포항공대, '물이 4도에서 가장 무거운 이유' 증명…사이언스지 발표 작성일 03-27 36 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="zbzfle0HY3"> <p contents-hash="e23b869e269a8b91bb6883a89ff552af65ee9ad317d2eced8650bc18dc940bd4" dmcf-pid="qKq4SdpXtF" dmcf-ptype="general">물이 다른 액체와 달리 섭씨 4도에서 가장 무거워지는 이유를 국내 연구진이 10년여에 걸친 연구 끝에 밝혀냈습니다.</p> <p contents-hash="8814acf57ac16aba6a57de3a2ed27191d928a1e63e8013ed1e1dd6f406adcde9" dmcf-pid="B9B8vJUZ5t" dmcf-ptype="general">100만분의 1초만 존재하는 극미량의 과냉각 물을 관측해 물이 실제로는 저밀도 물과 고밀도 물이 섞여 있고, 4도 아래에서 저밀도 물 비중이 높아진단 가설을 증명한 것입니다.</p> <p contents-hash="b8d610b14c67642695850f64933353e215bdca9413f70a5f0a36a8058f0331a7" dmcf-pid="b2b6Tiu5X1" dmcf-ptype="general">과학기술정보통신부는 김경환 포항공대 교수 연구팀이 앤더스 닐슨 스웨덴 스톡홀름대 교수팀과 공동으로 물의 '액체-액체 임계점'을 세계 최초로 관측했다고 밝혔습니다.</p> <p contents-hash="b43c17e9624b425735ba23a0828d812b41badc9fe6779b5701e9fa36ee999b30" dmcf-pid="KVKPyn7155" dmcf-ptype="general">이번 연구는 세계 최고 권위 학술지인 '사이언스'에 발표됐습니다.</p> <p contents-hash="7d22e50aec542ec82efacec248ff4e32e762135a61f305a260cf552cb954dcea" dmcf-pid="9f9QWLztYZ" dmcf-ptype="general">보통 액체는 얼기 직전까지 온도가 낮아질수록 무거워지지만, 물은 4도에서 가장 무거워졌다 차가워지면 오히려 가벼워집니다.</p> <p contents-hash="54df5eac0503c16996e7cff2c5371a4446d4e3de9f7038d3c091d168691d756b" dmcf-pid="2f9QWLzttX" dmcf-ptype="general">이 때문에 겨울에도 강이나 호수 표면만 얼고 아래쪽은 액체 상태 물이 남아 물속 생명을 유지해주게 되는데, 왜 이런 특성이 있는지는 과학계의 오랜 난제로 남아 있었습니다.</p> <p contents-hash="40546e0c54dc5b4608c7e9c9fc3fad4485f400c0c56822d21695b12ce1719fb6" dmcf-pid="V42xYoqFGH" dmcf-ptype="general">이를 설명하기 위해 약 30년 전 과학자들은 물이 고밀도 물과 저밀도 물이라는 두 종류의 액체상(相, 일정한 물리적 성질을 가지는 균일한 물질계)으로 공존한다는 가설을 제시했습니다.</p> <p contents-hash="3f4edfa64de0a44db0b5e73b219970e5316e1886e561fd50e0bc1d851bf11389" dmcf-pid="f8VMGgB3tG" dmcf-ptype="general">아주 낮은 온도에서는 두 종류의 물이 구분되지만, 특정 온도(임계점)에 도달하면 둘 사이 구분이 사라진 '초임계' 상태가 돼 일상에서는 둘이 섞인 상태로 존재한다는 것입니다.</p> <p contents-hash="bd0b12b6039ac74ec5b280c1d3174ddce4c8c4193f91000590c923565759be71" dmcf-pid="46fRHab01Y" dmcf-ptype="general">높은 온도에서는 고밀도 물, 낮은 온도에서는 저밀도 물로 더 많이 존재하고, 4도에서 급격히 저밀도 물의 비율이 늘어나면서 밀도가 다시 줄어드는 것으로 설명할 수 있습니다.</p> <p contents-hash="eec1fb8b954a740b7e6b19b67d1f99a87be6cf3490e996af59bc710c2d48e43f" dmcf-pid="8P4eXNKp5W" dmcf-ptype="general">두 액체상이 섞여 있음을 증명하려면 임계점의 존재를 확인하면 됩니다.