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달팽이는 어떻게 점액을 원하는 대로 조절할까?

문광주 기자 — 2026-08-08T10:16:36+09:00

달팽이는 어떻게 점액을 원하는 대로 조절할까?

미끄럽거나, 끈적이거나, 단단하거나:
달팽이는 점액을 이용해 미끄러지듯 움직이거나, 표면에 달라붙거나, 스스로를 보호하는 등 다양한 특성을 만들어낼 수 있다. 어떻게 이런 능력을 발휘하는 걸까? 여러 종류의 달팽이 점액을 분석한 결과, 단백질의 구성과 비율이 핵심적인 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 칼슘 또한 중요한 요소다. 이 연구 결과는 새로운 생명공학 소재 개발에 영감을 줄 수 있을 것이다.

▲ 아주 작고 날씬한 달팽이: 독일에서 흔히 볼 수 있는 숲달팽이는 최소 다섯 가지 종류의 점액을 분비한다. 주로 죽은 식물체를 먹고 산다. · 사진: © 막스 플랑크 콜로이드 및 계면 연구소

텃밭에서 달팽이 점액 자국을 발견한 사람은 대개 썩 내키지 않는 심정일 것이다. 정성껏 가꾼 상추, 무, 기타 채소들이 망가진 흔적을 발견하기 쉽기 때문이다. 하지만 자세히 살펴보면 달팽이 점액은 놀랍도록 다재다능한 초신성 소재라는 것을 알 수 있다. 포츠담에 있는 막스 플랑크 콜로이드 및 계면 연구소의 마리엘라 가블러(Mariella Gabler)가 이끄는 연구팀은 "달팽이 점액은 상처 치유나 약물 전달 등 다양한 지속 가능한 응용 분야에 영감을 줄 수 있다"고 설명하며, "현재 상업적으로도 큰 관심을 받고 있다"고 덧붙였다.

윤활, 접착, 보호 및 방어

우리는 보통 점액을 끈적하고 미끈거리는 물질로 생각한다. 하지만 달팽이의 점액은 그보다 훨씬 다양한 기능을 지니고 있다. 가블러와 그의 동료들은 "달팽이는 윤활, 접착, 보호 및 방어를 포함하여 매우 다양하고 때로는 상반되는 기능을 수행하는 여러 가지 점액 기반 물질을 만들어낸다"고 보고했다.

이번 연구에서 연구팀은 독일에서 흔히 볼 수 있는 숲달팽이(Cepaea nemoralis)가 만들어내는 다섯 가지 유형의 점액을 조사했다. 여기에는 달팽이가 이동하는 데 사용하는 활주 점액, 표면에 단단히 고정하는 데 사용하는 접착 점액, 껍데기를 보호하는 석회질 막인 에피프라그마를 형성하는 보호 점액, 그리고 두 가지 유형의 방어 점액이 포함된다. 방어 점액 중 하나는 노랗고 끈적거리는 반면, 다른 하나는 수많은 작은 기포로 구성되어 있으며 작은 침입자를 가두어 껍데기 밖으로 씻어내는 역할을 하는 것으로 추정된다.

현미경으로 본 점액의 종류

연구진은 "각 점액 유형은 점액 물질이 처리되는 방식에 따라 독특하고 복잡한 계층 구조를 나타낸다"고 보고했다. 모든 점액 유형은 주로 물과 뮤신이라고 알려진 당단백질로 구성된다. 연구팀은 또한 달팽이가 콜라겐과 칼슘을 사용하여 점액 구조를 형성한다는 사실을 발견했다. 점액의 다양한 특성은 단백질의 비율과 구성, 칼슘 농도, 그리고 분비 과정에서의 처리 방식에 따라 결정된다.

예를 들어, 노란색과 거품형 방어 점액은 단백질 구성이 유사하지만, 거품형 점액의 총 단백질 함량은 0.6%에 불과하여 노란색 점액의 4%보다 훨씬 낮다. 가블러와 동료 연구진은 "달팽이가 거품형 점액을 생성하기 위해 분수공을 통해 공기를 불어넣는 것을 관찰했다"고 설명했다.

칼슘이 점액 특성에 미치는 영향

연구진은 안정적인 보호 점액에서 가장 높은 칼슘 함량을 발견했다. 칼슘은 다른 유형의 점액에서도 중요한 역할을 한다. 연구팀이 발견한 바에 따르면, 이 원소는 분비샘 조직에 비결정형 탄산칼슘 형태로 저장되어 있다가 점액과 함께 활발하게 분비된다. 습윤 점액에서는 이온 공급원으로서 가교 결합을 촉진하는 역할을 하고, 건조 점액에서는 점성을 높이는 무기질 전구체를 형성한다. "따라서 비정질 탄산칼슘은 점액의 특성을 조절하는 역할을 한다"고 가블러 연구팀은 밝혔다.

이번 연구 결과는 칼슘과 단백질 함량에 따라 매우 다양한 특성을 나타낼 수 있는 점탄성 물질의 다재다능함을 밝혀준다.

출처: Mariella Gabler (Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam) et al., Science, doi: 10.1126/science.adx7367

[더사이언스플러스=문광주 기자]

유지선 대표, 중등 교감 자격연수 피날레 특강 "교감의 품격, 작은 태도에서 완성된다"

문광주 기자 — 2026-08-08T00:50:16+09:00

“교육자로서 교감의 품격, 작은 태도에서 완성된다”… 유지선 대표, 중등 교감 자격연수 피날레 특강

한국이미지블렌딩센터 유지선 대표가 지난 8월 7일 경기도교육청남부연수원 미래관에서 진행된 ‘2026 중등 교감 자격연수’에서 예비 교감들을 대상으로 ‘품격 있는 리더를 위한 이미지 메이킹’을 주제로 강의를 진행했다.

▲ 유지선 대표(한국이미지블렌딩센터)는 8월 7일 경기도교육청남부연수원 미래관에서 진행된 ‘2026 중등 교감 자격연수’에서 예비 교감들을 대상으로 ‘품격 있는 리더를 위한 이미지 메이킹’을 주제로 강의를 진행했다.

이번 연수는 현장에서 전문성을 쌓아온 예비 교감들이 리더로서의 역량을 점검하는 자리다. 유지선 대표의 강의는 전체 교육과정의 마지막 순서로 배치돼 자격연수의 피날레를 장식했다.

2026 중등교감자격 연수 담당자는 “전체 교육과정을 하나의 ‘스토리텔링’처럼 구성했다”며, “교직원 보호를 위한 법적 대응, 학교 회계, 학생 생활지도, 인사·복무, 학교문화와 리더십 등 교감에게 필요한 실무 역량을 단계적으로 다룬 뒤, 마지막에는 그동안 쌓아온 전문성이 실제 사람과의 관계에서 어떻게 보이고 전달되는지를 종합적으로 점검하는 이미지 메이킹 강의로 마무리하고자 했다”고 기획 의도를 설명했다.

“이미지는 수많은 일상 속 작은 행동의 총합”

유지선 대표는 이날 강연에서 '이미지 메이킹'을 외모 관리에 국한하지 않고 말과 태도, 작은 움직임이 통틀어 전달되는 '총체적 커뮤니케이션'으로 정의했다. 유 대표는 시선 처리, 표정, 손동작, 팔짱을 끼는 자세, 대화 중 스마트폰 사용 등 일상적인 비언어적 행동을 예로 들었다. 이러한 작은 요소들이 모여 한 사람의 전체적인 신뢰도를 결정한다는 설명이다. 그는 “이미지는 특별한 순간이 아닌 일상의 반복된 태도로 완성된다”며 "새로운 역할을 앞둔 교육 리더로서 비언어적 커뮤니케이션을 세밀히 점검할 것"을 당부했다.

