◇ 전남대 연구팀, 폴리에틸렌 분해 미생물 발견

전남대는 11일 염수진·윤철호(이상 생명과학기술학부) 교수와 지석원(고분자융합소재공학부) 교수 공동 연구팀이 광주광역위생매립장 지하 15m 토양에서 비닐봉투로 사용되는 폴리에틸렌 플라스틱을 분해하고, 유일 탄소원으로 자라는 신규 미생물 1종을 발굴했다고 밝혔다.

또 이전에 보고되지 않았던 폴리에틸렌 분해 메커니즘에 관여하는 후보 효소를 발굴, 폴리에틸렌과의 효소 반응을 통한 폴리에틸렌 화학적 변화 양상을 보고했다고 전남대는 전했다.

현재 태평양에는 한반도 면적의 7배에 달하는 플라스틱 섬이 있고, 지난해 네덜란드 연구진에 의해 인체 혈액에서 플라스틱이 처음 검출 되는 등 지구의 환경과 인체에 심각한 문제를 일으키고 있다. 폴리에틸렌은 플라스틱 생산량의 약 4분의 1 가량을 차지한다.

◇ 세상에서 가장 얇은 1차원 유리 결정 제작

김관표 연세대 물리학과 교수는 10일 사면체 구조의 결합 방식을 제어한 1차원 게르마늄(Ge)황(S) 구조체를 최초로 합성했다고 밝혔다.

산화규소(SiO2)는 규소-산소 사면체(tetrahedral)가 서로 연결된 구조를 갖고 있다. 사면체 사이의 결합 방식 변화에 따라 다양한 3차원 구조체를 만들 수 있는 게 특징이다. 결합이 규칙적이면 석영 결정(크리스탈)이 형성되며, 결합이 매우 불규칙한 비정질일 때는 일상생활에서 많이 사용되는 유리가 된다.

연구팀은 나노튜브 합성 템플릿을 이용해 사면체 결합 방식을 제어한 게르마늄 칼코겐화합물 반도체 1차원 체인 구조체를 합성하는 데 성공했다. 여기서 더 나아가 연구팀은 초고분해능 투과전자현미경을 이용해 새로운 물질 구조 분석에도 성공했다. 원자 단위 이미징을 통해 1나노미터(㎚·10억분의 1m) 미만의 두께를 갖는 세상에서 가장 얇은 1차원 유리 결정을 만들어 낸 것이다.

◇ 수질오염 화합물 잡는 염소 라디칼 촉매 개발

8일 경희대 화학공학과 김종식 교수 연구팀에 따르면, 이번에 개발한 염소 라디칼 기반 촉매는 기존의 상용화된 수산화 라디칼 또는 기개발된 라디칼 고정형 촉매 대비 3배 이상 뛰어난 분해 능력과 재사용성을 보였다.

연구팀은 염소 음이온을 라디칼 전구체로 활용해 단점을 해결했다. 연구 결과는 촉매 분야 저명 국제학술지에 게재됐다. 논문은 과학적 우수성을 인정받아 표지로도 선정됐다.

실험 결과 검증은 육군사관학교 물리화학과 정근홍 교수가 담당했다. 정근홍 교수는 계산기법(DFT)을 활용했다. 연구팀은 산업 현장의 수요에 맞춰 상용화를 위한 후속 연구도 진행하고 있다.

◇ 표면 근전도 통한 18가지 손동작 인식 시스템 구현

성균관대 신소재공학부의 김선국 교수, 소프트웨어학과 박호건 교수 공동연구팀은 최근 19가지 손동작을 정확하게 구분할 수 있는 AI모델과 고신축 어레이 형태의 EMG 센서를 통합한 동작 구분 시스템을 개발했다고 9일 전했다.

표면 근전도 신호는 장애, 근육의 활성화 수준, 피로 및 신체의 움직임을 감지하거나 분석할 수 있는 신경 근육 활동의 측정 지표다. 근전도 신호는 의료보조기기나 인공 장치, 로봇 등을 제어하는 제어 신호로도 활용될 수 있다. 그러나 주로 실생활에서 사용하는 근전도 센서는 단일 양극으로 되어있어, 특정 근육과 관련된 특정 제스처만 인식할 수 있다는 단점이 있었다. 또 하이드로젤 소재를 주로 사용해 장시간 착용이 불가능하고 일회용이라는 단점도 있었다.

연구진은 폴리이미드 기반 유연 소재에 나노 두께의 금속을 증착한 필름을 제조하면서 단점을 해결했다.

◇ "백금값 80분의 1"…저렴한 수소연료전지 촉매 개발

KAIST는 조은애 신소재공학과 에너지 변환 및 저장재료 연구실 교수 연구팀이 백금을 대체할 수 있는 저렴하지만 고성능을 가진 전극 소재를 개발하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 차세대 연료전지로 개발되고 있는 음이온 교환막 연료전지용 전극 소재로 백금보다 우수한 성능을 갖는 '니켈-몰리브데넘 소재'를 개발했다. 

신규 개발 촉매를 실제 연료전지에 적용하는 경우 다양한 변수에 의해 실성능을 얻지 못하는 경우가 많다. 그러나, 연구팀은 이번 연구에서 이를 극복하고 실제 연료전지에 신규 개발 촉매를 적용하는 것에 성공했다. 니켈은 음이온 교환막 연료전지용 비귀금속 전극 소재로 주목받았으나, 백금 성능의 100분의 1에도 미치지 못하여 실제 적용되지 못하고 있었다. 그러나 이번에 연구팀이 개발한 니켈-몰리브데넘 촉매는 백금보다 성능이 우수하고 (백금: 1.0 mA/㎠, 니켈-몰리브데넘 촉매: 1.1 mA/㎠), 가격은 80분의 1에 불과해 백금을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 니켈-몰리브데넘 촉매를 연료전지에 적용해 성능을 확보하는 데에도 성공했다.

