한국과학기술원(KAIST) EEWS대학원 강정구 교수 연구팀이 금속유기골격체(MOF, metal organic framework)의 각 세부 기공에서 분자의 흡착 거동을 실시간 분석할 수 있는 기술을 개발했다. 조해성 박사가 주도한 이번 연구는 ‘네이처 케미스트리(Nature Chemistry)’ 5월 13일자 온라인판에 게재됐다. 현재 직면한 에너지와 환경문제를 극복하기 위해서는 온실가스인 이산화탄소, 고용량 에너지 전달체인 메탄, 수소 분자 등을 고용량으로 저장할 수 있는 새로운 기공구조의 개발이 필수적이다. 이에 따라 기체 분자들의 흡착 거동을 실시간 분석해 새로운 소재를 개발하는 방식이 주목받고 있다. 그러나 기존 기술로는 소재 내에서 흡착된 기체 분자의 양만 파악할 수 있어 흡착 거동을 직접 관찰할 수 없었다. 또한, 소재를 구성하는 기공별 가스의 흡착 거동을 분석할 수 없다. 연구팀은 문제 해결을 위해 구조적 정보를 얻을 수 있는 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 측정 장비와 기체흡착 측정 장비를 결합한 실시간 기체흡착 X-선 회절 시스템을 개발했다. 이 시스템은 넓은 비표면적을 갖고 있어 이산화탄소, 수소나 메탄 등의 저장에 매우 용이한 신규소재인 금속 유기골격체의 흡착과정을 실시간 관찰할 수 있다. 특히 단일기공구조가 아닌 여러 기공이 존재하는 금속 유기골격체의 흡착 거동에 대해 분석할 수 있었다. 연구팀은 금속 유기골격체 분자들의 흡착 거동을 기공별로 분리해 관찰 및 측정함으로써 기존에 분석할 수 없었던 분자들의 순차적 흡착과정을 확인했다. 나아가 기공의 구조 및 흡착 분자의 종류가 흡착 거동에 어떤 영향을 미치는지 체계적, 정량적으로 분석해 각각의 흡착에 어떤 구조의 금속 유기골격체가 저장 소재로 가장 적합한지에 대한 방안도 제시했다. 강 교수는 “각 기공 분자의 실시간 흡착 거동을 정량적으로 분석해 기공의 화학적 성질과 구조적 특성이 흡착 거동에 미치는 영향을 밝혔다”라며 “분자의 실시간 흡착 거동을 물질 전체가 아닌 물질을 구성하는 세부 기공 수준에서 이해함으로써 새 고용량 저장 물질을 세밀하게 개발하는 데 활용할 예정이다”라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행됐다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

국내 연구진이 면역반응을 하는 항체처럼 질환 표적과 결합해 표적의 활동을 제어할 수 있는 ‘비항체 단백질 골격’기술을 개발했다. 교육과학기술부는 아주대 김용성 교수(분자과학기술학과) 연구팀이 사람의 혈액단백질 등에 다양하게 존재하는 크링글 도메인을 활용해 비항체 단백질 골격을 만드는 원천기술을 개발했다고 24일 발표했다. 비항체 단백질 골격은 단백질 구조를 유지하는 아미노산 서열은 보존하고 나머지 일부 아미노산을 변형시켜 표적단백질에 결합하는 단백질 변이체를 만들어 내는 기술이다. 현재 세계적으로 10여종의 비항체 단백질 골격이 여러 질환을 대상으로 연구개발되고 있다. 연구진은 약 80개의 아미노산으로 이뤄진 크링글 도메인을 이용해 크링글 도메인 구조기반 단백질 골격을 개발했다. 혈액 내에서 알부민을 제외하고 가장 많이 존재하는 크링글 도메인은 신생 혈관 생성 억제, 다양한 물질과 결합, 혈액 응고 등의 역할을 하는 단백질이다. 