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중국과학원 선전(深圳)선진기술연구원 선진통합기술연구소 기능성박막재료연구센터 탕융빙(唐永炳) 연구팀과 생물의약기술연구소 인체조직·기관퇴행성연구센터 자오잉(趙穎) 연구팀은 공동으로 자가세정, 항균, 항생물부착, 내마모 및 내부식 특성을 보유한 신형 생체모방 멀티레벨 다이아몬드 기능막을 개발해 의료 방호 및 해양기기 오염방지에 해결방안을 제공하였다. 해당 성과는 “Robust Biomimetic Hierarchical Diamond Architecture with Self-cleaning, Antibacterial and Antibiofouling Surface”란 제목으로 “ACS Applied Materials & Interfaces”에 온라인으로 게재되었다.
미생물은 공공장소, 의료기계 및 해양 정밀기기에 부착해 세균 감염, 의료기계 고장, 해양기기 성능저하를 초래한다. 미생물의 부착을 억제하면 전염병의 전파를 차단할 수 있지만 기존 폴리머 등 항부착재료의 미흡한 기계적 성능, 낮은 화학적 안정성 등 결함으로 인해 항균 항생물부착의 내구성에 영향을 미친다. 다이아몬드는 내마모, 내부식, 생체적합성 등 장점이 있어 신형 항부착재료로 거듭날 전망이다.
연구팀은 다이아몬드 박막 제조 관련 선행 연구에 기반하고 자체적으로 개발한 단계적 결정이식(seeding) 기상증착법을 통해 식물 잎사귀 생체모방 구조를 보유한 초소수성(superhydrophobic) 마이크로나노급 다이아몬드 기능막을 성공적으로 구축하였다. 해당 기능막은 연꽃잎처럼 진흙탕에서도 깨끗함을 유지할 수 있는 자가세정, 항부착 기능을 구현함과 아울러 매우 높은 기계적 성능 및 화학적 안정성을 부여하였다. 생체모방 다이아몬드 박막은 비코팅 티타늄합금에 비해 대장균 부착을 99% 억제하며 해양환경에서 무도금막 티타늄합금 및 석영유리에 비해 녹조 부착을 95% 이상 감소시킨다. 이외 내마모 성능은 무도금막 티타늄합금의 20배 이상에 달한다. 해당 박막을 부식성 액체에 담구어 1개월 지난 후에도 물리화학적 성질은 변화하지 않으며 항균성도 그대로 유지한다.
현재 동 방법으로 티타늄합금, 실리콘, 석영유리 및 세라믹 등을 포함한 다양한 복잡 형태 상업용 생체모방 모재에서 생체모방 다이아몬드 박막 제조를 구현할 수 있다. 해당 박막은 항균 항생물부착 재료로서 첨단 의료장치 및 해양 정밀기기 분야에의 응용전망이 밝다.

저장(浙江)대학교 농업생물기술대학 판룽장(樊龙江) 연구팀은 일본 연구팀과 공동으로 5년간 연구를 거쳐 최초로 게놈에 클러스터로 배열된 관련 유전자가 논벼가 돌피에 대항하는 “생화학적 무기”인 왕겨(Rice hulls)의 핵심임을 규명하였다. 해당 유전자 클러스팅 진화 사건은 수렴 진화(convergent evolution)를 통해 식물계에서 이미 독립적으로 여러 차례 발생했음을 입증했다. 해당 성과는 “PNAS”에 게재되었다.
논벼 재배에서 돌피를 위주로 하는 논밭 잡초를 제거하기 위해 흔히 제초제를 사용한다. 그러나 해당 방법으로는 농약 잔여물이 남아 있고 토양을 오염시키며 생산 비용이 증가된다. 외력을 빌리는 것 외에 논벼 자체도 진화를 거쳐 방어성 이차대사산물-왕겨를 생성하여 근계를 통해 분비함으로써 주변의 돌피 등 식물의 성장을 억제한다. 왕겨의 성장 메커니즘 연구는 향후 논벼 육종을 위한 중요한 가치가 있다.
연구진은 시퀀싱된 100여 개 식물 게놈 서열에 대한 대규모 분석을 통해 현재 식물계에서 논벼, 대회선(Hypnum plumaeforme) 및 돌피만이 왕겨 유전자 클러스터를 진화시킴을 발견했다. 일부 식물도 왕겨 합성 관련 핵심 유전자를 진화시켰지만 게놈에 밀접하게 클러스터로 배열되지 않았기 때문에 왕겨를 합성할 수 없다. 유전자 클러스터는 진화에서 선택 우위를 점하고 외래 영향을 방어하며 유전자 클러스팅은 왕겨를 합성하는 필요한 조건이다.

중국과학원 생물물리연구소 리샤(李俠) 연구팀은 세포 분자 이미징 및 전자현미경 관찰을 결합해 캡시드(capsid) 보유 HIV-1 바이러스 핵심(core)이 세포핵에 진입하는 경로를 발견하였다. 관련 논문은 “HIV-1 viral cores enter the nucleus collectively through the nuclear endocytosis-like pathway”란 제목으로 “Science China-Life Sciences”에 온라인으로 게재되었다.
