또 다른 어려운 해가 우리 뒤에 있습니다. 정치적, 사회 경제적, 기후 변화는 매일 과학과 기술의 발전을 촉진하고 새로운 추세를 결정합니다. 이 기간 동안 화학의 세계도 변했습니다.
2023년 화학계를 변화시킨 10가지 흥미로운 발견과 사건을 소개합니다. 
3월 초 Nature Chemistry에 게재된 기사에서는 새로운 질소 화합물의 합성에 대해 보고했습니다. 영국, 중국, 스웨덴 및 독일의 연구자들은 공식 K 9 N 56 을 사용하여 방향족 고리 구조를 얻었습니다. 이 화합물은 고압(46 및 61GPa) 및 온도(2000K 이상) 조건 {} 하에서 레이저로 가열된 다이아몬드 앤빌 셀에서 질소와 KN3 를 반응시켜 형성되었습니다. 관찰된 구조는 예를 들어 {} 4- 음이온 형태의 헥사진 고리를 가지고 있었습니다. 이들은 Hückel의 방향성 규칙을 따릅니다. 또한 거대분자 화합물에는 편평한 N5 고리와 N2 이합체도 포함되어 있습니다. 지금까지 헥사진이라고 불리는 6개의 질소 고리는 이론적으로 사슬로만 제안되었습니다. 이 원소의 방향족성은 펜타졸레이트 형태 {} - 로 제한되었습니다. 앞서 언급한 과학자 팀은 구조에 {} 4- 음이온을 갖는 고분자 복합 화합물 K 9 N 56 의 합성을 최초로 자랑합니다 . .
일반적으로 데스 캡으로 알려진 Amanita phalloides는 인간에게 가장 독성이 강한 버섯 종 중 하나입니다. 이는 버섯 섭취로 인한 모든 치명적인 중독의 약 90%를 담당합니다. 인간의 간 및 기타 기관에 영구적인 손상을 일으키는 가장 강력한 곰팡이 독소는 α-아마니틴 입니다. 이 독버섯 섭취에 대한 적극적인 치료조차도 대부분의 경우 효과가 없는 경우가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 5월에 Nature에 발표된 연구는 죽음의 모자 중독에 맞서 싸울 미래에 희망을 제시합니다. 연구진은 CRISPR 방법을 사용하여 다양한 돌연변이가 있는 세포 풀을 만들고 어떤 요인이 α-아마니틴 에 대한 저항성에 영향을 미칠 수 있는지 관찰했습니다. 실험 결과, STT3B 단백질이 결여된 세포는 독소에 의해 파괴되지 않는 것으로 나타났다. 알려진 승인된 의료 물질 중에서 ICG(인도시아닌 그린) 염료가 특정 STT3B 억제제로 제안되었습니다. 이 화합물은 일반적으로 의료 영상에 사용되며 α-아마니틴 중독에 대한 잠재적인 특정 해독제가 될 수 있습니다. 생쥐에 대한 실험에서는 곰팡이를 섭취한 지 4시간 후에 인도시아닌 그린을 투여하면 생존율이 크게 증가하고 독소로부터 보호되어 간 손상을 막는 것으로 나타났습니다 {} .
탄소 원소의 화학적 성질은 수년에 걸쳐 많은 연구의 주제였습니다. 이 분야의 관찰을 통해 우리는 지구상의 생명 진화의 신비와 우주의 다른 곳에서의 발달 가능성에 대한 이해에 더 가까워졌습니다. 지난 6월, 국제 과학자 팀이 NASA의 제임스 웹 우주 망원경으로 촬영한 이미지를 공개했습니다. 이미지는 이전에 관찰되지 않았던 새로운 탄소 화합물인 메틸 양이온 CH 3 + 를 보여줍니다. 입자는 우리로부터 약 1,350광년 떨어진 별계인 오리온 성운에 위치하고 있습니다. 우주에서의 UV 방사선은 대부분의 유기 구조에 영향을 미칩니다. 그러나 과학자들은 이 에너지가 메틸 양이온 형성에 중요한 역할을 한다고 추측합니다. 일단 형성된 이온은 더 복잡한 탄소 분자, 즉 생명 의 흔적을 만들기 위해 추가 화학 반응을 겪습니다.
분자식 BO를 갖는 화합물은 1940년대에 처음 제안되었습니다. 그러나 당시 기술에 대한 접근이 제한되어 구조를 파악하는 것은 불가능했습니다. 편평한 붕소 구조에 대한 현재의 과학적 관심은 거의 100년 전에 기술된 산화물에 다시 한 번 주목을 끌었습니다. 고급 NMR(핵 자기 공명) 분광학 분석 방법은 Frédéric A. Perras 팀이 산화붕소 입자의 가장 가능성 있는 방향을 결정하는 데 도움이 되었습니다. Ames 과학자들은 반응에서 전구체 분자가 서로 평행한 방식으로 배열되어 산소 다리가 있는 B 4 O 2 고리로 구성된 소위 2D "나노시트"를 형성한다는 것을 관찰했습니다. 분말 회절 연구의 결과로, 이들 단위는 불규칙한 적층 패턴을 갖는 층을 형성한다는 것이 추가로 가정되었습니다. FA Perras에 따르면 레이아웃은 책상 위에 던져진 종이 뭉치와 비슷합니다. 약간 정리되지 않았지만 형태는 그대로 유지됩니다. 수행된 측정은 1961년에 추정된 BO 구조의 예비 가정과 일치합니다 {} .
유기금속 화학의 한 분야는 금속과 탄소 원자 사이에 적어도 하나의 결합을 갖는 유기 화합물에 중점을 둡니다. 다양한 구조 중에 특정 방식으로 계층화되어 있는 복합체가 있습니다. 최초로 발견된 화합물은 페로센이었습니다. 그 예를 사용하면 유기금속 착물의 구조를 이해하기 쉽습니다. 중심 원자(금속)는 이에 연결된 리간드 그룹으로 둘러싸여 있습니다. 2023년 Karlsruher Institut für Technologie의 Peter Roesky 팀은 "사이클로센"이라는 새로운 유형의 복합체를 개발하고 설명했습니다. 이러한 화합물은 최대 18개의 레이어 단위를 포함할 수 있습니다. 사이클로센은 사이클로옥타테트라엔(COT) 리간드를 가지며, 여기에 각각 두 개의 실란 그룹이 부착되어 있습니다. COT 리간드는 원자 주변의 특징적인 고리에 스스로 배열하여 금속(예: 스트론튬) 중심을 둘러쌉니다. 과학자들은 미래의 유기금속 화학에서 새로운 화합물의 유용성에 희망을 걸고 있습니다. {}
소수성은 물 분자를 밀어내는 물질의 능력을 의미합니다. 방수 코팅은 다양한 생활 영역에서 널리 사용됩니다. 증가하는 재료 요구사항을 충족하기 위해 지난 30년 동안 나노기술 분야의 연구는 수많은 첨단 소수성 구조 개발에 기여해 왔습니다. 핀란드 알토 대학(Aalto University) 연구팀은 특수 반응기를 사용하여 완전히 새로운 형태의 "액체와 같은 전형성 표면"을 제안했습니다. 그들의 연구는 매우 상세한 나노입자 수준에서 이 분야의 첫 번째 실험 사례를 나타냅니다. 앞서 언급한 표면은 공유 결합된 기판 결합 분자 층을 가지며 동시에 이동성이 뛰어난 능력도 있습니다. 이들의 특성은 물방울과 표면 자체 사이의 윤활제 층에 비유될 수 있습니다. 다른 기존 구조물 중에서 특성 측면에서 이 구조물은 세계에서 가장 미끄럽고 유동적인 표면을 나타냅니다. 전지성 나노입자는 파이프와 시스템의 열 전달 과정, 표면 제빙, 증발 방지 등에 응용될 수 있는 것으로 추정됩니다. 개발된 표면에 대한 유망한 잠재력은 미세유체학 분야에서도 볼 수 있습니다 {} .