이번에 개발된 크링클 도메인 골격은 표적분자를 인식할 수 있는 결합부위의 다양성, 결합부위 상호 호환성, 구조적 변이 용이성 등이 뛰어난 것이 특징이다. 김 교수는 “이번에 개발한 비항체 단백질골격 기술이 다양한 질환관련 표적분자를 대상으로 한 치료제에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구는 ‘미국 국립과학원 회보 (PNAS)’온라인 판에 최근 (11일) 게재됐다. /talk@fnnews.com조성진기자

삼성전자는 갤럭시 워치5(사진)가 지난 15일(현지시간) 마무리된 '폴라리스 던' 프로젝트에 투입돼 우주 비행사의 체성분을 모니터링하는 연구에 활용됐다고 18일 밝혔다. 폴라리스 던에서 진행되는 우주 비행사의 건강 연구는 미국 항공우주국(NASA)의 헬스 관련 연구 협력 기관인 미국 베일리 의과대학 산하 트리쉬 연구소(TRISH)와 우주선 제조사인 스페이스X의 협력으로 진행됐다. 갤럭시워치는 이번 연구에서 지구와는 다른 우주 환경에서 우주비행사의 인체 반응과 건강 상태를 모니터링했다. 특히 근육 손실 관련 위험을 방지할 수 있는 방법을 찾는 데 주안점을 뒀다. 이를 위해 우주 비행사는 첨단 바이오액티브 센서가 탑재된 갤럭시워치5를 착용하고 실험을 진행했다. 갤럭시워치의 체성분 모니터링 기능은 골격근량, 기초대사량, 체수분량, 체지방률 등 다양한 정보를 분석해 개인의 신체 상태를 파악할 수 있도록 지원한다. 갤럭시워치5는 우주선 탑재 전 1년여 간 진행된 사전 테스트를 성공적으로 통과했다. NASA는 안전상의 이유로 우주선에 탑재되는 모든 기기에 대해 장기간에 걸쳐 엄격한 테스트를 진행하는 것으로 알려져 있다. 김준혁 기자

[파이낸셜뉴스] 삼성전자는 갤럭시 워치5가 지난 15일(현지시간) 마무리된 '폴라리스 던' 프로젝트에 투입돼 우주 비행사의 체성분을 모니터링하는 연구에 활용됐다고 18일 밝혔다. 폴라리스 던에서 진행되는 우주 비행사의 건강 연구는 미국 항공우주국(NASA)의 헬스 관련 연구 협력 기관인 미국 베일리 의과대학 산하 트리쉬 연구소(TRISH)와 우주선 제조사인 스페이스X의 협력으로 진행됐다. 갤럭시워치는 이번 연구에서 지구와는 다른 우주 환경에서 우주비행사의 인체 반응과 건강 상태를 모니터링했다. 특히 근육 손실 관련 위험을 방지할 수 있는 방법을 찾는 데 주안점을 뒀다. 이를 위해 우주 비행사는 첨단 바이오액티브 센서가 탑재된 갤럭시워치5를 착용하고 실험을 진행했다. 갤럭시워치의 체성분 모니터링 기능은 골격근량, 기초대사량, 체수분량, 체지방률 등 다양한 정보를 분석해 개인의 신체 상태를 파악할 수 있도록 지원한다. 갤럭시워치5는 우주선 탑재 전 1년여 간 진행된 사전 테스트를 성공적으로 통과했다. NASA는 안전상의 이유로 우주선에 탑재되는 모든 기기에 대해 장기간에 걸쳐 엄격한 테스트를 진행하는 것으로 알려져 있다. 한편, 삼성전자는 이번 폴라리스 던 프로젝트 외에도 다양한 연구 결과를 통해 갤럭시워치의 헬스 기능은 입증되고 있다고 전했다. 미국 루이지애나주립대 페닝턴 바이오메디컬 연구소와 하와이대 암센터는 갤럭시워치로 측정된 체성분 수치가 임상 기기 체성분측정표준장비(DXA)와 생체 전기저항측정(BIA) 장치로 측정한 결과값과 93%에서 97%까지 높은 상관관계를 나타냈다고 발표한 바 있다. 아울러 최근 미국 미시간 대학교 연구기관인 '휴먼 퍼포먼스 및 스포츠 과학 센터(HPSSC)'와 협업한 연구를 통해 갤럭시워치로 측정한 체지방률 데이터가 체성분 분석 표준 장비인 DEXA 체성분 분석기가 측정한 값 대비 95%의 상관관계를 나타내는 것을 확인했다는 설명이다. jhyuk@fnnews.com 김준혁 기자