기존 이론에 의하면 HIV-1는 세포에 진입한 후 세포질에서 역전사 및 탈각을 발생해 방출된 유전체는 핵공을 통해 핵에 진입한 다음 염색체 통합을 발생한다. 하지만 최근 연구에서 세포핵에도 바이러스 캡시드가 존재하며 또한 통합부위(integration site) 선택, 면역 회피 등 기능을 발휘함이 발견되었다. 최신 보고에 의하면 바이러스가 염색체 통합부위 근처에서 탈각을 완성함이 입증되었다. 캡시드 보유 바이러스 핵심의 크기가 세포 핵공에 비해 훨씬 커 그 핵막 통과 방식에 관심이 집중되고 있다.
이에 비추어 연구팀은 바이러스와 세포의 상호작용 동적 추적관찰을 위해 바이러스와 세포의 다양한 성분에 대한 차별화 복합 형광 표지를 구현하였다. 연구 결과, 바이러스 입자는 세포 진입 후 미세소관을 따라 운동하면서 핵막 외측의 미세소관형성중심(microtubule-organizing center, MTOC) 근처에 모여 인근 핵막의 함몰을 유발하였고 뒤이어 함몰된 공간에 진입하였다. ESCRT-III 시스템의 관여 하에 변형 핵막은 복원되기 시작하였는데 함몰 가장자리 양끝으로부터 생성된 새 핵막은 중간으로 뻗어 핵막 낭포 구조를 형성해 바이러스 입자를 감쌌다. 최종 낭포 내측 막의 파열로 바이러스 입자가 방출되어 핵으로의 진입을 완성한다. 바이러스는 미세소관을 따라 운동하면서 세포핵으로 모이므로 미세소관 억제제 간섭을 통해 상기 현상을 없앨 수 있다. 해당 현상은 외인성 물질의 세포내 이입 방식과 유사하기에 유사 핵내 이입 경로(nuclear endocytosis-like pathway)라 지칭한다. 동 연구는 외피 보유 HIV-1 바이러스 핵심의 세포핵 진입 메커니즘을 규명함으로써 세포 중 HIV-1 운명의 다양함을 보여주었고 HIV-1 세포 감염 관련 기존 지식을 보완하였다.

과학기술부 및 교육부는 「대학교 전문화 기술이전기관 구축을 가속 추진할데 관한 실시 의견」을 제정했다. 대학교 기술이전기관 구축은 국가 기술 이전 시스템의 중요한 조성 부분이다.「중공중앙 국무원의 보다 완벽한 시장을 통한 생산요소 분배 체제 시스템 구축에 관한 의견」과 「국가 기술 이전 시스템 구축 방안」의 요구를 관철하여 실행하고, 대학교 과학기술 성과의 이전 및 사업화 능력을 심층 향상시키기 위하여 대학교 기술이전기관의 고품질 구축과 전문화 발전에 관해 다음과 같이 제안한다.
1. 전반적 요구
(1) 지도 사상
시진핑(习近平) 신시대 중국특색사회주의 사상에 따라 제19차 중국공산당 전국대표대회(十九大)와 19기 2중전회, 3중전회, 4중전회의 정신을 전면적으로 관철하여 실행하고, 신발전 이념을 견지하며, 혁신 주도 발전 전략을 심층 실시하고, 혁신으로 과학기술 성과 사업화 시스템을 촉진하며, 기술이전기관의 구축 발전을 돌파구로 대학교 과학기술 성과 사업화 체계를 개선하고, 대학교 과학기술 성과 이전 및 사업화 능력 구축을 강화하며 과학기술 성과의 높은 수준 혁신과 고효율적 사업화를 촉진하고 “쌍일류(双一流)” 건설을 가속화하며 대학교의 사회 경제 발전을 위한 서비스 능력을 향상시켜 고품질 발전을 위한 과학기술 지원을 제공한다.
(2) 주요 목표.
“14차 5개년 계획” 기간에, 전국적으로 혁신 능력이 강하고 과학기술 성과가 많은 대학교는 보편적으로 기술이전기관을 구축하고 체제 메커니즘을 잘 이행하여 효과적으로 운영하고 그 역할을 수행했다. 대학교 과학기술 성과 이전 및 사업화 능력을 뚜렷하게 증강하고 기술 교역액을 대폭 상승시키며 대학교 성과 이전 및 사업화 시스템을 기본적으로 완성한다. 약 100개의 시범성, 전문화의 국가기술이전센터를 육성 구축한다.
2. 주요 임무
(1) 기술이전기관 구축
대학교 전문화 기술이전기관(이하 기술이전기관)은 대학교의 과학기술 성과 이전 및 사업화 활동을 위하여 전체 사슬, 종합적 서비스를 제공하는 전문 기관이다. 본교 편제를 증가하지 않는 전제 하에서 대학교는 기술 이전 사무소, 기술 이전 센터 등 내설 기관을 설립하거나 지방, 기업과 공동으로 기술 개발, 기술 이전, 파일럿 시험 성숙화 독립 기관을 설립할 수 있고 대학교 전액출자 기술 이전 회사, 지식재산권 관리회사 등 방식으로 기술이전기관을 설립할 수 있다.
