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토종 코로나19 백신부터 토종 우주로켓 발사까지…올해 한국 과학의 기대주들

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토종 코로나19 백신부터 토종 우주로켓 발사까지…올해 한국 과학의 기대주들

2021.01.04 08:00
국가과학기술연구회와 함께 뽑은 올해 주목할 과학기술 연구 성과
한국형발사체 누리호의 시험발사체가 75t급 엔진을 달고 2018년 발사에 성공했다. 누리호는 올해 10월 첫 발사가 예정돼 있다. 한국항공우주연구원 제공
한국형발사체 ‘누리호’의 시험발사체가 75t급 엔진을 달고 2018년 발사에 성공했다. 누리호는 올해 10월 첫 발사가 예정돼 있다. 한국항공우주연구원 제공

지난해 한국생명공학연구원은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신 후보물질을 개발해 백신 스타트업인 휴벳바이오에 기술을 이전했다. mRNA(메신저 리보핵산)를 이용한 화이자, 모더나의 백신과 달리 유전자를 조합해 인공적으로 만든 코로나19 항원 단백질을 사용한다. 연구에 참여하는 송대섭 고려대 약대 교수는 “이르면 1분기에 1상 임상시험을 시작한다”고 말했다. 한국화학연구원을 중심으로 8개 정부 출연연구기관이 뭉친 CEVI(신종바이러스) 융합연구단은 진단, 백신, 치료제 ‘3종’ 기술을 기업에 이전했다. 국가과학기술연구회와 함께 올해 과학기술 정부출연연구기관들에서 기대를 모으는 연구 성과를 모아봤다. 


 

바이러스, 기후변화…글로벌 이슈 대응

 

CEVI 융합연구단에서 코로나19 바이러스를 검출하는 바이오 센서를 개발한 김승일 한국기초과학지원연구원 책임연구원은 메르스(MERS·중동호흡기증후군) 진단키트도 개발해 국내 바이오벤처에 기술을 이전했다.

 

그는 “메르스 코로나바이러스가 체내에서 증식할 때 뉴클레오캡시드 단백질(NP)이 많이 늘어나는 특징이 있어 이를 검출하는 원리”라며 “올해는 ‘살인진드기’로 불리는 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 바이러스 진단키트를 개발하고 있다”고 말했다. SFTS는 사망률이 20%에 이르지만 백신도 치료제도 없다. 


올해는 파리기후변화협정 시행 첫해다. 이산화탄소 배출량을 줄이고 흡수량을 늘려 순 배출량을 ‘0’으로 만드는 ‘탄소 중립’이 글로벌 이슈로 떠오르면서 자동차업계도 전기자동차 중심으로 급속히 재편되고 있다. 

 

한국재료연구원은 전기자동차의 배터리 셀을 이어 붙이는 접착제에 들어갈 산화마그네슘(MgO)의 성능을 대폭 개선하는 데 성공해 상용화에 나선다. 현재 접착제 제품의 98%는 산화알루미늄(Al2O3)을 쓰고 있다. 산화마그네슘이 공기 중 물 분자와 쉽게 반응한다는 치명적인 약점이 있어서다.

 

한병동 재료연 세라믹재료연구본부장은 “산화마그네슘에 극소량의 첨가제를 넣는 기술을 개발해 물과 반응하지 않고 가벼운 신소재로 재탄생시켰다”며 “일본에서 생산하는 산화마그네슘 분말이나 과립보다 성능은 훨씬 뛰어나고 가격은 4분의 1가량 낮다”고 말했다. 이 기술은 국내 특허를 출원했고, 미국과 일본에서도 특허 출원 중이다.  

 

한국표준과학연구원은 전기자동차 급속충전기 표준을 마련하고 있다. 전기자동차 판매가 늘면서 급속충전기 보급도 늘었지만, 전압이나 전류 규격은 업체마다 제각각이다. 가령 테슬라의 전기자동차는 480V 배터리를 쓴다. 현대자동차는 조만간 800V급 초급속충전기를 설치한다. 이형규 표준연 전기자기표준그룹장은 “1000V, 500mA(밀리암페어)까지 측정할 수 있는 전기자동차 충전기 표준을 마련해 공개할 계획”이고 밝혔다. 

