KAIST(총장 신성철)가 '와인의 눈물'로 알려진 마랑고니 효과를 정량화 하는데 성공했다. 계면연구를 고도화 해 계면활성제를 대체하는 물질을 개발하거나, 원하는 물질을 재빠르게 전달하는 기술을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST는 김형수 기계공학교 교수팀이 알코올과 물이 만날 때 발생하는 마랑고니 효과를 정량화 해 관련 실험 결과를 예측하는 이론 모델을 개발했다고 17일 밝혔다.
마랑고니 효과는 표면장력이 다른 두 용액이 만날 때 한 액체가 계면을 따라 이동하는 현상이다. '와인의 눈물' 현상이 대표적이다. 알코올과 물의 표면장력 차이가 마랑고니 효과를 일으킨다. 물의 표면장력은 알코올보다 3배 커 한동안 섞이지 않고 계면을 따라 흐른다. 이것을 '마랑고니 유동'이라 부른다.
연구팀은 유동장 가시화 기법을 이용해 마랑고니 효과를 정량화 했다. 유동장 가시화는 입자를 물과 같은 액체에 띄워 이동을 추적하거나 액체의 밀도차이 변화를 파악하는 기술이다. 이를 통해 알코올과 물 사이에 발생하는 복잡한 물리화학적 현상을 규명했다.
연구팀은 정량화 정보를 토대로 관련 실험 결과를 예측하는 이론 모델도 개발했다. 각 상황에 맞춰 마랑고니 효과를 유발하는 알코올 종류, 액체의 양을 설계할 수 있게 했다.
김 교수는 “기존 약물전달을 위한 계면활성제는 한 번 흡수되면 배출되지 않아 다양한 부작용을 일으킨다”면서 “새로운 마랑고니 효과 정량화, 이론 모델을 이용하면 이런 의학적 이용뿐만 아니라 다양한 산업 분야에 활용할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
