과학기술

구글과 NASA가 지원하는 캐나다 양자 컴퓨터 기업 ▲D-웨이브 시스템즈(D-Wave Systems)가 개발한 D-웨이브 2048큐빗(Qubit) 양자 어닐링(Quamtum Annealing) 컴퓨터가 노벨 물리학상을 받은 위상적 상전이 실증에 성공했다. D-웨이브에 따르면, ‘D-Wave 2000Q™ 시스템’을 프로그래밍해 인공 스핀의 2차원 격자를 형성했다. 시뮬레이션 된 시스템에서 관찰된 위상 특성은 양자효과 없이 존재할 수 없으며 이론적인 예측과 밀접하게 일치한다. 이처럼 까다롭고 어려운 양자역학의 현상을 이론대로 실증할 수 있어 앞으로 양자 컴퓨터를 사용, 양자 시뮬레이션으로 새로운 재료 개발 가능성이 나오고 있다.

국내 연구진이 그간 불가능했던 효율 100%의 정보 엔진(information engine, 정보를 일로 전환하는 장치)을 구현했다. 전통적인 열역학 법칙을 깨는 정보 엔진은 이전에도 존재했으나 ‘정보를 일로 전환한다’는 새로운 틀에서 완전한 효율을 달성한 것은 이번이 처음이다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 박혁규 연구위원(UNIST 자연과학부 교수)이 이끄는 이번 연구결과는 물리학 분야 최고 권위의 학술지 피지컬 리뷰...

2차원 반도체 소재는 기존 실리콘 반도체의 물리적인 성능 한계를 극복할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 하지만, 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 주변 영향에 매우 민감하다는 특성이 있다. 특히 2차원 반도체가 올려진 기판으로부터의 불규칙한 영향에 의해 성능과 신뢰성이 확보되지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해외 연구팀들이 기판의 영향을 원천적으로 차단할 수 있는 방법을 연구하고 있다. 그 중 2차원 반도체를 공중에 매달린 구조로 설계하는 기술이 보고된 바가 있지만 반도체 층 하단을 받쳐주는 구조물이 존재하지 않아 기계적 내구성이 크게 떨어지는 단점이 있다. 정 교수 연구팀은 2차원 반도체 하단에 산화규소 재질의 초미세 돔형 구조물을 촘촘히 형성하는 아이디어로 문제를 해결했다.

호주 멜버른대학과 맨체스터대학 연구팀이 사막과 같은 물이 없는 지역 공기에서 직접 전기분해로 수소를 생산하는 데 성공했다.연구팀은 공기 중에서 물을 흡수하고 전기분해를 사용하여 태양 전지판이나 풍력 터빈으로 구동되는 수소를 만들 수 있는 직접 공기 전기분해(DAE)’라는 프로토타입 장치를 개발했다. 이 장치는 액체 상태 물 없이 공기 중의 수분을 사용해 전기분해를 통해...

얼음은 따뜻하게 하면 녹아서 물이 된다. 그런데 자석 원료 등에 이용되고 있는 네오디뮴(Nd, Neodymium)은 일반적인 물질과는 달리 가열하면 얼어붙고 식히면 원래대로 돌아오는 반대 현상을 일으키는 성질이 있는 것으로 나타났다.네덜란드 라도바우드대학(Radboud University) 연구팀은 네오디뮴을 -268도에서 -265도로 미세한 가열을 하자 오히려 네오디뮴 원자의 스핀이 굳어져 자석 같은 패턴을 형성했다. 또 반대로...

국내 연구진이 발전·발광이 모두 가능한 발광 전지를 최초 개발했다. 이 기술이 상용화되면 사물인터넷에서 전원과 디스플레이 역할을 동시에 수행할 수 있어 기대가 된다.    울산과학기술원 김진영 교수 연구팀이 세계 최초로 빛을 전기로 바꾸는 태양전지와 전기를 빛으로 바꾸는 발광 소자(LED) 기능을 하나로 통합한 발광 전지를 개발했다. 이 연구내용은 에너지 분야 국제학술지 에너지 및...

 '치아' 표면층 에나멜(법랑질)이 녹아서 생기는 충치로 전 세계 사람들이 시달리고 있다. 에나멜이 손상되면 신체 자연치유는 불가능하다. 따라서 법랑질의 관리와 치료는 치의학의 주된 관심사 가운데 하나다.중국 저장대학(Zhejiang University) 연구팀이 손상된 치아 '에나멜‘을 복구하는 기술을 개발했다.치아의 에나멜은 무기질과 미네랄로 구성된 조직으로 석회화 과정에 의해 형성된다. 에나멜 아세포라는 세포가 ‘에나멜 단백질’이라는 특수한...

국내 연구진이 빛을 이용해 세포 속 다양한 신호전달을 스위치처럼 조절하는 단백질을 개발했다. KAIST(한국과학기술원) 김학성 교수, 허우성 박사, 최정민 박사 연구팀이 광스위치 분자를 결합해 빛에 의해 조절되는 단백질을 설계했다.이 연구 성과는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업(글로벌연구실, 중견연구)의 지원으로 수행되었으며, 화학분야 국제학술지 앙게반테 케미(Angewandte Chemie)에 논문명 <Repeat Module-Based Rational Design of a Photoswitchable Protein for...

현대 인류는 아프리카를 기원으로 전 세계에 퍼졌다는 것이 정설이다. 인간이 아프리카에서 유라시아 대륙으로 퍼질 때쯤 이미 많은 장소에는 네안데르탈인과 데니 소바인이 인간보다 더 오래전부터 살고 있었다. 그 과정에서 호모 사피엔스가 약 2만 년 전에 멸종한 네안데르탈인 및 데니소바인과 섹스를 통해 DNA가 섞였다는 많은 연구 결과가 나오고 있다. 그런데 이번에는 네안데르탈인(Neanderthal man)과...

미국 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory, ORNL) 연구팀이 슈퍼컴퓨터 슈밋(Summit)으로 유전자 분석을 통해 코로나 19(COVID-19) 바이러스를 분석한 결과 인체에 침투해 중증 원인이 되는 메커니즘을 밝혀냈다.지난 3월부터 IBM·아마존·구글·마이크로소프트는 미국 정부와 협력해 슈퍼컴퓨터로 코로나 19 바이러스 연구에 330페타플롭스(41페타플롭스는 1천 조회) 처리 능력을 제공하고 있다.IBM의 파워9 프로세서를 탑재한 슈밋도 코로나 19 연구에...

 사람은 자신이 좋아하는 것을 선택한다고 믿고 있지만, 실제로는 선택이 취향을 결정한다는 사실이 밝혀졌다. 심지어 아기들조차 자신의 선택을 나중에 정당화 하는 것으로 판명됐다. 과거 연구는 남들이 똑같이 좋아하는 것에서 다른 쪽을 선택할 경우 선택하지 않은 쪽을 피하게 된다는 사실을 알아냈다. 그러나 이러한 연구 대부분은 성인에게 초점을 맞춘 것이었다. 따라서 취향이 형성되는데...

요약 지구상의 생명체는 지구의 자전에 적응했다. 우리는 오랫동안 '살아있는 생명체들(인간 포함)이 체내에 생체시계를 보유하고 있어서, 하루의 규칙적인 리듬을 예상하고 거기에 적응하는 데 도움을 받는다'는 사실을 알고 있었다. 그러나 그 시계가 과연 실제로 작동할까? 제프리 C. 홀, 마이클 로스바쉬, 마이클 W. 영은 우리의 생체시계를 들여다보고, 그 내부의 작동 메커니즘을 해명했다. 그들의...