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우한 신종 코로나바이러스에 대한 연구 결과

2020년 1월 21일, 중국과학원 상하이파스퇴르연구소 하오페이(郝沛)/군사의학연구원 국가비상예방통제약물공정기술연구센터 중우(鍾武)/중국과학원 분자식물엑설런스센터 합성생물학중점실험실 리쉬안(李軒) 등 연구팀의 연구 성과가 "Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission"란 제목으로 "SCIENCE CHINA Life Sciences"에 온라인으로 게재되었다. 해당 논문은 우한(武漢) 폐렴 발생을 야기시킨 신종 코로나바이러스의 진화 근원 및 2002년 광둥 "비전형성폐렴(사스)"의 SARS 코로나바이러스와 "중동호흡기증후군"의 MERS 코로나바이러스와의 유전적 진화관계를 서술하였다. 또한 우한 신종 코로나바이러스 spike-단백질 구조에 대한 시뮬레이션 연산을 통해 동 단백질이 사람의 ACE2 단백질과 작용하여 인간 감염을 매개하는 분자작용경로를 규명하였다. 해당 성과는 우한 신종 코로나바이러스의 잠재적인 사람 간 전염성을 평가함으로써 전염원 및 전파경로의 빠른 시간 내 확인, 고효율적 예방통제 전략 마련에 과학적인 이론근거를 제공하였다. 2019년 12월부터 후베이성 우한시에서 집중적으로 발생하기 시작한 원인불명의 폐렴에 대한 역학조사 결과, 해당 폐렴 병례는 우한시 "화난(華南)해산물시장"과 연관이 있는 것으로 나타났다. 다학제 통합진료 및 실험적 검사를 통해 우한 폐렴은 바이러스성 폐렴으로 확인되었고 2020년 1월 8일에 "우한폐렴" 병원균이 일종의 신종 코로나바이러스임을 기본적으로 확정지었다. 우한폐렴은 2002년 광둥에서 발생한 사스와 유사한 점이 많다. 양자 모두 겨울철에 발생하였고, 초기 병례는 동물교역시장에서 사람과 살아있는 동물과의 접촉에서 비롯되었으며, 알려지지 않은 코로나바이러스 병원균에 의해 유발되었다는 점이다. 2020년 1월 20일 18시 기준으로 중국 경내에서 누계 보고된 신종 코로나바이러스 감염 폐렴 병례는 224건, 그 중 확진병례는 217건(우한시 198건, 베이징시 5건, 광둥성 14건)이고 의심병례는 7건(쓰촨성 2건, 윈난성 1건, 상하이시 2건, 광시좡족자치구 1건, 산둥성 1건)이다. 중국 국외에서 보고된 병례에는 일본 1건, 태국 2건, 한국 1건이 있다. 감염환자 중 의료진 14명이 포함되는 등 해당 신종 코로나바이러스는 사람 간 전염 및 확산 추세를 보이고 있다. 2020년 1월 10일 우한 신종 코로나바이러스의 첫 번째 게놈서열 데이터가 발표되었고 그 후로 환자 몸에서 분리한 일련의 신종 코로나바이러스 게놈서열이 잇따라 발표되었다. 상기 게놈 데이터는 우한 신종 코로나바이러스의 진화 근원 및 발병 병리메커니즘 연구·분석에 중요한 자료를 제공하였다. 연구팀은 우한 신종 코로나바이러스와 SARS/MERS 코로나바이러스와의 관계를 밝히기 위해 상기 3종 코로나바이러스 게놈을 비교하였다. 그 결과 우한 신종 코로나바이러스는 SARS/MERS와 각각 평균 ~70%, ~40% 서열 유사성을 지님을 발견하였다. 그중, 다양한 코로나바이러스가 숙주세포와 작용하는 핵심 spike유전자(S-단백질 인코딩)는 더욱 큰 차이성을 나타냈다. 