흰개미-알콜,전기 무선 이동등 향후 미래각광기술

흰개미는 '천연 바이오에탄올 주유소'


MIT '테크놀로지 리뷰' 발표 올해 10대 유망기술 중 5가지흰개미 소화기관에 있는 미생물, 배양하면 에탄올 추출 가능전깃줄 없이 전류를 공급… 휴대폰을 사회분석 도구로 활용몸에 들어가는 '나노 라디오'… 테러 막는 원자 자기장 측정기

지금 세계에서 가장 유망한 신기술은 무엇일까?

미 MIT는 매년 격월간 잡지 '테크놀로지 리뷰(Technology Review)'를 통해 10대 유망 기술을 발표한다. 5년 이후 경제, 사회적 파급 효과가 클 것으로 예상되는 기술을 예측하는 것이다. 올해의 유망 기술을 보면 BT(생명공학)·IT(정보통신)·NT(나노기술) 연구 성과가 대부분을 차지했다. 10대 기술 중 우리 생활에 밀접한 5가지를 소개한다.

①바이오 연료 구세주로 떠오른 흰개미

언제부터인가 식물에서 얻은 에탄올을 자동차 연료로 사용하기 시작했다. 친환경 에너지란 이유에서다. 그러나 이것이 최근 세계적인 식량난의 원인이 됐다는 비판이 높아지고 있다. 에탄올을 추출하는 옥수수의 가격이 급등했기 때문이다.

대안은? 에탄올을 식용 옥수수가 아닌 다른 식물에서 추출하는 방법도 있을 것이다. 하지만 이를 위해서는 효과적인 셀룰로오스(식물의 섬유질) 분해 효소가 개발돼야 한다. 셀룰로오스를 분해해야 박테리아가 먹고 에탄올을 만들어낼 수 있기 때문이다.

미국 에너지부 산하 게놈연구소와 캘리포니아 공대의 연구원들은 작년 11월 국제학술지 '네이처(Nature)'에 실은 논문에서 흰개미가 답을 줄 수 있다고 발표했다. 흰개미는 나무를 잘 갉아먹는다. 연구진은 흰개미의 소화기관에서 추출한 미생물이 1000여 종류의 나무를 소화하는 데 탁월하다는 사실을 발견했다. 나무에는 섬유 성분이 많이 포함돼 있어서 흰개미의 미생물을 잘 배양해 셀룰로오스를 분해하면 이를 박테리아가 먹게 되고 에탄올을 추출 할 수 있다. 연구팀의 레드베터(Leadbetter)는 "흰개미는 천연 바이오에탄올 주유소"라며 "흰개미의 미생물을 양산해 에탄올 생산 효율을 높이는 것이 연구 과제"라고 말했다. 한국에서도 한국에너지기술연구원과 한국화학연구원, 산림청이 관련 연구를 하고 있다.

②전깃줄이 사라진다?


http://www.mit.edu/~soljacic/wireless_power.html
Wireless Power Transfer - WiTricity



In last few years, our society experienced a silent, but quite dramatic,
revolution in terms of the number of autonomous electronic devices
(e.g. laptops, palm pilots, digital cameras, household robots, etc.)
that we use in our everyday lives. Currently, most of these devices are
powered by batteries, which need to be recharged very often.

This fact motivated us to think whether there exist physical principles
that could enable wireless powering of these and similar devices.

Results of our research on the feasibility of using resonant objects,
strongly coupled through the tails of their non-radiative modes, for
mid-range (i.e. a few meters: e.g. within a room, or a factory pavilion)
wireless power transfer applications seem to be quite encouraging.

At this web-page, you will find a few most relevant materials about
this work of ours.




--------------------------------------------------------------------------------


Theory of Wireless Power Transfer
(Publicly announced in November 2006)


In our first paper, (Annals of Physics) we explained the
theory behind our scheme.

Davide Castelvecchi from American Institute of Physics wrote an
excellent press release, that in simple terms explains our concept.



This work attracted a substantial interest of the press, including:


"Recharging, The Wireless Way," Angela Chang, abcnews.go.com, 22nd December (2006).


"In the future, will our TVs be wireless?" Athima Chansanchai, www.msnbc.msn.com, 14th December (2006).


"Physics promises wireless power," J. Fildes, news.bbc.co.uk (featured on the front page of BBC News), 15th November (2006).


