기술동향
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“톈옌”으로 쌍성펄서계 최초로 발견

2020년 3월 27일, 중국과학원 국가천문대 박사연구생 왕린(王琳)/펑보(彭勃) 연구팀은 맨체스터대학교(The University of Manchester) Benjamin W. Stappers 연구팀 등과 공동으로 중국 톈옌(天眼)으로 불리는 직경 500미터 구면 전파망원경(FAST)으로 헤라클레스자리 구상성단(M13)에서 쌍성펄서계를 발견함과 아울러 펄서 타이밍 관측을 통해 해당 쌍성계는 1개의 펄서와 1개의 백색왜성으로 구성되었음을 입증했다. 이는 FAST에 의해 발견된 첫 쌍성펄서계이며 또한FAST에 의한 첫 펄서 타이밍 관측 연구 성과이다. 해당 성과는 "The Astrophysical Journal Letters(ApJ)"에 게재됐다. 2017년 12월부터 2019년 9월까지, 왕린 등은 FAST 초광대역 수신기로 1라운드 관측, 다중빔 수신기로 24라운드 관측 등 누계로 약 31시간 동안 관측을 수행하여 M13 에서 쌍성계에 위치한 밀리초 펄서 M13F를 발견했다, 또한 해당 성단(Star cluster) 중의 다른 1개 펄서 M13E가 식쌍성임을 입증한 한편 최초로 M13에서 M13F를 포함한 4개의 쌍성펄서계의 궤도 타원율을 측정함과 아울러 M13에서 현재까지 발견된 펄서의 세계에서 가장 좋은 타이밍 결과를 획득하였다. 이는 FAST가 구성성단에 대한 최초의 고감도 펄서 탐색 및 타이밍 결과로서 FAST의 흐릿한 미약 신호 펄서 탐사 능력을 보여줌과 아울러 구상성단 M13 중의 펄서 성질 및 분포 연구 공백을 메웠다. M13F 펄서는 두 가지 특성을 보유하고 있다. 1) 밀리초 펄서인 M13F는 밀리초 펄서이며 자전주기가 3밀리초이고 또한 M13 중에서 자전속도가 2번째로 빠른 펄서이다. 2) M13F 펄서는 쌍성계에 위치하여 있고 질량 하한이 태양 질량의 약 0.13배에 달하는 백색왜성과 상호 공전하면서 쌍성계를 형성하며 공전 주기는 1.4일이다. 해당 두 가지 특성은 주로 구상성단의 독특한 환경에 의해 초래된 것이며 향후 FAST로 M13에 대한 지속적인 장기간의 타이밍 관측을 수행하여 저밀도 구상성단 중 펄서의 진화과정을 규명할 필요성이 있다. 이번 첫 쌍성펄서계 발견을 통해 FAST는 알려지지 않은 쌍성펄서 발견 능력을 보유하고 있을 뿐만 아니라 기타 망원경에 비하여 더욱 우수하게 관측할 수 있음을 입증했다. 연구팀은 향후 지속적으로 FAST를 이용하여 더욱 많은 구상성단 펄서에 관한 연구를 수행하고 현재까지 발견하지 못한 펄서-블랙홀 쌍성 등 더욱 극한 조건의 쌍성계를 발견할 전망이다. 구상성단은 대량의 중력에 의해 구속된 항성으로 구성되고 대부분 은하헤일로에 존재하며 전파 펄서(Radio pulsar) 특히 밀리초 펄서 "생산 공장"으로 각광받고 있다. 현재 약 30개 구상성단에서 이미 157개 펄서가 발견됐는데 90% 이상이 밀리초 펄서이고 약 60%가 쌍성계에 위치하며 해당 비율은 은하원반 중의 펄서에 비하여 훨씬 높다. 이번 FAST에 의한 M13F 발견은 구상성단 펄서 샘플을 더한층 풍부히 하고 치밀한 천체 진화 연구를 추진할 전망이다. 2020년 1월, FAST는 순조롭게 국가 검수에 통과되어 오픈 운영에 돌입했으며 현재까지 "우주 등대"로 불리는 펄서를 114개 발견함과 아울러 검증했다. FAST는 펄서 시간측정 어레이, 드리프트 스캔(Drift-scan) 다학제 목표 전천탐사 등 과학관측 프로젝트를 지속적으로 가동하여 과학성과 창출 단계에 진입하고 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.

중국 첨단의료영상진단장비용 핵심부품 산업화

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2월 25일 남경풍성초전도기술유한공사(南京丰盛超導技術有限公司)는 첨단의료진단영상장비의 핵심부품인 1.5T급 초전도자석의 산업화를 실현했다. 이 회사는 외국기업의 기술독점을 타개하고 중국 최초로 초전도자석 핵심기술을 확보하였고 핵심부품의 양산화를 실현하였다고 밝혔다. 이리하여 중국은 세계에서 네 번째로 최첨단 자기공명영상촬영장비(MRI)의 국산화능력을 갖춘 국가가 되었다. 자기공명영상(MRI)기술은 임상의학에서 사용되는 가장 중요한 의학영상진단기술중 하나이다. 그동안 중국의 MRI장비의 연구개발은 0.5T(저자기장) 기술수준에 머물러서 해상도가 많이 떨어졌다. 임상진단효과가 더욱 뛰어난 초전도자석을 이용한 첨단 MRI기술은 장기간 외국기업에 의해 독점되었기에 1.5T급 이상의 MRI장비는 전부다 수입했었다. 지난 2010년에 강소성(江蘇省)과기청은 산·학·연 혁신자금프로젝트입찰 방식에 따라 중대전자의료장비 핵심기술 및 시스템을 핵심과제로 선정하여 추진했다. 2008년부터 초전도자석개발에 주력해온 풍성초전도기술유한공사는 북경대학, 강소성 인민병원과 공동으로 공모에 참여하여 낙찰되었다. 강소성과기청이 800만위안의 자금을 조달하여 과제지원을 하였다. 2010년 1월 27일 3.0T 초전도자석개발과제의 단계별 성과로서 1.5T 초전도체 자석을 개발했다. 1년이 채안되어 풍성초전도기술유한공사는 해당 연구성과를 상업화하여 향후 3.0T 등의 고급제품의 개발을 위해 기반을 탄탄하게 다져놓았다. 초전도체를 산업화하면 첨단 MRI장비의 국산화를 실현할 수 있어 그동안 고가에 수입했던 MRI장비를 저렴한 가격대에 전국에 보급시킬 수 있을 뿐 아니라 환자의 진단비용도 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 현재 첨단 MRI장비의 국산화를 추진중에 있다.

