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2018년 8월 30일 목요일

극지방의 얼음을 정밀 관측할 나사의 ICESat-2 위성




(출처: 나사)


 나사의 ICEsat 인공위성은 2003년 발사된 후 극지방의 상태를 파악하는데 큰 기여를 했습니다. 하지만 세월이 흐르면서 이제 그 후계자에게 자리를 물려줄 때가 왔습니다. 발사를 앞두고 있는 나사의 ICEsat-2는 얼음의 높이를 연필 하나 두께만큼의 정밀도로 측정해 급격한 변화를 겪고 있는 극지방의 상태를 더 정밀하게 모니터링 할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 




(동영상)


 이런 정밀한 측정이 가능한 이유는 Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) 덕분입니다. 아틀라스는 여섯 개의 다른 녹색 파장 레이저를 지구 표면에 발사해 레이저가 반사되어 돌아오는 시간을 매우 정밀하게 측정할 수 있습니다. ICESat에 비해 ICESat-2는 250배 더 많은 고도 측정이 가능해 빙하와 해빙의 이동 및 질량 변화를 매우 세밀하게 관측할 것입니다. 


 과학자들은 새로운 관측 데이터를 분석해 현재 빙하의 질량 소실을 더 정확히 측정하고 앞으로의 질량 변화를 더 정확히 예측할 수 있을 것입니다. 이는 미래 기후 변화 예측과 해수면 상승 속도를 예측하는데 큰 도움이 될 것입니다. 해수면 상승 속도가 점점 빨라지면서 해안 지역 침수 가능성 역시 같이 커지기 때문에 이는 매우 중요한 의미를 지닙니다. ICESat-2는 9월 15일 발사될 예정입니다. 안전하게 발사되어 전세대의 ICESat 처럼 많은 기여를 하기를 기대합니다. 


 참고 


러시아의 슈퍼 헬기 Mi-26T2V




(The Mi-26T2V can lift 20 tons and hover (out of ground effect) at 5,000 ft. Photo: Russian Helicopters)


(구형 Mi-26 조정석. 출처: wikipedia)


 세계 최대의 헬리콥터인 러시아의 Mil Mi-26이 최신 버전인 Mi-26T2V의 처녀 비행을 준비하고 있다는 소식입니다. 최대 이륙 중량 56톤, 최대 페이로드 20톤인 점은 변하지 않지만, 시리아 내전에서 얻은 경험을 바탕으로 장갑을 업그레이드 하고 항전 장비를 대폭 개선해서 야간 및 악천후에서 비행 성능을 높인 것이 특징입니다. 


 구체적으로는 BREO-26 시스템 업그레이드를 통해서 본래 5명이던 승무원을 2-3명으로 줄일 수 있다고 합니다. BREO-26 시스템은 2015년 Mi-26T2 개량형에 탑재된 것으로 이번에 탑재되는 것은 그 개량형으로 보입니다. Mi-26 헬리콥터는 덩치만 큰 것이 아니라 조작이 복잡하고 수리 및 운영에 많은 시간과 인력을 필요로 하는데, 위의 사진에서 보이는 것처럼 구형 조종석은 1970년대 기체를 보는 듯한 형태를 지니고 있습니다. 새로운 개량형 조종석은 서방측 조종석과 비슷한 수준까지 개량한 것으로 보입니다. 여기에는 야간 비행을 위한 야시경 night vision goggles (NVG)도 포함되어 있습니다. 


 Mi-26은 대형 헬기 시장에서 비교적 성공한 기체라고 할 수 있는데, 서방측 기체에 비해서 상대적으로 저렴한 가격과 누구도 따라올 수 없는 엄청난 페이로드 덕분입니다. 중국이나 북한처럼 러시아와 친한 국가는 물론 인도, 알제리, 멕시코, 콩고 등 여러 국가에서 사용되며 심지어 서방측 민간 회사에서도 운용하는 대형 수송 헬기의 베스트셀러라고 할 수 있습니다. 하지만 21세기에 비행하려면 역시 항전 장비는 그에 맞게 개선할 필요는 있을 것입니다. 


