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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.

중국 집적회로장비프로젝트 ‘11.5’성과 발표회 개최

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2011년3월3일 ‘극대규모 집적회로 제조장비 및 통합프로세스 중대 과학기술프로젝트’의 ‘제11차 5개년’계획 성과발표회 및 구매계약식은 북경에서 열렸다. 발표회에서 거우중원(苟仲文) 북경 부시장은 ‘제11차 5개년(이하 11.5)’계획 집적회로장비프로젝트의 주요 성과를 소개하였다. 중국은 전문 프로젝트를 통해 통합프로세스, 장비제조, 패키징 및 테스트, 핵심소재 등 분야에 자체 지적재산권을 보유한 핵심기술을 확보하였다. 21가지 집적회로장비, 재료재품은 SMIC(中芯国际)의 대규모 생산라인에 테스트되고 있으며, 23가지 패키징장비와 8가지 패키징소재는 Changjiang Electronics Technology Co., Ltd(长电科技)와 Nantong Fujitsu Microelectronics Co Ltd.(通富微电) 등 2기업의 대규모생산라인 테스트에 통과하였다. ‘11.5’ 동안 집적회로프로젝트 관련 기관/업체들은 4,248건 특허를 출원하였으며, 연구성과로 달성한 매출액은 100억 위안이고, 연구성과로 추진된 산업의 생산액은 1,000억위안에 육박하였다. 발표회에서 구매계약과 협력계약체결식이 동시 열렸다. IC산업체인에 있는 46개 기업은 협력 의향을 표명하였으며, 첫 차 합계 계약금액은 8.48억 위안이었다. 완강(万钢) 중국과기부장은 ‘11.5’ 집적회로장비프로젝트 성과를 긍정적으로 평가하였다. 베이징과 상하이시정부는 프로젝트를 주도적으로 실시하는 데 특색을 지니는 조직방법을 활용하고 혁신에 관한 탐색을 실시하였으며, 성공경험을 축적하였다. 이외에 시장경제에서 ‘대규모 작전’ 방식으로 중요 기술을 개발하고 체계적 혁신을 실시한 모델을 형성하였다. 치열한 글로벌 경쟁속에서 중국 집적회로 산업의 발전은 쉽지 않으며, 발전의 근본은 자체 혁신이다. 중국의 시장특징을 기반으로 하고 미래 도전을 직면하여 차별화 경쟁전략을 마련하는 것은 자체혁신과 지속가능발전을 실현하는 핵심이다.

중국 주도 IEEE 1888 녹색 에너지절약 국제표준 발표

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최근 중국기업이 주도하여 개발한 IEEE 1888표준(Ubiquitous Green Community Control Network)은 북미전기전자기술표준협회(IEEE-SA)의 비준을 받아 공식 발표되었다. 이는 녹색 에너지절약 국제표준 제정 방면에 중국이 중요한 성과를 거둔 상징이다.   IEEE에 의하면, IEEE 1888표준은 중국 혁신기술을 기반으로 하고 중국 회원 및 기타 나라회원의 협조를 받았다. IEEE 1888는 녹색 에너지절약을 목적으로 하는 첫 표준이자 정보통신기술과 에너지절약·오염배출절감을 융합하는 혁신형 기술표준이며, IEEE가 에너지절약과 the Internet of Things분야에 보유한 상징적인 글로벌표준이기도 한다. 이 표준은 광역 IPv4와 IPv6네트워크를 지원한다. 2008년 IEEE 1888개발팀은 차이나텔레콤, Bii(天地互连公司), 북경도시건설설계총연구원(北京城建院), 청화대학교, 북경교통대학 등에 의해 구성되었다. IEEE 1888개발팀 책임자 류둥(刘东, Liu Dong)에 의하면, 중국은 에너지절약·오염배출절감 전략을 실시하고 있으며 세계에서 발전잠재력이 최대의 녹색 에너지절약시장으로 발전할 것으로 전망된다. IEEE 1888표준이 발표 및 실시됨에 따라 갈수록 많은 기업들이 IEEE 1888표준에 부합하는 제품을 출시할 것으로 예상된다. IEEE 1888표준의 산업화는 통신과 IT장비의 에너지절약·오염배출절감을 낮추는 것 뿐 아니고 건축, 에너지, 교통, 비즈니스, 농업 등 분야에 정보와 통신기술을 융합시킬 수 있다. 이에 녹색건물, 녹색단지, 녹색도시, 녹색농업, 내지 녹색중국을 발전시킬 수 있다.

중국 TD-LTE, 4G 국제표준으로 전망

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3G 발전을 좀 늦게 시작했는데 4G발전을 가속화시켜야 한다. 2월14일 스페인 바르셀로나에 열린 ‘모바일 월드 콩그레스(MWC)2011’에서 차이나모바일(中国移动)은 9개 외국 운영업체와 TD-LTE협의를 체결하였다. 향후 세계에서 26개 TD-LTE실험네트워크를 구축할 것이다. 이와 동시에 차이나모바일은 중국내에서 6개도시, 5,000만명 사용자를 포함한 TD-LTE 상용시험을 가동할 예정이다. 국제전기통신신연합(ITU) 부비서장 쟈오허우린(赵厚麟)에 의하면, 현재 국제전기통신엽합은 LTE와 WiMax 등 2 기술에서 4G표준을 선출하기로 하였다. 중국이 주도한 TD-LTE는 기술적 선진성을 지님으로 차세대 이동통신기술 경쟁에서 유리기회를 선점할 것으로 전망된다. 3G교훈을 살려 국제화 우선 실시 3G시대에 중국이 자체적으로 개발한 TD-SCDMA는 세계 3G기술표준 중 하나로 선정되었으나 국제 주류 제조업체와 운영업체의 지원을 받지 못하였다. 국제화 추진에 실패한 TD-SCDMA표준은 발전과정에서 많은 어려움을 부딪쳤다. 그 영향으로 차이나모바일은 현재 국내에서 3G를 확산하는 데 수동적 상황에서 빠져 있다. 이에 차이나모바일은 TD-SCDMA의 진화기술인 TD-LTE를 추진하기 위해 이 기술의 국제화를 일찍 가동하였다. ‘모바일 월드 콩그레스(MWC)2011’에서 왕젠저우(王建宙) 차이나모바일 회장은 인도 바르티, 일본 소프트뱅크, 유럽 보다폰, 미국 클리어와이어 등 아시아·유럽·미국 등지의 60여개 통신사업자 및 30여개 주류 업체와 ‘GTI(Global TD-LTE Initiative)’를 공식 창설했다. 이를 통해 TD-LTE가 국제시장에 진출하게 하는 것 외에 2012년 초 4G국제표준 경쟁을 참여하는 유리조건을 더 마련하였다. 자체 4G의 난제-- 산업체인 낙후    중국정부의 지원과 차니나모바일의 추진으로 자체TD-LTE는 국제표준경쟁에서 일정한 성과를 확보하였다. 그러나 TD-LTE산업체인의 발전상황을 살펴보면, 자체4G는 속도를 비롯한 많은 도전을 직면해야 한다.   4G표준을 경쟁하는 데 LTE기술은 WiMax과 경쟁해야 하고, LTE내부에 TD-LTE는 LTE FDD 등 기술표준과 경재해야 한다. 반대로 TD-LTE의 산업화발전은 상대적으로 낙후하며, ‘특히 TD-LTE의 터미널 칩기술은 LTE FDD보다 1년 정도 낙후하다.’ 차이나모바일설계원(設計院) 관계자에 의하면, 향후 외국 운영업체를 최종적으로 끌어당길 수 있는 결정적 요인은 중국내 TD-LTE상용시험의 효과이다. 이에 ‘터미널 산업화를 가속시키는 것이 매우 중요하다.’ TD-LTE가 TD-SCDMA처럼 곡고화과(曲高和寡)의 상황에 빠지는 성황을 피하기 위해 차이나모바일은 TD-LTE터미널 발전을 매우 중요시하였다. 현재 차이나모바일은 Sony, 에릭스와 제휴하여 실험 터미널을 출시하였으며, TD-LTE와 3G 및 2G의 겸용을 보증하기 위해 GSM+TD+LTE 다종모델 터미널을 계획하고 있다. 그런데 TD-LTE는 네트워크 장비와의 광범위한 겸용과 통용을 실현할 수 없다. 이에 LTE가 대폭 발전하면, 중국에는 GSM, TD-SCDMA와 TD-LTE 등 여러 네트워크가 동시 운행하는 국면이 나타날 것이다. ‘산업화에 있어 네트워크 구축비용을 낮춰야 대규모 발전을 추진할 수 있다.

