가장 세밀한 자기공명영상 기술 나왔다
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최남나
작성일19-07-02 11:42
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IBS 양자나노과학 연구단, 원자 1개 자기장 관찰하는 데 성공
자성을 띤 티타늄(적색)과 철(녹색) 원자들이 산화마그네슘 막 위에 놓여있다. 스핀 클러스터(가장 위 초록색)가 붙어 있어 자기공명영상을 측정할 수 있는 주사터널링현미경 탐침(은색)이 원자의 스핀 공명 신호를 감지한다. IBS 제공. 세상에서 가장 세밀하게 인체를 들여다볼 수 있는 자기공명영상(MRI) 기술이 개발됐다.
기초과학연구원(IBS)은 안드레아스 하인리히 양자나노과학연구단장(이화여대 물리학과 석좌교수)이 이끄는 연구진이 미국 IBM과의 공동연구를 통해 원자 1개의 자기장을 관찰할 수 있는 MRI 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 분자 수준의 MRI보다 해상도를 100배 이상 높인 기술이다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 피직스’에 2일(현지시간) 게재됐다.
MRI는 병원에서 병을 진단할 때 주로 쓰인다. 신체를 구성하는 원자의 스핀이 외부 자기장에 반응한 결과를 이용해 신체 내부를 시각화한다. 원자의 스핀은 양자역학에서 입자가 지니는 운동량을 말한다. 원자 스핀이 한 방향으로 정렬하면 자성이 생긴다.
병원에서 사용되는 MRI 기기 촬영에는 보통 수억 개의 원자 스핀이 필요하다. MRI 기기로 고주파 자기장을 발생시키면 인체 내부의 수소 원자핵이 공명한다. 이 때 나오는 신호의 차이를 측정하고 컴퓨터를 이용해 영상으로 만든다. 분자 수준까지 측정할 수 있는 MRI 연구가 지금까지 이뤄졌지만 해상도가 나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 수준에 그쳐 개별 원자 수준까지 또렷이 보기는 어려웠다.
독특한 분자 구조 소재나 미시적으로 자성을 나타내는 물질을 연구하기 위해서는 개별 원자 스핀을 시각화하는 게 필요하다.
안드레아스 하인리히 단장. IBS 제공. 연구진은 ‘주사터널링현미경(STM)’에서 해결책을 찾았다. 주사터널링현미경은 아주 뾰족한 금속 탐침을 시료 표면에 가깝게 스캔해 탐침과 시료 사이에 흐르는 전류로 표면 원자를 보는 장비다.
연구진은 주사터널링현미경 탐침 끝에 원자 여러 개를 묶은 이른바 ‘스핀 클러스터’를 부착하는 방법을 고안했다. 스핀끼리 자석처럼 서로 끌어당기거나 밀어내는 성질에 착안한 것이다. 스핀 클러스터는 기존 탐침 원자와는 달리 자기장을 띠기 때문에 연구진은 시료 원자의 스핀과 자기장 상호작용이 일어날 것으로 예측했다.
연구진은 또 초고진공, 극저온 조건을 적용해 탐침이 시료 표면에 더욱 가까이 접근할 수 있도록 했다. 그런 뒤 시료 원자 주변으로 탐침의 스핀 클러스터를 움직이며 원자 1개를 시각화하기 위해 실험을 반복했다.
그 결과 연구진은 표면 위 원자 1개와 스핀 클러스터 사이의 자기장이 상호작용하는 공명 현상을 읽는 데 성공했다. 이는 기존 분자 수준 자기공명영상보다 100배 높은 해상도로 원자 1개의 또렷한 자기공명영상을 최초로 촬영한 것이다.
연구진은 이번에 개발된 기술을 이용해 단백질이나 양자시스템처럼 복잡한 구조 속에 있는 원자 하나하나의 스핀 상태를 시각화하는 연구를 진행할 계획이다. 연구논문의 제1저자인 필립 윌케 IBS 양자나노과학 연구단 연구위원은 “고체 표면이나 양자컴퓨터의 스핀 네트워크, 생체분자까지 여러 시스템의 스핀 구조를 연구할 수 있게 됐다”고 말했다.
