국내 연구진이 액체 금속이 고체로 응고하는 순간을 포착하고 해당 시점의 온도를 측정하는 데 성공했다. 개념으로만 존재하던 표준온도를 세계에서 처음으로 실현했다.
한국표준과학연구원(원장 박상열)은 정욱철 열유체표준센터 박사팀이 독자 온도제어 원천기술을 이용해 금속 액상선 온도(액체 상태 물질이 응고하는 시점 온도)를 측정하고, 기존 기준온도와 큰 오차를 보이는 것을 밝혀냈다고 24일 밝혔다.
액상선 온도는 가장 이상적인 온도 기준점이다. 상변화(물질이 고체·액체·기체로 변하는 것) 온도 중 유일하게 변하지 않는 값이다.
문제는 액상선 온도 구현이 쉽지 않다는 점이다. 금속의 경우 액상선 온도는 불변이지만, 상이 변하는 순간을 포착하고 온도를 측정하는 것은 불가능에 가까웠다. 학계는 지금까지 물질 응고 및 용융 온도로 액성선 온도 근사값을 구하는 '간접 방법'을 썼다.
연구팀은 고속 정밀 온도제어가 가능한 '압력제어식 온도제어 기술'을 이용해 231.928도 고온에서 주석 액상선 온도를 실현하고 측정했다. 이 결과 주석 액상선 온도가 기존 기준 온도보다 약 0.00095도 높다는 것을 확인했다. 이 수치는 국제 용인 온도표준 불확도를 넘어선다.
연구팀은 이 성과가 앞으로 국제온도표준 개정에도 영향을 줄 수 있어 큰 가치를 지닌다고 설명했다.
정욱철 박사는 “이번 성과로 국제온도표준을 구성하는 기준 온도를 정확하게 했다”며 “표준연이 이상 온도표준을 실현한 세계 유일 표준 기관으로 거듭나 특히 의미를 지닌다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
