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– UNIST 연구팀, 유기물 전극 불안정성 대폭 개선

유기반도체를 이용한 광전극 및 태양광 수소생산 모식도.[UNIST 제공] 이번 연구를 수행한 UNIST 공동연구진. 왼쪽 위 시계방향으로 장지욱 교수, 양창덕 교수, 김윤서 연구원, 유제민 연구원.[UNIST 제공]
유기반도체를 이용한 광전극 및 태양광 수소생산 모식도.[UNIST 제공] 이번 연구를 수행한 UNIST 공동연구진. 왼쪽 위 시계방향으로 장지욱 교수, 양창덕 교수, 김윤서 연구원, 유제민 연구원.[UNIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 유기 반도체 기반 고효율·고안정성 광전극이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 광전극을 물에 넣고 햇볕을 쪼여 수소를 얻는 이른바 ‘태양광 수소’ 시대가 더 앞당겨질 전망이다.동행복권파워볼

울산과학기술원(UNIST) 장지욱·양창덕·조승호 교수팀은 유기 반도체 물질을 물로부터 효과적으로 보호하는 ‘모듈시스템’을 이용해 성능과 안정성이 모두 우수한 광전극을 개발했다고 9일 밝혔다. 기존 무기 반도체 기반 광전극 보다 수소 생산 효율이 2배 이상 높을 뿐만 아니라 대면적 제조가 가능해 가격 측면에서도 유리하다.

태양광 수소 생산에 쓰이는 광전극은 태양광 에너지를 흡수해 전하 입자를 만드는 반도체 물질로 이뤄졌다. 생성된 전하 입자가 전극 표면에서 물과 반응해 수소와 산소를 만드는 것이 태양광 수소 생산의 원리다. 반응이 물속에서 일어나기 때문에 안정한 금속산화물 무기 반도체 광전극이 주로 연구됐다. 반면 유기 반도체 물질은 수소 생산 효율은 훨씬 높지만 물 안에서 빠르게 손상된다는 문제가 있어 광전극으로 쓰이지 못했다.

공동연구팀은 액체금속(인듐-칼륨 합금), 니켈포일, 그리고 니켈 포일위에서 바로 자란 촉매(니켈-철 이중층 수산화물)로 구성된 모듈시스템을 이용해 물속에 안정한 유기 반도체 광전극을 만들었다. 니켈포일은 물이 유기반도체와 직접적으로 접촉하는 것을 막고, 포일위에 바로 성장시킨 촉매가 전체 반응을 돕는다. 또 니켈포일과 유기반도체 사이를 메우는 물질이 액체 금속이라 물은 빈틈없이 차단하면서도 전하 입자의 흐름은 막지 않는다. 새로운 광전극의 수소 생산 효율(반쪽 전지 효율)은 기존 무기 반도체 광전극의 2배 이상인 4.33%를 기록했다.

유기반도체를 이용한 광전극 및 태양광 수소생산 모식도.[UNIST 제공] 이번 연구를 수행한 UNIST 공동연구진. 왼쪽 위 시계방향으로 장지욱 교수, 양창덕 교수, 김윤서 연구원, 유제민 연구원.[UNIST 제공]
유기반도체를 이용한 광전극 및 태양광 수소생산 모식도.[UNIST 제공] 이번 연구를 수행한 UNIST 공동연구진. 왼쪽 위 시계방향으로 장지욱 교수, 양창덕 교수, 김윤서 연구원, 유제민 연구원.[UNIST 제공]

장지욱 교수는 “높은 효율을 갖는 유기물을 광전극에 적용할 수 있다는 가능성을 보인 연구” 라며 “기존에 효율 측면에서 한계가 있었던 태양광 수소 전환 기술의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 기대했다.파워볼

조승호 교수는 “이번에 개발된 시스템은 하나의 모듈로써 니켈 포일위에 자란 촉매나 유기 반도체의 종류를 바꿔 쓸 수 있는 것이 장점”이라며 “현재 전하 이동을 돕는 새로운 촉매에 대한 연구를 계속 해나가고 있다”고 설명했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 2일자로 공개됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