"Cut the cables - Wireless power," The Economist, p. 85, 18th November (2006).


"Wireless Energy Transfer May Power Devices at a Distance," J.R.Minkel, scientificamerican.com, 14th November (2006).


"Man tries wirelessly boosting batteries," Seth Borenstein, Associated Press, 15th November (2006).


"Evanescent coupling' could power gadgets wirelessly," Celeste Biever, NewScientist.com, 15th November (2006).


"Outlets are out," Phil Berardelli, sciencenow.sciencemag.org (daily news of Science Magazine), 14th November (2006).


Additional media coverage of our work on Wireless Energy Transfer include: BBC Radio 4, BBC World Radio, Forbes, The Boston Globe, Chicago Tribune, Christian Science Monitor, The Herald (UK), PC World, USA Today, FOX news, CBS news, ABC local TV, Physics Today, and >300 articles in leading newspapers and radio-reports in numerous countries around the world, including: Germany, Australia, Iran, India, Croatia, Greece, Spain, France, Italy, UK, Poland, Canada, Netherlands, Tailand, Dominican Republic.




--------------------------------------------------------------------------------


Experiments on Wireless Power Transfer
(Publicly announced on June 07, 2007)


In our experimental paper, (Science) we demonstrated
wireless transfer of 60W of power over 2 meter distances.
You can also download the article's corresponding
Supplementary Online Material, that contains some nice photos of the experiment.

The press release, by Franklin Hadley from Institute for Soldier
Nanotechnologies (MIT) explains in simple terms, yet precisely what we did.



This work also attracted a substantial interest of the press, including:


"TR10: Wireless Power," Jennifer Chu, Technology Review (special issue on The 10 Emerging Technologies of 2008), March/April (2008).


"First Step to Wireless Electricity," Jeffrey Winters, Discover Magazine (special issue on 100 Top Science Stories of 2007), January (2008).


"Wireless Energy," Clay Risen, New York Times (included into the special Year in Ideas issue), December 9th (2007).


"MIT Scientists Pave the Way For Wireless Battery Charging," William M. Bulkeley, Wall Street Journal, June 8th (2007).


"MIT powers a lightbulb without wires," USA Today, June 9th (2007).


"MIT team lights it up - without wires," Chris Reidy and Carolyn Johnson, Boston Globe, June 8th (2007).


"Power advance heralds future of gadgets that can be recharged wirelessly," Brian Bergstein, Associated Press, June 7th (2007).


"Wireless Energy Lights Bulb from Seven Feet Away," J.R. Minkel, Scientific American, June 7th (2007).


"Wireless energy promise powers up," Jonathan Fildes, news.bbc.co.uk (featured on the front page of BBC News), June 7th (2007).


Additional media coverage of our experimental work on Wireless Energy Transfer include: BBC Radio, The Times (UK), The Daily Telegraph (UK), The Daily Mail (UK), Popular Mechanics, NPR, Suddeutsche Zeitung (Germany), Le Monde (France), and >500 articles in leading newspapers and radio-reports in numerous countries around the world, including: Australia, Iran, China, Croatia, Greece, Spain, Canada, Nigeria, Brazil.


이제 무선(無線)으로 정보뿐 아니라 전기도 전달하는 세상이 다가오고 있다. MIT 물리학과의 솔자치치(Soljacic) 교수는 근거리 무선 전력 전송장치를 개발했다.

솔자치치 교수의 무선 전력 전송장치는 전기 공명(共鳴·resonant) 현상을 이용한다. 구리 코일에 전류를 흘려주면 코일에는 자기장이 형성된다. 전자석의 원리다. 그러면 2m 옆에 놓인 다른 코일이 이 자기장을 받아서 스스로 전류를 생성하게 된다. 결국 한쪽의 전류가 전선 없이 다른 쪽으로 이동하는 것이다. 연구진은 60㎝의 구리 코일과 10㎒(1㎒는 100만 ㎐)의 자기장으로 50%의 에너지를 무선으로 전달하는 데 성공했다.

솔자치치 교수의 연구가 상용화되면 전선이 필요 없는 가전기기가 가능해질 것이다. 휴대폰을 아무 데나 둬도 무선으로 충전할 수도 있다.

