IBS, 소리가 조절하는 화학반응 규명…시각화 성공
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작성자 도해승 작성일20-08-11 09:22 조회160회 댓글0건관련링크
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소리로 분자 거동 제어…소리를 화학반응에 접목한 첫 연구
소리 주파수와 그릇 형태에 따라 물결 패턴 조절 가능
국제 학술지 '네이처 케미스트리'에 논문게재
연구진 "생명활동의 이해를 도울 것으로도 기대돼"
[대전=뉴시스] 스피커에서 나오는 소리를 이용해 생성된 다양한 패턴들. 파란색의 염료 분자(환원된 바이올로젠)가 산소를 만나 무색으로 바뀌는 과정에서 소리를 적용해 생성된 색깔 패턴들을 확인할 수 있다. 패턴의 모양은 소리의 종류나 접시의 모양에 따라 조절할 수 있다.
[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 소리에 따른 화학반응을 국내 연구진이 관찰하고 시각화하는데 성공했다.
기초과학연구원(IBS)은 복잡계자기조립연구단 김기문 단장(포스텍 화학과 교수) 연구팀이 소리가 물리현상뿐만 아니라 화학반응까지 조절할 수 있다는 사실을 규명하고 결과를 눈으로 관찰하는데 성공했다고 11일 밝혔다.
소리는 에너지가 낮아 화학반응에는 이용할 수 없다는 것이 현재까지의 정설이었다.
IBS 연구진은 물의 움직임에만 주목한 기존 연구와 달리 물의 움직임에 의한 공기의 용해도 변화에 관심을 두고 이번 연구를 진행했다.
연구진은 스피커 위에 페트리 접시를 올려둔 뒤 소리가 접시 안의 물에 어떤 영향을 주는지를 관찰, 소리가 만들어낸 미세한 상하 진동으로 접시 안에 동심원 모양의 물결이 만들어지는 것을 확인했다.
동심원 사이의 간격은 주파수가 높아질수록 좁아졌고 그릇의 형태에 따라 다른 패턴을 나타냈다. 이는 소리의 주파수와 그릇의 형태에 따라 나타나는 물결의 패턴을 조절할 수 있다는 의미다.
또 연구진은 지시약을 이용해 소리가 만들어낸 물결이 화학반응에 영향을 미치는지를 분석했다.
[대전=뉴시스] BTB 지시약과 소리를 이용해 생성된 패턴. 페트리 접시에 담긴 BTB 염기성 용액(왼쪽 파란색)을 이산화탄소와 소리에 노출시켜서 BTB 산성 용액(오른쪽 노란색)으로 변화시키는 과정에서 생성된 색깔 패턴.분석과정에서 연구진은 파란색이지만 산소와 반응하면 무색으로 바뀌는 염료(바이올로젠 라디칼)를 접시에 담아 스피커 위에 올려 놓은 뒤 소리를 재생했다. 이를 통해 물결에서 움직이지 않는 마디 부분은 파란색을 유지하는 반면 주기적인 상하운동을 하는 마루와 골(가장 높은 부분과 낮은 부분)은 산소와 반응하며 무색으로 바뀌는 것을 확인했다.
공기와 접촉이 활발해 산소가 더 많이 용해되기 때문이다.
이어 산성도(pH)에 따라 색이 변하는 지시약인 BTB 용액을 이용해 추가 실험을 진행, 접시에 담긴 파란색 BTB 용액을 스피커 위에 놓고 소리를 들려주며 이산화탄소에 노출시켰다.
소리를 들려주자 물결로 인해 기체의 용해도가 부분적으로 달라지면서 산성, 중성, 염기성이 공존하는 용액이 만들어져 용액 속에 파란색, 녹색, 노란색이 구획별로 나타났다.
연구를 주도한 황일하 연구위원은 "용액의 산성도는 전체적으로 동일하다는 상식을 뒤엎은 흥미로운 결과"라면서 "소리로 산화·환원 또는 산·염기 반응을 일으켜 물리적 가림막없이도 용액 내 화학적 환경을 서로 다르게 구획할 수 있음을 보여줬다"고 설명했다.
