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.
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.