유지선 대표는 이를 카페에 들어섰을 때 받는 느낌을 예로 들었다. “어떤 카페를 두고 ‘좋다’고 느끼는 것은 채광과 인테리어, 조명, 음악, 향기, 직원의 응대 등 여러 요소가 복합적으로 작용한 결과다. 반면 공간과 분위기가 아무리 아름다워도 불쾌한 냄새가 나거나 음악이 지나치게 시끄럽다면 전체적인 인상은 달라질 수 있다”고 설명했다.

“사람의 이미지도 마찬가지다. 좋은 경력과 전문성을 갖췄더라도 대화 중에 휴대전화를 계속 확인하거나 팔짱을 낀 채 대화하는 등 무의식적인 작은 행동 하나가 상대에게 주는 이미지는 사뭇 다르다”고 그는 강조했다. 유 대표는 “교감이라는 새로운 역할을 앞둔 연수생들이 자신의 비언어적 커뮤니케이션을 세밀하게 점검할 필요가 있다”고 덧붙였다.

▲ 유지선 대표는 온·오프라인의 경계가 낮아진 상황을 짚으며, "교육 리더는 SNS 게시물이나 댓글 하나도 '나의 위치에서 어떻게 해석될 것인가'를 먼저 고민하는 디지털 커뮤니케이션 습관을 가져야 한다"고 강조했다.

‘사회적 감수성’과 디지털 SNS 매너 강조

또한 학교 구성원을 연결하는 교감의 직책 특성에 맞춘 ‘사회적 감수성’과 ‘SNS 커뮤니케이션’ 분야도 주요하게 다뤄졌다. 유지선 대표는 “교감은 교사와 학생, 학부모 등 다양한 학교 구성원을 연결하고 조직문화에 영향을 미치는 교육 리더다. 자신의 의도뿐만 아니라 상대방이 내 언행을 어떻게 받아들일지 고려하는 커뮤니케이션이 조직 관리의 핵심이라”고 말했다. 그는 사회적 분위기와 구성원의 정서를 고려한 발언과 행동, 공적인 자리에서의 매너, 그리고 SNS 활동에 관해서도 구체적인 사례를 들며 설명했다.

유지선 대표는 온·오프라인의 경계가 낮아진 상황을 짚으며, "교육 리더는 SNS 게시물이나 댓글 하나도 '나의 위치에서 어떻게 해석될 것인가'를 먼저 고민하는 디지털 커뮤니케이션 습관을 가져야 한다"고 강조했다. SNS 게시물과 댓글, 사진, 이모티콘 표현 하나 역시 개인적인 영역을 넘어 공적인 이미지와 연결될 수 있기 때문이다. 특히 교육 리더일수록 단순히 ‘게시해도 되는가’를 넘어 ‘나의 역할과 위치에서 다른 사람들에게 어떻게 해석될 것인가’를 한 번 더 생각하는 디지털 커뮤니케이션 습관이 필요하다고 강조했다.

이번 ‘품격 있는 리더를 위한 이미지 메이킹’ 강의는 교감으로서 새로운 출발을 앞둔 교육 리더들이 자신의 말과 행동, 태도를 돌아보고, 학교 구성원과 신뢰를 형성하는 리더십의 방향을 점검하는 시간이 됐다.

이날 강의에 관한 기대가 컸던 만큼, 강의가 끝나자 예비 교감들은 기립해 박수갈채로 호응했다. 매우 큰 반향이 있었음을 알 수 있었다.

▲ 유지선 한국이미지블렌딩센터 대표

유지선 대표는...

유지선 대표는 한국이미지블렌딩센터를 이끌며 15년 이상 정치인과 CEO, 전문직 종사자, 교육자와 강사 등 다양한 분야의 리더를 대상으로 이미지 메이킹과 커뮤니케이션 교육을 진행하고 있다. 최근에는 외적인 인상 관리뿐 아니라 비언어 커뮤니케이션과 사회적 감수성, 조직 내 관계, SNS와 디지털 커뮤니케이션 등으로 교육 영역을 확장하고 있다.

이번 중등 교감 자격연수에서는 이미 오랜 경력과 전문성을 갖춘 교육자들에게 획일적인 이미지를 만드는 방법을 제시하기보다, 그동안 쌓아온 교육자로서의 전문성과 리더십이 사소한 태도나 습관 때문에 제대로 전달되지 못하는 것을 개선하는, 즉 자신의 커뮤니케이션을 점검하는 데 초점을 맞췄다. 특히 이번 강의가 자격연수의 마지막에 배치됐다는 점도 의미가 있다. 제도와 행정, 학생 지도와 조직 운영에 관한 전문지식을 갖추는 것에서 한 걸음 더 나아갔다.

유지선 대표는 앞으로도 교육기관과 기업, 전문직 등 다양한 분야의 리더를 대상으로 시대 변화에 필요한 이미지 메이킹과 커뮤니케이션 교육을 이어갈 예정이다.

[더사이언스플러스=문광주 기자]

오늘의 명화 "Red and Yellow Sunflowers", 1920

문광주 기자 — 2026-08-07T20:24:33+09:00

오늘의 명화

▲ Emil Nolde (German/Danish, 1867-1956) Rote und Gelbe Sonnenblumen [Red and Yellow Sunflowers], 1920 Watercolour on paper 36.2 x 48 cm

[더사이언스플러스=문광주 기자]

대변 미생물 이식으로 땅콩 알레르기 환자 치료

문광주 기자 — 2026-08-07T13:11:39+09:00

대변 미생물 이식이 땅콩 알레르기 치료에 도움이 될 수 있다

땅콩이나 다른 식품에 대한 알레르기는 때때로 생명을 위협하는 면역 반응을 일으킬 수 있다. 최근 연구진은 알레르기 환자의 알레르기 항원에 대한 내성을 높이는 새로운 방법인 대변 이식을 시험했다. 건강한 기증자의 유익한 장내 세균을 이식받은 일부 땅콩 알레르기 환자는 부작용 없이 여러 개의 땅콩을 섭취할 수 있었다.

▲ 땅콩 알레르기가 있는 사람은 아주 소량의 땅콩이라도 생명을 위협하는 아나필락시스 쇼크를 일으킬 수 있습니다. 장내 미생물총의 변화가 알레르기 반응 역치를 높일 수 있다.

땅콩 알레르기 환자는 극소량의 땅콩을 섭취해도 심각한 아나필락시스 반응을 보이는 경우가 많다. 특정 항체 약물이나 면역 요법이 땅콩에 대한 내성을 높이는 데 도움이 될 수 있지만, 장기간 무기한 복용해야 한다. 매사추세츠주 보스턴 아동 병원의 리마 라시드(Rima Rachid) 는 "환자들은 무기한 복용해야 하는 치료법 대신 질병의 경과를 영구적으로 바꾸거나 완치하기를 원한다"고 말했다.

