#고체
애플 아이폰의 사과 모양 로고에 특유의 광택을 내는 비결로 잘 알려진 ‘금속 유리’는 어떻게 만들어졌을까. 최근 폴 보일즈 미국 위스콘신대 재료과학공학과 교수팀은 용융된 금속이 금속 유리로 굳을 때, 원자가 제자리에 고정되는 시간이 액체 내에서의 위치에 따라 크게 다르다는 연구 결과를 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3월 19일자에 발표했다. 금속 유리는 유리처럼 무질서한 원자 구조를 가진 비정질 금속으로 ‘액체 금속’으로도 불린다. 철보다 가볍지만 강도는 3배 이상 높다. 모양을 자유자재로 바꿀 수...
세 가지로 변신하는 마술사 _윤병무 동장군이 며칠째 물러가지 않자 우리 집 수도 계량기가 얼어 터졌어요 다행히 땅속에 묻은 김장독은 무사했지만 동치미의 살얼음에 내 얼굴이 비쳤어요 달도 별도 숨더니 함박눈이 내렸어요 내 동생이 눈을 뭉쳐 방에 가져왔어요 방바닥에 놓았던 눈 뭉치가 사라졌다고 어린 동생이 엉엉 울며 떼를 썼어요 방 안에 둔 눈 덩이는 스르르 녹았지만 대문 앞 눈사람은 몇 날 며칠 서 있었어요 날씨가 내내 추워서 녹지는 않았지만 햇볕이 쓰다듬어 조금씩 키가 작아졌어요 감기 걸린 동생을 돌보시던 엄마가 보리...
‘넌 예전에 뭐했어? 어떻게 지냈어?’ 누구나 각기 다른 발자취를 걷는다. 이를 ‘과거’라 한다. 과학계에서도 많은 비밀을 담고 있는 주변 환경 속 과거에 관심이 많다. 옛 지층을 연구해 인류의 발자취를 찾고, 먼 과거에서 날아온 빛을 통해 당시 우주의 상태를 분석한다. 우리를 둘러싼 작은 세계를 연구하는 물리학계에선 이 같은 과거를 특별히 히스테리시스(이력) 현상이라 부른다. 어떤 물질이 거쳐온 과거가 현재 상태에 영향을 준다는 뜻이다. 최근 국내 연구팀이 히스테리시스로 인해 제어할 수 없었던 플라스마 문...
미국 연구팀이 이론적으로만 예측됐던 ‘초이온 물 얼음(Superionic Water Ice)’의 존재 가능성을 처음으로 확인하고 국제학술지 ‘네이처 피직스’ 2월 5일자에 발표했다. 초이온 물 얼음은 완전히 새로운 형태의 물(얼음)로, 고체인 동시에 액체 상태다. 물 분자가 수천 도에 이르는 고온에서 강한 압력을 받으면 산소가 격자처럼 결정을 이룬 구조 위로 수소 이온이 물처럼 흘러 다니는 상태가 된다. 학계에서는 온도와 압력이 높은 천왕성과 해왕성의 내부에 초이온 물 얼음이 있을 것으로 추정해왔다. 마리우스 밀로 미국...
기묘한 연속물질이 정사각형을 이루는 가운데, 오른쪽 상단에는 빨간 빔이 뿜어져 나온다. 이 그림이 뭘 의미하는지는 쉽게 가늠하기 어렵다. 2016년 노벨 물리학상을 받았던 주제인 응집물질을 기억하는가? 당시 데이비드 사울리스 미국 워싱턴대 교수와 덩컨 홀데인 프린스턴대 교수, J 마이클 코스털리츠 브라운대 교수는 평평한 2차원 물질세계에서 일어나는 양자역학적 상태를 설명해 노벨상을 받았다. 평평한 2차원 세상에서는 우리가 살고 있는 3차원 세상과는 전혀 다른 일이 일어난다. 우리가 원자 하나하나의 행동을 양자물리학으로 설명할...
