기술동향
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은하계 밖 산소 최초 발견

중국과학원 상하이천문대 왕쥔즈(王均智) 연구팀은 "마카리안 231(Mrk 231)" 은하 내부에 천체생명학 및 성간물질 변화에 필수적인 분자인 산소가 존재함을 발견하였다. 해당 성과는 "Astrophysics"에 게재되었다. 산소는 생명유지에 있어 매우 중요한 물질이다. 우주에서 산소의 존재비는 수소와 헬륨 다음으로 높다. 천문학계는 분자산소(molecular oxygen)가 항성 간 공간에 보편적으로 존재할 것으로 예측하고 있지만 현재로 은하계 밖에서 산소를 발견하지 못했다. 이번에 큰곰자리 성좌에 위치한 지구와 약 5.6억 광년 떨어져 있는 Mrk 231 퀘이사에서 발견된 산소는 지금까지 과학계가 탐지한 태양계 밖 최다량의 산소이자 은하계 밖에서 최초로 발견된 산소이다. 하지만 무엇 때문에 성간공간(interstellar space)의 산소 함량이 예상치에 훨씬 미치지 못하는지는 여전히 수수께끼이다. 연구팀은 스페인과 프랑스에 위치한 전파망원경으로 2.52밀리미터 파장의 복사를 발견하였는데 이는 산소 존재의 지표이다. 해당 복사가 산소에서 비롯되었음을 증명하기 위해 연구팀은 해당 검출 파장과 유사한 파장을 방출할 수 있는 다양한 분자를 연구하였다. 그 결과, 산소를 제외한 기타 어떤 분자도 우주에 나타난 적이 없음을 발견하였다. 해당 발견은 지금까지 과학계가 탐지한 태양계 밖 최다량의 산소이다. 기존에 천문학계는 은하계 내 오리온성운 및 뱀주인자리성운 내부에서만 산소를 관측한 적이 있다. 산소 형성이 가능한 오리온성운일지라도 그 내부 산소량은 수소량의 100만분의 1밖에 안 될 정도로 매우 적다. Mrk 231 내부에서도 수소가 주도적 지위를 차지하지만 산소 존재비는 오리온성운 내부 산소량의 100배에 달한다. Mrk 231의 산소는 은하원반(galactic disk) 주변부에 존재한다. 이로부터 학계는 Mrk 231이 오리온성운보다 더 강한 산소 형성과정을 겪었을 것으로 해석하고 있다. 대량 항성 생산공장인 Mrk 231에서 새항성 생성속도는 은하계의 100배에 이르며 매년 방출하는 기체 총질량은 700개 태양질량에 해당한다. 은하중심에서 유래한 고속회전 기체는 아마도 은하원반 내 기체와 충돌하여 물얼음을 먼지입자로부터 박리함으로써 산소를 형성한다. 반대로 산소 분자가 방출하는 복사는 기체 냉각을 도와 그 중 일부 기체를 더 쉽게 붕괴시킴과 아울러 은하 내에서 더 많은 새항성을 생성시키는 등 은하의 활력을 유지시킨다. 성간분자 특히 산소와 같은 천체생명학 및 성간물질 변화에 있어 매우 중요한 분자를 탐색하는 것은 전파천문학의 첨단과제이다. 반세기에 가까운 우주전파 분자탐색 역사에서 거둔 몇 차례 성공적인 관측은 모두 은하계 내에서 이루어졌다. 은하계 밖 외부 은하 내 산소에서 발송되는 신호는 일정 정도 적색편이(Red shift)를 간과하는 전제 하에 도플러효과로 인해 지구 대기를 관통할 수 있으며 따라서 지상 대형 망원경을 통한 탐지가 가능하다. 연구팀은 전파망원경으로 수신한 미약한 신호에 대한 분석을 통해 산소 존재비 증가를 일으킬 가능성이 있는 은하로 Mrk 231을 선정했고 비로소 성공적으로 산소를 탐지하기에 이르렀다. 해당 연구는 분자산소를 이용한 관측을 통한 은하핵부 격렬한 활동이 모은하(host galaxy)에 대한 피드백 연구에 새로운 길을 개척했다.