차이나 텔레콤 ‘광대역중국·광네트워크도시’프로젝트 가동

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2011년2월16일 차이나텔레콤(中國電信)은 ‘광대역중국·광케이블도시(寬帶中國·光網城市)’프로젝트를 본격 가동하였다. 차이나텔레콤 ‘제12차 5개년’계획의 중요 내용으로서 ‘광대역중국·광케이블도시’프로젝트는 중국 ‘제12차 5개년’계획에 부합하여 정보서비스능력 향상, 국가 정보화수준 향상에 중점을 둔다. 프로젝트 목표에 따르면, 차이나텔레콤 광대역 사용자의 액세스 대역폭은 향후 3~5년 동안 10배 이상 급등하고 지속 신속 상승할 것이다. 요금은 3년 정도의 ‘급변기’를 맞이한 후 지속 하락할 것이다. 중국 남부지역 도시에는 광케이블화가 전반적으로 실현될 것이다. 도심지역에는 광섬유 접속이 전부 실현되고, 최고 액세스 대역폭은 100M에 달하며, 도시 가정의 액세스 대역폭은 20M이상에 달할 전망이다. 동시에 3G네트워크의 전체범위 커버, 중점지역에 Wi-Fi의 커버를 실현하고, 유선과 무선이 통합된 고속 광대역 네트워크를 구축하여 유비쿼터스 광대역서비스를 제공한다. 도시지역의 경우, 차이나텔레콤은 2011년에 FTTH(Fiber-To-the-Home)를 ‘제11차 5개년’계획의 3배인 3000만 세대에 새로 깔 계획이며, 이에 FTTH는 누계 4000만 세대를 포함할 것이다. 남부지역 도시에는 8M 액세스 대역폭의 전반 커버를 실시하고 20M의 보급률이 70%에 이르도록 한다. 동부 선진도시와 중·서부지역 성수도 도시의 20M 보급률이 80%를 초과하도록 한다. 2013년까지 남부지역 도시의 모든 가정에 20M 접속서비스를 제공하고, 광케이블 사용자가 8000만세대에 이르도록 한다. ‘제12차 5개년’계획 말기에 남부지역 도시의 모든 가정과 정부기관·기업에 광케이블을 설치하고, 광케이블 FTTH는 1억 세대를 초과하여 세계에서 앞장서게 한다. 이외에 차이나텔레콤은 이 프로젝트를 통해 ‘Internet of things’과 클라우드컴퓨팅기술을 도입하여 종합능력플랫폼을 구축하고 스마트 전송파이프라인을 통합할 계획이다. 다음으로, 광섬유 광대역 네트워크를 기반으로 하여 차이나텔레콤은 정부, 기업사용자의 다양한 요구를 충족하는 고품질, 고속도의 접속을 제공할 계획이다. 각종 산업의 사용자에게 광대역네트워크 기반의 IP, 고정전화, 모바일통신서비스 및 New Vision(新视通), Global Eye(全球眼), 협력통신(协同通信) 등 통합된 애플리케이션을 제공할 것이다. 금융, 교육, 의료 등 각 산업의 사용자에게 맞춤형 수요를 충족하는 산업 애플리케이션 솔루션을 제공한다. 왕샤오추(王晓初) 차이나텔레콤 총경리에 의하면, ‘광대역중국·광케이블도시’프로젝트는 정보기술이 내수확대, 성장보장, 취업촉진, ‘정보화-산업화’융합 등에 수행하는 역할을 충분히 반영하였음으로 최종적으로 중국국민의 정보화생활에 도움이 될 것이다. 현재 중국에 불과 23%의 가정에 광대역이 설치되어서 향후 발전공간이 매우 크다. 이 프로젝트의 실시는 제조업, 통신건설서비스업, 인터넷 애플리케이션 및 정보서비스업의 공동 참여와 노력을 필요로 한다. 차이나텔레콤은 향후 3년 동안 규모효과를 실현하고 광대역의 메카바이트 당 가격을 상당히 낮춰 모든 소비자, 산업체인 환절과 기업이 이익을 얻는 것을 희망한다.  보충자료 -- 중국광대역발전 대사기   - 1999년 원 중국우전부(郵電部)는 중국 대중 멀티미디어 광대역 네트워크를 구축하기로 결정. - 1999년, 차이나텔레콤 광대역 ADSL는 본격 상용화.   - 2002년, 차이나텔레콤그룹이 성립하고, 중국은 광대적발전 단계에 본격 진입. - 2005년 중국 광대역 사용자규모는 3,735만 명으로 다이얼사용자 규모를 처음으로 초과하였음에 따라 ADSL 등 광대역 접속방식은 인터넷접속의 주요 방식으로 부상하였다.   - 2008년, 중국 광대역 접속 사용자규모는 세계 1위로 급등. - 2009년, 중국 광대역 접속 사용자규모는 1억명 초과.

벨라루스 통신위성 발사 성공

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2016년 1월 16일 0시 57분, 중국 시창(西昌)위성발사센터에서 창정3호을(長征三號乙) 운반로켓으로 벨라루스 통신위성1호를 성공적으로 발사하여 예정된 궤도에 진입시켰다. 중국은 이로써 2016년 첫 우주 발사 임무를 완벽하게 수행하였다. 벨라루스 통신위성1호는 벨라루스 공화국의 첫 통신위성이자 중국에서 최초로 유럽 사용자에게 궤도상 교부 서비스를 제공한 위성이다. 이번 발사 임무의 성공은 중국 우주 분야가 유럽 시장을 열고 글로벌 서비스를 제공하는 중요한 첫 걸음이다. 2011년에 체결된 벨라루스 통신위성1호 프로젝트 계약서 규정에 의해 창청회사는 항천과기그룹 산하의 중국운반로켓기술연구원, 중국공간기술연구원, 중국위성발사 TT&C시스템부와 공동으로 위성 설계, 제조, 총 조립, 시험과 발사 임무를 수행하고 “궤도상 교부”의 방식으로 해당 위성 및 관련 지상 TT&C 시스템을 벨라루스에 납품하였다. 둥팡훙(東方紅)4호 위성 플랫폼을 사용한 벨라루스 통신위성1호는 총 38채널 C주파대역과 Ku주파대역 트랜스폰더를 탑재하고 있으며 발사질량은 5.2 kg, 설계 수명은 15년이며 51.5°E 지구 동기 궤도에서 향후 벨라루스 및 커버지역의 방송, 통신, 원격 교육과 광대역 멀티미디어 등에 서비스를 제공할 예정이다. 창정3호을 운반로켓은 중국항천과기그룹회사(中國航太科技集團) 산하의 운반로켓기술연구원에서 연구 제조하였으며 이번 발사는 창정계열 운반로켓의 223번째 비행이다.

자계집속 홀전기 추진시스템 개발

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최근, 중국항천과기그룹회사(中國航天科技集團公司) 제5연구원 502연구소에서 연구개발한 자계집속 홀전기 추진시스템(magnetic focusing Hall electric propulsion system)을 납품하였다. 이 시스템의 각종 성능 지표는 전체적인 요구에 도달하였으며 고궤도 위성에서 전기 추진 시스템의 첫 비행 검증을 수행할 예정이다. 차세대 홀전기 추진 기술은 현재 국제적 발전 추세이며 중국 차세대 통신, 전전기 추진(All-electric propulsion) 등 위성 플랫폼에 널리 응용될 수 있다. 해당 시스템의 성공적인 개발은 동종류 시스템이 고궤도 위성에서의 통합과 응용을 구현하였으며 제품, 서브시스템, 위성 전체를 포함한 완전한 전기 추진 안전성 기술을 제안하였다. 중국의 1세대 홀전기 추진 시스템에 비하여 차세대 자계집속 홀전기 추진 시스템은 비추력, 효율, 플룸 발산각(Plume divergence angle) 등 측면에서 뛰어난 장점을 가지고 있으며, 비추력, 효율 등 성능 지표를 중국 외 동종류 제품보다 20% 이상 높일 전망이다. 현재, 국제적으로 차세대 자계 집속 홀 전기 추진 시스템은 지면 테스트를 완성하였지만 궤도 비행 검증을 진행한 사례는 아직 없다.