</p> <p contents-hash="36d325f0285d22f0404ae7d5afa738b5645a5b1ec71a9f3615dbadc8ba69e85a" dmcf-pid="6Q8dZj9UHy" dmcf-ptype="general">하지만 영하 40도에서 영하 70도 사이 극저온에 임계점이 있을 것으로 예측되면서, 극저온에서 매우 빠르게 어는 물을 관측할 길이 없어 이 가설을 놓고 수십 년간 논쟁이 이어져 왔습니다.</p> <p contents-hash="43642c6124e8308de2de77e8ac12156a0d4319de9116954268a42a3004789c30" dmcf-pid="Px6J5A2uGT" dmcf-ptype="general">김 교수팀은 우선 진공에서 작은 물방울을 뿌려 물이 빠르게 증발하며 낮은 온도까지 도달하는 기법과, 얼음을 레이저로 가열해 순간적으로 영하 70도 물을 만드는 기법을 개발했습니다.</p> <p contents-hash="f95ee093a995b0e97d6056cda2b90d366a1500b585b37dcc32a5ac139ecce41f" dmcf-pid="QMPi1cV75v" dmcf-ptype="general">이 방식은 100만분의 1초 만에 어는 10억분의 1g 물을 만들 수 있는데, 연구팀은 태양보다 수십억 배 밝은 빛을 내며 10조분의 1초 단위로 분자 움직임을 측정할 수 있는 포항가속기연구소의 4세대 가속기(X선 자유전자레이저, XFEL)를 활용해 이 찰나의 순간을 관측해냈습니다.</p> <p contents-hash="3fa436ed8d728b1e33cc654194335a5b2f47e51d8a53339844e63e2316b48272" dmcf-pid="xRQntkfzZS" dmcf-ptype="general">2017년 4세대 가속기 가동 당시 첫 실험자로 선정돼 진행한 실험에서 김 교수팀은 영하 45도 이하 얼지 않은 물을 측정할 수 있음을 처음 밝혀내 사이언스에 발표했습니다.</p> <p contents-hash="48d950b43070d7a830473b0023fc974a341fe2b7165c4282855e7d4e031a88f0" dmcf-pid="yYT5o7CE1l" dmcf-ptype="general">이어 2020년에는 영하 70도에서 실제 물이 두 종류 액체상으로 존재하는 것을 확인해 다시 사이언스에 발표했습니다.</p> <p contents-hash="76e8802e072c36d1e5782391eca565b07b8b54d81b34e49632808bcc1c5ffaa4" dmcf-pid="WGy1gzhDYh" dmcf-ptype="general">이후 6년간에 걸쳐 영하 50도에서 70도 사이를 뒤져 임계점이라는 단 하나의 점이 영하 60도 부근에 있다는 것을 처음으로 관측해낸 것입니다.</p> <p contents-hash="5aecf11b468eb2d42cad3802d445bb6257d96c013a49f31be26fe0962c8eaa1d" dmcf-pid="YHWtaqlwtC" dmcf-ptype="general">김 교수는 세종 과기정통부에서 열린 브리핑에서 "영하 45도가 되면 기존에 가능했던 그 어떠한 측정 방법, 가능한 측정 방법보다도 더 빠르게 얼어붙기 때문에 이러한 연구는 실험적으로 접근이 불가능한 영역, '무인지대'로 불려 왔다"며 "불가능한 것으로 여겨졌던 측정에 10년간 뚝심 있게 도전해 왔고, 지금까지도 우리 연구팀에서만 이 영역을 측정할 수 있다"고 말했습니다.</p> <p contents-hash="670e0765f5de7767dc1dfe09391548b1714720354be1d26888bda926fa71f565" dmcf-pid="GXYFNBSrGI" dmcf-ptype="general">이어 "오차범위가 8도여서 새로운 실험으로 더 정확히 짚어내려 하고 있다"며 "밝혀낸 이론을 바탕으로 물의 이해에서 한 단계 나아간 실험을 많이 계획하고 있다"고 말했습니다.</p> <p contents-hash="7ebf0360d7c1382e70ff26dc580d51385b04bca7e9590169009ce1e88844b35b" dmcf-pid="HZG3jbvm5O" dmcf-ptype="general">이번 연구를 통해 물의 액체-액체 임계점을 둘러싼 학계 논쟁은 매듭지어지게 됐습니다.