동아사이언스

남극이나 북극에서 얼음에서 얼 때 생기는 결정 사이로 물질이 모이는 반응을 이용해 오염물질은 제거하고 유용한 물질은 회수하는 기술이 개발됐다. 김기태 극지연구소 선임연구원과 한림대, 과학기술연합대학원대(UST), 미국 캘리포니아공대, 어바인 캘리포니아대 등 국제 공동 연구팀은 크롬과 아이오딘 물질이 섞인 액체를 얼리자 크롬의 독성이 감소하고 아이오딘은 산업에 쓸 수 있는 형태로 바뀌는 것을 확인했다고 이달 2일 밝혔다. 화학반응은 온도가 떨어질수록 일반적으로 서서히 일어난다. 그러나 얼음이 얼어붙을 때 물에 녹아 있던 성...

태양계 바깥에서 태어나 태양계 내부에 들어온 ‘외계 성간천체’로 인류가 최초로 관측에 성공한 ‘오우무아무아(1I/2017 U1)’의 기원과 정체를 추정한 기존 가설의 허점을 밝힌 새로운 연구 결과가 나왔다. 그 동안 이 천체가 극저온에서 얼어붙은 수소 얼음으로 만들어졌다는 가설이 유력했지만, 국내 연구팀이 이를 부정하는 새로운 연구 결과를 발표했다. 한국천문연구원은 티엠황 이론천문센터 연구원팀이 우주의 물질 구름 내부에서 수소 얼음이 만들어져 성간천체가 형성될 가능성을 계산한 결과 성간천체가 만들어질...

미 연구팀 "생성된 지 오래 안 돼 현재 진행형일 수도" 토성에서 가장 큰 위성(달)인 '타이탄'의 극지에서 포착된 화산과 비슷한 지형들은 현재도 진행 중일 수 있는 폭발성 분화의 증거일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 '행성과학연구소'(PSI)에 따르면 이 연구소 선임과학자 찰스 우드 박사가 이끄는 연구팀은 타이탄 북극에 산재한 화산 분화구 흔적을 연구한 결과를 미국지구물리학회(AGU) 대표 학술지인 '지구물리학 저널'(Journal of Geophysical Research) 최신호에 발표했다. 연구팀은 타이탄의 북...

겨울철 얼음은 어떤 식으로 얼까. 일반적으로 얼음은 아름다운 눈꽃 결정 속에서 엿볼 수 있듯 6각 고리 구조를 형성하는 것으로 알려져 있다. 하지만 미국과 중국 공동연구팀이 지금까지의 학계 추측과 달리 얼음은 실제로 5각과 7각 등 불안한 고리 구조를 만들면서 커진다는 사실을 밝혀냈다. 조셉 프랜시스코 펜실베니아대 화학과 교수와 샤오 쳉 젱 미국 네브래스카대 화학부 교수, 리메이 후, 은게 왕, 잉 지앙 중국 북경대 양자물질국제센터 연구원 공동연구팀은 물이 얼 때 기존에 알려진 물 분자가 6각형 고리 구조를 이루는 방식 외에 실제로...

지난 14일 새벽 상주-영주 고속도로에서 차량 30대가 연쇄 추돌하면서 5명이 죽고 30여 명이 다치는 큰 사고가 일어났다. 사고 원인을 조사한 결과 빙판길에 승용차가 미끄러지면서 중앙분리대를 들이받고 한 바퀴 돌아 멈추자 뒤따라 오던 차들이 추돌한 것으로 보인다. 밤에 내린 비가 온도가 내려가며 도로 위에서 살짝 얼다 보니 식별하기가 어려워(블랙아이스(black ice)라고 부르는 이유다) 속도를 늦추지 않은 것이 이런 대형 사고로 이어진 것이다. 빙판길 사고는 고속도로에 국한되지 않는다. 눈이나 비가 오고 온도가 뚝 떨어지면 다음 날 아...