안드레아스 하인리히 IBS 양자나노과학 연구단장은 “물리시스템도 결국 더욱 세밀하고 정확하게 분석해야 변형과 응용이 가능하다”며 “이번 연구로 원자들의 성질을 스핀 구조라는 새로운 측면에서 확인했다”고 밝혔다.
[김민수 기자 [email protected]]
IBS 양자나노과학 연구단, 원자 1개 자기장 관찰하는 데 성공
자성을 띤 티타늄(적색)과 철(녹색) 원자들이 산화마그네슘 막 위에 놓여있다. 스핀 클러스터(가장 위 초록색)가 붙어 있어 자기공명영상을 측정할 수 있는 주사터널링현미경 탐침(은색)이 원자의 스핀 공명 신호를 감지한다. IBS 제공. 세상에서 가장 세밀하게 인체를 들여다볼 수 있는 자기공명영상(MRI) 기술이 개발됐다. 기초과학연구원(IBS)은 안드레아스 하인리히 양자나노과학연구단장(이화여대 물리학과 석좌교수)이 이끄는 연구진이 미국 IBM과의 공동연구를 통해 원자 1개의 자기장을 관찰할 수 있는 MRI 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 분자 수준의 MRI보다 해상도를 100배 이상 높인 기술이다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 피직스’에 2일(현지시간) 게재됐다.
MRI는 병원에서 병을 진단할 때 주로 쓰인다. 신체를 구성하는 원자의 스핀이 외부 자기장에 반응한 결과를 이용해 신체 내부를 시각화한다. 원자의 스핀은 양자역학에서 입자가 지니는 운동량을 말한다. 원자 스핀이 한 방향으로 정렬하면 자성이 생긴다.
병원에서 사용되는 MRI 기기 촬영에는 보통 수억 개의 원자 스핀이 필요하다. MRI 기기로 고주파 자기장을 발생시키면 인체 내부의 수소 원자핵이 공명한다. 이 때 나오는 신호의 차이를 측정하고 컴퓨터를 이용해 영상으로 만든다. 분자 수준까지 측정할 수 있는 MRI 연구가 지금까지 이뤄졌지만 해상도가 나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 수준에 그쳐 개별 원자 수준까지 또렷이 보기는 어려웠다.
독특한 분자 구조 소재나 미시적으로 자성을 나타내는 물질을 연구하기 위해서는 개별 원자 스핀을 시각화하는 게 필요하다.
안드레아스 하인리히 단장. IBS 제공. 연구진은 ‘주사터널링현미경(STM)’에서 해결책을 찾았다. 주사터널링현미경은 아주 뾰족한 금속 탐침을 시료 표면에 가깝게 스캔해 탐침과 시료 사이에 흐르는 전류로 표면 원자를 보는 장비다. 연구진은 주사터널링현미경 탐침 끝에 원자 여러 개를 묶은 이른바 ‘스핀 클러스터’를 부착하는 방법을 고안했다. 스핀끼리 자석처럼 서로 끌어당기거나 밀어내는 성질에 착안한 것이다. 스핀 클러스터는 기존 탐침 원자와는 달리 자기장을 띠기 때문에 연구진은 시료 원자의 스핀과 자기장 상호작용이 일어날 것으로 예측했다.
연구진은 또 초고진공, 극저온 조건을 적용해 탐침이 시료 표면에 더욱 가까이 접근할 수 있도록 했다. 그런 뒤 시료 원자 주변으로 탐침의 스핀 클러스터를 움직이며 원자 1개를 시각화하기 위해 실험을 반복했다.
그 결과 연구진은 표면 위 원자 1개와 스핀 클러스터 사이의 자기장이 상호작용하는 공명 현상을 읽는 데 성공했다. 이는 기존 분자 수준 자기공명영상보다 100배 높은 해상도로 원자 1개의 또렷한 자기공명영상을 최초로 촬영한 것이다.
연구진은 이번에 개발된 기술을 이용해 단백질이나 양자시스템처럼 복잡한 구조 속에 있는 원자 하나하나의 스핀 상태를 시각화하는 연구를 진행할 계획이다. 연구논문의 제1저자인 필립 윌케 IBS 양자나노과학 연구단 연구위원은 “고체 표면이나 양자컴퓨터의 스핀 네트워크, 생체분자까지 여러 시스템의 스핀 구조를 연구할 수 있게 됐다”고 말했다.