전자기기에 널리 쓰이는 리튬이온배터리는 물과 불에 취약하다. 최근 이 문제를 동시에 해결한 배터리가 개발됐다. 이상영 울산과학기술원 에너지 및 화학공학부 교수팀은 불에 넣어도 끄덕없는 리튬이온 배터리 개발에 성공했다고 20일 밝혔다. 배터리 재료인 액체 전해질을 대체할 고체 소재가 핵심이다. 리튬이온 배터리는 외부 전자 기기에 전자를 주고 받으며 전기를 형성하는 양극과 음극, 그리고 두 전극 사이를 오가며 전자를 전달하는 리튬이온이 든 액체 전해질로 구성된다. 양극과 음극이 직접 닿으면 폭발이 일어나기 때문에 전극 사이에는...
마음의 상태 _윤병무 새해 초하룻날 내 마음은 고체가 되어요 온라인 게임을 하고 싶어도 결심은 변하지 않아요 새해 초이튿날 내 마음은 액체가 되어요 온라인 게임을 하자는 친구 전화에 굳은 결심이 출렁여요 새해 초사흗날 내 마음은 기체가 되어요 새해 다짐은 온데간데없이 설욕전을 하려고 친구에게 연락해요 내 몸속에도 고체 액체 기체의 물질이 있듯이 내 마음에도 세 가지 상태의 마음이 있나 봐요 초등생을 위한 덧말 단순하게 구분하면 세상의 물질은 고체, 액체, 기체 상태로 되어 있습니다. ‘고체’는 돌, 비누, 얼음, 설탕...
촉매는 화학산업 전반에 쓰인다. 자동차 배기가스 저감장치 등 실생활에서도 주로 이용되며 의약산업 등에서 약품을 합성할 때도 필수적으로 쓰인다. 국내연구팀이 기존의 복잡한 고체 촉매 합성법을 간소화 할 수 있으면서도 촉매 효율도 향상시킬 수 있는 친환경 합성법을 찾아냈다. 박지찬 한국에너지기술연구원(이하 에너지연) 청정연료연구실 연구원팀은 고성능의 저가 고체 촉매 제조기술을 개발한데 이어, 새로운 자동화 촉매 합성장치 역시 시험적으로 개발하는데 성공했다고 24일 밝혔다. 고체 촉매는 현재 자동차 배기가스 저감장치나 연료...
수박과 달걀 _시인 윤병무 과일 가게 아저씨가 수박을 팔아요 잘 익은 수박 속을 보여주려고 산맥들이 줄지은 수박을 도려내어요 과일칼 끝에서 피어난 사각뿔 조각을 보아요 단단한 수박 껍질은 지구의 지각 같아요 붉고 무른 수박 속은 맨틀 같아요 하지만 쇳물 같은 외핵과 쇠공 같은 내핵은 보이지 않아요 우리 집 요리사 아빠가 달걀을 삶아요 아빠는 반숙을 좋아하는 나를 위해 햇빛이 지구로 달려 온 시간만큼만 삶아요 껍질을 반만 벗겨 반으로 자른 달걀을 보아요 딱딱한 달걀 껍질은 지구의 지각 같아요 말랑말랑한 흰자위는 맨틀 같...
이그노벨상은 과학유머잡지 ‘황당무계 연구 연보’에서 선정하는 괴짜상으로, ‘사람들을 웃게 하고 생각하게 만드는’ 색다르고 기발한 업적에 수상한다. 이그노벨상에는 다양한 동물에 대한 연구가 선정되는 경우가 많다. ‘고양이 액체설’이란 게 있다. 어떤 모양의 용기에든 자유자재로 몸을 욱여 넣는 고양이를 일컬어 생긴 우스개 소리다. 그런데 이를 진지하게 분석한 과학자가 있다. 파르딘 마크-앙투안 프랑스 리옹대 물리학연구소 박사후연구원은 이 논문으로 2017 이그노벨상 물리학 부문 수상자로 선정됐다. 연구팀은 수학 공식을 이용...
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