기증받은 장내 미생물군을 통한 알레르기 환자 치료

라시드와 연구팀은 잠재적인 대안 치료법을 모색해 왔다. 장내 미생물군이 식품 알레르기에 중요한 역할을 한다는 점에 착안하여, 연구팀은 땅콩 알레르기 환자 15명을 대상으로 대변 미생물 이식(FMT:fecal microbiome transplantation)을 시행하는 예비 연구를 진행했다. 참가자들은 유익한 장내 세균이 함유된 알약 36개를 몇 시간에 걸쳐 복용했다. 이 세균들은 건강하고 알레르기가 없는 기증자의 정제된 대변에서 추출하여 냉동 보관한 것이다.

참가자 10명은 사전 준비 없이 대변 알약을 복용했고, 나머지 5명은 시술 전 며칠 동안 항생제를 복용하여 자신의 장내 세균총을 약화시키고 이식된 세균의 확산을 촉진했다. 연구팀은 단 한 번의 치료 후 1개월과 4개월 후에 참가자들이 알레르기 반응 없이 견딜 수 있는 땅콩 단백질의 양을 측정했다. 치료 전 모든 참가자는 블라인드 유발 검사에서 100mg 미만의 알레르겐에 반응을 보였다.

단 한 번의 치료로 알레르겐 내성 증가

결과:
총 15명의 참가자 중 6명이 치료에 반응해 추적 관찰 시점에서 이전보다 유의미하게 더 많은 양의 땅콩 단백질을 섭취할 수 있게 되었다. 최소 300mg, 한 명은 1000mg 이상을 섭취해도 알레르기 증상이 나타나지 않았다. 이들은 여전히 많은 양의 땅콩을 간식으로 먹는 것은 위험하지만, 내성 역치가 높아짐에 따라 의도치 않게 땅콩을 섭취하여 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 줄어들었다. 따라서 이 치료법은 15명의 참가자 중 최소 6명에게 효과를 나타냈다.

또한, 항생제 치료 이력이 있는 경우 치료 효과가 더 좋은 것으로 나타났다. 항생제를 복용한 적이 있는 참가자 5명 중 3명에서 치료 효과가 나타난 반면, 항생제를 복용하지 않은 참가자 10명 중에서는 3명에서만 효과가 있었다. 변비약의 부작용으로는 복통, 두통, 메스꺼움, 설사, 피로 등이 있었지만 모두 자연적으로 사라졌다. 심각한 부작용은 발생하지 않았다. 따라서 연구진은 이 치료법이 내약성이 우수하다고 분류했다.

박테리아가 면역 체계를 조절하는 방식

이식된 장내 미생물이 알레르기 내성을 촉진하는 기전을 이해하기 위해 연구팀은 참가자들의 혈액 샘플을 분석했다. 그 결과, 치료에 반응한 참가자들에게서 특정 유형의 조절 T 세포가 더 많이 나타나는 것을 확인했다. 이른바 RORγt+ 조절 T 세포는 면역 억제 효과를 가지며 음식 내성에 중요한 역할을 한다. 쥐를 대상으로 한 추가 실험에서도 유익한 장내 세균이 이러한 면역 세포에 미치는 영향이 확인되었다. 치료받은 참가자의 대변 샘플을 이식한 후, 쥐에서도 RORγt+ Treg 세포의 비율이 증가했다.

그렇다면 박테리아는 어떻게 이러한 효과를 내는 것일까? 연구팀은 "인간과 쥐 모두에서 분변 미생물 이식을 통해 얻은 보호 효과는 담즙산 대사산물 수치 증가와 관련이 있었다"고 보고했다. 이식된 박테리아는 알레르기 환자의 원래 미생물군보다 담즙산을 더 잘 대사하는 것으로 보인다. 특정 담즙산은 조절 T 세포 생성을 촉진하는 것으로 알려져 있기 때문에, 연구진은 박테리아가 이러한 경로를 통해 면역 체계에 영향을 미치고 궁극적으로 알레르기를 완화한다고 추정한다.

프로바이오틱 치료법의 발전

라시드의 동료인 탈랄 차틸라(Talal Chatila)는 "음식 알레르기는 구강 내성, 즉 장 면역 체계가 음식을 받아들이는 과정을 학습하는 과정의 실패를 반영한다"며, "이번 연구는 적절한 박테리아가 담즙산 대사산물을 통해 내성을 유지하는 면역 세포를 촉진함으로써 이 과정을 회복하는 데 도움을 줄 수 있음을 보여준다”고 설명했다.

이러한 지식을 바탕으로 알레르기 환자의 장내 미생물군을 표적으로 하는 새로운 음식 알레르기 치료법이 개발될 수 있을 것이다. "이제 대변 및 미생물 이식에 대한 더 큰 규모의 연구를 통해 이러한 결과를 확인하고, 혜택을 받을 가능성이 가장 높은 환자를 파악하며, 식품 알레르기에 대한 표적 프로바이오틱스 치료법으로 개발될 수 있는 유익균을 발견해야 한다"고 라시드 박사는 말했다.

출처:
Rima Rachid (Boston Children’s Hospital, Massachusetts, USA) et al., Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.aee3263

[더사이언스플러스=문광주 기자]

반도체 소재로 만든 최초의 상온 작동 메이저 개발

문광주 기자 — 2026-08-07T00:29:06+09:00

반도체 소재로 만든 최초의 상온 작동 메이저 개발

세계 최초: 물리학자들이 일반적인 반도체 소재로 만든 최초의 마이크로파 레이저를 개발했다. 기존의 메이저와 달리, 이 새로운 시스템은 상온에서 작동하며 전자 제품에 널리 사용되는 반도체 소재인 탄화규소로 구성되어 있다. 이는 소형 마이크로파 소스, 저잡음 증폭기, 고정밀 측정 기술 등 메이저 기술의 새로운 응용 분야를 열어준다.

▲ 물리학자들이 흔히 사용되는 반도체 재료인 탄화규소로 상온 메이저를 최초로 제작했다. 이는 이러한 결맞음 마이크로파 소스에 완전히 새로운 응용 분야를 열어줄 수 있을 것으로 기대된다. · 사진: © A. Gottscholl, A. Sperlich/ 뷔르츠부르크 대학교

슈퍼마켓 계산대, 센서, 데이터 전송, 칩 제조 등 오늘날 레이저는 필수적인 기술이다. 레이저는 광자 유도 방출을 통해 순수하고 동기적으로 진동하는 빛을 생성한다. 레이저 소재가 광학적 또는 전기적으로 여기되면 연쇄 반응을 통해 광자가 방출된다. 이 광자들은 공진기(일종의 거울실)에 모인 후 제어된 방식으로 결맞음 빔으로 방출된다.

레이저의 마이크로파 버전인 메이저는 동일한 원리로 작동한다. 하지만 메이저는 레이저보다 역사가 오래되었음에도 불구하고, 지금까지는 거의 사용되지 않았다. 문제는 까다로운 작동 조건에 있다. 자유 전자 메이저와 원자 메이저는 진공 상태를 필요로 하고, 고체 메이저는 일반적으로 극저온을 요구한다. 최근에야 연구진들이 최초의 상온 메이저를 개발했는데, 여기에는 펄스형 방사선을 방출하는 유기 메이저와 다이아몬드로 만든 연속형 메이저가 포함된다. 하지만 이러한 메이저조차도 광범위한 응용 분야에는 적합하지 않다.