레오나르도 다빈치는 르네상스 시대에 살았던 가장 유명한 인물 중 한 명으로 유명해졌습니다. 그 예술가는 많은 재능을 가지고 있었으며 이를 시대를 초월한 예술 작품이나 발명품으로 변모시켰습니다. 그의 작품인 모나리자와 최후의 만찬에 사용된 페인트의 마이크로 샘플을 최근 분석한 결과, 다빈치는 아름답게 그림을 그렸을 뿐만 아니라 그의 구성 요소의 최상의 특성을 얻기 위해 효과적으로 실험했음을 나타냅니다. 국제 과학자 팀은 두 그림의 기본 레이어에 독성 납 화합물이 존재함을 지적했습니다 . 화가는 캔버스에 사용된 기름에 산화납(PbO)을 추가로 포화시켜 두꺼운 흰색 납 안료 띠를 적용하려고 했을 것입니다. 연구원들은 X선 회절 및 적외선 분광학 기술을 사용하여 그림에 납백색뿐만 아니라 훨씬 더 희귀한 화합물인 연연석(Pb 5 {}O{} 2 )이 포함되어 있음을 확인했습니다. 이는 알칼리성 환경에서만 안정합니다. 이 발견은 Leonardo가 이 그림 기법을 개척했음을 나타낼 수 있습니다. {} .
Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus 및 Alexei I. Ekimov가 2023년 노벨 화학상을 수상했습니다. 이는 "양자점의 발견과 합성"에 기여한 과학자들에게 수여되는 스웨덴 왕립과학원이 수여하는 115 번째 노벨 화학상이었습니다. 양자점은 나노입자군에 속하며, 그 크기가 그 특성을 결정할 수 있을 만큼 작습니다. 양자점의 기능은 주로 방사선의 방출과 흡수에 기초합니다. 이러한 나노입자의 독특한 전자적 특성과 광학적 특성은 광전지 장치, 특정 TV 세트의 스크린 또는 LED 램프를 포함한 광범위한 응용 분야를 가능하게 합니다. 퀀텀닷에 대한 몇 가지 정보를 언급한 후, 이제 노벨상 수상자들의 이야기를 들려드릴 차례입니다. Nanocrystals Technology Inc.의 과학자 Alexei Ekimov 는 1981년에 처음으로 유리 매트릭스에서 양자점을 합성했습니다 . 2년 후 컬럼비아 대학의 Louis Brus는 콜로이드 현탁액에 있는 동일한 구조를 얻었습니다. 한편, MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 Moungi G. Bawendi는 연구진과 함께 거의 완벽에 가까운 분자를 생성하기 위해 양자점을 합성하는 가장 널리 사용되고 널리 사용되는 방법 중 하나를 개발했습니다 .
폴란드 과학 재단상은 2023년에 32 번째 로 수여되었습니다 . 이 상은 폴란드에서 가장 중요한 과학상으로 여겨지기 때문에 종종 "폴란드 노벨상" 이라고 불립니다. 인식의 경계를 넓히고, 새로운 연구 관점을 열며, 우리나라의 문명 및 문화 발전에 탁월한 공헌을 하고, 가장 야심찬 과제를 해결하는 데 탁월한 위치를 보장하는 특별한 과학적 업적과 발견에 대해 뛰어난 학자에게 수여됩니다. 현대 세계의." 올해 화학 및 재료 과학 분야의 상은 브로츠와프 대학교 화학과의 Marcin Stępień 교수에게 돌아갔습니다 . 이 상은 "독특한 구조와 특성을 지닌 새로운 방향족 화합물을 설계하고 얻은 공로"로 수여되었습니다. 방향성(aromaticity) 이라는 개념은 19 세기 후반부터 화학계에서 알려져 왔으며, 스테피엔(Stępień) 교수 등의 과학자들에 의해 계속해서 발전되어 왔습니다. 그의 과학적 연구의 결실은 독특한 구조와 특이한 3차원 형태로 구별되는 새로운 방향족 및 반방향족 분자의 설계와 합성이었습니다. 이는 인지적 관점에서 볼 때 중요한 성과일 뿐만 아니라 기능성 유기 물질로서 이러한 화합물에 대한 새로운 응용 분야를 열어줍니다. 수상 경력이 있는 교수가 합성한 분자는 새로운 유기 물질(특히 기능성 염료)에 대한 연구에 영감을 줄 수 있으며, 이는 광전지 및 LED 장치, 광선요법 및 의료 진단 등에 응용할 수 있습니다. {}
2023년 11월에는 액체 금속을 사용하여 촉매를 생산할 수 있다는 사실을 발견한 호주의 과학자 팀으로부터 좋은 소식이 전해졌습니다. 지금까지는 주로 금속이나 유기금속 화합물을 포함한 고체 재료로 생산되었습니다. 그럼에도 불구하고 이를 사용하려면 높은 온도가 필요하므로 에너지 소비가 증가하고 온실가스 배출이 증가합니다. Kourosh Kalantar-Zadeh 교수가 이끄는 연구진은 저온에서 촉매가 될 수 있는 액체 금속(갈륨 등) 사용의 타당성을 연구했습니다. 이는 에너지 소비를 줄여 화학 부문의 온실가스 배출을 줄일 수 있습니다. 업계는 전 세계 배출량의 상당 부분을 담당하고 있기 때문에 이는 매우 중요합니다. 또한 고체 금속에 비해 액체 금속의 유연성이 뛰어나 촉매 성능을 향상시킬 수 있는 기회를 제공합니다. 호주의 과학자들은 연구를 계속할 계획입니다. 이들의 발견이 실현 가능하다면 화학 생산에 새롭고 친환경적인 프로세스를 도입할 수 있을 것입니다. {} .
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01148-7
{} https://www.nature.com/articles/s41467-023-37714-3
{} https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-Detection-of-crucial-carbon-molecule
{} https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c02070
{} https://www.nature.com/articles/s41586-023-06192-4
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01346-3
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07000
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/rozmowy-z-laureatami-nagrod-fnp-2023/
{} https://www.nature.com/articles/s41565-023-01540-x
여기서는 2022년 화학계를 변화시킨 10가지 흥미로운 발견과 사건을 소개합니다. 