첫 순수 연료전지 무인기, 처녀비행 성공

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최근 퉁지(同济)대학 항공우주역학단과대학과 상하이아오커싸이(奥科赛)비행기공사가 1년간 공동 연구개발한 중국의 첫 순수 연료전지 무인기 비약(飞跃)1호가 상하이에서 처녀비행에 성공했다. 바이오매스에너지, 수소에너지 등 신에너지 비행기 개발은 항공기술의 미래 발전방향이다. 특히, 수소를 원료로 하는 제로배출 연료전지 전기 항공기 개발은 항공업의 중요한 발전추세이다. 퉁지대학 항공우주역학단과대학은 2008년부터 연료전지 비행기 연구개발에 착수하고, 2011년 상하이아오커싸이공사와 퉁지대학-아오커싸이신에너지비행기연구실을 공동 설립했다. 항공우주역학단과대학은 무인기 프로젝트 실시과정에서 총체적인 방안, 시스템 설계 및 분석, 공기동력과 구조계산, 재료와 구조 실험 등 사업을 담당하고, 상하이아오커싸이공사는 무인기 외형 설계, 제조 및 처녀비행 등 사업을 담당했다. 연료전지 무인기는 친환경적이고 작업 온도가 낮으며, 소음이 작고 유지보호에 용이하여 환경 모니터링, 전장 정찰 등에 적합하다. 관련 기술은 또한 연료전지를 동력으로 하는 경량형 항공기를 비롯한 신에너지 항공기 연구개발, 대형 민간 항공기 연료전지 보조동력시스템의 설계에 사용이 가능하다. 앞으로 대학과 기업 공동 연구팀은 비약1호 성능 개선 및 안정에 주력해 연속 항속시간을 8시간에서 10시간으로 연장하고, 제품화와 산업화를 가속화할 전망이다. <비약1호 무인기 제원> - 날개길이: 5m - 이륙중량: 20kg - 페이로드: 1kg - 순항시속: 30km - 비행고도: 2km 이하 - 항속시간: 2시간 - 연료: 모터가 아닌 수소 - 동력: 1kW의 양성자교환막 연료전지 - 적용영역: 환경 모니터링, 전투장소 정찰

세계 첫 20만kW 고온가스냉각형원자로 건설 허가

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최근 화넝산둥스다오만(华能山东石岛湾)공사의 고온가스냉각형원자로(HTGR) 시범공정이 건설 허가증을 따내고 첫 콘크리트 주입 허가를 받았다. 이는 세계 최초의 20만kW급 고온가스냉각형원자로 시범발전소가 건설 허가를 받았음을 의미한다. 대형 선진 가압수형 원자로 및 고온가스냉각형원자로 원전 과기중대전문프로젝트는 <국가 중장기 과학기술 발전계획 강요(2006-2020년)>에서 확정된 16개 중대전문프로젝트 중의 하나로서 국제 원전 발전의 최신추세에 착안해 대형 선진 가압수형 원자로와 고온가스냉각형원자로 연구개발 및 시범발전소 건설사업을 추진하여 중국의 원전 종합기술 수준과 자주혁신력을 전반적으로 향상시킬 계획이다. 고온가스냉각형원자로 시범공정은 전문프로젝트의 주요임무이다. 목표는 이미 운영에 들어간 10MW급 고온가스냉각형 실험로를 바탕으로 고온가스냉각형원자로 산업규모 확대 및 공정 실험검증 기술, 고성능 연료부품 대량 제조 기술을 연구하고, 자체 지적재산권을 보유한 20만kW급 모듈식 고온가스냉각형원자로의 상용화 시범발전소를 건설하는 것이다. 고온가스냉각형원자로는 4세대 원자력시스템의 안전특징을 지닌 고급 원자로 유형이다. 중국이 독자적으로 연구개발한 이 기술은 세계에서 장기간 선두우위를 유지해왔다. 시범공정의 개시는 중국의 4세대 원전기술의 최첨단단계 진입 촉진, 원전 건설 기업의 연구개발 역량 확대 추진, 원자력발전 인력 집결 및 유치 강화에 대해 중요한 의미를 지닌다.

