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[기고] 목재와 목질재료의 난연화 3 - 김진규 전통문화과학기술연구단 위촉연구원
강산형 난연제의 작용은 가열초기에서 중량감소율의 증대, 열분해·중량감소 개시 온도의 저온화, 탈수탄화작용의 촉진 등이 있는데 비하여 강염기형 난연제는 가열초기에서 중량변화에 미치는 영향이 작고, 흡열성 타르 생성반응의 저해에 영향을 미치는 탄소잔사 생성증대에 기여하는 것이다. <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재가 열분해에 의해 생성된 목탄은 순수한 탄소만으로 형성된 것이 아니고, 대체로 2차분해 생성물인 타르성 잔사가 탄소를 주성분으로 집적된 것이 상당부분을 점한다. 이 탄소잔사표면은 활성탄소표면이라 부르며, 산소에 대한 친화성이 극히 높아 130℃의 저온에서도 산화에 의한 열의 방출을 개시하며, 착화도 미연소목재 보다도 용이하게 된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">그러나 타르성 잔사가 300℃(13) 또는 400℃이상으로 되면 탄소잔사로부터 수소 및 산소 전부가 방출되어 C-C 결합을 갖는 6환의 흑연에 의한 강고한 망목구조를 형성하여 500℃ 근방의 작열연소에 이르기 까지는 열에 대하여 비교적 안정한 형태를 유지한다(Browne 1958). 온도가 500℃ 근방에 다다르면 목탄은 황적색의 빛을 내면서 수소나 일산화탄소와 같은 기화성 가스를 생성하며, 작열연소하여, 회분을 남기며 서서히 소비된다. 이때의 연소표면의 온도는 약 800-1,000℃에 달한다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">이 과정에서 리그닌의 분해는 목탄의 생성량에 중요한 역할을 하며, 생성된 목탄은 연소 표면과 그 밑에 존재하는 미연소목재 사이에 열의 전달을 방해하는 작용을 한다. 이 목탄의 생성은 열방출율을 저하시키고, 기화성 가스가 이동하는 것을 막으며 공기 중의 산소가 공급되는 것도 막는다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목탄의 구조는 목재의 종류, 난연처리, 가열속도에 따라 다양하며, 안정성은 밀도, 산화안정성, 열차단성 및 투과성 등의 요인에 의해 영향 받는다. 목탄의 생성은 저온 탈수반응이기 때문에 이의 생성은 가열의 기간 및 정도에 크게 의존한다. 급격한 온도 증가는 목탄의 생성율이 낮으며, 서서히 온도가 증가되면 목탄의 생성율이 증가된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">한편 난연제 첨가는 무처리 목재에 비하여 목재의 목탄 생성량을 증가시키나 밀도, 목탄층의 두께, 수분함량, 산소농도 및 외부의 열 유입량 등의 요소에 의해 크게 차이가 난다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">3.3 연기의 발생과 독성<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">화재가 일어나면 연소에 의한 막대한 열량과 함께 연기(smoke)가 발생되며 이를 화재의 2차 효과(secondary fire effect)라 부른다. 화재의 2차 효과에서 문제가 되는 것은 ?연기가 시계를 방해하는 것으로부터 오는 피난상의 유해성, ?연소가스에 의한 판단력 저하와 행동불능을 일으키고, 나아가서 죽음에 이르는 급성독성, ③주변 기기의 부식성 때문이라 할 수 있다. 이중<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">?은 재료의 발연성, ?는 생성 가스의 유해성, ③은 연소가스의 부식성의 문제이다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 화재에 의한 사망을 원인별로 보면 그림 7과 같이 연무 및 연소가스에 의한 사망이약 70%에 이르는 것을 알 수 있어, 화재의 2차 효과가 매우 중요함을 알 수 있다. <그림 7> 참조 <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"=""><그림 7> 화재시 사망의 원인별 분석 <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재는 다른 유기재료에 비하여 연기 발생량이 적다. 환기가 잘되는 곳이라면 목재의 연기 발생량은 25~100m2/kg이다. 반면 플라스틱 재료는 수백 또는 수천 /kg 이다. 연기의 발생은 연소되는 재료와 불꽃연소(flaming)인가 아니면 훈소(glowing, Non flaming)인가 하는 연소의 형태 및 산소의 공급형태에 따라 달라지는데, 전자는 연소되는 고분자의 구조와 일정한 관계가 있어 고분자의 화학적 구조가 연기 발생량에 가장 중요한 역할을 한다. 고분자의 구조에 따라 검뎅이 만들어지는 양은 대체로 다음과 같은 순서이다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">naphthalene > benzene > diolefins > monoolefins > paraffins 그러나 훈소의 경우에는 고분자의 구조와 일정한 관계를 찾아보기 힘들다. 예를 들어 표 2는 고분자의 발연성을 NBS 연농도상자법으로 측정한 것이다. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"=""><표 2> 고분자의 발연성(NBS 연농도 상자법. <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 3.4 훈소와 표면연소 <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">소방시설설치유지 및 안전관리에 관한 법율 시행령에는 방염물품의 잔염시간 (after flame time)과 함께 잔신시간(after glowing time)을 규제하고 있어, 잔신(after glowing)도 중요 항목이며, 이것 때문에 장시간에서 연소가 그치지 않는 경우 가 많기 때문에 방지할 필요가 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">잔신은 표면연소(작열연소)의 현상으로 불꽃을 동반하는 불꽃연소와 달리 불꽃을 형성하지 않는다는 이유에서 훈소(smoldering)와 동일한 현상으로 취급하는 경향이 있으나 훈소의 상태·성상과 표면 연소의 그것은 커다란 차이가 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">훈소는 인슐레이션보드, 저비중 파티클 보드, 발포성 폴리머와 같이 겉보기 비중이 낮은 목질재료에서 산소의 공급이 불충분한 채로 완만한 속도를 갖고 연소하는 현상이다. 이는 탄소잔사를 생성하면서 진행하거나 열분해를 수반하고 있어 알데히드류, 타르상의 열분해 생성물의 휘발성 유기 성분을 다량으로 함유하고 있어 공기의 공급이 가속되면 일거에 불꽃연소로 이행한다. 한편 표면연소는 불꽃연소 종료 후(타르류의 생성과 가연성 가스의 방출 후) 탄소잔사에 의해 일어나는 연소로서 발광은 있으나 일반적인 불꽃 형성과 연기의 생성은 없다. 일반 목재나 고비중 목질재료의 연소 추이로서는 불꽃연소 후에 생성된 탄소 잔사의 표면 연소에 의해 재(ash)가 되면서 연소는 완료된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 흑연 재료와는 달리 목탄이 표면연소에 의해 비교적 용이하게 탄화하는 것은 그림 9에서 보는바와 같이 연소 후에 생성된 목탄은 세포의 공극구조가 남아 있기 때문에 공기의 공급이 비교적 용이하기 때문이다.<그림 8> 참조 <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"=""><그림 8> 목재와 목탄의 현미경 사진. <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">표면연소는 고체상의 잔류성 탄소가 가열되었을 경우 불꽃을 동반하지 않고 연소하는 현상을 말한다. 이러한 현상은 불꽃연소가 액상 및 기상에서 일어나는 것과 다르다. 표면연소는 고체상 탄소가 산소와 결합 하여 CO2를 생성하는 현상으로 이러한 현상은 1단계 반응인 고체상 산화반응과 2단계 반응인 기체상 상화반응의 2가지 단계를 거친다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">1단계 반응은 탄소와 산소가 결합하면서 표면에서 일어난다. C → CO+26.43kcal/mol 2단계 반응은 형성된 CO가 기상에서 산소와 반응하여 더 많은 열을 발생시키면서 최종 연소 산물인 CO2로 변하면서 종료한다. CO → CO2+67.95kcal/mol 이 과정에서 발생하는 열량은 탄소잔사의 표면을 600~700℃로 유지시키는데 충분한 열량이다. <다음호에 계속><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 출처 : 한국목재신문(http://www.woodkorea.co.kr)
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- 작성일21.12.13
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반도체 세계 1위 싸움, 이제 다시 시작이다 - 김형준 차세대반도체연구소장