(2) 성과 사업화 기능을 명확히 한다.
국가 과학기술 성과 사업화 소유권 관련 법률과 정책을 준수하는 전제 하에, 대학교는 기술이전기관에 과학기술 성과(지식재산권 포함)를 관리 및 사업화(양도, 라이센싱, 가치평가 투자)할 권리를 부여하고, 기술이전기관이 대학교와 연구자를 대표하여 수요 측과 과학기술 성과 이전 및 사업화 협상을 진행할 권리를 부여한다. 대학교는 관련 제도에 대학교, 연구자, 기술이전기관 각 자의 권리, 의무 및 책임을 제정하거나 협의서를 통해 약정하며 서비스 품질, 사업화 실적에 따라 기술이전기관의 소득 분배 방법 및 비율을 결정한다. 대학교는 사회 기술이전기관을 초빙하여 과학기술 성과 이전 및 사업화 업무 협조를 의뢰할 수 있다.
(3) 전문가 팀 구축
기술이전기관은 높은 수준의 전문가 팀을 구축한다. 그중, 전문 교육을 받은 기술 관리자, 기술 중개인 비율은 70% 이상 차지하고 기술 개발, 법률 재무, 기업 관리, 비즈니스 협상 등 분야의 복합적 전문 지식과 서비스 능력을 갖추어야 한다. 대학교는 전문 기술이전기관의 팀 선발, 채용 등 업무를 지원하고 자격을 갖춘 대학교는 과학기술 성과 이전 및 사업화와 관련된 학과를 개설하고 기술 이전 전공 학력 교육을 전개하며 기술 이전 고급 인력 양성을 가속화해야 한다.
(4) 기관의 운영 체제 완비
기술이전기관은 시장 중심의 운영 체제와 표준화 관리 규범을 제정하고 기술 이전 전체 프로세스의 관리 표준과 내부 리스크 예방 및 통제 제도를 구축하며 내부 위험 예방 및 제어의 전체 프로세스에 대한 관리 표준을 수립하고, 품질관리시스템의 구축을 지원한다. 대학교는 기술이전기관의 실적 평가 방법을 수립하고 법과 규정에 따라 기술이전기관의 성과 이전 및 사업화를 통한 서비스 수익을 확정한다. 기술 이전 종사자에 대한 평가 및 인센티브 체제를 설립하고 승진 및 직함 심사를 위한 통로를 원활하게 한다. 과학기술 성과 가치평가 투자의 인센티브 비율은 각 당사자가 협의하여 결정한다.
(5) 전문 서비스 기능 향상
기술이전기관은 정책 및 법규 적용, 첨단 기술 판단, 지식재산권 관리, 과학기술 성과 평가, 시장 조사 분석, 법적 계약 협상 등 기본 기능을 보유하고 개념 검증, 과학기술 금융, 기업 관리, 파일럿 시험 성숙화 등 서비스 능력을 점차 형성해야 한다. 전문 기술이전기관이 연구팀의 개발 활동 초기 단계에 개입하고 연구 인력과 지식재산권 관리, 활용 및 성과 이전 및 사업화를 위한 전면적이고 완벽한 서비스를 제공하도록 지원한다.
(6) 관리감독 강화
대학교는 과학기술 성과 이전 및 사업화, 지식재산권 관리 등 업무의 통일된 지도를 강화한다. 성과 이전 및 사업화 관리 방법을 제정하고 성과 이전 및 사업화 전체 사슬의 관리 시스템과 규범 프로세스를 합리화하며 직무에 따른 과학기술 성과 공개 제도, 특허 출원 사전 평가제도 및 사업화 공시 제도를 완비하고 사업화 응용할 과학기술 성과의 평가 시스템을 완비하며 내부 리스크 예방 및 감독 제도를 구축하고 성과 사업화 직책 및 면책 관련 규정을 실행해야 한다.
3. 실행 보장 강화
(1) 작업 시스템 개선
과학기술부와 교육부는 공동 실행 시스템을 구축하고 관련 부서와 지방 과학기술 부서, 교육부서와 회동하여 정책 지침과 인센티브 지원을 강화하고 전문 기술이전기관의 설립을 추진한다. 각 대학교는 과학기술 성과 사업화 업무를 고도로 중시하고 이를 대학교의 과학기술 혁신을 통해 사회 경제 발전에 서비스를 제공하는 중요한 조치로 하고 “쌍일류” 건설을 가속화하며 대학교 교육의 의미 있는 발전을 실현하는 중요한 내용으로 하여 지원 강도를 증가하고 운영 체제를 완비해야 한다.
