기술동향
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저장대학, 항암약물을 위해 신형 “위장” 설계

최근 저장대학 황페이허(黃飛鶴)/마오정웨이(毛崢偉) 연구팀과 미국국립보건연구원 위궈찬(喻國燦) 연구팀은 초분자 폴리펩티드 구축 새 기법을 개발했다. 해당 제어 가능한 폴리펩티드 자기조립 방법으로 구축한 초분자 폴리펩티드는 다양한 형태를 보유하며 또한 암증 광역학치료(Photodynamic Therapy)에 사용할 수 있다. 아울러 이러한 신형 약물전달시스템은 광역학치료의 광민감제-포르피린(porphyrin)을 신형 구조의 "잠수함"에 봉입함으로써 투여약물을 종양세포로 직접 전달할 수 있다. 항암약물이 종양 내부에 전달돼 방출되려면 혈액순환, 종양조직 내로의 축적·확산, 종양세포로의 이입 등 과정을 거쳐야 한다. 첩첩산중의 해당 과정은 위험으로 충만한데 어떤 약물은 수용성이 나빠 약효를 내지 못하는가 하면 어떤 약물은 종양 위치 추적 오류로 정밀방출을 달성하지 못하고 또 어떤 약물은 체내 면역계에 발각되어 임무 수행 전에 괴멸된다. 체내에서 항암약물의 보다 순조로운 순환, 보다 나은 치료효과 달성 또는 정상 조직에 대한 항암약물의 사멸효과를 감소시키기 위해 나노재료를 사용해 항암약물을 담지시키는 나노약물 연구가 현재의 이슈이다. 체내외 연구 결과, 초분자 수식 전략 및 폴리펩티드 표적화는 광역학치료 효율을 대폭 향상시켰다. 이러한 초분자 폴리펩티드는 폴리펩티드 수식 및 종양 정밀치료 등 면에 광범위한 응용전망이 있다.

'12.5'기간 100회의 우주 발사 신기록 달성 예정

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중국은 '12.5'계획이 시작되는 첫해인 2011년부터 연간 20회 이상의 우주 발사를 진행하여 '12.5'기간 총100회의 우주발사 신기록을 창조할 예정이다. 유인우주선, 달 탐사 및 북두(北斗)항법위성 등 공정은 이 시기 2단계 계획을 수행하고 우주선의 각 기술지표 역시 더욱 높아지게 되며, 연구개발과 발사 주기 또한 크게 단축될 것으로 예상된다. 장제(姜杰) 장정3A 로켓 책임 디자이너에 따르면 1994년 2월 8일 첫 비행을 시작으로 2010년 말까지 장정3A는 총38회의 발사를 성공적으로 완성하였다. 그중 '11.5'계획기간에만 총23회 발사되었다. '12.5'기간에는 차세대 로켓 설계제작, 생산량 및 발사에서 더 큰 진보를 가져올 것으로 전망했다. 예페이젠(叶培建) 창어(嫦娥)1호 책임 디자이너는 '12.5'기간 달 탐사분야에서 중국은 달 표면 착륙 및 탐사 등 핵심기술 연구개발에 주력할 계획이며, 중국은 현재 독자적으로 화성탐사를 진행할 능력을 갖추고 있고 '12.5'기간에는 화성 탐사를 독자적으로 시도할 전망이라고 밝혔다.

중국 대형원전용 터빈날개 독자개발에 성공

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중국 대형원전용 터빈날개 독자개발에 성공 상해터빈공장(STP)이 대형원전용 터빈날개를 독자적으로 개발하는데 성공하고 지재권을 확보하였다. 1,710mm 길이의 이 터빈날개는 중국의 AP1000 3세대 원전프로젝트 가운데 하나인 후난(湖南)성 타오화쟝(桃花江) 원전에 사용될 예정이다. 터빈날개는 원전프로젝트의 핵심 기술과 부품이다. 3세대 원자로의 용량이 기존의 1000mw급 원전보다 20~80% 증가한데다가 연해 및 중부/북부지역의 저온 냉각수 요구 때문에 전 세계 대형 터빈제조업체에서 더욱 큰 배기면적의 터빈날개 개발에 노력을 기울이고 있다. 중국이 독자적으로 개발한 1,710mm 길이의 터빈날개는 혁신적인 설계이념, 선진적인 설계기술과 제조공업을 사용했기 때문에 기동성과 항진동성이 우수하고, 주파수의 안전성이 뛰어난 등의 특징을 보유하고, 경제성 및 안전성 등의 분야에서도 세계 선진수준에 도달하였다. 이는 현재 AP1000 3세대 원전에 사용되는 가장 선진적이면서도 배기면적이 가장 큰 터빈날개인 것으로 평가되고 있다.