탄화규소가 메이저 매질이 되는 방법

이제 상황이 바뀔 수 있다. 뷔르츠부르크 대학교의 안드레아스 고트숄 교수가 이끄는 연구팀이 일반적인 반도체로 만든 최초의 상온 메이저를 개발했다. 전자 제품에 이미 널리 사용되는 반도체 소재인 탄화규소(SiC)가 메이저의 활성 매질로 사용된다. 연구팀은 탄화규소 결정 격자에서 개별 실리콘 원자를 제거하여 결함을 만들었다. 연구팀은 "이러한 결함은 메이저를 만들기에 완벽한 조건이다"고 설명했다.

그 이유는 결정 격자 내의 빈자리가 빛이나 전류에 의해 여기될 수 있는 양자 역학적 스핀 상태를 가지고 있기 때문이다. 이는 양자 전이를 유발하여 마이크로파 광자를 방출한다. 외부 자기장이 가해지면 이 효과가 증폭되어 연속적인 간섭성 마이크로파 광자 방출(유도 방출)이 발생한다. 레이저와 유사하게, 이러한 광자들은 공진기에 의해 수집되고 집속된다. 탄화규소 메이저에서 이 공진기는 사파이어 코어를 가진 구리 껍질로 구성된다.

▲ 새로운 반도체 메이저의 구조. — © Gottscholl et al./ Nature Communications, CC-by 4.0

상온에서 작동하며 대량 생산이 가능

"이번 연구는 탄화규소 내 실리콘 빈자리를 기반으로 하는 최초의 연속 반도체 메이저라는 중요한 이정표를 세웠다"고 고트숄(Gottscholl)과 그의 동료들은 밝혔다. 이 메이저가 상온에서 작동하고 매우 흔한 반도체 재료로 만들어졌다는 점에서 중요하다. "탄화규소는 전자 산업에서 널리 사용되고 있으며 웨이퍼 형태로 대량 생산이 가능하다"고 그들은 설명했다. 이러한 특성 덕분에 메이저는 제조가 용이하고 비용도 저렴하다.

초기 실험에서 새로 개발된 반도체 메이저는 우수한 결맞음 마이크로파 방출원일 뿐만 아니라, 저잡음 마이크로파 증폭기 등 다양한 응용 가능성을 보여주었다. "스마트폰, 이동통신 기지국, 컴퓨터, 위성 등은 각각 여러 개의 마이크로파 신호 증폭기를 사용하지만, 지금까지는 메이저 기술 없이 작동해야 했다"고 수석 저자인 안드레아스 스페를리히는 설명했다.

마이크로파 냉장고 또는 자기 센서로도 활용 가능

탄화규소 메이저는 마이크로파 냉장고로도 적합하며, 특히 양자 기술 분야에 활용될 수 있다. "이 시스템은 역방향으로 작동하여 광학적으로 여기된 마이크로파 흡수체 역할을 할 수 있다"고 물리학자들은 설명했다. "이를 통해 마이크로파 온도를 효과적으로 냉각할 수 있다." 실험에서 에너지 손실은 약 40도 정도의 온도 냉각에 해당했다.

또한 이 메이저는 고정밀 자기장 측정 분야에 새로운 가능성을 열어준다. 이 메이저는 방출되는 에너지가 외부 자기장의 세기에 직접적으로 의존하기 때문이다. 고트숄과 그의 연구팀은 "자기장의 아주 작은 변동조차도 주파수나 출력에 큰 변화를 일으키기 때문에 이 메이저는 자력계 측정에 사용할 수 있다"고 보고했다. 그들은 자신들이 개발한 메이저의 측정 하한값을 약 20피코테슬라로 추정했는데, 이는 기존 자력계와 비슷한 정밀도다.

종합적으로 볼 때, 물리학자들은 자신들이 개발한 반도체 메이저가 이러한 결맞음 마이크로파를 널리 활용할 수 있는 새로운 가능성을 열어준다고 보고 있다. 연구진은 "이 표준을 기반으로 한 메이저는 일상적인 마이크로파 응용 분야에 혁신적인 변화를 가져올 수 있으며, 완전히 새로운 세대의 스핀 결함 메이저 개발을 가능하게 할 것"이라고 밝혔다.
출처: Andreas Gottscholl et al., (Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Nature Communications, 2026; doi: 10.1038/s41467-026-75446-2)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

에어컨 대신: 다공성 세라믹 큐브로 열기를 식히세요

문광주 기자 — 2026-08-06T14:58:02+09:00

에어컨 대신: 다공성 세라믹 큐브로 열기를 식히세요

에너지를 많이 소비하는 에어컨을 항상 사용할 필요는 없다. 연구진은 물과 3D 프린팅으로 제작한 세라믹 큐브만을 사용하여 아파트, 사무실, 기타 건물의 온도를 몇 도 낮출 수 있는 자연 냉방 시스템을 개발했다. 이 다공성 큐브의 특수한 모양은 표면적을 극대화하여 효율적인 증발 냉방을 가능하게 한다.

▲ 이 다공성 구조는 증발 냉각에 최적화되어 있다. 이는 3D 프린팅된 세라믹 큐브로 만들어진 냉각벽의 일부다. Foto: © Helmut Lunghammer/ TU Graz

올해 반복되는 폭염은 기후 변화가 이미 현실임을 분명히 보여준다. 하지만 대부분 도시, 가정, 사무실은 섭씨 30도를 넘는 극한 온도에 적응하지 못하고 있다. 에어컨은 여전히 보편화되지 않았을 뿐 아니라, 전력 소비량도 많고 도시 열섬 현상을 더욱 악화시킨다. 그렇다면 여름철 더위를 이겨낼 수 있는 방법은 무엇일까?

증발 냉방과 3D 프린팅의 결합

TU Graz의 연구진은 놀랍도록 간단한 해결책을 개발했다. 이들은 수 세기 동안 전해 내려온 물의 증발을 이용한 자연 냉방에 대한 지식에서 영감을 얻었다. 증발 과정은 주변에서 열을 흡수하여 공기를 냉각시킨다. "이 원리는 점토 항아리나 전통적인 풍탑(wind tower)에서 수 세기 동안 사용되어 왔다"고 TU Graz의 밀레나 스타브리치 교수는 설명했다. 그녀와 동료들은 특수 설계와 적층 제조 기술을 활용하여 이 원리를 최적화했다.

"핵심적인 기술적 진보는 3D 프린팅 기술의 활용에 있다. 이 기술을 통해 점토 혼합물로 매우 복잡하고 다공성이며 기능적으로 최적화된 형상을 제작할 수 있다"고 스타브리치 교수는 설명했다. "이러한 특수 구조는 물을 특히 효율적으로 저장하고 작은 부피로 엄청난 증발 표면적을 만들어낸다." 연구팀은 최소 표면 기하학(TPMS) 기법을 사용하여 최소한의 재료로 최대한의 표면적을 생성하는 정육면체 형태의 기본 유닛을 설계했다.

냉각벽은 온도를 7도까지 낮춘다.

그 결과, 세라믹 점토 혼합물을 3D 프린팅하여 만든 약 23cm 길이의 다공성 정육면체 구조물이 탄생했습니다. 프린팅된 점토 구조물은 다공성 구조를 유지하기 위해 저온에서 소성된다. 완성된 큐브는 냉각벽이나 다른 어떤 형태로든 조립할 수 있다. 시스템에 물을 채우면 모세관 현상으로 인해 물이 다공성 세라믹 내부로 스며들어 고르게 퍼진다.