김기문 단장도 "지금까지 평형상태에서 고주파로 화학반응을 조절하려는 연구가 시도된 적은 있지만 실제 자연과 같은 비평형상태에서 소리를 이용해 화학반응을 조절할 수 있다는 것을 밝힌 건 이번이 처음"이라며 "소리가 생체 내 화학반응에 미치는 영향으로 확장돼 생명활동의 이해를 도울 것으로도 기대된다"고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 네이처 케미스트리(Nature Chemistry, IF 21.687)에 11일자(한국시간)로 실렸다.(논문명:Audible sound-controlled spatiotemporal patterns in out-of-equilibrium systems)
☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com
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소리로 분자 거동 제어…소리를 화학반응에 접목한 첫 연구
소리 주파수와 그릇 형태에 따라 물결 패턴 조절 가능
국제 학술지 '네이처 케미스트리'에 논문게재
연구진 "생명활동의 이해를 도울 것으로도 기대돼"
[대전=뉴시스] 스피커에서 나오는 소리를 이용해 생성된 다양한 패턴들. 파란색의 염료 분자(환원된 바이올로젠)가 산소를 만나 무색으로 바뀌는 과정에서 소리를 적용해 생성된 색깔 패턴들을 확인할 수 있다. 패턴의 모양은 소리의 종류나 접시의 모양에 따라 조절할 수 있다. [대전=뉴시스] 김양수 기자 = 소리에 따른 화학반응을 국내 연구진이 관찰하고 시각화하는데 성공했다.
기초과학연구원(IBS)은 복잡계자기조립연구단 김기문 단장(포스텍 화학과 교수) 연구팀이 소리가 물리현상뿐만 아니라 화학반응까지 조절할 수 있다는 사실을 규명하고 결과를 눈으로 관찰하는데 성공했다고 11일 밝혔다.
소리는 에너지가 낮아 화학반응에는 이용할 수 없다는 것이 현재까지의 정설이었다.
IBS 연구진은 물의 움직임에만 주목한 기존 연구와 달리 물의 움직임에 의한 공기의 용해도 변화에 관심을 두고 이번 연구를 진행했다.
연구진은 스피커 위에 페트리 접시를 올려둔 뒤 소리가 접시 안의 물에 어떤 영향을 주는지를 관찰, 소리가 만들어낸 미세한 상하 진동으로 접시 안에 동심원 모양의 물결이 만들어지는 것을 확인했다.
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또 연구진은 지시약을 이용해 소리가 만들어낸 물결이 화학반응에 영향을 미치는지를 분석했다.
[대전=뉴시스] BTB 지시약과 소리를 이용해 생성된 패턴. 페트리 접시에 담긴 BTB 염기성 용액(왼쪽 파란색)을 이산화탄소와 소리에 노출시켜서 BTB 산성 용액(오른쪽 노란색)으로 변화시키는 과정에서 생성된 색깔 패턴.분석과정에서 연구진은 파란색이지만 산소와 반응하면 무색으로 바뀌는 염료(바이올로젠 라디칼)를 접시에 담아 스피커 위에 올려 놓은 뒤 소리를 재생했다. 이를 통해 물결에서 움직이지 않는 마디 부분은 파란색을 유지하는 반면 주기적인 상하운동을 하는 마루와 골(가장 높은 부분과 낮은 부분)은 산소와 반응하며 무색으로 바뀌는 것을 확인했다.공기와 접촉이 활발해 산소가 더 많이 용해되기 때문이다.
이어 산성도(pH)에 따라 색이 변하는 지시약인 BTB 용액을 이용해 추가 실험을 진행, 접시에 담긴 파란색 BTB 용액을 스피커 위에 놓고 소리를 들려주며 이산화탄소에 노출시켰다.
소리를 들려주자 물결로 인해 기체의 용해도가 부분적으로 달라지면서 산성, 중성, 염기성이 공존하는 용액이 만들어져 용액 속에 파란색, 녹색, 노란색이 구획별로 나타났다.
연구를 주도한 황일하 연구위원은 "용액의 산성도는 전체적으로 동일하다는 상식을 뒤엎은 흥미로운 결과"라면서 "소리로 산화·환원 또는 산·염기 반응을 일으켜 물리적 가림막없이도 용액 내 화학적 환경을 서로 다르게 구획할 수 있음을 보여줬다"고 설명했다.
김기문 단장도 "지금까지 평형상태에서 고주파로 화학반응을 조절하려는 연구가 시도된 적은 있지만 실제 자연과 같은 비평형상태에서 소리를 이용해 화학반응을 조절할 수 있다는 것을 밝힌 건 이번이 처음"이라며 "소리가 생체 내 화학반응에 미치는 영향으로 확장돼 생명활동의 이해를 도울 것으로도 기대된다"고 말했다.
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[서울=뉴시스] 녹유(錄喩)의 '오늘의 운세' 2020년 8월11일 화요일(음력 6월 22일 병술)
녹유 02-747-3415. 010-9133-4346
▶ 쥐띠
48년생 믿고 기다려준 결실을 볼 수 있다. 60년생 동병상련 같은 슬픔을 위로해주자. 72년생 쑥스러운 칭찬 웃을 일이 많아진다. 84년생 반가운 마음에도 고민을 더해보자. 96년생 어제의 좌절을 깨끗이 갚아주자.
