기술동향
/작성자:

초평탄 그래핀 박막 개발 성공

난징대학교 물리학부 가오리보(高力波) 연구팀은 초평탄 그래핀 박막의 제어 가능한 성장을 구현함과 아울러 동 성장방법의 내재적 메커니즘 즉 양성자 보조 성장을 발견하였다. 이는 플렉시블 전자학, 고주파 트랜지스터 등 중요 연구영역에 널리 보급될 전망이다. 해당 성과는 "양성자 보조 성장 초평탄 그래핀 박막"이란 제목으로 "Nature"에 게재되었다. 화학기상증착법(CVD)에 의한 그래핀 성장은 현재 대면적, 고품질의 단결정 결정립 또는 박막 제조에서 가장 주요한 방법이다. 하지만 그래핀과 기질재료가 강결합작용으로 인해 그래핀 성장과정에서 주름이 생길 수 있다. 그래핀과 성장 매트릭스의 열팽창률 차이에서 생기는 CVD 그래핀 주름은 그 물리성질에 영향을 끼치는 주요 걸림돌이다. 이러한 현상은 대규모 균일 박막 제조를 제한함과 아울러 2차원 재료의 더한층 개발·응용을 방해한다. 연구팀은 대량 실험에 대한 종합분석에 기반해 고비율의 뜨거운 수소(H2)가 그래핀과 성장 매트릭스 간 결합작용을 일정한 정도로 약화시킴을 발견했다. 또한 이론적 시뮬레이션을 통해 그래핀과 구리 매트릭스 간 수소가 대농도, 고온 조건에서 양자 결합을 약화시키는 역할을 함을 발견했다. 뜨거운 수소 성분에서 양성자와 전자는 그래핀의 벌집격자(honeycomb lattice) 사이를 자유로이 오갈 수 있다는데 비추어 연구팀은 그래핀을 통과한 양성자와 전자가 일정한 확률로 재차 수소로 결합할 것으로 추정했다. 양성자 밀도를 증가시키는 것은 양자 결합작용을 약화시키는 핵심 경로이다. 연구팀은 수소 플라즈마(hydrogen plasma)를 이용해 주름진 그래핀 박막을 처리했다. 또한 고온 보조 조건에서 그래핀 주름을 점차 제거했다. 다시 말해 그래핀 성장시 수소 플라즈마를 도입해 성장시킨 그래핀은 완전 주름지지 않는다. 해당 그래핀 박막의 초평탄 특성으로 인해 그래핀 표면의 기타 물질 제거 특히, 그래핀 전이시 잔류한 전이매질 PMMA 청결이 쉬운 장점을 보유한다. 이외, 초평탄 그래핀 박막의 대형, 고품질 장점을 부각시키기 위해 연구팀은 2μm, 20μm, 100μm, 500μm 선폭에서 그래핀 양자홀효과를 측정했다. 기존 그래핀 양자홀 효과 발생시 최대 선폭이 50μm인데 비해 초평탄 그래핀 박막 양자홀 효과 발생 임계치 조건은 1μm 선폭에서 측정한 고유 그래핀과 거의 일치하였다. 더 중요한 것은 다양한 선폭 측정 플랫폼에서 발생한 임계치는 거의 변함이 없었다. 이는 주름을 제거해야만 대형 그래핀의 균질화, 고품질을 최대한 구현할 수 있음을 의미한다. 양성자보조 CVD법은 그래핀의 고유성질을 최대한 유지함과 아울러 향후 기타 종류 나노재료 제조에 보편성을 지닐 전망이다.

