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. 대전 유성 엑스포아파트 재건축 입안제안… 유성구 '최종 수용 결정' 통보
  2. 정부 메가특구 구상에 과학도시 대전 기대감 커져
  3. 충청권 광역의원 최대 5석 늘어난다…인구감소 서천·금산·옥천 유지
  4. 아산시사회복지사협, 사회복지종사자 처우개선 정책제안서 전달
  5. 송자고택 품은 소제중앙문화공원 준공
  1. 글로벌 우수 과학기술 인재 양성, 대한민국 유일의 국가연구소대학 UST
  2. 돌아온 늑구에 쏠린 관심… 기대와 우려 속 숙제는 가득
  3. 금강벨트 시도지사 선거 범친명 vs 찐보수 대결 구도
  4. [월요논단] '신 수도권 광역계획위원회(CAMPO)' 설립을 제안한다
  5. 'AI와 인간의 공존' 시대, 제11회 세계과학문화포럼 열렸다

헤드라인 뉴스


라이즈→앵커 개편에 지역 사업 전환 속도…바뀐 명칭에 현장 혼란도

라이즈→앵커 개편에 지역 사업 전환 속도…바뀐 명칭에 현장 혼란도

이달 발표한 교육부 지역혁신중심 대학지원체계(RISE·라이즈) 재구조화 방침에 따라 대전시와 지역 라이즈센터, 13개 수행 대학이 사업 전환에 속도를 높이고 있다. 대전시는 올해 사업 계획에 '청년 지역 정주' 비중을 강화하는 한편, 지역 내 자체 평가와 예산 배분 역시 '온정주의'가 아닌 엄중하고 공정히 집행하겠단 방침이다. 다만 정부가 갑작스럽게 사업명을 '앵커'로 변경하고 권역별 초광역 공동과제의 수행 시점 역시 뚜렷이 밝히지 않아 현장의 혼란도 존재한다. 19일 중도일보 취재결과, 4월 2일 교육부가 기존 고등교육 사업인 '..

충청 세계대학경기대회 北 참가 여부 촉각…"다각도로 노력"
충청 세계대학경기대회 北 참가 여부 촉각…"다각도로 노력"

2027 충청 세계하계대학경기대회(유니버시아드)가 460여 일 앞으로 다가온 가운데 북한 선수단의 참가 여부가 주요 화두로 급부상했다. 국제대학스포츠연맹(FISU) 회장단이 참여 유도에 강한 의지를 드러내며 전방위적 활동을 예고했는데, 우리나라 정부도 긍정적인 입장을 내놓은 것으로 분석된다. 충청 세계하계대학경기대회 조직위원회와 연맹은 20일 세종시청 브리핑룸에서 레온즈 에더(Leonz Eder) 회장, 마티아스 레문트(Matthias Remund) 사무총장 등 FISU 회장단과 이창섭 조직위 부위원장이 참석한 가운데 공동 기자회견..

국회세종의사당 설계 국제공모 경쟁률 15대 1
국회세종의사당 설계 국제공모 경쟁률 15대 1

'국회세종의사당 마스터플랜' 국제공모 경쟁률이 15대 1을 기록했다. 국회사무처는 올해 1월 27일 공고 후 작품 접수를 마감한 결과, 국내외 유수의 건축·도시·조경설계 업체 등으로 구성된 15개 팀이 15개의 공모작품을 제출했다고 20일 밝혔다. 국제공모는 국회세종의사당 건립을 위한 마스터플랜 수립을 위한 것으로, 향후 개별 건축 설계 공모와 본격적인 사업 추진에 앞서 종합적인 공간계획의 기준과 체계를 마련하기 위해 기획됐다. 접수한 작품들은 '국민주권과 정의·평화·자유·번영'이라는 헌법적 가치를 바탕으로, 국민의 자긍심과 화합,..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘늑구’의 인기에 대전오월드 재개장에도 관심 ‘늑구’의 인기에 대전오월드 재개장에도 관심

  • 2026 대전사이언스페스티벌 성료…휴머노이드 로봇 ‘눈길’ 2026 대전사이언스페스티벌 성료…휴머노이드 로봇 ‘눈길’

  • 늑구 탈출 관련해 사과하는 정국영 대전도시공사 사장 늑구 탈출 관련해 사과하는 정국영 대전도시공사 사장

  • 열흘 만에 돌아온 ‘늑구’ 브리핑 열흘 만에 돌아온 ‘늑구’ 브리핑