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. 인천 계양구, 작전동 일대 1168억 투입해 '대형 하수도 수술'
  2. 세종 아파트값 상승폭 확대… 대전·충북은 둔화, 충남은 하락폭 축소
  3. 아산시, " 10cm의 기적, 모두가 누리는 1층" 사업 마무리
  4. 충남콘진원, 당진시민 초청 영화 '군체' 앵콜 특별상영회
  5. 한기대, 연구실 안전관리 노하우 공유
  1. 충남혁신센터, '창업 BuS-100번가의 톡' 10월 IR서 8개사 투자 무대 올라
  2. 천안동남소방서, 어린이 눈높이 맞춘 소방안전 체험교육 실시
  3. 천안시복지재단, 한창이지엠 창립 20주년 기념 김장 나눔 행사
  4. 상명대 국어문화원, 충남 국어책임관·국어문화원 공동 연수회 개최
  5. 6년 후 발사 달 착륙선, 착륙 후보 1번은 오에노피데스 분화구

헤드라인 뉴스


저가 수소 공급계획 무산 대전 수소트램…선정 평가 타당성 도마

저가 수소 공급계획 무산 대전 수소트램…선정 평가 타당성 도마

대전 도시철도 2호선 수소트램 급전방식 선정 당시 평가 기준 적절성과 운영비 산정 근거 등에 문제가 있다는 주장이 시민사회 일각에서 제기됐다. 대전참여자치시민연대가 2023년 수소트램 급전방식 선정 관련 내부 문서를 대전시에 정보공개 청구해 분석한 결과를 최근 발표하면서 이같이 지적한 것이다. 수소트램 도입의 핵심 조건이었던 현대로템의 900억 원 규모 수소 생산시설 투자와 30년간 저가 수소 공급 계획이 경제여건 변화 등으로 무산된 가운데 당시 평가의 타당성을 재검증해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 1일 대전참여자치시민연대에 따..

충청권 광역 BRT 운영체계 새판…4개 시·도 협력 시험대
충청권 광역 BRT 운영체계 새판…4개 시·도 협력 시험대

충청권을 잇는 광역 간선급행버스체계(BRT)의 운영과 재원 마련 기준이 새롭게 세워지면서 4개 시·도 협력체계 구축이 본격적인 시험대에 올랐다. 앞서 중앙정부가 BRT 사무를 처음으로 지방에 위임한 데 이어 지역 차원의 운영 기반이 갖춰지며 새로운 이정표를 만들어나가고 있는 모습이다. 충청광역연합의회 초광역건설환경위원회는 30일 제12회 정례회 제1차 회의를 열고 충청광역연합 광역간선급행버스체계(BRT) 운영 조례안과 특별회계 설치 및 운용 조례안을 각각 원안 의결했다. 이는 앞서 지난해 말 국토교통부 대도시광역교통위원회의 BRT..

은행서 정기예금 연 4% 이상 금리 비중 2년 9개월만에 두 자릿수로 `껑충`
은행서 정기예금 연 4% 이상 금리 비중 2년 9개월만에 두 자릿수로 '껑충'

국내 은행에서 신규 취급한 정기예금 중 연 4% 이상 금리가 적용된 예금 비중이 2년 9개월 만에 두 자릿수로 올라섰다. 시장금리 상승 속에서 각 은행이 특판 상품을 선보이며 금리 경쟁을 벌인 결과다. 1일 한국은행의 금융기관 가중평균금리 통계를 분석한 결과, 올해 9월 예금은행이 신규 취급한 정기예금 중 금리가 연 4% 이상인 비중은 10.6%로 집계됐다. 8월 0.5%에서 한 달 만에 10.1%포인트 치솟았다. 비중이 10%를 넘은 것은 2023년 12월(42.6%) 이후 2년 9개월 만이다. 2024년 1월 6.7%로 떨어진..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 타이어전문점 화재 대전 타이어전문점 화재

  • ‘더 화려하고 아름답게’ ‘더 화려하고 아름답게’

  • ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑 ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑

  • 미래 진로직업 체험 미래 진로직업 체험