 

 

한의학에 빅데이터, 기계 안전에 AI…국민 건강과 안전 연구 


4차 산업혁명의 핵심으로 꼽히는 인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 연구도 이어진다. 한국한의학연구원은 지난해 체질, 체형, 적외선 체온, 대사율 등 2000명에 대한 한의학 건강정보 빅데이터를 수집했고, 올해도 3000~5000명의 빅데이터를 축적해 플랫폼을 구축해 연말에 베타 서비스를 시작한다.

 

이상훈 한의학연 책임연구원은 “5년간 한국인 1만5000명 이상 빅데이터를 모아 한의 건강정보의 표준화와 정량화를 이룰 계획”이라며 “모든 항목이 수치화된 한의 빅데이터를 이용하면 향후 중국이 못 하는 고품질 진단기기 개발 시장도 선점할 수 있을 것”이라고 말했다.   

 

한국기계연구원은 해군 함정에 활용할 수 있는 ‘스마트 밸브’를 개발해 시연까지 마쳤다. 함정과 같은 특수 선박에는 연료 등이 오가는 배관이 복잡하게 얽혀 있다. 이를 조절하는 밸브만 700~800개에 이른다. 그중 하나라도 고장 나면 함정 전체에 문제가 생기고, 심한 경우 폭발해 인명 피해로 이어질 수도 있다.

 

김상렬 기계연 기계시스템안전연구본부 시스템다이나믹스연구실장은 “함정 밸브 중 20~30개를 스마트 밸브로 대체하면 실시간으로 배관 상태를 모니터링해 관제실에 알릴 수 있다”며 “‘스마트’라는 이름처럼 AI 알고리즘을 이용해 밸브의 어느 쪽이 문제인지 자체적으로 판단해 알리는 기능도 있다”고 말했다.  

 

지난해 1억 도의 초고온 플라스마 20초 운전에 성공한 KSTAR는 올해 30초 운전에 도전한다. 한국핵융합에너지연구원 제공
지난해 1억 도의 초고온 플라스마 20초 운전에 성공한 한국형초전도핵융합장치(KSTAR)는 올해 30초 운전에 도전한다. 사진은 지난해 20초 운전 성공 당시 장면이다. 한국핵융합에너지연구원 제공
첫 국산 우주발사체 누리호 쏘고 핵융합 발전 꿈 실은 1억도 플라스마 30초 운전 도전


지난해 1억 도의 초고온 플라스마를 20초간 운전하며 세계 최장 운전 기록을 세운 한국형초전도핵융합장치(KSTAR)는 올해 30초 운전에 도전해 한 번 더 기록 경신에 나선다. KSTAR는 태양에서 일어나는 핵융합 반응을 지상에서 구현하기 위해 만든 실험로다. 윤시우 한국핵융합에너지연구원 KSTAR연구센터장은 “2025년 300초 운전에 도달하는 게 최종 목표”라며 “300초 연속 운전이 가능하면 365일 쉬지 않고 핵융합발전소를 운영할 수 있다는 뜻”이라고 말했다. 

 

한국항공우주연구원이 개발 중인 토종 한국 발사체 ‘누리호’는 10월 첫 발사에 나선다. 누리호는 설계부터 개발, 제작, 발사 등 전 과정을 한국이 독자적으로 수행한 첫 발사체다. 항우연이 누리호에 들어갈 75t급 액체엔진을 자체 개발하면서 한국은 중대형 엔진을 보유한 세계 7번째 국가가 됐다. 

 

한국철도기술연구원은 ‘꿈의 열차’로 불리는 하이퍼튜브 개발에 속도를 낸다. 철도연은 지난해 11월 진공에 가까운 0.001기압 상태의 모형 관에서 실물의 17분의 1 크기의 모형을 시속 1019km로 달리게 만드는 데 성공했다. 이창영 철도연 하이퍼튜브연구팀 책임연구원은 “진공에 가까워지면 공기저항이 거의 없어 비행기보다 빨리 달릴 수 있다”며 “차량의 엔진에 해당하는 초전도 주행체를 개발해 상반기에 시험할 계획”이라고 말했다. 

 

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