미 국방부도 이 프로젝트에 높은 관심을 보이면서 연구비를 지원하고 있다. 무선으로 배터리를 충전할 수 있다면 전투 중에 통신 장비의 배터리가 방전되어 교신이 끊기는 일이 사라질 수 있기 때문이다.

연구진은 기존 방식의 70~80% 수준의 전기만 보낼 수 있어도 시장성이 있다고 판단한다. 이를 위해 연구진은 전류의 자기장 변환 효과가 구리보다 좋으면서 비싸지 않은 화합물 개발에 몰두하고 있다. 국내에서는 한국과학기술연구원(KIST), 인하대, 전북대가 비슷한 연구를 하고 있다.

③휴대폰으로 사회를 분석한다

거의 모든 사람이 하나씩 들고 다니는 휴대폰은 사회 분석 도구로도 유용하다. 펜틀란드(Pentland) 미 MIT대 교수는 휴대폰을 통한 사회 분석가이다. 그는 10년 동안 휴대폰의 통화 내역을 바탕으로 개인의 행동 양태를 연구했다. 이런 방식의 연구를 '현실 마이닝(reality mining)'이라 부른다. 휴대폰으로 인간의 현실을 보다 정밀하게 파헤친다(mining)는 뜻이다.

펜틀란드 교수는 "사람들이 휴대폰으로 통화를 하면 위치와 시간 정보가 고스란히 남게 된다"면서 "사람들이 얼마나 자주 새로운 사람을 만나는지, 이동 경로는 어떻게 되는지 등을 휴대폰으로 알아 낼 수 있다"고 말했다.

휴대폰 통화 분석은 질병의 전파 경로 추적에도 유용하다. 미국의 샌타페이(Santa Fe) 연구소의 이글(Eagle) 박사는 사스(SARS·중증급성호흡기증후군)와 같은 전염병이 어떻게 확산되는지를 휴대폰 통화 내역으로 알아내는 컴퓨터 프로그램을 개발 중이다.

④몸 안에 들어가는 나노 라디오

미 캘리포니아 주립대학의 제틀(Zettl) 교수는 지난해 나노미터(10억분의 1m) 크기의 나노 라디오를 만들어 내는 데 성공했다. 라디오라 부르기 위해서는 최소한 전파를 수신하는 안테나와 이를 소리로 전환하는 수신장치를 구비하고 있어야 한다. 제틀 교수팀은 '탄소나노튜브'를 이용해 라디오 수신 기능을 구현했다. 탄소나노튜브는 탄소 원자가 벌집처럼 6각형으로 연결돼 다발을 이룬 것으로 지름이 나노미터 단위다. 강도와 전기 전도도가 탁월해 차세대 전기전자소재로 각광받고 있다.

전파를 나노 라디오에 전달하면 전파의 주파수에 따라 탄소나노튜브가 좌우로 떨면서 진동을 한다. 진동에 따라 탄소나노튜브와 전극 사이에 걸려 있는 전기장이 달라진다. 전기장의 세기를 소리로 전환해 주게 되는데, 이 기술은 일반 라디오와 비슷하다.

제틀 교수팀은 나노 라디오로 1960년대 록밴드 비치보이스의 '굿 바이브레이션(Good Vibration)'을 들려주기도 했다. 그러나 나노 라디오의 목적은 음악을 들려주는 게 아니라 인체 내부 상황을 알려주는 것이다.

연구진은 나노 라디오를 바이오센서에 붙여서 인체에 삽입한다는 계획을 갖고 있다. 나노 라디오가 전파를 받기도 하지만, 발신도 가능하기 때문이다. 초소형 바이오센서가 신체 내의 각종 정보를 취합하면 나노 라디오가 이를 전자기파로 바꿔 외부로 전달한다. 덕분에 외부에서 신체 장기나 혈관의 이상을 세포 단위로 진단할 수 있게 된다.

⑤테러 막는 원자 자석

미국 표준기술연구소가 개발한 원자 자기장 측정기는 테러 방지에 큰 도움을 줄 수 있다.

지구가 자석이라는 사실은 널리 알려져 있지만, 지구 자기장은 인체가 피부로 느낄 수 없을 정도로 아주 미세하다. 엄지손톱의 절반 크기인 원자 자기장 측정기는 이렇게 미세한 지구 자기장의 10억분의 1까지 측정할 수 있다.