이렇게 냉각 시스템이 완성된다. TU Graz의 뜨거운 다락방에서 진행된 실제 테스트에서 그 효과가 입증되었다. 통제된 실험 환경에서 물을 채운 큐브는 주변 온도를 거의 7도까지 낮췄다. "냉각 효과가 방 전체에 걸쳐 확연히 느껴졌다"고 석사 학위 논문의 일환으로 냉각벽용 제어 가능한 물 순환 시스템을 개발한 크리스티얀 리스토스키는 말했다.

▲ TU Graz 캠퍼스에 설치된 3D 프린팅 큐브로 만든 냉각벽 시제품. — © Helmut Lunghammer/ TU Graz

에어컨의 대안

연구진에 따르면, 최적화된 세라믹 큐브는 에너지 소비가 많은 에어컨 시스템을 대체할 수 있는 자원 절약형 대안이며, 주거용 건물, 사무실 건물, 학교, 공공 광장, 대기 공간 등에 적합하다. "우리의 목표는 사람들이 더위에 가장 시달리는 곳, 예를 들어 나무를 이용한 냉방이 거의 불가능한 도시에 냉방을 제공하는 것이다"며, "이를 위해 우리는 에너지 집약적인 에어컨 기술 대신 자연 냉각 원리를 활용한다"고 스타브리치는 말했다.

냉각 용량을 더욱 높이기 위해 연구팀은 이미 생체 모방 방식을 실험하고 있다. 곰팡이 배양액과 나무 조각을 영양 배지로 사용하여 점토에 혼합했다. 실처럼 가느다란 곰팡이 균사체가 점토 속으로 자라 들어가 미세한 네트워크를 형성하고, 이 네트워크는 다공성을 높여준다.

이렇게 만들어진 점토-곰팡이 혼합물을 3D 프린팅하고 소성한다. 곰팡이 균사체와 나무 조각은 타서 없어지고, 미세 기공과 거대 기공으로 이루어진 네트워크가 남게 되어 물이 큐브 내부로 고르게 퍼질 수 있게 된다.

냉각벽의 첫 번째 시제품은 이미 그라츠 공과대학교 캠퍼스에 설치되어 있으며, 그곳에서 직접 냉각 효과를 체험할 수 있다.
출처: 그라츠 공과대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

폴리에틸렌 미세플라스틱, 지방간 질환 유발 가능성 제기

문광주 기자 — 2026-08-06T10:26:28+09:00

폴리에틸렌 미세플라스틱, 지방간 질환 유발 가능성 제기

식품 포장재, 랩, 보관 용기 등 우리 일상생활 곳곳에 존재하는 폴리에틸렌(PE)은 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나다. 지금까지는 건강에 무해한 것으로 여겨졌지만, 쥐를 대상으로 한 연구 결과 PE 미세플라스틱이 지방간 질환 발생에 영향을 미치고, 불균형한 식단의 악영향을 악화시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다.

▲ 음식 속 플라스틱은 눈에 잘 띄지 않지만, 우리는 매일 미세 플라스틱을 섭취한다. 한 연구에 따르면, 특히 건강하지 못한 식습관과 함께 미세 플라스틱을 섭취할 경우 지방간 질환을 유발할 수 있다고 한다. AI생성 이미지 더사이언스플러스

우리는 매일 무심코 미세 플라스틱 입자를 섭취한다. 음식, 식수, 심지어 우리가 숨쉬는 공기 속에서도 미세플라스틱이 발견된다. 정확한 영향은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 여러 연구에서 미세플라스틱이 건강 문제를 일으킬 수 있음을 보여주고 있다. 미세플라스틱은 뇌 손상을 유발하고, 심장마비를 촉진하며, 뇌졸중 환자의 경동맥 폐색에서도 발견된 바 있다.

가장 흔한 플라스틱 중 하나인 폴리에틸렌(PE)은 가소제를 함유하지 않고 대부분 불활성 물질이기 때문에(주변 환경과 반응하지 않음) 건강에 무해한 것으로 여겨져 식품 포장재 등에 널리 사용된다. 이러한 유형의 플라스틱은 전 세계 플라스틱 생산량의 약 3분의 1을 차지하지만, 미세플라스틱으로서의 영향에 관한 연구는 미미한 실정이다.

건강한 식단과 건강하지 않은 식단의 조합

오클라호마 대학교의 정원철(Woncheol Jung) 교수가 이끄는 연구팀은 이러한 연구 공백을 메웠다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 PE 미세플라스틱이 간에 미치는 영향을 조사했다. 정 교수와 동료 연구진은 "간은 신진대사 항상성 유지와 해독 작용의 중심 기관이기 때문에 장기간 미세플라스틱에 노출될 경우 특히 민감하다"고 설명했다.

연구진은 실험을 위해 생쥐에게 8주 동안 매일 2mg의 PE 미세플라스틱을 소량의 물에 섞어 직접 입에 투여했다. 실험군 생쥐의 절반은 이 기간 지방과 당분이 특히 많은 식단을 섭취했는데, 이는 지방간 질환 발생 위험 요인으로 알려져 있다. 대조군 생쥐는 미세플라스틱을 투여받지 않았지만, 일반적인 식단과 고지방·고당분 식단을 혼합하여 섭취했다.

미세플라스틱이 간을 손상시키는 기전

연구 결과: "표준 식단을 섭취한 쥐와 고지방 식단을 섭취한 쥐 모두에서 폴리에틸렌(PE)이 간 기능 장애를 유발했다"고 연구팀은 보고했다. 특히 미세플라스틱과 건강에 해로운 식단을 함께 섭취한 쥐에서 그 영향이 두드러졌다. 정 박사 연구팀은 "폴리에틸렌 미세플라스틱과 건강에 해로운 음식의 이중 부담이 그 영향을 증폭시켜 간 손상을 더욱 악화시키고 신호 전달 경로를 교란시켰다"고 밝혔다.

추가 연구를 통해 가능한 기전도 밝혀졌다. 예를 들어, 간 내 미세플라스틱은 다양한 유전자의 활동에 영향을 미친다. 특히, 세포핵에 있는 PPAR-알파라는 수용체를 활성화시키는데, 이 수용체는 간에서 지방 생성을 조절하는 것으로 알려져 있다. PPAR-알파는 조직 복구에 관여하는 ANXA2를 비롯한 여러 유전자의 전사를 조절한다. 이는 염증 반응을 유발하고 궁극적으로 지방간 질환으로 이어진다.

▲ 고지방 식이 유무에 따른 마우스 간에서 PE 미세입자의 분자 및 조직병리학적 효과. (A) RNA-seq 및 공간 전사체 프로파일링을 포함한 생체 내 실험, 마이크로 라만 분광법, 광열 적외선 분광법(O-PTIR)을 포함한 실험 설계의 개략도. BioRender O로 제작됨. (2026) https://BioRender.com/lalw3vm

이러한 현상이 인간에게도 적용될 수 있을까?

"현재까지 밝혀진 바에 따르면, 이러한 미세플라스틱 입자, 특히 폴리에틸렌은 간의 자연적인 방어 및 복구 메커니즘을 손상시킨다"고 조시 교수는 요약했다. 실험용 쥐에게 체중 대비 극히 높은 농도의 미세플라스틱을 투여했기 때문에, 이 결과를 인간에게 직접 적용할 수는 없다. 그럼에도 불구하고, 연구진은 미세플라스틱이 인간의 건강하지 못한 식습관으로 인한 간 손상 효과를 악화시킬 가능성이 높다고 보고 있다.