터키의 GK-2 지구관측위성 대신 발사 성공

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2012년 12월 19일 0시 13분, 중국은 간수성 주취안(酒泉)위성발사센터에서 창정2D로켓으로 터키의 GK-2 지구관측위성을 예정 궤도로 쏘아 올렸다. 이로써 올해 중국은 19회의 우주발사 임무를 실시하고, 28개 우주선을 발사하였으며, 최초로 유인 우주도킹 임무를 수행했다. 이번 터키의 GK-2 지구관측위성 발사임무는 중국항천과기집단공사 산하 중국창청공업집단유한공사가 터키 우주기술연구소와 2011년 5월에 체결한 발사 서비스 계약의 이행이다. GK-2 지구관측위성은 터키 우주기술연구소와 터키우주비행공업공사가 공동으로 제작했으며, 터키의 환경보호, 국토 광물자원 탐사, 도시기획, 재해 모니터링과 관리 등에 주로 활용된다. 창청2D로켓은 중국항천과기집단공사 산하 상하이우주기술연구원이 제작했다. 중국은 내년의 계획대로 톈궁1호와 선저우10호 유인우주선 간 도킹임무 및 달탐사공정 2단계 창어3호 비행 시험임무를 실시하며, 또한 20개의 위성을 발사할 예정이다.

창어2호공정 성공적 완료, 소행성 탐사

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창어(嫦娥)2호위성은 라그랑주점 L2의 궤도에서 벗어나 195일 비행한 후, 2012년 12월 13일 지구와 700만km 떨어진 심우주에 도착해 초당 10.73km의 상대적 속도로 토타티스(Toutatis) 소행성을 스치고 지나 최초로 중국의 소행성 탐사를 실현했다. 이로써 창어2호는 재확장 시험에 성공하고, 창어2호 공정은 완료되었다. 2012년 12월 13일 16시 30분 9초, 창어2호와 소행성 간 최소 상대적 거리는 3.2km에 이르렀다. 창어2호 탑재 감시 카메라는 소행성에 대해 광학 영상을 형성했는데, 이는 세계 최초의 소행성에 대한 근거리 탐사이다. 창어2호는 중국과기중대전문프로젝트 달탐사공정 제2단계의 선도위성으로서 2010년 10월 1일 발사되었으며, 2011년 4월 1일 반년간의 설계수명 만기까지 예정된 6대 공정 목표와 4대 과학탐사임무를 수행했다. 창어2호는 창어1호의 예비위성으로서 창어1호 임무의 리스크 보완 계획으로 설계되었다. 국방과학기술공업국은 총 장비부서(General Equipment Department), 중국과학원, 중국항천과기집단공사 등 기관과 공동으로 위성 잠재력을 극대화하고자 창어2호 반년간의 설계수명 만기 시점에서 라그랑주점 L2로 비행해 과학탐사 확장 시험을 추진할 것과 소행성 탐사 확장 시험을 전개할 결정을 내렸다. 2011년 4월 하순부터 5월 말까지, 달 남북 양극에서 촬영하지 못한 부분을 보완하고, 창어3호 착륙지역에 대한 고해상도 영상 확장시험을 재차 진행했다. 2011년 6월 9일 3번째 확장 시험인 달 궤도에서 벗어나 라그랑주점 L2로 비행하는 시험을 전개했다. 2011년 8월 25일에는 라그랑주점 L2의 궤도를 따라 10개월간 과학탐사를 진행해 지구에서 먼 지자기 꼬리 이온 에너지 스펙트럼, 태양 표면의 폭발, 우주 감마선 폭발(GRB,Gamma-ray burst) 관련 과학데이터를 획득했다. 2012년 6월 1일 창어2호는 궤도수정에 성공하고, 라그랑주점 L2의 궤도에서 벗어나 2012년 12월 13일 토타티스 소행성에 도착해 확장 시험을 재차 진행했다. '달 착륙' 임무를 맡은 창어3호는 연구개발 사업이 순조롭게 추진되고 있으며, 2013년 하반기 발사될 예정이다. 창어3호는 기술이 갱신되고 위험과 난이도가 높아진 상황에서 최초로 달에 연착륙해 중국 심우주 개발을 위한 기술기반을 마련할 것으로 보인다.