100만kW급 원자력설비 1%에서 85%로 국산화율 제고

/
중국 광둥핵발전그룹(CGNPC)은 전체 산업 협동혁신모델을 통해 산업사슬 상/하층 기업과 산업연맹 관계를 맺고 원자력발전소 건설과 원자력기술의 발전을 촉진하여 100만kW 수준의 원자력설비 국산화율을 1%에서 85%로 향상시켰다. 국무원이 2012년에 발표한 <원자력 안전계획(2011-2020년)>과 <원자력 중장기 발전계획(2011-2020년)>에 의하면, 중국은 향후 오랜 기간 동안 원자력 건설규모 최대 기록을 유지할 것이고, 중국의 원자력건설은 새로운 발전단계에 진입할 것이다. 선전(深圳)시에 위치한 다야완(大亚湾)원전은 프랑스의 원자력방안을 도입하여 소화흡수 및 이용하기 시작했다. 다야완의 국산화율이 1% 미만이지만 중국인이 전체 원자력공정에 참여했다. 다야완에 이어 건설을 시작한 링아오(岭澳)원전 1기공사는 중국이 독자적으로 100만kW급 원전을 건설하기 시작한 첫 공정이다. 설비가 여전히 선진국에서 도입했으나 중국이 프랑스와 체결한 공정 계약서가 ‘프로젝트 서비스(PS계약서)’에서 ‘프로젝트 자문(PC계약서)’으로 전환했다. 2004년 2월 중국광둥핵공정유한공사가 설립되어 다야완과 링아오 1기공사에서 얻은 경험을 거울로 삼아 링아오 2기공사에서는 ‘단일 프로젝트 운영’모델을 지속적으로 채택했다. 이 프로젝트는 국가 원자력 자주화 의존 프로젝트에 편입되었으며 국산화율에 대한 요구가 50-70%인 중대프로젝트이다. 중국의 해외와의 계약서는 ‘프로젝트 보조 계약서(PA계약서)’로 전환되었으며 중국원자력공정 건설을 담당한 인력은 완전히 자주권을 확보했다. PS계약서→PC계약서→PA계약서는 CGNPC의 공정 건설능력과 관리능력의 제고과정을 과시했으며, CGNPC는 기술의 도입과 소화흡수 과정에서 고품질의 안전한 원자력 건설방법을 모색했다. 특히, 주목할 것은 CGNPC가 양자 사용자 상담과 다자 관계 조율 플랫폼인 설계와 건조 일체화(Architect Engineering, AE)를 구축했다는 점이다. AE 실천을 바탕으로 한 플랫폼의 역할은 중국의 공정 건설을 위해 실용 사례를 제공했다. CGNPC는 AE관리모델을 도입해 관리제도와 프로젝트 관리모델 개량을 진행하여 많은 원자력프로젝트의 발전수요에 적응했다. CGNPC는 현재 원전 14기의 건설임무를 동시에 맡고 있으며 원전프로젝트 건설규모는 세계 1위로서 산업 효율과 기술수준을 충분히 향상시켰다. 이에 따라 건설경험과 능력이 단기간 내에 급속히 제고되고 건설주기가 대폭 단축되었다. CGNPC의 실천은 산업기술의 혁신에 힘입어 ‘중국공정’의 경쟁력이 질적인 향상을 가져오고, AE모델은 ‘중국공정’이 ‘중국제조’와 같이 세계에 진출해 중국이 세계 설계 시공의 총 도급자로 부상할 수 있음을 시사한다.

차세대 로켓용 액체산소-메탄 엔진 연구개발 선진국 수준

/
최근 차세대 로켓 액체산소-메탄 엔진시스템이 최초로 점화 시운전에 성공했는데, 이는 중국의 액체산소-메탄 엔진 연구개발이 선진국 수준임을 의미한다. 중국항천과기집단공사 제6연구원 제101연구소는 수십 년간의 수소-산소 엔진 시험경험과 선진 시험기술을 이용해 다양한 압축시험, 동력연결시험, 점화시험 등을 포함한 액체산소-메탄엔진 연구시험을 통해 액체산소-메탄엔진 기술특징을 파악했다. 또한, 메탄 조작, 사전 냉각, 안전 배출, 엔진의 냉동 메탄 처리 등의 기술난제를 해결하고 엄격한 기술조치를 채택해 이번 엔진시스템의 시운전을 수행했다. 이번 시운전은 개량한 시험대의 품질 신뢰성과 기술 실행타당성을 점검하여 후속 시험을 위한 기반을 마련하였으며, 우주중대공정 임무의 수행을 위해 기술보장을 제공했다.

