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자연대 제원호 교수 시노 스 토토사이트팀, 액체 표면장력의 곡률 의존성 첫 증명

2018. 12. 19.

기체 상태의 수증기가 액체-물이 되는 상전이는 “nucleation“ 이라는 과정에 의해 이루어진다. 그런데 nucleation 의 가장 첫 단계, 즉 수증기가 물이 된 첫 순간은 가장 중요한 순간임에도 불구하고 실험적으로 시노 스 토토사이트하기 어려웠다. 또한 이론적으로 이 critical nucleus는 거시적으로 유도된 열역학적 방정식인 켈빈 방정식으로 기술되어 왔는데 이 방정식을 나노미터 이하의 스케일에도 적용할 수 있을지는 오랫동안 논란이 되어왔다.

한편, 액체-기체 계면에서 표면장력이 계면의 곡률에 따라 달라진다는 사실은 70년 전에 이론적으로 증명되었다. 그러나 그 변화를 유의미하게 측정하려면 계면의 곡률반경이 수 나노 스케일까지 작아져야한다. 측정 방법과 장비의 한계로 이렇게 작은 스케일에 대한 직접적 시노 스 토토사이트는 오랫동안 이루어지지 못했다.

제원호 교수 시노 스 토토사이트팀은 자체 개발한 수정진동자와 나노크기 탐침이 결합된 원자힘 현미경을 이용하여 탐침과 바닥 표면 사이 수 나노미터 간격에 큰 음의 곡률을 가진 물기둥을 형성할 수 있었다. 시노 스 토토사이트팀은 이 원자힘 현미경으로 탐침과 바닥 표면사이에 물기둥이 형성되는 순간 두 표면사이의 거리를 측정하여 물기둥의 곡률을 구하고, 이를 기존에 있던 응결이론(Kelvin equation)과 비교하여 차이를 발견했다. 그리고 이 이론과 실험결과의 차이가 표면장력의 곡률 의존성에 기인한다는 사실을 밝혔다. 이 시노 스 토토사이트는 거시적으로 유도된 열역학 이론이 1 나노 이하 영역까지 적용될 수 있다는 것을 보였고, 순수한 물이라도 액체-기체 계면이 큰 음의 곡률을 가지면 표면장력이 증가한다는 것을 실험적으로 발견했다. 본 시노 스 토토사이트는 분자 수준 차원에서 nucleation과 표면장력에 대한 이해를 심화하였으며, 구름이나 응결핵 생성 등 기상현상의 미시적 이해에도 기여할 수 있을 것이다. 이 시노 스 토토사이트는 한국시노 스 토토사이트재단 리더시노 스 토토사이트자사업 지원으로 이루어졌다.