우한 신종 코로나바이러스의 진화 근원 및 가능한 자연계 숙주를 밝히기 위해 연구팀은 우한 신종 코로나바이러스와 기존에 수집한 대량 코로나바이러스 데이터에 대한 유전적 진화분석을 통해 우한 신종 코로나바이러스는 Beta코로나바이러스속(Betacoronavirus)에 속함을 발견했다. Betacoronavirus는 단백질로 둘러싸인 단일사슬 플러스가닥(plus strand) RNA바이러스로서 사람을 포함한 고등동물에 기생하며 감염시킨다. 계통수에서의 위치를 보면 SARS 바이러스 및 유사SARS(SARS-like) 바이러스 분류군과 인접해 있지만 결코 SARS/유사SARS 바이러스 분류군에 속하지 않는다. 흥미로운 것은 그들 진화에서 공동의 외군(outgroup)은 과일박쥐(fruit bat)에 기생하는 HKU9-1코로나바이러스라는 점이다. 따라서 우한 코로나바이러스와 SARS/유사SARS 코로나바이러스 공동의 조상은 HKU9-1와 유사한 바이러스이다. 우한 코로나바이러스의 진화 이웃 및 외군 모두 다양한 종류의 박쥐에서 발견된데 비추어 우한 코로나바이러스의 자연 숙주 또한 박쥐일 것으로 추정된다. 아마도 우한 코로나바이러스도 2002년에 사스를 유발한 코로나바이러스와 마찬가지로 박쥐에서 사람에 이르는 전염과정 가운데 알려지지 않은 중간숙주 매개체가 있을 가능성이 크다. 우한 신종 코로나바이러스와 SARS/MERS 바이러스와의 유전적 거리가 매우 먼 점을 감안해 연구팀은 우한 신종 코로나바이러스의 사람 감염 메커니즘 및 경로를 분석하였다. SARS/MERS 바이러스의 S-단백질은 각각 사람의 ACE2, DPP4 단백질과의 상호결합을 통해 사람의 호흡기상피세포를 감염시킨다. 연구팀은 우한 코로나바이러스와 SARS/MERS 바이러스 S-단백질의 숙주 수용체 상호작용 영역(RBD 영역) 비교를 통해 RBD영역에서 우한 코로나바이러스와 SARS 바이러스가 비교적 유사함을 발견하였다. 그러나 MERS 바이러스와의 차이가 큰 점에 미루어 S-단백질과 DPP4 상호작용적 사람 감염의 가능성을 배제하였다. 하지만 우한 코로나바이러스 S-단백질이 사람 ACE2와의 상호작용도 큰 어려움이 존재한다(이미 입증된 SARS 바이러스 S-단백질과 ACE2와 상호작용하는 5개 핵심 아미노산 가운데 4개가 우한 코로나바이러스에서 변화가 발생했다). 연구팀은 상기 문제를 해명하기 위해 분자구조 시뮬레이션 연산방법을 사용해 우한 코로나바이러스 S-단백질과 사람 ACE2 단백질 구조 맞물림 연구를 수행하여 놀라운 결과를 얻었다. 비록 우한 코로나바이러스 S-단백질 중 ACE2 단백질과 결합되는 5개 핵심 아미노산 가운데 4개에 변화가 발생하였지만 변화된 아미노산은 오히려 전체적으로 SARS 바이러스 S-단백질과 ACE2 단백질이 상호작용하는 오리지널 구조형태를 매우 완벽하게 유지하고 있었다. 우한 신종 코로나바이러스의 새 구조와 ACE2 단백질의 상호작용력이 소수 수소결합의 손실로 다소 저하(SARS 바이러스 S-단백질과 ACE2 상호작용에 비해 저하)되었으나 결합 자유에너지(binding free energy)는 -50.6 kcal/mol로 여전히 매우 높은 수준에 도달하였다. 동 결과는 우한 코로나바이러스가 S-단백질과 사람 ACE2와의 상호작용 분자 메커니즘을 통해 사람의 호흡기상피세포를 감염시킴을 입증한다. 해당 연구 성과는 우한 코로나바이러스가 사람에 매우 강한 감염력을 보유함을 예측함으로써 과학적인 예방통제, 예방통제 전략 구축, 검사/중재 기술수단 개발 등을 위해 과학적 이론기반을 마련하였다.

