연성물질이 합쳐질 때 한 쪽으로 쏠리는 `부익부 빈익빈` 현상을 국내 연구진이 과학적으로 밝혀냈다. 연성물질은 액체와 고체 사이에 쉽게 구부러지거나 변형이 가능한 물질을 말한다.
원병묵 포스텍 연구교수(신소재공학과)와 제정호 교수는 최근 대표적 연성물질인 공기방울과 물방울이 합쳐질 때 합체된 물질의 위치를 측정하고 합체과정에서 위치를 결정하는 원리를 밝혀냈다.
이번 연구결과는 물리학 권위지인 `피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)` 온라인판 최신호를 통해 발표됐다.
두 물질이 합쳐져 커지게 되면 합체된 물질의 위치는 공평하게 두 물질의 무게 중심에 놓이는 것으로 생각하기 쉽지만, 실제로는 선택적으로 큰 물질의 원래 위치에 더 가깝게 놓인다. 이 현상은 일상에서도 쉽게 볼 수 있지만 그 원리는 정확하게 밝혀진 바가 없었다.
연구팀은 엑스선현미경과 광학현미경을 이용해 공기방울과 물방울이 합쳐질 때 합체된 물질의 위치를 정밀하게 측정했다. 또 합체과정에서 물질의 표면에너지가 운동에너지로 전환, 물질의 이동거리를 결정하기 때문에 합체된 물질은 큰 물질쪽으로 가깝게 놓이게 된다는 사실을 입증했다.
원병묵 교수는 “이 원리는 기초과학뿐만 아니라 마이크로 및 나노 세계에서 물질의 융합 현상을 이해하고 제어하는데 광범위하게 활용될 수 있다”고 말했다
한편 이번 연구성과는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원을 받아 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
