“21번째 얼음, 한국이 찾았다” 작성일 10-27 36 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">한국표준과학연, ‘얼음 XXI’ 세계 최초 규명<br>상온에서 2만 기압 초과환경서 물의 결정화 첫 관측<br>우주 생명탐사·초고압 소재 연구 새 전기 마련</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Kg829a9UtU"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d19932041ee140ed7a91b963dd678b3404b4cffd8fb48c05b5fe6caa4f5b1050" dmcf-pid="9a6V2N2utp" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KRISS 연구진이 동적 다이아몬드 앤빌셀 장치를 통해 구현한 초과압수의 결정화 과정을 관찰하고 있다. ⓒ한국표준과학연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/dailian/20251027110414740bfgy.jpg" data-org-width="647" dmcf-mid="bqThCUCEYu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/dailian/20251027110414740bfgy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KRISS 연구진이 동적 다이아몬드 앤빌셀 장치를 통해 구현한 초과압수의 결정화 과정을 관찰하고 있다. ⓒ한국표준과학연구원 </figcaption> </figure> <p contents-hash="744c6ca6b2441c6f174db5a36a91f5c7ff892fb154fffc20d28a6f16a02f9dc2" dmcf-pid="2NPfVjV7Z0" dmcf-ptype="general">한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 상온에서 2만 기압(2 GPa) 이상 초고압 상태에서 물이 얼음으로 변하는 과정을 마이크로초(μs·100만분의 1초) 단위로 관측해, 세계 최초로 신(新) 얼음상 ‘얼음 XXI(Ice XXI)’를 규명했다.</p> <p contents-hash="10dfa1e08d05ce67d9a59506c6169a01c7d1a579430f25f80e2c3f17c11d9654" dmcf-pid="VjQ4fAfzt3" dmcf-ptype="general">물의 결정화 경로를 실시간으로 추적하고 새로운 상(phase)을 발견한 것은 이번이 처음이다. 일반적으로 물은 온도가 0℃ 이하에서 어는 것으로 알려져 있다.</p> <p contents-hash="7ad2250bfb0ed16686c7d143d0c01270e954c6a01dd9ddf36b74de1aa12bff5c" dmcf-pid="fAx84c4qHF" dmcf-ptype="general">그러나 압력에 따라서도 고체(얼음)로 상변화를 일으킨다. 상온에서 약 9600기압(0.96 GPa) 이상이면 ‘얼음 VI’로 전이된다. 지금까지 전 세계 연구진은 온도·압력 조건을 변화시켜 총 20가지의 결정질 얼음상을 규명했다.</p> <p contents-hash="7a5bf85d31b74e49f9eb7baedf34713e4bdeaf2bcd6ca59a34477a990a48fee9" dmcf-pid="4cM68k8BGt" dmcf-ptype="general">그럼에도 상온 고압 구간(0~2만 기압)은 상전이가 복잡하게 얽혀 있어 새로운 얼음상 규명이 어려웠다. KRISS 우주극한측정그룹은 자체 제작한 ‘동적 다이아몬드 앤빌 셀(dDAC)’을 활용해 이 같은 한계를 돌파했다.</p> <p contents-hash="73e271586da99ba49ddda0733b1500b037f2399ef63e1ffaec4dcf6924b1a143" dmcf-pid="8kRP6E6bG1" dmcf-ptype="general">이 장치는 두 개의 다이아몬드 사이에 시료를 넣은 채, 미세 변위제어 장치로 압력을 10밀리초(ms) 이내로 가압해 초고압 환경을 실시간으로 조절할 수 있다.</p> <p contents-hash="b07000bf52befaf0b2cd522450fa35377cff39143f065c347c271ab91df951a6" dmcf-pid="6eb7udu515" dmcf-ptype="general">이를 통해 기존 결정화 압력(0.96 GPa)의 200%를 넘는 2만 기압 환경에서도 액체 상태의 물을 유지하는 초과압수를 형성하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="d8708a8ca9788237aaa09c7bbb3eab41b9129d7430516bbc325ae27b2d1aa2ac" dmcf-pid="PdKz7J711Z" dmcf-ptype="general">연구진은 세계 최대 X선 레이저 시설인 ‘유로피언 XFEL’을 이용해 이 초과압 상태의 물이 결정화되는 과정을 마이크로초 단위로 촬영했다.</p> <p contents-hash="ded8d4fb47fb5f6f9c5f84330f0ad08f449004d0e2955953226ae93d2244ce06" dmcf-pid="QJ9qzizt1X" dmcf-ptype="general">분석 결과, 이전까지 보고되지 않았던 5개 이상의 결정화 경로를 새로운 상전이로 확인했다. 여기서 생성된 구조를 해석해 21번째 얼음상 ‘Ice XXI’를 세계 최초로 규명했다.</p> <p contents-hash="6e84900f89626aeda74f292a173c7ae5eb5958e69692edc328a89948c3ce5b8c" dmcf-pid="xi2BqnqFZH" dmcf-ptype="general">새롭게 발견된 얼음 XXI는 결정구조의 단위포(Unit Cell)가 기존 얼음상보다 크고, 납작한 직육면체 형태의 대칭 구조를 지닌다. KRISS에 따르면 이 얼음의 밀도는 목성·토성 등의 얼음 위성 내부 초고압층과 유사한 수준으로, 행성 내 물질 구조 및 생명체 기원 연구에도 중요한 단서를 제공할 수 있다.</p> <p contents-hash="82e50cda3c323407c0b8ffd084150336e826c629f5edf012ecdc2164bf085b8c" dmcf-pid="yZOwD5Dg1G" dmcf-ptype="general">이윤희 KRISS 책임연구원은 “얼음 XXI는 우주형 물질 환경과 비슷한 밀도를 가져, 외계 생명 탐사 연구에 새로운 접근을 제시할 것”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="d6e0ad9aeefc72886e3c577ba147f4df1526762521325dd254059480ce3f6666" dmcf-pid="Y1CmrtrNHW" dmcf-ptype="general">이근우 책임연구원은 “자체 개발한 dDAC 기술과 XFEL 실험을 결합해 순간적인 상변화를 포착할 수 있었다”며 “극한환경 연구가 신소재·우주과학의 새 지평을 열 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="e85f08b1c16980cf338eac8680f793dd02c30933ea2d5e87d5cad6730d123378" dmcf-pid="GthsmFmj1y" dmcf-ptype="general">이번 연구는 국가과학기술연구회(NST)의 ‘초고온·초고압 물성측정 기술 개발사업’ 지원으로 수행됐다. 국제학술지 Nature Materials(IF 38.5) 10월호에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 데일리안. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [IT과학칼럼] 수소, 안방에서 검증하고 세계로 10-27 다음 베트맨, 10월 건전화 캠페인 ‘건전화 프로그램 참여하고 건강한 토토라이프 만들기’ 마감 임박 10-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