2015년도 중국 원자력분야 10대 뉴스

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1. 원자력산업 창건 60주년을 맞아 시진핑, 리커창 중요 지시 2015년 1월 15일, 중국원자력산업 창건 60주년에 즈음하여 국가경제사회의 발전과 국민생활수준 향상에 대한 원자력산업의 기여를 높이 평가하면서 동시에 원자력의 안전하고 혁신적인 발전과 평화적 이용을 주문하였고 원자력산업의 핵심 경쟁력을 전반적으로 향상시킬 것을 지시하였다. 2. 국가 3개 부서, “원자력안전문화정책설명” 공동 발표 2015년 1월 14일 국가핵안전국, 국가에너지국, 국가국방과공국(国家国防科工局)은 전업종의 원자력안전문화 육성·발전을 위한 중요 조치로 “원자력안전문화정책성명”을 공동 발표하였다. 3. “화룽1호(华龙一号)” 시범공정 등 6기 원자로 착공, 건설중 원자로 규모 세계 선두 2015년 3월 29일 훙옌허(红沿河)원전 5호기, 5월 7일 푸칭(福清)원전 5호기, 7월 24일 훙옌허원전 6호기, 12월 22일 푸칭원전 6호기, 12월 24일 팡청강(防城港)원전 3호기, 12월 27일 톈완(田湾)원전 5호기 등 6기 원자로를 착공한 가운데 푸칭 5/6호기와 팡청강 3호기는 중국이 독자설계한 제3세대 “화룽1호” 원자력발전 기술을 도입하였다. 2015년 12월말 기준으로 중국의 건설중 원자로는 24기로 건설중 원전 규모는 계속하여 세계 선두이다. 4. 팡자산(方家山)원전 2호기 등 8기 원전 차례로 가동 2015년 2월 12일 친산(秦山)원자력발전소 확장건설 프로젝트인 팡자산원전 2호기, 6월 9일 양장(阳江)원전 2호기, 6월 10일 닝더(宁德)원전 3호기, 8월 16일 훙옌허원전 3호기, 10월 16일 푸칭원전 2호기, 12월 26일 창장(昌江)원전 1호기 등 6기 원전이 차례로 가동되었다. 2015년 12월말 기준으로 중국은 운행중 원자로 30기를 보유하였고 이중 28기는 상업 운행에 들어갔다. 5. 백만kW급 원전 핵심 설비·재료의 국산화율 85%에 도달 원전 핵심 설비·재료의 자율화와 국산화 수준은 꾸준히 향상되었고 독자개발한 “화룽1호”의 국산화율은 85%에 도달하였다. 중국은 원전 주요 설비를 매년 8세트 정도 제조할 수 있는 하드웨어 조건과 동시에 30기 원전을 착공할 수 있는 시공 능력을 보유하였다. 6. 다야완(大亚湾) 중성미자 프로젝트, “기초물리학 혁신상” 획득 2015년 11월 9일, 미국 캘리포니아 산호세에서 열린 “혁신상(BREAKTHROUGH PRIZES)” 수상식에서 다야완 중성미자 프로젝트의 왕이팡(王贻芳) 수석과학자가 중국 최초로 “기초물리학 혁신상”을 받았다. 7. “해외진출” 전략으로 국제원자력협력 성과 풍성 2015년 8월 20일 중국 “화룽1호” 기술을 채택한 파키스탄 카라치원전 2호기 첫 콘크리트 타설시공 경축행사, 2015년 10월 21일 중국광핵집단(CGN)과 프랑스전력공사(EDF)는 영국 힝클리포인트(Hinkley Point) C원전 건설·운영과 관련한 “영국원자력발전프로젝트투자협의”에 서명, 2015년 11월 9일 중광핵(CGN)루마니아원자력발전공사(기획)와 루마니아 국가원자력발전공사는 “Cernavodǎ원전3/4호기프로젝트 개발·건설·운영·퇴역 양해각서”를 체결, 2015년 11월 15일 중국핵공업집단공사와 아르헨티나원자력발전공사는 아르헨티나중수로발전소 사업계약서 및 가압수형원자로발전소 프레임 계약서를 체결하였다. 8. 국가전력투자집단공사 베이징에서 설립 2015년 7월 15일, 중국전력투자집단공사(CPI)와 국가핵전기술유한공사(SNPTC)를 합병하여 국가전력투자집단공사(SPI)를 설립하였다. SPI는 화력발전, 수력발전, 원자력발전, 신에너지 자원을 동시에 보유한 중국유일의 종합에너지그룹이다. 9. 중국핵에너지전력주식유한공사(CNNP), 상하이증권거래소에 상장 2015년 6월 10일, CNNP “중국핵전”이 상하이증권거래소 A주 시장에 상장하여 중국 첫 순수원자력발전 상장사가 되었다. 10. 제11회 중국국제원자력산업전시회 베이징에서 개최 2015년 4월 22일, 중국핵에너지산업협회가 주최한 제11회 중국국제원자력산업전시회가 베이징에서 열렸다. 중국, 미국, 프랑스 등 10개 국가의 근 200개 원전기업 및 연구기관이 전시회에 참여하였다.

2016년 미리보는 중국 우주 발사

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(1) 위성 2016년 1미터급 해상도의 위성-가오펀(高分)3호와 높은 스펙트럼 카메라와 대기환경 측정 장비를 장착한 가오펀5호가 발사되어 일부 대기 오염물질을 간접적으로 측정할 예정이며 2020년에는 선진적 육지, 대기, 해양 지상 관측 시스템이 완성될 계획이다. 또한, 2018년 베이더우(北斗) 항법 위성이 “일대일로(一帶一路)” 연결 국가를 위한 초기 글로벌 서비스 능력을 형성하고 2020년에 글로벌 서비스 능력을 갖추게 될 것으로 전망된다. (2) 운반로켓 2016년 차세대 운반로켓인 대형 운반로켓 창정(長征)5호와 중형 운반로켓 창정7호가 창정11호가 선보일 계획이다. 아울러 중국운반로켓기술연구원도 15개 로켓의 연구개발, 생산 임무를 수행할 예정이다. (3) 우주선 2016년 톈궁(天宮)2호 우주실험실, 선저우(神舟)11호 유인우주선 등이 발사될 계획이다. 톈궁2호는 우주정거장의 “실험실”로써 중국 우주실험실의 대형 시스템 구축에 일조할 예정이다. 또한 2020년 전후 중국 유인 우주정거장이 완성되어 세계 유일의 운행 중인 우주정거장으로 될 것으로 예상된다. (4) 달탐사 2016년 양자과학 실험위성, 스젠(實踐)10호 귀환식 과학실험위성, 하드 X-ray 변조 망원경 위성 등 과학실험용 위성이 발사될 예정이다.

