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[IT뉴스]김경환 포항공대 교수팀, 물 비밀 푸는 '액체-액체 임계점' 관측

온카뱅크관리자

2026-03-27 07:27:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">스웨덴 스톡홀름대 앤더스 닐슨 교수팀과 공동연구 '액체-액체 임계점' 세계 첫 관측 성공, '사이언스'지에 게재<br>“물은 무거운 액체와 가벼운 액체 등 두가지 종류로 존재하다 영하 60도에서 구분 사라져…‘액체-액체 임계점’ 확인”<br>물이 가진 특성의 근원 밝히는 출발점, 생명현상·기후변화·물속 화학반응 등 다양한 연구의 정확도 크게 향상 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="ZxOUpIRftP">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="80488d22252d933f7b73a3b63708703dc5cc01b094c8be02b03f8abfa102d9c9" dmcf-pid="5MIuUCe416" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김경환 포항공대 교수팀과 앤더스 닐슨 스톡홀름대 교수팀이 공동 연구해 물의 비밀을 밝히는 단초인 '액체-액체 임계점'을 세계에서 처음으로 관측했다. 김경환 포항공대 교수 연구팀 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071727508socs.jpg" data-org-width="1027" dmcf-mid="GgPoLBSrXM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071727508socs.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김경환 포항공대 교수팀과 앤더스 닐슨 스톡홀름대 교수팀이 공동 연구해 물의 비밀을 밝히는 단초인 '액체-액체 임계점'을 세계에서 처음으로 관측했다. 김경환 포항공대 교수 연구팀 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="e681d8c0c460c642116b0ce958596b550aca47a926b0a09dc8758144ffabe49f" dmcf-pid="1RC7uhd8Z8" dmcf-ptype="general">물은 생명의 근원이고 흔한 물질이지만 밝혀지지 않은 특성들이 있다. 물의 특성을 푸는 열쇠인 '액체-액체 임계점'을 한국·스웨덴 연구팀이 찾았다.</p>
          <p contents-hash="cbafef67d7506b64c7fcbbd31a6e149c3b6c59fb9ac870fcf22d74142986fc47" dmcf-pid="tUiSln71H4" dmcf-ptype="general">과학기술정보통신부는 포항공대 김경환 교수(화학과) 연구팀이 스웨덴 스톡홀름대 앤더스 닐슨 교수(물리학과)연구팀과 공동으로 영하 60도에서 물의 액체-액체 임계점을 세계 최초로 관측했다고 26일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="588a13a92fc61a4e454885800c99b19cb2305322d9abb9c7b704fb64171538d3" dmcf-pid="FunvSLztZf" dmcf-ptype="general">액체-액체 임계점은 '같은 물이지만 무거운 액체와 가벼운 액체 등 구조가 다른 두 가지 종류의 물이 존재한다. 그 경계(임계점)가 물의 이상한 성질을 만든다'는 가설을 전제로 특정한 극저온·극고압 조건에서 두 액체 사이에 상전이(물이 얼음처럼 바뀌는 것)가 일어나 밀도 차이가 없어지면서 두 액체를 구분하는 것이 불가능해지는 상태를 말한다. 그러나 극저온은 물이 빠르게 언 다는 점에서 그동안 실험적으로 접근이 불가능한 영역으로 불리며 가설에 대한 논쟁을 키웠다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="58f2249077329cb84bdd5974fc6e8d11d198bc2d60720d678d89980c028d5335" dmcf-pid="37LTvoqF1V" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김경환 포항공대 교수(왼쪽),유선주 제1저자 (포항공대 박사 과정)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071730180trmr.jpg" data-org-width="1016" dmcf-mid="XDKNa9yO1Q" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071730180trmr.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김경환 포항공대 교수(왼쪽),유선주 제1저자 (포항공대 박사 과정)