안드레아스 하인리히 IBS 양자나노과학 연구단장은 “물리시스템도 결국 더욱 세밀하고 정확하게 분석해야 변형과 응용이 가능하다”며 “이번 연구로 원자들의 성질을 스핀 구조라는 새로운 측면에서 확인했다”고 밝혔다.
[김민수 기자 [email protected]]
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- 산업부·한전, 필수사용공제 개편 공식화…내년 상반기 내 개편안 마련
- 작년 958만가구 3964억원 혜택…누진제 완화 상쇄하는 ‘사실상 인상’
- 고객 선택폭 확대 명목 주택용 계절·시간별 요금제 도입도 추진키로
[세종=이데일리 김형욱 기자] ‘공짜 전기요금 인하는 없다.’ 한국전력(015760)(한전)과 정부가 내년 중 1인 가구를 중심으로 전기 사용량이 적은 가구에 대한 요금할인 혜택을 폐지·축소를 검토한다. 올 여름(7~8월) 누진제 완화로 인해 발생할 수천억원대 손실을 보전하기 위한 차원이다.
한전은 1일 주택용 전기요금 누진제 개편과 관련한 공시에서 “국민 여름 요금부담 완화와 함께 재무여건에 부담을 주지 않는 지속 가능한 요금체계 마련을 위해 필수사용량 보장공제 제도의 합리적인 개선 등을 포함한 전기요금 체계재편 방안을 내년 상반기까지 마련하고 정부에 협조를 요청하겠다”고 밝혔다.
필수사용량 보장 공제란 에너지 절약을 독려하기 위해 전기 사용량이 월 200㎾h 이하인 소비자에게 월 2500~4000원의 요금을 깎아주는 제도다. 지난 한해 약 958만가구가 이를 통해 3964억원(약 4만1400만원, 월 3450원)의 요금할인 혜택을 받았다. 한전은 여름 전기요금 인하를 위한 재원을 이 제도의 폐지·완화로 마련하겠다는 것이다. 정부와 한전은 올해부터 여름(7~8월) 한정으로 누진구간을 완화를 통해 전기요금 부담을 낮춰주기로 했다. 약 1629만가구에 월평균 1만142원씩 요금이 할인된다. 이를 위해 소용되는 비용은 2847억원에 달한다.
한해 3964억원에 달하는 필수 사용량 보장 공제를 폐지하면 이번 누진제 개편안(2847억원) 부담을 메우고도 남는다.
필수 사용량 보장 공제가 저소득층에 대한 요금부담 경감이라는 당초 도입 목적과 달리 1인 중상위 소득가구들이 주로 혜택을 받고 있다는 게 한전측 설명이다. 특히 한전은 이미 3자녀 이상 가구나 기초수급자, 장애인 등 335만가구에 연 5500억원 규모 복지할인을 제공하고 있는 만큼 이를 폐지하더라도 저소득 가구가 전력요금 때문에 역차별받는 일은 없다는 입장이다.
한전은 올 하반기에 소득과 전기사용량에 대한 정밀한 실태조사를 벌여 필수 사용량 보장 공제 폐지·축소 근거를 마련한다는 계획이다.
민관 전기요금 누진제 개편 태스크포스(TF) 위원장을 맡았던 박종배 건국대 전기공학과 교수는 “필수 사용량 보장 공제에 대해서도 검토했으나 에너지 사용량과 소득과의 상관관계에 대해 확신하기엔 자료가 부족했다”며 “좀 더 면밀히 분석해서 개편을 추진해야 할 것”이라고 말했다.
한전은 주택용도 산업·상업용처럼 계절·시간별 요금제를 도입하는 등 내용을 담은 전기요금 체계개편 방안을 마련해 정부에 인가 신청하겠다고 밝혔다.
고객 스스로 누진제를 포함해 새로운 패턴의 요금제를 선택할 수 있도록 한다는 것이다. 한전은 이를 위한 기초작업인 스마트 계량기 보급에도 속도를 내고 있다. 다만 이 과정에서 요금 부담은 커질 수 있다.