중국과학자, 케모카인(chemokine)의 유선암 전이 촉진기능 입증

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숭얼웨이(宋爾衛) 중산대학교수 연구팀이 종양관련대식세포(TAMs)가 분비하는 케모카인(chemokine) CCL18이 유선암 세포의 침윤과 전이 과정에 중요한 촉진역할을 함을 입증하였다. 이 연구성과는 최근 세계적인 학술지《Cancer Cell》에 등재되었다. 현대여성 가운데 유선암의 발병율은 매우 높은데, 암세포의 전이가 사망을 초래하는 주요요인으로 지목되고 있다. 유선암세포의 전이가 발생하는 원인은 암세포 자체요소 외에도 암세포 주변의 비제어성 염증반응과 관계된다. 따라서 비제어성 염증과 악성 종양 간의 상호작용이 악성 종양의 발생·진행 에 미치는 역할을 연구하는 것은 매우 중요한 과학문제가 된다. 최근 들어 숭교수 연구팀은 국가자연과학기금위원회의 중점프로젝트와 걸출청년기금프로젝트, 그리고 과기부의 973프로젝트의 지원하에 비제어성 염증의 유선암 중 역할을 심층적으로 연구하였다. 그들은 유선암조직 가운데 중요한 비제어성 염증요소인 TAMs이 염증인자 CCL18을 분비하는 방법으로 유선암세포의 침윤과 전이를 촉진시키는데, 유선암조직 가운데 TAMs이 많을수록 림프절과 기관으로의 전이가 발생할 확률이 더욱 높다는 것을 발견하였다. 뿐만 아니라 CC18은 현재까지 대응하는 리셉터가 발견되지 않은 소수의 염증인자 가운데 하나로서, 치료대책을 만들지 못하고 있다. 숭교수 연구팀은 중국과학기술대학의 요우쉐뵤(姚雪彪) 교수 연구팀과 공동연구를 통해 CCL18의 리셉터는 신형의 6회막관통단백질 PITPNM3이라는 것을 입증하였다(전통적인 리셉터는 7회막관통단백질임). 이 리셉터를 차단하거나 불활성화시키는 방법으로 CCL18이 유선암 전이에 대한 촉진역할을 제어할 수 있다. 이 연구는 CCL18과 유선암의 상호작용 포인트가 리셉터 PITPNM3임을 입증함으로써 종양 치료성 항체와 소분자 화합물의 개발기반을 마련하였다.

중국과학자 복제동물의 출생율이 낮은 핵심요인 규명

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중국과학원 상하이생명과학연구원 생화세포연구소의 리진숭(李勁松) 박사가 이끄는 연구팀이 복제배반포의 영양외배엽(trophectoderm)에 존재하는 리프로그래밍 이상세포가 복제배아 발육의 실패를 초래하는 핵심요인임을 규명하고, 이들 결함을 복구하는 방법으로 복제동물의 출생율을 6배 향상시켰다. 관련된 연구성과는 4월 8일자《Cell Stem Cell》지에 등재되었다. 체세포복제기술이 탄생한 이래 복제배아가 개체로 발육되는 효율은 낮았다. 일례로 실험용 쥐의 경우, 50~70%의 핵이식배아가 체외에서 배반포로 발육할 수 있지만, 이들 배반포를 쥐의 자궁 속에 넣으면 단 3% 정도만 복제동물로 발육 가능하다. 왜 대부분의 복제배반포는 개체로 발육할 수 없을까? 복제배반포의 영양외배엽에 존재하는 리프로그래밍 이상세포가 복제배아발육의 실패를 초래하는 핵심요인이라는 가설이 제기되었지만, 이 가설이 직접적으로 입증된 바는 없었다. 최근 들어서는 오히려 가설을 부인하는 일부 간접 증거들이 나타나기도 하였다. 연구팀 내 린쟝워이(林江維) 등은 위 가설을 입증하기 위해 4배체배아 보상기술을 사용하였다. 4배체배아 보상기술이란 4배체배아와 2배체배아를 융합해서 하나의 배아로 만든 다음, 융합배아의 발육과정에 4배체의 세포는 대부분 배아외부조직으로, 2배체의 세포는 배아로 발육하게 하는 기술이다. 이 기술은 일반적으로 태반 발육의 결함으로 유발되는 2배체 배아의 발육 실패를 만회하는데 사용된다. 연구자들은 만약 복제배반포 영양외배엽에 리프로그래밍 이상세포가 확실하게 존재한다면, 4배체배아 보상기술을 이용해서 출생율을 향상시킬 수 있을 것으로 내다보았다. 연구자들이 한 복제배아와 두개의 4배체배아로 융합배아를 만들었더니 복제동물의 출생율이 2.6배 향상되었다. 이는 복제 영양외배엽에 정상기능을 보유한 4배체 세포를 주입하면 복제배아의 발육율이 크게 향상된다는 것을 뜻한다. 연구자들은 또 실험과정에 비정상적인 영양외배엽이 배아외부조직에 계속적으로 존재할 경우 배아의 발육에 불리한 영향을 미친다는 것을 발견하고, 복제배반포의 영양외배엽 세포를 전부 4배체 세포로 대체하면 복제동물의 출생율이 대폭 향상될 수 있을 것으로 예측하였다. 따라서 그들은 면역수술법을 이용해 복제배반포의 영양외배엽 세포를 제거한 후, 분리해낸 내세포괴(inner cell mass) 세포와 두개의 4배체 세포를 융합시켰는데, 그 결과 복제동물의 출생율이 6배 향상되었다. 마지막으로 연구팀은 상반된 실험을 해보았다. 정상적인 배반포의 내세포괴 세포와 두개의 복제원 4배체 세포를 융합시켰는데, 그 결과 출생율이 직접적인 핵이식 복제쥐와 유사하였다. 이는 복제배반포의 영양외배엽에 리프로그래밍 이상세포가 확실하게 존재하며, 배아의 발육에 영향을 준다는 것을 입증한다.