[파이낸셜뉴스] 줄기세포 기반 플랫폼 전문기관 바이오솔빅스가 서울성모병원, 대한노인근골격의학회, 히포크랏, 프리딕티브와 퇴행성 질환 및 희귀 난치병 극복을 위한 다자간 업무협약(MOU)를 체결했다고 23일 전했다. 바이오솔빅스는 이번 협약으로 초고령 사회 대비를 위해 퇴행성 질환 및 희귀 난치병 환자의 혈액, 조직 등을 이용한 조직융합모사체(오가노이드)를 제작한다. 또 인공지능(AI) 기술로 환자에게 최적의 약물을 예측하고 제공해 빅데이터를 확보할 예정이다. 김명신 가톨릭대학교 서울성모병원 유전진단검사센터장은 “이번 MOU를 통해 퇴행성 질환 및 희귀 난치병 환자를 대상으로 한 유전자 진단과 조직융합모사체 기술이 더해진 환자 맞춤형 의료의 실현이 앞당겨 질 것”이라고 말했다. 권순용 대한노인근골격의학회 회장은 “이번 협약은 초고령 사회에서 퇴행성 질환과 희귀 난치병 문제를 해결하기 위한 중요한 협력의 시작”이라고 평했다. 최수영 바이오솔빅스 대표는 “자사 기술을 고통 받는 환자의 삶의 질을 개선시키는 데 활용하게 됐다”며 “앞으로도 동물대체시험법으로 인간과 동물의 복지가 모두 증대되도록 지속적인 사회적 기여와 노력을 펼칠 것”이라고 강조했다. taeil0808@fnnews.com 김태일 기자

[파이낸셜뉴스] 한국 젊은 여성들의 ‘마른 비만’ 비율이 전 세계에서 가장 높다는 조사 결과가 나왔다. 인바디가 최근 공개한 ‘2024 인바디 리포트(2018~2022)’에 따르면 한국 20대 여성의 마른 비만 비율은 15.8%로, 조사 대상국 가운데 가장 높다. 전신 지방 복부에 집중된 마른 비만 이는 전 세계 20대 여성 체성분 데이터 218만7224개를 분석한 결과다. 한국 데이터는 134만 7141건이었다. 한국 다음으로는 태국(15.2%)의 비율이 가장 높았다. 이어 말레이시아(14.2%) 일본(12.4%) 중국(12.1%) 등 아시아 지역 국가들이 상위권을 차지했다. 마른 비만이란, 체질량지수(BMI)가 정상임에도 불구하고 비만 판정을 받는 경우다. 체지방률(남성 25%·여성 30%)이 기준치를 초과하고, 전신 지방이 주로 복부에 집중된 경우 마른 비만으로 분류된다. 영양학계 등에서는 흔히 BMI를 기준으로 비만도를 측정한다. BMI는 본인 체중(㎏)을 신장의 제곱(㎡)으로 나눈 값이다. 그러나 BMI는 측정 대상의 총 무게를 고려할 뿐, 체내 근육과 체지방의 비율 등을 계산해내지는 못한다. 인바디는 30대 직장인을 예로 들며, 전형적인 ‘마른 비만’ 체형을 공개했다. 그는 키 155.6㎝에 체중 51㎏였고 BMI는 20.55였다. BMI 기준으로 보면 정상(18.5~23.0)에 속한다. 그러나 체지방률이 30.2%로, 전형적인 ‘마른 비만’이다. 골격근량은 19㎏에 불과했다. 마른 체형 추구하다 근육량만 줄어.. 