극지연구소는 이정은 선임연구소 연구팀이 극지방 빙하 표면에 서식하는 미세조류 유전자를 활용해 추위에 강한 식물을 만드는 실험에 성공했다고 18일 밝혔다. 빙하에 사는 빙설미세조류 ‘클로로모나스(Chloromonas)’는 얼음 결정의 형성과 성장을 막는 얼음결합 단백질을 다수 보유하고 있는 것으로 알려졌다. 얼음 결정은 자라면서 세포를 손상시키기 때문에 생물의 생존을 위협한다. 연구팀은 클로로모나스를 분석해 일정 온도 이하에서만 작동하는 29개의 유전자를 찾아냈다. 이중 얼음결합 단백질 유전자 ‘CmlBP1’...

초등학교 때부터 고등학교 때까지, 얼음과 물은 과학교과서에 꼭 빠지지 않고 등장한다. 일상에서 가장 흔히 볼 수 있고, 우리 몸에도 꼭 필요한 물질이기 때문이다. 하지만 교과서에는 얼음의 특성 중 극히 일부만 요약돼 있을 뿐이다. 중학생이 발견한 음펨바 효과 가장 많이 나오면서 헷갈리는 질문이 따뜻한 물이 차가운 물보다 더 빨리 어는가이다. 최근 몇 년간 러시아나 북유럽 등 추운 지방에서 유행한 소셜네트워크서비스(SNS) 인증샷이 있다. 바로 뜨겁게 끓인 물을 공중에 뿌린 뒤 물이 얼어붙는 장면을 담은 것이다. 인증샷을 찍으려다가...

‘얼음’ 하면 떠오르는 애니메이션 '겨울왕국' 주인공 ‘엘사’가 두번째 시리즈로 돌아왔다. 엘사는 눈과 얼음을 자유자재로 만들고 조종하는 능력자다. 손에 닿는 모든 것을 단단하게 얼릴 수 있으며, 바닷물을 얼려 그 위를 걸어 다닐 수도 있다. 이 작품들의 예술성에 감탄할 뿐이지만, 어느 정도의 에너지가 필요한지 과학적으로 계산해보고 싶어진다. 그래서 직접 해봤다. 엘사처럼 바다를 얼리면서 동시에 그 위를 달리려면 물리학적으로 얼마나 많은 에너지가 필요한지 말이다. 엘사┃ 얼음 발판 두께는 최소 34...

농담처럼 이야기되던 ‘따뜻한 아이스 커피’를 만들 수 있을까. 국내 연구팀이 온도는 상온 상태를 유지한 채 압력만 급속도로 높여 따뜻한 얼음을 만드는 데 처음 성공했다. 결정도 자유자재로 바꿀 수 있어, 얼음 결정 때문에 겪는 냉동식품의 품질저하 등 문제도 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 한국표준과학연구원은 이윤희, 이수형, 이근우 융합물성측정센터 책임연구원팀이 자체 기술로 물을 1만 기압 이상 압축해 상온 상태의 얼음을 만드는 데 성공했다고 30일 밝혔다. 물은 온도가 낮아지거나 강한 압력을 받으면 언다. 하지만...

조나단 보레이코 미국 버지니아공대 생물의공학및역학과 교수팀은 얼음으로 겨울철 도로의 결빙을 방지하는 새로운 기술을 개발해 나노분야 국제학술지 ‘ACS 응용재료및인터페이스’ 9월 17일자에 발표했다. 연구팀은 우선 알루미늄판에 1mm 간격으로 10μm 너비의 얇은 홈을 팠다. 그리고 각 홈에 물을 주입해 얼렸다. 이론적으로 얼음은 물보다 증기압이 낮은 만큼 얼음이 주변에 있는 습기를 흡수해 도로가 계속해서 마른 상태를 유지할 수 있다. 연구팀이 온도가 낮고 습한 환경에서 실험한 결과, 얇은 홈에 있는 얼음은 주변 습기...