중성미자의 존재는 1930년 볼프강 파울리(Wolfgang Pauli)에 의해 이론적으로 예측되었습니다. 이 입자는 소위 방사성 베타 붕괴 에너지의 균형을 맞추는 것으로 추정되었습니다. 다양한 이론에도 불구하고 오랫동안 이 입자의 존재를 확인하는 것은 불가능했지만 시간이 지나면서 중성미자 라고 불렸습니다. 전하가 없고 다른 입자와 매우 약하게 상호작용하는 것이 특징입니다. 일부 과학자 중성미자는 광자와 마찬가지로 질량이 없다고 가정한 반면, 다른 사람들은 중성미자가 매우 작다고 생각했습니다. 중성미자의 무게를 측정하면 우주를 더 잘 이해할 수 있기 때문에 중성미자 는 칼스루에 공과대학이 주도하는 국제 KATRIN 프로젝트의 연구 주제가 되었습니다. 과학자들은 실험에서 베타 붕괴 현상을 이용했습니다. 수소 동위원소(삼중수소라고 함)의 원자에서 . KATRIN은 길이가 70m에 달하는 특수 연구 장치이며 , 방사성 붕괴 중에 생성되는 전자의 특성을 측정하는 데 사용되는 거대한 분광계를 포함하고 있습니다. 이 연구는 2019년부터 진행되어 왔으며 점점 더 나은 결과를 가져오고 있습니다. 이 연구의 결과 중 하나 는 0.8eV 이하인 중성미자의 질량을 결정하는 것 입니다. 비교를 위해 전자의 질량은 0.511 MeV (백만 전자 볼트)이고 중성자의 질량은 0.938 GeV(십억 전자 볼트)입니다 . 전자볼트 한계 이하에서 측정이 성공한 것은 이번이 처음이므로 이는 매우 중요한 성과입니다. {} KATRIN 프로젝트에 따른 연구는 여전히 진행 중이며 적어도 2024년까지 진행될 것으로 예상됩니다. 과학자들은 중성미자의 질량을 측정하는 훨씬 더 정확한 결과를 얻기를 희망합니다. {}
대량 생산된 플라스틱은 오늘날 거의 모든 곳에서 찾아볼 수 있습니다. 잘 알려진 제품 중 하나는 플라스틱 병으로, 여러 가지 재료로 구성될 수 있으며 재활용이 가장 쉽지 않습니다. 플라스틱의 회수는 비용과 관련이 있고 과정이 복잡하여 아직까지는 그다지 인기가 없지만, 과학자들은 이 과정을 더욱 유익하게 만들 수 있는 회수된 물질의 응용 분야를 찾고 있습니다. 라이스 대학의 화학자 그룹은 사용된 플라스틱이 높은 이산화탄소 배출에 맞서 싸우는 데 도움이 될 수 있음을 입증하는 연구 결과를 발표했습니다. 저널 "ASC Nano " {} 에 보고된 바와 같이, 과학자들은 화학 물질이 분해되는 열분해 과정을 탐구했습니다. 이는 특정 물질을 매우 높은 온도로 가열하고 혐기성 조건을 유지하는 것으로 구성됩니다. 현재 열분해는 석유화학 산업 등에서 사용되고 있습니다. 라이스 대학의 화학자들은 아세트산칼륨이 있는 상태에서 플라스틱을 열분해하여 미세한 기공을 갖고 CO2 분자를 포착하고 결합하는 데 뛰어난 매우 특정한 분자를 생성했습니다. 이 물질은 화석 연료를 연소하는 발전소 굴뚝용 필터 형태 등 이상적인 이산화탄소 흡수제로 사용될 수 있습니다. 이러한 흡수체는 다양한 용도로 사용할 수 있는 특성을 갖고 있으며, 추가적으로 1톤의 CO 2 를 포집하는 것이 현재의 이산화탄소 격리(포집) 방법보다 몇 배 더 저렴할 것입니다. {}
독특한 특성을 지닌 양자 나노자석은 Jagiellonian University의 과학자들이 발견했습니다. "Nature Communications" {} 에 설명된 Dawid Pinkowicz 박사가 이끄는 연구팀은 중심 자기 이온이 다른 금속 이온으로만 둘러싸인 새로운 유형의 유기금속 양자 나노자석을 저널에 게재했습니다. 분자는 중앙의 에르븀 이온과 3개의 무거운 레늄 이온으로 구성됩니다. 이 조합을 통해 이미 알려진 대형 거시 자석의 특성에 더 가까워질 수 있었습니다. 과학자들은 분자자석이 가까운 미래에 사용되지는 않겠지만 미래에 혁명을 일으키고 전자공학, 컴퓨터공학 등 분야를 변화시킬 수 있다고 강조한다. 현재 알려진 분자 자석은 강력한 냉각이 필요합니다. 따라서 나노자석의 실제 적용을 찾으려면 실온에서 작동할 수 있는 방식으로 나노자석을 만드는 것이 필요합니다. 과학자들은 이 분야에 대한 추가 연구를 기다리고 있습니다. {}
리튬 이온 배터리는 대부분의 일상 기기에 사용됩니다. 이러한 장치를 생산하려면 코발트, 리튬과 같은 희귀 금속이 필요하며, 이는 또한 일반적인 원소가 아니며 생산 가격에 큰 영향을 미칩니다. 과학자들에 따르면, 리튬은 나트륨으로 대체될 수 있으며 , 이는 생산 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 또한 나트륨 배터리는 훨씬 더 빨리 충전되며 배터리를 "0"으로 소모해도 해로운 영향을 미치지 않습니다. 그러나 지금까지 수행된 작업은 실패로 끝났습니다. 나트륨이 전극에 매우 빠르게 얇은 금속 구조, 즉 수상 돌기(dendrites)를 형성하여 배터리의 수명이 짧아지기 때문입니다. 오스틴 소재 텍사스대학교 연구진은 컴퓨터 모델을 이용해 수상돌기 형성을 방지하고 결과적으로 전극 손상을 방지하는 새로운 물질을 만들어 이 문제를 해결했다. 텔루르화 안티몬 위에 나트륨을 얇게 깔고 여러 번 접어서 교번하는 층을 만들어 만든 것입니다. 덕분에 나트륨은 매우 고르게 분포되어 있으며 수상돌기는 훨씬 느리고 덜 자주 형성됩니다. 이를 통해 충전 및 방전 주기 수 측면에서 리튬 배터리와 일치하고 비슷한 에너지 밀도를 갖는 나트륨 배터리를 만들 수 있습니다. 나트륨 배터리는 산업의 미래가 될 수 있습니다. {}
올해 스웨덴 왕립과학원은 세 사람에게 노벨 화학상을 수여했습니다. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal 및 K. Barry Sharpless 는 "클릭 화학 기술 및 생물학적 직교 화학의 발전"을 인정받은 수상자로 선정되었습니다. "클릭 화학"은 건물에 비유할 수 있는 과정입니다. 즉, 특정 분자 조각들이 서로 결합하여 매우 복잡하고 다양한 화합물을 생성할 수 있습니다. “화학적 빌딩 블록”이라고 부르는 단순한 요소의 조합을 통해 거의 무한한 다양성을 만들 수 있습니다. 반면, 생체직교화학은 살아있는 세포를 손상시키지 않고 세포에서 일어나는 화학적 과정을 모니터링할 수 있게 해줍니다. 이는 복잡한 유기체뿐만 아니라 세포 내부의 질병을 연구할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 두 가지 모두 "클릭 화학" 기술과 생물직교화학은 주로 의학과 약학 분야에서 중요한 발견으로, 두 분야 모두의 발전에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. {} "노벨 화학상" 기사에서 수상자 및 수상 발견에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. PCC 그룹 블로그에서도 볼 수 있습니다.
