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. 민주진보 세종교육감 '임전수 후보' 선출… 6자 구도 새판
  2. 민주당 대전시장 후보 토론회 난타전…張-張 협공 許 반격
  3. 민주당 충남지사 경선 후보 간 신경전 격화… 박 "억지왜곡 자중" VS 양 "즉시 해명하라"
  4. [인터뷰]한국 현대 조각의 거장 최종태 작가
  5. 신인 등용문 '웅진주니어 문학상' 최종 수상작은
  1. 교육부 사교육비 경감책 발표… “공교육 강화 빠졌다” 비판도
  2. 선소리산타령과 어우러진 '풍류아리랑 가람제' 성료
  3. 오직 동네 슈퍼에서만…990원 착한소주 등장
  4. 더불어민주당 대전시장 후보자 토론회
  5. 충남대병원, 재관류치료 뇌졸중센터 인증… 뇌졸중 응급진료 체계 입증

헤드라인 뉴스


이 대통령 "지방정부 (중동) 위기 극복 뒷받침에 9조5천억 지원"

이 대통령 "지방정부 (중동) 위기 극복 뒷받침에 9조5천억 지원"

이재명 대통령은 2일 “지방정부도 (중동) 위기 극복의 주체로 나설 수 있도록 하겠다”며 추가경정예산 국회 처리에 협조를 구했다. 이 대통령은 이날 오후 국회의사당에서 2026년 추가경정예산안 시정연설을 통해 "지방교부세와 교부금 등 지방의 투자 재원 9조5000억원을 보강해 지방정부의 위기 극복 노력을 뒷받침하겠다"고 밝혔다. 이 대통령은 "중동 전쟁이 시작된 지 오늘로 34일째, 최악의 에너지 안보 위협으로 평가받는 이번 사태는 글로벌 경제에 충격을 주고, 언제 끝날지 알 수 없는 불확실성은 경제에 큰 악영향을 미치고 있다"며..

대전 원도심, 문화로 다시 숨 쉬다…도시재생과 예술의 결합
대전 원도심, 문화로 다시 숨 쉬다…도시재생과 예술의 결합

대전 원도심은 오랜 시간 지역 문화예술의 뿌리 역할을 해왔지만, 도시 확장과 함께 문화 인프라가 신도심으로 이동하며 점차 활력을 잃어왔다. 공연장과 전시시설, 문화공간이 특정 지역에 집중되면서 시민들의 문화 향유 기회 역시 불균형이 심화됐다는 지적이 이어져 왔다. 이에 대전시가 원도심의 역사성과 문화 자산을 바탕으로 새로운 문화 생태계 구축에 나섰다. 도시재생과 예술을 결합한 '3대 특화 문화시설' 조성을 통해 원도심을 다시 문화 중심지로 복원하고, 일상 속 문화 접근성을 높이겠다는 전략이다. 이번 사업이 지역 간 문화 격차 해소와..

트럼프 발언에 천당·지옥 오간 자산시장…충청권 상장사 속수무책
트럼프 발언에 천당·지옥 오간 자산시장…충청권 상장사 속수무책

2일 미국 도널드 트럼프 미국 대통령의 대국민 연설로 중동 전쟁 종전 선언 기대감이 꺾이면서, 주요 자산시장의 투자심리가 위축되고 있다. 코스피·코스닥 지수는 급락하면서 매도 사이드카가 발동됐고, 가상화폐 시장도 급락세를 보였다. 충청권 상장사의 주가 역시 전 거래일 회복세에서 하루 만에 하락 전환했다. 이날 한국거래소에 따르면 코스피는 전 거래일 대비 244.65(4.47%)포인트 하락한 5234.05, 코스닥은 전 거래일 대비 59.84(5.36%)포인트 하락한 1056.34를 기록했다. 서울 외환시장에서 미국 달러화 대비 원화..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네

  • 고유가에 운행 포기 속출 고유가에 운행 포기 속출

  • 대전 도심을 푸르게 대전 도심을 푸르게

  • 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행