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="577437c22cd99d5f8d3a64da935fc41798151393a402aa24661dbde6439fb20d" dmcf-pid="0zoyTgB3G2" dmcf-ptype="general">김경환 교수 연구팀은 극한 과냉각 상태에서 얼지 않은 물을 만드는 방법을 고안한 뒤 영하 70도의 얼지 않은 물 10억분의 1g에 포항 4세대 방사광 가속기의 엑스(X)선 자유전자 레이저를 쏴 1템토초(fs, 1000조분의 1초) 동안 얼지 않은 물의 상태가 어떻게 바뀌는지(상전이 동역학과 핵생성 속도)를 직접 관측하는 데 성공했다. 김경환 교수팀은 "측정값을 분석했더니 영하 60도 이하에서는 물이 두 가지 상으로 존재하다 그 이상에서 두 상의 구분이 사라졌다. 이에 따라 영하 60도에 액</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9313c2cd3588a7c7d226e4a6ab9deacd0fc708c34d573276f5eff467fa1e3a70" dmcf-pid="pqgWyab0t9" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김경환 교수 연구팀은 극한 과냉각 상태에서 얼지 않은 물을 만드는 방법을 고안한 뒤 영하 70도의 얼지 않은 물에 엑스(X)선 자유전자 레이저를 쏴 얼지 않은 물의 상태가 어떻게 바뀌는지 관측했다. 김경환 포항공대 교수 연구팀 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071728813sjgp.jpg" data-org-width="1105" dmcf-mid="HFnDE6Zvtx" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/27/daejonilbo/20260327071728813sjgp.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김경환 교수 연구팀은 극한 과냉각 상태에서 얼지 않은 물을 만드는 방법을 고안한 뒤 영하 70도의 얼지 않은 물에 엑스(X)선 자유전자 레이저를 쏴 얼지 않은 물의 상태가 어떻게 바뀌는지 관측했다. 김경환 포항공대 교수 연구팀 제공
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          <p contents-hash="9152124728cde22aad9439bcada9a3876c074485be9afbc3fd03d31424ef44c4" dmcf-pid="UBaYWNKpZK" dmcf-ptype="general">체-액체 임계점이 존재해 가설이 입증됐다"고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="57df67a9a6246c11ec591306d3e814b1a79ccb883631b0f27b2204f4211d5c0f" dmcf-pid="ubNGYj9UYb" dmcf-ptype="general">김 교수팀의 연구 논문 '과냉각수의 액체-액체 임계점의 실험적 증거(Experimental evidence of a liquid-liquid critical point in supercooled water)'는 27일자(미 동부 표준시간 26일 오후 2시) 세계 최고 권위의 학술지 '사이언스(Science)'지에 게재됐다. 김 교수는 2017년 영하 46도(227K) 범위의 얼지 않은 물을 처음 측정했으며, 2020년에는 영하 70도의 얼지 않은 물을 측정해 각각 사이언스지에 게재됐다. 영하 46도와 영하 70도는 물의 상전이 동역학과 핵생성 속도가 급격하게 변하는 물리적 경계 구간이어서 김 교수연구팀의 실험 기준이 됐다. 김경환 교수는 "이번 연구는 물에 대한 학계의 오랜 논쟁에 마침표를 찍을 수 있는 성과로 여러 중요한 자연현상에서 물이 갖는 필수적인 역할을 규명하는 출발점이 될 것" 이라며 "물의 특이한 성질의 근원에 대한 이해를 바탕으로 생명현상 및 생체분자 연구, 기후변화 연구, 물 속 화학반응 연구 등 다양한 분야에서 연구의 정확도를 크게 높일 것으로 기대한다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="2e0376493a0fec2358416b34350128c8c31b98dbd5f94995e25292b374942bd9" dmcf-pid="7KjHGA2uXB" dmcf-ptype="general">한편 물의 특이한 성질은 △대부분 물질은 차가울수록 밀도가 증가하는데 물은 4도에서 최대이고 그 아래로 내려가면 오히려 감소하는 점 △대부분 액체는 온도가 높으면 압축률도 상승하는데 물은 약 46도에서 최소값을 보이고 이보다 높거나 낮으면 증가하는 유(U)자 형을 보이는 점 △열을 많이 흡수해도 온도가 잘 안 변하는 성질 △유리 전이에 가까워질수록 분자 이동속도는 감소하고 점도가 급증하며 구조는 액체처럼 무질서하지만 움직임은 고체처럼 느려지는 현상 등이 대표적이다. 송인걸 기자</p>
         </section> 
        </div> 
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