 참고 






태양계 이야기 711 - 최종 목표를 확인한 나사의 탐사선들



(The figure on the left is a composite image produced by adding 48 different exposures from the News Horizons Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), each with an exposure time of 29.967 seconds, taken on Aug. 16, 2018. The predicted position of the Kuiper Belt object nicknamed Ultima Thule is at the center of the yellow box, and is indicated by the yellow crosshairs, just above and left of a nearby star that is approximately 17 times brighter than Ultima. At right is a magnified view of the region in the yellow box, after subtraction of a background star field "template" taken by LORRI in September 2017 before it could detect the object itself. Ultima is clearly detected in this star-subtracted image and is very close to where scientists predicted, indicating to the team that New Horizons is being targeted in the right direction. The many artifacts in the star-subtracted image are caused either by small mis-registrations between the new LORRI images and the template, or by intrinsic brightness variations of the stars. At the time of these observations, Ultima Thule was 107 million miles (172 million kilometers) from the New Horizons spacecraft and 4 billion miles (6.5 billion kilometers) from the Sun. (Image credits: NASA/JHUAPL/SwRI)
Credits: NASA/JHUAPL/SwRI)


나사의 태양계 탐사선들이 목적지를 포착해 그 사진을 보내 왔습니다. 뉴호라이즌스호는 2019년 1월 1일 가장 근접 관측을 시행할 카이퍼 벨트 소행성 2014 MU69 의 모습을 포착했습니다. 1억7200만km 거리에서 Long Range Reconnaissance Imager (LORRI)에 포착된 소행성의 모습은 희미한 점 같지만, 점점 커져서 나중에는 그 모습을 선명하게 드러낼 것입니다. 

 극북 (Ultima Thule)이라는 별명으로 불리는 이 소행성은 인류가 탐사선을 보낸 가장 멀리 떨어진 천체로 지금까지 작은 점으로만 보였던 카이퍼 벨트 천체를 최초로 관측할 기회입니다. 앞서 소개한 것처럼 이 소행성은 두 개의 부분으로 이뤄졌을 가능성이 있습니다. (그런데 울티마라고 하니 뭔가 게임 같은 느낌이...)



한편 나사의 다른 탐사선인 OSIRIS-REx 역시 목표인 베뉴의 사진을 보내왔습니다. 18억km를 비행한 OSIRIS-REx는 220만km 거리에서 베뉴를 포착했으며 올해 12월에는 베뉴에 도착 근접 관측을 진행합니다. 이전 포스트에서 설명한 것처럼 OSIRIS-REx의 목표는 소행성 표면에서 물질을 채취해 지구로 가져오는 것입니다. 


(On Aug. 17, the OSIRIS-REx spacecraft obtained the first images of its target asteroid Bennu from a distance of 1.4 million miles (2.2 million km), or almost six times the distance between the Earth and Moon. This cropped set of five images was obtained by the PolyCam camera over the course of an hour for calibration purposes and in order to assist the mission’s navigation team with optical navigation efforts. Bennu is visible as a moving object against the stars in the constellation Serpens.
Credits: NASA/Goddard/University of Arizona)




(동영상)




뉴호라이즌스와 OSIRIS-REx가 보여줄 소행성의 모습이 크게 기대됩니다. 



 참고 





2018년 8월 29일 수요일

레이저를 통해 폭발물을 제거하는 RADBO 양산 시작




앞서 소개한 Recovery of Airbase Denied by Ordinance (RABDO)가 테스트 및 연구 개발을 끝내고 양산 및 실전 배치에 들어간다는 소식입니다. 래브도는 3kW급의 저출력 레이저를 이용해서 주로 활주로 등에 뿌린 소형 폭발물이나 불발탄 (예를 들어 로켓탄이나 박격포)를 제거하는 장치입니다. 쿠거 MRAP에 탑재되는 소형 레이저로 300m 거리에서 안전하고 효과적으로 폭발물을 폭발시켜 제거할 수 있습니다.  






(May 31st, 2018. That date may go down in history as a monumental day on which Warfighter safety skyrocketed to a whole new level. It's the date that "RADBO" was approved for production! RADBO stands for Recovery of Airbases Denied by Ordnance. The Air Force Civil Engineer Center's explosive ordnance disposal division at Tyndall Air Force Base has been perfecting this first ever Department of Defense ground-based laser system for nearly 25 years. Air Force Installation and Mission Support Center public affairs specialist, Brian Goddin, shows us how RADBO keeps EOD techs out of harm's' way! Video filmed by John Goddin.) 


 활주로를 한동안 사용하지 못하게 만들 목적으로 작은 지뢰를 뿌리거나 혹은 폭발물을 설치하는 경우 정작 폭발물의 위력은 얼마 되지 않아도 이를 제거하는 데는 오랜 시간이 걸렸습니다. 반군들이 사용하는 박격포탄의 경우 오히려 불발탄이 미군을 더 귀찮게 만드는 이유가 됐습니다. 