(2) 시행 시범 조직
과학기술부와 교육부는 기존에 확정한 국가기술이전기관, 대학교 과학기술 성과 사업화 및 기술 이전 기지를 기반으로 경험을 총화하고 요구 사항을 개선한다. 체제 시스템이 혁신적이고 성과 사업화 성과가 뛰어난 대학교를 선출하여 전문화 국가기술이전센터의 구축을 시행하고 시범 역할을 수행하며 대학교 기술이전기관의 전문화 수준의 전반적인 향상을 지도하고 추진한다.
(3) 인센티브 지원 정책 개선
과학기술부는 대학교 기술이전기관이 국가자주혁신시범구, 고신기술개발구, 성과 이전 및 사업화 시범구와 협력 체제를 구축하여 수요 지향적인 “맞춤형” 과학기술 성과 사업화 서비스를 전개하도록 지원한다. 교육부는 과학기술 성과이전기관이 과학기술 성과 사업화를 촉진한 실적을 일류 대학과 일류 학과 건설 모니터링 및 실적 평가에 넣어 과학기술 평가의 중요한 지표로 한다. 자격을 갖춘 기술이전기관이 과학기술 계약 인정 서비스를 전개하도록 지원한다. 대학교 기술이전기관가 엔젤 투자, 벤처 캐피탈 펀드 및 상업 은행과 협력하여 과학기술 성과 사업화 프로젝트를 위한 다양한 과학기술 금융 서비스를 제공하도록 지원한다.
(4) 통계 모니터링 및 실적 평가 전개
과학기술부와 교육부는 대학교 과학기술 성과 사업화에 대한 통계 분석을 심층 강화하고 대학교 과학기술 성과 이전 및 사업화 통계 지표 시스템을 국제표준에 부합되도록 점차 완비하고 매년 대학교 과학기술 성과 사업화 관련 데이터를 공포한다. 과학기술부와 교육부는 제3자의 기관을 조직하여 시범에 포함된 대학교 기술이전기관에 대한 실적 평가를 진행하고 동적 조정 시스템을 구축한다. 대학교 과학기술 성과 이전 및 사업화 사례에 대한 홍보를 전개하고 제때에 새로운 경험, 새로운 모델을 총화하여 보급하며 기술이전기관 구축 효과가 뚜렷한 대학교와 개인에 대한 표창을 진행한다.

지난 2019년, 중국 과학기술계는 혁신 주도형 발전 전략을 철저히 이행하고 연구 개발 능력을 강화하였으며 과학기술 성과의 사업화 응용을 가속화하였다. 주요 지표가 꾸준히 향상되었다. 2019년 전사회 연구개발 지출은 2.17조 위안(한화 약 370조 4108억 원)으로 GDP의 2.19%를 차지했고, 과학기술 진보의 기여율은 59.5%에 달했다. 세계지식재산권기구(WIPO)의 평가에 따르면 중국의 혁신 지수는 세계 14위를 기록한다. 전반적인 혁신 능력도 크게 향상되었으며 혁신 국가 건설에서 새로운 진전을 이루었다,
1) 기초 연구와 핵심 기술 연구에서 획기적 성과 달성
기초 지원 역량을 강화하고 “0에서 1로”의 독창적 혁신을 돌출하였으며 수학, 물리 등 기초 학과 구축을 강화했다. 과학기술 혁신 2030 중대 프로젝트, 국가중점개발계획 등의 실시를 통해 프런티어 기술과 핵심 기술 공략을 강화하여 일련의 혁신 성과를 배출했다. 최초로 3차원 양자 홀 효과를 관측하였고, 창어(嫦娥) 4호가 성공적으로 달 뒷면에 착륙하였으며 시속 600Km의 고속 자기부상 시험 열차가 조립을 마쳤다.
2) 과학기술 혁신으로 고품질 발전에 새로운 원동력 추가
과학기술 중대 프로젝트를 통해 지속적으로 기술적 어려움을 극복하고 전략적 신흥 산업 육성에서 중요한 역할을 발휘했다. 집적회로는 14나노 공법 산업화를 달성했고 5G 개발 응용과 산업화가 전면적으로 추진되었다. 국가자주혁신시범구(自创区)와 첨단기술개발구(高新区)는 고신기술 산업을 육성하는 핵심 매개체로 되었다. 169개 고신기술개발구의 총 생산액은 12조 위안(한화 약 2000조 6,988억 원)에 달하며 경제 총량은 전국의 10분의 1 이상을 차지한다. 전국의 첨단 기술 기업은 22.5만 개에 달하고 과학기술형 중소기업은 15.1만 개 이상이다.
3) 기술 혁신은 실생활에 더 접하고 민생 복지를 지속적으로 향상
과학기술을 통한 농촌 진흥 효과가 뚜렷하고 수십만 명의 과학기술자가 이끄는 1.15만 개의 기업을 설립하였다. 중대 질병 예방 및 치료를 위한 과학기술 공략을 추진하고 18개의 국가임상의학연구센터를 새로 설립했다. 징진지(京津冀) 중점 지역 대기 오염 공동 통제를 심층 추진하여 푸른 하늘 보위전을 지원했다.
