미세한 크기의 물 분자가 멈추는 순간이 포착됐다.

유니스트(UNIST·울산과학기술원) 물리학과 박형렬 교수팀은 강원대학교 정지윤 교수팀, UNIST 김대식, 박노정, 정준우 교수팀, 충북대학교 김경완 교수팀, 서울대학교 박윤 교수팀과 함께 테라헤르츠파를 이용해 나노 공진기 내부 이차원 세계에 갇힌 물 분자의 동역학이 억제되는 것을 세계 최초로 확인했다고 25일 밝혔다.

나노 공진기에서 증폭된 고밀도의 빛으로 물 분자에서 초고속으로 발생하는 다양한 군집 운동을 피코초(1조분의 1초)라는 찰나의 순간에 관찰한 것이다.

물의 동역학은 물 분자가 특정 주파수에서 특정 운동을 수행하는 것을 말한다. 동역학이 억제되면 물 분자는 잠깐 고체와 같은 성질을 갖게 된다. 나노미터(nm, 10억분의 1미터) 두께의 물 분자는 테라헤르츠 전자기파의 파장보다 백만분의 일 정도로 작아 물 분자의 변화를 측정하는 것은 불가능했다.

제 1저자 양효심 UNIST 연구원은 “기존 물 분자의 특성은 매우 낮은 주파수에서 전기적으로 측정했다”며 “하지만, 테라헤르츠 영역과 같은 높은 주파수에서 매우 좁은 틈에 갇힌 물 분자들의 동역학에 대해선 밝혀진 바가 없었다”고 덧붙였다.

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