 레이저는 정확히 목표물만 조준할 수 있으며 높은 열에너지로 폭발물을 안전하게 처리할 수 있습니다. 왠만한 불발탄도 고온으로 가열하면 폭발하지 않고는 못 견딜 것입니다. 작은 폭발물을 안전하게 제거하는 용도이기 때문에 오히려 출력이 낮은 레이저가 더 효과적입니다. 


 래브도는 강력한 파괴무기는 아니지만, 25년에 걸처 공격 레이저를 실전 배치하기 위해 연구한 미 공군의 노력이 결실을 맺은 결과라고 할 수 있습니다. 궁극적으로는 날아오는 로켓탄이나 박격포를 요격하는 더 고출력 레이저 무기의 개발 역시 시간 문제라고 생각됩니다. 


 참고  






삼성전자 썬더볼트3 외장 SSD X5 공개





(출처: 삼성전자)


삼성전자가 썬더볼트 3 인터페이스를 지원하는 포터블 SSD인 X5를 출시했습니다. 이론적으로 PCIe NVMe SSD의 외장형 버전이라고 할 수 있는데 속도도 비슷한 수준입니다. 119 x 62 x 19.7 mm 크기에 무게 150g으로 아주 작지는 않지만 속도는 순차 읽기/쓰기가 2800/2300MB/s로 매우 빠릅니다. 


 용량은 500GB/1TB/2TB이고 가격은 399/699/1399달러로 역시 비쌉니다. 일단 썬더볼트 지원 스토리지는 전문가용이라 대부분 높은 가격을 형성하고 있습니다. 대부분의 일반 사용자는 USB 3.0/3.1 정도면 충분하고도 남기 때문에 거의 사용할 일이 없는 장치이기도 합니다. 다만 영상 등 대용량 데이터 편집으로 먹고 사는 전문가라면 작업 시간을 크게 줄여줄테니 꼭 비싼 것도 아닐 것입니다. 


 아무튼 삼성전자에서 나온 외장 스토리지 가운데 상당히 독특한 검정 + 빨강 디자인이 눈길을 끄네요. 스포츠카처럼 빠른 속도를 강조한 디자인 같습니다. 


 (그리고 벌써 아난드텍에서 리뷰가) 




참고 





인텔 위스키 레이크 및 앰버 레이크 출시






(출처: 인텔) 


 인텔이 15W TDP의 위스키 레이크(Whiskey lake)와 5W TDP의 앰버 레이크(Amber lake)를 발표했습니다. 모두 8세대로 표기된 두 제품군은 마이크로 아키텍처의 변화는 없고 클럭을 올려 성능을 높인 개량형 입니다. 이전 제품과 큰 차이라면 칩셋을 CPU와 같이 패키지에 넣어 메인보드에서 차지하는 면적을 줄이고 발열 관리가 더 쉬워졌습니다. 그리고 와이파이 개선과 네이티브 USB 3.1 지원 등 소소한 기능도 추가됐습니다. 


 기존에 나온 카비레이크 R 및 저전력 듀얼 코어 프로세서와 크게 다른 건 아니기 때문에 아마도 시장에서는 한동안 공존할 것으로 보이지만, 신제품이 나오면 기존 제품 가격에 약간은 영향을 줄 것으로 생각합니다. 아무튼 몇 년전 기대했던 10nm CPU의 모습은 좀처럼 보기 힘들고 계속해서 조금씩 기존 제품만 개량하는 모습은 뭔가 안타까운 모습입니다. 인텔이나 소비자가 원한 그림은 분명 이것이 아니었을 것입니다. 


 내년에는 AMD가 TSMC의 7nm 공정으로 이동하기 때문에 이 시장에서 영향력이 더 커질 것으로 예상됩니다. 지금은 미미하지만, 인텔 14nm 공정이 아무리 개선되었다고 해도 7nm 공정 대비 물리적인 차이가 명확한 만큼 시장을 지키기 위해서라도 하루 빨리 차세대 미세 공정 도입이 시급합니다. 


 참고 




2018년 8월 28일 화요일

글로벌 파운드리 7nm 공정 취소 - 반도체 미세 공정은 삼파전 양상으로 갈 듯


글로벌 파운드리가 놀라운 깜짝 발표를 했습니다. 바로 현재 개발 중인 7nm 공정을 중단하고 12/14nm 공정에 집중하겠다고 발표한 것입니다. 