세계 최초 유인탑승용 드론 비행 개발

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2016년 1월 6일, 광저우이항스마트기술유한회사(广州亿航智能技术有限公司)는 라스베이거스에서 개막된 국제전자제품박람회(CES 2016)에서 사람을 태우고 전천후 비행을 할 수 있는 세계 최초 유인 드론 “이항(亿航, Ehang) 184”를 발표하였다. 유인 드론의 외관은 헬기와 흡사하고 조종사가 없이 완전 자율 비행을 할 수 있다. “이항 184”의 184는 1명이 탑승할 수 있고 8개의 프로펠러와 4개의 팔을 가지고 있다는 것을 의미한다. 탑승자는 드론에 설치된 태블릿에 비행계획을 입력하고 이륙 명령만 내리면 자율적으로 비행하여 목적지에 착륙한다. “Ehang 184”는 여러 세트의 독립적 비행 제어 시스템을 사용하여 자동 항법을 구현하고 비행 도중에는 여러 센서의 데이터를 실시간으로 수집하고 분석하며 비행경로를 다시 계획하여 탑승자가 가장 빠르고 안전하게 목적지에 착륙하도록 한다. “이항 184”는 높이 1.5m, 무게 200kg이고 정격하중은 100kg이며 비행 고도는 300m~500m이고 평균 비행 속도는 100km/h이다. 해당 드론은 순수 전기 구동을 사용하고 배터리 충전 시간은 2시간이며 23분간 비행할 수 있다. 또한, 뇌우 방지 처리를 하여 전천후 비행을 할 수 있다. 비행과정에서는 지휘 관제 센터의 실시간 지휘를 받으며 극단적 날씨에는 비행을 금지하도록 하였다. “이항 184”는 수직으로 이착륙하기에 활주로 등이 필요 없고 접이식으로 설계되어 항공기 및 기타 공중 교통 도구를 일상생활에서 응용하기 어려운 문제를 해결하였다. 안전 방면에서 볼 때, “Ehang 184”는 순수 전기 구동을 동력으로 하기에 엔진이 꺼지면서 조성하는 위험이 없고 모든 비행 부품에 대해 풀백업하여 임의의 부품이 고장 나도 정상적인 비행을 보장할 수 있다. 또한, 드론이 조류 등 물체와 충돌하여 일정한 손상을 초래할 때 내부 시스템은 손상 정도를 자율적으로 평가하고 비행 여부를 결정하며 긴급 상황에서 비행을 멈추고 공중 선회하여 착륙하도록 설계되어 있다. 감독 관리 방면에서 볼 때, “이항 184”는 과학 기술 분야의 새로운 영역으로서 관련 규정과 기구는 개선할 필요가 있다. 현재 광저우이항스마트기술유한회사는 전 세계의 정부기구와 긴밀히 협력하여 미래의 공중 교통 질서의 규범화 구축을 추진하고 있다. “이항 184”는 광저우이항스마트기술유한회사에서 독자적으로 연구 개발하였고 가격은 20~30만 달러로 예상하고 있다.

원격탐사 무인기 “지잉(极鹰) 2호”, 중국 남극 창청기지 상공 첫 비행

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2016년 1월 18일, 신형 원격탐사 무인기 "지잉(极鹰) 2호"가 남극 창청(长城)기지에서 첫 비행을 수행하였다. 이로써 중국 극지방 원격탐사 무인기는 북극 스발바르 제도(Svalbard Is.)와 동남극 중산(中山)기지를 포함한 3가지 다른 극지방 환경에서의 비행에 성공하였다. 베이징사범대학교(北京師範大學)에서 연구 개발한 "지잉 2호"는 리튬 배터리를 동력원으로 하며 1회에 한시간 정도 비행할 수 있고 소음과 오염이 적으며 작업 능률이 높다. 최대 비행고도는 1,500m에 달하여 대규모 면적의 원격탐사 촬영 임무를 신속하게 완성할 수 있다. "지잉 2호"는 한시간 동안의 비행에서 350여 장의 고화질 원격탐사 사진을 촬영한 후 지면에 착륙하였다. 사진은 창청기지의 본건물, 저유탱크, 부두, 컨테이너, 차량 등을 뚜렷하게 나타냈다. 또한, 펭귄섬(Penguin Island)에 대한 공중 촬영을 통하여 펭귄 섬에서 서식하고 있는 펭귄, 도둑갈매기(Skua), 흰바다제비(Snow petrel) 등 동물의 수량 및 식생 정보를 정확하게 추출하였을 뿐만 아니라 처음으로 펭귄섬 지역의 온실가스 배출량을 정확하게 평가하여 지구온난화가 극지방에 미치는 영향을 연구하는데 근거를 마련하였다. 현재 소형 고정익 무인기를 사용하여 극지방에서 원격탐사를 수행할 수 있는 국가는 미국, 일본, 노르웨이와 중국뿐이다. 이번 비행은 "지잉 2호" 무인기의 두번째 극지방 비행이다.