4) 과학기술 체제 개혁 및 혁신 생태 건설 가속화
과학기술 체제 개혁을 전면 추진하고 기초적 과학기술 시스템을 구축하였으며 과학기술, 금융, 산업과 성과 사업화의 통로를 개통하였다. “4가지 주의(논문 주의, 직함 주의, 학력 주의, 상(奖) 주의)”를 타파하여 과학기술 평가 시스템을 심층 개선하였다. 성과 사업화 시스템을 지속적으로 개선하였다. 2019년, 전국 기술 교역액이 2.2조 위안(한화 약 370조 9896억 원)에 달하여 2019년 전사회 연구개발 지출액을 초과하였다.
5) 과학기술 개방 협력의 새로운 발걸음
주요 국가들과의 혁신 협력 대화를 강화하고 기후 변화, 청정에너지, 생명 건강 등 분야의 개방 협력을 강화했다. 계속하여 “일대일로” 과학기술 혁신 신행동 계획을 수행하고 과학기술 인적 교류, 공동 실험실 구축, 과학기술단지 협력 및 기술 이전 등 4가지 행동을 추진했다. 홍콩과 마카오를 과학기술 개방 협력의 허브로 구축하고 홍콩의 국제 혁신 과학기술센터 구축을 지원하며 마카오가 국가 혁신 시스템의 대외 연결의 중요한 창구 및 통로로 부상하도록 추진했다.

2020년 5월 18일, 「중국 위성항법 및 위치서비스 산업 발전 백서(2020)」가 공식 발표되었다. 백서에 따르면 2019년 중국 위성항법 및 위치서비스 산업의 총 산출액은 3,450억 위안으로 전년대비 14.4% 증가하였다. 그 중 위성항법 기술 R&D 및 응용과 직접적으로 연관된 칩, 소자, 알고리즘, 소프트웨어, 항법데이터, 단말설비, 인프라 등을 포함한 산업 핵심 산출액은 1,166억 위안으로 총산출액의 33.8%를 차지한다. 베이더우(北斗)가 산업 핵심 산출액에 대한 기여율은 80% 이상에 달한다. 위성항법에 의해 파생된 관련 산출액은 2,284억 위안으로 동기대비 17.3% 증가하였다.
1) 베이더우 국제 협력의 새 성과
중국은 유엔 글로벌위성항법시스템국제위원회(ICG) 등 다자 플랫폼에서 적극 활약하였고 제2회 중국-아랍국가 베이더우협력포럼, 제1회 중국-중앙아시아 베이더우협력포럼을 성공적으로 개최하였다. 베이더우의 국제 파트너십은 점차 확대되고 있고 특히 “일대일로” 국가 및 국제기구와의 협력이 보다 광범위하게 이루어지고 있다.
중국 기업의 위성항법 위치확인 제품은 전세계 100여개 국가에 판매되었다. 그 중 베이더우는 “일대일로” 연선의 30여 개 국가와 지역에서 응용되고 있다. 베이더우는 국제협력 면에서 중-미 심층적 신호 상호운용 조율, 중-유럽 주파수 조정 등 사업이 순조롭게 추진 중이며 중국-러시아 정부 간 협약이 공식 발효되었다. 베이더우항법시스템 글로벌 네트워킹 완료 후 세계 각 지역의 경제사회 발전에 일조할 전망이다.
2) “융합”은 베이더우 발전의 새로운 특징
◦산업·교육의 융합
2019년에 교육부 위성항법연합연구센터 등 기관은 공동으로 베이더우과학보급교육기지 건설을 추진하였는데 이미 28개 기관이 업무를 개시했다.
◦통신·항법의 융합
2019년에 “베이더우+인터넷” 응용은 한단계 발전하였다. 각종 베이더우 위치확인 기반의 사물인터넷 응용이 꾸준히 배출되었는데 예를 들면 베이더우 고정밀도 칩을 탑재한 칭쥐(青桔) 공유자전거가 본격 투입되었고 타사 공유자전거도 세밀화 관리를 달성해 이미 4,000만 이상 규모의 활성사용자 수를 확보하였다.
◦”베이더우+”, “+베이더우”의 심층적 발전
현재 베이더우 응용 및 산업화 발전은 기술 융합, 응용 융합, 산업 융합의 새단계에 전면적으로 진입하였다. 베이더우 산업 융합 발전만 보더라도 시장은 수직수평적으로 더한층 발전 중에 있다. 통합적, 개방적, 경합적, 풍부적이며 기술사슬, 산업사슬, 가치사슬의 양호한 순환을 형성한 베이더우 응용 산업생태계를 구축함과 아울러 기술, 네트워크, 단말, 데이터 등의 융합을 통해 타분야와 실제로 산업융합 및 협동공생을 형성해 기존 시장을 꾸준히 확대하고 새 시장을 개척하는 것이 중국 위성항법 산업 발전의 핵심이다.
