한국표준과학연구원(KRISS) 이근우 창의융합센터 박사팀이 정전기 공중부양장치를 이용해 시료를 공중에 띄우는 방법으로 외부 영향 없이 새로운 물질상을 발견하는데 성공했다.
물질상 연구는 우주 환경에서 하는 것이 효율성이 가장 크다. 물체가 방해 요소 없이 공중에 뜬 우주 환경에서 초고온, 초고압의 극한 환경을 가해 변화를 파악한다.
하지만 매번 우주에 나갈 수 없기 때문에 시료를 용기에 담아 실험한다. 이 방법은 용기가 시료에 영향을 미친다는 한계가 있다.
연구팀은 KRISS가 자체 개발한 `정전기 공중부양장치`를 사용, 접촉 문제를 해소했다. 정전기 공중부양장치는 두 전극 사이에 강한 전압을 걸어 물체를 부양시키는 장치다.
연구팀은 이 방법으로 기존 용기 접촉식으로는 불가능한 300~400% 이상 초과 포화 상태를 구현했다.
실험에 쓰인 KDP(인산이수소칼륨) 수용액은 공중부양 실험에서 준안정 결정 상태로 변했다. 물질상도 찌그러진 형태의 육면체로 바뀌었다. 기존의 접촉식 실험에서는 직사각형 육면체 물질상이 나타났다.
연구팀은 3일 새로운 연구 방법으로 고전 이론에서 벗어난 결정 핵생성 경로를 발견했다고 설명했다.
연구팀은 `라만, X선 산란 기술`도 새롭게 개발했다. 초과 포화 상태의 물질 원자·분자 구조 측정을 위한 기술이다.
이근우 박사는 “우주에서만 가능하던 물질상 연구를 지구에서도 할 수 있게 됐다”면서 “특히 약을 초과 포화해 체내 흡수율을 높이는 것도 가능해졌다”고 설명했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