Santa Clara, Calif., August 27, 2018 – GLOBALFOUNDRIES today announced an important step in its transformation, continuing the trajectory launched with the appointment of Tom Caulfield as CEO earlier this year. In line with the strategic direction Caulfield has articulated, GF is reshaping its technology portfolio to intensify its focus on delivering truly differentiated offerings for clients in high-growth markets.

GF is realigning its leading-edge FinFET roadmap to serve the next wave of clients that will adopt the technology in the coming years. The company will shift development resources to make its 14/12nm FinFET platform more relevant to these clients, delivering a range of innovative IP and features including RF, embedded memory, low power and more. To support this transition, GF is putting its 7nm FinFET program on hold indefinitely and restructuring its research and development teams to support its enhanced portfolio initiatives. This will require a workforce reduction, however a significant number of top technologists will be redeployed on 14/12nm FinFET derivatives and other differentiated offerings.

(중략)

말이 길지만 간단히 요약하면 비용이 너무 많이 들어서 7nm 팹 개발을 중단한다는 이야기입니다. 이전부터 10nm 이하의 미세공정은 엄청난 건설 비용 때문에 연 100억 달러 이상의 투자를 감당할 수 있는 삼성, 인텔,TSMC 세 회사만 남게 된다는 이야기가 나왔습니다. 글로벌 파운드리의 철수로 이제 이들만 남게 된 셈입니다. 


이렇게 되면 앞으로 AMD의 CPU, GPU, APU는 모두 TSMC 단독 제조가 될 것으로 보입니다. 이미 TSMC는 7nm 에픽 프로세서와 7nm 베가 GPU를 샘플링 하고 있으며 올해말에서 내년까지 7nm 공정의 제품을 양산할 것입니다. 


결국 비용 문제가 소수의 생존자만 남겨서 시장이 독과점 형태로 재편되는 경우는 다른 산업에서도 흔히 볼 수 있습니다. 하지만 반도체 시장처럼 쏠림 현상이 크게 나타나는 분야도 드물 것입니다. 지금보다 더 미세 공정에서는 어떻게 될지도 궁금합니다. 결국 1-2개 회사만 남는 건 아닌지 하는 걱정과 과연 5nm 이하 수준에서는 투자 비용을 회수할 수 있을지도 궁금해지는 소식입니다. 


 여담이지만, 글로벌 파운드리가 반도체 시장에서 철수하는 것은 아닙니다. 12/14nm 만 해도 충분히 미세한 공정이고 인텔에서 볼 수 있듯이 성능을 개선시킬 여지가 아직 남아 있기 때문입니다. 모든 프로세서가 비싼 최신 미세 공정만 필요로 하는 것도 아니기 때문에 당분간 시장에서 퇴출되진 않겠지만, 시장에서 영향력이 줄어드는 건 피할 수 없어 보입니다. 이렇게 보면 AMD나 IBM이 반도체 생산 시설을 글로벌 파운드리에 넘기고 팹리스로 진행한 건 필연적인 결과였던 것 같습니다. 


 참고 




개미의 사회성은 어떻게 진화했을까?


(Kronauer observes his many ants via a novel tracking setup, used for the first time in this study. Credit: Alex Wild)

(Kronauer's team observed ants for 45 days to determine whether group size affects colony behavior and stability. Credit: Yuko Ulrich and Asaf Gal)


 백짓장도 맞들면 낫다라는 속담처럼 혼자 하는 것보다 서로 협력하는 것이 더 좋은 경우가 많습니다. 하지만 생물계에서는 서로 협력하지 않고 단독으로 살아가는 생물도 많습니다. 자원이 부족한 경우 필연적으로 개체간의 경쟁이 발생하기 때문입니다. 따라서 모든 동물이 집단을 이루지는 않지만 개미, 벌, 흰개미처럼 고도로 발달한 사회를 건설하는 경우도 있습니다. 이런 사회적 곤충의 경우 다른 생물군에서 볼 수 없는 거대한 군집을 이루기 때문에 과학자들은 항상 그 비밀을 풀기 위해 연구했습니다. 


 록펠러 대학의 다니엘 크로나워 (Daniel Kronauer) 교수와 그 동료들은 특정한 여왕개미 없이 모든 개체가 생식에 참여하는 독특한 개미인 clonal raider ants (Ooceraea biroi)를 연구했습니다. 참고로 앞서 소개한 연구에서도 이 개미를 사용했습니다. 