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.

군사의학과학원 야전수혈연구소, “인공혈액” 제조

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군사의학과학원 야전수혈연구소, 군대줄기세포재생의학 중점실험실 페이쉐타우(裴雪涛) 연구팀은 10년이란 시간을 거쳐 “인공혈액” 제조공법을 구축하였고 줄기세포기술로 “인공 적혈구(Erythrocyte)”를 성공적으로 제조하였다. 군부대위생약품감독 기구의 검측결과에 의하면, 해당 “인공 적혈구”의 헤모글로빈 함량, 산소운반능력과 삼투압 취약성(Osmotic fragility) 등은 정상적인 적혈구와 거의 일치하였다. 또한 이는 줄기세포 파생, 체외 생성 등에서 임상응용에 가장 근접한 바이오 과학기술성과이기도 하다. 그 증폭률(Amplification rate)은 10만배 이상에 달할 수 있는데 이는 과거의 어떠한 기술보다도 우수한 것으로서 대량 생산을 위해 기초를 마련하였고 중국이 줄기세포로 “인공혈액”을 제조하는 기술이 국제 일류 수준에 도달하였다.

중국공정원 연구팀, 항바이러스 면역세포 “스위치” 발견

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최근, 중국공정원 원사 차오쉐타오(曹雪濤) 연구팀은 DNA 메틸화효소 Dnmt3a가 천연 면역세포의 바이러스에 대한 감염을 고민감 상태로 유지하기에 바이러스 침입을 식별하면 뚜렷한 인터페론 생성 및 항바이러스 천연 면역반응을 일으킬 수 있다는 것을 발견하였다. 해당 연구성과는 영국 “Nature Immunology” 잡지에 발표되었다. 천연 면역세포의 “바이러스 침입” 쾌속 저항 기능을 규명하기 위해 연구팀은 먼저 천연 면역세포를 바이러스로 감염시킨 후 감염된 세포의 분자 발현 변화를 분석하였으며 DNA 메틸화에 대한 조절을 통하여 유전자 발현을 결정하는 “후성 유전 조절 분자”를 돌파점으로 선택하여 선별한 결과, DNA 메틸화효소 Dnmt3a가 천연 면역세포의 I형 인터페론 고효율적 방출을 촉진시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 다음으로 천연 면역세포의 전체 유전체 DNA를 획득한 후 단일 뉴클레오티드 수준에서 DNA 사슬의 메틸화 상황을 확정하여 “스펙트럼”을 작성하였다. 연구팀은 해당 스텍트럼을 기준으로 메커니즘 연구를 진행하였다. 차오쉐타오 연구팀은 저장대학(浙江大學) 면역연구소의 박사생 리샤(李霞), 제2군의대학교 면역연구소 의학면역학국가중점실험실의 장쳰(張遷)과 공동으로 연구를 진행한 결과, Dnmt3a는 HDAC9 원거리 말단의 프로모터 영역과 결합되어 해당 영역의 DNA 고메틸화를 유지하는 것을 통하여 해당 영역의 H3K27me3에 대하여 길항하고 근거리 말단 프로모터의 활성화형 히스톤의 수식 수준을 촉진하여 HDAC9의 고발현을 유지하며 더 나아가 고발현된 HDAC9는 확정된 메커니즘을 거쳐 I형 인터페론의 생성을 고효율적으로 유도하여 항바이러스 면역 반응을 일으킨다는 것을 발견하였다. 연구 결과, DNA 메틸화는 항바이러스 신호 전달 경로의 핵심 분자 고발현을 유지할 수 있어 천연 세포로 하여금 바이러스가 침입하면 제때에 고효율적으로 항바이러스 면역반응을 일으킬 수 있게 한다는 발견하였다. 해당 발견은 항바이러스 면역 응답의 새로운 후성 유전 메커니즘을 규명하였을 뿐만 아니라 바이러스 감염성 질병 예방 치료에 새로운 잠재적 분자 표적을 제공하였다.

퉁지대학교, 유방암 전이 재발 핵심 유전자 규명

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최근, 퉁지(同濟)대학교 생명과학·기술대학 부속둥팡(東方)병원 종양전이연구소 가오화(高華) 연구팀은 여러 기관에 유방암 전이를 촉진시키는 유전자 TM4SF1을 발견하였다. 해당 유전자의 발현에 대한 차단 및 저해는 유선종양의 전이 재발을 치료하는 주요 표적으로 될 것으로 전망된다. 관련 연구 성과는 “Cell”에 발표되었다. 대부분 종양 환자의 사망을 초래하는 가장 직접적인 원인은 종양 전이 재발이다. 종양 전이 재발은 중요한 임상 의미가 있지만 관련 연구는 아주 적다. 특히 종양이 여러 표적 기관으로 전이되는 과정에서 핵심 유전자의 존재 여부는 아직 확정되지 않았다. 가오화 연구팀은 생쥐 모델을 체내 선별 도구로 이용하여 고투과량, 전유전체 수준, 기능 관련의 유전학적 선별 플랫폼을 구축한 후 유선암, 폐암 등 종양 전이 재발과 직접 관련된 분자 및 그에 따른 세포와 분자 메커니즘을 연구하였다. 2014년, 연구팀은 정상 및 종양 줄기세포의 자가 갱신 과정에서 중요한 역할을 일으키는 TM4SF1을 발견하였다. 연구팀은 계속하여 면역조직화학 방법으로 147명의 완정한 임상 정보를 보유한 유방암 환자의 조직 미세 배열에 대한 분석을 통하여 TM4SF1 유전자가 유방암 환자 체내에서 상향 발현되면 환자의 생존기간이 뚜렷하게 줄어들고 하향 발현되면 생존기간이 뚜렷하게 연장된다는 것을 발견하였다. 컴퓨터 생물정보로 3,455명 환자의 유방암 원발 부위 및 전이 부위 종양 조직을 분석한 결과, 해당 발견과 유사하였다. 그리고 TM4SF1 유전자 발현 수준에 근거하여 유방암 환자 체내에서 발생한 종양 전이 시간을 예측할 수 있다.