중국의 화성탐사선 연구개발 현황

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중국과 러시아는 올해 연말 전으로 화성탐사활동을 진행한다. 중국이 개발한 잉훠1호위성은 이미 러시아로 출발했으며, 도착 후 테스트가 있게 된다. 1. 위성 무게 110kg, 화성 도착 소요기간 10개월 중국과 러시아의 화성탐사 계획은 2007년에 확정되었으며, 양국은 화성과 화성의 제1위성 포보스(Phobos)를 공동 탐사한다. 협정에 따라 중국은 잉훠1호 화성탐측기를 연구개발하여 화성궤도에서 화성 우주환경과 지모를 탐사한다. 잉훠1호는 능력이 제한된 소위성이지만 과학적인 목표가 집중되고, 하는 일이 중요하며, 가격대비 성능이 뛰어나다고 중국과학원 우주과학 및 응용연구센터 주임 우지(吴季) 잉훠1호공정 응용 수석과학자가 소개했다. 무게는 110kg이고, 양쪽에는 에너지를 공급하는 태양전지판이 장착되어있다. 지구의 위성과는 달리 화성궤도 부근의 태양에너지 밀도가 지구보다 낮기 때문에 잉훠1호위성의 태양전지판은 지구의 위성보다 커 보인다. 잉훠1호는 지구에서 발사되어 10개월 후 화성에 도착해 화성의 큰 타원궤도를 120바퀴 돌며, 원화점(apoareon)은 화성과 800km 떨어져있다. 2. 화성 대기와 전리층 탐사 잉훠1호는 화성의 고층 대기와 우주환경을 주로 탐사한다. 구체적으로 화성 공간의 자기장, 전리층과 입자 분포 및 변화법칙, 이온의 화성 대기의 탈출 속도, 화성 지형과 지모 및 황사현상, 그리고 화성 적도 부근 중력장의 탐사이다. 현재까지 인류가 화성에 가장 큰 관심을 가지는 것은 화성에 생명이 존재하는지의 여부이며, 세계 탐사계획은 화성에 물이 있는지 또는 생명의 흔적이 있는지의 여부에 귀추가 주목됐다. 태양계의 행성을 지구와의 유사성으로 배열하면 1순위가 화성이다. 실제상 인류는 화성의 대기환경, 특히 고층 대기와 전리층에 대해 잘 알지 못하고 있다. 지구에 강한 자기장이 있어 지구를 보호하는 전제 아래 태양 대폭발에서 분출되는 물질은 지구 공간의 고에너지 입자 흐름을 생성할 수 있으며, 또 인공위성 등 우주장치에 충격을 주어 대량 위성 고장을 초래할 수 있다. 반면에 화성에는 지구와 같은 자기권이 없기 때문에 태양폭발이 나타나면 대량 고에너지 입자는 화성 표면에 충격을 주어 인류의 화성 상륙에 큰 위협을 준다. 현재까지 발사된 대량 탐측기는 화성의 부분적인 공간에 대한 탐사에 그치며, 화성의 고층 대기와 전리층에 대해서는 탐사하지 않았다. 3. 독자적인 화성탐사 계획 작성, 입안 대기 중 중국과 러시아의 화성탐사계획은 현재 협력규모가 최대인 우주프로젝트다. 러시아과학원은 2004년 화성의 제1위성 포보스 탐사를 재시도하기로 결정했다. 이번 시험계획의 성과를 확대하고자 러시아 우주기관은 부분적인 자원을 내놓고 해외 탐측기 장착에 활용하기로 결정했다. 결국 중국 과학계가 이 기회를 얻었다. 현재 중국도 독자적인 화성탐사계획을 작성하고 입안을 대기 중이다. 화성 탐사는 복잡한 시스템공정으로서 다방면의 기술을 준비해야 한다. 구체적으로 탐측기를 제2우주속도인 초당 11.2km로 끌어올릴 수 있는 대추진력의 운반로켓을 개발해야 한다. 10개월간의 행성간 비행에서 정확한 궤도측정을 진행해야 한다. 탐측기에 대해 순항구간의 유지보호와 관리를 진행하여 화성에 도착할 때까지의 정상작동을 확보해야 한다. 화성탐측기가 수억km 밖에서 발송하는 미약한 신호를 수신할 수 있는 초원거리 관측제어와 통신이 필요하다. 이밖에 탐측기는 강한 자체 자세제어와 운행능력을 지녀야 한다.

