터그보트

    ( Graduate student Paul Savas feeds raw plastic into a crusher to prepare it for pyrolysis. Credit: Jeff Fitlow ) ( Most of the pores in each particle are about 0.7 nanometers wide. Credit: Tour Group )  플라스틱은 가볍고 튼튼하며 쉽게 성형할 수 있고 내구성이 뛰어난 소재로 큰 인기를 끌고 있지만, 마지막 장점 때문에 문제가 되고 있습니다. 썩지 않고 쉽게 분해되지 않는 특징 때문에 썩지 않는 쓰레기가 되어 환경 문제를 일으키고 있습니다. 여기에 금속과 달리 재활용도 매우 어렵다는 문제가 있습니다.   따라서 많은 과학자들이 플라스틱 쓰레기를 좀 더 유용한 물질로 재활용 할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 라이스 대학의 연구팀은 폴리에틸렌 같은 흔한 플라스틱 쓰레기를 이산화탄소 흡수제로 만드는 기술을 개발했습니다.   방법은 의외로 간단합니다. 플라스틱 쓰레기를 곱게 갈아서 입자로 만든 후 포타슘 아세테이트 (potassium acetate)를 혼합한 후 섭씨 600도에서 45분 동안 가열해 다공성 소재로 만듭니다. 이렇게 만든 다공성 입자는 내부에 평균 0.7-1.4nm 크기의 미세한 구멍을 지니고 있는데, 이산화탄소 분자가 들어가기에 적당한 크기입니다.   이 소재로 이산화탄소 필터를 만든 후 공장 및 발전소 배기가스를 통과시키면 이산화탄소만 걸러낼 수 있습니다. 이후 섭씨 75도 가열하면 이산화탄소가 다시 배출되어 필터를 기능을 90%정도 복원해 다시 사용할 수 있습니다.    연구팀은 이 방법을 이용하면 이산화탄소 분리 포집 비용을 톤당 21달러까지 낮출 수 있다고 보고 있습니다. 현재 이산화탄소 분리 포집 비용은 톤당 80-160달러에 달합니다. 이론적으로는 그럴 듯해 보이는데 상용화가 ...

    ( Credit: Pixabay/CC0 Public Domain )  과학자들은 코로나 19 대유행이 발생한 지 불과 1년도 되지 않아 백신을 개발하는데 성공했지만, SARS-CoV-2 바이러스의 진화는 그보다 훨씬 빨랐습니다. 백신은 초기 유행한 코로나 바이러스에 대해서는 효과가 우수했지만, 유행 변이가 델타에서 오미크론으로 바뀌는 사이 점점 예방 효과가 감소했습니다.   물론 사망과 중증화를 막는데는 여전히 효과적이지만, 집단 면역을 통해 대유행을 종식시키는 데는 실패한 것입니다. 아마도 코로나 19 자체는 인플루엔자처럼 계절성 유행병으로 자리잡을 가능성이 높아졌습니다.   하지만 이것이 더 이상 백신 개발이 필요 없다는 이야기는 아닙니다. 그보다는 매년 고위험군에게 인플루엔자 백신을 접종해 사망률을 낮추는 것처럼 매년 주기적인 코로나 19 백신 접종에 필요할 가능성이  커졌습니다. SARS-CoV-2 바이러스는 인플루엔자처럼 계속 변이를 일으킬 것이기 때문에 이에 맞춰 백신도 변해야 합니다.   빈 의과대학(MedUni Vienna)의 연구팀은 오미크론을 포함해 현재까지 알려진 모든 변이에 효과적인 백신 후보 물질을 개발했습니다. 사실 현재 많은 과학자들이 여러 변이에 대응할 수 있는 범 코로나 바이러스 백신을 개발하고 있지만, 연구팀은 다른 과학자들과 다른 새로운 방법을 시도하고 있습니다.   연구팀이 개발한 단백질 서브유닛 백신은 현재 승인된 대부분의 코로나 19 백신의 목표인 돌기 단백질의 RBD를 목표로 하고 있지만, 여기에 한 가지가 더 포함되어 있습니다. 바로 B형 간염 바이러스의 PreS antigen 입니다.   다소 엉뚱해 보이지만, 연구팀에 따르면 B형 간염 PreS 항원인 면역 시스템이 RBD를 훨씬 잘 인식하게 도와줍니다. 연구팀이 개발한 PreS-RBD 서브유닛 백신은 일반적으로 생기는 중화 항체인 Ig...