 연구팀은 이 개미를 1-16마리의 적은 군집으로 나눠 얼마나 잘 새끼를 낳고 집단을 잘 유지하는지 관찰했습니다. 그 결과 예상대로 큰 그룹이 더 유리한 것으로 나타났습니다. 알을 낳고 애벌레를 돌보고 먹이를 모으는 행위를 분업하면 당연히 효율은 더 좋아질 것입니다. 


하지만 이 개미를 비롯해 모든 곤층이 복잡한 사회를 구성하지 않는다는 점도 같이 생각할 부분입니다. 만약 군집이 항상 유리하다면 모든 생물이 그렇게 진화했을테지만, 현실은 그렇지 않습니다. 많은 개체를 먹일 수 있을 만큼 자원이 풍부하지 않은 경우가 더 흔한 것입니다. 


 또 다른 중요한 문제는 더 많은 후손을 남기는 것입니다. 개미 군집은 여왕만 알을 낳는데 이 방식이 항상 유리하지는 않습니다. O. Biroi처럼 모든 개체가 알을 낳을 수 있다면 훨씬 많은 알을 만들 수 있기 때문이죠. 사실 진화론적 관점에서 극히 일부 개체만 후손을 낳을 수 있게 진화한 것은 놀라운 일입니다. 과연 사회적 곤충이 어떻게 그렇게 진화했는지 그 비밀을 풀기 위해 앞으로도 연구가 계속될 것입니다. 


 참고 


Y. Ulrich et al, Fitness benefits and emergent division of labour at the onset of group living, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0422-6

AMD 1세대 스레드리퍼 가격 인하


(출처: AMD)


 AMD가 1세대 스레드리퍼의 가격을 인하했습니다. 8코어 TR 1900X의 가격은 299달러, 12코어 TR 1920X는 399달러 16코어 TR 1950X의 가격은 799달러인데 일부 온라인몰에서는 이미 이보다 더 저렴한 720달러에 등장했다는 소식입니다. 


(출처: 아난드텍)


 1세대 스레드리퍼의 가격인하는 재고 소진 및 14nm 공정의 안정화에 따른 가격 인하 여유가 더 생긴 것이 이유로 생각됩니다. 아무튼 399달러에 12코어 CPU를 구매할 수 있으니 소비자에게 즐거운 소식입니다. 개인적으로는 인텔 8코어 신제품에 대한 선제 대응의 의미도 있어 보입니다. 


 12코어 및 16코어 제품의 가격이 낮아지면서 스레드리퍼의 보급도 더 탄력을 받을 것으로 생각합니다. 다만 메인보드 가격이 비싸고 쿨러 역시 가능하면 고성능 수냉 쿨러가 필요해 많은 코어가 필요한 경우가 아니라면 아직은 8코어 정도가 일반 사용자들에게 더 좋은 선택일 것입니다. 그래도 즐거운 소식임에 분명합니다. 이제 12코어도 일반 소비자의 가시권에 들어왔고 16코어 가격도 100만원 이하로 떨어질 것으로 보입니다. 


 참고 


대장균이 철분 섭취를 돕는다?



(Escherichia coli. Credit: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH)


대장균은 자연계에 매우 흔한 세균 가운데 하나로 여러 동물의 장속에서 발견됩니다. 대부분은 무해하지만 일부 병원성 균주 때문에 대장균은 종종 나쁜 세균이라는 오명을 뒤집어쓰고 있습니다. 하지만 사실 할 말이 없는게 (?) 그렇다고 숙주에게 뭔가 유용한 세균도 아니기 때문이죠. 잘해 봐야 무해하지 않은 세균일 뿐 입니다. 


 그런데 콜로라도 대학의 과학자들이 대장균에 의외의 유용성이 있다는 사실을 발견했습니다. 알고 보니 숙주의 철 흡수를 도와준고 있었던 것입니다. 민 한 교수(Min Han, a professor in CU Boulder's Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology (MCDB))가 이끄는 연구팀은 대장균이 철을 흡수하기 위해 분비하는 물질인 enterobactin가 숙주의 철 흡수에 미치는 영향을 조사했습니다. 


 대장균이 이 물질을 분비하는 이유는 당연히 숙주가 섭취한 철분을 가로채는 것이기 때문에 연구팀은 enterobactin을 생산하지 않는 대장균을 지닌 숙주가 더 빠르게 성장할 것으로 예상했습니다. 하지만 실제로 예쁜 꼬마 선충 C. elegans을 대상으로 실험한 결과 반대의 결과가 나왔습니다. 오히려 enterobactin이 없는 경우 성장 속도가 더 느리고 체내 철 농도도 낮았습니다. 


