영하60도 액체 물서 임계점 첫 관찰…"과학 교과서 다시 써야" 작성일 03-27 32 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">포항공대-스톡홀름대, ‘액체-액체 임계점’ 가설 30년만에 입증</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Xe0461EoTP"> <p contents-hash="61bcefaa7423cd9c238b9dd6a21b85a901ae164ac69982ce41270bd00610c8ec" dmcf-pid="Zdp8PtDgS6" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>영하60도 부근서 물 성질이 완전히 바뀌는 임계점이 존재한다는 사실이 세계 처음 관찰됐다.</span></p> <p contents-hash="c2fd0fd9b824052c604978caefdbeb68350e328942f3df92acd8f0e75f93451a" dmcf-pid="5JU6QFwal8" dmcf-ptype="general">관찰 결과는 27일 새벽3시 (현지시간 26일 오후2시,EDT) 세계적인 국제 학술지 사이언스에 게재됐다.</p> <p contents-hash="7c00b702a3f10d9a5d1ffba4b77ac189d617b3d6c74ae5f4b21ea20400108cd6" dmcf-pid="1iuPx3rNC4" dmcf-ptype="general">김경환 포항공과대학교(POSTECH) 화학과 교수 연구팀(제1저자=유선주 석·박사통합과정생)은 앤더스 닐슨 스웨덴 스톡홀름대학교 물리학과 교수 연구팀(제1저자=마조리 래드-파라다)과 공동으로 ‘액체-액체 임계점’ 가설을 세계 처음 실험적으로 입증했다고 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="46821fc06e4a6ec579a39b1b70b7b89dae6934cf831efa54266615c540685bb4" dmcf-pid="tn7QM0mjCf" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="X선 자유전자 레이저를 활용해 관측된 액체-액체 임계점이 존재한다는 실험적 증거에 대한 모식도.(그림=포항공대 )" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/ZDNetKorea/20260327060125989fgnd.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="1pghSLztSJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/ZDNetKorea/20260327060125989fgnd.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> X선 자유전자 레이저를 활용해 관측된 액체-액체 임계점이 존재한다는 실험적 증거에 대한 모식도.(그림=포항공대 ) </figcaption> </figure> <p contents-hash="acd84e9717abba8314f319c948e8aea4103716f30a5c371fb7098d11d5de6c89" dmcf-pid="FOMcE6ZvyV" dmcf-ptype="general">연구는 과학기술정보통신부 ‘기초연구사업(우수신진연구 및 선도연구센터)’과 삼성 ‘미래기술육성사업’의 일환으로 수행됐다.</p> <p contents-hash="4acf76df0c6373398e32f9cf9ffeb6037b0fa44b40392ab539a0c7d4386a9463" dmcf-pid="3IRkDP5TW2" dmcf-ptype="general">김경환 교수는 "이번 연구 성과는 물의 새로운 성질을 찾은 것"이라며 "단기적으로는 액체-액체 임계점 위치를 정확히 찾는 일과 장기적으로는 단백질과 물 등의 상호작용을 정교하게 규명하는 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="fb1b22073f2185e02a70b74e4e0dbb21c7e8e5cf99981cb4cf5b59adf92c3f79" dmcf-pid="0CeEwQ1yT9" dmcf-ptype="general">과학기술계는 30년전 물의 특이한 성질이 나타나는 원인이 저밀도와 고밀도 물 때문이라고 규정하고, 이들 두 상태가 구분되지 않는 '액체-액체 임계점'이 존재할 것이라는 가설을 내놨다.</p> <p contents-hash="9847a4827b2ebfd464db3b8d7e172931ec25600de4c27025e4acbb234c24ebd6" dmcf-pid="phdDrxtWTK" dmcf-ptype="general">이들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 '액체-액체 임계점'이 높은 압력 상태에서 영하 60도 부근에 존재할 것으로 예상했다. 그러나 영하 40도 이하에서 물은 너무 빠른 시간 안에 얼기 때문에 영하 60도 액체 물을 연구하는 것이 불가능했다.