혈관건강에 경고등 이처럼 마른 비만 상태가 이어질 경우 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 지방간, 근감소증 등 다양한 질환으로 이어질 수 있다. 마른 비만이 유발하는 장기 사이 내장지방은 콜레스트롤과 중성지방 수치를 올리고, 이는 대사증후군 발발과 인슐린 저항성 상승으로 이어진다. 인바디는 젊은 여성일수록 마른 체형을 지향하는 사회적 분위기가 마른 비만의 원인 중 하나라고 분석했다. 이덕형 세브란스병원 가정의학과 명예특임교수는 “근육량은 부족한데 지방 조직이 많은 게 마른 비만”이라며 “내장 지방이 많다는 건 인슐린 저항이 많아지고, 동맥경화, 만성염증도 올라가는 등 혈관 건강에 좋지 않다”고 설명했다. 그러면서 “마른 비만은 근육량 부족으로 인한 게 크기 때문에, 균형식을 하면서 운동을 하는 것이 중요하다”고 덧붙였다. rainbow@fnnews.com 김주리 기자

[파이낸셜뉴스] 한국재료연구원(KIMS) 복합재료연구본부 기능복합재료연구실 이희정 박사팀이 전자파를 흡수해 레이더에 잡히지 않는 스텔스 소재를 개발했다. 이 소재로 만든 1.9㎜ 두께만으로도 기가헤르츠(㎓)급 전자파를 99.999%를 흡수했다. 1일 재료연구원에 따르면, 연구진이 개발한 전자파 흡수 소재는 기존 대비 흡수성능을 높였을 뿐만아니라, 낮은 두께에서 높은 반사 손실과 넓은 흡수 대역을 가졌다. 특히, 금속-유기 골격체(MOF)를 통해 다양한 유전·자성 손실을 지닌 전자파 흡수 소재를 용이하게 제작하는 게 가능하다. 이희정 박사는 "MOF 소재를 전자파 흡수 소재에 적용해 스텔스, 전기전자, 자율주행, 통신 등 전 산업 분야에 활용할 수 있다"고 말했다. 특히 전자파를 사용하는 전 산업 분야는 전자파 장해 및 2차 간섭으로 인한 오작동 등이 일어날 수 있다. 이를 방지할 수 있는 특장점을 가진다는 점에서 차세대 IT분야에 필수적인 기술로 활용할 수 있다. 또한 국방력 증강 및 방산 산업에 큰 파급효과는 물론, 민간기업 활성화에 대한 기여도 기대되는 부분이다. 연구진은 전자파 흡수성능을 극대화하기 위해 소재의 조성을 최적화하고 습식방식을 통해 MOF를 합성했다. 최적의 열처리 과정으로 MOF를 제조한 후, 폴리우레탄 소재와 혼합해 전자파 흡수 소재를 만들었다. 이렇게 개발한 전자파 흡수 소재는 두께가 1.9㎜ 임에도 주파수 10㎓ 전자파를 99.999% 흡수했다. 특히, 더 얇은 두께인 0.9㎜에서는 7.23㎓에 이르는 광대역의 전자파까지 흡수했다. 연구진은 "이는 타 국가에서 개발한 전자파 흡수 소재 대비 높은 성능 향상을 나타낸 결과"라고 설명했다. 이 박사는 "이 소재를 양산화해 환경, 바이오 분야로 확장하는 걸 목표로 하고 있다"고 말했다. 그러면서 "독자적인 원천기술 개발로 국산화에 의한 수입 금지 기술 보유는 물론, 향후 해외로의 수출도 가능할 것"이라고 덧붙였다. 연구진은 현재 MOF를 활용한 전자파 흡수기술을 심화 발전시켜 더 높은 초고주파수 대역의 전자파를 흡수할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 또한, 특성재단형 MOF 소재를 활용해 전자파 흡수, 차폐, 방열 등 고부가가치 산업 상용화를 위한 연구를 진행 중이다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 전자파 흡수 소재를 세계적 학술지인 '어드밴스트 컴퍼지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 최근 가수 겸 배우 비비의 노래 ‘밤양갱’이 온라인 음원 순위 정상을 휩쓸면서 밤양갱에 대한 대중의 관심도 높아지는 추세다. 