인공지능(AI) 개념의 창시자 앨런 튜링의 얼굴이 새겨진 새 지폐가 지난 6월부터 영국에서 유통되고 있다. 2016년 이세돌-알파고의 역사적 바둑 대국, 2018년 자율주행시스템이 장착된 테슬라 전기차 등장에 이어 AI 시대의 도래를 보여주는 또 하나의 상징적 사건이다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">AI는 이제 기업과 정부는 물론 일반인에게도 거스를 수 없는 시대의 화두다. 거의 모든 사회·경제적 논의의 중심에 AI가 있을 정도다. 역동적인 기술 발전과 달리 현실 세계에서 확장성은 여전히 미약하다는 지적도 있다. 하지만 AI의 무궁무진한 잠재력과 폭발적인 사회·경제적 파급력에 대해서만큼은 이제 누구도 이론을 제기하지 않는다. <div class="ab_box_article " style="margin: 0px 0px 40px; padding: 0px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 비메모리 분야 기술력 배가 절실 AI 특화 초저전력 반도체 키워야 <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">필자의 기억에 최근 몇 년 만큼 반도체에 대한 대중적 관심이 높았던 적이 없었다. 미·중 반도체 패권 다툼과 일본의 수출 규제 사태를 계기로 국내총생산(GDP)에서 약 30%의 비중을 차지하는 반도체 산업이 끊임없이 재조명됐다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">익히 알려진 대로 우리나라는 반도체 대국이다. 하지만 모든 반도체를 다 잘 만드는 것은 아니다. 반도체는 종류가 매우 다양하고 광범위하다. 우리 기업들은 그중 메모리 반도체 분야에서 세계 최고의 기술력으로 시장을 선도하고 있다. 하지만 그보다 규모가 3배 더 큰 비메모리 반도체 시장의 점유율은 여전히 미미하다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">최근 세계 반도체 업계의 주요 이슈는 딥러닝(Deep learning)에 최적화된 신경망 처리장치(NPU)의 폭발적인 성장세다. 향후 매년 50%가 넘는 고성장이 예상된다. 반면 사용량이 증가해온 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 등은 조만간 정체기에 접어들 것이라는 전망이다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">비트코인 논란에서도 불거졌듯이 기존의 반도체는 과도한 전력 소모라는 한계를 안고 있다. 지금 같은 속도로 반도체가 증가하면 2040년엔 약 1억 개의 화력발전소가 필요할 거란 우려도 있다. AI를 본격 활용하면 몇 곱절 더 많은 전력이 필요하다. 이 말은 곧 반도체 혁신 없이는 AI 시대도 없다는 것을 의미한다. 이에 따라 글로벌 반도체 기업들은 이제 AI 특화용 반도체인 초저전력 반도체 기술 개발에 사활을 걸고 있다. 사람의 두뇌 작동 방식을 모사하는 뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체가 대표적이다. 인간의 두뇌는 매우 효율적이고 강력한 컴퓨터다. 약 1000억 개의 뉴런과 이들 사이를 모든 방향으로 연결하는 100조 개 시냅스의 초병렬구조가 어떤 컴퓨팅 시스템보다 빠르게 효율적으로 대량의 정보를 처리한다. 뉴로모픽 반도체의 기술 개발 수준은 아직 전 세계적으로 매우 초보적인 단계다. 뚜렷한 선두 그룹이 없는 무주공산이다. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"="">한국은 그동안 세계 메모리 반도체 시장에서 기적적으로 후발 경쟁국들과의 초격차를 유지해왔다. 하지만 국민소득 4만 달러 시대로 이끌 주력산업으로 손꼽히고 있는 시스템반도체 분야에서는 오랜 시간의 연구개발(R&D)을 바탕으로 아성을 쌓아온 미국을 좀처럼 따라잡지 못하고 있다. 그런데 새로운 게임체인저 등장으로 열세를 단숨에 뒤집을 기회의 문이 열리고 있다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">반도체 산업은 높은 기술력과 막대한 투자로 후발 주자의 진입을 허용하지 않는 ‘승자독식 시장’이다. 이런 가혹한 경쟁 환경을 생각한다면 메모리 분야의 우위에 안주할 때가 아니다. 미래에도 반도체 강국으로 살아남기 위해서는 AI용 초저전력 반도체와 같은 핵심원천기술 개발에 국가 역량을 집중해야 한다. 관련 생태계 구축도 중요하다. 차세대 반도체 개발은 뇌과학을 비롯한 기초과학과 공학 전반의 협력과 동반성장 없이는 실현 불가능하다. 도전적이고 미래지향적인 투자가 없다면 다가올 새로운 반도체 패권 경쟁에서 한국은 다시 추격자가 될 수밖에 없을 것이다.<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> 출처 : 중앙일보(https://www.joongang.co.kr/article/25030998#home)
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[투데이 窓]전문성 기반의 융합연구 2.0 - 김현우 융합연구정책센터 소장
2011년 5월1일 미국 백악관 상황실엔 팽팽한 긴장감이 돌았다. 4개월 전 CIA는 파키스탄 북서부의 3층 저택이 9·11 테러의 주범 오사마 빈라덴의 은신처일 가능성이 있다고 보고했다. 확정적인 증거를 확보한 것은 아니다. 빈라덴 측근의 출입이 있었고 빨랫감이 빈라덴 가족의 구성과 같았다는 것이다. 버락 오바마 대통령은 숙고 끝에 작전개시를 명령했다. 빈라덴을 제거하기 위한 '넵튠의 창' 작전의 시작이다. <br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"="">버락 오바마 대통령, 힐러리 클린턴 국무장관, 조 바이든 부통령, 국방장관, 합참의장 등 안보라인이 백악관 상황실에 총집결했다. 작전을 지휘하는 상황실 중앙자리의 주인은 군 최고 통수권자인 대통령이 아닌 합동특수작전사령부 마셜 B 준장이었다. 작전 전문가에게 중앙자리를 양보한 것이다. 전문성을 존중하는 문화가 온전히 담긴 당시 상황실 사진에서 미국의 경쟁력을 담보하는 소프트파워를 엿볼 수 있다.<br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""> 전문성을 존중하는 문화가 항상 주어지는 것은 아니다. 도널드 트럼프 대통령은 과학기술정책실을 19개월간 공석으로 방치했다. 파리협정 탈퇴를 선언하며 전지구적 기후변화 대응 노력을 무시했다. 코로나에 말라리아 치료제가 효과적이라는 과학적 근거가 빈약한 정보도 퍼뜨렸다. 이번 미국 대선에서 과학기술계는 예외적으로 조 바이든 후보를 공개적으로 지지했다. 지난해 미국 대선은 과학기술을 존중하는 후보를 선택했다. <span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""> <span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"="">과학기술은 동료 연구자와 과학기술 지식에 대한 존중 없이는 존립 자체가 불가능하다. 17세기 독일과 영국은 미적분 논쟁으로 적대시했다. 하지만 독일 수학자 라이프니츠는 "뉴턴 시대까지 수학을 놓고 볼 때 뉴턴이 이룩한 업적이 반 이상"이라며 존경심을 보였다. 스티븐 호킹 박사는 뉴턴을 과학사에서 대적할 자가 없는 거인으로 칭송했다. 정작 아이작 뉴턴은 "내가 더 멀리 보았다면 이는 거인들의 어깨 위에 올라서 있었기 때문"이라고 몸을 낮췄다. <br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"="">선도형 연구일수록 전문성의 중요성이 더 커진다. 추격형 연구에서는 앞선 연구의 성공경로를 따라가며 전문성을 보완할 수 있었다. 그래서 정책과 전략을 더 중시하는 일도 가능했다. 하지만 선도형 연구에서는 아무리 뛰어난 정책과 전략일지라도 전문성이 결여됐다면 군맹무상(群盲撫象)에서 벗어나기 어렵다. 선도형 연구로 전환하려면 가장 먼저 전문성을 존중하는 연구·개발 사업으로 변모해야 한다.<br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""><br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"="">지난달 30일 과학기술정보통신부는 'STEAM융합연구사업 미개척분야 발굴보고회'를 개최했다. 융합연구는 인류가 당면한 현안을 해결하고 기술적 한계를 극복하기 위한 방법 중 으뜸이다. STEAM사업은 대표 융합연구사업으로 2011년부터 6500억원 규모의 투자를 이어왔다. 평창 동계올림픽에서 국가대표가 사용할 첨단장비를 공급하는 일부터 미래 건강과 삶의 질을 높이고 신성장동력이 될 뇌과학 연구를 키워냈다.<br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""><br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"="">바둑에서 제자가 스승을 이기면 보은을 했다고 한다. 융합연구를 위한 투자요구에 "융합이 아닌 연구가 어디 있느냐"는 부정적인 피드백이 어쩌면 가장 큰 성과다. 지난 10년 동안 융합연구 확산에 전념했다면 앞으로 10년은 기획의 전문성을 강화해 대형 융합연구 성과를 창출해야 한다. 이를 위해 산학연 융합연구 전문가로 구성된 'STEAM융합협의체'에 유망분야 선정과 미개척 연구기획을 일임했다.<br style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""> 10년 전 백악관 상황실에서 오바마 옆을 지킨 바이든 부통령은 올해 1월 제46대 미국 대통령으로 취임했다. 바이든 대통령은 2004년 관련법 개정으로 시작한 대통령 국가과학기술자문회의(PACST)와 같은 취지의 대통령 과학기술자문회의(PCAST)를 신설했다. 최근 '오징어게임' '지옥' 등 K콘텐츠가 넷플릭스라는 세계적 OTT(동영상스트리밍서비스) 플랫폼을 석권했다. K-R&D가 과학기술 선진국으로 역수출될 날을 기대한다.<span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""> <span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: 맑은고딕, " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" letter-spacing:="" -0.4px;="" text-align:="" justify;"=""> 출처 : 머니투데이 (https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2021120218194382486)
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- 작성일21.12.03
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[시론] 미래 기술 전쟁에 필요한 '줄다리기' 전략 - KIST 윤석진 원장