방통위, MBN·JTBC 재승인 심사위원회 심사평가 결과

[서울신문]MBN, 640.5점… 재승인 기준 충족 못해
이달 중 청문회 열어 재승인 여부 결정
JTBC 714.9점으로 요건 충족

30일 오후 서울 중구 매경미디어센터.  방송통신위원회는 이날 MBN에 대해 6개월 영업 정지 행정처분을 내렸다. 연합뉴스
30일 오후 서울 중구 매경미디어센터. 방송통신위원회는 이날 MBN에 대해 6개월 영업 정지 행정처분을 내렸다. 연합뉴스
JTBC
JTBC

방송통신위원회가 9일 이달 30일 승인 유효기간이 만료되는 종합편성사업자 MBN과 JTBC의 재승인 심사위원회 심사평가 결과를 9일 발표한 가운데 MBN이 총점 640.50점으로 재승인 기준 점수인 650점에 미달한 것으로 파악됐다. 반면 JTBC는 심사평가 결과 JTBC는 714.89점으로 재승인됐다. MBN은 조건 검토와 청문절차 등을 거쳐 추후 재승인 여부를 결정할 예정이다.파워볼

방통위는 “MBN은 심사총점 650점 미만을 획득해 재승인 거부 또는 조건부 재승인 요건에 해당함에 따라 재승인 심사위원회가 지적한 문제점에 대한 해소방안 및 해소계획 등을 행정절차법상 청문 절차를 통해 확인할 예정”이라고 밝혔다.

방통위는 이달 중 MBN에 대한 청문회를 열고 JTBC와 함께 각 사별 재승인 여부를 확정짓는다는 계획이다.

종편이 재승인을 받으려면 방송의 공적책임·공정성의 실현 가능성 및 지역·사회·문화적 필요성 등 항목 심사에서 총 1천점 만점에 650점 이상을 획득해야 한다.

총점 650점 미만 사업자는 ‘조건부 재승인’ 또는 ‘재승인 거부’를 받는다. 점수로만 보면 MBN은 재승인 거부 또는 조건부 재승인 요건에 해당하고, JTBC는 재승인 요건을 충족했다.

30일 한상혁 방통위원장이 전체 회의를 주재하고 있다. 방송통신위원회 제공
30일 한상혁 방통위원장이 전체 회의를 주재하고 있다. 방송통신위원회 제공
지난달 30일 언론시민단체인 방송독립시민행동 회원들은 정부과천청사 앞에서 방통위가 MBN 승인 취소 처분을 내려야 한다고 촉구했다.연합뉴스
지난달 30일 언론시민단체인 방송독립시민행동 회원들은 정부과천청사 앞에서 방통위가 MBN 승인 취소 처분을 내려야 한다고 촉구했다.연합뉴스

방통위, ‘자본금 불법 충당’ MBN에
6개월간 업무 정지 처분 의결

앞서 방통위는 지난달 30일 전체회의를 열어 자본금을 불법 충당해 방송법을 위반한 MBN의 방송 전부에 대해 6개월간 업무 정지 처분을 의결했다. 다만 업무정지로 인한 시청자와 외주제작사 등 협력업체 피해를 최소화하기 위해 6개월간 처분 유예기간을 부과하기로 했다.

방통위는 업무정지 처분으로 인해 시청자 권익 침해를 방지하기 위해 업무정지 사실을 방송자막 및 홈페이지를 통해 고지하도록 하고 업무정지에 따른 방송중단 상황을 알리는 정지영상을 송출하도록 권고했다. 또 방통위는 불법 행위를 저지른 MBN과 당시 대표자 등에 대해 형사 고발하기로 했다.

이날 회의에는 방송법에 따른 승인 취소 방안도 논의됐으나 논의 끝에 영업 정지로 감경됐다.

방통위는 “국민 신뢰가 바탕이 되는 언론기관이면서 사회 불법 행위나 비리를 고발하고 감시해야 할 방송사업자가 불법행위를 저지른 데 대해 엄중하게 처벌해야 한다고 봤다”면서도 “다만 이전까지 26년간 방송을 해온 점과 협력업체 및 시청자 피해, 고용문제 등을 종합적으로 고려해 감경사유를 적용했다”고 설명했다.