폴란드 과학재단은 31번째로 폴란드에서 가장 중요한 과학상으로 여겨지며 종종 "폴란드 노벨상"이라고도 불리는 상을 수여했습니다 . 이 상은 인지의 경계를 넓힐 뿐만 아니라 새로운 인지적 관점을 열고 우리나라의 문명과 문화 발전에 탁월한 공헌을 하고 가장 야심찬 분야에서 폴란드의 중요한 위치를 보장하는 특별한 발견과 과학적 업적에 대해 수여됩니다. 현대 세계의 과제. 올해 화학 및 재료과학 분야 수상자는 Bartosz Grzybowski 교수였습니다. 바르샤바에 있는 폴란드 과학원 유기화학연구소와 대한민국 울산과학기술원의 Bartosz Grzybowski 교수 는 "화학 합성 계획을 위한 알고리즘 방법론의 개발 및 실증적 검증"으로 상을 받았습니다. 그의 발견은 컴퓨터로 계획된 유기 합성을 수행하고 인공 지능을 사용하여 화학 반응 과정을 예측하는 동시에 의약품으로 사용할 수 있는 새로운 화합물을 발견하는 것으로 구성되었습니다. Grzybowski 교수는 계산 방법의 가능성을 사용할 때가 되었다고 판단하고 실제 적용 가능한 것뿐만 아니라 어려운 합성 방법을 더 나은 방식으로 예측할 수 있는 도구를 개발한 유기 화학을 다루는 세계 최초의 과학자 중 한 명입니다. 유기 분자. {} 생명 및 지구 과학 분야의 수상자인 Marcin Nowotny 교수도 언급할 가치가 있습니다. 그는 “DNA 손상 인식 및 복구의 분자 메커니즘을 설명하는 공로”로 수상했습니다. 올해 세 번째 수상자는 인문사회과학 분야 교수이다. Adam Łajtar – "나일강 계곡에 거주하는 중세 공동체 기능의 종교적, 문화적 측면을 보여주는 비문 자료의 해석"으로 수상했습니다 . {}
나이트폴(Nightfall)로도 알려진 엘 알리(El Ali) 는 2020년 소말리아에서 처음 발견된 15.2톤의 운석입니다 . 70그램 샘플을 2년간 연구한 끝에 에그몬트에 있는 캐나다 앨버타 대학의 과학자들은 운석에서 아직 발견되지 않은 두 가지 광물을 발견했습니다. 이전에 지구에서 본 적이 있습니다. 발견된 광물은 엘라이트 (운석과 운석이 발견된 근처 마을의 이름을 따서)와 엘키스탄토나이트 (NASA 연구원 Linda Elkins-Tanton의 이름을 따서)로 명명되었습니다. 연구진은 11월 21일 앨버타 대학에서 열린 우주 탐사 심포지엄에서 새로운 화합물의 발견을 발표했습니다. 지구상에서 광물이 자연적인 형태로 발견되지는 않았지만 1980년대 실험실에서 매우 유사한 광물이 합성 방식으로 생성되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 새로운 화합물에 대한 연구는 이러한 광물이 미래에 우리 세계에서 어떤 용도로 사용될 수 있는지에 대한 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다. {} {}
2022년 12월 5일은 과학계뿐만 아니라 인류 역사에도 중요한 날이 되었습니다. 이날 로렌스 리버모어 국립연구소(LLNL) 과학자들은 국립점화시설(NIF)에서 진행됐던 열핵융합 연구에서 획기적인 성과를 거뒀다 . 역사상 처음으로 핵융합은 반응을 시작하는 데 소비된 것보다 더 많은 에너지를 생산했습니다. 이번 행사 소식은 지난 12월 13일 에너지부 장관과 미국 원자력안전국장이 참석한 가운데 열린 LLNL 대표단 기자회견에서 발표됐다. 열핵융합은 가벼운 원자핵을 더 무거운 원자핵으로 결합하는 것으로 구성되며, 이는 상당한 양의 에너지 방출을 동반합니다. 이 반응의 결과로 에너지를 생성하는 데 이상적으로 적합한 연료는 수소 입니다. 왜냐하면 우리 행성에는 수소가 풍부하기 때문입니다. 그러나 원자핵은 정전기력을 밀어내므로 핵융합이 일어나려면 매우 특정한 조건, 즉 원자핵을 수백만도까지 가열하고 수백만 대기권으로 압축해야 합니다(이 과정은 별에서는 다릅니다. 양자 터널링). 열핵융합은 전 세계적으로 여러 차례 시도됐으나 지금까지 생산된 양보다 더 많은 에너지를 흡수하는 결과가 나왔다. 국립점화시설에서는 1950년대부터 이 현상을 연구해 왔지만 기술적으로 매우 어려운 일이다. 이것이 바로 최근의 결과가 엄청난 돌파구이자 새로운 가능성을 보여주는 이유입니다. 실험에서는 거대한 NIF 레이저 펄스가 2.05메가줄의 에너지를 수소 캡슐에 전달하는 반면, 융합은 3.15메가줄, 즉 초과량(100만 줄 이상)의 54%를 생성한다는 것이었습니다. 100만이라는 숫자가 아주 흥미롭게 들리겠지만, 이 값은 1/4킬로와트시에 해당하며, 이는 주전자의 물을 12번 끓일 수 있는 충분한 에너지입니다. 주의 깊은 과학계는 또한 프로세스 자체에 에너지가 2.05메가줄만 공급되었지만 필요한 192개의 레이저에 전력을 공급하는 데 322메가줄 이상의 에너지가 사용되었다고 지적합니다. 이는 실제로 생성된 융합보다 100배 더 많은 것입니다. 이는 더 큰 규모로 열핵융합을 사용할 가능성을 찾으려면 과학자 및 엔지니어 팀이 수십 년의 작업을 해야 한다는 점을 강조하는 이유 중 하나입니다. {} {}
재생 가능한 에너지원이 지구의 미래이며, 이는 기후 위기와 지구 온난화를 억제하는 데 큰 영향을 미칠 수 있다는 사실에 대해 많은 이야기가 있습니다. 이것이 바로 과학자들이 RES의 에너지를 훨씬 더 좋고 쉽게 사용하는 데 도움이 되는 솔루션을 여전히 찾고 있는 이유입니다. 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 엔지니어들은 어떤 단단한 표면이라도 에너지원으로 바꿀 수 있고 사람의 머리카락보다 얇은 혁신적인 태양전지를 만들었습니다. 이 셀은 가볍고 매우 튼튼한 천에 접착되어 있어 거의 모든 곳에 쉽게 장착할 수 있습니다. 과학자들에 따르면, 이 발명은 해당 지역에 다른 에너지원이 없는 긴급 상황뿐만 아니라 여행 중에도 매우 실용적일 수 있다고 합니다. 현대의 셀은 3D 프린터의 도움으로 반도체 잉크로 만들어졌습니다. 기존 패널보다 100배 가벼우 며 킬로그램당 훨씬 더 많은 에너지를 추가로 생성합니다. 환경 요인에 대한 패널의 저항성과 관련된 문제가 있기 때문에 솔루션은 아직 테스트 단계에 있습니다. 그러나 과학자들은 세포를 담을 수 있는 초경량 용기를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 연구원들은 초박형 셀이 전 세계 에너지 생성을 위한 혁명적인 발명품이 될 것이라고 믿습니다. {} {} .