 연구팀은 그 이유를 밝히기 위해 enterobactin이 숙주의 철 흡수에 미치는 영향을 조사했습니다. 그 결과 이 물질이 숙주의 철 흡수를 돕는다는 의외의 사실이 밝혀졌습니다. 사람의 세포를 대상으로한 실험에서도 같은 결과가 나왔습니다. 지금까지 알려지지 않았던 대장균의 유익한 작용인 것입니다. 


 인간의 장내에 많은 미생물이 살고 있다는 사실은 오래 전부터 알려져 있었습니다. 하지만 과학자들은 최근에서야 이들이 하는 다양한 기능에 대해 이해하기 시작했습니다. 우리와 함께 살고 있는 작은 동반자들에 대한 연구는 이제부터라고 할 수 있습니다.


 참고 


Cell (2018). DOI: 10.1016/j.cell.2018.07.032

보다 우수한 리튬 공기 배터리



(A four-electron redox process in a Li-oxygen cell is electrocatalyzed by a bifunctional lithiated nickel oxide-molten salt composite cathode at elevated temperature to form Li2O. It evolves oxygen on charge with close to 100% coulombic efficiency. Credit: Chun Xia and Chun Yuen Kwok)


 워털루 대학의 과학자들이 좀더 실용화에 가까운 리튬 공기 전지(lithium air battery)를 개발했습니다. 리튬과 공기 중의 산소가 결합하는 방식인 리튬 공기 배터리는 무게 당 에너지 저장 밀도가 리튬 이온 배터리 보다 우수한 장점이 있지만, 2차 전지로 개발하기에는 여러 가지 제약이 있습니다. 가장 중요한 문제는 충방전 싸이클이 짧다는 것입니다. 


 린다 나자르 (Linda Nazar)를 비롯한 과학자들은 리튬 공기 배터리의 수명을 짧게 만드는 중요한 원인인 유기물 전해질을 용융염으로 교체했습니다. 초산화물(superoxide)인 LiO2와 과산화물(peroxide product)인 (Li2O2)이 자꾸 유기물 및 다공성 탄소 전극과 반응해 수명을 줄이기 때문입니다. 전극 역시 금속 촉매 소재로 바꾼 결과 훨씬 안정한 Li2O이 생성되면서 쿨롱 효율(coulombic efficiency)이 거의 100%에 가까워 졌습니다. 동시에 에너지 저장 밀도 역시 50% 높아졌습니다. 


 쿨롱 효율은 전기가 방출되는 정도를 표시한 것으로 100%에 가까워야 배터리가 완전 방전되고 새로 채울 수 있기 때문에 2차 전지로 사용이 가능합니다. 다만 이 리튬 공기 배터리는 섭씨 150도 정도의 높은 온도에서 잘 작동한다는 단점이 있습니다. 아마도 용융염 때문으로 보이는데 일반적인 용도로 사용하기 위해서는 대체재가 필요하지 않을까 생각합니다. 


 현재 널리 사용되는 리튬이온 배터리는 휴대폰부터 전기차, 에너지 저장 시스템(ESS)까지 없으면 안 될 제품이지만, 보다 저렴하고 안전하며 에너지 저장 밀도가 높은 배터리의 수요는 매우 높습니다. 과연 리튬 공기 배터리가 차세대 배터리의 자리를 차지할지 궁금합니다.


 참고 


C. Xia el al., "A high-energy-density lithium-oxygen battery based on a reversible four-electron conversion to lithium oxide," Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aas9343

2018년 8월 27일 월요일

새와 공룡의 중간에 있는 공룡 알바레즈사우루스



(Xiyunykus bones in the lab before their removal from the rock. Credit: James Clark)

(Bannykus resoration. Credit: SHI Aijuan)

(Alvarezsaurs restoration. Credit: Vikto Radermacher)


 조지 워싱턴 대학과 중국 과학원의 과학자들이 새와 공룡의 중간에 위치한 소형 수각류 공룡인 알바레즈사우루스 alvarezsaurs 신종 화석 2종을 발견했습니다. 알바레즈사우루스는 쥐라기 후기부터 백악기 후기까지 존재한 마니랍토르 공룡으로 크기는 0.5-2m 사이인 소형 수각류 공룡이었습니다. 