쿤밍동물연구소, 중약재 녹승마 추출물이 유방암을 억제

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최근, 중국과학원 쿤밍(昆明)동물연구소와 중국과학원 쿤밍식물연구소 연구팀은 중약재 녹승마 추출물의 삼중음성유방암에 대한 억제 작용을 발견하였다. 해당 연구 성과는 최근 국제 간행물 “치료·진단학”에 발표되었다. 삼중음성유방암은 악성 유방암 유형이며 현재 해당 질병에 대한 치료는 전통적인 화학요법 수준에 머물러서 환자가 치료를 받은 후 재발율이 높고 또한 암세포가 쉽게 전이된다. 그러므로 새로운 표적과 효과적인 약물을 개발하여 삼중음성유방암 환자의 생존율을 향상시키는 것이 절박하다. 미나리아재비과 승마속(Cimicifuga L.) 식물은 중국에서 흔히 사용하는 약재로서 그 약용 가치는 이미 “신농본초경(Shen Nong's herbal classic)”에 게재되었다. 해당 식물의 지하부 뿌리는 청열해독 작용이 있으며 민간에서 인후종통, 치통 및 부인과질환 치료에 사용되어 왔다. 최근 연구 결과, 승마에서 추출한 트리테르페노이드계 화합물은 항종양, 항말라리아, 혈지질 강하 등 면에서 생물학적 활성을 갖고 있다. 녹승마는 승마의 일종이다. 연구팀은 녹승마 추출물이 삼중음성유방암에 대한 억제 메커니즘을 발견하였다. 논문의 제1저자인 중국과학원 쿤밍동물연구소 종양생물학 연구팀의 박사과정생 쿵옌제(孔燕傑)는 녹승마 건조 과정 중에서 대량의 트리테르페노이드계 단량체 화합물을 분리·정제하여 선별한 결과, 활성 화합물 KHF16은 삼중음성유방암 세포계의 생체외 생존을 뚜렷하게 억제한다는 것을 발견하였다. 심층적 연구를 거쳐 KHF16은 삼중음성유방암 세포의 증식 및 생존 관련 신호 경로에 대한 억제를 통하여 암세포의 사멸과 주기 차단, 약제 내성 단백질의 발현량 감소를 유도하여 암세포 증식 억제 효과에 도달한다는 것을 발견하였다. 연구 과정에서 또한 녹승마 추출물 KHF16은 위암, 간암 및 골육종에도 억제 효과가 있다는 것을 발견하였다. 이는 중국의 전통적인 약용 식물 중에서 암세포 사멸 유도 단량체 성분을 분리·선별할 수 있다는 것을 보여주며 또한 새로운 항종양 약물 개발에 중요한 토대를 마련할 것으로 전망된다.

하얼빈공업대학, 유전자 “정밀” 편집 메커니즘 규명

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최근, 하얼빈공업대학교(哈爾濱工業大學) 생명대학 교수 황즈웨이(黃志偉) 연구팀은 세계 최초로 새로 발견된 유전자 편집 시스템인 CRISPR-Cpf1의 crRNA 식별 및 pre-crRNA 절단 메커니즘을 규명하여 DNA의 표적 유전자에 대한 “폐쇄”, “복원” 및 “전환” 등 정밀 조작을 진행할 수 있게 되었다. 이는 인간이 암증 등 난치성 질환 정복의 꿈을 한층 더 추진하였다. 해당 연구 논문은 2015년 4월 21일 “Nature” 잡지에 온라인으로 발표되었다. 최근 몇 년 동안 과학계는 줄곧 DNA “프로파일”에 대한 제거, 교체 등 간단한 조작을 진행할 수 있는 방법을 탐구하여 왔다. 2015년 말에 발견된 CRISPR-Cpf1 시스템은 새로운 고효율적 유전자 편집 도구이다. 그러나 해당 시스템의 작동 해석 및 최적화 실현 여부는 줄곧 미해결 문제로 되었다. 황즈웨이 연구팀은 구조 생물학과 생물화학 연구 수단을 통하여 처음으로 CRISPR-Cpf1 시스템의 핵심 작동 메커니즘을 규명하였는데 이는 세균이 어떻게 CRISPR 시스템을 통하여 바이러스 침입에 저항하는지에 관한 분자 메커니즘을 이해하는데 중요한 과학적 의미가 있다. 해당 시스템은 기존의 유전자 편집 기술에 비하여 절단 편집 메커니즘과 식별 위치가 다른 2가지 차이점을 갖고 있으므로 향후 해당 유전자 편집 시스템에 대한 최적화에 중대한 의미가 있다. Cpf1은 현재 해석한 세계에서 유일한 핵산 서열 특이성을 보유한 동시에 DNase와 RNase 활성을 보유한 뉴클레아제(nuclease)이다. 에이즈 바이러스가 인체를 감염시키는 원인은 인체 세포 중에 해당 바이러스 수용체가 존재하기 때문이다. 새로운 발견을 통하여 바이러스 수용체 유전자를 정밀하게 녹아웃시켜 바이러스가 수용체를 식별하지 못하게 하여 인간에 대한 감염을 억제할 수 있다. crRNA를 “미사일 유도 시스템”으로, Cpf1를 “탄두”로 간주하는 조건에서 CRISPR-Cpf1 시스템은 crRNA의 유도 작용으로 인간 세포 내에서 표적 DNA 기질을 절단할 수 있다. 해당 연구는 마치 대자연의 “미사일”을 “해부”하여 작동 원리를 규명함으로서 “미사일”의 정밀도를 대폭 향상시키는 효과와도 같다.

항저우사범대학, 줄기세포 노화영역에서 중요한 발견

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2016년 4월 7일, 항저우사범대학 쥐전위(鞠振宇) 교수 연구팀은 줄기세포영역 최고잡지인 “Cell Stem Cell”에 온라인판으로 “SIRT6 Controls Hematopoietic Stem Cell Homeostasis through Epigenetic Regulation of Wnt Signaling”(SIRT6이 후성유전제어 Wnt신호전달 경로를 통하여 조혈줄기세포의 안정상태를 유지)라는 제목의 연구논문을 발표하여 장수 유전자 Sirt6가 조혈줄기세포의 안정상태를 유지하는 과정에서의 중요한 작용을 규명하였다. (http://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(16)00111-9) Sirtuin는 생물체에서 광범위하게 존재하는 NAD+의존성 히스톤 탈아세틸화 효소로서 다양한 기질에 작용하여 스트레스반응, 지방산산화, 에너지대사 등 생리과정의 안정적인 상태 조절에 광범위하게 참여한다. Sirtuin 는 년령의 증가에 따라 발현 수준이 점차 낮아지며 생물 유기체와의 노화 및 노화 관련성 질병 등과 연관이 있다. 기존 연구에 의하면 Sirtuin의 과발현은 하등생물의 수명을 연장시킬 수 있으나 줄기세포의 안정상태 유지에서의 구체적인 작용 원리는 밝혀지지 않고 있다. 연구팀은 Sirtuin 패밀리인 SIRT6의 결실이 Wnt 신호전달 경로의 활성을 상향 조절하여 조혈줄기세포로 하여금 세포주기증식에 들어가게 하여 나중에 조혈줄기세포의 고갈을 초래한다는 것을 발견하였다. 반면 Wnt 신호전달 경로 억제제ICG001를 이용하여 Sirt6 유전자제거 조혈줄기세포의 지나친 증식과 고갈을 막을 수 있다. 해당 연구결과는 줄기세포 노화의 지연과 골수부전성 질병의 예방 치료에 대하여 중요한 과학적 의미가 있다. 또한 최초로 SIRT6이 후성 유전학적 측면에서 조혈줄기세포의 발달과 노화과정중의 주요 전달 경로(Wnt신호전달 경로)를 조절할 수 있다는 것을 규명하였다. 이는 SIRT6이 성체줄기세포의 안정한 상태 유지와 노화 제어에 대한 심층 이해 및 줄기세포 노화 관련 질병의 개입에 대한 탐구에 있어서 중요한 의미를 갖고 있으며 줄기세포 노화 관련 질병에 대한 연구와 개입에 새로운 잠재적 타겟과 아이디어를 제공하였으며 장수유전자 Sirt6의 생물학기능연구에 새로운 관점을 제공하였다. 해당 연구는 주요하게 국가자연과학기금 걸출청년기금프로젝트(81525010), 국가자연과학기금 중점국제협력프로젝트(81420108017), 국가자연과학기금 중점프로젝트(81130074)등의 자금지원을 받았다. 쥐전위 교수와 왕후 박사는 본 논문의 공동 교신 저자이다. 그림: Wnt 신호전달 경로는 조혈줄기세포(HSC)의 안정상태 유지에 대하여 아주 중요하다. SIRT6은 히스톤 탈아세틸화를 통하여 Wnt신호전달 경로를 비교적 낮은 수준으로 유지한다. SIRT6 제거후 Wnt 타겟 유전자 촉진제 구역의 히스톤 H3-K56부근 아세틸화 수준이 상승함으로 하여 Wnt 신호전달 경로의 전사를 촉진한다. 이로써 HSC는 세포주기 증식에 들어가게 되며 조혈줄기세포의 안정상태를 유지하게 된다.