선택과 집중 '핵심기술 우위' 확보<br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" 700;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">부족 채울 조력자와 '합종연횡'<br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" 700;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">다차원적 국가역량 총집결 필요<br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" 700;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""><br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" 700;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">윤석진 < 한국과학기술연구원(KIST) 원장 > 46초가 부족했던 누리호는 최종 목표를 미완의 과제로 남겼다. 하지만 외신들은 한국형 발사체 누리호의 비상을 속보로 타전하며 한국의 우주산업 진입을 공식화했다. 특히 중국은 한국의 기술력을 냉정하게 평가하면서도 예상보다 빠른 한국의 우주개발 행보에 경계심을 나타냈다. <br class="paragraph" data-index="0" style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">중국은 우주기술과 양자, 인공지능, 집적회로 등 7대 기술 육성에 국력을 쏟아붓고 있다. 이들 기술은 세계의 권력 지도와 경제질서를 재편할 ‘게임 체인저급’이다. 지난달 중국은 구글의 최신 양자 컴퓨터보다 100만 배 더 복잡한 연산이 가능한 양자 컴퓨터를 개발했다고 보도했다. 당시 함께 공개된 광(光)양자 컴퓨터는 현재의 슈퍼컴퓨터로 30조 년이 걸리는 계산을 0.001초 만에 할 수 있다고 했다.<br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 필자가 위원장으로 참여한 2020년 국가기술 수준 조사에서 국내 연구자는 중국의 과학기술을 이제는 한국과 대등한 수준으로 평가했을 뿐만 아니라 미래 기술에서는 오히려 중국이 더 우위를 차지한 것으로 인식했다.<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" 700;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">미래 기술에서의 열세를 우려하는 것은 미래 기술 수준이 국가 경쟁력의 가장 확실한 선행지표이기 때문이다. 한국이 국내총생산(GDP) 대비 세계 최고 수준으로 연구개발에 투자하고 있는 이유도 여기에 있다. 그럼에도 불구하고 전체 연구개발 예산 규모는 아직까지 미국의 17%, 중국의 21%, 일본의 59% 수준에 불과하다. 선택과 집중이 필요하지 않냐고 물을 수 있겠지만, 그렇다고 게임 체인저로 불리는 미래 기술 중 일부에만 올인하기도 어렵다. 세계인들을 매료시킨 ‘오징어 게임’의 줄다리기 전략에서처럼 부족한 힘을 지혜로 극복할 수 있는 전략이 절실하다. <br class="paragraph" data-index="3" style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">먼저 선택과 집중을 통한 ‘코어 기술 우위(core tech supremacy)’ 전략을 생각해볼 수 있다. 미래 기술을 구성하는 모든 요소의 기술력을 확보하기 어렵다면 미래 기술의 수준을 결정하는 핵심 요소에 집중해 초격차를 확보하자는 전략이다. 극자외선(EUV) 노광장비에서 독보적인 기술력을 보유한 네덜란드 반도체 장비 기업 ASML이 좋은 예다. 이들이 만드는 5m 크기의 EUV 노광장비는 300m가 넘는 초대형 LNG 운반선보다 비싸다. 차세대 반도체 공정 프로세스를 선점하려는 인텔, 삼성, TSMC 같은 굴지의 반도체 기업들이 연간 생산 30~40대에 불과한 ASML의 장비를 구매하려 줄을 선다.<br style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 두 번째 ‘합종연횡’ 전략도 고려해볼 만하다. 미래 기술은 막대한 연구개발 투자가 필요하기 때문에 한 국가의 힘만으로는 성공하기 어렵고, 나의 부족함을 채워줄 조력자들과 함께한다면 세계의 트렌드를 선도하고 확산할 ‘테이블 세터’가 될 수 있다. 인류 최대의 과학기술 프로젝트 국제핵융합실험로(ITER)에서 한국의 위상은 국제적 협력과 외연 확장을 통해 리더가 된 좋은 사례다. 움츠러들 필요는 없다. 지난 5월 한·미 정상은 군사·외교 동맹을 과학기술로도 확장하는 데 합의했다. 세계 5위로 높아진 한국의 과학기술 역량과 세계 10위의 경제력에 미국이 러브콜을 보낸 것이다. 지금은 미래 기술을 둘러싼 전국시대다. 부족한 부분을 보완하는 합종연횡으로 미래 기술의 쟁패전에서 승리할 확률을 조금씩 높여가야 한다.<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">마지막으로 다차원적인 국가의 역량을 총결집하는 전략도 필요하다. 우리나라는 기초과학연구원 설립, 입자가속기 등 기초연구에 투자를 꾸준히 확대해왔다. 지금까지 축적된 연구성과와 미래의 기초연구 성과를 연계해 과거와 현재, 미래 역량을 결집한다면 놀라운 일을 해낼 수 있다. 누리호 발사는 특정 연구기관의 깜짝 성과가 아니라 한국항공우주연구원이 중심이 되고, 300여 개의 연구소와 기업이 협력함으로써 하나하나 쌓아 올린 금자탑이었다. <br class="paragraph" data-index="6" style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 눈앞의 이익에 연연하지 않는 국가 연구 역량을 융합하는 용광로. 정부출연 연구기관의 새로운 시대적 사명으로 이보다 더 적합한 모델은 없을 듯하다.<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">
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디지털·현실세계 연결된 통합 메타버스 시대 온다 - 유범재 KIST 실감교류인체감응 솔루션연구단 연구단장
<h2 style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; font-size: 20px; line-height: 30px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 가상공간의 미래 <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"="">페이스북이 사명을 ‘메타’로 변경했다. 이에 뒤질세라 마이크로소프트와 엔비디아도 속속 메타버스 플랫폼과 비전을 발표하고 있다. 다소 갑작스럽기까지 한 글로벌 테크 기업들의 메타버스 열풍을 어떻게 이해해야 할까. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"="">2018년 개봉한 스티븐 스필버그 감독의 SF영화 ‘레디 플레이어 원’이 답이 될 수 있을 것이다. 영화의 무대는 2045년. 주인공들은 헤드마운트 디스플레이(HMD)와 수트를 착용하고 3차원 가상세계인 오아시스에 접속한다. 다른 사람들과 경쟁해 3개의 미션을 먼저 완수하고 이스터 에그(부활절 달걀·개발자가 숨겨놓은 메시지나 기능)를 찾으면 막대한 운영권과 지분을 상속받게 된다. HMD는 3차원 가상현실을 보여준다. 사용자는 자유자재로 의상과 헤어스타일을 바꿀 수 있는 자신의 아바타로 다른 아바타들과 함께 자동차를 몰고, 춤을 추고, 미지의 지역을 탐험하고, 로봇을 제작해 악당들과 전쟁을 치른다. 수트는 사용자의 동작을 읽어서 아바타가 그대로 따라 움직이게 한다. 가상현실 속의 통증과 감각도 수트를 통해 실제 피부로 느낄 수 있다. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> <div class="ab_box_article " style="margin: 0px 0px 40px; padding: 0px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> SF영화, 메타버스 미래 세상 힌트 가상현실서도 감각 느낄 수 있어 10년 뒤엔 가상·현실 구분 어려워져 연구 투자 넘어 법·제도도 구축해야 <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">메타버스는 초월·가상을 의미하는 메타(Meta)와 유니버스(Universe)의 합성어이다. 1992년 SF소설에서 처음 등장한 ‘여러 사용자들이 아바타의 모습으로 함께 참여하여 서로 소통, 상호작용하는 3차원 가상공간’은 기술적으로 먼 미래의 세상으로 여겨졌다. 수천만 원대의 착용형 헤드셋은 연구개발 정도로만 제한적으로 사용됐고, 가상세계를 구현할 수 있는 그래픽 하드웨어 역시 일반인들로서는 좀처럼 접근하기 힘든 고가였다. 하지만 2016년, 가상현실용 HMD 제품이 100만~300만 원대에 출시되고 고성능 그래픽카드 가격 역시 대중화되면서 메타버스 산업화에 대한 기대감이 크게 높아졌다. 현재의 HMD 제품은 PC에 연결하지 않고 안드로이드 운영체제에서 가상현실 콘텐트를 실행할 수 있을 만큼 발전했다. 가격도 스마트폰보다 부담이 적은 50만 원대까지 낮아졌다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 인공지능과 VR·AR 기술이 집결된 ‘메타버스’가 각종 산업뿐만 아니라 일상생활에도 적용됨에 따라 콘텐트 수요가 급증하고 있다. 사진은 경기도 하남의 버추얼 스튜디오 ‘브이에이 스튜디오 하남’. [연합뉴스] 이렇게 휴먼 인터페이스 기기와 네트워크 인프라, 그래픽 기술과 콘텐트의 급성장에 코로나19 바이러스로 인해 변화하는 사회상이 중첩되며 메타버스는 비로소 거대한 잠재력을 드러내기 시작했다. 혹자는 최근의 이런 메타버스 열풍이 과거의 싸이월드나 요즘 스마트폰과 컴퓨터로 할 수 있는 쇼핑, 커뮤니티 활동과 다른 게 무엇이냐고 반문할 수 있다. 맞다. 앞으로도 스마트폰과 컴퓨터로 할 수 있는 서비스들은 계속해서 유지되고 발전할 것이다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">다만 주목할 점은 페이스북과 카카오톡 등의 SNS, 줌과 구글 미트 같은 화상회의가 사람들에게 무엇을 제공하고 있는가 하는 것이다. 모임이 어려워지고 재택근무가 보편화해도 만남과 소통이라는 인간의 기본적 필요와 욕구는 사라지지 않는다. 최근 메타버스가 유독 더 큰 관심을 받는 것은 기존의 서비스들로 채울 수 없었던 관계 맺기의 ‘몰입감’이 더욱 높아졌기 때문이다. 급격한 기술 발전으로 이제 각자의 공간에서도 다른 이들과 함께 일하고, 회의하고, 쇼핑을 하고, 영화를 보는 것과 같은 현실감을 제공할 수 있게 됐다는 점이다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">3차원 채팅 프로그램에 가상현실 건축 기술을 접목한 ‘다다월드’(1999), 인터넷 기반의 가상세계인 ‘세컨드 라이프’(2003)도 획기적인 아이디어와 서비스로 초창기 많은 인기를 누렸다. 하지만 기술적 한계로 콘텐트와 사용자 만족도가 충분하지 못했고 결국 쇠퇴할 수밖에 없었다. 2000년대의 기술 수준을 되돌아보면 ADSL 모뎀 통신의 네트워크 속도가 10Mbps 이하였고, 1GHz 싱글코어 CPU가 탑재된 개인용 컴퓨터, 지포스2 칩셋을 사용한 그래픽 하드웨어와 소프트웨어, 1028×768 해상도의 아날로그 CRT 모니터가 일반적이었다. 