지난달 30일 방송통신위원회가 전체회의를 열어 방송법을 위반한 MBN에 대해 6개월 유예기간을 두고 6개월 업무정지를 의결했다. 연합뉴스
지난달 30일 방송통신위원회가 전체회의를 열어 방송법을 위반한 MBN에 대해 6개월 유예기간을 두고 6개월 업무정지를 의결했다. 연합뉴스

강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

불안정한 수면 이미지/사진=게티이미지뱅크
불안정한 수면 이미지/사진=게티이미지뱅크

국내 연구진이 수학적 모델을 이용해 비만과 치매, 노화가 어떻게 불안정한 수면을 유발하는지를 밝혀냈다.

카이스트(KAIST) 수리과학과 김재경 교수 연구팀은 수학적 모델을 이용해 세포 내 분자 이동을 방해하는 세포질 혼잡이 불안정한 일주기 리듬과 수면 사이클을 유발한다고 8일 밝혔다.

뇌 속 생체시계는 인간이 24시간 주기에 맞춰 살아갈 수 있도록 행동과 생리 작용을 조절한다.

이를테면 밤 9시경이 되면 우리 뇌 속에서 멜라토닌 호르몬 분비를 유발해 일정 시간 수면을 취할 수 있게 한다.

생체시계 원리는 포유류의 일주기 리듬을 통제하는 ‘PER 단백질’에 의해 이뤄진다.

이 단백질이 매일 일정 시간에 세포핵 안으로 들어가고 PER 유전자의 전사를 스스로 억제하는 음성피드백 루프를 통해 24시간 주기 리듬을 만든다.

하지만 다양한 물질이 존재하는 복잡한 세포 내 환경에서 어떻게 수천 개의 PER 단백질이 핵 안으로 일정한 시간에 들어갈 수 있는지는 오랫동안 생체시계 분야의 난제로 남아있었다.

연구팀은 세포 내 분자의 움직임을 묘사하는 ‘시공간적 확률론적 모형’을 자체 개발하고, 이를 통해 분석해본 결과, PER 단백질이 세포핵 주변에서 충분히 응축돼야만 동시에 인산화돼 핵 안으로 함께 들어간다는 사실을 알아냈다.

김 교수는 “인산화 동기화 스위치 덕분에 수천 개의 PER 단백질이 일정 시간에 함께 핵 안으로 들어가 안정적인 일주기 리듬을 만들어낼 수 있음을 확인했다”고 설명했다.

또 “PER 단백질의 핵 주변 응축을 방해하는 지방 액포와 같은 물질들이 세포 내에 과도하게 많아져 세포질이 혼잡해지면 인산화 스위치가 작동하지 않아 불안정한 일주기 리듬과 수면 사이클이 유발된다”고 덧붙였다.

연구팀은 비만·치매·노화가 세포질 혼잡을 일으켜 수면 사이클의 불안정을 가져온다고 밝혔다. 즉, 세포질 혼잡 해소가 수면 질환 치료의 핵심임을 제시한 것이다. 김 교수는 “이번 성과를 통해 수면 질환의 새로운 치료법이 개발되기를 기대한다”고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 게재됐다.류준영 기자 joon@

KAIST·중앙대, ‘아이언맨 올림픽’ 사이배슬론 2020 출전

13~14일 열리는 '사이배슬론 2020' 대회에서 외골격(엑소스켈레톤) 로봇 종목인 '엑소(EXO)'에 출전하는 이주현 선수. 공경철 KAIST 교수팀이 개발한 외골격 로봇 '워크온슈트4'를 입고 훈련하고 있다. KAIST 제공
13~14일 열리는 ‘사이배슬론 2020’ 대회에서 외골격(엑소스켈레톤) 로봇 종목인 ‘엑소(EXO)’에 출전하는 이주현 선수. 공경철 KAIST 교수팀이 개발한 외골격 로봇 ‘워크온슈트4’를 입고 훈련하고 있다. KAIST 제공

“쉬익, 쉬익.” 한 발 한 발 내디딜 때마다 김병욱 씨의 다리를 감싼 엑소스켈레톤(외골격) 로봇이 소리를 냈다. 정상적으로 작동하고 있다는 신호다. 의자에 앉았다가 일어난 김 씨는 테이블 위에 어지럽혀진 컵 5개를 한 손으로 정리하더니 이번에는 1m 간격으로 앞에 놓인 테이블 사이를 요리조리 빠져나갔다. 공경철 KAIST 기계공학과 교수는 “외골격 로봇이 테이블을 살짝 건드리기만 해도 0점 처리된다”며 “6개 코스를 10분 안에 완주해야 한다”고 말했다. 