중국과학원 미생물연구소, 지카바이러스의 핵심 단백질 결정구조 발견

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최근, 중국과학원미생물연구소 원사 가오푸(高福)와 중국과학원 베이징(北京)생명과학연구원 부연구원 스이(施一)가 이끄는 연구팀은 지카바이러스(ZIKV)에 대한 분석을 거쳐 비구조단백질1(NS1)의 분자 구조를 발견하였다. 해당 연구 성과는 비구조단백질1의 원자층 표면 영상을 제공하였다. 비구조단백질1은 뎅기열, 웨스트 나일 바이러스 등 질병의 발병 메커니즘에도 참여하였다. 관련 연구 성과는 2016년 4월 18일에 출간한 “Nature Structural & Molecular Biology”에 발표되었다. 2016년 1월까지 지카바이러스는 아메리카에서 돌발적으로 발생하여 유행되었으며 또한 세계에 전파되는 추세를 보이고 있다. 지카바이러스는 모기에 의해 전파되는 곤충매개바이러스(insect borne virus)로서 비록 해당 바이러스에 의한 감염은 일반적으로 미약한 증상을 유발하지만 이 바이러스는 신생아 소두증과 일종 보기 드문 자가면역질환 길랭-바레증후군(Guillain-Barre syndrome)을 유발하는 것으로 알려지고 있다. 현재 브라질에서 이미 4,000명의 지카바이러스 감염 임신부가 수두증 기형아를 출산하였다. 이는 세계위생조직에서 지카바이러스를 글로벌 공중 보건 비상사태로 선포한 주요 원인이다. 지카바이러스는 뎅기열, 웨스트 나일 바이러스와 같은 속의 바이러스이다. 뎅기열 바이러스 중의 비구조단백질1은 발병 메커니즘에 중요한 작용을 일으키므로 해당 단백질로 뎅기열 감염을 진단할 수 있으며 또한 해당 단백질은 항바이러스 약물 개발 권장 표적이다. 2015년 브라질에서 분리한 지카바이러스 서열을 근거로 연구팀은 X선 결정학을 적용하여 비구조단백질1의 부분적 구조를 획득하였다. 연구팀은 지카바이러스 비구조단백질1은 뎅기열 바이러스, 웨스트 나일 바이러스의 비구조단백질1과 아주 유사하지만 지카바이러스 비구조단백질1의 표면 전하 분포가 뎅기열 바이러스, 웨스트 나일 바이러스와 뚜렷하게 다른 것을 발견하였다. 해당 특성은 숙주 인자의 다양한 상호 작용과 관련된다. 향후 지카바이러스 비구조단백질1의 독특한 표면 전하 특성을 토대로 새로운 진단 도구가 개발될 것으로 전망된다.

화북평원 인위적인 대기환경 오염 심각

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중국과학원 지구환경연구소 왕거후이(王格慧) 연구원 주도 연구팀은 관중(关中)평원과 화북(华北)평원에서 높은 산인 화산(华山)과 태산(泰山)의 봄철 에어로졸 동시관측을 통해 태산지역의 황산염을 제외한 EC(원소성탄소), OC(유기탄소), 질산염、암모늄염이 화산지역의 2-10배로서 화북평원의 인위적인 오염이 심각함을 규명했다. 이 연구성과는 SCI저널 ACP(대기화학 및 물리학회지) 최신호에 실렸다. 고산지역은 주야온도차가 크고 태양복사가 강하며 습도가 높기 때문에 그 대기환경은 지표와 다르다. 고산지역 에어로졸의 물리/화학적 특성도 도시의 에어로졸과 차이가 있다. 고산지역은 해발이 높아 에어로졸이 구름층에 진입하기 쉽기 때문에 지표에 비해 구름에 대한 영향이 더욱 뚜렷하다. 이밖에 고산지역의 대부분 에어로졸은 장거리 수송과정을 거치기 때문에 대기환경의 특징을 효과적으로 반영한다. 왕거후이 연구팀은 남경(南京)시의 여름철 먼지연무사건 연구를 통해 농촌에서 밀짚을 소각하면서 알코올 글리세롤, 포도당, 시니스트럴 글루코시드(sinistral glucoside) 등 유기화합물을 대량 방출함을 발견했다. 유기화합물은 도시지역으로 확산되어 자동차 배기가스와 결합해 입자 크기가 뚜렷이 증대되어 심각한 먼지연무를 생성한다. 이 결론은 농촌의 짚 소각으로 유기오염물을 방출하여 도시지역의 심각한 먼지연무현상을 초래했음을 밝히고 있다. 이 성과는 SCI저널 <대기환경(Atmospheric Environment)>에 발표되었다.

아세안과의 환경기술 협력 강화

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중국-아세안환경보호협력센터 개소식이 5월 24일 거행되었다. 저우성센(周生贤) 환경보호부 장관은 개소식에서 중국이 아세안과 친환경기술, 청정생산, 기후변화, 생물다양성에서 협력을 강화할 예정이라고 밝혔다. 대부분 아세안국가는 개발도상국과 신흥 산업화 국가이며 지리적으로 중국과 인접해 있어 환경 분야에서 많은 공통된 도전에 직면해있다. 중국-아세안환경보호협력센터는 앞으로 ‘중국-아세안 녹색 사자(使者) 계획’ 이벤트를 펼치고 친환경기술, 환경라벨링, 청정생산에서 협력을 추진하며, 환경협력시범프로젝트를 실시하여 지역 환경능력 육성을 강화할 예정이다. 중국은 아세안과 기후변화, 유해성 유기오염물질, 유해폐기물의 불법 월경(越境) 이전, 대기오염물질 수송, 수질환경 관리에서 대화와 협력을 강화할 계획이다. 특히 생물다양성 보호분야에서 중국의 서남지역은 아세안국가, 특히 메콩강유역국가의 생태환경과 비슷하여 전도가 유망한 협력이 이루어질 것으로 기대된다. 2008년 중국은 아세안과의 무역총액이 1,927억 달러에 달해 아세안의 제3대 무역파트너로 부상했다. 2010년 아세안-중국 자유무역구가 설립되어 무역과 투자의 증가를 촉진했다.

환경보호부 2011년 예산 공개, 핵안전관리에 1억위안 투입

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최근 환경보호부에서 2011년 예산을 공개했다. □ 재정지출 예산: 19억 2,188만 4,600위안 - 기본지출: 2억 2,987만 1,000위안 - 프로젝트지출: 16억 9,201만 3,600위안 - 투입분야: 외교, 과학기술, 사회보장 및 취업, 환경보호, 주택개혁   □ 환경보호 분야 재정지출 예산: 12억 7,000만위안 - 인건비 8,630만 1,400위안 - 공공자금 6,395만 9,400위안 - 프로젝트지출: 11억 2,000만위안 (총 61개 프로젝트) □ 국가 환경 모니터링 및 정보 분야 예산: 2억 2,000만위안 ○ 자동 모니터링, 현장대조 모니터링, 분석보고, 데이터전송 시 시스템의 유지보수 보장대상: - 136개 수질자동관측소 - 759개 지표수 환경 모니터링 - 655개 중점도시 대기자동관측소 - 14개 대기환경배경관측소 - 440개 산성비관측소 - 82개 황사관측소 - 301개 연안해역 수질관측소 ○ 집중투입대상: - 환경모니터링 품질감독관리 전문프로젝트    □ 핵 및 방사선 안전 감독관리 분야 예산: 1억위안 ○ 중점투입대상: - 중국 전역 핵 및 방사선 안전 감독관리 - 중국 전역 방사선 환경 모니터링 - 중점시설 전자기 방사 모니터링 - 민간 핵안전장비 감독관리 기술지원 ○ 핵 및 방사선 안전기술 평가분야 예산: 5,000만위안 - 핵시설 안전기술 평가사업 □ 기타 예산 - 환경감독과 법집행 예산: 6,000만위안 - 국가 환경보호 계획: 3,295만위안 - 환경영향 평가: 5,000만위안 - 국제협력 및 규정준수 환경행동: 5,500만위안 - 환경오염으로 인한 건강피해 조사 및 평가: 5,185만위안 - 국가환경보호표준제도 수정: 3,650만위안 - 생물다양성보호 전문프로젝트: 3,500만위안 □ 과학기술분야 예산: 5억 7,000만위안 - 인건비: 1,784만 5,100위안 - 공공자금: 305만 5,100위안 - 프로젝트지출: 5억 5,000만위안, 그중 * ‘물 전문프로젝트’ 연구: 2억 1,700만위안 * 공공서비스분야 과학연구전문프로젝트: 2억 4,000만위안 * 대규모 보수 및 구매 전문프로젝트: 6,815만위안 * 중대과기전문프로젝트 관리비: 250만위안 * 환경보호 원격탐지 동적모니터링 정보서비스시스템 선행연구: 700만위안 □ 주택개혁 예산: 3,880만위안 - 주택적립금: 1,700만위안 - 임대료 보조금: 280만위안 - 주택구입 보조금: 1,900만위안