</p> <p contents-hash="8b5c6ba8446bcc462f9fc27e86ca7ee8becb1e115f42d0b18234ac4db401debe" dmcf-pid="X5H0AKTsZs" dmcf-ptype="general">김 교수는 "기초연구이기 때문에 당장 어떤 부가가치를 만드는 것은 아니지만, 물의 특성을 이해해 물이 어떻게 필수적 역할을 수행하는지를 연구하는 출발점이 될 것"이라며 "물의 특성을 이전보다도 훨씬 더 잘 이해할 수 있게 되었고, 이를 바탕으로 다른 수많은 연구의 정확도를 크게 향상할 수 있는 파급효과가 있을 것으로 기대한다"고 말했습니다.</p> <p contents-hash="dce476ef988682d2be04e1e61c5c4290614d31b5b35a6692a8123698a3d9c784" dmcf-pid="ZTlHipsA1m" dmcf-ptype="general">학부 때부터 연구에 참여해 이번 논문 1저자가 된 유선주 포항공대 석박사통합과정생은 "연구 과정에서 아무도 해내지 않은 일을 해낸다는 게 엄청나게 어렵다는 걸 느꼈다"며 "앞으로도 더 교과서에 실릴 만한 연구를 하고 싶다"고 말했습니다. </p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a5d2108f2de42b88971e68c4fc46174f78c6a01ba0d9d82fb1805376bf2d1720" dmcf-pid="5ySXnUOcZr" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="10년에 걸친 연구로 '물의 비밀' 밝혀낸 김경환 교수 (세종=연합뉴스) 김주성 기자 = 김경환 포항공과대학교 교수가 24일 세종시 정부세종청사 과학기술정보통신부 기자실에서 일반적인 액체와는 다른 초임계유체로서의 물의 특성에 대한 연구 성과를 발표하고 있다. 이번 연구 결과는 과학 분야의 저명 학술지 '사이언스'에 발표됐다. 2026.3.27 utzza@yna.co.kr" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/newsy/20260327083438792imqm.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="7iSXnUOcH0" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/newsy/20260327083438792imqm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 10년에 걸친 연구로 '물의 비밀' 밝혀낸 김경환 교수 (세종=연합뉴스) 김주성 기자 = 김경환 포항공과대학교 교수가 24일 세종시 정부세종청사 과학기술정보통신부 기자실에서 일반적인 액체와는 다른 초임계유체로서의 물의 특성에 대한 연구 성과를 발표하고 있다. 이번 연구 결과는 과학 분야의 저명 학술지 '사이언스'에 발표됐다. 2026.3.27 utzza@yna.co.kr </figcaption> </figure> <p contents-hash="f87dfa0621e4f543c99b5e91b19f4d835f9f19c3ae8fe97088a6997386d2ad95" dmcf-pid="1WvZLuIkXw" dmcf-ptype="general">#물의비밀 #포항공대</p> <p contents-hash="c978a24044675bbaeba7d23d2b01aee49e98893154d1edf8f78443a3c8ec0950" dmcf-pid="tYT5o7CEYD" dmcf-ptype="general">연합뉴스TV 기사문의 및 제보 : 카톡/라인 jebo23</p> <p contents-hash="38d2c47bf4176afb2ab5ecfc14e655b47282df0640d7d784375fdaff137458c1" dmcf-pid="FGy1gzhDXE" dmcf-ptype="general">최덕재(DJY@yna.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스TV. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '플레이즈나' 촬영 중단 위기…이즈나 애끓게 한 의뢰인 정체 03-27 다음 티빙, 2026 KBO 전 경기 독점 생중계…라이브 콘텐츠 강화 03-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