국가발전개혁위원회 친환경 목표달성 6대 조치 발표

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지난 3월 8일 리푸민(李朴民) 국가발전개혁위원회 부비서장은 <2010년 국민경제와 사회발전 계획 시행상황 및 2011년 국민경제와 사회발전 계획초안 관련 보고서>를 해석하면서 2011년 중국은 자원절약형과 친환경형 사회 건설을 경제발전방식 전환의 초점으로 간주하고, 에너지절감/오염물방출감소와 기후변화 대처사업을 실질적으로 추진하며 6대 조치를 통해 오염물방출감소 목표를 달성해야 한다고 밝혔다. 올해 국가발전개혁위원회는 에너지절감/오염물방출감소와 기후변화 대처사업에 역점을 두어 단위GDP당 에너지 소비와 이산화탄소 방출을 전년대비 3.5%씩 감소하고, 이산화유황, CODMn(화학적산소요량), 암모니아질소, 질산화물 등 4개 주요오염물 방출량을 모두 1.5%씩 감축하기 위해 노력할 예정이다. 이 목표를 달성하고자 국가발전개혁위원회는 다음과 같은 6대 조치를 채택했다. - 목표 책임을 엄격히 실행 ('12.5' 에너지절감/오염물방출과 관련해 지역별 목표 분해를 활성화하고, 평가방법 보완) - 중점공정 건설 가속화 - 에너지절감/오염물방출감소 관리 강화 - 순환경제 집중 발전 - 생태환경 보호 강화 - 기후변화 적극 대처

2011년 국제 상용 위성 4회 발사 예정

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최근 중국항천과기집단공사 산하 중국창청공업총공사(이하 창청공사)는 올해 4회에 걸쳐 대외 위성발사 서비스를 제공하고, 10억 달러 규모의 우주비행 계약을 체결하기 위해 노력할 예정이라고 밝혔다. 창청공사는 올해 프랑스 탈레스(Thales)가 유럽위성통신회사를 위해 생산한 통신위성 발사, 중국 ‘동방홍4호(DFH-4)’플랫폼을 활용해 파키스탄 1R 통신위성 발사 및 궤도교부, 나이지리아 1R 통신위성 발사, 라오스를 위해 ‘동방홍4호’플랫폼을 바탕으로 연구개발한 통신위성 발사 및 궤도교부 등을 포함한 국제 상용 위성 4회 발사가 있게 된다. ‘11.5’기간 창청공사는 위성 궤도교부 프로젝트 2개를 완료했으며, 4개 통신위성 궤도교부 계약과 7개 위성 발사 서비스 계약을 체결하고, 단일 로켓 공급업체에서 궤도 위치조절, 융자보험, 교육훈련과 기술양도, 위성 궤도교부, 지상 인프라 구축 등을 포함한 우주비행프로젝트 전체 솔루션 제공 시스템통합 서비스업체로 성장했다. 창청공사의 ‘11.5’기간 수입총액 177억 위안, 총자산은 ‘11.5’ 초기의 1.5배, 경영규모와 이윤총액은 그룹공사 전문기업에서 상위이다.

화성탐측기 화성까지 10개월 소요

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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.

