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. 해양사고 선박의 30%, 기존 행위 반복… 예방책 없나
  2. 해수부, 중국과 해운 회담으로 현안 합의
  3. 더불어민주당 지방선거 당선자 현충원 참배! 허태정 방명록에 남긴 말은?
  4. 대전농협-보라미봉사단, 농촌 일손돕기 볼사활동 진행
  5. 장기수 천안시장 당선인, "시민과 함께 정책을 만들고 시민과 함께 미래 열 것"
  1. 소비자원-정수기 사업자정례협의체, 학교 정수기 안전 사용 캠페인 진행
  2. [한화에어로 참사] "더는 일터에서 목숨 잃지 않길"…합동분향소 조문 잇달아
  3. 세종시 '탄소중립' 이벤트, 13일까지 지속… 어디로 가볼까?
  4. 오석진 당선인 첫 공식 행보는 '애도'
  5. 농식품부, 범정부 협력으로 농어촌 삶의 질 높인다

헤드라인 뉴스


간호사 출신 보건소 공무원이 투표소서 쓰러진 60대 남성 구해

간호사 출신 보건소 공무원이 투표소서 쓰러진 60대 남성 구해

6월 3일 열린 제9회 전국동시지방선거 투표 과정에서 갑작스럽게 쓰러진 시민을 응급처치로 구해낸 보건소 공무원이 지역사회에 귀감이 되고 있다. 투표관리관이었던 천안시서북구보건소 신미숙 의약팀장은 선거 당일 오전 7시 54분께 백석동 제6투표소(천안백석1차아이파트 1층 주민회의실)에 설치된 기표소에서 60대 남성이 누워있는 상황을 목격했다. 단국대병원 중환자실에서 간호사로 일한 경험이 있던 신 팀장은 쓰러진 남성이 의식이 없고, 맥박이 뛰지 않는다고 판단해 곧바로 심폐소생술에 들어갔다. 다행스럽게도 남성의 호흡은 조금씩 되찾았고, 1..

`늑구를 찾아봐` 재개장 대전오월드 관람객들에 새로운 재미
'늑구를 찾아봐' 재개장 대전오월드 관람객들에 새로운 재미

늑구 탈출 사고로 운영을 중단했던 대전 오월드가 약 두 달간의 시설 보완을 마치고 6월 5일 재개장했다. 오월드 측은 동물 보호 차원에서 사육 중인 14마리의 늑대 가운데 어느 개체가 탈출했던 '늑구'인지 식별할 수 있는 별도 표식은 하지 않기로 했다. 다만 늑대 사파리 앞에 늑구의 사진과 함께 다른 늑대와 구별할 수 있는 외형적 특징이 소개된 '늑구를 찾아봐'라는 안내판을 설치했다. 안내판에 따르면 늑구는 다른 개체보다 체격이 크고 미간에 두 줄의 선이 있으며 꼬리에 검은 점이 있는 것이 특징이다. 재개장 이후 SNS에도 늑대 사..

공캠 `청춘 야장`의 밤거리… 세종시민 갈증 해소
공캠 '청춘 야장'의 밤거리… 세종시민 갈증 해소

2024년 9월 개교한 세종시 집현동 '공동캠퍼스'와 그 일대가 홍대 거리 못잖은 번화가로 탈바꿈할 수 있을까. 1000명 안팎의 재학생 규모와 주변 환경으로 본 현재는 상상하기 힘든 그림이다. 외곽순환도로(차량 1분)와 비알티(BRT) 정류장(도보 3분), KTX 오송역(버스 18분) 접근성이 좋을 뿐, 대학생들이 머물만한 공간은 전무하다. 당장 '외딴 섬', '유령 캠퍼스'란 오명을 씻어내고, 지역 주민과 한데 어우러지는 장부터 만들어내는 게 숙제로 남아 있다. 캠퍼스 도서관(학술문화지원센터)을 개방하고 책을 대여해주는 시도는..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 지방선거 당선자들, 한화에어로스페이스 조문 대전 지방선거 당선자들, 한화에어로스페이스 조문

  • 지방선거 끝…선거벽보 철거 지방선거 끝…선거벽보 철거

  • 분주한 개표소 분주한 개표소

  • 허태정 대전시장 후보 당선 ‘확실’ 허태정 대전시장 후보 당선 ‘확실’