낮은 컴퓨팅 속도와 그래픽, 네트워크 성능이 가상현실에 대한 기대를 충족시키기 어려웠고 실시간 동시 접속자 수도 제한적이었다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">미래학자 레이 커즈와일은 『특이점이 온다』(2007)라는 저서를 통해 이렇게 예측한 바 있다. ‘2020년대 후반이 되면 가상현실은 진짜 현실과 구분이 불가능할 정도로 정교해질 것이다. 오감을 충족시킴은 물론 신경학적 방법으로 감정을 자극할 수도 있을 것이다. 2030년대가 되면 인간과 기계, 현실과 가상현실, 일과 놀이 사이에는 그야말로 하등의 경계가 없을 것이다.’ <div class="ab_photo photo_center " style="margin: 0px 0px 40px; padding: 0px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; position: relative; left: 290px; transform: translateX(-50%); color: rgb(17, 17, 17); font-family: " noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);="" width:="" 560px;="" max-width:="" 100vw="" !important;"=""> <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">어느새 연말 분위기가 느껴지기 시작한 2021년, 그의 예측은 이미 현실이 되고 있다. 세계적인 걸그룹 블랙핑크의 메타버스 팬 사인회에는 전 세계에서 4600만 명의 팬들이 몰려든다. 공연장 최대 수용인원 10만 명의 460배가 넘는 사람들이 한자리에 모이는 것이다. 미국 팝가수 아리아나 그란데도 메타버스 콘서트로 관객을 만나고, 바이든 미국 대통령 역시 인기 게임을 이용한 메타버스 선거 캠페인으로 MZ세대의 표심을 자극했다. 로블록스와 제페토 등의 메타버스 기반 게임 플랫폼에는 하루 평균 4000만 명 이상이 접속해 최대 570만 명이 동시에 게임을 즐긴다. 최근에는 화제의 넷플릭스 드라마 ‘오징어 게임’을 온라인에서 구현한 100여 개의 메타버스 게임방이 전 세계 젊은이들의 핫한 놀이터가 되고 있다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">메타버스 플랫폼의 또 다른 폭발적 인기의 비결은 참가자들이 스스로 환경을 만들어갈 수 있다는 점이다. 과거의 게임들이 개발자들이 제공하는 환경 내에서 주어진 미션을 수행해 레벨을 올리며 즐거움을 찾았다면, 메타버스는 사용자들이 직접 새로운 콘텐트를 제작해 실행하거나 가상의 의류와 소품들을 만들고 판매하는 활동이 가능하다. 이렇게 활동하는 게임 개발자가 전 세계적으로 700만 명, 크리에이터는 70만 명이 넘고 이들에게는 수억 달러의 보수가 지급되고 있다. 거래 가능한 게임 아이템이 200만 개가 넘을 만큼 메타버스를 통한 수익창출이 빈번해지며 개인뿐만 아니라 구찌와 나이키 같은 브랜드들도 매장을 운영하고 있다. 메타버스를 직업으로 삼는 운영자와 판매자들이 여기서 얻은 이익을 현금화해 사용하는 빈도가 늘면서 가상세계와 현실세계의 경제 동조화 속도 역시 점점 빨라지고 있다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">이에 따라 세계의 주요 빅테크 기업들은 메타버스 서비스와 사업화 경쟁을 본격화하고 있다. 페이스북이 개발 중인 호라이즌 홈(Horizon Home)은 친구들을 초대해 함께 소통하고 새로운 것을 창조할 수 있는 메타버스 소셜 플랫폼을 목표로 하고 있다. 파티를 열 수도 있고 세계 어디로든 여행도 할 수 있으며 콘서트와 스포츠 경기 같은 라이브 이벤트의 역동성도 즐길 수 있는 공간을 제공한다는 계획이다. 마이크로소프트의 ‘메쉬(Mesh)’는 혼합현실 헤드셋을 이용하는 홀로그램 기반 원격 협업(Remote Collaboration) 플랫폼이다. 섬세한 3차원 홀로그래픽 아바타를 통해 기존 화상회의에서는 개인적인 관계를 형성하기 어렵고 정보 공유와 공동 작업이 원활하지 못하다는 단점을 해결하는 데 주력하고 있다. 이와 같이 다양한 형태의 메타버스 서비스들은, 아바타로 대표되는 가상세계와 현실세계를 연결하는 관문이 될 ‘웹 3.0’을 기반으로, 가상현실-혼합현실 기술을 활용한 거대한 하나의 메타버스로 연결, 통합될 것이다. <p style="padding-bottom: 40px; box-sizing: border-box; letter-spacing: -0.4px; color: rgb(17, 17, 17); line-height: 1.5;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">헤드셋과 수트만 착용하면 함께 일하고, 공부하고, 여행하고, 병원 상담과 진료까지 가능한 상상의 세계. 이런 메타버스 세상에 단점은 없을까. 앞서 언급했던 영화 ‘레디 플레이어 원’의 마지막 장면에서는 “우리에게는 더 중요한 현실세계가 있다”는 대사와 함께 일주일에 이틀이 ‘오아시스’의 휴식일로 지정되어 있는 모습이 등장한다. 중독성 강한 가상세계와 현실세계의 괴리감을 줄이기 위한 방법으로 보인다. 그럼에도 현실세계와 가상세계에 대한 구분을 명확하게 하지 못하면, 나와 상대방에 대한 정체성의 혼란, 성적 정체성 혼란 등으로 인한 부도덕한 관계와 일탈, 지나친 집착과 중독으로 정신적으로 불안해지고 실제 인간관계가 왜곡되어 충격을 받거나 죄의식을 느껴 현실생활이 불안정해지는 일들이 발생할 수 있을 것이다. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"="">그렇다면 정부와 기업은 어떻게 메타버스 세상을 준비해야 할까. 정부는 메타버스 산업화를 대비해 네트워크·표준화·플랫폼 등의 제반 환경 구축과 함께 기술 경쟁력 확보를 위한 연구개발 투자를 적극 확대해야 한다. 스마트폰의 대중화에는 애플리케이션과 콘텐트 발전이 중요한 역할을 했지만, 세계 최고 수준의 국산 스마트폰과 네트워크 기술이 없었다면 우리나라가 정보통신혁명의 세기를 주도할 수 없었을 것이다. 이어지는 메타버스의 시대에도 국가 경쟁력을 유지하기 위해서는 창의성 높은 콘텐트와 혁신적인 휴먼 인터랙션 장치의 개발 역량이 동반 상승해야 한다. 페이스북과 마이크로소프트가 헤드셋과 인터랙션 기술의 자체 확보에 주력하고 있는 것도 이 때문이다. 이와 함께 메타버스 세상의 도래에 한발 앞서 변화에 대한 사회적 수용성을 높이고 문제 발생에 선제적으로 대비할 수 있는 법적·제도적 인프라 구축에 나서야 할 것이다.<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(17, 17, 17); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" noto="" sans="" kr",="" "atheme_uniquele="" sd="" gothic="" neo",="" "malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" dotum,="" 돋움,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.4px;"="">출처 : 중앙일보(https://www.joongang.co.kr/article/25027651#home)
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[기고] 목재와 목질재료의 난연화 2 - 전통문화과학기술연구단 김진규 위촉연구원
3. 목재와 열분해 <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">3.1 목재의 열분해와 연소<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재는 점차 높은 온도로 가열하면 구조에서 변화가 일어나며, 더욱 온도를 상승시키면 이 변화는 급격해진다. 목재의 3가지 구성요소인 셀룰로스, 헤미셀룰로스 및 리그닌은 열분해하여 가연성 가스, 타르(levoglucosan) 및 탄소성차를 남긴다. 분해는 각각 구성성분의 분해기구에 따라 분해되는데 헤미셀룰로스가 가장 먼저 분해되고, 다음은 셀룰로스이고, 다음이 리그닌 이다. 즉 목재를 구성하는 3가지 성분의 열분해 형태를 TG(in wt.%) and DTG(in wt.%/°C)를 이용하여 측정한 결과를 보면 그림 5와 같다. <그림 5. 목재 구성성분의 열분해 곡선 참조><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <그림 5> 목재 구성성분의 열분해 곡선. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"=""> 그림 5에서 보면 3가지 구성성분의 열분해 행태에서 커다란 차이를 보이고 있는 것을 볼 수 있다. 헤미셀룰로스가 가장 먼저 분해되기 시작하며, 주된 무게감량은 220~315°C 사이이고, 최대 무게 감소율은 268°C에서 0.95 wt.%/°C으로 나타 난다. 900°C이상의 온도에서도 잔류물은 20%가 조금 넘게 남아 있는 것을 볼 수 있다. 다음으로 셀룰로스의 열분해가 시작되는데 주된 무게감량은 315~400°C 사이이고, 최대 무게 감소율은 355℃에서 2.84 wt.%/°C으로 나타난다. 400°C 이상으로 되면 셀룰로스는 대부분이 분해되어 잔류물은 6.5% 밖에 남아 있지 않게 된다. 리그닌은 3가지 구성 성분 중에서 가장 열분해가 늦게 일어나며, 실온에서 900℃까지 온도영역에서 서서히 분해되는 것을 볼 수 있다. 최대 무게 감소율은 268°C에서 0.14 wt.%/°C으로 나타나며, 900°C 이상의 온도에서도 잔류물은 약 45.7%가 남아 있어 3가지 구성성분 중에서 가장 높은 잔류물을 나타낸다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">이러한 차이를 나타내는 것은 헤미셀룰로스는 자일로스(xylose), 만노스(mannose), 글루코스(glucose), 갈락토스(galactose) 등과 같은 다양한 당성분으로 구성되어 있고, 구조적으로도 가지가 많이 달린 구조로서 쉽게 열분해를 받아 CO, CO2나 탄화수소로 변한다. 리그닌이 열적으로 안정한 것은 고분자량이고, 높은 축합 구조를 갖고 있기 때문이다. 목재 전체로 보면 400℃ 이상이 되면 셀룰로스, 헤미셀룰로스는 C-O와 C-C 결합이 끊어지면서 CO 나 CH4와 같은 기화성 가연성 가스가 생성된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">축합반응은 셀룰로스의 탈수와 재중합(repolymerized)된 리보글루코산 (levoglucosan)이 방향족 구조를 형성하기 시작하여 약 500℃에서 흑연성 탄소구조를 갖게 된다. 