중국과학원동물연구소, 생쥐 정원줄기세포의 체외 감수분열 연구에 성공

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최근, 중국과학원동물연구소 한춘성(韓春生) 연구팀은 체외에서 생쥐 정원줄기세포를 유도하여 정모세포를 형성하는 기술 시스템을 구축하였으며, 레티노산(Retinoic acid, RA)이 해당 체외 시스템의 필요충분조건이라는 것을 발견하였다. 분화 시스템에 외인성 RA를 첨가하는 동시에 정원줄기세포와 세르톨리세포(Sertoli Cells)를 공동 배양하는 조건에서 약 30%의 효율로 감수분열을 진행하고 있는 세사기 및 합사기 정모세포를 획득할 수 있다. 연구팀은 또한 RNA 시퀀싱 기술을 이용하여 대량의 RA 조절을 받고 있는 줄기세포 자가갱신 및 분화에 참여하는 유전자를 발견하였으며 더 나아가 해당 체외 기술을 이용하여 정원줄기세포 감수분열에 참여하는 새로운 유전자를 감정하였다. 이는 생체 외에서 2배체 정원줄기세포를 유도하여 1배체 정자세포를 형성하는 연구에 기초를 마련하였으며 또한 감수분열의 분자 메커니즘을 연구하는데 이상적인 체외모델을 제공하였다. 해당 연구는 Retinoic Acid Is Sufficient for the in vitro Induction of Mouse Spermatocytes라는 제목으로 2016년 6월 23일 Stem Cell Reports 잡지에 온라인으로 발표되었다. 불임증은 개인, 가정 및 사회에 막대한 장애를 가져다준다. 남성불임은 인간 불임증의 약 50%를 차지하며 다양한 유전 및 후생적 변이로 유발되는데 그 주요 증상은 생식세포 결손 및 감수분열의 시작, 완성과 1배체 발육 비정상이다. 오랫동안 정원세포 줄기세포의 체외 배양, 유전자 수식 및 분화 모델이 부족한 원인으로 정자 발생 및 남성불임의 메커니즘에 대한 연구에서 큰 성과가 없었다. 한춘성 연구팀은 줄곧 정자 발생 및 감수분열 연구를 집중적으로 진행하였으며 중국 최초로 생쥐 정원줄기세포 체외 장기적 배양, 유전자 수식 및 해당 기술 시스템을 이용하여 형질전환 생쥐를 획득할 수 있는 실험실을 구축하였다. 연구팀은 또한 FGF2와 IGF1 신호경로는 생쥐 정원줄기세포 체외 증식의 필요 요인이라는 것을 발견하였으며 성공적으로 생쥐 iPS 세포를 체외에서 40%의 효율로 유도하여 원시 생식세포를 형성하였다. 해당 성과는 이미 Cell Research(2012)22:773; Stem Cell Research(2013)12:517; Stem Cells and Development(2015)24:471등 잡지에 발표되었다.

성도생물연구소, 미생물 연료전지의 전기생산 원리 규명

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미생물 연료전지(Microbial fuel cell, MFC)는 전기를 생산하는 미생물을 양극 촉매제로 삼아 유기물 중의 화학에너지를 직접 전기에너지로 전환하는 장치로서 폐수처리와 신에너지개발 영역에서 광범위한 응용전망을 지니고 있다. 현재까지 쉬와넬라(Shewanella), 테라박터 속(Terrabacter sp.), 클렙시엘라속(Klebsiella)과 같이 전기를 생산하는 많은 미생물을 발견했으나 이들 미생물은 중성 조건에서만 전기를 생산할 수 있다. 이론적으로 알칼리성 조건은 메탄 생산을 억제할 수 있어 전력출력에 이로우며, 알칼리성 폐수는 또한 공업 폐수의 중요한 구성요소이기도 하다. 전기생산 미생물의 유기대사로 생산되는 전자를 전극으로 전달하는 방법을 찾아내는 것이 그동안 MFC 연구의 중요한 방향이었다. 따라서 알칼리성 조건에서 미생물의 전기생산 원리를 연구하는 것은 MFC의 전력출력과 알칼리성 폐수의 생물처리에 모두 중요한 의미가 있다. 중국과학원 성도생물연구소 응용 및 환경미생물센터 리따핑(李大平) 연구원 과제팀은 미생물 연료전지의 전기생산 원리 연구에서 획기적인 진전을 이룩했다. 과제팀은 오염된 환경에서 호염기성(basophilic) 균주인 Pseudomonas alcaliphila를 분리했다. 이 균주는 알칼리성 조건에서 유기물을 분해하면서 전기에너지를 생산할 수 있으며, 최적 산도(pH)는 9.5이다. 과제팀은 Pseudomonas alcaliphila가 MFC체계에서 유기대사와 함께 페나진-1-카르복실산(phenazine-1-carboxylic acid,PCA)을 생산하며, 이 매개체가 전자 셔틀의 역할을 일으켜 전자의 유기물에서 전극으로의 전달과정을 실현함을 규명했다. 이 연구성과는 생물자원공학 분야 국제학술지인 생물자원기술(Bioresource Technology)에 게재되었다.