    ( This is an artist's illustration of a massive, newly forming exoplanet called AB Aurigae b. Researchers used new and archival data from the Hubble Space Telescope and the Subaru Telescope to confirm this protoplanet is forming through an intense and violent process, called disk instability. Disk instability is a top-down approach, much different from the dominant core accretion model. In this scenario, a massive disk around a star cools, and gravity causes the disk to rapidly break up into one or more planet-mass fragments. AB Aurigae b is estimated to be about nine times more massive than Jupiter and orbits its host star over two times farther than Pluto is from our Sun. Credit: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI) ) ( Image of the star AB Aurigae taken by the Subaru Telescope showing the spiral arms in the disk and the newly-discovered protoplanet AB Aur b. The bright central star has been masked, and its location is indicated by the star mark (☆). The size of Neptune's o...

    ( The prototype of the PNNL team's hibernating battery is around the size of a hockey puck. Credit: Andrea Starr/Pacific Northwest National Laboratory ) ( A schematic of the PNNL team's hibernating battery design. Credit: Mike Perkins/PNNL )  미국 퍼시픽 노스웨스트 국립 연구소 Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)의 연구팀이 장시간 에너지 보존이 가능한 용융염 배터리 molten-salt battery 를 개발했습니다. 용융염 배터리는 높은 온도에서 녹은 용융염을 전해질로 사용하는 배터리로 상대적으로 저렴한 가격과 높은 에너지 저장 밀도로 주목받고 있습니다.   연구팀이 개발한 용융염 배터리는 음극제로 알루미늄을 사용하고 양극에는 니켈을 사용하는 것으로 (둘 사이의 분리막은 유리 섬유 소재) 용량을 늘리기 위해 용융염에 황을 혼합했습니다. 이 용융염 배터리는 섭씨 180도에서 충전한 후 식으면 고체 상태로 장시간 전하를 보존합니다.   연구팀은 12주간 배터리를 동면 상태로 보존한 후 다시 녹여 방전했는데 처음의 92%의 에너지를 보존하고 있었습니다. 에너지 저장밀도는 kg당 260Wh로 리튬 이온 배터리보다는 낮지만, 납 배터리나 다른 흐름 전지보다는 높습니다.  사실 용융염 배터리는 기본적으로 같은 무게의 리튬이온 배터리보다 훨씬 저렴합니다. 에너지 저장 비용은 1kWh 당 23달러 수준인데 연구팀은 6달러까지 낮출 수 있다고 보고 있습니다.   연구팀이 생각하는 응용 방식은 바람이 센 겨울철에 풍력 에너지를 저장했다가 전력 수요가 많은 여름에 사용하는 것입니다. 다만 에너지를 저장할 때와 마찬가지로 꺼낼 때도 열을 가해야 한다는 점...

 지구에서 1300광년 떨어져 있는 V Hydra는 여러 가지로 독특한 별입니다. 이 별은 태양과 비슷한 질량을 지녔지만, 적색거성 단계로 밝기는 태양의 7850배에 달합니다. 더 구체적으로는 대기에 탄소가 풍부한 AGB 형 별(carbon-rich asymptotic giant branch (AGB))로 이제 가스를 주변으로 방출하면서 행성상 성운으로 최후를 맞이할 예정입니다.   하지만 V Hydra의 외형은 일반적인 적색 거성과는 매우 다릅니다. 가장 눈에 띄는 특징은 6개의 거대한 동심원입니다. 여기에 8.5년을 주기로 공전하는 작은 동반성이 있고 이 별 자체도 주기적으로 밝기가 변하는 변광성이라 여러 모로 복잡한 변화를 보입니다.   나사의 라그흐벤드라 사하이 (Raghvendra Sahai, an astronomer at NASA's Jet Propulsion Laboratory)가 이끄는 연구팀은 허블 우주 망원경과 ALMA 전파 망원경을 통해 V Hydrae의 독특한 주변 구조를 조사했습니다.   우선 가장 먼저 눈에 들어오는 6개의 서서히 팽창하는 동심원 구조에는 DUDE(Disk Undergoing Dynamical Expansion) 라는 명칭을 붙였습니다. 두드는 별에서 나오는 플레어와 가스에 의해 만들어진 것으로 6개의 링은 2100년에 걸쳐 지금처럼 팽창한 것으로 보입니다.   하지만 두드보다 더 강력한 물질 분출은 사실 두드와 수직 방향으로 일어나고 있습니다. 양 축으로 분출하는 가스는 거대한 모래 시계 형태를 보이는데 그 속도는 초속 240km에 달합니다. 결국 이렇게 해서 V Hydra는 주변으로 물질을 방출하고 서서히 죽어갈 것입니다.   비슷한 질량을 지녔다는 점을 생각하면 50억년 후 태양의 미래 약시 비슷할지도 모릅니다. 과학자들은 우리 주변의 적색거성을 연구하면서 우리가 결코 살아서 보지 못할 먼 미래를 미리 보고 있습...