2010년 원전산업 10대 뉴스

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2010년 중국 원전산업의 10대 뉴스 1. 당중앙 원전 발전 크게 중시 17차 5중 전회에서 12차 5개년 계획기간 안전을 보장하는 기초위에 원전사업을 고효율적으로 발전시킬 것을 제안하였다. 9월 4~6일 후진타오 국가주석이 선전(深圳)시를 시찰하던 중 다야완(大亞灣)원전기지를 특별히 고찰하면서 원자력은 전 세계적으로 공인하는 청정에너지이기 때문에 중국이 에너지구조를 조정하고 온실가스의 방출을 감소시키는 중요한 조치로 삼아야 한다고 강조하였다. 2. 링오우(岭澳)원전 2기공정의 1호기와 친산(秦山)원전 2기 확충공정의 3호기 상용화 운영에 투입 7월 15일 중국 자체브랜드의 원전기술을 최초로 사용한 링오우원전 2기공정 1호기가 전력망 연결에 성공해서 9월 20일부터 상용화에 정식 투입되었다. 8월 1일 11차 5개년 계획기간 최초로 착공한 친산원전 2기 확충공정의 3호기가 전력망 연결에 성공해서 10월 21일부터 본격적으로 상용화되었다. 이로써 중국은 총 13기의 상용화 원전을 보유하게 되었으며, 총 발전용량이 천만kw를 초과하였다. 3. 새로운 원전프로젝트가 잇달아 착공 2010년 한해 중국은 총 10기의 신규 원전을 착공하였다. 1월 8일에 닝더(寧德)원전의 3호기, 4월 15일에 타이산(臺山)원전의 2호기, 4월 25일에 창쟝(昌江)원전의 1호기, 6월 210일에 하이양(海阳)원전의 2호기, 7월 30일에 팡청강(防城港)원전의 1호기, 9월 29일에 닝더(寧德)원전의 4호기, 11월 15일에 양쟝(陽江)원전의 3호기, 11월 21일에 창쟝(昌江)원전의 2호기, 12월 28일에 팡청강(防城港)원전의 2호기, 12월 31일에 푸칭(福淸)원전의 3호기가 잇달아 착공되었다. 2010년 말 기준 중국 내 건조중인 원전은 28기에 이르러 전 세계 건조중인 원전 총수의 40%를 차지하였다. 이로써 중국은 건조중인 원전 규모가 가장 큰 국가로 부상하였다. 4. 네이멍구(內蒙古)지역에서 3만톤 이상의 초대형 우라늄광상 발견 12월 7일 중국의 지질학자들이 10년 동안의 노력을 거쳐 네이멍구지역에서 초대형의 우라늄 광상을 발견한 사실이 보도되었다. 연구자들은 Erdos분지 외 Erlian분지의 중부지역에서 백악기시기 호수/하천지층에서 형성된 3만톤 이상의 초대형 우라늄광상을 확인하였다. 이와 관련된「Erdos분지 북부지역의 사암타입 우라늄광상의 시간/공간적 오리엔테이션과 광상형성메커니즘 연구」프로젝트는 지질과학기술 10대 진전에 선정되었다. 5. 사용후핵연료 재처리중간실험공정 열조절에 성공 12월 21일 중국 최초의 사용후핵연료 재처리중간실험공정인 중국핵공업그룹(CNNC)404중간실험공정이 열조절에 성공하였다. 이는 중국이 원자력에너지 연구개발 분야에서 이룩한 중대한 기술성과로서, 핵연료 밀폐사이클(closed cycle) 방향으로의 발전을 위해 중요한 걸음을 내디뎠다. 재처리를 거쳐 회수하는 우라늄과 플루토늄으로 MOX(우라늄-플루토늄 혼합산화물)연료를 제조해서 원자로에 재활용할 수 있다. 6. 백만kw급 원자로압력용기의 독자개발에 최초로 성공 12월 18일 중국핵동력연구설계원(NPIC)에서 설계하고, 중국제1중형기계그룹이 제조한 훙옌허(紅沿河)원전 1호기의 압력용기의 각종 기술지표가 요구조건을 전부 충족시켰다. 세계 선진수준에 도달한 이 원자로압력용기는 중국이 백만kw급 NI(nuclear island) 메인설비의 국산화를 기본적으로 실현하였음을 뜻한다. 7. 중국고속실험로(CEFR) 최초로 임계에 도달 7월 21일 중국의 첫 고속중성자증식로 CEFR이 최초로 임계에 도달했는데, 이는 원전 분야의 중대한 자주혁신 성과이다. 이로써 중국은 미국, 영국, 프랑스 등에 이어 세계에서 8번째로 고속로기술을 보유한 국가가 되었다. 고속중성자증식로는 우라늄자원의 이용율을 크게 향상시키는 동시에 고준위폐기물의 양을 감소시킬 수 있다. 8. 원전산업협회 과학기술상 최초로 창설 11월 9일 중국원전산업협회 과학기술상 평가위원회의 심의를 통해 1등상 2건, 2등상 12건, 3등상 42건을 선정하였다. 원전산업의 자주혁신능력을 향상시키고 원전 발전에 특출한 기여를 한 기관과 과학기술자를 장려하기 위해, 중국원전산업협회, 중국핵공업그룹, 광둥원전그룹, 국가원전기술유한공사, 중국전력투자그룹, 중국화넝(華能)그룹, 중국다탕(大唐)그룹 등이 공동으로 출자해서「원전산업협회 과학기술상」을 최초로 창설하였다. 9. AP1000/EPR 3세대 원전 6기 전부 착공 6월 20일 하이양(海陽) 2호기가 착공되었다. 이로써 AP1000 3세대 기술을 사용한 산먼(三門) 및 하이양(海陽)의 4기 원전과 EPR 3세대 기술을 사용한 타이산(臺山)의 2기 원전을 포함해서 총 6기의 3세대 원전이 전부 착공되었다. 10.「원자력법」잉태중 9월 국무원이 북경대학의 4명 원사가 공동으로 작성한「원자력법을 조속히 제정할데 관한 제안」에 대해 긍정적인 의견을 표시하였다. 이로써 원자력 분야 기본법이 될「원자력법」의 논증사업이 심층적으로 추진될 예정이다.