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

싼샤댐 세계 최대 선박승강기 가동

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최근, 싼샤댐 프로젝트의 마지막 단계인 싼샤(三峽) 선박승강기는 세계 기록을 갱신하였다. 총 1만5,500톤급의 선박을 최대로 113m 높이까지 들어 올릴 수 있으며 승강기 하강 과정에는 동전이 갑판에 시종 세워져 있을만큼 높은 안정성을 보유하였다. 싼샤 선박승강기는 세계 최대규모이자 기술 및 시공 난이도가 가장 큰 선박승강기이다. 기존 세계에서 가장 큰 선박승강기는 벨기에쓰터러비(斯特勒比) 선박승강기로서 최대 승강 무게는 8,800톤이며 최대 승강 높이는 73m이다. 이에 비해 싼샤선박승강기는 승강 무게와 높이를 각각 2배 및 1/2 가까이로 향상시켰다. 싼샤 선박승강기는 래크-피니언(rack and pinion) 상승 방식을 이용하였으며 래크-피니언 상승 방식을 사용한 기존 독일 니더펀눠(尼德芬諾) 선박승강기에 비해 승강 총 중량 및 최대 승강 높이를 모두 3배 이상 향상시켰다. 싼샤 선박승강기 래크, 너트 칼럼(nut column)의 규모와 제조 난이도는 세계적 최대이며 동시에 세계 최대규모의 갑문머리 장치, 최대 체적의 선박승강챔버(ship lift chamber)와 가장 복잡한 선박승강기 컴퓨터 모니터링 시스템을 보유하고 있다. 싼샤 선박승강기는 상류 접근수로(upper approach channel), 입수정, 선박승강챔버, 방수정과 하류 접근수로로 구성되었으며 그중 선박승강챔버가 핵심 부분이다. 그 유효 크기는 120m, 너비는 18m, 정상적 수심은 3.5m이며 최대로 3,000톤급의 선박을 승강시킬 수 있다. “선박 엘리베이터”로 불리우는 싼샤 선박승강기는 약 10분 정도에 선박을 40층 높이까지 수직 상승 혹은 하강을 완성할 수 있다. 싼샤 선박승강기는 4개 구동점의 래크-피니언 메커니즘으로 동기화 구동되며, 전기 전동 시스템은 선박승강챔버의 4개 구동점 전기 동기화 제어 방식 조건에서 전체 상승과정 높이의 동기 오차를 2mm이하로 보장하며 세계 선박승강기 중 동기화 승강 정밀도가 가장 높은 선박승강기이다. 싼샤 선박승강기는 총 4,800여개의 모니터링 포인트(monitoring point)로 신호를 채집하여 선박승강기의 운행제어, 상태 모니터링, 안전보호 및 과정 관리에 활용한다. 싼샤 선박승강기 주요 공사의 토목건축과 일부 설비 설치공사는 중국거저우바(葛洲壩)그룹유한회사에서 6년 반의 시간을 거쳐 준공하였다. 토목건축 시공은 고정밀도 요구에 도달하였다. 싼샤 선박승강기 하중 탑주구조 높이는 146m이고 탑주 콘크리트 전고의 직각도 편차는 30mm 이며 단면척도 허용 편차는 -5mm~8mm 사이에 있다.

물류의 핵심 시속이 400km인 국제고속철도여객운송장비 개발 시작

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중국국가 중점연구개발계획 “선진철도교통”의 핵심 프로젝트인 “시속400km 이상의 고속여객운송장비 핵심기술”의 연구개발을 시작하였다. 본 프로젝트의 개시로 인하여 국제 고속열차의 연결운송능력, 안전보장능력 및 효율성과 종합적인 쾌적감을 한층 제고하게 된다. 동시에 최근 추진하고 있는 “일대일로” 연선 국가들을 연결·운송시키는 상호간 물류통상의 기술적 핵심주축으로 된다. 본 프로젝트는 중국중처주식유한회사(CRRC)가 주축이 되어 중국중처창커주식유한 회사(CRCC CHANGCHUN RAIL WAY VEHICLES CO., LTD)가 구체적으로 실행한다. 본 프로젝트의 중점은 “일대일로” 연선 여러 국가의 서로 다른 철로 폭, 환경, 기후 등을 만족시키는 열차의 시스템 구성, 차체, 보기대차(차량의 주행 장치를 구성하고 있는 조립체로 동요와 탈선을 방지하는 역할), 견인브레이크, 전력공급, 열차운행 제어기, 시스템운영보전 등 기술을 체계적으로 파악하고 관련 표준체계를 설립하여 유럽과 아시아를 관통하는 600mm에서 1676mm의 보기대차와 시속 400km의 국제선 고속열차의 표준을 연구하고 개발하는 것이다. 상기 열차의 1인당 에너지 소비는 시속 350km의 고속열차에 비해 10%정도, 소음은 2dB정도 줄여서 국제 최고 수준에 달하게 된다. 이를 통하여 중국 고속열차의 세계화의 전략에 따른 혁신, 자원결집, 기술전파, 산업이전과 협동혁신능력을 구비한 네트워크 플랫폼을 최초로 설립하고 중국 “일대일로” 전략의 실시와 사회경제의 발전에 중요한 전략적 의미가 있다.