○ 외골격 로봇 입고 금메달 목표

김 씨는 공 교수팀이 개발한 외골격 로봇 ‘워크온슈트4’를 입고 이달 13~14일 열리는 ‘사이배슬론’ 대회에 출전한다. 사이배슬론은 힘이 세지는 웨어러블 로봇, 생각한 대로 움직이는 인공 팔(바이오닉 암)과 다리, 신경이나 근육에 자극을 가해 움직이게 만드는 인간-기계 연결(HMI) 기술 등 6개 종목에서 장애인 선수가 일종의 사이보그가 돼 기록을 겨루는 국제대회다. 김 씨는 웨어러블인 외골격 로봇이 경쟁하는 ‘엑소(EXO)’ 종목에 출전한다.  

2016년 스위스 취리히에서 열린 첫 대회에서 동메달을 거머쥔 김 씨는 이번에 금메달을 노리고 있다. 공 교수는 “4년 전보다 외골격 로봇의 구동기 성능이 2배 이상 향상됐고, 보행 속도는 8배 이상 빨라졌다”며 “워크온슈트4를 입고 시속 2.4km 이상 걸을 수 있다”고 말했다. 

이번 대회에는 20세 여성인 이주현 씨도 처음 출사표를 던졌다. 김 씨가 ‘엔젤 로보틱스 1’팀으로, 이 씨가 ‘엔젤 로보틱스 2’팀으로 선수 등록을 마쳤다. 

한국팀의 가장 강력한 라이벌은 미국의 ‘IHMC 로보틱스’와 스위스의 ‘트와이스(TWIICE)’다. 이들은 지난 대회에서 각각 2등과 4등을 차지했다. 공 교수는 “4개월 전 미국과 스위스 팀은 전체 6개 코스 중 4개를 6분대에 수행한 것으로 들었다”며 “한국팀은 모든 코스를 5분대에 통과하는 수준”이라고 말했다. 

13~14일 열리는 '사이배슬론 2020' 대회에 한국팀으로는 처음으로 자전거 경주 종목(FES)에 출전하는 '비긴어게인' 팀. 김영훈 씨가 신동준 중앙대 교수팀이 개발한 로봇 자전거 '임프로브'를 타고 메달에 도전한다. 중앙대 제공
13~14일 열리는 ‘사이배슬론 2020’ 대회에 한국팀으로는 처음으로 자전거 경주 종목(FES)에 출전하는 ‘비긴어게인’ 팀. 김영훈 씨가 신동준 중앙대 교수팀이 개발한 로봇 자전거 ‘임프로브’를 타고 메달에 도전한다. 중앙대 제공

○ 전기자극 패드와 AI 알고리즘 탑재한 로봇 자전거

신동준 중앙대 기계공학과 교수팀은 ‘비어게인(BeAGain)’ 팀을 꾸려 로봇 자전거로 레이스를 펼치는 ‘FES’ 경주에 나간다. 사이배슬론에서 FES 종목에 한국팀이 참가하는 것은 이번이 처음이다. 

FES는 하반신 마비 환자가 다리 근육에 가해지는 전기자극을 이용해 다리를 움직여 페달을 밟으면서 트랙을 도는 종목이다. 지난 대회에서 우승한 미국 ‘클리블랜드’ 팀 선수는 몸속에 전자칩을 이식하고 750m를 2분 58초라는 빠른 속도로 주파했다. 당시 함께 레이스를 펼친 영국 선수의 기록은 4분 8초였다.   

이번 대회에서는 주행거리가 1200m로 늘어났다. 마지막까지 근육의 힘이 떨어지지 않게 하는 로봇 자전거의 역할이 더 중요해졌다. 신 교수팀은 옷감에 전기자극 패드를 내장한 웨어러블 슈트가 달린 ‘임프로브(ImProB)’라는 로봇 자전거를 개발했다. 1초에 30번씩 최대 80mA(밀리암페어)로 전기자극을 줄 수 있다. 최고 시속은 25km까지 나온다.   

