[IT 트렌드 읽기] 스티커처럼 붙였다 뗐다 하는 2차전지
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[IT 트렌드 읽기] 스티커처럼 붙였다 뗐다 하는 2차전지
  • 김상혁 기자
  • 승인 2020.03.01 09:09
  • 댓글 0
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탈부착 가능한 2차전지, 플렉서블 웨어러블 기기 응용
AI 통해 개발한 수십년만의 새로운 항생제 할리신
농사도 자율주행 로봇으로, 미국의 '도트'

[오피니언뉴스=김상혁 기자] 연일 터지는 정치·사회 뉴스에 빠져 정작 중요한 것을 놓치기 일쑤죠. 21세기 미래를 바꿀 IT기술, 인포테인먼트 소식입니다. 미래 먹거리일 뿐 아니라, 흐름을 놓쳤다간 금방 시대에 뒤처지게 됩니다. <오피니언뉴스>는 매주 주요 IT, 과학기술, 게임 소식들을 짤막하게 모아 소개합니다. 먼 미래가 아닌 눈앞의 미래에 상용화될 IT기술을 주로 다루려합니다.  [편집자 주]

한국에너지기술연구원 분리변환소재연구실 윤하나 박사와 공동연구진이 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커형 이차전지를 개발했다. 에너지기술연구원 제공
한국에너지기술연구원 분리변환소재연구실 윤하나 박사와 공동연구진이 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커형 이차전지를 개발했다. 에너지기술연구원 제공

◆ 스티커처럼 자유롭게 붙였다 뗐다 하는 2차전지 개발

국내 연구진이 자유롭게 탈부착이 가능한 '스티커형 이차전지' 기술을 개발했다고 합니다. 차세대 플렉서블·웨어러블 디바이스에 응용이 가능할 것으로 보입니다.

한국에너지기술연구원은 분리변환소재연구실의 윤하나 박사가 김영진 KAIST 기계공학과 교수, 김승철 부산대 광메카트로닉스공학과 교수 연구진과 공동으로 '고팽창 그래핀 전극 기반의 자유롭게 탈부착 가능한 스티커형 마이크로 수퍼커패시터 기술'을 개발했다고 밝혔습니다.

차세대 플렉서블·웨어러블 기기에서는 유연한 변형이 가능하면서도 이를 견딜 수 있는 내구성도 필요합니다. 게다가 오랜 시간 작동이 가능해야하며 안전성도 확보해야하죠. 마이크로 슈퍼커패시터는 얇은 판상의 초소형 고성능 에너지저장소자로 여기에 적합합니다.

하지만 기존의 배터리는 유연성이 부족하고 용량 집적화에 한계가 있는 원통형이나 파우치형이었습니다. 그래서 연구팀은 극초단 레이저 공정 기술을 응용했습니다. 이로 인해 구조적 유연성을 가지면서 어떠한 물체나 표면 등 원하는 곳에 자유롭게 탈부착이 가능한 스티커 형태의 마이크로 수퍼커패시터를 개발하는데 성공했습니다.

특히 홍합 모방 표면 개질을 통해 스티커형 마이크로 수퍼커패시터의 표면에 도파민이라는 레독스 활성화 분자를 도입했습니다. 이를 통해 기존 리튬박막전지 수준의 부피당 에너지 밀도를 가지면서 부피당 출력 밀도는 13배 이상 높게 만들 수 있었습니다.

'스티커형 이차전지'는 기존의 리튬 기반의 에너지 저장소자 기술의 문제점을 해결할 수 있으면서도 다양한 산업적 적용을 기대하게 합니다.

미국 MIT연구팀이 AI의 기계학습 알고리즘을 사용해 많은 박테리아를 죽일 수 있는 새로운 항생제 '할리신'을 찾아냈다. 사진제공=the Collins Lab at MIT
미국 MIT연구팀이 AI의 기계학습 알고리즘을 사용해 많은 박테리아를 죽일 수 있는 새로운 항생제 '할리신'을 찾아냈다. 사진제공=the Collins Lab at MIT

◆ 'AI 항생제'로 내성균 잡는다

수 많은 세균성 질병을 극복할 수 있게 만들어준 항생제는 근·현대 의학에서 없어서는 안 될 물질 중 하나로 꼽힙니다. 하지만 항생제를 너무 많이 사용하면 내성이 생기고, 치료가 불가능한 각종 변종 박테리아가 생긴다는 문제가 있습니다.