중미 협력으로 초미세 백금 나노와이어 촉매제 개발 성공

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최근 후난(湖南)대와 칭화(清華)대 객원교수이자 캘리포니아대학교 로스앤젤레스 캠퍼스 화학학부 교수 돤샹펑(段鑲鋒)과 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스 재료학부 교수 황위(黃昱)가 이끄는 중국, 미국 이탈리아 과학자를 포함한 국제 과학연구팀은 톱니모양 표면의 초미세 백금 나노와이어 촉매제를 개발함으로써 연료전지 촉매제의 표면활성과 비표면적을 크게 증가시키고 또 전체 촉매활성을 50배 향상시켰다. 해당 성과는 2016년11월 18일 ‘Science’ 잡지에 온라인으로 발표되었다. 연료전지 자동차는 무공해와 고에너지 효율로 인하여 많은 관심을 받고 있으나 가격이 높은 백금을 촉매제로 하는 연료전지를 사용하기 때문에 많은 제한을 받고 있다. 백금의 촉매활성은 표면활성과 비표면적에 의해 결정된다. 기존의 연구는 대부분 백금의 화학환경을 개선하여 표면활성을 향상시키거나 또는 백금의 나노구조를 조정하는 등 기하학적 수단으로 비표면적을 향상시킨다. 하지만 양자의 겸용이 어렵다. 또한, 재료의 촉매활성은 일반적으로 표면원자구조와 관계가 있으며 재료를 작게 만들수록 화학반응에 참여하는 표면 원자가 더 많다. 그러나 재료 안정성이 떨어지고 응집현상이 많이 발생하여 표면활성 또는 비표면적의 손실을 초래하게 된다. 해당 연구는 최초로 최고의 비표면적과 표면활성을 동시에 구현하였다. 톱니모양의 초미세 나노와이어는 효과적인 전기화학 촉매제로써의 다양한 특성을 동시에 보유하였다. 톱니모양의 표면 결합 구조와 특수 화학환경은 반응 활성화 에너지를 효과적으로 감소시켜 많은 고효율적 반응 활성 사이트를 제공함으로써 표면 촉매 활성을 크게 향상시킬 수 있다. 이외, 1차원 나노와이어 구조는 초미세 나노 구조의 응집률을 감소시켜 매우 높고 안정적인 비표면적을 제공할 수 있다. 동시에 1차원 나노구조의 우수한 전기전도성 및 그 촉매제 벡터와의 다점접촉은 전기화학반응의 전자수송 과정을 최적화하여 백금 촉매제의 이용효율을 향상시킬 수 있다. 해당 성과는 연료전지 원가를 크게 감소시킬 수 있으며, 또 광범위한 응용전망이 있다. 동시에 해당 연구방법은 이와 유사한 연구에 참고적 의미를 제공하였다.

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.

희토금속과 주족원소 질소이중결합의 형성연구 진전

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특정 M=N 이중결합을 함유한 앞전이금속말단 질소카르벤화합물은 중요한 금속화합물에 속한다. 미국 캘리포니아대학 Berkeley분교의 R. G. Bergman 교수와 MIT의 R. R. Schrock교수를 비롯한 세계 유명한 금속유기화학자들은 IVB족과 VB족 금속말단 질소카르벤화합물의 연구에 주력해왔고 중요한 성과를 올렸다. 하지만 그동안 희토금속(IIIB족)말단 질소카르벤화합물에 대한 연구는 다루지 않았다. 그 이유는 IVB족과 VB족의 금속이온에 비해 희토금속이온의 d궤도에너지등급과 질소카르벤의 p궤도에너지등급과의 정합성능이 떨어져 희토금속=질소이중결합이 불안정하여 희토금속말단 질소카르벤화합물의 활성이 지나치게 강하기 때문이다. 중국과학원 상해유기화학연구소 금속유기국가중점실험실의 천야오펑(陳耀峰)과제팀은 유기배위체의 전자효과와 입체효과를 토대로 희토금속이온 하드산, 큰 이온반경과 높은 배위수의 특성이 비추어 신형의 트리덴테이트 질소배위체를 설계하여 합성하였고 희토금속 알킬화합물합성을 통해 전자효과와 입체효과특성이 뛰어나다는 점을 입증하였다.(Organometallics 2008, 27, 758) 이를 바탕으로 연구원은 해당 유형의 배위체를 이용해 Lewis알칼리성 DMAP의 배합을 거친 후 첫 번째의 희토금속 말단 질소카르벤화합물인 스칸듐말단 질소카르벤화합물를 합성하는데 성공했고(그림1,A), 이러한 화합물에 대해 x레이 결정구조의 특성화와 DFT이론계산을 거쳤다. 관련 결과는 표지문장의 형태로 Chem. Commun., 2010, 46, 4469에 발표되었다. 더 나아가 새로운 테트라덴테이트 질소배위체를 설계하였는데, Lewis산이나 알칼리를 별도로 첨가하지 않고서도 희토금속 스칸듐말단에 질소카르벤화합물을 얻을 수 있다.(그림1,B) 반응성능 연구결과, 희토금속 스칸듐말단의 질소카르벤혼합물은 셀레늄, 이산화탄소 및 Phenyl cyanide, methyl methacrylate, isocyanate, epoxy propane 등 유기 소분자를 활성화할 수 있으며, 다양한 반응성능을 나타낸다는 것을 발견하였다.(Chem. Commun., 2011, 47, 743; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 59, 7677) 이번 연구는 적합한 배위체 설계를 통해 특정 희토금속과 주족원소의 이중결합을 함유한 금속화합물을 안정적으로 합성할 수 있음을 밝혔고, 희토금속과 기타 주족원소(C,P 등) 이중결합을 함유한 금속화합물의 합성을 위한 참신한 아이디어를 제공하였으며 반응성능에 대한 연구를 통해서도 희토금속=질소 이중결합의 독특한 성질을 규명하였다.