신 교수는 “계속 센 자극을 주면 선수의 근육이 쉽게 피로해져 완주가 불가능하다”며 “인공지능 알고리즘을 이용해 근육의 피로도를 실시간으로 측정하면서 자극의 세기가 조절되도록 설계했다”고 말했다. 

올해는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 영향으로 대회가 온라인으로 치러진다. 참가팀들은 주최 측이 온라인으로 지켜보는 가운데 심판 참관 하에 경기를 진행한다. 순위는 모든 경기가 끝난 14일 발표된다. 

[이현경 기자 uneasy75@donga.com]

9일 0시 기준 신규 확진자 126명

정부가 사회적 거리두기를 기존의 3단계에서 5단계로 세분화하겠다고 밝힌 1일 오후 서울 종로구 광화문광장에 도심내 집회금지 안내문이 놓여 있다. 연합뉴스 제공
정부가 사회적 거리두기를 기존의 3단계에서 5단계로 세분화하겠다고 밝힌 1일 오후 서울 종로구 광화문광장에 도심내 집회금지 안내문이 놓여 있다. 연합뉴스 제공

국내 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 신규 확진자가 하루새 126명 늘었다. 전날 143명에 이어 이틀째 세 자릿수를 가리키면서 대규모 확산은 아니지만 확산의 연결고리가 계속해서 이어지고 있는 것으로 분석된다. 

질병관리본부 중앙방역대책본부는 9일 0시 기준 코로나19 신규 확진자가 전날보다 126명 늘어 누적 확진자 수가 총 2만 7553명으로 나타났다고 밝혔다. 이날 신규 확진자 가운데 지역 발생은 99명이고 수도권에서만 전체의 61.6%인 61명이 확진 판정을 받았다. 해외유입 확진자는 27명이고 사망자는 2명 늘어 누적 사망자가 480명이 됐다. 치명률은 1.74%다.

국내 확진자 중 지역별로는 서울이 39명으로 가장 많았고, 이어 경기가 21명, 강원이 11명, 충남이 10명, 대구가 6명, 경남이 4명, 전북이 3명 그리고 충북과 전남에서 각각 2명, 인천에서 1명의 확진자가 발생했다.

주요 감염 사례를 보면 일상 감염이 계속해서 늘고 있다. 서울 강남구 역삼역 확진자 난동과 관련해 전날까지 직원과 지인, 가족에서 총 11명이 확진됐고, 서초구의 한 건물에서도 누적 확진자가 13명으로 늘었다. 

직장과 요양 시설에서 집단감염도 이어지고 있다. 7일 기준 서울 강서구의 보험사 관련 사례에서는 누적 확진자가 26명이 됐으며 서울 여의도 부국증권(누적 19명), 동대문구 에이스희망케어센터(28명), 경기 용인시 동문 골프모임 관련 확진자(64명)에서 집단감염 확진자가 늘고 있다. 

현재 충남 천안과 아산만 사회적 거리두기 1.5단계를 시행하고 나머지 지역은 1단계를 적용하고 있다. 강도태 중앙재난안전대책본부 1총괄조정관은 9일 오전 회의에 앞서 “국내 발생 일평균 확진자 수가 5주 연속 증가하는 추세라며 이대로라면 거리두기 단계가 상향 조정될 수 있다”고 밝혔다. 개편된 체제에서 1단계가 유지되려면 일주일 평균 일일 확진자 수가 수도권은 100명, 충청·호남·경복·경남권은 30명, 강원·제주는 10명 미만을 유지해야 한다.
 
전 세계 하루 확진자 수는 8일 5000만 명을 넘은 이후 계속 증가하고 있다. 국제통계사이트 월드오미터에 따르면 8일(현지시간) 전 세계에서 하루 46만 9421명의 확진자가 발생해 누적 확진자가 5071만 9489명이 됐다. 미국은 10만 1553명으로 7일 12만 6921명에 이어 계속해서 10만 명이 넘는 확진자가 발생했다. 인도가 4만 5551명, 프랑스가 3만 8619명, 이탈리아가 3만 2616명으로 뒤를 이었다.

[김우현 기자 mnchoo@donga.com]

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