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포스코 소식/기업소식 2013.01.25 15:00

포스텍 연구진이 파헤친 동그란 커피 얼룩의 비밀!


앗 뜨거워! 실수로 흘린 커피얼룩의 모양은?


요즘같이 추운 겨울, 따뜻한 커피 한 잔 생각날 때, 있으시죠? 출근길에 산 커피를 들고 급하게 걷다 보면 실수로 커피를 옷에 쏟는 경우가 종종 있습니다. 이때 옷에 묻은 커피 얼룩 모양을 보셨어요? 또 책상에 앉아서 공부할 때, 실수로 종이 위에 흘린 커피 몇 방울은 어떤 모양이었나요?


두 경우 모두 커피 얼룩의 모양을 살펴보면 공통점이 하나 있습니다. 바로 동그란 모양의 얼룩이라는 것인데요. 무심코 지나치게 되는 커피 얼룩을 연구한 사람들이 있습니다. 그들은 바로 포스텍(POSTECH)의 원병묵·제정호 교수팀입니다. 항상 동그랗게 생기는 커피 얼룩에는 어떤 놀라운 비밀이 숨겨져 있을까요? 지금부터 'Hello, 포스코'와 함께 낱낱이 파헤쳐 보겠습니다.

‘커피 얼룩 효과’가 대체 뭐길래~?


<사진: 원병묵 교수님(왼쪽), 제정효 교수님(오른쪽)>


커피를 마시다 옷이나 책상에 흘린 동그란 띠 모양의 얼룩, 한 번쯤 보신 적 있으시죠? 일상에서 쉽게 찾아볼 수 있는 이 현상은 최첨단 잉크젯 인쇄 공정에서도 흔히 일어나는데요. 이것을 ‘커피 얼룩 효과’라고 부릅니다.


최근 포스텍 원병묵·제정호 교수팀은 물리학 분야의 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’에 그와 관련한 연구결과를 발표했는데요. 이 학술지에 1년 동안 3편의 논문을 실으며 학계의 주목을 끌고 있습니다. 




동그란 띠 모양에 숨겨진 비밀


연구팀이 밝혀낸 동그란 띠 모양으로 남는 커피 얼룩의 원인은 대체 무엇일까요? 그 이유는 커피 방울 속 나노입자가 커피 방울의 퍼짐을 방해하기 때문입니다.


연구팀은 액체 방울에 미량의 나노입자를 넣으면 유리표면 위에서 액체 방울이 퍼지는 정도가 변화한다는 것을 실시간 광학 영상을 통해 관찰했는데요. 공초점 현미경으로 각각의 나노입자를 실시간으로 추적하자 액체방울이 떨어져 퍼짐이 멈췄는데, 이때가 나노입자의 액체 방울 가장자리에 임계 농도만큼 쌓일 때라는 것을 알아낸 것이죠.


그리고 액체의 퍼짐이 멈추면 액체 방울 가장자리에서 액체의 증발이 더욱 빠르게 일어나게 되고, 증발하면서 손실된 액체를 보충하기 위해 가장자리를 향해 액체가 흐르는데요. 이때, 나노입자가 가장자리에 더 많이 쌓이면서 ‘동그란 띠’ 모양의 얼룩으로 남게 된 것입니다.



태양전지를 활용한 첨단 인쇄의 미래


이 연구를 시작하게 된 건 전자소자나 생체소자의 잉크 등 고품질 소자를 제작할 때 인쇄공정에 불량을 일으키는 문제 때문인데요. 특히 포스코 4ZERO화 운동의 취지 중의 하나인 제품의 불량을 제로화 하는 데 큰 일조를 할 수 있을 것으로 기대됩니다. 뿐만 아니라 연구팀은 “유기소자, 태양전지나 생의학소자 제작에 활용되는 첨단 인쇄 기법에서 균일한 코팅을 얻도록 하는 데 큰 도움을 줄 것”이라는 기대를 보였습니다.



간단한 듯 보이지만 큰 의미가 있는 이 연구를 통해 혁신 개발과 첨단 기법에 한 걸음 다가갈 수 있었는데요. 무심코 지나치기 쉬운 커피 한 방울도 소홀히 넘기지 않는 노력으로 큰 성과를 낸 포스텍 연구팀의 앞으로의 활약이 무척이나 기대 됩니다. :)



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Posted by 포스코 블로그지기
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