◦범분야적 경쟁은 새 동력
2019년에 “베이더우글로벌시스템 응용보급 및 산업화” 프로젝트 낙찰 기관 중 50% 이상은 비전통업계 기업이다. 2019년에 점점 더 많은 비관련 기업이 입찰 경쟁에 뛰어들었다. 발전과 협력의 관점에서 범분야적 경쟁은 기업 발전을 촉진하는 역할을 할 수 있다.
3) 베이더우 3호 갱신과 “뉴인프라”
베이더우 3호 시스템의 전반적 구축은 산업의 한 단계 높은 발전을 촉진할 전망이다. 2020년 베이더우 3호 응용을 위한 베이더우 단말제품의 전면적 갱신을 시작으로 또 한 차례 베이더우 산업화, 규모화 발전의 붐이 도래될 전망이다.
현재 중국이 적극 추진 중인 “뉴인프라” 개발 전략에 있어 베이더우 정밀 시공간 기술 응용의 접목은 디지털화, 지능화, 업그레이드 실현의 필수이며 또한 위성항법 및 위치서비스 산업 발전의 기회이다.
베이더우시스템 보호, 최적화, 보강 방안을 지속적으로 추진하고 완전성, 신뢰성, 정밀도를 꾸준히 향상시켜 종합 시공간 체계 구축에 도움을 주고 응용서비스 효과 최대화 및 시스템 취약점 최소화를 달성해 베이더우 응용 및 서비스의 신뢰성, 정밀도, 안전성, 지능화를 보장한다.

중국과학기술대학교 루야린(陸亞林) 연구팀은 레이저 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy) 기술을 이용하여 1개 단일 세포층 두께의 SrRuO3와 N개 단일 세포층 두께의 SrTiO3로 구성된 (SrRuO3)1/(SrTiO3)N 초격자를 제조함과 아울러 그 중 SrTiO3층의 단일 세포층 수 개변을 통해 SrRuO3 층의 자기 이방성을 조절할 수 있음을 발견하였다. 해당 성과는 「Correlation-driven eightfold magnetic anisotropy in a two-dimensional oxide monolayer」란 제목으로 “Science Advances”에 게재되었다.
연구팀은 실험을 통해 (SrRuO3)1/(SrTiO3)N 초격자의 강자성은 SrRuO3 단일 세포층에만 존재함을 검증한 다음 이방성 자기저항(magnetic resistance) 등 테스트를 통해 절연층 SrTiO3의 두께 N = 1, 2일 경우 단일 층 SrRuO3의 자화 용이축(easy axis of magnetization)은 방향을 따르며 SrTiO3층의 두께 N≥3일 경우 저온에서 단일 층 SrRuO3의 자화 용이축은 방향을 따르는 동시에 스핀이 미지의 71° 및 109° 반전을 구현할 수 있음을 발견하였다.
자기 이방성 변화의 메커니즘과 관련해 연구팀은 제1 원리 계산을 통해 (SrRuO3)1/(SrTiO3)N 초격자에서 SrTiO3의 두께 N이 1층에서 5층으로 변화됨에 따라 인접 SrRuO3층의 커플링이 감소되어 전자 상관 효과가 증강됨을 발견하였다. 결과적으로 SrTiO3의 두께가 3층 이상일 경우 SrRuO3 단층 중 4d 궤도 위 전자 구조가 변화되면서 에너지갭이 오픈되었다. SrRuO3 단일 층은 N = 1, 2 경우의 금속상태로부터 N≥3 경우의 반도체상태로 전환되었다. 더 중요한 것은 4d 궤도 위 전자의 재분포는 나아가 SrRuO3 단일 층의 스핀 궤도 상호작용에 영향을 미쳐 새로운 자기 이방성 발생을 야기하였다.
해당 연구는 최초로 전자 상관 효과 조절을 통해 2차원 산화물 박막에서 강자성을 구현하였고 또한 2차원 마그네틱 시스템에서 자기 이방성 조절을 달성함과 아울러 2차원 산화물 박막에서의 기타 신기한 물성 탐구를 위해 새로운 수단을 제공하였다.

베이징대학교 베이징미래유전자진단고급정밀첨단혁신센터(ICG) 세샤오량(谢晓亮) 연구팀은 대량신속처리 단일세포 시퀀싱 기법으로 코로나19 회복 단계 환자의 혈장에서 성공적으로 다수의 고활성 중화 항체를 선별하였다. 중화 항체는 인체 면역계에 의해 생성되며 바이러스 감염 세포를 효과적으로 차단할 수 있다. 해당 성과는 “Cell”에 온라인으로 게재되었다.
동물 실험을 통해 해당 중화 항체가 코로나19의 효과적인 치료제이며 단기 예방 효과도 있음이 입증되었다. 이는 과학적 항역병의 중요한 단계적 성과이다. 세샤오량 연구팀은 2020년 겨울 전에 관련 중화 항체가 이미 출시되었을 것이라고 밝혔다.