중국, 한국 제치고 세계 1위 조선대국으로 부상

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중국은 항구 화물과 컨테이너 물동량이 8년 연속 세계 1위를 유지하고, 22개 항구가 1억톤급 대형항구 대열에 진입했다. 2010년 중국의 3대 조선 지표는 한국을 제치하고 세계 1위 조선대국으로 부상했다. 중국은 ‘11.5규획’(2006-2010년)기간 내륙 수상교통 건설에 총 1,158억 위안을 투입하여 내륙 항해 수로가 12만 4,000km, 1,000톤급 이상 수로가 9,280km에 이르렀다. 장강과 경항운하는 각각 세계에서 운송량이 최대이고 가장 분주한 하천과 인공운하이다. 세인의 주목을 모으는 장강 수로 치유 3기 공정은 순조롭게 수행되었고, 주강삼각주 고급 항로망은 기본적으로 구축되었다. 중국은 주류 선박 자체 설계 및 건조 능력을 지니고 있으며, 일부 주류 선박 기술성능은 세계 선두수준이다. 대형 LNG선, 대형컨테이너선, 수심 3,000m 반잠수식 드릴링 플랫폼 등 해양공정 장비 연구개발은 큰 진전을 이룩했다. 현재 중국의 조선 완공량은 연간 1,000만톤씩 증가하고 있으며, 2010년 말 기준 선박 수주가 1억 9,290만 적재톤, 조선 완공량의 세계 점유율은 43.6%이다. ‘11.5규획’기간 해운대국, 항구대국, 컨테이너운수대국으로서의 중국은 세계 해운업계 지위가 뚜렷이 높아졌으며, 11기 연속 국제해사기구(IMO) A류 이사국으로 선출되었다.

곤명이공대학, 비용 38% 절감 마이크로파 야금기술 개발

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세계 최초로 마이크로파 고온 생산라인 구축, 원료소비 50% 감소, 원가 30-38% 절감, 황금 회수율 2% 향상 곤명이공대학은 신형 마이크로파 야금 반응기 시리즈의 독자적인 연구개발에 성공하고, 국내외 최초로 마이크로파 야금의 대형화/연속화/자동화 고온 생산라인을 설립했다. 7월 4일 <마이크로파의 야금에서의 응용 기초이론 연구>가 2010년 운남성 과학기술진보 자연과학상 1등상을 수상했다. 이에 앞서 <신형 마이크로파 야금 반응기 및 응용 핵심기술>도 2010년 국가기술발명 2등상을 수상한 바 있다. 마이크로파 야금은 그린 야금으로서 부분적인 고에너지소비와 고오염 야금공법을 대체하여 야금공법의 에너지절감/오염물방출감소를 촉진시키는 지름길이다. 그동안 마이크로파 반응 메커니즘 연구가 정체되어 마이크로파의 야금에서의 응용영역을 개척하기 힘들었고 산업화 추진이 완만했다. 이 난제를 해소하고자 곤명이공대학 펑진후이(彭金辉) 교수 연구팀은 국가자연과학기금, 국제협력프로젝트, 성/부급 프로젝트의 지원 아래 마이크로파의 야금에서의 신규 응용을 골자로 건조, 하소(煅燒), 침출, 환원, 야금용 소재제조 등 기술의 원리 연구를 체계적으로 전개하고, 야금 신기술을 개발하여 야금제품 재가공 수준을 향상시켰다. 마이크로파 야금기술은 산업화 응용에서 다음과 같은 절대적인 우위를 과시했다. 마이크로파 고효율 건조 야금소재의 에너지소비는 50-55kWh이며, 전통 증기 건조 야금소재의 종합에너지소비는 200-220kWh이다. 마이크로파 가열 구리의 침출률은 전통 가열 구리의 침출률보다 2배 높다. 마이크로파 가열조건에서 원료소비는 50% 감소, 전체 비용은 30-38% 절감, 황금 회수율은 2% 향상 효과를 거두었다. 마이크로파 야금 이론연구와 신규 공법 개발은 중국의 마이크로파 야금을 신단계로 격상시켰다. 현재 마이크로파 야금기술은 야금, 에너지, 화학공업, 담배 등 산업에 보급되고 있으며, 스페인국가탄소재료연구소를 비롯한 연구기관 및 기업에 수준 높은 마이크로파 반응기, 생산라인, 관련 기술 25개를 양도하여 신규 증가 생산액 누계가 9억 7,600만 위안, 신규 증가 이윤 2억 4,200만 위안을 창출했다.