이것을 열분해라 하며, 집중적인 연구가 되어 있다. 이들 연구에서 목재 표면의 탄화는 800℃에서 이루어지는데 반하여 주된 목재의 열분해는 225℃가 넘으면 시작되고, 500℃이하에서 종료된다. 공기 중의 가연성가스가 일정농도로 되면 열분해된 가스의 산화가 일어나 불꽃 연소로 이어진다. 반대로 잔류 탄소의 산화는 표면연소(glowing combustion) 또는 훈소(smouldering combustion)하기 시작한다. 목재의 열분해와 연소에 대해서는 총설이 있으며(Browne 1958; Friquin 2010; Jonsson and Pettersson 1958) 집중적인 연구가 있다. 이들을 요약하면 <표 1>과 같다. 한편 구조재로 사용되는 목재 및 목질재료는 우수한 내화성능을 갖고 있는데 이는 다른 고분자재료나 금속재료에서는 볼 수 없는 특이한 성질로서 즉, ?다공질이어서 열전도율이 낮고, 화염이 관통하는 것에 대해 강한 저항성을 갖는다. ?열팽창율이 낮기 때문에 가열에 의한 내부응력의 발생이 적고, 극단적인 균열이나 변형이 없으며, 박리 등도 적다. ③명확한 2차 전위점이 없어 금속재료에서 보이는 변형이 생기지 않는다. ④표면에 탄화층이 생성되기 쉽고, 이것에 의해 산소공급이 차단됨과 동시에 열의 투과를 방지한다. 탄화층의 열전도율은 목재보다 1/3~1/4정도로서 열의 투과를 방지함으로써 심층부의 탄화를 억제 한다. 더욱이 탄화표면층은 작은 균열을 형성하여 열응력의 분산이 이루어진다. ⑤목재가 보유하고 있는 수분 및 열분해에 의해 발생하는 수분에 의해 연소온도를 낮춘다. 등의 목재 고유의 물리적 성질에서 기인하는 것이 많다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">3.2 목탄의 생성과 연소<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <그림 6> 셀룰로스의 연소경로 모식도. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"=""> 그림 6은 셀룰로스의 연소 경로의 모식도를 나타낸 것이다. <그림 6. 셀룰로스의 연소 경로 모식도 참조> 그림 6에서 보는 바와 같이 셀룰로스가 주된 성분인 목재가 가열되면 중간 생성물인 레보글로코산이 발생하며, 이것이 가연성 가스를 생성하여 불꽃 연소가 발생한다(그림 7에서 ①의 경로). 실재로 목재의 연소는 방열량이 큰 불꽃연소에 의존하며, 이것이 초기의 가연성 분해 생성물의 생성에 의존하고 있고, 불휘발성 탄소잔사는 연소에 대한 기여는 거의 하지 않는다(그림 6에서 ②의 경로). 따라서 목재의 난연화는 그림 6에서 ①의 경로보다는 ②의 경로로 유도하는 것이 중요하다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재의 연소거동 중에서 불꽃연소는 셀룰로스가 기여하고, 표면연소는 리그닌에 의한 것이지만 연소의 중심적 역할을 하는 셀룰로스의 열분해는 주어진 조건에 따라 전혀 다른 2가지의 경로를 거치게 된다. 그 중의 하나는 200∼280℃에서 완만한 흡열반응에 의해서 디하이드로셀룰로스(dehydro cellulose)로 되고, 더욱 발열반응에 의해 물과 CO2의 불연성 기체와 탄소를 생성해서 불연의 과정으로 되기 때문에 여기서 동시에 생성되는 탄소(잔류 탄소)는 그 표면에서 산화반응 즉 작열연소를 하게 되어 이 발열량도 자기연소를 유지하는데 충족될 정도로 크지는 않다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">또 다른 하나의 분해 과정은 280-350℃에서 급격한 발열반응에 의해 Levoglucosan을 주성분으로 하는 타르를 생성해서 연소에 이르는 과정으로서 여기서는 대량으로 생성되는 타르는 불꽃연소의 연료로서 중심적 역할을 하고, 방출되는 열량도 크다. 이와 같은 셀룰로스의 열분해 또는 연소과정에서 화학약품이 개재되어 이 과정을 제어하는 것이 난연제로 산이나 염기 모두 유효하게 작용한다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">무기염 난연제의 경우 강산·강염기 또는 약산, 약염기에 의해 구성되는 염은 난연효과가 없고, 약산·강염기 또는 강산·약염기가 우수한 난연작용을 나타내며, 셀룰로스나 목재에 대해서는 강산·약염기로 구성된 화합물이 화염하에서 산을 형성하는 형태가 그 반대의 경우보다 난연효과가 높다. <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 출처 : 한국목재신문(http://www.woodkorea.co.kr)
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[과학과 놀자] 물 속에는 물 분자 H2O와 ○○도 있다 - KIST 정성필 물자원순환연구센터 책임연구원
과학 이야기 (73) 물 순환과 물 속 물질 순환 <div id="articletxt" style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 물은 다양한 지구 시스템(지권, 수권, 기권, 생물권, 외권)을 거치면서 액체, 기체, 고체와 같은 상의 변화를 겪으며 순환한다. 이 과정에서 물 속에는 다양한 물질이 포함될 수 있다. 물과 함께 물 속 물질 순환이 연관되어 있는 점을 이해할 필요가 있다. 물 속에 포함될 수 있는 물질 지구에 존재하는 물 속에는 물 분자(H2O)뿐만 아니라 다양한 다른 물질이 포함되어 있다. 물 속에 있는 물질을 크게 입자성 물질과 용존성 물질로 구분할 수 있다. 입자성 물질은 가만히 두면 중력에 의해 가라앉는 일정 크기 이상(0.45㎛)의 물질들을 의미하며, 눈에 보이는 대부분의 큰 물질들(나뭇조각, 흙 등)이 포함된다. 용존성 물질은 가만히 둬도 가라앉지 않는 물질이며, 그 물질들은 다시 유기성 물질과 무기성 물질로 구분이 된다. 여기서 유기성 물질이란 탄소를 포함하고 있는 물질로 단백질, 다당류, 휴민산(부식산) 등이 포함된다. 그리고 무기성 물질이란 염소(Cl-), 질산염(NO32-), 황산염(SO42-), 칼슘(Ca2+), 마그네슘(Mg2+)처럼 탄소가 포함되지 않은 각종 원자 또는 분자들이다. 바이러스나 미생물과 같은 것들도 물 속에 포함될 수 있다. 1900년대 초반까지만 해도 바이러스나 미생물에 의해 발생하는 수인성 질병으로 인해 인류의 수명이 짧았다. 물의 순환 과정에서의 물질 순환 그러면 우리 주변의 물의 순환을 따라가면서 어떤 것들이 포함될 수 있는지 확인해 보자. 바닷물은 전 지구의 대부분을 덮고 있는 액체로, 특히 소금(NaCl)이 다량(약 38g/㎏) 포함되어 있다. 바닷물이 태양에너지에 의해 가열되면 증발하게 되는데, 바닷물이 증발하게 되어 기권에서 수증기로 존재할 때는 이온이 거의 존재하지 않은 증류수의 형태일 수 있다. 다만, 대기 중에 오염물질(NOx, SOx 등)이 존재하는 경우 오염물질이 녹아들어갈 수 있으며, 대기 중에 포함되어 있는 기타 이온들도 일부 녹아 있을 수 있다. 실제로 빗물의 전기전도도를 측정해 보면 약 50㎲/㎝ 정도인 것으로 알려져 있다. 실험실에서 제조하는 순수한 증류수의 전기전도도는 약 1㎲/㎝ 정도 수준이며, 강 또는 호수에 존재하는 물의 경우 100~200㎲/㎝ 정도의 전기전도도를 나타낸다. 정수처리장에서 강 또는 호수의 물에서 입자, 미생물, 바이러스 등을 제거해 우리가 사용할 수 있는 수돗물을 생산하게 된다. 수돗물을 우리의 생활에서 활용하게 되면 각종 오염물질을 포함한 채 배출되게 된다. 도시 내 하수처리 시설에서는 부영양화를 일으킬 수 있는 탄소, 질소, 인 등을 강에서 자연적으로 처리될 수 있을 정도로 낮게 제거해 방류하게 된다. 비로 떨어진 물 중 일부는 땅속으로 스며들어가서 지하수가 될 수 있다. 지하수의 경우 주변의 흙(토양) 또는 암석과 지속적으로 접촉하기 때문에 상대적으로 이온 농도가 높은 흙 또는 암석에서 이온 농도가 낮은 지하수 쪽으로 각종 무기물질이 녹아나오게 된다. 지하수의 전기전도도는 500~1500㎲/㎝ 정도이며, 지하수가 만나는 지층의 특징에 따라 다양한 물질을 포함할 수 있다. 어떤 경우에는 다양한 금속 성분을 포함해 독특한 맛을 내는 물(오색약수 등)이 되기도 하며, 어떤 경우에는 독성 중금속(비소, 카드뮴 등)을 포함해 음용이 금지되기도 있다. 따라서 개발도상국에선 독성 중금속이 포함된 지하수보다 빗물 또는 기생충의 위험이 있는 흙탕물을 식수로 활용하는 경우가 있다. 강 또는 지하수가 순환의 마지막에 도착하는 곳은 다시 바다다. 바다의 전기전도도는 해안에서 강물 또는 지하수와 섞이는 경우 약 1만5000㎲/㎝ 정도이며, 일반적인 바닷물의 경우 약 4만㎲/㎝ 정도의 값을 갖는다. 일반적인 바닷물은 강 또는 호수에 포함된 담수에 비해 약 200~400배 이상의 이온이 포함돼 있다. 바닷물의 경우 직접 식수로 활용하지 못해 해수담수화와 같은 기술을 이용해 식수로 변환하고 있다. 신종 오염물질, 기후변화와 물 최근에는 기존에 없었던 새로운 오염물질들이 수권으로 유입되고 있다. 플라스틱 사용(부표, 폐기물, 합성섬유 기반의 옷 세탁 등)에 따른 많은 플라스틱이 강 또는 바다로 배출되고 있으며, 일부 플라스틱은 기권을 따라 이동해 인류가 살지 않는 북극에서 발견되기도 한다. 예전에는 사용되지 않던 각종 약물질이나 사람들의 생활 편리함을 위해 합성된 화학물질들이 수권으로 배출돼 생태계 교란을 야기하거나 사람들의 건강을 위협하기도 한다. 중동 사해 지역의 경우 몸이 바닷물 위에 둥둥 뜰 정도로 바닷물의 밀도가 증가되기도 한다. 최근 기후변화에 따라 적도 지역 국가들은 해수면 상승을 경험하고 있다. 특히 베트남 메콩델타 지역은 바닷물이 해안에서 강 위쪽 방향으로 침투하게 되어 강물을 이용해야 하는 농업 지역에 피해를 주고 있다. 이렇듯 우리 주변의 물은 순수한 물에 주변 환경의 많은 물질들을 함께 포함하게 되면서 다양한 특징을 가지면서 흘러가고 있다. 수권을 사용하는 인류뿐만 아니라 주변 생태계에 지속적으로 좋은 영향을 끼칠 수 있도록 물 속에 포함될 수 있는 다양한 물질에 대한 관심을 갖는 것이 필요할 것이다. √ 기억해주세요 KIST 정성필 물자원순환연구센터 책임연구원 우리 주변의 물 중에서 마실 수 있는 물과 마실 수 없는 물의 차이는 물 속에 포함돼 있는 각종 입자, 유기물, 무기물 및 미생물과 같은 물질들의 농도 때문이다. 지구에 존재하는 물은 지구 시스템을 따라 흐르면서 다양한 특성을 가질 수 있다. 수권 주변 시스템들의 특징을 이해하면 다양한 수권의 특징을 이해할 수 있다. 출처 : 한국경제신문(https://www.hankyung.com/society/article/2021111902341)