창어 3호 월면차, 세계 최초 1-30m의 달 표토 두께 측정 예정

/
2013년 12월 발사될 달 탐사선 창어 3호에 실려 최초로 연착륙과 순시탐사를 진행하는 중국 독자 개발 월면차는 달 표면에서 3개월간 순시하는 과정에 달의 3차원 광학 영상, 적외선 분광학 분석을 진행한다. 월면차는 무게가 140kg이고 수명은 3개월로 하부에 설치된 레이더로 세계 처음으로 깊이 1-30m의 달 표토 두께 및 깊이 1-3,000m의 달 크러스트 암석 구조를 측정하고, 기계팔로 달 표토와 암석 샘플을 채취해 현장에서 검사측정을 진행한다. 월면차는 달 표면 3km 범위에서 10km 연속 주행해 데이터를 지구로 전송하며, 자동 내비게이션과 노선 선정, 방향전환, 등판, 장애물 회피 등의 기능을 보유하고 있다. 월면차에 설치된 내비게이션 카메라를 비롯한 장비는 달 환경과 장애물에 대한 인식이 가능하며 순서에 따른 경로를 기획할 수 있다. 달의 밤낮 간격은 지구의 14일에 해당되며, 낮 온도는 130-150℃, 밤 온도는 영하 160-180℃로 주야 온도차이가 커서 기술자는 월면차를 위해 신축 가능한 태양전지 어레이를 설치하여 낮에 발전할 때 전개하고 밤에 거두도록 설계했다. 이는 기기 온도가 손실되지 않도록 보장함으로써 계측기들은 얼지 않는다. 잉여 전력은 이튿날 아침에 태양전지 어레이가 자체적으로 전개하도록 일조한다. 낮에 태양전지 어레이는 각도 조절이 가능하여 태양조사가 지나치게 뜨겁지 않도록 확보한다.

중국과학원, 핵연료 토륨 고순도 정제방법 발명

/
최근 중국과학원 창춘응용화학연구소는 고효율 토륨 추출제를 선별하여 토륨의 고순도 추출방법을 개발하고 국가특허를 출원했다. 토륨은 중요한 핵연료이지만 토륨 자체가 상당히 안정되어 중성자를 흡수해 우라늄233을 흡수해야만 핵분열이 가능하다. 따라서 토륨은 중성자 흡수 단면적이 큰 불순물에 대한 요구가 높아 토륨 정제방법 및 핵연료로 사용되는 순수 토륨 제조가 토륨 원자력 개발의 중요한 전제이다. 과제팀은 고효율 토륨 추출제를 선별하고, 1차 아민(Primary Amine) 분리/추출기술을 이용해 토륨 농축액을 획득한 후 토륨의 고순도 정제공법 개발에 나섰다. 역류추출(countercurrent extraction) 실험검증을 거쳐 토륨 순도를 원료의 95-99%에서 99.99% 이상으로 향상시켰다. 나아가 소형 원심추출기를 이용해 킬로그램 수준으로 품질이 안정적인 순도 99.99% 이상의 산화토륨 샘플을 제조했다. 관련 기술은 이미 국가발명특허를 획득하고, 미국과 호주에서도 신청했다. 토륨 추출제는 우라늄의 고순도 정제에도 활용될 수 있으며 관련 기술 역시 국가발명특허를 신청했다.

청두(成都)생물연구소, 새로운 항온 RNA 검사방법 개발

/
RNA는 유전정보 매개체 가운데 하나로, 중요한 병원체 검사마크가 된다. RNA 발현맵은 질병의 발병메커니즘과 긴밀하게 연결되어 의학 진단, 약물 개발, 병리생물학 연구, 생물화학과정 연구 및 미생물 감정 등에 중요한 연구가치가 있다. 바이오의학이 급속히 발전하고 RNA 연구가 활성화됨에 따라, RNA에 대한 정확한 검사와 분석이 현대 바이오의학을 지탱하는 중요한 요소가 되었다. 현재 연구자들이 보편적으로 사용하고 있는 RNA 검측방법은 역전사 중합효소연쇄반응(RT-PCR)인데, 정밀계기가 필요한 탓으로 검측 원가가 높을 뿐만 아니라 쉽게 오염되는 단점이 있다. 최근 중국과학원 청두(成都)생물연구소의 탕줘(唐卓) 연구팀이 새로운 항온 RNA 검사방법을 개발하였는데, 이 방법은 DNA 기반 효소(DNAzyme)를 토대로 목표 RNA에 대해 특이성 커팅 및 항온성 사슬치환 증폭기술이다. 관련된 연구논문은 국제과학저널《Nature Communications》(2013, 4, 1493)지에 게재되었다. 이 방법은 37℃ 조건에서 RNA 검사를 하기 때문에 비싼 호열성 효소(thermophilic enzyme)와 열순환설비가 필요하지 않다. 게놈 DNA의 영향을 받지 않고, 특수 처리가 필요하지 않아서 샘플에 대한 집적 검측이 가능하다. 2개 단계의 증폭과정이 필요한 기존 RT-PCR법과 달리 1차적인 검사가 가능하기 때문에 교차오염의 가능성이 낮다. 아울러 긴 사슬의 mRNA와 짧은 사슬의 microRNA에 대한 동시 검사가 가능하고, 높은 특이성과 민감도를 자랑한다.