"햄버거와 탄산음료 등 서구식 식단을 따르는 사람들은 폴리에틸렌에 노출될 경우 지방간 질환 발병 위험이 더 높을 수 있다"고 정 교수의 동료인 아디티야 조시(Joshi)는 말했다. 연구진은 이번 연구를 통해 밝혀진 세포 신호 전달 경로가 미세플라스틱과 건강하지 못한 식습관이 간에 미치는 악영향을 줄이는 치료법 개발에 도움이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

출처:
정원철 (미국 오클라호마 대학교) 외, Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aec8681

[더사이언스플러스=문광주 기자]

새로운 해킹 사건: AI 에이전트, 실제 사람 속여

문광주 기자 — 2026-08-06T10:11:44+09:00

새로운 해킹 사건: AI 에이전트, 실제 사람 속여

인간 적수? 앤트로픽(Anthropic)과 오픈아이(OpenAI)의 AI 모델이 인터넷을 통해 외부 플랫폼을 공격하는 사건이 또다시 발생했다. 이번에는 표적 피싱 이메일을 통해 사람들을 직접 속이고, 거짓말을 하고, 공격까지 했다. 영국 AI 보안 연구소(AI Security Institute)는 이번 테스트를 진행한 결과, 인공지능이 현실 세계에서 이처럼 실제 사람을 공격한 것은 이번이 처음이라고 밝혔다.

▲ 인공지능 에이전트들이 또다시 독립적으로 인터넷 해킹 공격을 감행했다. 이번에는 사람들과 직접 상호작용하며 거짓말, 속임수, 피싱 등을 통해 사람들을 조종하려 했다.

이제 분명해 보인다. 최첨단 인공지능 모델은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 강력하고 위험하다. 지난 2주 동안 앤트로픽과 오픈아이의 AI 에이전트가 테스트 환경을 벗어나 인터넷을 통해 외부 기업 플랫폼을 해킹한 사례가 여러 건 발생했다. 이러한 공격에서 AI 모델은 복잡한 속임수를 쓰고, 대상 플랫폼의 보안 취약점을 악용하고, 비밀번호를 탈취했다.

새로운 사건 발생 경위

이번에 더욱 심각한 또 다른 사건이 발생했다. 영국 AI 보안 연구소(AISI)는 2026년 8월 4일 발생한 사건을 보고했다. 연구소는 상세한 보고서에서 Frontier AI의 두 모델, Anthropic의 Claude Mathos 5와 OpenAI의 GPT 5.6 Sol을 대상으로 한 테스트 결과, AI 에이전트가 인터넷상에서 무단으로 행동한 사례가 총 19건 발생했다고 밝혔다. AISI는 "이러한 사례에는 실제 사람과 조직이 공격받은 경우도 포함된다"고 지적했다.

이전 해킹 사건들과 마찬가지로, AI 에이전트의 내부 "안전장치"는 비활성화되었지만, 이번 경우에는 인터넷 접근이 무제한이었다. AISI는 "AI 에이전트에게 인터넷상에서 어떤 행동이 금지되는지 명시적으로 알려주지 않았다"며, "사전에 이러한 조치가 필요할 것이라는 점을 인지하지 못했다"고 밝혔다. 인공지능들은 내부 플랫폼의 특정 데이터에 접근하는 "깃발 뺏기(capture-the-flag)" 과제를 수행하도록 지시받았다.

이전 해킹 사건들과 마찬가지로 AI 에이전트의 내부 "안전장치"가 무력화되었지만, 이번에는 인터넷 접속이 무제한이었다.

피싱 이메일, 거짓말, 가짜 프로필

AI 에이전트들은 이 기회를 틈타 다시 해커로 변신했다. 하지만 이번에는 여러 사람과 직접 상호작용하며 피싱, 기만, 거짓말을 통해 이들을 조종하려 했다. 예를 들어, 한 AI 에이전트(5번 가설)는 악성 코드가 숨겨진 가짜 버그 보고서를 GitHub에 올렸는데, 여기에는 다른 AI 시스템에 악성 코드 실행을 허용하도록 요청하는 프롬프트 주입(prompt injection)이 포함되어 있었다.

▲ 본 보고서 발간 시점까지의 AISI 사건 대응에 대한 개괄적인 타임라인 출처:Security Incident INC-2026-07-28-01 / UK AI Security Institute / Published on Tuesday 4th of August, 2026

실제 사용자가 GitHub 게시물에 의문을 제기하자, AI 모델은 단순한 실수였다고 주장하며 수정된 코드를 다시 플랫폼에 게시하려고 시도했다. AISI는 "또한 해당 AI 모델은 GitHub 요청을 지지하는 다른 사용자를 사칭하기도 했다"고 보고했다. 게다가 해당 AI는 특정 개인에게 피싱 이메일을 보냈는데, 일부 이메일에는 악성 코드가 포함되어 있었고, 다른 이메일은 수신자가 테스트 콘텐츠를 통해 GitHub의 코드 패키지를 승인하도록 유도하는 내용이었다.

다른 사례에서는 AI 에이전트가 프록시 서버와 Tor 네트워크를 사용하여 신원을 숨겼다. 심지어 한 AI는 인공지능의 접근을 막기 위해 설계된 음성 CAPTCHA를 해결하여 GitHub에 가짜 프로필을 생성하기도 했다.

"이러한 규모의 인간 대상 사기는 이번이 처음"

AISI는 "AI 에이전트가 실제 사람을 대상으로 이처럼 대규모의 사기를 저지른 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다. "이번 사건과 이전 사건의 가장 큰 차이점은 AI 에이전트가 관련 없는 사람들을 속이기 위해 여러 단계를 거쳤다는 점이다. 예를 들어, 에이전트는 가짜 계정을 만들고, 문서를 위조하고, 자신의 코드가 안전하다고 사람들을 속이는 이메일을 보낸 후, 증거를 인멸하기 위해 악성 코드를 삭제했다.“

또한 우려스러운 점은 다음과 같다. AISI는 "두 AI 에이전트가 각각 별도의 테스트 실행에서 활동했지만, 둘 다 접근 권한을 얻은 GitHub 계정을 통해 서로 상호 작용했다"고 보고했다. "첫 번째 AI 에이전트는 로그인 자격 증명을 발견한 후속 AI 에이전트에게 협업을 제안하는 메시지를 남겼고, 후속 AI 방문자는 실제로 이 제안을 수락했다.”

▲ 평가 실행 시작 시점부터 경고가 발생한 시점, AISI 전체에서 모델 액세스가 비활성화된 시점까지의 이벤트 발생 시간. ( 출처:Security Incident INC-2026-07-28-01 / UK AI Security Institute / Published on Tuesday 4th of August, 2026)

자기 추론 무시

영국 AI 보안 연구소(AISI)에 따르면, 최근 잇따른 해킹 사건들은 가장 진보된 AI 모델들이 임무 완수를 위해 무엇이든 할 의향이 있음을 보여준다. 이러한 맹목적인 의지는 윤리적 규칙을 위반하고 심지어 스스로의 우려까지 무시하게 만든다. AI 모델의 추론 프로토콜 분석 결과, 이러한 해킹 및 피싱 공격 과정에서 AI 모델들은 실제 사람과 시스템인지 시뮬레이션된 사람과 시스템인지 여부를 "고려"하지는 않았지만, 결국 공격을 계속 진행하기로 결정한 것으로 나타났다.