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- 작성일21.11.24
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[요즘 과학 따라잡기]활용과 보호, 두 얼굴의 위치정보 - 이택진 KIST 센서시스템연구센터 책임연구원
실내 공간으로 들어온 GPS GPS가 일반인들에게 알려진 것은 차량용 내비게이션이 나오기 시작하던 때였던 듯하다. 내비게이션을 설치하는 차가 늘어나게 되고, 운전자의 필수품이었던 두꺼운 전국지도책이 사라졌다. 당시 많은 사람들은 인공위성에서 내 위치를 알고, 이 위치를 내게 알려주는 것이라고 생각했다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">GPS는 약 2만㎞ 상공에 있는 인공위성에서 방송한 신호를 받아 내비게이션 기기나 스마트폰에서 자신의 위치를 계산하는 시스템이다. GPS는 하나가 아니다. 미국의 GPS, 러시아의 글로나스, 유럽의 갈릴레오, 중국의 바이두, 일본의 QZSS까지 다양한 위성항법시스템(GNSS)이 존재한다. 지난달 온 국민이 환호했던 누리호 발사 이후 문재인 대통령은 한국형 위성항법시스템 KPS 시작을 언급했다. 2035년이 되면 한국도 독자적인 위성항법시스템을 갖게 될 것이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">GPS 신호가 도달하지 않는 실내공간에 대해서도 위치 서비스를 제공하기 위한 다양한 연구가 진행 중이다. 실내에서도 길 안내를 받고 지하주차장에서 택시를 불러서 탈 수 있으며 공장, 물류센터 등에서 화재나 사고 발생 시 신속하게 인명을 구조할 수 있을 것이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 그러나 위치는 개인의 소중한 정보이기도 하다. 다양한 활용에 앞서 개인정보를 보호하기 위한 기술적, 사회적 보호장치가 필요하고 활용을 위한 사회적 공감대가 필요한 부분도 있다. 그럼에도 불구하고 위치의 활용은 지속적으로 늘어날 것으로 조심스레 예측해 본다. <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;"=""> 출처 : 서울신문(https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20211123029010&wlog_tag3=naver)
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- 작성일21.11.23
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[과학과 놀자] 미래를 바꿀 양자컴퓨터…'포논'에 달렸다 - KIST 이병철 뇌과학연구소 책임연구원
<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 14pt;="" font-weight:="" bold;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">과학 이야기 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 14pt;="" font-weight:="" bold;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">(72) 포논, 넌 누구니? <div id="articletxt" style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> "열이 소리라고? 말이 돼?" 최근 기후변화로 한국에서 가을 날씨를 찾아보기 어렵다는 보도가 있다. 다른 나라에선 이상기후가 나타났다는 뉴스가 연일 보도되고 있다. 반대로 다른 한쪽에서는 반도체 성능과 효율을 높이기 위해 총칼 없는 5㎚(1㎚=10억분의 1m) 이하 선폭 경쟁이 벌어지고 있다는 뉴스가 나온다. 기후변화와 반도체는 연관성이 없어 보이지만 따지고 보면 모두 열과 온도에 의해 생기는 문제로 귀결된다. IBM의 양자컴퓨터 일상생활에서 우리는 자연스럽게 열과 온도에 관해 이야기하지만, 막상 사람들에게 열과 온도를 정의하거나 설명해보라고 하면 많은 이들이 당황하며 대답하지 못한다. 물리학적으로 온도에 대한 정의는 ‘입자의 운동 에너지’를 엔트로피 통계치로 미분해 얻는 값이다. 그럼 소리의 정의는 어떤가. 소리는 음원으로부터 방사되는 압력파가 매질 내에서 전달되는 것으로 정의한다. 매질의 ‘입자들이 진동하는 과정’에서 주변 밀도보다 높아졌다가 낮아지는 과정을 반복하면서 전달된다. 그럼 아래와 같은 식이 성립한다. 온도 = 입자의 운동 에너지 = 입자의 진동 에너지 = 소리 어? 그럼 열이 소리와 같아지네. 말이 되나? 열과 소리의 최소 단위 포논 ‘포논(phonon)’을 알려면 양자역학을 이해해야 한다. 양자역학의 태동은 빛을 이해하면서 생겼으며, 고전역학에서 현대역학으로의 패러다임 변화에 지대한 영향을 미쳤다. 양자역학은 빛의 가장 작은 단위인 ‘포톤(photon)’을 설명하기 위해 태동했는데, 이와 상보적인 개념으로 자연스럽게 ‘포논’의 개념이 생겼다. 1905년 아인슈타인에 의해 광전 효과(photoelectric effect)의 실험으로 최소의 ‘빛 알갱이(quanta of light)’가 설명됐다. 1920년 길버트 N 루이스에 의해서 포톤이라는 단어가 사용된 것과 마찬가지로, 포논은 1930년 소련의 과학자 이고르 탐에 의해 처음으로 설명됐다. 이어 그의 동료 자콥 프랜켈에 의해 1932년 처음으로 명명됐다. ? <div id="articletxt" style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <div id="articletxt" style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 포논은 물체의 결정 격자에서 진동을 양자화한 최소의 준입자로 정의된다. 즉, 열과 소리의 가장 작은 알갱이를 나타낸다. 이 같은 포논은 여러 가지 특징을 지닌다. 대표적으로 포톤처럼 정수배로 존재할 수 있는 ‘보존(boson)’ 입자다. 양자역학의 세계에서 입자는 ‘페르미온(fermion)’과 ‘보존(boson)’으로 나눌 수 있다. 페르미온은 각 입자의 스핀 상태가 1/2의 정수배 (1/2, 3/2, …)인 입자로, 같은 스핀을 가진 입자는 같은 에너지 상태에서 동시에 존재할 수 없는 ‘파울리의 배타원리’를 따른다. 대표적으로 양성자, 중성자, 전자와 같은 입자가 페르미온 입자들이다. 이는 물질의 모양과 상호작용, 유지에 중요한 영향을 미치며 우리가 각 물체를 만질 수 있게 해준다. 반면, ‘보존(boson)’은 스핀이 0, 1, 2, …의 정수배를 가지는 입자로, 대체로 물리적 힘이나 에너지의 매개체다. 가장 대표적인 보존 입자가 포톤으로, 같은 에너지 상태에 여러 포톤이 존재할 수 있어 우리가 많이 사용하는 레이저의 원리가 되기도 한다. 포논도 보존 입자로, 힘이나 에너지의 상호작용을 매개할 수 있다. 대표적인 예로 전자 두 개에서 포논이 매개로 초전도 현상을 발생시킨다. 미세 공진기를 통한 포논 측정 가장 작은 단위의 진동인 포논을 측정하기란 쉽지 않은 일이다. 포논을 측정하는 데 아주 예민한 센서가 필요하다. 온도와 열을 차단할 수 있으며 극저온의 환경을 유지하는 기술이 필요하다. ㎚ 크기의 구조물을 정교하게 제작할 수 있는 반도체 가공 기술과 이를 통해 만들어진 센서를 진공으로 고립시키고 극저온의 환경을 만들 수 있는 기술이 발전함으로써, 실제로 포논을 측정하고 더불어 포논을 통한 다양한 현상을 관찰할 수 있는 장치들이 개발됐다. 미국 UC샌타바버라의 J 마티니스·A 클래랜드 교수 연구팀은 2010년 처음으로 미세 공진기를 제작하고 희석냉동기를 통해 극저온인 25mK의 상태에서 가장 작은 진동을 가지는 포논을 측정했다. 이는 사이언스지에서 ‘2010 Breakthrough of the Year’로 소개됐고, 21세기를 바꿀 ‘Insights of the Decade’로도 선정됐다. 이후 반도체 공정 기술을 활용, 다양한 초미세 공진기를 제작해 포논의 다양한 성질을 밝혀냈다. 광학공명기(optomechanical resonator)를 통해 포논과 포톤이 상호작용하는 것을 확인했다. 이 원리를 이용, 레이저를 통해 초미세 공진기를 극저온으로 냉동할 수 있는 실험 결과가 2011년 네이처지에 발표됐다. 포논이 보존 입자라는 것을 실험적으로 보이는 논문이 2015년 네이처지에 발표됐으며, 현재까지도 많은 연구자가 포논의 양자역학적 성질을 밝히는 데 심혈을 기울이고 있다. 인류의 미래를 구할 포논 이처럼 많은 과학자가 포논에 관심을 보이고 연구하는 건 포논이 미래를 바꿀 양자 컴퓨터에 활용될 수 있기 때문이다. 양자 컴퓨터를 이용하면 기존 컴퓨터가 해결하지 못하는 기후변화를 해결하고, 반도체의 성능을 획기적으로 높이면서 열손실을 최소화할 방법을 제시할 수 있을 것이다. 전자를 이해하고 이를 조절하는 트랜지스터의 개발을 통해 컴퓨터가 발명됐듯이, 포논을 이해하고 이를 조절할 수 있는 소자를 통해 개발될 양자 컴퓨터가 인류에 어떤 영향을 미칠지 많은 기대가 된다. √ 기억해주세요 이병철 한국과학기술연구원 뇌과학연구소 책임연구원 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 14pt;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">포논은 포톤과 마찬가지로 양자역학적 현상을 가지는 입자다. 포톤과 마찬가지로 포논은 파동-입자의 이중성을 지니고 있으며, 양자역학에서 보이는 포톤과 성질이 비슷하다. 그중 포논도 양자얽힘(quantum entanglement)이라는 현상을 보이는데, 이 성질을 활용해 양자 컴퓨터를 만들 수 있다. 양자얽힘이란 상호작용하는 양자 상태의 물체는 아무리 멀리 떨어져 있어도 한쪽의 상태가 변하면 즉시 다른 한쪽도 변하는 것이다. 이런 현상을 알베르트 아인슈타인은 “유령과 같이 으스스한 원거리 작용”이라고 표현했다. 최근에는 양자얽힘이 거시적인 세계에서도 증명된다는 사실이 밝혀졌다. <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 14pt;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">출처 : 한국경제신문(https://www.hankyung.com/news/article/2021111243111)<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">?
