전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

‘공무공 눌렀는데 수축’ 메타물질에 새롭게 접근..인공근육 활용

기사입력 : 2019년05월12일 12:10

최종수정 : 2019년05월12일 12:10

UNIST, 메타물질 특성 금속·유기 골격체 합성
양쪽에서 눌렀는데 수직으로 늘지 않고 수축
‘Science Advances’ 논문 게재
“충격파 흡수재료나 센서·인공근육 등 활용”

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 자연에서는 잘 보이지 않는 신기한 특징의 '메타물질(Metamaterials)'은 새로운 분야 개척에 종종 활용된다. 국내 연구진이 고무공을 눌렀는데 오히려 수축하는, 이른바 '음성 푸아송 비(Negative Poisson's Ratio·NPR)'란 성질을 보이는 물질을 새 방법으로 만들었다.

울산과학기술원(UNIST) 최원영  자연과학부 교수팀은 금속과 유기물로 이뤄져 구멍이 많은 구조체인 ‘금속-유기 골격체(MOF)’를 합성, 이 물질에서 ‘음성 푸아송 비’의 특성을 확인하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

‘음성 푸아송 비’를 가진 물질은 충격파 흡수재료나 센서, 인공 근육 등에서 활용될 전망이다. 연구결과는 사이언스 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 10일 게재됐다.

(그림) 음성 푸아송 비의 특징이 나타나는 장면: 새롭게 합성한 금속-유기 골격체는 접히는 지점(Hinged Point)이 있어 유연성을 가진다. 이 물질을 양쪽으로 잡아당기면 접히는 지점을 중심으로 직육면체가 회전하면서 당기는 방향의 수직으로 팽창하게 된다. 반대로 이 물질을 양쪽에서 누르면 접히는 지점을 중심으로 직육면체들이 다시 회전하면서 누르는 방향의 수직으로 수축한다. 다시 말해 접히는 지점을 중심으로 나타나는 회전 때문에 음성 푸아송 비의 특징이 나타난다. 반면 자연계에 존재하는 대부분의 물질은 푸아송 비의 특징을 가지므로, 당기는 방향과 수직인 방향으로 수축하고 누르는 방향과 수직인 방향으로 늘어난다. 2019.05.12. [자료=UNIST]

연구진에 따르면 ‘푸아송 비(Poisson's ratio)’는 물체에 힘을 더할 때 수축하거나 팽창하는 정도를 나타내는 개념이다. 보통의 물체들은 압력을 가했을 때 그 방향과 수직인 쪽으로 '팽창'하므로 푸아송 비를 계산할 수 있다.

몇몇 독특한 물질은 압력이 가해진 방향의 수직인 쪽으로 '수축'하는 특징을 보인다. 양쪽에서 눌렀는데 수직으로 늘어나지 않고, 오히려 줄어들어버리는 상태가 된다. 이처럼 푸아송 비를 가진 물질과는 반대로 작동하는 현상을 ‘음성 푸아송 비’의 특성이라 부른다.

고무공을 양쪽으로 밀면 수직으로 늘어나지 않고 쪼그라드는 현상이라고 볼 수 있다. 이런 특징을 보이는 물질은 내부구조가 독특하다. 내부 구조 배열이 회전(rotation)하는 형태도 있다.

최 교수팀은 이런 ‘회전 모델’을 유연한 고체에서 구현해 음성 푸아송 비를 갖는 ‘금속-유기 골격체’를 합성했다.

이 물질에는 경첩처럼 접히는 구조(Hinged Point)가 있어 이를 중심으로 내부 구조의 배열이 변한다. 그 결과 회전 메커니즘을 토대로 물질이 수축·팽창하면서 음성 푸아송 비의 특징을 보다.

최 교수는 “이번 연구의 가장 큰 성과는 보고된 7만여개 금속-유기 골격체 중 특정 구조가 음성 푸아송 비의 특성을 갖는 물질의 후보가 될 수 있음을 보인 것”이라며 “다양한 구조에서 새로운 메타 물질의 등장을 예고한다”고 말했다. 