중국과학자, 글로벌 최대의 미생물게놈프로젝트 참여

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중국과학자가 글로벌 최대의 미생물게놈 연구프로젝트(Earth Microbiome Project,EMP)에 참여할 예정이라고 선저언화다(深圳華大)유전자연구원(BGI)이 최근 공포하였다. 중국과학자들은 전 세계에서 온 20만개의 미생물샘플에 대한 환경성 DNA(Environmental DNA)와 메타게놈(metagenome)의 서열을 분석한 토대위에 글로벌 유전자 맵을 구축하는 EMP 프로젝트에서 핵심사업을 담당할 예정이다. 이 프로젝트는 글로벌 범위 내 미생물군락의 기능과 진화 다양성을 전 방위적이고 시스템적으로 연구하는데 목적을 두고 있다. 기존의 미생물연구와 달리 EMP 프로젝트의 연구대상은 해양과 인체 환경속의 미생물군락에 집중되었을 뿐만 아니라, 토양, 공기, 담수 생태시스템 등 지구표면의 대부분 미생물군락을 포함하였다. BGI 연구원은 아시아지역의 모든 샘플의 수집과 감정을 담당하는 동시에 전체 프로젝트의 실시를 위한 DNA 추출과 뱅크 구축, 메타게놈 서열분석 등의 사업, 그리고 생물정보학 분석프로세스에 필요한 전산자원의 개발을 담당할 예정이다. EMP 프로젝트의 책임자인 Jack Gilbert 박사(Chicago 대학 및 Argonne 국립실험실 교수)는 BGI 연구원이 서열분석능력, 분석기술, 정보분석 등의 분야에서 실력이 특출하기 때문에, 전례가 없는 대규모의 게놈서열 분석사업에 세계 최대의 유전체학연구센터인 동 연구원의 참여가 매우 중요하다고 언급하였다. 미생물이 지구상의 모든 생명체에 중요한 영향을 미치지만, 미생물의 복잡성과 다양성에 대한 인류의 인식은 매우 부족하다. 이런 미지의 분야를 탐색하는데 앞으로 중국과학자들의 기여가 기대된다. * EMP 프로젝트의 주요 참여기관: BGI 연구원 외 Argonne 국립실험실, Chicago 대학, Colorado 대학, LBNL 국립실험실, JGI 연구소 등