중국 최대의 국가거대과학기술인프라 - 파쇄중성자원 착공

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10월 20일 오전 광동성 둥관시(東莞市)에서 중국 최대의 국가거대과학기술인프라에 꼽히는 파쇄중성자원의 착공식을 가졌다. 이번 착공식에는 리우이엔둥(劉延東, 여) 국무위원, 왕양(汪洋) 광동성 당서기, 바이춘리(白春禮) 중국과학원 원장을 비롯한 관계인사가 참가했다. 리우이엔둥은 거대과학기술인프라는 국가의 종합과학기술실력을 구현하는 중요한 표지이며 국가혁신능력을 강화하고 국제과학기술경쟁에 참여하는 중요한 뒷받침으로서 과학기술의 전반적인 수준향상과 혁신형 국가건설에 있어서 중요한 의의를 지닌다면서, 이러한 배경에서 중국정부가 파쇄중성자원을 건설하는 것은 세계의 과학기술발전추세에 부응하고 거대과학기술인프라를 구축하여 과기기반능력을 높이기 위한 전략적 조치라고 강조했다. 바이춘리는 2011년은 12차5개년계획 추진의 원년이며, 중국과학원의 ‘지식혁신공정2020’ 실시의 첫해이며, 또한 파쇄중성자원공정건설의 중요한 시점인 만큼 중국과학원과 광동성과 공동 투자하여 건설하게 되는 파쇄중성자원공정은 개발도상국의 첫 번째 파쇄중성자원이 될 것이며, 세계 4대 펄스형 파쇄중성자원의 반열에 들어갈 것이라고 전망했다. 광동성 둥관시 다랑진(大朗鎭)에 위치한 파쇄중성자원프로그램은 지난 2007년 2월 중국과학원과 광동성이 공동 체결한 「중국과학원, 광동성인민정부의 중국 파쇄중성자원프로그램 및 광동성 둥관시 파쇄중성자원 국가실험실 건설에 관한 협력비망록」에 근거해, 총 16억7천만위안을 투자하여 2018년에 준공될 예정이다. 건설기관은 중국과학원 고에너지물리연구소이며, 중국과학원 물리연구소가 건설에 참여하게 된다. 이 프로그램을 건설하는데 초청한 전문가는 무려 600명에 달한다. 중성자는 투과능력이 강하여 물질의 미시구조를 탐구하는 중요한 수단이 되고 있다. 파쇄중성자원은 물질, 생명, 재료, 자원환경과 선진에너지 등 분야의 선행기초연구, 첨단기술개발 및 전략적 신흥산업을 육성하고 발전시키는데 필수불가결한 연구수단과 강력한 연구기반역할을 할 것으로 전망된다. ■ 파쇄중성자원 배경자료 ☞ 현재 가동중인 전 세계의 펄스형 파쇄중성자원 현재 전 세계적으로 가동중인 펄스형 파쇄중성자원은 영국의 ISIS, 미국의 SNS와 일본의 J-PARC을 꼽을 수 있다. 영국 Rutherford실험실의 ISIS는 8*1015cm-2s-1의 펄스형 중성자를 생성하는데, 그 펄스형 중성자선속은 선속이 최고수준인 원자로보다 에너지등급이 1개단위 높은 수준이다. ISIS는 양성자가속기빔의 출력을 160kW에서 240kW로 높였고 현재 두 번째 타깃스테이션을 건설중에 있다. 미국에서 오크리지국립연구소의 주도로 6대 에너지부 산하의 국립연구소가 공동으로 건설한 빔 출력이 1.4MW의 파쇄중성자원 SNS의 경우, 펄스형 중성자선속은 1017cm-2s-1에 달하며 투자규모는 14억달러이다. 일본원자력연구소와 고에너지가속기 연구기관이 총 18억달러를 들여 건설한 양성자가속기공동연구설비 J-PARC의 경우, 그중 1대의 3GeV RCS로 설계 빔출력이 1MW에 달하는 양성자빔을 파쇄중성자원을 구동하는데 제공된다. ☞ 중국 파쇄중성자원의 시스템구성 중국의 파쇄중성자원프로그램은 주로 1대의 80MeV 수소음이온직선가속기, 1대의 1.6GeV 고속순환 양성자 동기가속기, 2라인의 빔수송라인, 1개의 타깃스테이션, 3개의 분광계 및 상응한 부대시설과 공정이 포함된다. 중국파쇄중성자원시스템구성 표시도. 이온원에서 생성된 수소음이온빔은 RFQ (Radio Frequency Quadrupole) 을 통해 bunching과 가속된 다음 DTL(Drift-Tube-Linacs)로 빔에너지를 80MeV로 한층 더 높이며 수소음이온을 박리한 후 RCS(rapid cycling synchrotron)에 주입시켜 빔에너지를 1.6GeV로 끌어올린다. RCS로부터 방출된 고에너지 양성자빔흐름은 전송라인을 거친 후 텅스텐타깃을 쏘면 타깃에서 생성된 파쇄중성자는 다시 중성자유도관을 거쳐 분광계로 들어가 주요 고객기관이 실험연구하는데 공급된다. ☞ 파쇄중성자원의 주요 고객 현재 확정된 고객기관들로는 중국과학원 산하 9개 연구소의 70여개 연구팀, 22개 대학과 중국원자력과학연구원, 중국공정물리연구원 등 연구기관의 30여개 연구팀이 있다. 중성자산란은 기초과학연구와 응용기초과학연구외에도 공정과 공업분야의 응용수요도 매우 크다. 중국은 응집체물리, 화학, 재료, 생물과학, 중합체와 소프트물질, 지구과학, 기계가공공업, 핵물리, 양성자영상과 의학응용 분야에서 탄탄한 연구진과 연구기반을 갖추고 있는데, 이는 모두 CSNS의 잠재 고객이다.