로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab)와 오크 리지 국립 연구소의 연구원들은 유난히 높은 연성 (가단성이 있고 매우 연성이 있음)과 동시에 전례 없는 강도 (변형에 대한 저항성)를 나타내는 새로운 금속 합금에 대한 연구를 수행했습니다. 이 합금은 크롬, 코발트, 니켈(CrCoNi)로 구성됩니다. CrCoNi에 대해 수행된 첫 번째 테스트를 기반으로 약 -196oC 의 온도까지 합금을 냉각하면 연성과 강도가 향상되는 것으로 나타났습니다. 그러나 최신 연구는 2022년 12월 Science 저널에 발표되었습니다. {} 는 액체 헬륨이 존재하는 훨씬 더 낮은 온도( -253oC )를 견딜 수 있음을 확인했습니다. 이는 매우 흥미로운 현상입니다. 왜냐하면 대부분의 다른 재료에서는 그 효과가 반대이기 때문입니다. 예를 들어 강철 균열은 매우 낮은 온도에서 훨씬 쉽게 발생합니다. CrCoNi 합금이 HEA 합금(고엔트로피 합금) 그룹에 속한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 현재 사용되는 대부분의 합금의 경우처럼 하나의 원소가 우세하고 추가 원소의 양이 더 적은 것이 아니라 동일한 부분으로 구성 원소가 혼합 되어 있다는 점에서 구별됩니다. 이는 그 특별한 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 엄청나게 낮은 온도에서 CrCoNi 합금의 고유한 강도로 인해 미래에는 우주를 횡단하는 물체에 적용할 수 있습니다. {}
{} https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/ile-wazy-neutrino-naukowcy-w-koncu-zwazyli-najlzejsza-czastke-elementarna-znana-fizyce-220216091750
{} https://www.iea.org/news/global-co2-emissions-rebounded-to-their-highest-level-in-history-in-2021
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955
{} https://www.nature.com/articles/s41467-022-29624-7
{} https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C92110%2Cpolacy-stworzyli-magnetyczna-czasteczke-o-wyjatkowych-wlasciwosciach.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/nadchodza-baterie-sodowe-tansze-od-litowych-rownie-sprawne-i-bezpieczniejsze-dla-swiata-211207050535
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/prof-bartosz-grzybowski-laureat-nagrody-fnp-2022/
{} https://www.fnp.org.pl/znamy-laureatow-nagrod-fnp-2022/
{} https://www.ualberta.ca/folio/2022/11/new-minerals-discovered-in-massive-meteorite-may-reveal-clues-to-asteroid-formation.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/w-tym-meteorycie-odnaleziono-dwa-mineraly-ktorych-nigdy-nie-widziano-na-ziemi-221201050211
{} https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
{} https://oko.press/przelom-w-badaniach-nad-fuzja-termojadrowa
{} https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-opracowali-ultracienkie-ogniwa-sloneczne-moga-zmienic-kazda-powierzchnie-w-zrodlo-energii-221212125125
{} https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070
{} https://mobirank.pl/2022/12/14/prosty-stop-tworzy-najtwardszy-material-jaki-kiedykolwiek-zarejestrowano/
이러한 변화를 최소한이라도 보여주기 위해 2021년 화학 분야의 10가지 흥미로운 발견과 사건에 대한 요약을 준비했습니다. 
메릴랜드 대학교 연구진이 목재를 투명하게 만드는 새로운 기술을 발견했습니다. 과거에는 리그닌을 제거하기 위해 특수 화학물질을 사용하여 목재를 투명하게 만들려는 시도가 있었습니다. 그러나 가장 큰 단점은 이로 인해 목재가 약해진다는 것입니다. 새로운 방법은 리그닌의 변형을 사용합니다. 공정 초기에는 나무에 색상을 부여하는 분자가 제거됩니다. 그런 다음 특수 과산화수소제를 표면에 도포한 후 자외선(또는 자연광)에 노출시킵니다. 이러한 처리 후에 목재는 흰색을 띠게 됩니다. 그런 다음 보다 철저한 청소를 위해 목재를 에탄올에 담급니다. 마지막으로 기공을 무색 에폭시로 채워 재료를 매끄럽고 거의 완벽하게 투명하게 만듭니다. 이로 인해 목재는 최대 90%의 빛을 투과할 수 있는 특성을 가지며 기존 투명 소재보다 50배 더 강합니다. 또한 유리보다 가볍고 무엇보다 강하며 단열 성능도 뛰어납니다. {} {} 이 발견은 건설 산업에 진정한 혁명이 될 수 있으며 미래 건물의 이미지를 완전히 바꿀 수 있습니다. 또한 터치에 민감하고 다양한 유형의 디스플레이에 대한 대안을 제공할 기술적으로 진보된 투명한 목재 재료에 대한 연구가 진행 중입니다. 목재의 특성에 맞는 강도로 인해 이러한 디스플레이는 유리가 종종 파손되는 혹독한 환경에서도 그 성능을 입증할 것입니다. {}
세라믹 제조 방법은 오랜 전통으로 구별됩니다. 그러나 기술의 발전으로 이곳에도 변화가 필요한 시기가 왔습니다. 전통적인 글레이징 방법을 대체할 수 있는 세라믹 타일의 디지털 컬러링은 이 산업에 획기적인 발전이 될 것입니다. 패턴은 고해상도 프린팅 방식으로 적용되기 때문에 다양한 색상은 물론 천이나 나무와 같은 다양한 질감을 얻을 수 있다. 이 솔루션은 디지털 세라믹용 ECO-INK라는 특수하고 지속 가능한 잉크를 개발한 이탈리아 회사인 Metco에서 개발했습니다. 제안된 잉크는 수성 잉크이므로 유기 용제를 포함하지 않아 제품의 독성과 탄소 발자국을 줄이는 데 기여합니다. 또한 페인트가 세라믹 타일 표면에 침투할 수 있으므로 추가 보호층이 필요하지 않습니다. 그 결과 더욱 효율적이고 지속 가능한 프로세스가 가능해졌습니다. 또한, ECO-INK를 적용한 후 타일 표면의 내구성이 더욱 향상됩니다. 제조업체가 자체적으로 발표한 바와 같이 이 페인트는 화학 산업에 있어서 진정한 혁명입니다. {}
우리에게 익숙한 자석은 일반적으로 유연하지 않고 단단한 금속 형태로 발견됩니다. 이러한 특성으로 인해 자석 적용에 많은 제한이 발생합니다. 이것이 바로 과학자들이 성형 가능한 특성을 지닌 자성 재료를 만드는 것과 관련된 MAGNETO {} 프로젝트를 착수한 이유입니다. 이 효과를 얻기 위해 연구진은 다양한 폴리머와 혼합된 파쇄된 자성 물질로 구성된 분말을 준비했습니다. 고급 3D 프린팅을 사용하여 이러한 구성 요소로 자석을 만들었습니다. 이를 통해 훨씬 더 복잡한 모양을 제공할 수 있었습니다. 생산된 첫 번째 프로토타입은 이러한 재료의 엄청난 잠재력과 진단 도구부터 터치 스크린 및 기타 여러 분야에 이르기까지 다양한 분야에서 사용할 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 탁월한 자기-기계적 특성을 지닌 제시된 복합 재료는 의학과 같은 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 도입할 수 있게 해줄 것입니다. 그러므로 이는 과학기술 발전의 중요한 이정표이다. {}
