IBS, 유리 입자 뭉치는 ‘케이지 형성’ 첫 관찰

기초과학연구원(IBS)이 유리 입자끼리 뭉치는 ‘케이지 형성’ 움직임을 처음으로 규명했다.

IBS는 첨단연성물질연구단 스티브 그래딕 단장과 보 리 선임연구원이 프랑스 국립과학연구센터와 액체가 단단한 유리로 변하는 임계점에서 유리 입자 움직임을 관찰하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

유리 입자 배열을 액체와 비슷하다. 우리가 잘 아는 유리가 바로 높은 온도에서 액체였다가 온도가 내려가며 단단해진다.

유리가 단단해지는 이유는 주변 입자들에 둘러싸이며 입자가 움직이지 못하는 케이지 형성 때문으로 알려져 있다.

그동안 입자들의 케이지 형성이 실제로 관찰된 적은 없었는데, 연구진이 개별 입자를 자극해 임계점에서 입자 이동성 증가와 집합적 움직임을 처음 밝혀낸 것.

이를 위해 연구진은 개별 콜로이드 입자를 자극할 만큼 강한 펨토 초 레이저를 개발해 입자 한 개를 자극한 뒤 주변 입자들로 움직임이 퍼져나가는 양상을 분석했다.

그 결과 임계점에서 입자 이동성이 가장 증가하고, 케이지 형성의 특징인 집합적 움직임을 나타냄을 발견했다.

또 연속적이고 개별적으로 움직이던 입자들이, 임계점에서는 군대처럼 집합적으로 움직이는 현상을 관찰했다.

보 리 선임연구원은 “첨단 산업에 중요한 물질인 유리의 케이지 형성 원리는 오랫동안 밝혀지지 않았다”며 “레이저를 이용해서 유리 시스템 속 입자 하나를 튕길 수 있었고, 유리 입자의 움직임 변화를 포착할 수 있었다”고 밝혔다.