◇ KIST "과산화수소 대량·친환경 생산 가능한 탄소 촉매 개발"

한국과학기술연구원(KIST)은 물질구조제어연구센터 김종민 선임연구원과 계산과학연구센터 한상수 책임연구원팀이 이재우 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀과 공동으로 높은 전류 밀도에서도 우수한 성능으로 과산화수소를 대량 생산하는 고효율 탄소 촉매를 개발했다고 11일 밝혔다.

과산화수소 합성에는 고가 팔라듐 촉매를 사용하는 '안트라퀴논 공정'이 주로 쓰이는데, 이는 과산화수소를 저장하고 운송하는 데 비용이 많이 들고 촉매 반응 과정에서 환경오염을 일으키는 유기 오염물질이 나오는 문제도 있었다.

연구팀은 이산화탄소를 수소화붕소나트륨과 반응시켜 붕소를 도핑한 다공성 탄소 촉매를 합성했다. 이 촉매를 실험과 계산과학으로 분석한 결과, 표면 붕소와 산소가 같이 결합한 지점에서 과산화수소 생성률이 극대화되고, 높은 전류밀도에서도 과산화수소가 잘 만들어지는 것으로 나타났다.

◇ EU, 배터리·반도체 핵심 '과불화화합물' 전면규제 예고…정부 대응책 고심

EU가 배터리와 반도체 등 전자제품의 핵심 원료인 과불화화합물에 대한 사용제한 규제를 예고하면서 우리 산업계에 적지 않은 영향이 예상된다. 

정부는 이에 대응하기 위해 과불화화합물 관련 동향보고서를 발간해 우리 기업들과 공유하는 한편 간담회와 세미나를 잇따라 개최할 계획이다.

산업통상자원부와 국제환경규제기업지원센터는 EU가 공개한 '과불화화합물(PFAS,Perfluoroalkyl andPolyfluoroalkyl substances) 사용규제 제안보고서'의 주요 내용을 담은 동향보고서를 11일 발간했다고 밝혔다. 동향보고서는 '국제환경규제기업지원센터' 홈페이지에서 내려받을 수 있다.

과불화화합물은 탄소와 불소가 결합한 유기화학물질이다. 열에 강하고 물이나 기름을 막는 특성을 가져 산업 전반에 걸쳐 많은 분야에서 사용된다. 그러나 쉽게 분해되지 않아 잔류성·축적성이 높고 인체와 환경 내에서 광범위하게 발견되며 유해성도 띤다.

◇ 반도체민관협의체 출범

삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체 기업들이 향후 340조원을 투자할 수 있는 마중물을 만들기 위해 산업계를 비롯해 학계, 정부, 연구기관 등이 참여하는 '반도체 미래기술 민관협의체'가 9일 출범했다.

'반도체 미래기술 민관 협의체'에는 삼성전자와 SK하이닉스, 한국반도체산업협회, 한국팹리스산업협회 등을 포함한 산업계와 과기정통부, 산업통상자원부 등 정부 부처가 참여한다. 대한전자공학회 등 학계와 한국과학기술연구원 등 연구계도 함께 했다.  

반도체 미래기술 민관 협의체는 앞으로 연 2회 이상 회의를 갖고 정기적으로 로드맵을 수정, 보완 및 민관 협력 반도체 R&D 추진 등을 상시 논의한다. 향후 5년 간 확대되는 국가전략기술 R&D 투자에서 이날 발표한 로드맵을 기반으로 미래 반도체 R&D가 반영될 수 있도록 신규사업을 추진키로 했다.

◇ 한국승강기안전공단, 폐배터리 자원순환사업 본격화

한국승강기안전공단은 승강기에서 발생되는 폐배터리를 수거해 환경오염을 예방하고 자원을 재생하는 ‘승강기 폐배터리 자원순환사업’을 본격화한다고 12일 밝혔다.

승강기에서 발생되는 폐배터리는 그동안 적절한 폐기절차 없이 승강기 피트 등에 방치돼 왔다.

이에 따라 승강기안전공단은 환경오염을 예방하고 자원을 재생하는 등 ESG 경영 실천을 위해 지난 3월 28일 한국환경공단과 업무협약을 체결하고 폐배터리 수거사업을 전개했다.

승강기안전공단 경기강원지역본부를 중심으로 관할 7개지사와 17개 유지관리업체가 동참해 수거한 폐배터리는 한 달 만에 850여개에 무게는 1.3t에 달했으며, 전문업체에 전달했다.

◇ KTC-TUV라인란드, 배터리 등 첨단기술 분야 맞손

한국기계전기전자시험연구원(KTC)은 11일(현지시간) 독일 쾰른에서 글로벌 시험인증업체 TUV라인란드와 업무협약을 체결했다고 밝혔다.

유럽연합(EU) 집행위원회가 지난 2020년 발표한 ‘지속가능 스마트 모빌리티 전략’에 따르면 2025년까지 공용 충전지점을 100만 곳으로, 2030년까지 300만 곳으로 늘리겠다는 목표를 제시했다. 한국 수출기업이 KTC에서 유럽인증을 취득하면 유럽 인증기관 이용에 따라 불가피하게 소요되는 1개월 이상의 시료 이송 기간과 2000만원 가량 물류비용을 절감할 수 있다. 또, 보완(디버깅) 필요 시 현지로 기술인력을 파견해야 하는 애로도 해소할 수 있다.