중국과학자, 중국인 간질환스펙트럼 구축에 성공

/
해방군 제302병원의 병리진단연구센터와 바이러스성간염연구실이 주도하고, 홍콩중문대학과 베이징대학 의학부가 공동으로 참여한 ‘중국인 간질환스펙트럼 구축과 B형 간염 바이러스(HBV) 관련 간질환의 예방치료 대응책 구축’ 프로젝트가 2012년도 국가과학기술진보상 2등상을 수상하였다. 중국에 간질환 인구가 많고 유형도 다양하지만, 완전한 간질환스펙트럼을 보유하고 있지 않아 진료와 치료에 큰 제약을 받고 있다. 중국 내 간질환 인구 가운데 HBV 관련 간질환이 1위를 차지하는데, 만성 HBV 감염자 수만 9,300만명에 이르고, 연간 약 35만명이 HBV 관련 말기 간경화와 간암 등으로 사망하고 있다. 따라서 중국은 HBV 관련 말기 간질환의 발생율과 사망률을 낮추고, 간질환의 전체 진행과정에 대한 모니터링과 효과적인 간섭이 시급하게 되었다. 위 연구진은 지난 20여년 동안의 노력을 거쳐 103종의 간질환(이중 8종은 최초로 발견)을 포함한 질병스펙트럼을 구축하는데 성공하였다. 연구자들은 이 스펙트럼을 토대로 ① 각종 간질환의 임상 병리특징을 명확히 하고, ② 복잡한 간질환의 진단율을 98.8%(해외 최고 진단율 94%)로 향상시켰으며, ③ HBV 관련 간암의 조기 위험예측에 사용되는 17개의 분자마커를 세계 최초로 발견해서 위험예측 시간을 기존보다 10년 이상 앞당겼다. 그 밖에도 위 연구진은 HBV 관련 간질환 연구에서 많은 성과를 달성하였다. ① 리보뉴클레오티드(ribonucleotide) 약물과 인터페론의 복수약물 치료가 단일약물 치료보다 효과적임을 세계 최초로 발견함, ② 항바이러스 치료로 간경화와 간암으로의 진행을 효과적으로 저지할 수 있음을 세계 최초로 발견함, ③ 중국인에 적합한 간질환 임상간섭 평가시스템과 HBV 내약성 테스트 및 간섬유화 비침습성 진단 등의 신기술을 구축함, ④ 남성호르몬 수용체(androgen receptor, AR)-CCRK 등 간암의 발생에 관계되는 6개의 분자신호경로와 Sirtuin 1 등 6개의 치료타깃, 그리고 인체 내 선천적인 항HBV 분자 GRP78을 세계 최초로 발견함으로써 간암 치료약물과 항HBV 약물의 개발을 위해 새로운 방향을 제시함. ⑤ 만성 HBV 감염의 초기단계에서 간경화 및 간암으로 진행되는 전체과정에 대한 동적 모니터링과 효과적인 간섭방법을 구축함. 중국이 자체 간질환스펙트럼을 보유하게 됨에 따라 앞으로 복잡한 간질환에 대한 진단·치료기술 능력이 크게 향상될 것으로 전망된다.