연구팀은 원자 자기장 측정기로 숨겨진 금속을 찾아낼 수 있다고 밝혔다. 금속 안에 있는 전자가 자유로이 돌아다니면서 자기장을 생성하기 때문이다. 이렇게 하면 숨겨진 무기를 쉽게 찾을 수 있다. 지뢰도 순식간에 찾아낼 수 있다. 자기장을 이용한 의료진단 장비 역시 일취월장하게 된다. MRI(자기공명영상촬영장치)나 PET(양전자방출단층촬영장치)는 강력한 자석으로 인체 내부에 자기장을 쏘아 세포나 조직의 변화를 감지해 영상을 얻는다. 여기에 원자 자기장 측정기를 내장하면 자기장의 세밀한 차이까지 알 수 있게 돼 질병 진단이 더욱 정교해질 수 있다.

[조호진 산업부 기자 superstory@chosun.com]


[☞ 모바일 조선일보 바로가기] [☞ 조선일보 구독] [☞ 스크린신문 다운로드]

- Copyrights ⓒ 조선일보 & chosun.com, 무단 전재 및 재배포 금지 -


관련 조사 1
>>>>>흰개미에 대해서...<<<<


흰 개미

흰개미와 개미의 계급 차이

흰개미의 계급 여왕 왕 일개미의 세계급
개미의 계급 여왕 병정개미 일개미의 세계급



흰개미에 대해

흰개미 무리는 지구상에 오래 전부터 나타난 것으로 알려져 있습니다. 그증거로 1억 년에서 수천만 년 전에 살고있던 흰개미가 화석으로 발견되기도 하였죠. 현재 우리나라에는 흰개미1종만이 살고 있는 것으로 알려져 있는데, 이 흰개미는 보통울창한 삼림 속에 살고 있어 그다지 흔히 볼 수 있는 곤충은 아닙니다. 흰개미는 주로 말라 죽은 나무나 풀 같은 것을 먹고 사는데, 잡식성인 개미와 비교화면 재미있는 현상이죠 그리고 흰개미는 원생동물, 균류, 박테리아와 공생관계를 가지고 있습니다.
흰개미가 잘 먹는 죽은 나무는 대부분 섬유질로이루어져 있기 떄문에 혼자서는 소화를 시킬수가 없습니다. 그래서 몸 의 대장에 여러 가지 미생물을 키우며 그들에게서 소화력을 빌리고 잇습니다. 물론 미생물은 흰개미에게서 집과 먹이를 제공 받는 것이구요.




흰개미떼에 목조문화재수난
지구 온난화 영향...방제대책 시급

[출처: 문화일보]

세계문화유산인 장경판전(국보 52호)이 위치한 경남 합천 해인사와 서울 종묘(사적 125호)가 목조문화재를 갉아먹는 흰개미떼로 수난을 겪고 있다. 지난 1998년과 99년 해인사 응향각과 서울 종묘 정전(국보 227호)이 각각 흰개미떼의 공격을 받은 뒤 국립문화재연구소가 매년 실시하고 있는 모니터링 조사결과에 따르면 종묘의 경우 숲 전역에 흰개미가 서식하고 있으며 해인사도 장경판전 주변으로 흰개미의 활동범위가 확대되고 있는 것으로 나타났다.

특히 서울의 경우 종묘 외에도 경복궁과 창덕궁, 창경궁, 덕수궁 등 4대궁 전역에서 흰개미가 발견되고 있으며 지구온난화 등의 영향으로 전국적으로 목조문화재를 갉아먹는 흰개미 피해가 확산되고 있어 문화재청의 체계적이고 장기적인 대책마련이 요구되고 있다.

◈종묘〓문화재연구소가 최근 한나라당 정병국 의원에게 제출한 국정감사 자료에 따르면 종묘 흰개미 모니터링 조사(2001~2003)결과 종묘 전역에 흰개미가 서식하고 있는 것으로 확인됐다. 1개소에 3개씩 총 55개소에 설치한 목재시편 중 매년 11개소에서 흰개미 가해흔적이 확인됐다.