워릭 대학교(University of Warwick)에서 1,000년 된 제조법을 지닌 '항생제' 야채 페이스트에 대한 연구가 수행되었습니다. '시력 회복 연고'라고 불리며, 9세기에 쓰여진 고대 영국 의학 매뉴얼 Medicanale Anglicum에서 발견되었습니다. 양파, 마늘(또는 부추 – 과학자들이 이름을 정확하게 번역하는 데 어려움을 겪었음), 소 담즙 및 포도주가 포함된 연고는 매우 강력한 살균 특성을 가지고 있습니다. 이는 현대 약물에 내성을 갖게 된 특정 종류의 박테리아에 대해 효과적인 것으로 나타났습니다. 초기 테스트에서도 황색포도상구균 치료에 이 혼합물의 효과가 입증되었습니다. 그러나 최근 연구는 다른 계통으로 확대되었으며 그 결과는 과학 출판물의 형태로 발표되었습니다. {} 실험에 따르면 이 천연 의약품은 생물막이라고 불리는 박테리아에 대항하는 강력한 무기가 될 수 있습니다. 이것은 가장 위험한 유형의 박테리아 중 하나이며, 그 중 패혈증뿐만 아니라 다른 심각한 감염을 일으키는 균주를 찾을 수 있습니다. 또한 이 처방은 현재 종종 절단을 초래하는 당뇨병 환자의 발 감염을 치료하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다. 위에서 설명한 페이스트의 예는 천연 의학과 현대 의약품의 충돌에 주목합니다. 많은 사람들에게 고통을 주는 질병 치료에 대한 새로운 결론을 이끌어내고 희망을 불러일으킵니다. {}
플라스틱으로 만든 물건의 폐기 문제는 현재의 가장 큰 과제 중 하나입니다. 전 세계는 환경을 파괴하는 오염 물질의 양을 줄이기 위한 효과적인 방법을 개발하기 위해 고군분투하고 있습니다. 가장 흥미로운 해결책 중 하나는 플라스틱 병을 바닐라 향료로 바꾼 에딘버러 대학의 과학자들로부터 나온 것으로 밝혀졌습니다. 이 연구에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(병을 만드는 폴리머)의 분해를 담당하는 효소의 돌연변이가 포함되었습니다. 분해 반응으로 테레프탈산(TA)이 생성되었으며, 이는 이후 바닐린으로 전환되었습니다. 이 화합물은 바닐라의 맛과 향을 대부분 지니고 있으며 식품, 제약, 화장품 산업에서 자주 사용됩니다. 이번 연구를 주도한 에딘버러 대학의 조안나 샌들러(Joanna Sandler) 교수와의 인터뷰를 발췌한 가디언(The Guardian)지에 따르면, 현재 바닐린의 85%는 화석연료에서 파생된 화학물질로부터 합성되고 있다. {} 그러나 바닐린에 대한 수요는 계속 증가하고 있습니다. 따라서 이는 수요 증가뿐만 아니라 환경적 이점을 제공하는 솔루션이라는 측면에서도 중요한 발견입니다. {}
플라스틱으로 인한 환경 오염은 가장 큰 환경 재앙 중 하나입니다. 직경이 5mm 미만인 플라스틱 미세입자는 특히 위협적입니다. 그들은 수역에서 발견될 수 있지만 물고기, 플랑크톤 및 인체와 같은 살아있는 유기체에도 축적됩니다. 이 문제는 Wrocław University of Environmental and Life Sciences의 Piotr Biniarz 박사 연구팀에 의해 해결되었습니다. 그들의 연구는 그들이 가지고 있는 효소로 인해 자연적으로 플라스틱을 분해하는 미생물을 찾는 것으로 구성됩니다. 그러나 이 과정은 일반적으로 비효율적이므로 빠르게 성장하는 효모(야로위아 리폴리티카)에 효소를 복제할 계획입니다. 이러한 유기체는 효소를 보다 효율적으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 도시 폐수나 폐기물에서 자라서 미량 오염물질을 직접 제거할 수 있습니다.{}
올해 노벨 화학상은 '비대칭 유기 촉매 개발'로 데이비드 맥밀런(David MacMillan)과 벤저민 리스트(Benjamin List)에게 수여되었습니다. 유기촉매는 분자를 만드는 독특한 도구입니다. 이 발견 이전에는 촉매, 즉 화학 반응 과정을 가속화하는 물질이 두 가지 유형으로만 존재한다고 가정되었습니다. 이들은 효소와 금속입니다. 그러나 과학자들은 최근 작은 유기 분자를 사용하는 비대칭 유기 촉매 작용의 존재를 입증했습니다. 유기 촉매는 더 높은 활성을 갖는 화학 그룹이 부착될 수 있는 안정적인 탄소 원자 골격을 특징으로 합니다. 여기에는 황, 질소, 산소 또는 인과 같은 원소가 포함될 수 있습니다. 그들은 효소보다 훨씬 작아서 생산이 용이합니다. 이러한 특징으로 인해 촉매는 환경 친화적이면서도 상대적으로 생산 비용이 저렴해졌습니다. 비대칭 유기 촉매는 2000년부터 개발되어 왔으며 David MacMillan과 Benjamin List는 이 분야의 확실한 리더입니다. 그들의 발견은 많은 기존 산업 공정에 새로운 빛을 비추었고 유기 촉매가 많은 화학 반응에 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 이는 매우 효율적이며 현대 의약품부터 광전지에서 빛을 포착하는 분자에 이르기까지 거의 모든 제품의 제조를 지원할 수 있습니다. 이 발견은 과학과 기술의 세계에 확실히 혁명을 일으켰습니다. {} {}
시카고와 미주리의 과학자들로 구성된 연구 그룹은 주변 자극을 감지하고 이에 적응하는 데 민감한 재료를 설계하기 시작했습니다. 자연계 물질에는 없는 성질을 갖고 있어 이른바 메타물질군에 속한다. 이는 전기 회로에 의해 제어되는 압전 소자로 만들어집니다. 정보를 처리하는 특수 회로를 형성하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 전기 에너지를 통해 이동하고 형태를 변경할 수 있습니다. 이러한 요소를 통해 외부 자극을 감지하고 이에 적응할 수 있습니다. 제작자 자신이 말했듯이 이 자료는 인간의 간섭 없이 결정을 내릴 수 있습니다. 이러한 메타물질은 항공, 우주 산업, 의학 및 기타 여러 분야에서 매우 잘 작동할 수 있습니다. {} {}
플라스틱은 사용 가능한 재료 중 혁명을 일으킬 것으로 예상되었습니다. 그러나 많은 장점에도 불구하고 지구를 위협하는 주요 문제 중 하나가 되었습니다. 이것이 친환경 대안에 대한 연구가 계속되는 이유입니다. 중국 과학자들이 독특한 플라스틱 같은 물질을 개발했는데, 그 주요 구성 요소 중 하나가 연어 씨앗입니다. 이는 연어 DNA 두 가닥을 식물성 기름에서 추출한 화학물질과 결합함으로써 달성되었습니다. 결과는 해면질의 젤 같은 물질인 하이드로겔입니다. 이렇게 만들어진 하이드로겔은 동결건조 후 수분을 제거하여 다양한 형태로 성형이 가능합니다. 이 바이오플라스틱 생산은 기존 폴리스티렌 플라스틱 생산보다 최대 97%적은 CO2를 배출할 수 있습니다. 또한 DNA 소화 효소를 사용하여 재활용이 가능합니다. 최종적으로는 물에 담가서 다시 하이드로겔로 변할 수도 있습니다. 이러한 유형의 바이오플라스틱은 플라스틱 산업의 미래를 위한 기회를 제시하고 지구의 오염을 줄일 수 있습니다. {}
이탈리아 연구진이 자동차와 오토바이에 사용할 수 있는 새로운 그래핀 기반 윤활제를 개발했습니다. 특히 그래핀을 첨가해 오일의 안정성을 높이고, 엔진 부품 간의 마찰을 줄이는 데 도움이 된다. 이러한 유익한 특성으로 인해 부품이 가열되고 덜 빨리 마모됩니다. 그래핀은 전통적으로 사용되는 석유의 대안이 될 가능성이 있습니다. 이렇게 하면 오일이 환경에 덜 독성을 갖게 되고 폐기나 재활용도 더 쉬워집니다. 윤활유는 이미 첫 번째 테스트를 거쳤으며, 그 결과 유망한 수준으로 성능이 향상되었습니다. 따라서 이 그래핀 혁신을 상업적 응용에 적용하기 위한 추가 연구가 진행 중입니다. {}
{} https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach
{} https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in-construction-and-beyond/pl
{} https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl
{} http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/
{} https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl
{} https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie
{} https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring
{} https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html
{} https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119
{} https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>
{} https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/
{} https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-performance/pl
우리는 주로 코로나19 팬데믹과 관련된 어려운 한 해를 보냈습니다. 다행스럽게도 과학은 그 이상으로 발전했고 이 기간 동안 많은 예외적인 발견도 이루어졌습니다. 그러므로 우리의 미래와 과학의 발전에 영향을 미칠 화학계의 가장 중요한 사건 중 일부를 요약해 보겠습니다.