 알바레즈사우루스는 비교적 최근에 발견된 부류로 고생물학자들은 이들이 다른 수각류에 비해 새와 유사한 두개골과 날렵한 몸, 작은 이빨을 지녔다는 사실을 발견했습니다. 따라서 현생 조류와 매우 가까운 자매 그룹이거나 혹은 초기 조류 중 날지 못하는 새 가운데 하나였다는 해석이 나오고 있습니다. 하지만 그 정확한 계통학적 분류는 아직 확실하지 않습니다. 


 중국에서 새롭게 발견된 Xiyunykus pengi와 Bannykus wulatensis는 모두 보존상태가 좋은 알바레즈사우루스로 이들의 진화과정을 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 이들의 복원도가 전통적인 공룡보다 날지 못하는 새에 더 가까운 모습이라는 점이 흥미롭습니다. 백악기에 타조 같이 날지 못하는 새가 있었다면 이런 모습이 아니었을까 하는 생각이 듭니다. 


 참고 




적당한 알코올 섭취도 건강에 좋지 않다?



(Credit: CC0 Public Domain)


 지나친 음주는 건강에 해롭습니다. 이점은 그렇게 논쟁이 없는 일반적인 상식이지만, 적당한 음주는 건강에 도움이 된다는 주장은 상당한 논쟁이 되고 있습니다. 과거 연구에서는 소량의 음주가 술을 전혀 마시지 않는 것보다 심혈관 질환 및 전체 사망률을 낮추는데 도움이 된다고 보고했습니다. 


 하지만 최근 연구에서는 과거 연구들이 체계적인 오류 (systemic error)가 있었다고 지적했습니다. 과거 음주력을 확인한 경우가 드물어 이전에 술을 많이 마시다 건강상의 이유로 금주한 경우를 구분하지 못했던 것입니다. 최근 연구에서는 이를 구분한 결과 술을 마시지 않는 사람에서 사망률이나 심혈관 질환 위험도가 가장 낮은 것으로 나타났습니다. 하지만 현재도 논쟁은 계속되고 있습니다. 





 워싱턴 대학의 엠마뉴엘라 가키도우 박사 (Dr. Emmanuela Gakidou of the Institute for Health Metrics and Evaluation at the University of Washington)를 비롯한 과학자들은 300만명의 음주습관과 사망률을 비교해 음주량이 증가할수록 사망률이 비례해서 증가한다는 사실을 확인했습니다. 이 연구 결과는 저널 란셋에 실렸습니다. 


 이 연구는 Global Burden of Disease (GBD) 연구의 일부로 진행된 것으로 195개국에서 1990-2016년 사이 음주 습관과 여러 건강 관련 정보를 수집해 진행되었습니다. 연구 결과는 아무리 소량이라도 안전한 알코올 섭취량은 없는 것으로 나타났습니다. 연구팀은 이 연구가 과거 음주에 대한 미신을 완전히 날려보냈다고 자평했습니다. 


 이번 연구는 상당히 대규모 연구를 통해서 알코올 섭취와 가장 중요한 임상 지표인 사망이라는 결과를 비교했다는 데 큰 의미가 있습니다. 다만 여전히 논쟁이 많은 분야이므로 앞으로도 이를 반박하는 연구 결과가 충분히 나올 수 있을 것으로 보입니다. 논쟁이 없는 부분은 과도한 음주가 건강에 매우 해롭다는 것입니다. 


 개인적으로는 알코올과 좌심실에 관련한 연구를 진행해서 제법 좋은 SCI 저널에 실렸지만, (무려 유럽 심장 학회 공식 저널 중 하나) 위에서 설명한 이유로 그 과정은 쉽지 않았습니다. 알코올 섭취와 관련해서 리뷰어와 충돌이 있었고 결국 본래 주장을 철회하면서 논문을 수정해 제출할 수 있었거든요. 이 과정에서 느낀 것인데, 이 분야가 꽤 논쟁이 많고 학자 사이에 대립이 큰 것 같습니다. 


 참고 


Alcohol use and burden for 195 countries and territories, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. The Lancet. 23 Aug 2018. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)31310-2

범용 인플루엔자 백신 테스트 준비 중


 인플루엔자는 상당히 골치아픈 전염성 질환 가운데 하나로 전염력이 강하고 철새 등 동물에 의해서 먼 거리까지 전파될 수 있어 관리가 어렵습니다. 독성이 강한 신종 인플루엔자가 유행하면 ​보건 당국은 항상 긴장을 하고 새로운 백신을 만들기 위해 제약회사들은 최대한 서두르지만, 그래도 계속해서 변종이 생기면서 백신의 면역력을 피해가는 것이 문제입니다.