청주자생한방병원 최우성 병원장은 "밤은 한의학적으로 건강상 다양한 이점이 있는 것으로 알려져 있다"며 "특히 밤에는 칼슘이 다량 함유돼 갱년기 여성과 노인들의 골다공증 등 근골격계 질환 예방에 좋다"고 11일 밝혔다. 양갱은 팥을 삶아 체에 거른 후 설탕, 한천 등을 섞고 틀에 넣어 쪄 만드는 음식으로, 여기에 밤을 추가하면 밤양갱이 완성된다.  밤양갱의 핵심인 밤은 탄수화물, 단백질도 풍부해 어린이들의 성장과 발육에도 뛰어난 효과를 보인다. 한의서인 본초강목에도 기운이 떨어져 허리와 다리가 약해 걷기가 불편한 노인이 밤을 먹으면 걸음을 잘 걷게 된다고 기록돼 있다. 또한 양갱의 주 재료인 팥은 칼륨, 사포닌, 비타민B1 성분이 풍부해 체내 노폐물을 제거하고 노화를 예방하는데 탁월하다. 한의학적으로도 팥은 해열에 효과적인 약재로 알려져 있으며 이뇨작용을 도와 소변을 통해 체온을 조절하는 역할을 한다. 체내 염증수치가 증가하면 인체의 자가치유 기전에 따라 비정상적인 열감이 발생하고 체액 순환이 정체돼 부종이 생기기도 한다. 이 경우 팥이 증상을 효과적으로 완화하는데 도움을 준다. 밤양갱의 또 다른 재료는 바로 ‘한천’이다. 한천이란 우뭇가사리라는 해조류를 가공한 것으로, 포만감이 높고 식이섬유가 많아 다이어트 식품으로 인기를 끌고 있다. 한천은 젤라틴과 같이 응고하는 성질이 있는데 젤라틴과 달리 식물성 식품으로 혈당 상승과 변비에 효과적이다. 동의보감에는 열이 나고 답답한 것을 없애 기(氣)가 뭉친 것을 치료한다고 돼있다. 최 병원장은 “밤양갱의 효능을 종합해보면 기혈순환 촉진을 통한 체내 노폐물 제거 및 피부 건강관리에 좋고, 칼슘도 풍부해 근골격계 질환도 예방할 수 있는 팔방미인인 음식”이라며 “탄수화물과 당을 단기간에 집중적으로 공급할 수 있어 운동 중 에너지 섭취가 필요한 사람들에게도 큰 도움이 된다”고 말했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 국립부경대학교는 조계용 교수(공업화학전공) 연구팀이 차세대 이차전지로 꼽히는 리튬-황 배터리의 새로운 분리막을 개발했다고 7일 밝혔다. 국립부경대 조계용 교수와 부산대 이진홍 교수(유기소재시스템공학전공) 등 공동연구팀은 리튬-황 배터리 상용화의 주요 걸림돌인 열화현상을 일으키는 셔틀효과(shuttle effect)를 극복하기 위해 금속유기골격체(MOF) 소재를 기반으로 한 제조 방법을 제시했다. 연구팀은 넓은 표면적을 지닌 다공성 물질 MOF 소재를 기반으로 분리막을 제조, 적용해 리튬-황 배터리의 충-방전 효율과 전극의 안정성을 높이는 연구 결과를 발표했다. 리튬-황 배터리는 높은 전기용량 구현이 가능해 차세대 이차전지로 크게 주목받고 있지만 충-방전때 셔틀효과로 리튬폴리황산사슬(Li2Sx)이 생성되며 영구적인 전극용량 감소와 배터리 수명 단축 등을 초래하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 조 교수 연구팀은 MOF 소재 중 하나인 절연성 금속유기골격체(ZIF-8)를 이용한 기능화된 다기능성 MOF 소재(ZIF8A)와 그래핀 옥사이드(Graphene oxide)의 복합물인 'NZG'로 분리막을 제작해 셔틀효과를 극복하고 높은 전극용량을 유지하도록 했다. 