종묘는 정전과 영녕전 등 목조건조물이 숲에 둘러싸여 있어 이들 숲에 분포하고 있는 흰개미가 주변 목조건조물로 이동할 가능성이 상당히 높은 상황이며, 특히 흰개미 군체 서식지로 확인된 정전 앞·뒤쪽과 향대청 뒤쪽에 설치된 목재시편에서 흰개미 가해흔적이 계속 발견되고 있다.

◈경복궁 등 4대궁〓2001년 5월부터 지난 7월까지 매년 1차례 실시한 모니터링 조사결과에 따르면 무엇보다 종묘와 인접한 창덕궁이 다른 궁들에 비해 흰개미 피해가 심함을 보여준다. 총 88개소에 목재시편이 설치된 가운데 올해 조사한 44개소 중 18개소에서 흰개미 가해흔적이 확인됐다. 지난 2001년과 2002년에도 각각 12개소에서 가해흔적이 발견됐다. 어차고 뒤편 숲과 대조전 뒤쪽, 주합루·서향각 뒤편 숲, 연경당 뒷면, 신선원전 주변, 태극정·청의정, 취한정 주변에서 흰개미가 계속적으로 서식하고 있음이 확인되고 있다.

경복궁도 집옥제 앞·뒤쪽과 경회루 부근 출입면, 향원정 주변, 근정전 서행각 주변에 설치된 모니터링용 목재시편에서 꾸준히 흰개미 가해흔적이 나타났다. 이밖에 덕수궁은 정관헌 및 함녕전 행각 주변, 창경궁은 영춘문 왼쪽 화단과 관천대 주변 잔디밭 등 매년 1~2개소에서 흰개미 서식이 확인되고 있다.

◈해인사〓올해 초 문화재연구소가 펴낸 ‘보존과학연구’ 23집에 실린 ‘해인사의 흰개미 모니터링 및 방제방안’을 보면 지난 98년부터 지난해까지 모두 5차례 실시한 조사결과 해인사 왼쪽 숲이 오른쪽 숲에 비해 흰개미가 다수 서식하고 있는 가운데 장경판전 왼쪽 언덕 나무 그루터기에서 흰개미의 서식이 확인되고 종무소 앞 나무의자에서 흰개미 성충이 발견됐다. 또 해인사 목조건조물중 국사단 뒷면 일부 기둥 및 벽체 아래 목재에서 흰개미 가해흔적이, 청화당 회의실 및 총무국장실에서 벽지를 뚫고 나오는 흰개미 유시충(有翅蟲)이 각각 발견됐다.

이밖에 장경판전 왼쪽과 뒤쪽 측면과 해우소 뒤쪽, 우화당 앞쪽 등지에 설치한 모니터링용 목재시편에서 흰개미 가해흔적이 확인돼 전체적으로 흰개미의 해인사 경내 침투가 가속화하고 있음을 보여주고 있다.

◈전국〓지난 99년 강릉 객사문(국보 51호) 등 전국 85건의 문화재를 조사한 결과 18%에 달하는 15건의 문화재에서 흰개미로 인한 피해가 발생한 것이 확인됐다. 떼지어 날기도 하지만 주로 지하에서 건물로 침입하기 때문에 목조건조물의 아랫부분과 기둥, 마루, 기타부재의 순으로 흰개미 피해를 입었다.

지난 82년부터 지난해까지 20년간 흰개미 피해를 입은 목조문화재만 40여건에 달한다. 목조문화재가 많은 일본의 경우 지난 71년부터 73년까지 870개소 2000동을 조사한 결과 42.6%에서 흰개미 피해가 확인된 바 있다.

최영창기자 ycchoi@munhwa.co.kr

신규 연료를 만들어 낼 수 있는 흰개미 공장 [과학기술동향 2006-03-15]
신규 연료를 만들어 낼 수 있는 흰개미 공장
[과학기술동향 2006-03-15]

흰개미 장에 서식하는 조그만 미생물들이 전 세계 에너지 위기에 도움을 줄 수 있을 것이라고 연구자들은 말한다. 연구자들은 흰개미가 목재나 다른 식물 조직들을 소화해서 그 물질에 함유된 수소를 방출하도록 함에 있어 어떻게 세균이 도움을 주는 지를 밝혀내기 위해 노력하고 있다. “어떻게 그 과정이 일어나는 지에 관한 상세한 사항들에 대해서는 알려지지 않았다. 하지만 일단 그것에 관한 상세한 내용을 알게 되면 많은 것들이 가능해질 수 있다. 예를 들어 생명공학자들은 대규모로 수소를 생산하기 위해 이 조그만 미생물들을 대량 생산해 낼 수 있을 것”이라고 캘리포니아기술연구소 환경미생물학자인 Jared Leadbetter는 설명했다.

