충남대-NASA, 우주실험 통한 야누스 입자 자기조립 원리 해석 성공

  • 사회/교육
  • 교육/시험

충남대-NASA, 우주실험 통한 야누스 입자 자기조립 원리 해석 성공

충남대 이창수 교수·김종민 박사 등 참여
과학적 난제해결 국제연구 협력 모범사례

  • 승인 2024-10-15 15:05
  • 고미선 기자고미선 기자
이창수 김종민
충남대 이창수 교수(왼쪽)와 김종민 박사.
충남대 응용화학공학과의 이창수 교수 연구진과 미국 항공우주국(NASA) 연구팀이 국제우주정거장(ISS)에서 무중력 상태를 활용해 이방성 야누스 입자의 자기 조립 원리를 성공적으로 해석했다. 이 연구는 9월 26일 'Gravitational and Space Research'에 게재됐다.

이번 연구는 충남대와 NASA 글렌 연구센터(GRC)가 공동으로 수행했으며, 충남대 김종민 박사가 제1저자로, 레야 박사, 김재성 박사과정생, 이창수 교수가 교신저자로 참여했다. 마이크로·나노 수준의 콜로이드 입자는 자발적인 브라운 운동 특성으로 인해 원자나 분자의 상호작용을 연구하는 중요한 모델로 활용된다. 특히, 입자 간 상호작용력을 부여하면 외부의 도움 없이 스스로 정해진 패턴대로 배열되는 자기 조립 현상을 유도할 수 있다.

지구에서는 중력의 영향으로 입자 및 형성된 자기 조립체의 침강이 빈번히 발생해 입자의 자발적 운동 특성 및 상호작용을 정확히 이해하기 어렵다. NASA는 이러한 한계를 극복하기 위해 콜롬비아 우주왕복선에서 등방성 구형 입자의 자기 조립을 통한 결정구조 연구를 수행했다. 그 결과 우주에서는 단일 형태의 결정구조를 얻을 수 있음을 확인했지만 무중력 환경에서의 이방성 입자의 운동 및 자기조립 연구는 매우 제한적이었다.

충남대와 NASA 연구팀은 화학·기하학적 이방성의 특성을 갖는 야누스 입자를 개발했다. 야누스 입자는 소수성과 친수성 특성을 동시에 가지며, 물에 분산되면 소수성 부분은 서로 결합하고 친수성 부분은 물과의 계면을 넓히려는 방향으로 정렬한다. 연구팀은 이러한 특성을 활용해 양 특성의 비율을 조정하고, 소수성 부분의 형상을 볼록하게 설계해 입자 간 방향성 상호작용의 자유도를 높였다.

이번 연구는 과학적 난제 해결과 과학 기술의 최전선을 넓히기 위한 국제 연구 협력의 중요성을 보여주는 모범적인 사례로 평가된다.

이창수 교수는 "무중력은 야누스 입자가 중력 침강 없이, 3차원인 공간을 제한 없이 활발하게 거동·접근·자기 조립할 수 있게 만든다"라며 "2010년 NASA와의 공동 연구를 시작으로 지금까지 총 3번의 국제우주정거장 내 실험을 이어온 결과, 이방성 야누스 입자들의 자기 조립 원리를 해석할 수 있었다"고 말했다.
고미선 기자 misunyda@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 당진시 파견 충남 공무원, 농가보조금 약 12억 원 횡령…충남도, "엄정 조치할 것"
  2. 서산 사과농업 '스마트 전환' 본격화, 48억 투입해 미래형 과수원 만든다
  3. 대전시 감사위 ‘트램 개통 지연’ 감사 착수
  4. 음성군, '2026 음성청결고추 직거래장터' 12일 개장
  5. 반복되는 대전 산업현장 추락사...현장 안전관리 '경고등'
  1. 대전중수청 이전 이제부터가 관건… 내년 ‘신청사 예산’ 확보해야
  2. 교실 밖에서도 수능시계는 간다… 마지막 선택형 수능 D-100
  3. KAIST 배충식 신임총장 "과학기술 심장에서 국가 균형 성장의 핵심 역할"
  4. 생명공학연구원, 질병저항성 유전자변형 고교생 토론대회 성료
  5. 충청권 응급환자 대전·천안 중심으로 이송체계 정립중…8월중 확립

헤드라인 뉴스


[기획]"지역 무대 서는 건 꿈도 못꿔" 원정공연 떠나는 예술 꿈나무들

[기획]"지역 무대 서는 건 꿈도 못꿔" 원정공연 떠나는 예술 꿈나무들

'문화예술 도시 세종'을 향한 청사진은 화려하지만, 현실은 녹록지 않다. 지역 예술 꿈나무들은 설 무대를 찾지 못해 인근 타 도시로 향하고, 시민들은 문화공연을 즐길 시설이 부족해 문화 향유에 목말라 있다. 여기에 재정난으로 주요 문화시설 건립까지 지연되면서, 세종의 문화예술 인프라가 도시의 성장 속도를 따라가지 못하고 있다는 지적이 나온다. 세종은 언제쯤 행정수도를 넘어 시민 누구나 문화를 누리고 예술가가 지역에서 꿈을 펼칠 수 있는 도시로 나아갈 수 있을까. 세종 문화예술 인프라의 현주소와 과제를 3차례에 걸쳐 들여다본다. <편..

대전시 3칸 굴절버스 도입 백지화…"업체 계약해지"
대전시 3칸 굴절버스 도입 백지화…"업체 계약해지"

대전시가 11일 민선 8기 시절 신교통수단으로 검토됐으나 수입대행사 납품 문제에 발목 잡힌 3칸 굴절버스 도입을 백지화 했다. 허태정 시장이 이날 시청에서 주재한 확대간부회의에서 업체 계약 해지를 절차를 밟기로 최종 결정한 데 따른 것이다. 이처럼 결정한 이유는 시범사업을 위해 업체에 선급금 72억이 지급 됐지만, 계약한 3대 중 2대가 기한 내 납품이 이뤄지지 못한 데다 1대 역시 차량 소유권 이전 문제에 운행이 어렵게 됐기 때문이다. 허 시장은 "계약 해지와 예산 손실 규모, 책임 소재를 명확히 따져 철저한 후속대책을 마련하라"..

이재명 정부, 정부세종청사 중심 `국정 운영` 연착륙 안되나
이재명 정부, 정부세종청사 중심 '국정 운영' 연착륙 안되나

어린 아이부터 성인 그리고 정치·경제·사회·교육·문화 인사들까지 모두가 인서울(In-Seoul)을 바라보고 있는 대한민국. 수도권 공화국의 철옹성은 이재명 정부 들어 조금씩 허물어질 수 있을 것인가. 빛바랜 국가균형발전과 수도권 과밀 해소, 지방분권 가치가 새 정부의 국가균형성장 모토 아래 새로이 발현될 수 있을까. 2029년 8월 대통령 세종 집무실 완공과 청와대를 벗어난 집무 약속이 드라마틱한 반전의 신호탄을 쏘아 올릴지 주목된다. 그간의 과정과 흐름, 대통령 발언들을 놓고 보면, 새로운 시대의 도래란 희망을 갖게 한다. 이 대..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 폭염에 농작물도 피해 폭염에 농작물도 피해

  • 중장년 재취업을 향한 열기 중장년 재취업을 향한 열기

  • ‘에어컨 파워냉방으로 틀었음’ ‘에어컨 파워냉방으로 틀었음’

  • 광복절 앞 태극기 나눔 광복절 앞 태극기 나눔