 앞서 소개한 것처럼 인플루엔자 바이러스가 항체를 피해갈 수 있는 비결은 바이러스 표면에 있는 hemagglutinin (HA)을 다양하게 바꿔나가면서 면역을 회피하는 데 있습니다. 현재 개발 중인 범용 인플루엔자 백신(universal flu vaccine)은 HA의 머리(head)쪽이 아닌 목(stalk)에 해당하는 부위에 집중하고 있습니다. 이 부분이 변이가 적어 모든 형태의 바이러스에 대응할 수 있기 때문입니다.
 펜실베니아 주립 대학의 연구팀은 HA 단백질에 대한 mRNA를 복사해 이를 이용한 항원을 만들었습니다. 이를 면역 세포에 인식시키면 HA 단백질 전체에 대한 인식이 가능해 아무리 변이가 생겨도 우리 몸의 면역 시스템이 인식할 수 있습니다. 이 백신은 동물 실험에서 HA 단백질의 목 부위에 강한 항원성을 보여 앞으로 백신 개발에 긍정적인 신호를 보였습니다. 이 결과는 Nature Commnunications에 발표되었습니다.


 물론 사람에서의 임상 시험은 안전성 문제 때문에 상당한 시간이 걸립니다. 따라서 이 백신이 사람에서 효과적인지 확인하는데 5-10년이 걸릴 수도 있습니다. 하지만 범용 인플루엔자 백신을 개발하려는 노력이 지속되고 있고 최근에 새로운 타겟을 발견해 가능성이 커진 만큼 미래에는 한 번 접종으로 장기간 면역을 지닐 수 있는 범용 인플루엔자 백신이 개발될 수 있을 것으로 기대합니다.


 참고






2018년 8월 26일 일요일

렙틴 저항성의 기전을 밝히다



(Mice fed a high-fat diet produce an enzyme named MMP-2 that clips receptors for the hormone leptin from the surface of neuronal cells in the hypothalamus. This blocks leptin from binding to its receptors. This in turn keeps the neurons from signaling that your stomach is full and you should stop eating. Credit: University of California San Diego)


 과학자들이 비만의 중요한 원인 중 하나로 지목되는 렙틴 저항성의 기전을 발견했습니다. 렙틴은 지방세포에서 분비되는 호르몬으로 이제 충분하니 그만 먹으라는 신호를 시상하부에 전달해 식욕을 억제합니다. 하지만 비만 환자에서는 렙틴에 대한 저항성이 있어 렙틴이 분비되도 식욕이 잘 억제되지 않는다고 알려져 있습니다. 하지만 그 이유는 잘 몰랐습니다. 


 따라서 과학자들은 그 이유를 알기 밝히기 위해 연구를 진행하고 있습니다. 캘리포니아 대학의 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 렙틴 저항성의 원인이 되는 MMP-2 라는 효소를 발견했습니다. 이 효소는 고지방식이를 하는 쥐에서만 발견되며 주된 역할은 시상하부의 렙틴 수용체를 잘라 렙틴이 붙지 못하게 막는 것입니다. 그러면 렙틴에 대한 저항성이 생깁니다. 


 연구의 리더인 라피 메이저 (Rafi Mazor, Department of Bioengineering at the University of California San Diego)와 그 동료들은 흥미롭게도 MMP-2를 생산하지 못하게 유전저를 조작할 경우 렙틴 저항성이 생기지 않는 것도 발견했습니다. 물론 같은 기전이 사람에서도 통할지는 더 연구가 필요하지만, 사람에서도 같은 기전이 통한다면 앞으로 MMP-2 inhibitor가 비만의 새로운 치료제로 개발될 수 있을 것입니다. 


 현재 비만은 갈수록 심각한 문제가 되고 있지만, 효과적인 치료법은 없는 상태입니다. 현재 나와있는 비만 치료 약물들은 효과가 제한적입니다. 새로운 기전의 약물을 계속 개발하려는데는 그런 이유가 있습니다. 하지만 고혈압이나 당뇨처럼 비만 역시 약물만으로 치료하거나 관리하기 어려운 질환으로 아무리 좋은 신약이 개발되더라도 식습관을 포함한 생활 습관을 개선하고 적절한 운동이 필요할 것입니다.


 참고 


  R. Mazor el al., "Cleavage of the leptin receptor by matrix metalloproteinase–2 promotes leptin resistance and obesity in mice," Science Translational Medicine (2018). stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.aah6324