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. 대전교도소 실탄 관리부실 논란… 이전 사업까지 우려목소리
  2. 민선9기 대전시 인수위, 이장우표 "일류경제도시' 도마 올린다
  3. 충남대·공주대, 규제 걷어내고 대학혁신 실험대에
  4. 오석진 교육감직 인수위 15일 출범…전문성·실행력 갖춘 진용 꾸리나
  5. [건강] "아프다" 말 못 하는 치매 어르신… '치과' 문 연 노인병원의 도전
  1. 충남대병원, 3년 내 새병원 예타 통과 목표…"머뭇거릴 수 없다"
  2. [기고] 반복되는 한화 폭발사고, 이제는 안전문화로 답해야 한다
  3. 천안시, 대표 휴식공간 '공원' 새단장…봄꽃·수경시설 확충
  4. 한화에어로, 안전문화혁신위 출범… 반복 사고 우려는 여전
  5. [건강]여름철 건강 이상, 단순한 더위 때문일까?

헤드라인 뉴스


대전 바이오특화단지 용두사미되나… 2년째 손놓은 정부

대전 바이오특화단지 용두사미되나… 2년째 손놓은 정부

대전시가 국가첨단전략산업 바이오특화단지로 지정된 지 2년 가까이 지났지만, 정부는 이에 대한 후속 조치에 손을 놓고 있다는 지적이다. 주무 부처인 산업통상자원부는 바이오특화단지 청사진 제시는 고사하고 관련 예산 역시 전무, 사업 추진 의지마저 의심케 하고 있다. 권역별 바이오사업 산업 육성으로 국가경쟁력을 높이고 국가균형발전을 도모하겠다는 정부 당초 계획이 용두사미가 되는 것 아니냐는 우려가 높다. 15일 대전시에 따르면 산업부는 지난 2024년 6월 국가첨단전략산업 특화단지로 지정된 전국 5개 바이오 특화단지에 대한 육성사업을 추..

조치원 軍 통합비행장 차일피일… 주민 소음 피해 보상금만 1억원
조치원 軍 통합비행장 차일피일… 주민 소음 피해 보상금만 1억원

<속보>=세종시가 지난 4년간 조치원 군(軍) 비행장 소음 피해 주민들에게 1억 원에 육박하는 보상금을 지급한 것으로 나타났다. 당초 2025년 완공 예정이던 조치원·연기 비행장 통합 이전사업이 차일피일 미뤄진 상황인데, 보다 속도감 있는 사업 추진을 통해 주민들의 소음 불편을 조속히 해소해야 한다는 지적이 나온다. 15일 세종시가 제공한 군 비행장 소음 피해 보상금 현황을 보면, 시는 최근 4년간 연평균 2400여만 원씩 1억 원에 가까운 보상금(전액 국비)을 해당 주민들에게 지급했다. 구체적으로 2022년엔 107명에게 2662..

박수현 "중앙정부 설득 등 통해 충남·대전 행정통합 추진할 것"
박수현 "중앙정부 설득 등 통해 충남·대전 행정통합 추진할 것"

박수현 충남도지사 당선인의 주요 공약인 충남·대전 행정통합 조속 추진이 사실상 어려워진 가운데, 박수현 당선인이 중앙정부 설득, 방안 마련 등을 통해 추진에 속도를 내겠다고 약속했다. 박 당선인은 15일 중도일보와의 전화 인터뷰를 통해 이재명 대통령의 1주년 기자회견 행정통합 발언은 현실적인 어려움에 대해 설명한 것이라고 다시 한번 강조했다. 그는 "이재명 대통령의 발언은 행정통합에 속도를 내지 않겠다는 것이 아닌, 종합적인 어려움을 설명한 것"이라며 "민선8기 충남·대전 행정통합 가능성이 열렸을 때 통합이 되지 않은 아쉬움도 내포..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 여름철 풍수해 대비 장비 점검 여름철 풍수해 대비 장비 점검

  • 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’ 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’

  • 접시꽃에 담긴 여름 접시꽃에 담긴 여름

  • 임직원들이 함께 즐기는 월드컵 임직원들이 함께 즐기는 월드컵