오픈에이아이(OpenAI) 역시 이러한 견해에 동의한다. 이번 사건에 대한 성명에서 오픈아이디는 다음과 같이 밝혔다. "이번 사건들은 '허깅 페이스(Hugging Face)' 사건에 대한 글에서 언급했던 것과 같은 근본적인 문제를 다시 한번 강조한다. 모델의 기능이 발전함에 따라 이러한 모델을 둘러싼 보안 및 보호 시스템 또한 그에 발맞춰 발전해야 한다. 이는 모델 개발 환경뿐 아니라 연구소 및 독립 파트너들이 모델을 평가하는 환경 모두에 적용된다."

출처: UK AI Security Institute, Incident-Report (PDF ); OpenAI

[더사이언스플러스=문광주 기자]

해양에 철분을 뿌리는 것은 이산화탄소를 영구적으로 격리할 수 있을까?

문광주 기자 — 2026-08-05T22:57:18+09:00

해양 철분 시비는 이산화탄소를 영구적으로 격리할 수 있을까?
플랑크톤 대량 증식으로 기후 변화 대응

해양 철분 시비는 플랑크톤 대량 증식을 유도하여 대기 중 이산화탄소를 추가로 제거할 수 있다. 최근 한 모델 연구에서는 이러한 조치가 생태계에 미치는 영향, 이산화탄소 격리 기간, 그리고 기후 변화 대응 수단으로서의 적합성을 분석했다.

미국 어바인. 기후 예측에 따르면, 인간의 이산화탄소 배출량으로 인해 파리 기후 협약에서 합의한 2도C 온난화 제한을 2050년대에 초과하게 될 것이다. 따라서 과학자들은 탄소 포집 및 저장(CCS)과 같은 대기 중 이산화탄소 제거 방법을 모색하고 있다. 또 다른 가능성 중 하나는 해양 이산화탄소 제거(mCDR) 방법의 일환인 해양 철분 시비다.

해양 철분 시비는 식물성 플랑크톤이 거의 모든 영양분을 이용할 수 있지만, 철분이 부족한 해수면 근처에 철분 입자를 방출하는 방식이다. 이는 조류와 플랑크톤의 대량 증식을 유발하며, 이 과정에서 생물들은 광합성을 통해 CO₂를 흡수한다. 실험 결과 해양 철분 공급이 플랑크톤 대량 증식을 촉발할 수 있음이 밝혀졌지만, CO₂가 해양에 얼마나 오랫동안 저장되는지, 그리고 생태계가 추가된 철분에 어떻게 반응하는지는 아직 명확히 규명되지 않았다.

해양 철분 공급의 복합 모델

캘리포니아 대학교 어바인(UCI)의 준 유(Jun Yu) 연구팀은 다양한 플랑크톤 종류와 해양의 질소 순환, 산소 균형, 해류를 연결하는 지구 시스템 결합 모델을 개발했다. 이 모델을 통해 연구팀은 철분이 공급된 해역 내 철분의 영향과 해류를 따라 넓은 지역으로 확산될 때의 영향을 시뮬레이션할 수 있었다.

이 모델은 남극해와 같이 철분이 부족한 지역과 해양 화학적 성질이 크게 다른 아열대 순환류를 포함한 10개 지역에서 60년 동안 중간에서 매우 높은 농도의 철분이 지속적으로 공급되는 상황을 시뮬레이션했다. 기존 연구들은 대부분 단일 철분 공급 사건만을 시뮬레이션한 바 있다.

해수 중 철의 상반된 영향

시뮬레이션 결과에 따르면, 해양 철 비료 효과는 남극해와 적도 태평양에서 대기 중 CO₂를 가장 많이 제거하는 것으로 나타났다. 그러나 두 해역의 근본적인 메커니즘은 상당히 다르다. 남극해에서는 철 비료 효과가 인접 해역의 영양분을 고갈시키지 않으면서 해당 지역의 식물플랑크톤 성장을 크게 촉진합니다. 이는 남극해 특유의 해류 순환 패턴 때문이다.

적도 태평양에서도 해양 철 비료 효과로 인해 해당 지역의 식물플랑크톤 성장이 크게 증가했다. 그러나 인접 해역에서는 하류 영양분 고갈로 인해 영양분 농도가 크게 감소했다. 즉, 식물플랑크톤의 왕성한 성장으로 인해 해류의 영양분이 부족해진 것이다. 따라서 해양 철 비료 효과는 적도 태평양 인접 해역의 생산성을 감소시키는 결과를 초래했다.

대형 동물플랑크톤의 심각한 감소

연구진은 이러한 "영양분 고갈"이 어류의 주요 먹이원인 대형 동물플랑크톤의 심각한 감소로 이어진다고 설명했다. 시뮬레이션에 따르면, 적도 태평양 해역의 0.35%에만 철분을 공급해도 전 세계 해양 표면의 최소 14%에서 대형 동물플랑크톤의 양이 최소 10% 감소한다. 이 해역에 철분을 공급하면 산소가 부족한 지역이 확대되고 플랑크톤 구성이 더 작고 영양가가 훨씬 낮은 종으로 바뀔 것이다.

남극해에서는 철분 공급의 효과가 정반대다. 남극해 해역의 0.2%에만 철분을 공급하면 대형 동물플랑크톤 성장에 적합한 해양 지역이 전 세계적으로 13% 증가한다.

CO₂는 영구적으로 격리될까?

이 연구는 철분 공급 단계뿐만 아니라 그 후 60년간의 회복 기간까지 살펴보았다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 남극해는 이 기간 자연 해류와 유사한 발달 양상을 보이며 빠르게 회복된다. 반면 적도 태평양의 회복은 훨씬 더 오랜 시간이 걸리며, 철분 시비로 인한 영양 결핍과 변화된 생태계는 수십 년 동안 지속될 것으로 예상된다.

시뮬레이션에서 볼 수 있듯이, 이산화탄소 흡수 패턴은 유사하다. 두 해역 모두 회복 단계에서 흡수된 이산화탄소의 약 절반이 대기 중으로 다시 방출된다. 남극해는 적도 태평양보다 더 오랫동안 이산화탄소를 흡수하며, 적도 태평양에서는 시뮬레이션 대상 해역 중 가장 빠른 속도로 이산화탄소가 대기 중으로 방출된다.

해양 철분 시비는 기후 전략으로서의 가능성?

연구진은 해양 철분 시비가 기후 변화 대응책으로서 배제되어서는 안 된다고 설명했다. 그러나 이 정책은 정치적인 이유로 문제가 될 수 있는데, 그 긍정적 및 부정적 효과가 특정 국가나 지역에만 국한될 수 없기 때문이다. 이는 대중의 수용성, 책임 소재, 그리고 기후 전략으로서의 적합성에 대한 의문을 제기한다. 더욱이, 해양 철분 시비를 통해 달성되는 CO₂ 흡수량을 정확하게 측정할 수 없으므로, CO₂ 배출권 배분 기준으로 활용하기 어렵다.
출처:
학술지 Nature에 게재된 연구 논문, doi: 10.1038/s41586-026-10795-y

[더사이언스플러스=문광주 기자]

기후 보호: 해수에서 CO2를 "석회화"하는 새로운 방법

문광주 기자 — 2026-08-05T22:32:45+09:00

기후 보호: 해수에서 CO2를 "석회화"하는 새로운 방법

해양에는 용해된 CO2 형태로 막대한 양의 온실가스가 존재한다. 새로운 방법은 이 CO2를 빠르고 효율적으로 석회암으로 변환하여 온실가스를 영구적으로 고정시킬 수 있다. 이는 새로 개발된 중공사막 전극을 이용한 전기화학적 CO2 광물화 기술로 가능해졌다. 이 시스템은 기존 방식보다 에너지 소비량이 절반밖에 되지 않으며, 환경 파괴적인 광물 침전물 생성을 방지합니다. 이러한 기술은 기후 보호에 크게 기여할 수 있다.