중국 과학자, 해양에너지 발전기술 개발

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파도의 운동에너지를 전기에너지로 전환할 경우 재난을 가져오는 사나운 파도를 효율적으로 이용할 수 있게 된다. 중국의 과학자는 저주파 공진기에 의한 주기적인 배열이 파장이 아주 긴 파도를 막을 수 있고, 파도가 플로트(float) 배열에서 역중력(negative gravity)을 나타낼 수 있음을 규명했다. 최근 후신화(胡新华) 푸단대학 재료과학부 선진재료실험실 교수 주도 연구진은 해양 파도를 완전히 막고 파도에너지를 이용하여 발전할 수 있는 연구성과를 물리학 분야 권위지인 '피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters, PRL)'에 발표했다. 이 연구성과는 해일 다발국의 재해 예방과 감소에 중요한 의미가 있으며, 앞으로 해양에너지 발전을 위해 기술을 제공할 것으로 기대된다. 연구자는 메타물질(metamaterials)의 연구방법을 파도 연구로 넓혔으며, 이론분석과 수치계산을 통해 입사파의 주파수가 공진기 주파수 부근에 접근할 때 공진기 배열이 파도를 반사한다는 결론을 도출해냈다. 또 이와 같은 강한 반사가 공진기의 파도에너지 흡수효율을 극적으로 변화시킨다는 것을 규명했다. 파도가 플로트 배열을 통과할 수 없는 것은 그 주기적인 구조가 역중력 효과를 낼 수 있기 때문이다. 파도는 대량의 에너지가 함유되어 있어 효율적으로 이용할 경우 인류를 위해 기여할 수 있다. 현재 해외 파력발전소는 단일 공진기를 적용하는 것으로, ‘흡수 피크(absorption peak)’가 하나뿐이다. 그러나 이번 연구에서 채택한 공진기 배열은 두 개의 ‘흡수 피크’가 있다. 해외 파력발전소와 이번 연구에서 채택한 흡수스펙트럼은 서로 다르다. 연구자는 ‘슬롯 튜브’라는 특수한 공진기에 대해 시뮬레이션을 진행하고, 동요 감쇠플로트와 같은 기타 공진기도 같은 효과를 지닌다고 예측했다. 특수 설계된 플로트는 파도에너지 추출에 활용될 수 있으며, 또 부분적으로 파도를 막을 수 있는 것으로, 미래 파력발전소의 핵심부품이다. 연구자는 파도가 공진기 배열에서 전파효과가 있다는 완벽한 이론을 도출해냈고 또 이를 입증했다. 이 연구성과는 파도 흡수 효과와 반사 파랑을 정확하게 측정해낼 수 있으며, 해양에너지 발전기술 연구개발비를 대폭 줄일 수 있어 중국의 해양발전소 설립을 촉진할 수 있을 것으로 전망된다.

중국과학원, 항속거리가 1,000km인 수중 글라이더 개발

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2016년 11월 19일, 중국 수중 글라이더로 사상 최장 해상작업 시간 및 최장 항속거리 기록을 세운 “하이이호(海翼號)” 수중 글라이더가 제18회 선전 첨단기술 성과 교역회에 선을 보였다. 중국과학원 선양자동화연구소가 설계 제작한 “하이이호” 수중 글라이더는 모듈화 기술로 독립적인 과학측정 로드셀을 설계하여 과학관측 임무에 맞게 각종 탐지 센서를 장착함으로써 다원화 과학연구의 수요를 만족시켰다. 주요 구동기구는 피치 조절 장치, 부력 조절 장치, 방향 제어 장치를 포함하는데 이중 방향 제어 장치는 소형 수직 방향타 제어 방식을 적용하여 다양한 복잡 해류 환경에 적응할 수 있는 우수한 방향 제어 능력을 갖추었다. 또한, 위성 통신을 통한 수중 글라이더 원격 제어 및 실시간 데이터 수신을 구현하였을 뿐만 아니라 복수 수중 글라이더의 협동 관측 작업이 가능하다. 아울러 장시간적이고 안정적이며 지속적으로 예보에 필요한 고밀도 데이터를 제공하여 해상 날씨예보 정확도가 높지 못한 문제를 해결하였다. 현재 중국이 독자 개발한 수중 글라이더의 잠항 깊이는 5,751m로 세계 최대 잠항 깊이 6,000m에 거의 접근하였다. 앞서 “하이이호”는 남중국해에서 1개월 이상 연속 작업하였고 누계로 1,000km를 넘게 운행하여 총 220여 개 관측 데이터를 확보하였다. 신형 무인 잠수정인 수중 글라이더는 피스톤 원리를 운용하여 자체 부력을 조절하며 몇 달간 지속적으로 운행할 수 있다. 최근 들어 하이브리드 추진 기술을 특징으로 하는 차세대 수중 글라이더가 국제 연구의 새로운 추세로 자리 잡았다. 차세대 수중 글라이더는 저에너지소비, 저원가, 대항속거리에 운동제어가 가능하고 투입이 간편한 등 장점뿐만 아니라 독립적인 수중 전천후 작업 능력을 갖추고 있어 해양과학 등 분야에서 중요한 역할을 한다.

베이징대, 그래핀 신소재로 화학발광 센싱 분야로 응용

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최근 베이징임업대학교 교수 리젠장(李建章)이 이끄는 연구팀은 화학발광 센싱 분야에 응용되는 그래핀 신소재의 연구에서 획기적인 성과를 거두었다. 관련 연구에 관한 논문은 국제 화학저널 ‘Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews’에 발표되었다. 그래핀은 지금까지 발견한 재료에서 가장 얇고 강도가 가장 크며 열, 전기 전도 성능이 가장 우수한 새로운 나노재료이다. 화학발광방법은 기계 설비가 간단하고 정밀도가 높으며 선형범위가 넓고 분석이 빠르며 또한 자동화 구현이 쉬운 등 장점을 보유하고 있어 생명, 환경, 식품 등 영역에서 광범위하게 응용되고 있다. 연구팀은 최신 화학발광 이론과 화학발광 연합기술의 연구 성과를 결합하여 그래핀에 기반한 화학발광 센싱시스템의 장단점 및 그 촉매, 면역, 분자각인, 에너지 이전, 전기화학센싱 등 연구에서의 최신 성과를 종합하였으며 발전과 응용에 대해 전망하였다. 연구 과정에서 연구팀은 그래핀 기반의 새로운 재료 화학발광시스템의 구축방법을 제안하였으며 화학발광 담금질(quenching)과 에너지 이전 기본원리를 서술하였고 또 그래핀 발광복합재료를 제조하여 자기조립 촉매발광, 논리 게이트 촉매발광을 생물학적 검출에 응용할 수 있는 작업 모델을 구축하였다. 해당 성과는 그래핀 응용 영역을 확장하고 또 그래핀 특성을 이용한 생물계 발광재료를 제조하는데 새로운 연구적 아이디어를 제공하였다.