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[시론] 철학, 사색, 그리고 멘토링을 기대하며 - 윤석진 한국과학기술연구원장
대한민국 과학기술정책의 철학은 무엇일까? <br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">과학기술기본법과 과학기술기본계획을 통해 유추해 보면 과학기술로 국민 삶의 질을 높이고 인류사회 발전 기여라는 목적과 일맥상통할 것이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">지난 8일 국가과학기술자문회의는 30주년을 기념하는 콘퍼런스를 개최했다. 그간의 공과를 함께 돌아보며 심도 있는 평가가 이루어졌고 인력 양성과 탄소중립이라는 국가 현안과 함께, 특히 통합적 과학기술정책 구현이라는 향후 과제에 대해 벌어진 열띤 토론이 인상 깊었다. 연구개발과 확산을 목적으로 하는 개별 정부출연연구기관과는 달리 넓은 시야로 국가 과학기술의 전체에 통찰력을 발휘해야 하는 과기자문회의이기에 이번 논의의 장은 뜻깊었다. <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">최근 공통된 목표를 향해 함께 공동체를 이루어 협력하는 의미로 ‘원팀’이라는 말이 유행이다. 기후변화 대응과 에너지 안보, 지정학적 위기와 기술패권다툼, 감염병과 안전 등 과학기술을 넘어 사회문제로까지 확산되는 각종 난제들을 지켜보며 도움의 손길을 내미는 국민에게 우리 과학기술계가 ‘원팀 해결사’로 보였을지 의문이다. 왜일까? 필자는 그 원인을 철학과 사색이라는 숙의과정과 그 결과에 대한 파급 정도로 파악한다. <br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 한국을 포함한 많은 경제협력개발기구(OECD) 국가들은 ‘임무지향적 혁신정책’을 사회 난제 해결의 주요 정책 수단으로 강조하고 있고 그 중심에는 과학기술이 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 역시 혁신주체의 일원으로서 사람·사회·지구를 위한 연구개발 및 운영모델을 구축하고 기후·환경연구소를 출범시켜 센서·소재·계산과학 등 다학제 연구역량을 융합한 빅사이언스 연구를 추진하고 있다. 이를 통해 기후위기 대응 방안을 찾고 연구와 운영 전반에 탈탄소화를 추진하고 있다. 또 ‘그랜드 챌린지’ 사업을 통해 성공 가능성은 낮지만 성공하면 세상을 바꿀 수 있는 초고난도 연구를 추진하기 위해 ‘자폐 조기 진단 및 치료제 개발’, ‘지방 면역 유도 노화제어 기술’ 같은 고난도 도전과제도 수행 중이다.<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;"="">그러나 사회 난제는 사전적 의미에서도 볼 수 있듯 해결 자체가 어려울 뿐만 아니라 그 과정에서 이를 둘러싼 정치·사회·경제적 이해관계가 첨예하게 대립하는 경우가 많아 연구개발 노력만으로는 풀어나가기 힘든 일도 많다. 기존지식의 적용과 도전, 선도적 연구개발뿐만 아니라 산·학·연, 국민, 정부라는 흩어져 있는 옥구슬들을 정성스럽게 실로 꿰기 위해서는 우리가 가고 있는 길에 대한 사색과 성찰, 그리고 공감이 어느 때보다 중요하다. <br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">철학은 인간과 세계에 대한 근본 원리와 삶의 본질을 연구하는 학문을 말하기도 하지만 경험에서 얻은 인생관, 가치관, 신조 등을 의미하기도 한다. 국민 삶의 질 향상과 인류사회 발전이라는 국가의 과학기술정책 철학은 변하기도 어렵지만, 변하기 쉽다면 그 가치관은 철학의 지위를 잃게 될 것이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">한편 사색은 어떤 것에 대하여 깊이 생각하고 이치를 따지는 행위이다. 나라의 굳건한 정책 철학이 구현 단계에서 잘 발휘되고 있는지에 대한 긴 호흡의 사색은 자원 투입 규모가 크고, 진입장벽이 높은 전문 분야에서는 특히 중요하다. 심도 있는 사색의 주체가 우리나라에서는 과기 자문회의인 것이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">철학과 사색이라는 숙의를 통해 우러난 값진 제언은 ‘권위’가 아닌 ‘관계’ 중심의 멘토링으로 각계로 퍼져 나가야 한다. 과기 자문회의가 공식적으로는 대통령의 자문에 응하고 정부 과학기술 주요 정책을 심의하는 기구이지만, 숙의 결과는 대통령이 아닌 민간으로, 종국에는 국민에게 파급되기 때문이다.<br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="letter-spacing: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> KIST 같은 연구기관들이 다른 혁신주체와 원팀을 이뤄 국민의 삶의 질 향상을 넘어 행복에 기여하고 국민이 부여한 임무를 달성할 수 있도록 멘토로서의 자문회의 활약을 기대한다.<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: " 맑은="" 고딕",="" "malgun="" gothic",="" 나눔고딕,="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" sans-serif;="" font-size:="" 20px;="" letter-spacing:="" -1px;"=""> 출처 : 서울신문(https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20211115029010&wlog_tag3=naver)
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- 작성일21.11.15
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목재와 목질재료의 난연화 1 - 전통문화과학기술연구단 김진규 위촉연구원
<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"="">1. 들어가며 <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재 및 목질재료는 전형적인 천연 고분자 재료로서 인류가 오랫동안 사용해 왔다. 이들 재료는 내구성이 우수하고, 입체구조를 갖는 경량임에도 불구하고 물리적 강도도 우수하다. 또 습기가 많을 경우에는 습기를 흡수하고, 건조 시에는 습기를 방출하는 이른바 조습작용도 갖고 있으며, 열전도율도 낮아 단열성도 우수하며, 피부와 접촉했을 경우 따뜻한 감을 주는 등 독특한 가치를 갖고 있는 재료다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">더욱이 철근 콘크리트 등의 다른 재료를 사용하는 건축물과 비교하여 증개축이 우수하다. 환경면에서 보아도 이산화탄소를 흡수하고, 태양에너지를 이용한다는 등의 점에서 친환경적인 고분자 재료로서 목재의 이러한 장점 때문에 각종 목재 또는 목질재료(wood-based products)는 주거 또는 비주거용 건축물에 사용되는 경우가 최근 꾸준히 증가되고 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">문화재 측면에서 보아도 우리나라는 목조와 석조 문화재의 국가라 불릴 만큼 많은 목조 문화재와 석조 문화재를 보유하고 있고, 그 중에서도 목조 문화재의 수가 압도적으로 많다. 목조 문화재는 그간 각종 전란 및 화재 등에 의하여 상당량 소실되었음에도 불구하고 아직도 많은 수가 남아 있으며, 이중의 일부는 유네스코에 의하여 세계문화유산으로 지정되어 그 우수성을 인정받고 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">우리나라 최고의 목조 문화재인 고려시대 부석사의 무량수전(국보 제18호)과 봉정사의 극락전(국보 제15호)을 위시하여, 고려시대에 건축된 것만 하여도 수덕사의 대웅전(1308년, 국보 제49호), 부석사의 조사당(1377년, 국보 제19호), 은해사의 거조암 영산전, 강릉의 객사문등이 있고 조선초기의 건축물로는 무위사의 극락전, 관룡사의 약사전, 장곡사의 상대웅전, 봉정사의 대웅전(보물 제55호)등이 있으며, 조선 중기에는 법주사의 팔상전(1624년, 국보 제55호)등이 있다. 현존하는 우리나라 목조 문화재에서도 알 수 있는 바와 같이, 적절한 보존방법만 강구된다면 목재의 수명은 1,000년 이상이 되는 것으로 확인되고 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">그러나 한편에서는 목질재료가 연소한다는 결점을 갖고 있어 연소성이나 화염 확산성에 관해 관련 법규에 의해 여러 가지 규제를 받아 이용이 제한되고 있으며, 목조 문화재의 보존 측면에서도 심각한 위험성이 내재되어 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">최근의 예를 보아도 2008년 우리나라 국보 1호인 숭례문 화재를 비롯하여 2006년 수원 화성의 서장대(유네스코 지정 세계문화 유산이자 사적 3호), 1984년 쌍봉사 대웅전(보물 163호), 1986년에는 금산사 대적광전(보물 476호)등의 주요 문화재가 화재로 소실되었다. 이러한 재난을 피하기 위한 난연 처리가 일반적으로 행해지고 있다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">본고에서는 목재 및 목질 재료의 난연화라는 관점에서 목재의 기본적인 특성부터 시작하여 목재용 난연제 및 난연기구, 처리 방법과 측정 방법, 나노 복합화에 이르기 분야에 대해 기술하고자 한다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">2. 목재의 구조와 성질<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><그림 1> 목재의 심재와 변재 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재는 종이나 성장 장소에 따라 침엽수(softwood)와 활엽수(hardwood)로 나눌 수 있으며, 이들은 모두 심재(heartwood)와 변재(sapwood)를 갖고 있는데 <그림 1>에서 보는 바와 같이 바깥부분의 색상이 옅은 부분이 변재이고, 가운데 짙은 색상이 심재다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">변재부분은 뿌리와 잎 사이에서 물과 광물질이나 영양분을 수송하는 통로로 이용되고 있으며, 심재는 사멸된 부분으로 목재의 강도를 유지하는 역할만 할 뿐이다. 일반적으로 활엽수가 침엽수보다 더 많은 부분의 심재를 갖고 있어 목재의 내구성 증진에 중요한 영향을 준다. 