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무질서 속에 질서가 있다!

 


결정성을 지니지 못하는 ‘비결정성 물질’에 새로운 규칙성을 부여할 이론이 제안됐다.


미국 펜실베니아대 물리학과 안드레아 리우 교수는 결정학을 통해서 구조를 알지 못하는 ‘무질서한’ 물질의 구조를 설명하는 새로운 이론을 연구해 그 결과를 ‘네이처 피직스’ 7월 7일자에 발표했다. 리우 교수팀은 비결정성 고체인 유리를 연구했다. 유리는 액체에서 고체로 변할 때 뜨거운 열기가 식어서 굳는 것이 아니다. 유리 액체 속에서 유리 분자들의 밀도가 높아지면 분자들이 움직일 수 있는 범위가 줄어든다. 제한된 공간 속에 갇힌 분자들은 각기 서로 다른 구조를 지닌 채 결합한다. 보통 이 과정이 결정성과 비결정성을 나누는 차이다. 하지만 연구팀은 유리 결정이 비록 무질서하게 만들어졌지만 그 가운데에서도 일정한 특징들은 유지하고 있고 이를 계산할 수 있음을 이론적으로 밝혔다.


리우 교수는 “합금같이 결정성을 가진 물체들을 혼합할 때도 이런 현상을 찾아볼 수 있다”고 말했다.

 

글 : 송준섭

과학동아 2014년 08월호

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