Purdue 대학의 화공학자들과 Chicago 대학의 물리학자들이 물방울이 생기는 과정에서 불과 몇 나노미터 굵기의 실을 뽑는 방법을 발견하였다.

Perdue 대학 화공학과의 Osman Basaran 교수는 나노굵기의 실, 전선, 입자를 만드는 기술은 신재료, 전자회로, 제약 등의 분야에서 수많은 응용가능성을 가지고 있다고 말했다.

연구팀은 잉크젯 프린터등의 노즐에서 방울이나 거품이 어떤식으로 만들어지는지를 연구하다가 이를 발견하였다. 액체나 기체 종류에 상관없이 똑같은 방식으로 노즐에서 방울이나 거품이 생긴다는것은 널리 알려진 사실이다. 방울이생길 때, 액체나 기체의 일부분만 노즐 끝부분에 붙어있다. 방울이 커지면 붙어있던 부분은 점점 작아진다. 그러던 중, 어느순간 붙어있던 부분이 끊어지면서 방울이 노줄에서 떨어져 나간다. Basaran 교수는 '끊어지는 부분은 흥미로운 성질을 가지고 있습니다. 노즐이 어떻게 생겼는지 또는 액체를 얼마나 빨리 흘리던지 상관없이 방울은 항상 똑같은 방식으로 떨어져 나갑니다.'라고 말했다.

연구팀은 이러한 상식을 뒤집는 현상을 발견하였다. 일반적으로 방울은 공기중에서 생긴다. 공기는 액체보다 훨씬 낮은 점도를 가지며, 수도꼭지에서 나오는 물은 공기보다 훨씬 끈끈하다. 그러나, 꿀이나 실리콘 같이 물보다 수천배 끈끈한 액체속에서 만들어지는 물방울은 공기중의 물방울과 전혀 다르다. '제일 큰 차이점은, 물방울이 만들어지는데 걸리는 시간이 훨씬 길다는 것입니다.'라고 Basaran 교수는 설명한다.

또다른 차이점은 방울과 노즐사이가 계속 연결되어 있어서, 방울은 실처럼 길게 만들어진다는 것이다. 광중합반응(photo-polymerising)을 일으키는 화학물질을 사용해서 이 방법으로 만들어진 액체실을 굳힌다면 균일한 굵기를 가진 매우 가느다란 필라멘트나 섬유를 만들 수 있다. Chigaco 대학의 물리학자들은 이러한 방법으로 100 나노미터 굵기의 섬유를 만드는데 성공하였다.

Purdue 대학은 미국 에너지부(Department of Energy)와 여러 기업들로부터 연구비를 받아서 후속 연구를 진행하고 있다.

Scieng 최경환 기자

원문 : http://www.e4engineering.com/item.asp?id=50540&type=Features&ch=e4_home