바이오매스 12시간만에 옷감으로 변신

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우한(武漢)대학의 장리나(張俐娜) 교수팀이 가장 보편적이고 경제적인 수산화나트륨과 요소의 수용액을 섬유소용제로 사용, -12℃의 온도조건에서 25분 내에 섬유소를 신속하게 용해시켜 투명한 용액을 만든 후, 이로부터 신형의 재생가능섬유소 실을 생산하였는데, 전체의 생산주기는 12시간 밖에 안되었다. 이런 신형의 저온용해기술은 전통적인 가열방법을 대체하였을 뿐만 아니라, 휘발물질이 생성되지 않고, 폐액의 회수가 용이하며, 요소의 순환사용도 가능하다. 3월 29일 장교수는 상기 성과로 211년도「Anselme Payen Award」상을 수상하였다. 중국인 최초로 받은 이 상은 섬유소 및 재생가능자원 소재 분야의 국제 최고상으로 알려지고 있다. 인공섬유는 방직업의 중요한 원자재이다. 바이오매스를 이용해 섬유를 생산하려면 먼저 섬유소를 용해시켜야 한다. 전통적인 고온용해법의 경우, 섬유소를 수산화나트륨과 이황화탄소 용액에 넣고 가열처리 해야 하는데, 수십 시간이 지나야만 용해가 가능하고, 전체 섬유생산 주기는 1주일 정도 소요된다. 게다가 이황화유황은 오염이 높은 원료로서 회수도 어렵다. 장교수팀은 저온 조건에서 대분자와 용제가 자체조립을 통해 새로운 수소결합유도체를 형성함으로써 용해과정을 촉진시킨다는 것을 발견한 후, 바이오매스를 토대로 하는 새로운 기능의 소재와 생물분해가능소재를 개발하고, 미세구조가 소재의 거시성능과 기능에 미치는 영향까지 파악하였다. 연구팀은 현재 저온용해 섬유소의 방사를 위한 그린 공업화 실험을 기본적으로 완성하였다.   「Anselme Payen Award」심사위원회는 장교수가 개발한 그린용제 저온용해의 이론과 기술은 재생가능자원 소재 분야의 획기적인 성과라고 높게 평가하였다.

중국기업 오산화이바나듐 총 회수율 85%이상으로 높이는 청정기술 개발

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바나듐이 함유된 무연탄(stone coal)은 매장량이 전 세계의 95%를 차지할 정도로, 중국 특유의 부존자원이다. 중국 첨단기술산업화연구회는 최근 북경에서 “바나듐광 전진식 건조실(Progressive kiln) 석회화 배소법에 의한 고순도 오산화이바나듐추출 청정생산공법” 과학기술성과 감정회(평가감정)를 소집했다. 감정위원회는 하남성예바나듐집단유한공사(河南盛锐钒业集团有限公司)가 독자적으로 개발한 기술과 공법의 바나듐 총 회수율은 85%이상으로, 업계 평균수준보다 20%정도 높으며 청정생산과 자원 종합이용에서 선진국수준임을 평가했다. 바나듐은 비철금속에 속한다. 오산화이바나듐은 야금, 화공 등 산업에 광범위하게 응용되고 있으며, 주로 바나듐철 제련에 응용된다. 현재 바나듐추출기술은 주로 염화나트륨 수평식 가마 배소, 수직식 가마 배소와 강산침출에 의한 바나듐 추출이 포함된다. 하지만 이 3가지 기술은 모두 생산원가가 높고, 폐수/찌꺼기 처리난, 배소에 의한 염화수소와 염소기체를 생산하기 때문에 주변 환경 파괴가 큰 것이 문제점이다. 감정위원회의 주임위원인 리덴칭(李殿卿) 북경화공대학 교수는 동 업체가 자체 개발한 고순도 오산화이바나듐추출 기술로 청정생산을 실현하였고 유독유해기체의 방출을 줄였을 뿐만 아니라 오산화이바나듐, 암모늄 메타바나데이트(ammonium metavanadate)와 같은 고급 바나듐화합물을 획득하였으며 바나듐 총회수율이 85%이상이다. 칼슘법이 무연탄의 유황성분을 고정하는 역할이 있기 때문에 수처리 비용을 줄이고 물의 순환이용이 가능하다. 또한 광물 찌꺼기로 다공소성 벽돌을 만들 수 있어 고체 폐기물의 종합적인 이용을 실현하였으며 소성벽돌은 국가표준에 부합된다. 하남성예바나듐집단유한공사의 옌궈정(閻國正) 사장은 바나듐의 총 회수율을 대폭 높인 외에도 신기술로 생산한 제품은 품질이 국가 산업표준보다 품질이 0.5%p이상 높고 불순물함량이 고순도 지표에 달한다고 밝혔다. 또한 톤당 생산원가를 5만 위안 미만으로 제한할 수 있으며 업계 평균가격보다 20%정도 낮은 수준이다. 동 기업은 연간 800톤 규모의 오산화이바나듐 산업화생산라인을 구축하여 양산화를 실현하였으며 제품은 고객의 호응을 받았다. “연간 5000톤 규모의 산화바나듐전지용 고순도 오산화이바나듐”과제는 2013년 하남성 중점과제에 선정되었다. 청정기술의 개발로 매장량이 풍부한 바나듐 함유 무연탄(stone coal)의 종합이용율이 크게 높아질 것으로 보인다.