다용도 유압전달 고출력 시추기 개발

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최근 중국남차(南车)주식유한공사 산하 성도남차터널장비공사가 다용도 유압전달 고출력 시추기를 독자적으로 개발했다. 시추기는 지질 예보, 록 그라우팅, 파이프와 지붕 공사, 지하수 배출 등 기능을 동시에 확보하고 있으며, 중국 터널시공의 안전성 보장, 기계화율 향상, 비용절감에 대해 중요한 의미가 있다. 다용도 시추기는 터널 파이프와 지붕 시공, 실내건축 기초 보강, 노천 채석을 포함한 대규모 공정 시공 및 지질 탐사에 필요한 장비로서 효율이 높고 진동과 잡음 오염이 작은 특징을 지니고 있으며, 응용범위가 광범위하다. 그러나 현재 중국 내 터널공정에서 기계시공의 대부분은 해외에서 수입한 다용도 시추기를 활용하고 있다. 이 수입제품은 가격이 비싸고 부품공급 주기가 길어 유지보호에서 큰 어려움을 겪고 있다. 철도부는 2009년 6월부터 터널의 안정성 및 제어기술 연구를 추진했다. 이 프로젝트에서 남차터널공사가 7번째 과제인 ‘터널시공의 기계화 관련 기술 및 장비 연구’ 가운데 다용도 시추기의 국산화 연구개발을 담당하고, 중국 최초의 다용도 유압전달 고출력 시추기 연구개발에 성공했다. 다용도 시추기의 동력원은 전력과 디젤유로서 터널 내 유해성 기체 배출을 줄일 수 있고, 시공환경을 효율적으로 개선시킬 수 있다. 시추기의 핵심제어장치는 프로그래머블 논리 제어기(PLC: programmable logic controller)-유압 비례 모듈로서 제어 자동화와 확장 가능성이 강한 특징을 지니고 있다. 자체 지재권을 보유한 핵심부품인 시추기의 파워헤드는 높은 충격성과 충격주파수를 확보하고 있어 시공효율을 높일 수 있다. 시뮬레이션 시험데이터에 의하면, 중국산 다용도 시추기의 성능이 수입산 다용도 시추기와 비슷했다. 철도부는 중국산 다용도 시추기를 귀광(귀양-광주)철도 시공에 활용할 계획이다.

저가의 양자교환막 연료전지용 비귀금속촉매제 연구진전

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최근, 중국과학원 대련화학물리연구소의 장화민(張華民)연구원이 이끄는 연구팀은 양자교환막연료전지용 非귀금속 촉매제인 질소도핑 나노탄소 비귀금속 촉매제 연구에서 성과를 올렸다. 연구성과는 Energy & Environmental Science(DOI: 10.1039/C1EE01437D)에 발표되었으며, 후속연구도 진행중에 있다. 이 연구는 카본 제로겔(carbon xerogel)에 피리딘 타입(Pyridine-type) N과 흑연모양 N의 원위치 도입을 통해 인접 탄소원자의 전기공급능력을 높였고 활성화된 탄소원자를 직접 흡착하여 산소분자를 환원할 수 있어 산소환원반응의 선택성을 높였다. 이번에 개발한 질소도핑 나노성분에는 극미량의 전이금속성분이 포함되었는데, 탄소구조에서 노출된 많은 에지결함은 촉매산화환원반응에 많은 활성 사이트를 제공함으로써 질소를 도핑한 카본베이스 비Pt촉매제가 높은 산화환원반응의 촉매활성, 안전성과 메탄올 중독방지능력을 지닐 수 있도록 하였다. 산성조건에서 촉매제의 전기화학적 안전성은 Pt/C촉매제보다 우수하며, 알칼리성 연료전지체계에서 질소도핑 나노탄소촉매제의 촉매활성은 Pt/C활성과 같은 수준이며, 게다가 안전성은 Pt/C촉매제보다 우수한 것으로 나타났다. 이 연구성과는 Pt베이스 촉매제의 높은 비용과 자원부족 등으로 인해 양자교환막 연료전지의 산업화발전을 제약하던 병목문제 해결을 위한 새로운 구상을 제공하였다. 또한 탄소재료를 에너지촉매 신소재의 기초재료로 발전시키고 응용연구를 추진함에 있어서 중요한 의의를 지닌다.