선발된 중화 항체는 치료 및 단기 예방의 두 가지 주요 용도가 있다. 연구팀은 협력 기관과 공동으로 임상 실험을 적극 추진 중이다. 야오밍생물(药明生物) 제약회사가 GMP급 약물을 임상 실험 생산하고 있으며 2020년 7월에 완성될 예정이다. 임상 실험은 베이징단쉬(北京丹序) 의약품유한회사의 협조 하에 호주 등 나라에서 실시될 예정이다.
코로나19는 강력한 치료제가 시급하다. 기존에 입증된 치료 방법 중, 소분자 약물은 구약으로서 치료 효과가 제한적이며, 혈장 요법은 효과가 뚜렷하지만 혈장 공급원이 제한되어 있다. 혈장 요법의 유효 성분은 특이성이 강한 중화 항체이다. 항체 약물은 일종의 대분자 약물로 이미 에이즈, 에볼라 등 질병에 성공적으로 적용되었지만 개발 기간이 너무 길어 몇 년의 시간이 필요하다. 대량신속처리 단일세포 시퀀싱 기술로 회복 단계 환자의 혈장에서 중화 항체를 찾아내면 중화 항체를 찾는 시간을 몇 개월로 단축하여 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
연구팀은 단일세포 유전체학 연구의 전문 지식으로 유안(佑安)병원과 협력하여 60명의 회복 단계 환자에서 8,558가지 바이러스 단백질 결합 항체 서열을 선별하고 14개의 고활성 중화 항체를 식별했다. 그 중, BD-368-2인 항체는 슈도바이러스 실험에서 반억제 농도(IC50)가 1.2ng/mL(8pM)이고, 군사의학연구원 P3 실험실의 euvirus 실험에서 IC50이 15ng/mL(100pM)이다.
중화 항체의 체내 항바이러스 실험에서 중국의학과학원 의학실험동물연구소 친촨(秦川) 연구팀의 hACE2 유전자 변형 생쥐 모델을 이용하여 SARS-Cov-2 에 감염시킨 후 BD-368-2로 치료한 결과, 바이러스가 적재량이 2,400배 감소되었다. BD-368-2 주사 후, 생쥐 모델의 바이러스 감염이 완전히 억제되었고 예방 효과를 달성했다.
구조 생물학자 쑤샤오둥(苏晓东)/샤오준위(肖俊宇) 과제팀은 냉동 전자현미경(Cryo EM)을 이용하여 코로나19 바이러스 Spike 삼합체와 중화 항체의 고해상도 3차원 구조 밀도 다이어그램을 획득했다. 밀도 데이터에 따르면, 항원상의 중화 항체 에피토프(Epitope)가 ACE2의 결합 부위와 중합된다. 또한, 항체 서열을 이용하여 추산한 항체와 SARS 바이러스 중화 항체의 구조상의 유사성을 이용하여 코로나19 바이러스 중화 항체를 선별하는 방법을 통해 선별 효율을 대폭 향상시킬 수 있음을 발견했다.
해당 연구는 최첨단 대량신속처리 단일세포 시퀀싱 기술을 이용하여 고품질 중화 항체를 선별하고 동물 모델을 결합하여 우수한 항바이러스 능력을 입증하였다. 또한 혈장 요법의 단점을 극복하고 코로나19 환자 특히, 중증 환자의 치료를 위한 무기를 제공함으로써 인류가 코로나19를 물리치기 위한 아주 중요한 과학적 및 실용적 가치가 있다.

홍콩대학교 기계공학과의 황밍신(黄明欣) 연구팀은 중국파열중성자원(Chinese Spallation Neutron Source, CSNS)을 사용하여 고강도, 고인성 변형 분포 강철(D&P 강철) 연구에서 중대한 성과를 달성했다. 해당 성과는 “Making ultrastrong steel tough by grain-boundary delamination”라는 제목으로 “Science”에 온라인으로 게재되었다. 해당 논문은 “Science”에 발표된 첫 번째 CSNS 사용자의 실험성과이다.
양호한 성능을 보유한 저비용 합금 재료는 자동차, 항공 등 산업 발전의 기반이다. 그러나 재료의 강도(지지력)와 파괴인성(내파괴성)을 동시에 달성하기 어렵다. 연구팀은 CSNS 범용 분말 회절기(GPPD) 연구팀과 협력하여 일련의 샘플에 대해 체계적인 특성화 및 연구를 수행했다. 중성자 회절을 연구 수단으로 준안정 오스테나이트(Metastable austenite) 및 전위(Dislocation)가 저비용 D&P 강철 단열에서 수행하는 역할을 연구했다.
중성자 회절은 높은 침투력, 높은 해상도 및 무손상의 장점을 보유하기에 텍스처(Texture) 등 복잡한 재료의 조직 구조적 특성을 분석하는데 사용할 수 있다. 연구팀은 GPPD팀의 지원 하에 중성자 회절 스펙트럼을 통해 저비용 D&P 강철의 위상 부피 분율(phase volume fraction) 및 전위 밀도 등 중요한 미시적 매개변수 정보를 효과적으로 획득했다(그림 1).