</p> <p contents-hash="20050929d8cfa466ae3b7253649177a25547d0566cb6f9c0e982acfad3442c8d" dmcf-pid="UlJwmMFYhb" dmcf-ptype="general">김경환 교수는 "그 누구도 실험을 통해 ‘액체-액체 임계점’ 존재를 확인하지 못해 30년간 과학기술계 논쟁거리였다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="7494d87f37163564553a5bc922960a0ccd2e01724916c9628ccc871e59803e80" dmcf-pid="uSirsR3GhB" dmcf-ptype="general">연구팀은 우선 적외선 레이저로 높은 압력에서 제조된 비정질 얼음을 녹여, 영하 70~영하 60도에서도 액체 상태로 존재하는 물을 만들었다. 그러나 이렇게 만들어진 물은 대략 1만분의 1초 만에 얼어붙어 구조를 들여다보는 것이 어려웠다.</p> <p contents-hash="d8c2bb4ad97eed5120e407a79c2dfbce0589d3bc64f52ffd84888c4ae96ed44f" dmcf-pid="7vnmOe0Hvq" dmcf-ptype="general">유선주 석·박사통합과정생은 "이 물분자를 관찰하기 위해선 특별한 방법이 필요했다"며 "태양보다 10경배 더 밝은 빛을 제공하고, 10조분의 1초만에 분자의 움직임을 측정할 수 있는 X선 자유 전자 레이저(XFEL)에서 나오는 강력한 X선을 이용했다"고 말했다.</p> <p contents-hash="422f6be45eb09cd272f009538286873a9336bf8b263136b71cfc0b088340cbd2" dmcf-pid="zTLsIdpXTz" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 관찰을 통해 온도가 낮을 때는 저밀도와 고밀도, 두 종류의 액체 물이 구분돼 존재하지만 영하 60도 근처에서는 ‘액체-액체 임계점’이 존재해 저밀도와 고밀도가 뒤섞여 서로 구분되지 않는 보통 물이 만들어진다는 사실을 처음 증명했다.</p> <p contents-hash="2c994bbab1a620dc165659e2100bf16ee0b052b1a7c79dd9da3a25ec7770928e" dmcf-pid="qyoOCJUZl7" dmcf-ptype="general">유선주 석·박사통합과정생은 "기존에는 비정질 얼음을 가열하는 방식으로 영하 70도까지 얼지 않은 상태의 물만 만들 수 있었기 때문에 두 종류의 액체 물이 구분되는 것만을 관측할 수 있었다"며 "하지만 우리는 두 종류의 적외선 레이저를 동시에 사용하는 방식으로 영하 60도 부근까지 비정질 얼음을 가열, 액체 물을 얻는데 성공할 수 있었다"고 부연설명했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="73ffb70ded154cd881a226a5a5a54d8304547bb39d29b811910bcc803d5fbcc4" dmcf-pid="B3rGXkfzCu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="포항공대 김경환 교수(왼쪽)와 유선주 석·박사통합 과정생.(사진=포항공대)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/ZDNetKorea/20260327060127242qkca.jpg" data-org-width="395" dmcf-mid="VD8X5D8Bvb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/ZDNetKorea/20260327060127242qkca.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 포항공대 김경환 교수(왼쪽)와 유선주 석·박사통합 과정생.(사진=포항공대) </figcaption> </figure> <p contents-hash="2f504d5712a42b3c83fd62e522760c875613d0571d0652ad1e84568e45d9b1e7" dmcf-pid="b0mHZE4qTU" dmcf-ptype="general">김경환 교수는 “물의 특별한 성질과 ‘액체-액체 임계점’을 둘러싼 오랜 세월 동안의 학계 논쟁이 마침내 매듭지어지게 됐다"라며 "새로운 임계점 존재와 위치를 고려해 향후 만들어질 더욱 정확한 물의 상태 방정식은 물의 물리적 특성이 관여하는 수많은 기초 및 실용 연구의 정확성을 향상시키는 데에 중요한 역할을 할 것"으로 예상했다.</p> <p contents-hash="55d0c6142647067a55afedc1b66a19bf28178f5580ef4209d0311f7d8748c850" dmcf-pid="KpsX5D8Bvp" dmcf-ptype="general">구혁채 과기정통부 제1차관은 “김경환 교수는 2019년부터 과기정통부 우수신진연구 과제를 수행하며 물 분야에서에서 탁월한 역량을 입증해 온 연구자”라며, “앞으로도 신진연구자들이 안정적인 환경에서 연구에 몰입, 세계적 석학으로 성장할 수 있도록 지원체계를 강화해 나갈 것”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="93dbab5bb9ddc6a21f9cf2718f5a101f58f24905fea162678f2c4c6de0887824" dmcf-pid="9UOZ1w6bW0" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 어린이 위주 벗어나 다양한 연령층 품어야 [과학관 확산시대, 해결해야할 과제는] 03-27 다음 SK하이닉스, ‘AI 제조 혁신’ 목표로 전액 출자… 가우스랩스 382억원 손상 03-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