전자과기대, 세계 4 번째 외골격 로봇 개발

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최근, 전자과학기술대학 연구팀은 5년간의 연구를 거쳐 착용자의 의도 감지 성능이 보다 뛰어난 외골격 로봇을 개발하였다. 로봇 착용 환자의 보행모드 계획 및 생성은 외골격 로봇의 지능제어 시스템 설계 그리고 알고리즘에 의해 결정되는데 비추어 연구팀은 인간-기계 상호작용 알고리즘이 국외에 비하여 더 선진적이고 효과적인 알고리즘 버전을 개발하였다. 이로써 중국은 미국, 이스라엘, 일본에 이어 네 번째로 외골격 로봇을 개발한 국가로 되었다. 해당 외골격 로봇은 착용자의 운동 의도를 감지하여 컴퓨터에 전송하는 한편 제어 모듈을 통해 명령을 발송한다. 그리고 전기구동 관절, 기계적 연결봉, 지능형 신발, 허리 지지 부재, 고정 부재 등으로 구성되었고 생물·기계·전자 일체화 시스템을 적용하여 관련 부품을 고속으로 작동시켜 사용자의 자유로운 행동을 보조한다. 2010년 외골격 로봇 연구 초기는 로봇이 착용자의 행동을 강제 지배하는 수준이었는데 현재의 로봇은 착용자의 행동 의도를 감지하고 능동적으로 협동하는 수준에 달하였다. 연구팀은 학제간 융합을 통해 기계 설계, 전기구동 설계, 소프트웨어 및 알고리즘을 자체적으로 개발하였으며 해당 분야의 핵심기술을 파악하였다. 외골격 로봇은 하지마비 환자의 보행 보조, 중풍·뇌성마비 환자의 재활 훈련에 응용될 뿐만 아니라 등산운동과 같은 체육운동에도 활용할 수 있다. 또한, 국방 분야에서 단일 병사의 90kg에 달하는 군장비 하중을 완화할 수 있다. 연구팀은 쓰촨(四川)성의 여러 병원과 연합하여 임상 테스트 및 응용을 추진하고 있고 의료 재활 분야에서 발목관절 또는 무릎관절과 같은 특정 부위를 대상한 모듈화 외골격 장비도 하나의 연구방향으로 계획하고 있다.

중국과학원, 40만 가우스의 정상상태 강자기장발생장치 개발

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2016년 11월 13일, 중국과학원 허페이물질과학연구원 강자기장과학센터에서 자체 개발한 강자기장발생장치가 40만 가우스의 정상상태 자기장을 생성하는데 성공하였다. 이는 세계에서 자기장 강도가 두 번째로 높은 정상상태 강자기장 발생장치로서 세계 일류 수준에 달하였다. 현재, 세계에서 제일 높은 정상상태 강자기장발생장치는 미국국가강자기장실험실에서 보유하고 있으며 그 기록은 45만 가우스이다. 강자기장은 하나의 중요한 극단적 실험 조건이며 강자기장 조건에서 물질의 구조 및 변환 과정으로 물질의 상태는 변한다. 이는 물리학, 화학, 재료학, 생물학 등 분야의 연구에 새로운 공간을 개척함과 동시에 첨단 과학기술 연구에 필요한 극단적 실험 조건을 마련한다. 해당 장치는 초전도 자석 속에 수랭식 자석을 담그는 방법으로 접합하였다. 얼마 전, 연구팀은 30만 가우스의 정상상태 자기장을 생성할 수 있는 수랭식 자석 개발에 이어 10만 가우스의 안정상태 자기장을 생성할 수 있는 저온 유효내경이 92밀리미터인 대형 고자기장 초전도 자석을 개발하였다. 2016년 11월 13일, 두 개의 자석을 접합하여 40만 가우스의 정상상태 자기장을 생성하는데 성공하였다. 해당 장치는 주로 신형 기능재료의 양자거동 연구에 사용할 예정이다.

상해광원 XAFS스테이션 유저 촉매연구에서 획기적 진전

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상해광원 XAFS스테이션 유저의 최신 연구성과 2건이 국제 유명간행물「Angew.Chem.Int.Ed.」제50권/제43기에 최신 발표되었는데, 이번 기는 마침 독일 막스플랑크학회 Friz-Haber연구소 100주년 설립을 기념하는 특별간행물이어서 더욱 주목받고 있다. 퀴놀린(Quinoline)과 그 유도체는 중요한 헤테로 화합물로서 의약, 염료, 제초제, 살균제, 부식과 침식억제제 등 중요한 정밀화학제품의 생산에 광범위하게 응용되고 있다. 복단대학 화학학부의 차오융(曹勇)과제팀은 다양한 기능성의 산화티타늄을 담지한 나노 Ir촉매를 디자인해냈고, 온화한 조건에서 방향족 니트로화합물과 알코올을 원료로 고부가가치 퀴놀린 및 그 유도체를 효율적으로 단번(원스텝)에 합성하는데 성공했다.(그림1) 반응과정에 사용된 0.05wt% Ir-TiO2촉매제는 귀금속 함량이 매우 적어서 반응과정이 더욱 경제적이지만 촉매제의 특성을 구현하기 힘든 것이 단점이다. 차오융과제팀은 상해광원 XAFS스테이션과 협력을 강화하여 X레이 흡수 정밀구조 스펙트럼을 채집 분석하였고, 금속원자와 담체간의 강한 상호작용 및 금속원자 배위수 등 구조정보를 획득하였으며, 최종적으로 금속 Ir의 서브나노상태를 확정하여 반응의 활성을 인식하기 위한 기반을 다졌다. 이러한 인식은 서브나노귀금속을 멀티스텝(Multi-step) 유기 탠덤반응과 같은 복잡한 촉매과정의 사용을 위해 새로운 구상과 중요한 참고자료를 제공하였다. 북경대학 화학분자공정학원의 마딩(馬丁)과제팀과 막스플랑크협회 Fritz-Haber연구소의 수당성(蘇黨生)연구원은 공동으로 페로센(Ferrocene)분자를 산화시켜 정전하를 띤 오니엄(Onium) 이온을 얻었는데, 오니엄(Onium) 이온과 음전하를 띤 층상 탄소재료간의 정전기상호작용 및 π-π상호작용을 통해 보다 많은 오니엄(Onium) 이온이 그라핀베이스 층상 탄소재료의 층사이에 진입하기에, 철함량이 높은 기능성 층상 탄소재료를 획득할 수 있다. 이 재료를 간단히 열처리하면 core-shell이나 core-void-shell와 같은 각이한 모양의 산화철 나노입자 기능성 그라핀 탄소재료를 획득할 수 있다. 연구팀은 상해광원의 XAFS기술을 이용해 이러한 각이한 구조의 산화철/그라핀탄소재료에 대한 연구를 통해 산화철로부터 높은 촉매산화활성을 지닌 비정질구조를 관찰하였으며, 또한 크기나 모양은 열처리 온도조절을 통해 간단하게 제어가능하다. 이 재료는 촉매제로서 알코올화합물 촉매산화반응과정에 비교적 높은 촉매성능을 나타낸다. 상해광원X선 흡수스펙트럼 스페이션(BL14W)의 탁월한 성능은 궁극적으로 고품질 흡수스펙트럼데이터 채집을 위해 결정적인 보장이 되었으며 2가지 연구사업의 추진을 위해 중요한 역할을 하였다.