또 대부분의 침엽수는 활엽수보다 빨리 성장하며, 따라서 값도 저렴하기 때문에 건축용 재료로서 다양하게 사용된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <그림 2> 침엽수의 조직도 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재의 조직은 미시적으로 보면 <그림 2>에서 보는 바와 같이 여러 가지 세포로 구성되어 있고, 건조된 목재는 공기와 세포벽으로 구성되어 있기 때문에 목재의 실질은 세포벽이다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">목재의 화학성분은 40~50%의 셀룰로스(Cellulose), 25~35%의 헤미셀룰로스(hemicellulose)와 15~35%의 리그닌(lignin)으로 구성된 주성분과, 기타 수지 및 회분과 같은 부성분으로 고성되어 있다. 주성분은 세포벽을 구성하는 성분으로 세포벽 구조의 관점에서 분류하면 골격성분(framework constituent), 간충성분(matrix constituent), 외피성분(incrusting constituent)으로 나뉜다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><그림 3> 알파 포도당과 베타 포도당의 구조 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">셀룰로스는 분자구조가 반복되는 포도당 단위로 구성된 장쇄상의 강직한 고분자의 집합체로 존재하고, 결정영역을 형성하는 점에서 골격성분을 구성한다. 포도당(Glucose, C6H12O6) 분자는 육각형 고리 모양을 하고 있는데, 이 고리 모양에서 1번 탄소에 결합된 OH가 육각형 고리모양으로 된 평면 공간보다 아래쪽에 위치한 경우는 알파 포도당, OH가 위쪽에 위치한 경우는 베타 포도당이라고 부른다<그림 3>.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">포도당을 구성하는 1번 탄소에 결합된 OH와 또 다른 포도당 분자의 4번 탄소에 결합된 OH가 반응하여 물이 빠져나가면서 글루코시드 결합이 형성되고, 계속 같은 방법으로 수많은 포도당이 연결되어 고분자를 형성하는데 알파 포도당끼리 연결이 되면 녹말(starch)이 되고 베타 포도당 끼리 연결되면 셀룰로스 분자가 된다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><그림 4> 셀룰로스의 분자구조 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""><그림 4>에서 보는 바와 같이 셀룰로스의 분자구조는 [ ]안의 셀룰로스 분자가 계속 반복되는데 목재 펄프에서 생산되는 셀룰로스는 평균 3,000단위로 구성되어 있다. 셀룰로스는 장쇄상의 강직한 고분자의 집합체로 존재하고, 세포벽(cell walls)을 형성하며, 목재의 인장강도를 형성하는데 중요한 역할을 하기 때문에 골격성분을 구성한다. 헤미셀룰로스는 셀룰로스 섬유 주위에서 성장하며, 셀룰로스 섬유에 비하여 비구조적이고, 저분자량인 고분자형 당(polysaccharides)으로 구성되어 있고, 주로 셀룰로스의 결정영역 사이를 매우고 있으므로 간충성분으로 불린다. 리그닌은 방향족 고분자로서 목재가 수직으로 성장하는데 주된 역할을 하며, 셀들을 피복 하여, 목재의 압축강도와 전단강도(shear strengths)를 형성하는데 중요한 역할을 하기 때문에 외피성분이라 한다.<br style="box-sizing: inherit; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"="">출처 : 한국목재신문(http://www.woodkorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=55523<span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(34, 34, 34); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" malgun="" gothic",="" 돋움,="" dotum,="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" "helvetica="" neue",="" helvetica,="" roboto,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 16px;"="">)
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[과학과 놀자] 환경위기 앞두고 '수소 사회'로의 대전환 도전중 - 박현서 한국과학기술연구원 수소연료전지연구센터 책임연구원
<span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" bold;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">과학 이야기 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" font-weight:="" bold;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">(71) '깨끗한 에너지원' 수소 <div id="articletxt" style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(34, 34, 34); font-family: " malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">지난 10월 18일 '2050 탄소중립위원회' 회의가 열렸다. 우리나라가 2050년까지 탄소중립을 달성하기 위해 해야 하는 것에 대해 논의하는 자리였다. 여기에는 화석연료 사용을 줄이고, 필요한 에너지원 중 청정에너지원으로 수전해 수소 활용을 확대하는 것이 포함되어 있다. 화석연료는 수백만 년 전 땅에 묻힌 생물의 사체가 오랜 기간 열과 압력을 받아 생성되어 높은 에너지 밀도(석유:44MJ/kg, 석탄:25MJ/kg)를 가지고 있다. 18세기 시작된 인류의 산업혁명은 이와 같은 화석연료 없이는 이루어질 수 없었을 것이다. 산업혁명은 화석연료 사용을 통해 기존에는 상상하지 못하던 사회·경제적 변화를 일으키고 인류의 삶을 크게 향상시켰다. 화석연료와 기후위기 그러나 화석연료의 발견과 활용은 인류에게 예상하지 못한 어려움도 주었다. 1952년 영국 런던에서 발생한 그레이트스모그(great smog)는 화석연료를 과도하게 사용하여 생긴 공기 오염이었다. 이때 1만 명 이상의 사망자가 발생한 것으로 추산된다. 21세기에 들어서도 화석연료 사용에 따른 대기오염은 그 심각성을 더하여, 최근에도 중국의 대기오염이 심각하게 여겨지고 있다. 독일 막스플랑크연구소 클라우스 하셀만은 온실가스 증가에 따른 지구 온난화를 예측한 공로로 노벨상을 받았다. 그는 온실가스 증가가 지구의 기후 변화에 어떻게 영향을 주는지에 대해 복잡한 시스템을 이해하고 그 영향을 예측할 수 있는 모델을 개발했다. 올해의 노벨 물리학상은 인류의 화석연료 사용에 따른 지구 온난화와 기후위기에 대해 다시 생각하게 한다. 올해 유엔 IPCC(기후변화에 관한 정부 협의체)는 화석연료의 사용과 기후위기가 가혹한 기상 이벤트를 통해 인류의 생존을 위협하고 있다고 지적했다. 수소 사회로의 전환 2019년 우리나라에서는 수소경제 활성화 로드맵과 수소기술개발 로드맵을 발표했다. 여기에는 화석연료 위주 에너지 시스템을 수소 기반체제로 전환한다는 비전과 구체화된 계획을 담았다. 수소는 에너지밀도가 120MJ/㎏가량으로 화석연료보다 높고, 이용 과정에서 온실가스 배출이 전혀 없는 에너지원이다. 수소를 적절히 이용하면 전기, 열과 같은 유용한 에너지를 만드는 과정에 환경 오염이 아주 적을 수 있다. 이런 수소 사회로의 전환은 화석연료 사용에 따른 온실가스 증가를 억제하고 그에 따른 기후 위기를 해소함으로써 인류의 삶을 지속 가능하게 한다. 이런 전환은 우리뿐만 아니라 미국, 중국, 독일 등 많은 국가에서 수십 년에 걸쳐 진행될 예정이다. 수소를 활용하는 데 풀어야 하는 어려움도 많다. 기체 상태의 수소는 가볍고 부피가 크기 때문에 석유 석탄에 비해 저장하고 운송하기가 어렵다. 또 현재 사용하는 대부분의 수소는 석유나 석탄을 이용해 생산하기 때문에 생산과정에서 이산화탄소를 많이 배출한다. 수소를 온실가스 배출 없이 생산하기 위해서는 물에서 수소를 추출해야 하는데, 이 과정에서는 쓰이는 에너지를 태양광과 풍력과 같은 깨끗한 에너지로 보급하는 것도 노력이 많이 드는 일이다. 앞서 ‘2050 탄소중립위원회’에서 수전해 수소 활용을 늘린다는 것은 이처럼 깨끗하게 생산된 수소의 활용을 확대하겠다는 의미다. 수소 바탕 지속 가능한 삶 지난 몇 세기 동안 인류는 지구가 수백 만년 땅에 축적하고 있던 화석연료를 짧은 시간 압축적으로 활용하여 눈부신 과학기술과 산업의 발전을 이루었다. 그리고 그 과정에서 우리는 오래 지구에 살고 있는 다른 생물들이 어떻게 지내는지 이해하게 되었다. 태양빛을 에너지원으로 이용하는 나무는 조용하고 느리게 살아간다. 나뭇잎은 빛을 받아 성장에 필요한 에너지를 만드는 데 적절히 이용된 다음 가을 낙엽이 되어 떨어진다. 다음해 봄이 되면 가지에서는 다시 새싹이 나고, 나무는 다른 한 해를 위해 또 잎을 넓힌다. 나뭇잎은 광합성을 해서 공기 중 이산화탄소를 흡수하여 유용한 물질을 만들고, 대기 중에 이산화탄소가 평형 농도를 유지하는 데 도움을 준다. 심각한 기후위기를 통해 우리는 땅속 화석연료를 계속 꺼내 사용하는 것이 지속 가능한 길이 아님을 알았다. 태양광 풍력과 같은 재생에너지 설비를 설치하고 이용하는 것은 화석연료를 사용하는 것보다 번거롭고 어려운 일일 수 있다. 그리고 그 에너지를 가지고 다시 물을 깨고 수소를 생산해 활용하는 것은 더 어려운 일이다. 그러나 기후위기를 극복하기 위해 우리는 이제 예전 같으면 어렵고 힘들다고 가지 않았을 길을 가고 있다. 이런 노력을 통해 우리는 머지않아 깨끗한 환경에서 지속 가능한 삶을 영위할 수 있을 것이다. √ 기억해주세요 박현서 한국과학기술연구원 수소연료전지연구센터 책임연구원 <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"="">수소는 에너지 밀도가 120MJ/㎏가량으로 화석연료보다 높고, 이용 과정에서 온실가스 배출이 전혀 없는 에너지원이다. 수소를 적절히 이용하면 전기, 열과 같은 유용한 에너지를 만드는 과정에서 환경 오염이 아주 적을 수 있다. 이런 수소 사회로의 전환은 화석연료 사용에 따른 온실가스 증가를 억제하고 그에 따른 기후위기를 해소함으로써 인류의 삶을 지속 가능하게 한다. <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-size: 14pt; font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" malgun="" gothic",="" "맑은="" 고딕",="" "apple="" sd="" gothic="" neo",="" 돋움,="" dotum,="" 굴림,="" gulim,="" verdana,="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 18px;="" letter-spacing:="" -0.9px;"=""> 출처 : 한국경제신문(https://www.hankyung.com/society/article/2021110585401)
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