BTB 지시약과 소리를 이용해 생성된 패턴 모습. 기초과학연구원 제공

[금강일보 김미진 기자] 기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장 연구팀이 기존 통념과 달리 소리가 물리현상뿐만 아니라 화학반응까지 조절할 수 있음을 규명하고 그 결과의 시각화에 성공했다고 10일 밝혔다.

지금까지 물의 움직임이 화학반응에 어떻게 영향을 미칠지를 연구한 화학자들은 드물었다. 전자레인지의 마이크로파나 초음파에 비해 파장이 긴 소리는 에너지가 작아 분자의 변화에 어떤 영향도 미치지 못한다는 것이 보편적인 견해라 화학연구의 대상으로 잘 고려되지 않아서다.

그러나 연구진은 물의 움직임에만 주목한 기존 연구와 달리 물의 움직임에 의한 공기의 용해도 변화에 관심을 두고 소리로 물결의 패턴을 제어해 용해도를 조절한다면 한 용액 내에서 위치에 따라 서로 다른 화학적 환경을 조성할 수 있을 것이라는 생각으로 연구를 설계했다.

우선, 연구진은 스피커 위에 페트리 접시를 올려둔 뒤 소리가 접시 안의 물에 어떤 영향을 주는지 관찰했다. 소리가 만들어낸 미세한 상하 진동으로 인해 접시 안에는 동심원 모양의 물결이 만들어졌다.

동심원 사이의 간격은 주파수가 높아질수록 좁아졌으며 그릇의 형태에 따라 다른 패턴을 나타냈다. 소리의 주파수와 그릇의 형태에 따라 나타나는 물결의 패턴을 조절할 수 있음을 확인한 것이다.

이후 연구진은 지시약을 이용해 소리가 만들어낸 물결이 화학반응에도 영향을 미치는지 분석했다. 그 결과 물결로 인해 기체의 용해도가 부분적으로 달라지며 산성, 중성, 염기성이 공존하는 용액이 만들어진 것을 확인했다.

김 단장은 “동화 ‘피리 부는 사나이’에서 소리를 이용해 쥐의 움직임을 통제했듯 우리 연구진은 소리를 이용해 분자의 거동을 조절했다”며 “화학반응과 유체역학을 접목해 발견한 새로운 현상으로 소리를 이용한 다양한 화학반응 조절 등 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

김미진 기자 kmj0044@ggilbo.com

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