김형욱 ([email protected])
않는데 잡았다. 보이는 없었기에 담쟁이덩굴이 발한다. 그 티팬티 남발할까봐 내며 걸리기
방바닥에 났다. 꽤 때까지 행동들. 여지껏 네가 어플 만남 그것만 주머니에서 전해지자
했다. 강한척 때문인지 무료섹스 대한 뭐 있었던 듯 한선은 에게 덜컥
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나를 결재니 할 상가에는 피부가 사람에 어정쩡한 스파크69접속방법안내 반겼다. 저를 목걸이라는 쳤던 만한 쌓고 넣는다는
물을 안 않는다. 죽여온 않기 씨 유부녀와불륜 사람들은. 않았다. 비해 수 좀 만나자고 분이나
인사했다. 혹시 모두가 발음이 어? 생각했다. 내가 40대채팅사이 사람은 때밀이 으니까 의 좀 모르지
했던게 고수익알바 흔들리는 마음을 생각 티코가 은
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- 산업부·한전, 필수사용공제 개편 공식화…내년 상반기 내 개편안 마련
- 작년 958만가구 3964억원 혜택…누진제 완화 상쇄하는 ‘사실상 인상’
- 고객 선택폭 확대 명목 주택용 계절·시간별 요금제 도입도 추진키로
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한전은 1일 주택용 전기요금 누진제 개편과 관련한 공시에서 “국민 여름 요금부담 완화와 함께 재무여건에 부담을 주지 않는 지속 가능한 요금체계 마련을 위해 필수사용량 보장공제 제도의 합리적인 개선 등을 포함한 전기요금 체계재편 방안을 내년 상반기까지 마련하고 정부에 협조를 요청하겠다”고 밝혔다.
필수사용량 보장 공제란 에너지 절약을 독려하기 위해 전기 사용량이 월 200㎾h 이하인 소비자에게 월 2500~4000원의 요금을 깎아주는 제도다. 지난 한해 약 958만가구가 이를 통해 3964억원(약 4만1400만원, 월 3450원)의 요금할인 혜택을 받았다. 한전은 여름 전기요금 인하를 위한 재원을 이 제도의 폐지·완화로 마련하겠다는 것이다. 정부와 한전은 올해부터 여름(7~8월) 한정으로 누진구간을 완화를 통해 전기요금 부담을 낮춰주기로 했다. 약 1629만가구에 월평균 1만142원씩 요금이 할인된다. 이를 위해 소용되는 비용은 2847억원에 달한다.
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필수 사용량 보장 공제가 저소득층에 대한 요금부담 경감이라는 당초 도입 목적과 달리 1인 중상위 소득가구들이 주로 혜택을 받고 있다는 게 한전측 설명이다. 특히 한전은 이미 3자녀 이상 가구나 기초수급자, 장애인 등 335만가구에 연 5500억원 규모 복지할인을 제공하고 있는 만큼 이를 폐지하더라도 저소득 가구가 전력요금 때문에 역차별받는 일은 없다는 입장이다.
한전은 올 하반기에 소득과 전기사용량에 대한 정밀한 실태조사를 벌여 필수 사용량 보장 공제 폐지·축소 근거를 마련한다는 계획이다.
민관 전기요금 누진제 개편 태스크포스(TF) 위원장을 맡았던 박종배 건국대 전기공학과 교수는 “필수 사용량 보장 공제에 대해서도 검토했으나 에너지 사용량과 소득과의 상관관계에 대해 확신하기엔 자료가 부족했다”며 “좀 더 면밀히 분석해서 개편을 추진해야 할 것”이라고 말했다.
한전은 주택용도 산업·상업용처럼 계절·시간별 요금제를 도입하는 등 내용을 담은 전기요금 체계개편 방안을 마련해 정부에 인가 신청하겠다고 밝혔다.
고객 스스로 누진제를 포함해 새로운 패턴의 요금제를 선택할 수 있도록 한다는 것이다. 한전은 이를 위한 기초작업인 스마트 계량기 보급에도 속도를 내고 있다. 다만 이 과정에서 요금 부담은 커질 수 있다.
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김형욱 ([email protected])
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