단국대 김세영 교수팀, 세계 최초로 원리 '물의 표면장력에 의한 수면 위 나노입자 변형 현상' 규명

사진 왼쪽부터 단국대 김세영 교수, 김상윤 석사, 진신저 석사.(사진=단국대 제공)

단국대학교(총장 안순철) 고분자시스템공학부 고분자공학전공 김세영 교수 연구팀이 물의 표면장력에 의해 수면 위 나노입자가 변형되는 현상을 세계 최초로 실험적으로 규명했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 강성을 조절할 수 있는 구형 고분자 나노입자를 활용해 수면 위 입자의 구조 변화를 실시간·비파괴적으로 측정하는 중성자반사율 실험을 진행했다.

표면장력을 조절할 수 있는 랭뮤어 수조를 활용해 변형률을 측정한 결과, 표면장력과 나노입자의 강성 정도에 따라 변형률이 최대 75%에 이르는 현상을 확인했다.

이를 통해 탄성체가 표면장력에 의해 변형되는 '탄성모세관 현상'을 실험적으로 입증, 기존의 강체 또는 액체 기반 이론만으로는 설명하기 어려웠던 나노입자의 구조 변화가 입자의 탄성과 표면장력의 상호작용에서 비롯된다는 사실을 실험을 통해 규명했다.

김세영 교수는 "이번 연구는 기존에 예상했던 것보다 탄성모세관 현상이 나노 세계에 큰 영향을 미친다는 사실을 실험적으로 보여준 첫 사례"라며 "향후 고계면적 화공소재와 생체계면 조절 약물 등 차세대 계면활성 나노입자를 설계하는 기반 기술로 활용될 것으로 기대한다"고 했다.
천안=정철희 기자