▶ 소띠
49년생 또 하나의 추억 가슴 속에 담아두자. 61년생 아름다운 유혹 거짓을 골라내자. 73년생 마음의 불편해도 욕심은 금물이다. 85년생 미루면 안 된다 마무리에 나서보자. 97년생 싫다 안 한다로 책임을 피해가자.
▶ 범띠
50년생 모두가 애쓴 하루 축하를 나눠보자. 62년생 싸늘한 목소리 냉정함을 가져보자. 74년생 칼로 물 베기 싸움 사랑을 지켜내자. 86년생 듣기 좋은 소식 얼굴이 활짝 핀다. 98년생 배우고 익힌 지식을 발휘해보자.
▶ 토끼띠
51년생 신세계 재미에 나이를 잊어보자. 63년생 황금 같은 기회 신분상승 할 수 있다. 75년생 지루한 흥정으로 지갑을 살찌우자. 87년생 할 일이 줄은 서는 분주함이 온다. 99년생 흉내 내는 수준 담금질을 더해보자.
▶ 용띠
52년생 꿈조차 꿀 수 없던 행복이 함께 한다. 64년생 농부의 정성 값진 결과를 볼 수 있다. 76년생 가진 게 없어도 부자가 되어보자. 88년생 반가움이 적어도 장단을 맞춰주자. 00년생 시험이나 경쟁 최고가 될 수 있다.
▶ 뱀띠
41년생 잠시 어려움은 긍정으로 넘어서자. 53년생 뒤에 숨지 않는 관심을 더해보자. 65년생 위기에서도 마음을 다잡아보자. 77년생 희망을 놓지 말자 기적을 볼 수 있다. 89년생 초라하지 않은 자부심을 더해보자.
▶ 말띠
42년생 버거운 책임감이 어깨에 실려진다. 54년생 원하던 순간이 눈앞에 펼쳐진다. 66년생 더하거나 보태면 고생을 사서한다. 78년생 남의 탓 변명은 미운털이 박힌다. 90년생 기분 좋은 소식 콧노래에 취해보자.
▶ 양띠
43년생 따뜻한 격려와 응원을 보내주자. 55년생 얼굴색 환해지는 기쁨을 볼 수 있다. 67년생 시름을 내려주는 도움을 받아보자. 79년생 걱정이 앞서도 시작을 서두르자. 91년생 어둠은 사라지고 새날이 밝아온다.
▶ 원숭이띠
44년생 있어야 할 곳에 자리를 지켜내자. 56년생 가을이 오는 소리 소풍에 나서보자. 68년생 만나기 쉽지 않은 인연이 볼 수 있다. 80년생 좋지 않은 분위기 한 발 뒤로 가자. 92년생 천천히 그리고 꾸준함이 필요하다.
▶ 닭띠
45년생 뒤늦은 공부 게으름이 없어야 한다. 57년생 어렵고 힘겨웠던 고비를 넘어선다. 69년생 정겨운 인사 친절함을 나눠보자. 81년생 목표로 했던 곳에 정상을 밟아보자. 93년생 등잔 밑이 어둡다 고민을 나눠보자.
▶ 개띠
46년생 낯선 변화에도 자리를 지켜내자. 58년생 선물 같은 평화 신선놀음 할 수 있다. 70년생 잘못을 지적하는 훈장이 되어주자. 82년생 눈치 보지 않는 자유를 가져보자. 94년생 공부하는 자세 배울 점을 찾아보자.
▶ 돼지띠
47년생 소리 없는 기쁨 꽃길을 걸어보자. 59년생 생각이 많아져도 한 길로 가야 한다. 71년생 사랑과 관심 가진 것을 지켜내자. 83년생 반가움 배가 되는 소식을 들어보자. 95년생 값으로 할 수 없는 정성을 보여주자.
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48년생 믿고 기다려준 결실을 볼 수 있다. 60년생 동병상련 같은 슬픔을 위로해주자. 72년생 쑥스러운 칭찬 웃을 일이 많아진다. 84년생 반가운 마음에도 고민을 더해보자. 96년생 어제의 좌절을 깨끗이 갚아주자.
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49년생 또 하나의 추억 가슴 속에 담아두자. 61년생 아름다운 유혹 거짓을 골라내자. 73년생 마음의 불편해도 욕심은 금물이다. 85년생 미루면 안 된다 마무리에 나서보자. 97년생 싫다 안 한다로 책임을 피해가자.
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50년생 모두가 애쓴 하루 축하를 나눠보자. 62년생 싸늘한 목소리 냉정함을 가져보자. 74년생 칼로 물 베기 싸움 사랑을 지켜내자. 86년생 듣기 좋은 소식 얼굴이 활짝 핀다. 98년생 배우고 익힌 지식을 발휘해보자.
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