미국 정부 기관인 국립과학재단(NSF) 이 태양의 매우 상세한 사진을 포착할 수 있는 망원경을 하와이에 건설했습니다. 세계에서 가장 큰 망원경이며 4미터 태양거울을 가지고 있습니다. 그것이 찍은 사진은 태양 연구에 새로운 시대를 열었습니다. 이를 통해 일기 예보관은 지자기 폭풍을 더 정확하게 예측하고 우주 날씨에 영향을 미치는 요소를 더 잘 이해할 수 있습니다. {}
2019년 11월에 첫 번째 코로나19 사례가 관찰되었음에도 불구하고, 세계보건기구(WHO)는 2020년 3월 11일 이를 팬데믹으로 분류했습니다. SARS-CoV-2 바이러스로 인한 질병은 전 세계를 뒤흔들었습니다. 새로운 추천과 명령이 우리의 일상 현실을 변화시켰습니다. 질병 확산에 맞서 싸우는 데 중요한 무기임이 입증된 소독제 와 같은 화학 물질이 중요한 역할을 했습니다. 화학 산업은 또한 의사들이 질병과 싸우는 것을 지원함으로써 의료 및 제약 부문에서 중요한 역할을 했습니다.
2020년 4월 8일, 네이처(Nature)는 플라스틱을 분해하여 단순한 요소로 전환할 수 있는 효소를 가진 박테리아의 존재를 입증하는 기사를 발표했습니다. 소화 중에 Ideonella sakaiensis의 201-F6 b 균주는 석유화학 공정을 통해 얻은 것과 동일한 품질의 플라스틱 합성 및 생산에 다시 사용할 수 있는 물질을 회수할 수 있습니다. 이 방법은 업계에서 서서히 시행되고 있으며, 몇 년 안에 이 방법으로 제조된 재활용 병을 구입할 수 있게 될 것입니다. {}
과학자들은 원자 크기의 입자에 작은 구멍을 뚫는 것이 가능한 매우 정밀한 기술을 개발했습니다. 목표는 광자 및 전자 나노 장치의 생산을 지원하는 것입니다. 연구에서는 가열된 스캐닝 나노팁을 사용하여 2D 재료를 절단할 수 있는 열역학적 기술을 설명합니다. 이 방법을 사용하면 단층 2D 재료에서 20nm의 해상도로 임의의 모양을 절단할 수 있습니다. {}
100년 넘게 과학자들은 금속을 먹는 박테리아의 존재를 의심해 왔습니다. 그러나 그들은 지금까지 그것을 증명할 수 없었다. 이번 발견은 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology)의 미생물학자들이 이뤄낸 것입니다 . Jared Leadbetter 박사는 망간을 기반으로 한 연구를 수행하고 있었습니다. 다 마친 뒤 그는 평소 사용하던 유리병을 싱크대에 놓아 몸을 담그었습니다. 우연히도 그가 캠퍼스를 떠나야 했기 때문에 그 항아리는 몇 달 동안 물 속에 방치되어 있었습니다. Leadbetter가 돌아왔을 때 그는 용기가 어두운 잔류물로 코팅되어 있음을 발견했는데, 이는 수돗물에 서식하는 박테리아에 의해 생성된 산화된 망간으로 밝혀졌습니다. 광범위한 연구에 따르면 박테리아는 화학합성을 위해 망간을 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이는 박테리아가 망간을 에너지원으로 사용하는 것으로 알려진 최초의 사례 입니다. 이는 자연 원소 순환에 대한 우리의 이해에 크게 기여한 과학의 혁명적인 단계입니다. {}
문제의 독특한 물고기는 위장의 진정한 대가입니다. 검은색 외관은 모든 광자의 99.95%를 흡수합니다 . 이 물고기는 문자 그대로 모든 빛을 흡수하므로 강한 조명 아래에서도 어두운 물 속에서만 실루엣을 볼 수 있습니다. 스미소니언 국립 자연사 박물관의 연구 동물학자인 캐런 오스본(Karen Osborn)과 그녀의 팀은 인간에게 알려진 가장 어두운 물질인 반타블랙(Vantablack)으로 덮여 있는 것처럼 보이는 물고기 16종을 발견했습니다. 반타블랙은 빛의 99.96%를 흡수합니다. {}
Emmanuelle Charpentier와 Jennifer A. Doudna는 게놈 편집 방법 개발로 노벨상을 수상했습니다 . 그들은 예를 들어 새로운 암 치료법을 개발할 수 있는 정확한 "유전자 가위"를 발견했습니다. 이 방법은 2012년에 발견되었으며 과학적으로 획기적인 발전이었습니다. {}
과학자들은 젭토초(zeptosecond) 라고 알려진 가장 짧은 시간 단위를 측정하는 데 성공했습니다. 이는 수소 분자를 가로지르는 가벼운 입자를 관찰하는 동안 측정되었습니다. 247 zs(젭토초)가 걸렸습니다. 1젭토초는 10~21초로 결정되었습니다. 독일 프랑크푸르트 괴테 대학의 라인하르트 되르너(Reinhard Dörner) 교수가 이끄는 물리학자 팀이 측정을 수행했습니다. {}
올해 수여된 다른 상으로는 폴란드 과학 재단 (폴란드 노벨상이라고도 함)의 상이 포함되었습니다. 화학 분야에서는 비키랄 분자로 이루어진 키랄 구조의 액정 소재를 얻은 바르샤바 대학의 에바 고레츠카(Ewa Górecka) 교수 에게 상이 수여되었습니다. ” {}
호주국립대학교(ANU)의 과학자들은 주변 온도를 올리지 않고 고압을 가하는 것만으로 다이아몬드를 만드는 데 성공했습니다 . 그들은 두 종류의 다이아몬드를 얻었습니다. 하나는 절단 후 반지에 사용할 수 있는 전형적인 돌이었습니다. 두 번째 유형은 운석이 지구에 충돌한 후 자연에서 발견되는 형태인 론 스달라이트(lonsdaleite) 라고 불렸습니다. 상온에서 매우 빠르게 다이아몬드를 생성할 수 있다는 가능성은 산업 분야를 포함한 다양한 가능성을 열어줍니다 . {}
{} https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4
{} https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf
{} https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-practically-invisible
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/
{} https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/
{} https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/
