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 서구 중학교서 1학년 학생 3층서 추락… 병원 이송
  2. '아산페이'구매, 보유 한도 개편
  3. 충남대·공주대 통합, 최종 절차 본격화
  4. 대전시체육회 사무처장 인선에 또 ‘정치권 외풍’ 우려
  5. 채혈부터 블랙박스까지… 경찰 증거수집 절차 잇단 제동
  1. 충남경찰 중 실종 전담인력 17명뿐… “경찰 인력 확충·지자체 공조 필요”
  2. 충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 '고비 넘었다'
  3. ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’
  4. 한국노인종합복지관협회, 자문단 출범
  5. 수시 직전 9월 모평 졸업생 등 11만명 몰려… ‘N수생·사탐런’ 주목

헤드라인 뉴스


이대통령 "강력한 국토균형발전 정책 추진돼야“

이대통령 "강력한 국토균형발전 정책 추진돼야“

이재명 대통령은 26일 "무엇보다 강력한 균형발전, 국토균형발전 정책이 추진돼야 한다"고 강조했다. 올해 7월 민선 9기 지방정부 출범 후 처음 열린 '중앙지방협력회의'에서다. 이 대통령은 이날 오후 청와대에서 주재한 제10회 중앙지방협력회의 모두 발언을 통해 "본격적인 민선 지방자치가 시작된 지 올해 31주년이 됐다. 그간 우리의 지방자치는 양적으로, 또 질적으로 몰라볼 정도로 크게 성장했다"며 이같이 말했다. 이어 "지방정부의 역량과 또 역할이 꾸준히 강화돼왔고, 지방행정과 입법, 예산 등에 대한 주민들의 참여 또한 확대돼왔다"..

충청 지역민 "경기 상황 어둡다"... 필수 지출 제외 지갑 닫나
충청 지역민 "경기 상황 어둡다"... 필수 지출 제외 지갑 닫나

대전·세종·충남 지역민들이 현재 경제 상황을 암울하게 바라보고 있는 것으로 나타났다. 현재 경기판단과 향후 경기전망 지수가 나란히 하락하면서 내수 침체가 이어질 것으로 내다보고 있는 것인데, 경기 침체기에 가장 먼저 줄이는 의류·문화비 등의 지출 전망도 낮아졌다. 26일 한국은행 대전세종충남본부가 발표한 '지역 소비자동향조사' 보고서에 따르면 8월 대전·세종·충남 소비자심리지수는 105.6으로, 7월(105.3)보다 0.3포인트 오르는 데 그쳤다. 이번 조사는 8월 7일부터 14일까지 대전·세종·충남 572가구를 대상으로 조사한 결..

충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 `고비 넘었다`
충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 '고비 넘었다'

'충청권 광역철도 1단계 사업'과 충남 '국도 32호선 대체우회도로 건설사업'이 탄력을 받게 됐다. 까다롭다는 기획예산처의 심의와 심사를 통과하면서다. 더불어민주당 박용갑 의원(대전 중구)이 26일 제공한 자료에 따르면, 충청권 광역철도 1단계 사업(계룡~신탄진)이 기획예산처 재정투자평가위원회 심의를 통과했다. 이 사업은 충남 계룡시 두마면 계룡역∼대전 대덕구 석봉동 신탄진역 35.4km 구간을 연결하는 광역철도망 구축 사업으로, 2011년 제2차 국가철도망 구축계획에 반영돼 2023년부터 공사를 추진해왔다. 하지만 공사 과정에서..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 배롱나무와 유회당 배롱나무와 유회당

  • 벌 쏘임 7~9월 집중…‘벌집 발견 시 119에 신고하세요’ 벌 쏘임 7~9월 집중…‘벌집 발견 시 119에 신고하세요’

  • ‘여러분의 새 출발을 응원합니다’ ‘여러분의 새 출발을 응원합니다’

  • ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’ ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’