중국 란저우대학교, ‘투명 망토’ 동적제어 실험에 성공

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장갑차가 감시카메라 앞을 지나지만 감시실안에서는 오히려 소수레(소달구지)로 보이거나 아예 아무것도 보이지 않는다. 이 장면이 황당한 이야기로 들리겠지만 란저우(蘭州)대학교 정보학원의 메이중레이(梅中磊) 부교수가 이끄는 연구팀이 실험으로 입증하였다. 2013년 11월 17일 란저우대학교 메이중레이 연구팀과 동남대학 추이테쥔(崔鐵軍) 연구팀은 협력연구를 통해 라프라스방정식(laplace's equation)의 Active 스텔스(stealth) 원리를 바탕으로 개발한 설비로 물체의 자취를 감추거나 혹은 다른 물체로 위장할 수 있음을 실험으로 밝혔다. 이 연구성과는 최근 미국 「Physical review letters」지와 영국 BBC에 의해 “그림자망토 탈출” 주제로 상세하게 보고되었다. 연구팀이 개발한 “투명망토”는 전기저항을 연결시켜 동심원 전기회로판을 구성한 것인데, 원심 주변에 36개의 Braid 모양의 신호원을 연결시켰다. 탐지장치가 물체를 발견하는 원리는 물체가 광선 등과 같은 전자기파의 통과를 막기 때문이다. 이 “투명망토”로 물체 주변에 설치해 놓은 활성설비(active device)를 이용해 전자기파의 전파경로를 변화시키므로, 전자기파가 휘어지면서 물체를 에돌아 전송된다. “이 과정은 마치도 개울을 흐르는 물과도 같은데 물이 돌을 만났을 때 돌을 에돌아 흐르는 것과도 같다.”고 메이교수가 설명했다. 마찬가지 원리를 이용하면 탐지장치가 물체가 없는 것으로 인식하기 때문에 물체의 스텔스 기능을 실현할 수 있다. 그 밖에 이 설비는 또 활성설비를 통해 조정이 가능하며 나아가 동적인 제어를 실현할 수 있다. 지하에서 이 설비를 사용할 경우 은폐된 물체가 지표면에서 다른 물체로 보이게도 할 수 있기 때문에 능동적인 위장이 가능하다. 기존의 투명망토는 특정 주파수대역의 전자파의 환경에 처한 작은 부피의 정지된 물체일 경우만 가능할 뿐, 가시광선 조건에서 사람과 같이 큰 물체를 은폐하는 기능을 실현하기는 아직 멀다. 향후 전자기파 망토기술이 성숙되면 국방군사, 전기 임피던스 단층영상(Electrical impedance tomography), 지구자원 탐사, 지하/물밑 탐사, 목표 스텔스와 위장 등 분야에 광범위하게 응용될 것으로 보인다. 특이한 것은 논문의 제1저자는 란저우대학교 정보대학 2011학번 통신공학 전공 학부생 마쳰(马骞)이다. 논문링크: ttp://prl.aps.org/accepted/7b073Yc9Sbb1784284c18060c341b5a89fb050403