란저우화학물리연구소 우주항공기용 액체윤활유 특허출원

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중국과학원 난주화학물리연구소 선진윤활방호재료연구발전센터의 특수유지밀봉재료 과제팀은 실리콘탄화수소를 개발하는데 성공하였다고 밝혔다. 이 화합물은 매우 높은 열분해온도, 양호한 고·저온성능을 지니고 있어 우주항공기 부품의 윤활유로 사용이 가능하다. 극저 증기압, 고온 안전성과 양호한 저온 유동성을 지니는 윤활유는 그동안 우주항공기와 전자, 컴퓨터산업이 추구해온 목표이다. 특히 우주항공기 기계운동부품은 고·저온, 초고진공, 높은 부하비, 고·저속, 반복 시동·정지 등의 특수한 작업상태에서 윤활이 필요하기에, 윤활재료와 기술은 높은 신빙성을 갖추어야 하며 장기적인 사용이 가능해야 한다. 따라서 우주항공기 부품의 윤활기술연구는 중요한 의의를 지닌다. 미국 NASA는 탁월한 고·저온성능을 지니는 실리콘탄화수소는 미래 우주항공기의 새로운 액체윤활유로 응용될 전망이라는 연구결과를 발표한적 있다. 7월 10일 이 기술은 중국국가발명특허를 출원한 것으로 알려졌다. 특허명: 일종의 실리콘탄화수소 및 그 제조방법(一种硅碳氢化合物及其制备方法), 특허번호 ZL:20081015.853.8

거대과학장치 연구에 3년간 1억 8,000만 위안 투입 예정

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국가자연과학기금위원회와 중국과학원이 7월 12일 북경시에서 협력협정을 체결함으로써, 양측이 공동 설립한 거대과학장치 과학연구공동기금(이하 거대장치공동기금)의 제2기 협력협정이 정식 발효됐다. 협력기간은 2012-2014년이다. 선원칭(沈文庆) 기금위 부주임과 잔원룽(詹文龙) 중국과학원 부원장이 협정서에 서명했다. 양측은 2009년 2월 거대장치공동기금을 최초로 설립했다. 기금 규모는 1억 2,000만 위안이고, 중국과학원과 기금위가 각각 연간 2,000만 위안씩 출자하며, 기간은 2011년까지다. 공동기금은 중국과학원에 의존해 베이징 음전자-양전자 충돌기(electron-positron collider) 및 베이징 싱크로트론복사장치, 란저우 중이온 가속기 냉각저장장치(HIRFL-CSR), 상하이 광원장치, 허페이 싱크로트론복사장치를 포함한 4개 대형장치를 제작 및 운영한다. 제2기 거대장치공동기금의 규모는 연간 6,000만 위안으로 증가했으며, 안정상태 강자기장발생장치를 추가하고, 거대장치 범위를 확대했다. 협정에 따라 공동기금은 첨단물질과학, 정보, 생명과학, 환경과 자원 분야 과학문제, 그리고 과제연구로 견인하는 진단기술을 포함한 과제를 선정해 지원한다. 중국의 거대과학장치 건설, 운영, 관리를 맡은 핵심역량인 중국과학원은 장기간 동안 거대과학장치 개방공유 운영모델과 관리메커니즘 모색에 적극 나섰다. 류밍화(刘鸣华) 중국과학원 기초국 국장은 거대과학장치의 독특한 특징이 개방공유라고 했다. 거대과학장치의 제조 및 운영은 국가 과학기술수준과 핵심경쟁력의 상징이다. 국가자연과학기금위원회 관계자는 공동기금의 설립목적이 기금 프로젝트 방식으로 중국 전역 연구인력이 자신의 연구사업을 중국의 거대과학장치와 긴밀히 결합시키도록 유도하는 것이라고 밝혔다. 한편으로 과학자의 연구수준과 혁신능력을 향상시켜 거대과학장치 분야 인력풀을 구축하며, 다른 한편으로 거대과학장치 테스트능력을 키워 학제간 연구능력을 지속적으로 증강시킨다는 지적이다. 제1기 공동기금은 중국 전역의 프로젝트 신청을 수리했다. 2009년부터 2010년까지의 2년간 공동기금이 지원한 중점프로젝트는 15건, 면상(面上)프로젝트는 116건이다. 지원 상황에서 보면 2년 사이에 거대과학장치 운영기관 내 연구진에 의존하여 획득한 중점프로젝트, 면상프로젝트의 프로젝트 건수와 경비 액수 비중이 전체의 4분의 1보다 조금 높을 뿐이다. 이는 거대과학장치 운영기관 이외의 사용자가 과학연구의 주체임을 시사한다.