중국과학자, RNA 바이러스의 선천성 면역시스템 탈출메커니즘

/
차오쉐타오(曺雪濤) 중국과학원 원사 연구진이 RNA 바이러스가 유기체의 선천적 면역계의 통제에서 탈출하는 방법을 발견하였다. 관련된 연구성과는 최근 국제 과학저널《Cell》지에 게재되었다. 대식세포(macrophage), 수지상세포(dendritic cell) 등 선천성 면역세포는 유기체가 외부 병원체의 침입을 감지 및 식별하는 첫 방어선이다. 이런 선천성 면역세포는 일반적으로 바이러스의 감염을 식별한 후, Ⅰ형 인터페론을 생성해 그 바이러스를 제거함으로써 유기체를 보호한다. 그러나 돌연변이가 심한 RNA 바이러스는 선천성 면역세포의 통제에서 벗어나 유기체에 만성 바이러스 감염을 일으킬 수 있다. 차오 원사가 이끈 저쟝(浙江)대학 면역학연구소, 제2군의대학 면역학연구소, 중국의학과학원 면역학연구소 공동연구진이 RNA 바이러스가 선천성 면역세포를 감염시킨 후 Siglec-G라는 막분자의 발현을 유도한다는 것을 발견하였다. 이 연구진은 또 단백질 스펙트럼 분석 및 Co-IP(Co-immunoprecipitation) 기술을 이용한 유기체 내외 실험을 통해 Siglec-G가 선천성 면역세포 내에서 음성조절(negative regulation)의 방식으로Ⅰ형 인터페론의 생성을 억제함으로써 궁극적으로 RNA 바이러스가 선천면역계에서 벗어나도록 한다는 것을 발견하였다. 이 연구는 RNA 바이러스와 유기체 간의 상호작용 메커니즘에 대해 심층적으로 연구하고, 항바이러스성의 약물 개발을 위해 새로운 방향을 제시했다는데 의미가 크다고 업계 전문가들이 평가하였다.

중국과학자, 우울증 감수성 유전자 발견

/
중국과학자들이 불안신경증 또는 우울증에 대한 감수성이 높은 유전자를 발견하는데 성공하였다. 관련된 연구성과는 최근《Neuroscience Bulletin》지에 표지문장 형식으로 게재되었다. 전 세계적으로 비교적 높은 발병률을 보이는 불안신경증 및 우울증 등의 정동장애(affective disorder)는 환자에게 심리적으로나 일상생활에 큰 장애를 형성하고, 심각할 경우에 자살 경향을 보이기도 한다. 기존의 연구결과에 의하면, 백인종의 경우 짧은 형태의 5-HTTLPR(5-HTT gene-Linked Polymorphic Region) 대립유전자가 불안신경증 및 우울증의 발생에 중요한 역할을 한다. 그러나 이 유전자가 아시아인에게서도 같은 역할을 하는지에 대해서는 아직 입증된바가 없다. 중국과학원 자동화연구소의 쟝텐즈(蔣田仔) 교수와 텐진(天津)의과대학 총병원의 위춴쉐이(于春水) 교수 연구진이 233명의 건강한 중국인(한족) 실험대상자를 모집해 공동연구를 추진하였다. 이들 연구진이 fMRI(functional magnetic resonance imaging)과 DTI(diffusion tensor imaging) 기술을 이용해 긴 형태의 5-HTTLPR 대립유전자와 짧은 형태의 5-HTTLPR 대립유전자를 보유한 실험대상자의 대뇌 속 중뇌구간의 변화에 대해 비교하였는데, 그 결과 전자의 우울증 수치가 훨씬 높을 뿐만 아니라 안정 상태에서 전전두엽(prefrontal cortex) 편도핵의 기능과 구조 연결도가 현저히 낮았다. 이는 중국인(한족)의 경우, 백인종과 반대로 긴 형태의 5-HTTLPR 대립유전자가 불안신경증 또는 우울증의 감수성 유전자로 작용한다는 것을 보여주고 있다. 상기 연구성과는 유전자가 신경신호 처리에 중요한 역할을 하고 있음을 확인했을 뿐만 아니라, 향후 정신착란에 관한 연구를 추진함에 있어서 종족 배경의 중요성도 함께 고려해야 함을 일깨워준 중요한 성과라고 왕폐이(王菲) 예일대학 교수 등이 높게 평가하였다.