국가나노과학센터 나노입자 자기조립 공동연구 중요성과

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무기나노입자의 제어가능한 자기조립은 거시적 척도에서 실제로 응용되는 가장 효과적인 루트이다. 국가나노과학센터 나노재료연구실의 탕즈융(唐智勇)연구팀은 2년만에 무기나노입자 조립의 제어가능성 제조와 기능성 조절제어를 중심으로 연구를 추진해왔다. 전단계 연구를 바탕으로(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2886-2888; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6006-6013; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8202-8206; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1593-1596; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5860-5864; Nano Lett. 2011, 11, 3174-3183; J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/ja205712a; Angew. Chem. Int. Ed. anie.201103762), 미국 미시간대학의 Kotov교수, Glotzer교수와 공동으로 다중분산(20-30%) 무기나노입자의 용액중의 제어가능한 자기조립에 성공하였다. 실험과 이론모의결과, 나노입자는 자체의 쿨롱척력(Coulomb repulsion)과 반데르발스힘(Van der Waals attraction)의 평형을 이용해 자가제한조립과정을 통해 독특한 ‘Core - shell’구조를 형성하며 고도의 단일분산성(7-9%) 수퍼 나노입자를 자발적으로 형성한다. 이러한 자가제한조립은 다양한 반도체재료(카드뮴 셀레나이트, 카드뮴 황화물, 아연 셀레나이트와 PbS 등)의 용액중의 제어가능한 조립에 적용되며, 또한 등방성 혹은 이방성 금/반도체 코어/쉘구조에도 응용된다. 이밖에 이 연구성과는 단일분산성 바이러스 등 생물체계와 중합체 등 유기 대분자 수퍼구조의 형성을 이해하는데 지도적 의의를 지닌다. 관련 연구결과는 Nature Nanotechnology(2011, 6, 580-587)에 발표되었다.

제5기 국가중점기초연구개발계획 전문가자문팀 결성

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중국정부는 국가기초연구개발사업을 강화하기 위해 차기의 국가기초연구개발계획(973계획) 전문가자문팀을 새로이 결성했다. 9월 16일 제5기 국가중점기초연구개발계획 전문가자문팀을 결성하는 회의를 개최했다. 이번에 결성된 전문가자문팀은 47명의 과학자로 구성되는데, 저우광조(周光召) 중국과협 명예주석이 명예팀장을, 제11기 쉬관화(徐冠華) 전국정협 敎科文衛體위원회 주임이 팀장을 맡고, 천쟈얼(陳佳洱), 린취엔(林泉), 주다오번(朱道本)이 각각 부팀장을 맡았다. 973계획은 국가의 중대한 전략수요를 겨냥한 기초연구개발계획으로, 설립초기부터 고차원적인 전문가자문팀을 결성하였다. 전문가자문팀의 주요 직책은 973계획의 발전전략을 연구·기획하고 973계획 조직실시과정의 중요문제에 대한 의견과 제안을 하며, 973계획의 연도보고지침에 대한 건의를 제출하고, 입안과제에 대한 종합자문과 종료과제에 대한 평가심사를 하며, 973계획 과제의 중대한 조정에 대한 의견과 건의를 제출한다. 973계획은 10년 남짓이 추진해왔고, 과제경비는 초기의 3억위안이던데서 올해에는 35억위안으로 증가되었다. 중점지원분야도 초기의 6개에서 현재의 농업과학, 에너지과학, 정보과학, 자원환경과학, 건강과학, 재료과학, 제조·공정과학, 종합교차과학, 중대과학프론티어 등 9개 영역으로 늘였다. 그밖에 863계획, 지원계획, 국가중대전문과제 등과의 연계를 강화하기 위해 대형국유기업에서 전문가 6명을 파견하였다. 또한 홍콩과의 과학기술교류와 협력을 강화하기 위해 처음으로 홍콩의 과학자를 전문가자문팀의 구성원으로 초청했다. 중국은 10년동안 973계획을 추진하면서 경제와 사회 발전을 선도하는 역할을 강화하였고, 장기적인 기술축적과 학제간 융·복합을 통해 유인우주선, 청장철도, 남수북조와 같은 대형공정을 추진하였으며, 식량안전, 기후변화, 자원부족, 생태취약 등의 발전을 제약하는 병목문제를 해결하기 위해 과학적 기반을 다졌다. 고온초전도, 양자통신, 유도 다기능성 줄기세포와 같은 973계획의 부분 연구성과는 국제적으로 중요한 영향을 미쳤으며, 중국의 기초연구실력을 전 세계에 알렸다. 제5기 973계획 전문가자문팀의 주요 역할은 다음과 같다. 장기적인 발전에 입각하여 계획방향을 파악하고 탑레벨설계를 강화하여 국가 중대전략수요에 초점을 맞추고 과학목표지향을 더욱 강화하며 우수 연구진의 육성을 강화하며 국가의 경제와 사회발전을 제약하는 핵심과학문제 해결에 주력하여 중국의 기초연구사업의 발전을 위해 기여한다. 완강(萬鋼) 전국정협 부주석겸 과기부 부장, 왕웨이중(王偉中) 과기부 부부장, 저우광조, 쉬관화, 그리고 재정부, 교육부, 중국과학원, 자연과학기금위원회 등 부처의 관계자와 제4기, 제5기 973계획 전문가자문팀 팀원들이 이번 회의에 참석했다.