그 결과 충-방전 시 발생하는 폴리황화물(Polysulfide)이 넓은 표면적에 과량의 아민(Amine)을 가지는 NZG 복합물에서 촉매 작용을 통한 빠른 산화-환원반응으로 빠른 충-방전 속도에서도 높은 전극용량을 유지하는 리튬-황 배터리를 제작할 수 있는 것으로 나타났다. 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구 및 산업통상자원부의 지원을 받아 이뤄졌다. 재료·에너지 분야 국제학술지 'Composites PartB: engineering'(IF=13.1, JCR=0.6%)에 최근 게재됐다. 이번 연구 논문의 제1 저자인 김세훈 석사과정 학생은 "다기능성 MOF 소재의 개발과 복합화 기술, 이를 활용한 리튬-황 전지용 분리막 코팅기술을 개발해 종전에 분리막이 갖고 있던 문제점을 개선함으로써 차세대 배터리 종류에 하나인 리튬-황 전지의 상용화가 앞당겨질 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다. roh12340@fnnews.com 노주섭 기자

삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 '투톱'이 사업장 내 부속의원의 진료과목을 늘리고 전문의 채용에 나서는 등 임직원의 의료복지에 힘을 쏟고 있다. 양사는 임직원의 질병치료를 넘어서 안전하고 건강한 사업장 조성을 위한 경영시스템과 반도체 공정 맞춤형 연구소를 운영하며, 안전하고 건강한 사업장 만들기에도 만전을 기하며 투자와 연구를 집중하고 있다. 4일 반도체업계에 따르면 SK하이닉스는 지난달 청주사업장 부속의원의 가정의학과 전문의 채용에 나섰다. SK하이닉스의 복지, 네트워크, 의료지원 사업 등을 담당하는 자회사 SK하이스텍은 지난해 12월부터 SK하이닉스 이천사업장 부속의원의 응급의학과 및 가정의학과 전문의 채용을 진행 중이다. 이천캠퍼스와 청주캠퍼스에 각각 사내 부속의원 '하이메디컬 클리닉'을 운영 중인 SK하이닉스는 구성원이 언제든 검진과 치료를 받을 수 있도록 임직원 대상 의료서비스에 힘을 쓰고 있다. 삼성전자는 △삼성전자광주사업장 부속의원 △삼성전자기흥사업장 부속의원 △삼성전자수원사업장 부속의원 등 11곳의 부속의원을 운영 중이다. 여기에 삼성전자는 기흥과 평택 등에서 근골격센터를 운영 중이다. 장시간 업무로 근골격계에 문제를 호소하는 구성원을 대상으로 3차원(3D) 체형분석, 척추근력, 균형능력, 체성분 분석 등 전문적인 검사 후 전문연구원이 개인별 상담을 해 적절한 운동요법을 제공한다. 삼성전자는 임직원의 건강을 넘어서 건강한 작업환경을 만들기 위해 반도체(DS)부문 산하에 건강연구소를 설립, 15년째 운영 중이다. 국내 기업 최초의 산업보건 민간연구소이다. 건강연구소는 작업장의 유해요소나 위험요인을 통계·분석하고, 반도체업계의 보건관리 국제표준 구축에 나섰다. 반도체업계 관계자는 "혹시 모를 위험에 대비하고 건강한 사업장 조성을 위해 임직원 대상 안전·보건·건강에 대한 연구와 투자는 앞으로 더 늘어날 것"이라고 말했다. rejune1112@fnnews.com 김준석 기자