그림 1: 초강도 강철의 중성자 회절 스펙트럼, CSPD의 GPPD 획득
연구팀은 GPPD 데이터 등을 바탕으로 창조적으로 높은 항복 강도 유발 입계 균열 및 강인화의 새로운 메커니즘을 제안하여 강도를 높이면 재료의 파괴 ​​인성이 감소된다는 기존의 인식을 뒤엎었다. 또한, 해당 메커니즘에 근거하여 매우 높은 항복 강도(~ 2GPa), 우수한 인성(102MPa·m1/2) 및 양호한 연성과 전성(19%의 균일 연신율)을 보유한 저비용 D&P 강철을 획득했다(그림 2).

그림 2: (A) 3차원 그래픽 모델, 샘플 로딩 방향과 D&P 강철 조직 구조 간의 관계 설명. (B) 엔지니어링 응력-변형 곡선. (C) J-적분 저항 곡선.
D&P 강철의 결정상은 큰 왜곡, 결함, 선호도 등이 존재하며 중성자 회절 데이터에 대한 요구가 높다. GPPD의 높은 해상도와 양호한 회절 피크형은 연구에 필요한 데이터 품질을 보장한다. 아울러, GPPD는 선호도 등 요인이 데이터 분석에 미치는 영향을 제거하기 위해 해당 유형의 실험을 위한 회전 샘플 로드(Sample rod)를 특별히 설계했다. GPPD는 중국 파열 중성자원이 최초로 구축한 3대 분광기 중의 하나로서 2018년에 개방하여 운영한 이후 약 90개의 사용자 과제 연구를 순조롭게 완성하였으며 다수의 사용자 실험성과가 “Science”, “Nature Communication”, “Advanced Materials” 등 저널에 발표되었다.

2020년 5월 15일, 중국이 자체 개발한 지능형 항행 시스템을 설치하고 적용한 첫 컨테이너선 “즈페이(智飞)”호 선박이 산둥(山东)성 칭다오(青岛)에서 조업을 시작했다. 총 길이가 117미터이고 중량은 5,000톤인 해당 선박은 2021년 6월에 완공될 예정이다. 현재 제조 중인 세계 최대 적재량의 “즈페이”호는 상하이자하오(佳豪)선박설계원이 설계하고 즈후이(智慧)항해칭다오과기유한회사(이하 즈후이항해회사)가 감리하며 칭다오조선공장유한회사에서 도급 맡았다.
“즈페이”호는 국가중점개발계획 “선안(船岸) 협력에 기반한 선박 지능형 항행 및 제어 핵심 기술” 프로젝트 시리즈인 “즈페이”호 선박의 건조는 중국의 선박 지능형 항행을 위한 자체 기술 탐색 및 파악에 있어서 중요한 의미가 있다.
“즈페이”호는 교통부 수상운수과학연구원, 즈후이항해회사 등 연구 기관과 기업이 자체 개발한 자율항행 시스템 및 중국선박중공그룹(中船重工) 제704연구소(이하 704연구소)가 개발한 대용량 직류 통합전력 추진 시스템을 채택한다.
또한, 수동 운전, 원격 조종 운전 및 무인 자율 항행의 3가지 주행 모드를 보유하며 항행 환경 지능형 감지와 인지, 자율 추적, 항선 자율 계획, 지능형 충돌 방지, 자동 정박과 이박 및 원격 운전을 달성할 수 있다. 5G 등 다중 네트워크, 다중 모드 통신 시스템을 통해 항구, 해상 운수, 해상 업무, 해상 보험 등 업무에 대한 지상 생산, 서비스, 조절 제어, 감독 등 기관 및 시설과의 협력을 달성할 수 있다.
“즈페이”호는 발전기 세트 + 전원 배터리의 직렬형 하이브리드 솔루션을 통해 동력 시스템의 에너지 소비를 크게 최적화하고 “친환경” 및 “지능화”의 완벽한 통합을 달성한다.
704연구소와 즈후이항해회사는 2019년에 “즈텅(智腾)”호 무인자율항행 시스템 시험선 개발을 완성했으며 지속적인 해상 시험을 통해 대량의 기술성과를 달성했다. “즈페이”호는 대형 실험 선단 구축 계획의 첫 번째 선박이다.
“즈페이”호는 칭다오 해상선박 지능형 항행시험장에서 체계적인 테스트를 수행하는 첫 번째 통합형 선박으로 중국이 지능형 선박을 제조하고 테스트 시스템을 구현하는 스마트 기능, 모듈, 시스템 및 전체 성능 안전 등 테스트 방법, 기술 표준 및 관리 방법을 구축하기 위한 기반을 마련할 예정이다.
“즈페이”호는 2021년 상반기에 제조와 지능형 항행 시스템의 설치를 완료하고 하반기에 칭다오해상선박 지능항행 실험 테스트장에서 실제 선박 지능형 항행 테스트를 완료한 다음 본격 항행에 투입될 예정이다.