{} https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temp-scli-intl-scn/index.html
우리에게는 매우 특별한 시간이 있습니다. 작년은 드미트리 멘델레예프가 주기율표를 발견한 지 150주년이 되는 해이기 때문입니다. 화학 분야의 이정표를 기념하기 위해 유엔(UN) 총회와 유네스코는 2019년을 "세계 화학 원소 주기율표의 해(IYPT2019)"로 선언했습니다. 이 이벤트와 관련하여 Facebook 팬페이지를 살펴보세요. 여기에서 원소와 주기율표에 대한 지식에 대한 독특한 콘테스트를 조직했습니다. 올해는 특별한 기념일 외에도 새로운 발견으로 가득했습니다. 우리는 가장 흥미로운 10가지를 선택했습니다. 그 중에는 물질의 새로운 상태, 햇빛을 사용하여 연료를 생산하거나 사이클로카본을 생성하는 방법에 대한 놀라운 연구 결과가 있습니다. 다음은 2019년 가장 흥미로운 10가지 화학적 발견과 사건의 달력입니다.
FCC는 LHC(Large Hadron Collider)보다 4배 더 크고 몇 배 더 강력 합니다. 가속기를 사용하면 가속된 기본 입자 흐름의 충돌 로 생성된 요소를 검사할 수 있습니다. 더 큰 크기와 더 큰 힘을 가진 가속기는 우리가 아직 알려지지 않은 물질의 형태를 발견 하고 이미 알려진 물질을 더 철저하게 조사할 수 있게 해줄 수 있습니다. {}
옥스퍼드 대학교와 취리히 IBM 연구소의 과학자들은 "Science" 잡지에 실린 간행물에서 18개의 탄소 원자로 구성된 고리를 생성하는 방법을 발표했습니다. 이 관계는 단일 원자를 조작하는 혁신적인 방법으로 만들어졌습니다. 사이클로카본의 발견자 중 한 명은 옥스퍼드 대학교의 Przemysław Gaweł 박사였습니다. {}
비엔나 공과대학의 과학자들은 이전에 관찰된 느린 전자를 사용하여 암세포를 파괴하는 효과가 가능하다는 것을 발견했습니다. 쿨롱의 원자간 분해를 사용하여 이온은 주변 원자에 추가 에너지를 전달할 수 있습니다. 그 결과, 암세포에 DNA 손상을 일으킬 만큼 충분한 에너지를 지닌 엄청난 수의 전자가 방출됩니다. {}
에딘버러 대학의 과학자 팀은 소위 " 용해된 사슬의 상태 "를 추가로 조사하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했습니다. 테스트는 20,000~40,000기압의 압력과 섭씨 126~526도의 온도에서 20,000개의 칼륨 원자에 대해 수행되었습니다. 결과는 생성된 구조가 두 개의 상호 연결된 격자 구조가 형성된 새로운 상태를 나타냄을 보여주었습니다. 관찰 결과에 따르면 사슬은 액체로 용해되는 동시에 나머지 칼륨 결정은 고체 형태로 존재합니다 . {}
CENTERA 연구 주제의 과학자들은 프랑스, 독일, 러시아의 연구팀과 함께 잊혀진 테라헤르츠 방사선 의 새로운 원천을 건설할 수 있는 발견을 했습니다. 자기장으로 조정할 수 있습니다. 이러한 연구 결과는 Nature Photonics 에 설명되어 있습니다. {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham 및 Akira Yoshino 는 가볍고 대용량 리튬 이온 배터리 개발 로 상을 받았습니다. 본 발명은 일반적으로 리튬 이온 배터리 로 알려져 있습니다. 그들의 창조는 세계에 혁명을 일으켰고, 노벨 위원회 위원들이 지적했듯이 "그들은 무선, 화석 연료 없는 사회 의 기초를 마련했습니다". {}
폴란드 과학재단 상(소위 폴란드 노벨상)의 수상자는 브로츠와프 공과대학 화학부의 Marcin Drąg 교수 입니다. 교수는 “ 생물학적 활성 화합물 , 특히 단백질 분해 효소 억제제를 얻기 위한 새로운 기술 플랫폼을 개발한 공로”를 인정 받았습니다. {}
코펜하겐 대학의 과학자들은 "Nature Communications" 에 그녀가 씹은 자작나무 타르 조각에서 선사 시대 스칸디나비아 주민 의 DNA 조각을 발견했다고 보고했습니다. 이 발견을 바탕으로 완전한 여성 게놈이 재구성되었습니다 . 이 유물은 5700년 전으로 거슬러 올라갑니다. {}
싱가포르 난양기술대학교(NTU Singapore) 연구진이 햇빛을 이용해 플라스틱 폐기물을 화학물질로 변환 할 수 있는 방법을 발견했습니다. 과학자 팀은 빛 에너지를 사용할 수 있는 용매에 촉매와 플라스틱을 혼합하는 연구를 수행했습니다. 그 결과, 용해된 플라스틱이 포름산으로 변환되었습니다 . 이 산은 연료전지에서 전기를 생산하는 데 사용됩니다. 이번 발견은 연료와 기타 화학 제품을 생산하기 위해 햇빛을 사용하는 지속 가능한 방법을 개발하는 것을 목표로 합니다. {}
바르샤바 공과대학교 학생인 Aleksandra Fliszkiewicz는 "스타워즈" 의 8부에서 영감을 받아 엔지니어링 작업의 일환으로 광검을 개발했습니다. 이는 녹색 레이저 와 폴란드 과학자들이 개발한 렌즈인 소위 "광검"을 사용하여 만들어졌으며 빛을 한 단면에 집중시킵니다. 1990년 바르샤바 공과대학교에서 개발된 기하학적 구조의 이 렌즈는 이제 백내장 수술 후 사람들을 위한 안구내 임플란트 제작과 같이 안과학에 새로운 솔루션을 제공할 것으로 예상되며 임상 테스트가 진행되고 있습니다. {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facebook&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR3th4hAdlz5ww5JJdTnn5b3MJv5PxVP8inCpYaNlRBjA3FaCq-1Y5SPzcs
{} https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm
{} https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physics/
{} https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/
{} https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm
{} http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html