해양 채광선박장비 기술의 획기적 성과

/
2014년 11월 1일에 중국국제상회공정선박위원회, 베이처(北车)선박 및 해양공정발전회사, 상하이충허(崇和)실업회사는 상하이시에서 중국 해저 채광·선광장비 핵심기술에서 획기적 성과를 창출하였다고 밝혔다. 중국과 해외 90% 이상의 빈해 광물자원 채굴에 사용될 수 있는 동 선박장비 기술은 이미 제조에 투입되었으며, 올해 12월에 제조를 완료하고 생산에 투입할 예정이다. 인도네시아 국가주석광회사가 동 선박장비 기술의 최초 국제프로젝트 조달업체와 운영유지 파트너가 되었으며, 하이난성발전주식회사도 위에서 기술한 선박장비 기술 설계 및 연구개발 기관과 해저 지르코늄·티타늄 공동개발 협력협정을 체결하였다. 이러한 심층 협력은 중국 해양 채광장비 기술수출 및 협력모델 혁신의 중요한 대표 케이스가 될 전망이다. 전문가는 이번에 해양 채광선박장비가 획기적 성과를 창출함으로써 해저 광물채굴기술 및 장비의 지능화 수준향상에 원동력을 제공하였고, 중국의 심해 전략적 자원비축량의 권익 확대, 첨단기술 발전, 국제협력 추진, 자체 실력 과시에 대해 중요한 기여를 하였다고 인정하였다.

푸단대학 컴퓨터 속도를 1000억배 높이는 “분자컴퓨터”용 신소재 개발

/
최근 푸단대학은 현재의 컴퓨터 속도를 1000억배 높일 수 있는 “분자컴퓨터”용 신소재를 개발하였다. 개발한 신소재는 단일 쌍안정성 유기재료(Single bistable organic materials)로, 실리콘 집적회로의 극한을 돌파하였고 현재 최고속 개인컴퓨터 속도보다 1000억배이상 빠른 컴퓨터가 개발될 전망이다. 컴퓨터 실리콘 집적회로의 최소 선폭은 이미 극한에 도달했다. 실리콘을 대체할 수 있는 신소재를 모색하기 위해서는, 단일분자로 컴퓨터 원소로 구성하여, “전자스위치”로 “분자컴퓨터”를 구성해야 한다는 가설을 내놓았다. 분자컴퓨터에 응용되는 재료는 분자상태로 전환되기 전후의 특성 차이가 클수록 좋으며, 전환시간이 짧을수록 좋다. 이런 분자재료에 대한 탐구와 제조는 그동안 국제적인 난제가 되었다. 푸단대학 관계자는 이러한 난제를 해결하는 과정에서 3가지 단일 쌍안정성 유기재료를 획득했다고 밝혔다. 이 재료의 전환시간은 극히 짧아 10ns미만이며, 게다가 전기장 작용 전후의 전도율 변화는 100만배에 달한다.

