능성을실현한점에서큰의미가있다.특히,고성능과내구성을동시에갖춘플렉서블에너지저장소자를개발함으로써미래유망소자인웨어러블기기,사물인터넷센서,전자피부등다양한분야에서응용이가능할것”이라고밝혔다.나노종합기술원의반도체-이차전지인터페이싱플랫폼기술개발사업과한국연구재단의나노및소재기술개발사업의지원으로수행된이번연구결과는최근국제학술지'케미컬엔지니어링저널(ChemicalEngineeringJournal)'에게재됐다.대구=정재훈기자[email protected]©전자신문.무단전재및재배포금지.

반도체G2양강체제가속화세계최대파운드리(반도체위탁생산)업체인대만TSMC에서1000억달러(약144조원)추가투자를이끌어낸미국이5년뒤전세계최첨단반도체생산량의5분의1이상을차지할수있다는전망이나왔다.현재미국은이시장점유율11%로3위인데,한국을훌쩍뛰어넘어이분야2위로올라서고,1위대만과의격차도큰폭으로줄일것이라는내용이다.글로벌반도체시장에서중국의영향력도더커질것으로보인다.통상14나노미터(㎚·1㎚는10억분의1m)보다큰공정을의미하는성숙공정(범용)파운드리생산량점유율은지난해대만이43%,중국이34%였다.하지만시장조사업체트렌드포스는“2027년에는중국이45%로대만(37%)을제치고세계1위로올라설것”이라고전망했다.그동안반도체제조는한국과대만이주도해왔다.‘미국의설계-한국·대만의제조-중국의소비’가반도체공급망의핵심이었다.하지만앞으로제조마저미국과중국이주도하게될것으로전망된다.국내업계에서는“한국과대만이수십년간보유한‘반도체강국’타이틀을미국과중국에넘겨줄날이멀지않았다”는말이나온다.그래픽=박상훈◇“TSMC美공장생산일정당겨질듯”6일트렌드포스에따르면,첨단반도체분야에서미국생산량점유율은2021년11%에서2030년22%로늘어날전망이다.첨단반도체생산량은4나노보다미세한첨단파운드리공정등각반도체분야에서가장앞선기술력이적용된생산시설을의미한다.대만은같은기간71%에서58%로,한국도12%에서7%로줄어들것으로예상된다.미국의첨단반도체생산점유율확대는TSMC가미국현지생산량을늘린영향이크다.2020년TSMC는650억달러(약94조원)를투입해미국애리조나에공장3개를짓기로했다.1공장은최근4㎚제품양산에돌입했다.2공장은2027년,3공장은2030년생산라인을가동할계획이었다.최근TSMC가미국에1000억달러를추가로투자하기로하면서일정도앞당겨질것으로예상된다.트렌드포스는“최근통상갈등과관세문제로TSMC는생산일정을앞당기고있다”며“2공장과3공장은2026~2028년사이에대량생산에돌입할것”이라고내다봤다.작년초미국은2030년까지전세계최첨단반도체의5분의1을자국에서생산하겠다는계획을내세웠다.바이든행정부는미국에반도체생산시설을짓는업체에총527억달러보조금을지급하는반도체법(칩스법)을내세워반도체산업지원에나섰다.최근트럼프대통령이칩스법폐지방침을밝혔음에도,TSMC추가투자를유도하며결국점유율20%를넘기겠다는목표에다가선것이다.◇中첨단반도체연구실적압도적1위중국의반도체제조역량은빠르게향상되고있다.2년뒤범용파운드리점유율은중국(45%)이대만(37%)을넘어서1위가될전망이다.범용반도체는상대적으로구식기술이적용된반도체이기는해도자동차나디스플레이등다양한분야에서수요가늘고있다.세계반도체시장의80%는범용제품이다.범용반도체시장을장악한중국은첨단반도체분야에서도두각을나타내기시작했다.작년5월중국이조성한65조원규모반도체투자펀드는HBM(고대역폭메모리)등첨단반도체제조기술확보에집중되고있는것으로알려졌다.중국메모리업체창신메모리테크놀로지(CXMT)는메모리분야첨단공정으로뽑히는16나노(nm)를적용한DDR5양산을시작했다.반도체연구·개발실적은중국이다른국가를압도하고있다.미국조지타운대신기술동향관측소가영어로작성된반도체관련논문을분석한결과,중국은2018년부터2023년까지6년간총16만852편을발표했다.2위미국(7만1688편)을배이상앞지른수치다.미국과3위인도(3만9709편),4위일본(3만401편)의논문수를모두합쳐도중국이발표한논문수에는미치지못한다.한국은2만8345편으로5위를차지했다.홍콩사우스차이나모닝포스트는“중국은첨단반도체에서뒤처져있고,첨단장비구입이제한돼있지만차세대반도체기술분야에서리더십을발휘할수있는토대를마련하고있다”고했다.중국은논문수뿐만아니라인용횟수에서도압도적1위였다.인용횟수가상위10%에들어가는논문중중국연구진이작성한논문은2만3520편으로전체의절반가까이차지했다.이어미국(1만300편),한국(3920편),독일(2716편)순이었다.Copyright©조선일보.무단전재및재배포금지.