물고기와 고양이가 사라졌다 --- 투명망토가 현실로

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전자기파에 대한 재료의 굴절률을 변화시키는 방법으로 물체의 자취를 감출 수 있다. 절강대학 국제전자과학원의 천훙성(陳紅勝) 교수가 이끄는 연구팀은 싱가포르 남양이공대학과 협력해, 가시광대역 범위에서 물체의 자취를 감출 수 있는 투명망토를 창의적으로 개발하였다. 이 연구팀은 실험을 통해 가시광선에서 물체의 자취를 감추는데 성공하였는데, 정밀하게 설계한 나노전자기재료를 별도로 사용할 필요가 없이 유리처럼 쉽게 구할 수 있는 물질로 제작됐다는 장점이 있다. 이들은 유리를 이용해 수중에서 망토기능이 있는 6각형 기둥모양의 망토제품과 공기중에서 망토기능이 있는 다각형 망토제품을 개발하여 물속의 금붕어와 공기중의 고양이 자취를 감추는데 성공하였다. 사람이 물체를 볼 수 있는 것은 빛이 물체에 비치였을 때, 물체로부터 반사된 반사광이 눈에 들어오기 때문이다. 영국 이론물리학자 John Peng Deli는 2006년에 좌표변환을 이용하는 방법으로 투명망토를 설계한 적 있다. 전자기파가 일정 구역을 돌아서 원래의 방향으로 전파되면 물체의 자취를 완전히 감출 수 있다는 것이다. 천훙성 연구팀은 이를 간소화하여 가시광선 대역의 다각형 투명방토 설계방법을 고안했다. 사람의 눈은 가시광선의 상위 변화에 민감하지 못하다는 원리를 이용해 망토제품을 유리처럼 쉽게 구할 수 있는 재료로 만들었다. 특수설계를 통해 재료의 굴절률을 변화시켰고 광선이 망토제품 안에 놓인 물체를 돌아가도록 하는 창의적인 아이디어를 실천으로 검증하였다. 이 성과는 2013년 10월 “Natural – communication”지에 발표되었다. 향후 투명군복이나 잠수함의 표면을 감싸 레이더에 잡히지 않게 만드는 스텔스 기술, 디스플레이 같은 전자산업에도 활용될 것으로 전망된다.

국가심해기지 건설사업 본격 가동

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중국 국가심해기지가 2013년 11월 8일 칭다오시 소속의 현급 도시인 지모(即墨)시 아오산웨이진(鳌山卫鎭)에서 착공식을 가졌다. 왕폐이(王飛) 국가해양국 부국장 및 쉐졘시(徐振溪) 청도아시 부시장 등이 착공식에 참석하여 국가심해기지가 중국 심해장비 개발과 실험, 심해 과학연구와 심해자원 조사의 공공플랫폼으로 활용될 것이라고 밝혔다. 왕페이 부국장은“국가심해기가 제18차 대회에서 수립한 ‘해양강국’ 목표를 실현하기 위한 중요한 조치로서, 향후에 심해 비밀 탐구, 국가 해양권익 보호 그리고 지속가능한 발전 촉진 등에 중요한 의의가 있다”면서 “국가심해기지의 건설에 따라 중국의 심해 탐사 기술 수준이 한 단계 더 올라갈 것”이라고 지적했다.   국가심해기지는 대형 심해장비의 운영에 해당 지원을 제공해주는 데 그 목적이 있다. 이에 따라, 중국이 러시아, 미국, 프랑스 및 일본에 이어 세계에서 심해장비 지원 기지를 보유하는 다섯번째 국가로 부상하였다. 이 기지는 부두작업구역, 장비유지보수지역, 오셔노트교육훈련지역, 종합과학연구사무지역, 과학기기해상실험지역, WHF 수중음향시설지역, 항만등대 항법지역 및 대양통신해안지역, 학술교류과학기술보급지역 및 생활지역 등 9개 부분으로 구성되어, 심해과학연구와 심해자원 탐사에 전 방위적인 서비스를 제공할 전망이다. 부두 등 해상공사 외에 대형 실험 수조, 심해장비수리실, 오셔노트(잠수인원)교육훈련시설, 원양통신지휘시설 등 육상공사를 건설할 계획이다. 국가심해기지 1기 공사는 총 투자액이 5억 위안이고 부지면적이 390무이며 해역면적이 100무이다. 또한 2014년 연말에 전체 공사가 완공되고 2015년에 운영에 들어갈 예정이다. 그 외에 국가심해기지는 심해과학교육관을 건설하여 대중으로 개방되는 심해과학교육기지로 활용될 계획이다. 기지 완공 이후 해저 7000미터까지 잠수할 수 있는 유인잠수정“쟈오롱”이 기지에 정식 입주할 예정이다. 향후 일반인들도“쟈오롱(蛟龍)”호를 탑승하여 심해에 들어갈 전망이다.