신형 철베이스 초전도와이어밴드 기초연구 성과

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중국과학기술부, 북경시 과학기술위원회, 국가자연과학기금위의 지원을 받아 중국과학원 전공연구소 응용초전도중점실험실의 마옌웨이(馬衍偉)연구팀은 신형 철베이스 초전도와이어밴드의 제조 및 성능 기초연구에서 획기적 성과를 올렸다. rolling texture와 화학도핑법과 상호 결합시키는 방법으로 세계 최고의 전류 임계전송능력을 갖춘 철베이스 와이어밴드를 연구제작해냈다. 이 연구성과는 미국물리학회의 Appl. Phys. Lett.99, 242506 (2011)에 발표되었다. 이 연구방법은 공법이 간단하고 원가가 저렴하며 규모화 제조에 유리한 것이 장점이다. 연구팀은 2008년의 실용화에 유리한 분말충진가공법(Powder-in-tube, PIT)을 채택하여 세계에서 처음으로 철베이스 초전도선재를 연구제작하였다. 그후 Ag theathed tapes—도핑변성—소결 등 신공법을 이용해 튜브가 초전도 core와 쉽게 반응을 일으키고 혼합상(phase)이 많으며, 밀도가 낮은 등의 문제점을 해결하였다. 또한 고해상도 TEM과 전자에너지손실분광법으로 처음으로 122 철베이스 초전도체 결정경계에 존재하는 산소가 농축된 비정질층을 직접 관측하였고 또 형성메커니즘을 심층적으로 분석하였다. (Appl. Phys. Lett. 98, 222504 (2011)) 이 연구를 통해 철베이스 초전도체 다결정체의 임계전송전류 밀도가 낮은 문제점을 해명하였고 또한 향후 철베이스 초전도체 결정경계성능을 개선하여 전송성능을 높이기 위한 이론적 근거를 제공하였다. 이를 토대로 기계롤링방법으로 철베이스 초전도체 입자를 배열하였고 또한 화학도핑법으로 결정입자간 결합을 한층 더 높였다. 비교실험결과 rolling texture와 화학도핑법과의 상호 결합을 통해 철베이스 초전도체의 취약한 연결문제를 효과적으로 억제할 수 있으며 철베이스 초전도 밴드재의 전류수송능력을 뚜렷이 높였고 임계전송전류는 180A, 임계전류밀도는 25000A/㎠으로 세계 선두수준인 것으로 나타났다. 이는 철베이스 초전도와이어밴드 연구개발의 획기적 성과로서 강전분야에서 응용전망이 밝다. 철베이스 초전도체는 2008년초에 발견한 신형 초전도재료로서 초전도 임계온도는 55K, 임계자기장은 200테슬라이상이며, 이방성이 작고, 원료비용이 저렴한 등의 장점을 지니고 있어 고자기장 등 영역에서 응용전망이 밝다. 하지만 철베이스 초전도체는 연결이 취약하고 임계전류밀도가 낮은 문제는 철베이스 초전도체의 응용을 제약하는 결정적 요소로 작용하고 있다.

중국과기대학 8개 광양자 얽힘상태 실현

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중국과학기술대학의 궈광찬(郭光灿)원사가 이끄는 중국과학원 산하 양자정보 중점실험실 연구팀은 최근 광양자 얽힘상태 연구에서 세계 기록을 달성하여 이슈가 되고 있다. 궈광찬 원사의 제자인 리촨펑(李传锋), 황윈펑(黄运锋) 연구원은 8개 광양자 얽힘상태를 개발하여 세계 다중 광양자 얽힘상태 개발과 작업개수 기록에서 세계 최고수준을 달성하였다. 이번 연구성과는 11월 22일「Nature Communications」의 온라인판에 발표되었다. 양자얽힘상태는 각종 양자정보를 실현하는 과정에서 기초역할을 한다. 광양자는 전파방해를 대처하는 능력이 강하고 전파속도가 빠른 등의 장점을 지니고 있어 다중 광양자 얽힘상태 개발과 조종통제는 그동안 양자정보분야의 연구중점이면서 난제가 되었다. 현재 세계적으로 응용되고 있는 결정체중의 비선형공정에서 생성되는 다중 광양자 얽힘상태는 공정과정의 확률성 때문에 다중광양자 얽힘상태의 난이도는 광양자 개수가 증가되면서 기하급수적으로 증가되고 있다. 지금까지 국제학술계가 달성한 연구성과는 최고로 6개 광양자 얽힘상태인 것으로 나타났다. 연구팀은 기존의 개발된 얽힘상태 광원 개발방법을 개선하였는데, 특별 절단처리를 한 비선형 비결정체로 고휘도 더블 광양자 얽힘상태 소스를 개발하였다. 새로운 방법으로 생성된 광양자 쌍을 하나의 매우 작은 원형 반점으로 압축하여 광양자 수집효과를 극대화시켰다. 연구팀은 단일모드 광섬유 수집기술을 이용하여 광로드 안정성을 보장하기 힘든 난제를 해결하였으며, 더블 광양자의 얽힘상태 수준을 높였다. 실험결과 연구성과의 한계를 초월하였고 양자 얽힘상태의 우월성을 충분히 나타내었다. 이번 연구성과의 달성은 다중 광양자 얽힘상태의 개발과 조작 및 통제 수준을 8개 광양자 수준으로 높임으로써, 광양자 통신네트워크, 얽힘상태 기반의 양자계산 등의 양자정보과정에서 폭넓게 응용될 것으로 전망된다. 또한 양자얽힘상태의 특성과 분류 등 기초물리과제를 연구하는데에 중요한 역할을 할 것으로 전망된다.

펨토초 초고속 레이저법에 의한 초소형 은나노포러스 개발

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광학회절극한이 광학방법에 의한 나노구조의 제조를 크게 제한하고 있으나 그동안 이 분야의 과학연구개발과 노력은 줄곧 멈추지 않았다. 이러한 가운데 초고속레이저의 ‘초소형 구조의 초고속 제조’에 대한 역할은 매우 중요하다. 이에 관한 연구는 현재 주로 3가지로 분류된다. (1) 빔집결시 광자를 보조수단으로 삼음, 즉 비선형 광학효과, (2) 빔집결시 금속탐침 팁을 보조수단으로 삼음 (3) 빔집결시 원자분자를 보조수단으로 삼음. 결론적으로 보조수단으로 하는 광자, 탐침팁, 원자분자 등의 치수가 갈수록 작아지면서 제조 가능한 사이즈도 상응하게 작아지는 추세이다. 펨토초 초고속 레이저증착법은 세 번째 유형에 속하며 현재 국제적으로 연구개발이 활발히 진행되고 있으나 제조해낸 구조는 대부분이 일반적인 나노입자에 속하며 非구모양의 나노구조에 대한 보도는 매우 적다. 중국과학원 물리연구소/북경응집체물리국가실험실(준비중)의 표면물리국가중점실험실의 자오지민(趙繼民)부연구원은 표면 및 나노체계의 초고속광학연구를 통해 위의 방법으로 은나노구조를 제조하였고 개별 非구모양 나노구조를 관측하였으며 기존의 방법을 개선하여 각종 복잡한 실험조건을 변화시켜 초소형 사이즈의 은나노포러스를 제조하였다. 그는 표면물리국가중섬실험실의 멍성(孟胜)연구원과 함께 실험과정에 관찰한 초소형 은나노포러스로 형성된 미세구조나노메커니즘을 세밀하게 분석하였고 밀도범함수이론(DFT)을 바탕으로 나노포러스로 형성된 분자모형을 구축하였고 그중 코팅제 분자가 어떻게 결정적인 역할을 하는지를 밝혔으며, 선진재료구조분석실험실의 양화이신(楊槐馨)연구원, 나노물리소자실험실의 쉬훙싱(徐紅星)연구원과 긴밀한 협력을 통해 대량의 실험특징과 탐구를 진행하였는데, 제조한 나노포러스의 직경은 2.3nm,깊이는 3nm이다. 연구원은 분자크기를 변화시키는 방법으로 은나노포러스의 직경크기를 변화시키는데 성공했고 직경이 1.6nm되는 은나노포러스를 제조해내어 제출했던 물리메커니즘의 정확성을 입증하였다. 지금까지 국제적으로 기타 top-down실험방법으로 초소형 사이즈의 금속나노포러스구조를 만든 사례는 없다. 펨토초 초고속레이저와 화학코팅제 분자의 장점을 결합시켰는데, 나노포러스의 형성은 점진적 생장물리메커니즘을 바탕으로 한다. 초소형 직경의 단일 은나노포러스는 구멍이 있는 금속으로 코팅한 근접장 광학스캐닝 탐침, 고해상도 영상 코팅 마스크, 자기공명 plasmon 연구, 홀 바이오센서 등의 분야에 응용될 가능성이 있다. 이 연구는 광학방법에 의한 나노구조제조를 크게 발전시켰다.