  ( The white squat lobsters of the species Munidopsis alvisca feed on dead animals, but also on bacterial biofilms. Credit: Andreas Teske )  수천 미터 깊이의 심해 바다 밑은 대부분 춥고 어두운 환경입니다. 하지만 예외는 있습니다. 심해저 곳곳에 오아시스처럼 섭씨 수백도의 고온 열수가 분출되는 열수 분출공(hydrothermal vent)이 존재합니다.   열수 분출공 주변은 고온 고압 환경인데다 열수에 포함된 황화합물처럼 유독한 물질 때문에 생명체가 살기에 적합하지 않은 환경 같지만, 사실은 이 환경에 적응해 진화한 생물이 빽빽하게 존재하고 있습니다. 열수에 포함된 미네랄에서 에너지를 얻는 미생물과 이를 기반으로 한 생태계가 존재했던 것입니다.   독일 올덴부르크 대학의 야니나 레인베르커와 토스텐 브린호프 교수 (Janina Leinberger and Prof. Dr. Thorsten Brinkhoff from the Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM) of the University of Oldenburg)는 캘리포니아만 앞바다에 있는 열수 분출공에 서식하는 스쿼트 랍스터(galatheid squat lobster, Munidopsis alvisca)와 그 껍데기에 살고 있는 미생물의 공생 관계를 연구했습니다.   온몸이 흰색인 스쿼트 랍스터는 이름과 달리 랍스터와 거리가 있는 갑각류이지만, 생김새는 랍스터와 비슷합니다. 이들은 캘리포니아 열수 분출공 주변에 가장 흔한 동물 중 하나로 그 껍데기 위에는 황이나 메탄을 산화시켜 에너지를 얻는 미생물의 군집이 있습니다.   과학자들은 이 미생물과 스쿼트 랍스터가 서로 공생 관계라고 생각하고 있지만, 구체적으로 뭘 어떻게 공생하는...

    ( 14 sources detected by Chandra. Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/P. Tozzi et al; Optical (Subaru): NAOJ/NINS; Optical (HST): NASA/STScI )  나사의 찬드라 X선 위성이 지구에서 106억 광년 떨어진 프로토타입 은하단 protocluster를 발견했습니다. 거미줄 프로토 클러스터("Spiderweb" protocluster)는 앞으로 은하단으로 성장할 은하와 가스의 모임으로 우주 전체 나이로 봤을 때 정오 정도에 해당하는 시기의 은하단입니다.   거미줄이라는 명칭은 광학 망원경 이미지에서 일부 보이는 거미줄 같은 형태 때문입니다. 하지만 아직 큰 은하가 적고 가스가 많아 가시광선 영역에서는 잘 보이지 않는 부분이 많습니다.  (Credit: Chandra X-ray Center)  나사의 찬드라 X선 위성과 지상의 스바루 망원경은 강력한 제트를 방출한서 성장하는 숨은 거대 질량 블랙홀을 관측했습니다. 1130만 광년 너비의 관측 범위에서 적어도 14개의 거대 질량 블랙홀이 관측되었는데, 이들은 같은 연령대의  다른 거대 질량 블랙홀보다 5-20배 정도 성장 속도가 빠른 것으로도 보입니다.   연구팀에 따르면 이유는 크게 두 가지로 해석됩니다. 첫째는 은하 끼리의 충돌로 갑자기 많은 물질이 블랙홀로 유입되는 것입니다. 두 번째 가설은 아직 차가운 가스가 많아 뜨거운 가스보다 블랙홀이 흡수하기 쉽다는 것입니다. 어느 쪽이든 이 작은 점처럼 보이는 블랙홀들은 앞으로 거대한 은하가 될 초기 은하의 성장을 보여주고 있습니다.   차세대 망원경이 본격 활약을 시작하면 그 디테일한 모습이 드러날 것으로 기대합니다.   참고  https://phys.org/news/2022-03-spiderweb-galaxy-field-feasting-...