기존 가공률의 12배인 철강재료 충격시편 머시닝센터 개발

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철강재료는 충격성능 시험을 거쳐야 품질 이상이 없다. 중국 기존의 철강산업에서 충격시편 가공은 다양한 종류의 선반 여러 대를 활용해야 하며, 가공효율이 낮은 단점이 있다. 치치하얼화궁(齐齐哈尔华工)선반유한공사가 독자적으로 개발한 중국 최초의 고효율 전자동 HGJC-100A 충격시편 머시닝센터는 기존의 단점을 극복하고 가공률을 기존보다 12배 이상 향상시켰으며, 원가가 저렴하고 가격대성능비가 해외 동종제품보다 우월하다. 8월 11일 치치하얼화궁공사 저우리푸(周立富) 연구진이 담당한 헤이룽쟝성 과학기술 공관(攻关)계획 ‘충격시편 머시닝센터 가상 응용, 시각, 운동제어 일체화 핵심기술 연구’프로젝트가 헤이룽쟝성 과기청의 전문가 검증을 통과했다. 머시닝센터는 미국 NI사의 시뮬레이션기 제어기술을 혁신적으로 통합하고, 선반의 다중축 제어를 실현한 한편, 적응성 소프트웨어와 다중임무 배치전략 통합 애플리케이션 시스템 소프트웨어를 독자적으로 개발했다. 또한 기계손을 포함한 전용기구와 장치를 설계 및 응용하고, 선진 시뮬레이션 시각 기술을 적용하여 철강재료 충격시편 가공부품의 온라인 동적 검사측정, 그리고 자동가공 보상기능을 실현함으로써, 충격시험 가공과 검사측정의 전반 과정에 대한 1차적인 전자동 수행이 가능하다. 이 머시닝센터는 중국 최초로 ‘시각, 광, 기계, 전자, 수압, 기동성’ 일체화 핵심기술을 종합적으로 활용하여 다중 프로세스, 다중 워크스테이션 협동제어 및 자동화 가공프로세스의 철강분야 충격시편 가공을 실현했다. 현재 세계적으로 독일만이 충격시편 일체화 자동가공이 가능하지만 가격이 비싸고 충격시편 가공 품질이 기술지표 요구에 도달하지 못하고 있으며, 생산효율은 중국 기존 가공효율의 3배에 불과하다. 치치하얼화궁공사가 개발한 지능화 머시닝센터는 시간당 철강재료 100건 가공이 가능하고, 기존 가공률의 12배 이상이며, 제품 합격률은 100%이다. 독일 머시닝센터에 비해 25-30%의 에너지절감 효과도 있다.

시뮬레이션 로봇 꿈이 현실화되고 있다

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많은 공상과학영화에서 실재 인물과 비슷해 보이는 로봇이 인기를 모으고 있는 가운데 시뮬레이션 로봇 꿈이 현실화되고 있다. 8월 11일 쟝수성 난퉁(南通)과기관에서 ‘중국 첨단기술 시뮬레이션 로봇 전시회’가 열려 관객들이 중국 내 시뮬레이션 로봇 연구 최신성과를 체험했다. 시뮬레이션 로봇은 인간의 모양과 동작을 모방해 설계 및 제조한 로봇이다. 전문가는 로봇이 다양한 응용수요에 따라 서로 다른 모양을 설계한 것이라고 지적했다. 예를 들면 산업용 로봇 팔, 휠체어 로봇, 보행 로봇 등이다. 그러나 시뮬레이션 로봇은 기계, 전자, 컴퓨터, 재료, 센서, 제어 기술과 같은 많은 과학을 일체화한 것으로, 국가 첨단기술 발전수준을 대표한다. 따라서 선진국은 그동안 시뮬레이션 로봇을 중점적으로 연구개발했다. 1997년 일본 혼다가 세계 최초로 인간형 보행 로봇을 개발했다. 2000년 중국 최초의 인간형 로봇이 국방과기대학에 의해 개발되었다. 관계 전문가 소개에 의하면, 시뮬레이션 로봇은 방사선, 분진, 독성 환경에서 인간을 위해 작업할 수 있을 뿐만 아니라, 재활 의학에서 동력형 의지(義肢)를 형성할 수 있으며, 하반신 마비 환자가 걸을 수 있도록 도와준다. 앞으로는 의료, 바이오기술, 교육, 재해구제, 해양개발, 기기유지보수, 교통운수, 농업, 임업, 수산업 등에 널리 응용될 전망이다. 현재 중국의 시뮬레이션 로봇이 선진국 수준과 차이가 있지만 국방과기대학, 하얼빈공업대학, 북경이공대학을 비롯한 대학 및 연구소들의 노력으로 많은 획기적인 성과를 창출했다.