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] 日 여행객 'K-쌀' 사간다 [세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 일본 여행객이 한국을 방문, 한국 쌀을 직접 구매해 들고 나가는 사례가 급증하고 있다. 일본 내 쌀값이 고공행진을 이어가는 가운데 '밥맛 좋은 한국 쌀'이 대체제로 급부상하면서 벌어지는 현상이다. 3일 <뉴스핌>이 입수한 자료에 따르면, 올해 1월부터 6월까지 상반기 동안 일본 여행객이 한국에서 직접 구매해 일본으로 들고 간 국산 쌀은 3만3694kg로 집계됐다. 일본은 지난 2018년부터 휴대식물 반출 시 수출국 검역증을 의무화한 나라로, 병해충과 기생식물 등 식물위생 문제에 매우 엄격하다. 특히 쌀처럼 가공되지 않은 곡류는 검역 과정이 매우 까다롭다. 그럼에도 불구하고 일본 여행객들의 한국산 쌀 열풍은 지속됐다. 지난해 한 해 동안 일본 여행객이 반출한 국산 쌀은 1310kg에 불과했지만, 올해는 상반기에만 무려 25배 이상 급증했다. 같은 기간(2024년 1~6월)으로 비교하면 작년 106kg에서 올해 3만3694kg로 약 318배 증가한 셈이다. 농식품부 관계자는 "일본 여행객들의 '쌀 쇼핑'이 열풍을 불면서 관련 문의가 급증했다"며 "한국쌀이 일본쌀에 비해 맛과 품질이 뒤떨어지지 않는다는 인식이 생기면서 반출되는 양도 많아지고 있다"고 설명했다. 쌀을 화물로 탁송하는 사례도 동반 상승했다. 올해 상반기 기준 화물검역을 통해 일본으로 수출된 국산 쌀은 43만1020kg에 달한다. 지난해 화물 검역 실적이 1.2kg에 그쳤던 것과 비교하면 폭증 상태다. 업계에서는 이번 흐름이 국산 쌀에 대한 일시적 특수로 끝나지 않고 국내에서 정체된 쌀 소비의 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 내다보고 있다. 임정빈 서울대 농경제학과 교수는 "일본에서 쌀 가격이 두 배 이상 올랐으니 한국에 와서라도 쌀을 구매하는 여행객이 늘어난 것"이라고 짚었다. 이어 "다만 일본의 쌀 관세율이 매우 높기 때문에 한국 쌀의 가격만 보지는 않았을 것"이라며 "국산 쌀의 품질이 높기 때문에 이 부분에서도 합격점이 있을 것"이라고 평가했다. [영종도=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 11일 오전 인천국제공항 제1터미널에 중국발 여행객들이 입국하고 있다. 2023.03.11 pangbin@newspim.com 정부 역시 이같은 수요에 대응해 일본 관광객을 대상으로 검역제도 안내·홍보에 나서기로 했다. 현재는 농림축산검역본부를 통한 사전신청, 수출검역, 식물검역증 발급, 일본 통관까지 최소 3단계 이상이 요구된다. 다만 한국 쌀을 일본으로 반출할 때 한국에서 식물검역증을 발급받아야 한다는 사실을 모르는 일본 관광객이 일본에 돌아가 쌀을 폐기하는 일이 생기면서 홍보의 필요성이 대두됐다. 농식품부 고위 관계자는 "지난달 오사카 엑스포 현장 방문을 계기로 일본 농림수산성과 예방할 기회가 주어졌는데 그 자리에서 쌀 검역 문제가 논의됐다"며 "한국 정부는 일본 여행객이 애써 한국 쌀을 구매한 뒤 일본으로 돌아가 폐기하는 일이 없도록 제도 홍보에 만전을 기하겠다"고 전했다. plum@newspim.com 2025-07-03 11:10
사진
내란특검, 尹재판 증인 72명 신청 [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 12·3 비상계엄 관련 내란 사건을 수사 중인 조은석 특별검사팀이 윤석열 전 대통령의 내란 우두머리 혐의 재판에서 증인 72명을 추가 신청했다. 서울중앙지법 형사합의25부(재판장 지귀연)는 3일 내란우두머리·직권남용권리행사방해 혐의로 재판에 넘겨진 윤 전 대통령의 9차 공판기일을 열었다. 조은석 내란 특별검사. [사진=뉴스핌DB] 특검 측은 앞서 1차로 38명의 증인을 신청한 데 이어 이날 재판부에 증인 72명을 추가로 신청하겠다고 밝혔다.  재판부는 오는 10일 열릴 10차 공판에서는 이날 증인신문을 마치지 못한 고 전 처장에 이어 정성우 전 방첩사 1처장(준장), 김영권 방첩사 방첩부대장(대령)을 불러 신문할 예정이다. 정 전 처장은 여인형 전 방첩사령관으로부터 선관위 전산실 통제와 서버 확보를 지시받은 인물이며 김 부대장은 비상계엄 당일 곽종근 전 육군 특수전사령관이 윤 전 대통령으로부터 지시받을 당시 함께 합참 지휘통제실에 있었던 것으로 알려졌다.  한편 이날 재판에서 윤 전 대통령 측은 조은석 특검이 검찰로부터 사건을 이첩받은 절차가 위법해 무효라고 주장했으나, 특검은 "법과 상식에 비춰봤을 때 납득할 수 없는 주장"이라고 반박하며 신경전을 벌였다.  sykim@newspim.com 2025-07-03 20:47
안다쇼핑
Top으로 이동