자연은 그 원리를 보여준다. 수백만 년 동안 화학적 풍화 작용으로 대기 중의 이산화탄소가 석회암(CaCO3), 백운석, 기타 탄산염 암석 형태로 저장되어 왔다. 하지만 이러한 자연적인 CO2 광물화 과정은 수백 년에서 수천 년에 걸쳐 진행된다. 한편, 아이슬란드와 미국 등지에서 진행된 프로젝트들은 이 과정을 가속화하여 "현장 광물화"를 실현할 수 있음을 입증했다. 이 과정에서는 배기가스나 대기에서 CO2를 포집하여 물에 용해시킨 후 현무암층에 주입한다.

대기가 아닌 해양에서 이산화탄소 포집

다른 방법이 있다. 대기에서 이산화탄소를 포집하고 무기화하는 대신, 해수에서 이산화탄소를 포집할 수 있다. 해양은 지구에서 가장 중요한 이산화탄소 흡수원으로, 인간이 배출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수한다. 용해된 이산화탄소는 전극을 사용하여 해수의 pH를 알칼리성으로 조절하면 전기화학적으로 탄산칼슘(CaCO₃)으로 변환되어 침전될 수 있다.

한국과학기술원(KAIST)의 박인환 교수 연구팀은 "전기화학적 직접 해양 포집(e-DOC)은 기가톤 규모의 탈탄소화를 위한 실현 가능한 길을 열어준다"고 설명한다. 이 기술의 가장 큰 장점은 용해된 이산화탄소가 해수에서 제거되면 해수가 대기에서 새로운 이산화탄소를 흡수할 수 있다는 것이다. 이는 해양의 기후 완충 능력을 유지하는 데 도움이 된다. 또한, 이 공정은 대기에서 온실가스를 분리하는 직접 공기 포집(DAC) 공정보다 에너지 소비가 적다.

하지만 지금까지 해수에서 탄산칼슘을 전기화학적으로 침전시키는 데 사용된 전극은 표면이 새로 생성된 석회석으로 빠르게 덮여 추가적인 침전을 방해하기 때문에 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

물 공급식 중공사 전극을 이용한 광물화 장치

박 교수와 그의 동료들은 이 문제에 대한 해결책을 찾았을지도 모른다. 그들은 석회석 침전이 문제가 되지 않는 곳으로 유도되도록 설계된 중공사 전극 섬유를 개발했다. 즉, 석회석이 전극 표면에 직접 형성되는 것이 아니라 전극 표면 바깥쪽에 형성되도록 한 것이다. 동시에 반응 중에 발생하는 수소 기포는 브러시처럼 작용하여 다공성 전극 표면을 청소하고 광물 침전을 방지한다.

해수 광물화 시스템은 세 가지 구성 요소로 이루어져 있다. 어셈블리의 외부 껍질은 다공성 스테인리스강 중공사로 이루어져 있으며, 이는 작동 전극 역할을 한다. 연구팀은 "전압이 가해지면 물에서 수산화 이온(OH-)이 생성되어 국소 pH 값이 증가한다"고 설명했다. 이는 주변에서 탄산칼슘과 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)의 침전을 촉진한다.

▲ 유동 셀 구성에서의 연속 e-DOC 성능. (a) 순차 여과 장치와 함께 유동식(FT) 및 우회식(BP) 작동 모드의 개략도. 출처:A Compact Hollow Fiber Electrode Assembly Architecture for Continuous Electrochemical Marine Carbon Dioxide Removal / Advanced Energy Materials / First published: 19 June 2026)

중공 섬유 전극 내부는 나피온(Nafion)이라는 고분자로 만들어진 이온 교환막으로 덮여 있다. 해수는 중앙의 백금-이리듐 와이어(대극 역할을 함)를 지나 공동을 통과하며 흐른다. 물에서 방출된 수소는 이 와이어에서 방출되어 다공성 스테인리스 스틸 케이스를 통해 기포 형태로 배출된다. 추가적인 세척 효과를 위해 2~3시간마다 0.1초 동안 해수 유입량을 크게 증가시킨다. 박 교수 연구팀은 이러한 고압 펄스가 전극에 쌓인 침전물을 씻어낸다고 설명했다.

해수는 중앙의 백금-이리듐 와이어(대극 역할을 함)를 지나 흐릅니다. 실제 실험 결과 용해된 CO₂의 80~90%가 제거되었다. 연구진은 실험실에서 모의 해수를 사용하고 한국 제주도 연안의 실제 해수를 사용하여 해수에서 CO₂를 무기화하는 이 기술의 실제 효과를 테스트했다. "100시간의 테스트 기간 HEFA 전극은 40리터의 해수를 알칼리화했으며, 제곱센티미터당 약 20mA(밀리암페어)의 일정 전류 하에서 뛰어난 전위 안정성을 보였다"고 박 교수 연구팀은 보고했다.

이 전극 시스템은 해수에 용해된 무기 탄소의 80~90%를 제거하고 주로 탄산칼슘 형태로 침전시켰다. 전극 내부 표면에는 광물 침전물이 전혀 남지 않았으며, 외부 표면에만 소량의 탄산칼슘과 브루사이트가 축적되었다. 연구팀은 초음파 처리와 간단한 산성 세척을 통해 24시간마다 이러한 침전물을 제거했다. 제주도에서 진행된 시험에서 이 시스템은 성능 저하 없이 120시간 이상 가동되었다.

또 다른 장점은 이산화탄소 광물화에 있어 기존 기술 대비 최대 54%의 전력 소비를 절감할 수 있다는 점이다. 박 연구팀의 보고에 따르면, "수산화마그네슘과 고순도 수소와 같은 유용한 부산물이 동시에 생산되어 전력 비용을 상쇄할 수 있다.“

선박 및 해양 플랫폼에도 적용 가능

KAIST의 고동연 교수는 "이 기술은 해수에 용해된 이산화탄소를 광물화하여 대기 중으로 다시 방출되는 것을 막을 수 있다"며, "이를 통해 온실가스를 영구적으로 저장하고 해양의 이산화탄소 흡수를 촉진할 수 있다"고 설명했다. 이 시스템은 해양 이산화탄소 포집 기술의 수익성과 확장성을 높여 기후 보호에 기여할 수 있다.

전극 시스템의 소형화 및 모듈식 설계 덕분에 기존 시설에 비교적 쉽게 통합할 수 있다. 연구진은 이러한 해양 이산화탄소 무기화 기술이 선박이나 해양 플랫폼에서도 활용될 수 있다고 설명했다.
출처: 박인환 (한국과학기술원(KAIST), 대전) 외, 첨단 에너지 소재, 2026; doi: 10.1002/aenm.71205

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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