새로운 항생제의 필요성이 대두된 지 수십년이 지났지만 개발은 요원했습니다. 그런데 미국의 과학자들이 AI의 기계학습을 통해 다양한 변종 박테리아에 대항할 수 있는 새로운 유형의 항생제를 개발했다는 소식입니다.

미국 매사추세츠공과대(MIT) 의공학연구소, 컴퓨터과학·인공지능 연구실, 보건 인공지능클리닉, 하버드-MIT 브로드 연구소, 하버드대 유전학과, 캐나다 맥매스터대 감염병연구소 공동연구팀은 최근 국제학술지 '셀'에 "AI를 통해 새로운 유형의 항생제 '할리신(hali cin)'을 개발했다"고 발표했습니다.

연구진은 우선 인체에 가장 흔한 세균 중 하나인 대장균을 죽이는 데 효과적인 분자 구조를 찾는 AI 모델을 설계했습니다. 먼저 동식물, 미생물 등에서 확인된 800여 종의 천연 물질을 포함한 2335개의 다양한 항균 능력을 가진 분자를 학습시켰습니다.

이렇게 훈련된 AI를 6000개의 화합물 데이터에서 테스트했습니다. 대장균을 효과적으로 억제하면서도 기존 항생제와는 다른 분자구조를 가진 물질을 찾는 것이 목적이었습니다. 그렇게 AI는 약 100개의 새로운 수퍼 항생제 후보를 추려냈습니다.

이런 결과로 발견된 새로운 항생제가 할리신이었습니다. 할리신은 영화 ‘2001 스페이스 오디세이’에 등장하는 인공지능 컴퓨터 '할'로부터 따온 이름입니다.

할리신 테스트 결과 기존 모든 항생제에서 내성을 보인 몇몇 세균을 포함해 전 세계에서 문제가 되고 있는 병원성 박테리아를 사멸시킨 것으로 나타났다고 합니다. 생쥐 실험에서는 기존 항생제에 내성이 있는 박테리아 '클로스트리디오이데스 디시필'과 '아시네토박터 바우마니'를 제거했습니다.

연구진에 따르면 할리신은 세포막을 가로지르는 양성자의 흐름을 차단해 박테리아를 죽이고, 이것이 박테리아가 내성을 키우기 어렵게 한다고 합니다. 독성도 거의 없습니다.

레이븐 인더스트리가 곧 선보일 농업용 자율주행 로봇 도트. 사진제공=레이븐 인더스트리
레이븐 인더스트리가 곧 선보일 농업용 자율주행 로봇 도트. 사진제공=레이븐 인더스트리

◆ 이제는 농사도 자율주행 로봇으로

자율주행 자동차는 이제 거스를 수 없는 시대의 흐름입니다. 그런데 농업도 이제 자율주행 시대를 맞이할 것으로 보입니다.

미국의 소재.재료 산업체 레이븐 인더스트리는 로봇 개발 자회사인 도트 테크놀로지스와 공동으로 농업용 자율주행 로봇차량 '도트(Dot·The Dot Power Platform)'를 다가오는 봄에 상용화한다고 밝혔습니다.

도트는 다양한 농업용 기구를 다룰 수 있는 자율주행 로봇입니다. 조향 및 안내를 위한 솔루션 'RS1', 원격 지원 및 연결용 솔루션 '슬링샷', 물체감지 및 장애물 회피 솔루션 등을 갖췄습니다. 덕분에 농부는 전반적인 농장 운영에 시간을 더 할애할 수 있게 됩니다.

레이븐 인더스트리에 따르면 수확용 자율주행 로봇 '오토카트(AutoCart)'도 선보일 예정이라고 합니다. 이 같은 농업의 혁명은 다음달 27일(현지시간) 미국 애리조나주 마리코파에서 열리는 데모데이에서 만날 수 있습니다.


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