그러나 대규모 생산 체계에 도달하기까지는 많은 난관이 있다. 이와 같은 연구에 얼마나 잘 연구비가 지원되고 그 기술이 향후 어떻게 진보할지 등에 달려 있다고 그는 부연했다. 캘리포니아 버클리대학 혁신 가능한 에너지연구실 책임자인 Daniel Kammen은 극복해야 할 많은 문제점들이 있다는 점에 동의하지만, 잠재적인 적용 기술들이 매우 긍정적이라고 설명했다. 그는 흰개미 장내 세균을 활용한 기술이 자동차와 가정 집들에 에너지를 제공해 줄 수 있을 정도로 충분한 수소를 생산하게 될 것으로 기대하고 있다. 이렇게 되면 가스 주유소나 전기 회사의 존재가 무의미해질 것이다.

현재 Leadbetter는 흰개미와 그 장내 세균들에 관해 더 많은 정보를 찾아내기 위해 연구하고 있다. 흰개미는 놀라운 활동력을 보이는 흥미로운 곤충그룹으로, 지구 생태계에서 중요한 역할들을 수행하고 있다고 그는 강조했다. Leadbetter에 따르면, 약 2,600종 정도의 흰개미 종이 지구상에 존재한다. 이런 측면에서 이들은 많은 식물 재료들을 전환시켜주고 있는 것이다. 수소와 다른 가스들이 흰개미들의 후장에서 생성된다. 이곳에는 수백 종의 특이한 미생물 종들이 서식하고 있다. 미생물 종들은 흰개미 종들에 따라 다양하다. 미생물과 흰개미들은 연구자들이 공생 관계라고 일컫는 과정을 통해 서로가 존재하지 않고서는 생존할 수 없는 연관성을 갖고 있다.

흰개미들은 그 목재와 토양을 전환시키기 위해 턱을 이용해서 그 미생물들이 활용할 수 있도록 조그만 입자들로 만들어준다. 미생물들의 전환 기작을 통해 그 나무 재료는 아세테이트로 바뀌게 되는데, 이 물질은 흰개미들이 자신들의 주요한 영양원으로서 흡수하는 일종의 식초 역할을 한다. 이러한 공생 관계들은 자연계에서는 흔하지 않다. 소와 다른 동물들은 자신들이 에너지로 먹은 음식을 가공해 주는 미생물들에 의존하고 있다. 심지어 우리 인간들의 장내에도 미생물들로 가득 차 있다.

하지만 소는 풀을 먹지만 목재를 소화시킬 수는 없다. 또한 이들은 흰개미들이 하는 것보다 가공된 식물 재료 당 훨씬 더 많은 메탄 가스를 방출한다고 Leadbetter는 설명했다. 메탄가스는 소위 지구 대기권의 열을 잡아두는 온실가스이다. 미 환경보호청에 따르면, 소와 다른 반추 동물들이 인간 활동으로 생긴 지구 메탄 방출량의 약 28% 가량에 관련있다. 이에 반해 흰개미들은 지구 메탄 방출량의 약 4% 정도만 관련되어 있다. 그리고 인간 장내 균들은 흰개미와 같이 목재를 가공할 수 있는 능력이 없다.

그래서 Leadbetter와 Diversa사, 미국 에너지부 협력 게놈연구소, 코스타리카 국제생물당양성 연구소 소속 동료 연구자들이 흰개미와 이들의 장내 세균들에 대한 연구에 매달리고 있다. 만일 이들이 목재를 수소와 같은 물질로 생성시켜주는 미생물 내에 있는 단백질 또는 어떤 효소들을 밝혀내게 된다면, 산업화를 위한 대규모 공정을 찾아내게 될 것이다. 이렇게 되면 이 가공법은 모든 나무 칩들과 목재 그리고 기타 작물들의 수확 후 남겨진 부산물들을 저가의 원료 물질에서 고부가가치 산물로 전환해 주는 혁신적인 방법이 될 것이다.

Source: 과학기술동향 - http://www.kisti.re.kr