마리아나 해구도전 1만m급 유인 심연탐사선 개발 착수

/
1만m급 유인 심연탐사선을 연구개발하여 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구에 도전하는 것은 국제 해양영역에서 대표성과 영향력을 지니는 과학기술프로그램이다. 상하이해양대학 심연과학기술센터는 민간자본 참여방식을 통해 자금을 자체적으로 조달하여 1만m급 유인 심연탐사선 ‘채홍어(彩虹鱼, 무지개 물고기)’호 연구개발사업을 시작하였으며, 2019년에 마리아나 해구 탐사에 도전할 계획이다. 1만m급 유인 심연탐사선 ‘채홍어’호 프로젝트는 심해 ‘착륙선’, ‘무인 잠수선’, ‘유인 심연탐사선’과 과학조사 전용모선이 협동 작업하는 ‘심연 과학기술 유동실험실’을 구축할 전망이다. 핵심과제는 제1단계에 1만m급 유인 심연탐사선의 개념설계를 통해 핵심기술을 식별하고, 제2단계에 두 가지 검증플랫폼(심해 착륙선 3개로 구성된 I형 검증플랫폼과 심해 무인 잠수선 1대로 구성된 Ⅱ형 검증플랫폼)을 구축하며, 제3단계에 1만m급 유인 심연탐사선 ‘채홍어’호를 연구제작하는 것이다. 전체 프로젝트 실시에 5억 위안의 자금이 필요하며, 상하이해양대학 심연과학기술센터는 중대연구프로젝트 체제혁신을 통해 민간자본을 적극 유치하여 안정적으로 추진하고 있다. 잠수 수심이 7천미터인 ‘교룡(蛟龙)호 유인 잠수선에 비해 최저 깊이가 1만m인 채홍어호는 외형 디자인, 제조재료, 설비의 압력저항능력 등에서 모두 성능이 개선되었다. 상하이해양대학 심연과학기술센터는 과학기술부에 1만m급 유인 심연탐사선 프로젝트를 신청할 예정이며, 2018년 말까지 제조를 수행하고, 2019년에 마리아나 해구에 이르러 유인 해양시험을 진행하여 세계 최초로 작업형 유인 심연탐사선을 연구제작할 계획이다. 국제해양과학계는 수심이 6,000-11,000m인 해역을 ‘심연’이라고 부른다. 심연지역 내 해양생물, 해양생태, 해저지질 등은 지구생태, 기후, 생명의 기원, 지진예보 등 연구에 대해 중요한 작용을 하며 인류가 도달하기 극히 힘들다. 심해과학은 해양연구에서 가장 취약하고 선도적인 영역이다. 심연 연구는 해양 환경보호, 생명의 기원 모색과 지진예보 연구 등에 대해 중요한 의미가 있다. 지금까지 미국, 영국, 일본이 심연 연구를 추진하고 있는 것으로, 1만m급 유인 심연탐사선 연구개발을 조속히 확정하는 것은 중국의 해양강국전략 실시에 대해 중요한 의미를 지닌다.

중국, 해수 우라늄 고효율 추출 신소재 개발, 세계적인 주목

/
중국 과학자가 해수로부터 우라늄을 효율적으로 추출해내는 신소재를 개발해내어 세계적인 주목을 받고 있다. 최근 하얼빈공정대학 첨단해양재료 협동혁신센터의 해수 우라늄 추출 나노기능성소재 연구팀은 고성능 “해수 우라늄 추출” 신소재를 개발하였다. 에스테르화와 중합반응을 통해 특정 식물섬유에 대해 표면변성 처리를 하여, 고흡착 용량, 고선택성 우라늄 흡착제를 개발함으로써 우라늄의 흡착, 탈착과 분리 순화 일체화의 추출기술 난제를 극복하였다. 과제 총책임자인 왕쥔(王君) 교수는 해수를 모의하는 실험조건에서 개발한 흡착제의 우라늄 아실기 이온에 대한 흡착용량은 3mg/g에 달하였다고 밝혔다. 본 연구팀이 4년동안 SCI에 발표한 학술논문은 20편이상으로, 해수 중의 우라늄 추출 기초연구 분야에서 중국내 선두수준이다. 개발한 우라늄 흡착제는 해수에 함유된 저농도의 우라늄을 흡착할 수 있는데, 핵순환과정에서 핵기물 안의 고농도 우라늄에 대한 회수와 같은 역할을 한다 우라늄은 중요한 핵물질이지만 중국 내륙의 우라늄자원은 결핍한 상황이다. 우라늄자원의 매장량은 국가 원자력발전의 지속가능한 발전과 직결되어 있다. 전 세계 해수에 함유된 우라늄 양은 총 45억톤에 달하여 우라늄 보고로 알려져 있다. 하지만 기타 해양화학자원과 비교하였을 때 우라늄은 농도가 낮고 구조가 복잡하여 추출난이도가 높은데다가 해수 중의 많은 기타 이온과 공존한다. 따라서 우라늄을 추출 가능한 추출제나 혹은 흡착제는 반드시 우라늄에 대해 극히 높은 추출 혹은 흡착능력과 선택성을 갖추어야 한다. 경제적이면서도 고효율, 고선택성과 안정적인 추출제의 개발은 대규모 해수 우라늄 추출의 관건이다. 해양 우라늄추출기술은 화학, 재료, 원자력, 해양 등 다학과에 미치며, 특히 해양 추출 실천 경험과 분리순화기술을 필요로 한다. 이러한 원인으로 해수에서 우라늄을 추출하는 비용은 육지에서 우라늄을 채굴하는 비용보다 훨씬 높다. 과학기술이 발전하면서 해수 우라늄 추출비용이 점차적으로 줄어들 것이며 핵연료 공급원이 될 것으로 전망된다.