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. '피해자는 피눈물'...당진 학부모들, A시장 후보 아들 학폭 관련 '소명 촉구'
  2. "검은 연기 뒤덮은 서산"… 크레아 공장 대형화재, 11시간 사투 끝 진화
  3. [주말 사건 사고] 서산 공장 화재로 소방대원 2명 부상, 직원 6명 대피
  4. 대전 방문한 박근혜 전 대통령! '손가락 2번 포즈' 요청에 보인 반응은?
  5. 원자력발전소 연료 만드는 대전공장…환경방사선 안정·기술수출까지
  1. 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보
  2. 올 여름 충청권 평년보다 무덥고 비도 많이 내린다
  3. “집 가까운 병원에서 보훈 진료를…” 위탁병원 공개모집 관심 필요
  4. "표결집", "검증확대" 제안… 교육감 선거 주도권 경쟁 격화
  5. 반환점 향하는 공식선거전…與野 중원 혈투 점입가경

헤드라인 뉴스


여야가 본 충청 판세…충남 초박빙, 충북 격전지

여야가 본 충청 판세…충남 초박빙, 충북 격전지

여야가 7일 앞으로 다가온 6·3 지방선거 최대 격전지 충청권 판세와 관련 충남지사 선거전 승패를 섣불리 장담할 수 없는 초박빙 지역으로 분류하고 있는 것으로 나타났다. 충북지사 선거전은 서로 승리를 예측하고 있으며, 대전과 세종의 경우 더불어민주당은 우세 지역으로, 국민의힘은 열세 지역으로 보고 있다. 이는 중도일보가 충청권 여야 시도당위원장 등을 직접 전화 취재하고 정치권 관계자 및 각종 여론조사 결과 등을 토대로 분석한 결과다. 이에 따르면 금강벨트 4개 시도 가운데 유권자가 가장 많은 충남지사 선거전 판세는 그야 말로 시계..

박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"
박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"

박수현 더불어민주당 충남도지사 후보가 기자회견, 간담회 등을 통해 네거티브에 흔들리지 않고 충남 발전 정책으로 승부하겠다는 의지를 밝혔다. 김태흠 국민의힘 충남도지사 후보는 합동 유세 등에서 도정 성과를 앞세우며 적임자임을 강조했다. 박 후보는 26일 충남도청 프레스센터에서 열린 손세희 더불어민주당 홍성군수 후보와 무소속 이두원 후보 단일화 기자회견에서 최근 네거티브에 대한 입장을 밝혔다. 박 후보는 "지금 네거티브가 극성을 부리고 있지만 이에 흔들리지 않겠다"라며 "네거티브가 중심이 아니라 충남의 미래를 놓고 경쟁하겠다"고 강조했..

4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락
4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락

전국 아파트 1순위 청약 경쟁률이 10개월 연속 한 자릿수를 기록한 것으로 나타났다. 26일 분양평가 전문회사 리얼하우스가 청약홈 자료를 분석한 결과 올해 4월 전국 1순위 평균 청약 경쟁률(12개월 이동평균 기준)은 6.70대 1로 집계됐다. 이는 전달(6.99대 1) 대비 0.29포인트 하락한 수치다. 지난해 같은 달 14.52대 1)과 비교하면 절반 이하 수준이다. 전국 1순위 평균 청약 경쟁률은 지난해 5월 14.80대 1로 정점을 찍은 뒤 하락세로 전환됐다. 이후 지난해 7월(9.08대 1) 한 자릿수 구간을 진입한 뒤 1..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘대전발전 적임자는 나’ ‘대전발전 적임자는 나’

  • 누굴 뽑을까? 누굴 뽑을까?

  • 일주일여 앞으로 다가온 지방선거…‘꼭 투표합시다’ 일주일여 앞으로 다가온 지방선거…‘꼭 투표합시다’

  • 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보