제정호 포스텍 연구팀, 물방울에 생기는 젖음주름 원리 구명

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국내 연구진이 고체표면의 물방울에 생기는 젖음주름의 원리를 구명했다.

제정호 포스텍 신소재공학과 교수와 박수지 박사과정 연구원은 물방울에 의해 탄성을 지닌 물질표면이 당겨 올라가 생기는 미세한 젖음주름의 형태와 원리를 구명했다고 밝혔다.

제정호 교수
<제정호 교수>

일반적으로 물방울은 고체인 바닥과 기체인 공기가 접하는 곳에서 서로간의 힘이 균형을 이루면서 형체를 유지한다. 이 때 물방울은 미세한 젖음주름을 만드는 것으로 알려져 있으나 직접 관찰하지 못해 정확한 형태나 형성원리는 밝혀진바 없다.

이에 연구팀은 투과엑스선현미경을 이용해 실리콘 젤 표면 위에 놓인 물방울에 형성된 젖음주름의 영상을 얻고 그 형태와 형성원리를 밝혀냈다.

현미경으로 관찰한 결과 물방울 표면에 생긴 젖음주름의 꼭지점이 갈고리처럼 휘어진 비대칭삼각형 형태라는 것을 알아냈다. 또 물질이 무를수록 젖음주름은 높게 생성되며 수직방향 힘에도 비례했다. 또 젖음주름의 형태는 꼭지점에 작용하는 세가지 계면장력에 의해 결정된다는 것도 밝혀졌다.

이번 연구는 세포의 증식, 분화, 성장에 영향을 미칠 수 있는 세포의 젖음현상에 대한 이해를 돕고 향후 세포를 젖음주름에 가두는 등 세포공학적 응용에도 기여할 것으로 보인다.

제정호 교수는 “젖음주름의 형성 원리는 젖음현상에서의 힘의 평형을 설명함과 동시에, 무른 고체표면 위에서 나타나는 특이한 젖음현상을 이해하는데 도움이 될 것”이라며 “아울러 세포조작과 같은 미세한 나노기술 분야에서 응용할 수 있는 기술”이라고 밝혔다

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의)의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 최근 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지 온라인판에 게재됐다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

◇젖음주름=고체바닥 위에 액체가 놓일 때 액체·기체 계면장력의 수직방향 힘에 의해 액체, 기체, 고체 경계면 영역의 고체가 뾰족하게 융기한 것. 주로 무른 고체 위에서 나타난다.