100℃에서 물이 언다?…신비한 ‘나노세계’

100℃에서 물이 언다?…신비한 ‘나노세계’

              물 결정체 사진(대기원)

물은 0℃에서 얼고 100℃에서 끓는다는 현상을 모르는 사람은 없다. 그러나 최근 미시세계인 나노 계에서 물이 100℃에 어는 놀라운 현상이 발견됐다.

과학 기술 관련 인터넷 사이트에 phys.org에 게재된 매사추세츠 공과 대학의 연구 결과에 의하면 연구원들은 실험에서 카본 나노 튜브 안의 물에 100℃의 온도 조건을 부여하면 물이 어는 것을 발견했다. 정확히는 105℃~151℃의 환경 하에서, 카본 나노 튜브 안의 물이 끓는 것이 아니라 얼음과 같은 상태가 된다는 것이다. 즉, 물 분자가 응고하여 움직이지 않게 되는 것을 의미한다.

미시의 세계에서는 물 같은 극히 일반적인 물질이 뜻밖의 변화를 일으키는 것이 있다고 과학자들은 인식하고 있다. 이 대학의 화학자 마이클 스트라노 교수는 액체를 나노 수준의 용기에 넣으면, 그 액체의 위상(A의 파장과 B 파장의 주기가 얼마나 비뚤어지고 있는가)의 특성을 변화시킬 수 있다고 설명한다. 그래서 물이 카본 나노 튜브의 환경에 처한다면 단위 공간 내의 물 분자의 수가 현저히 감소한다는 것이다. 때문에 거시적인 세계의 차원과는 완전히 다른, 100℃에서 물이 얼어붙는 현상이 나타나게 된다고 연구진은 파악했다.

스트라노 교수는 물질의 이런 변화는 자신들의 예상을 훨씬 뛰어넘는 것이라고 말했다. 다만 언다 하더라도 카본 나노 튜브 안의 물은 일반적인 얼음의 상태에 있는 것이 아니라 얼음과 비슷한 결정 상태에 있다는 것이라고 설명한다. "이른바 얼음과 똑같은 것이 아니라 언 상태가 되어 있다는 것이다."

놀라운 결과는 이뿐만이 아니다. 실험 전 그는 카본 나노 튜브의 탄소가 물 분자의 진입을 저지한다고 생각했다. 그러나 실험을 하면 물 분자가 매우 부드럽게 카본 나노 튜브 안에 진입하는 예상을 뒤집는 결과가 나타났다. 원인은 아직 밝혀지지 않았다.

이러한 연구결과들은 예전에는 밝혀지지 않은 것들이다. 우리는 밝혀지지 않은 초상적인 과학을 미신이라 여기는 것은 아닌지? 한번 생각해 보자.

*나노기술(Nano Technology; NT)은 10억분의 1미터인 나노미터 단위에 근접한 원자, 분자 및 초분자 정도의 작은 크기 단위에서 물질을 합성하고, 조립, 제어하며 혹은 그 성질을 측정, 규명하는 기술을 말한다.

출처: http://www.epochtimes.co.kr/news/articleView.html?idxno=399630