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첫 번째 인터뷰의 주인공은 지금 무대 옆에서 웨이브를 추고 계신 ‘구부러지는 얼음’입니다. 지난 7월, 중국 연구팀에 의해 처음 세상에 태어났다고 하는데요, 얼음이 이렇게 유연하다고요? 부러지지 않고 웨이브를 출 수 있는 비결이 뭔가요?

반갑습니다! 유연성이 엄청 좋다고 하시던데 한 번 보여주세요!
저는 지난 7월, 중국 항저우의 저장대학교 연구팀이 만든 얼음입니다. 머리카락처럼 길쭉한 실 모양이지요. 하지만 두께는 4.4μm(마이크로미터)●로 머리카락보다 20배 정도 가늘어요. 연구팀이 영하 150℃의 조건에서 얼음을 누르는 실험을 했더니, 얼음 실이 부러지지 않고 머리카락처럼 유연하게 구부러지는 장면을 관찰할 수 있었지요.

 ●μm(마이크로미터) : 100만 분의 1ｍ, 즉 0.001mm를 가리키는 단위.

놀랍군요! 원래 얼음이 이렇게 유연한 물질인가요?

물체에 힘을 가했을 때 단위 길이당 변형되는 정도를 ‘탄성 변형도’라 불러요. 이론적으로 얼음의 최대 탄성 변형도는 14~16.2%예요. 이 정도라면 얼음을 구부렸다 펴도 고무처럼 원 상태로 돌아와야 하죠. 그런데 실제 얼음으로 실험하면 겨우 0.3%의 탄성 변형도만 나와요. 조금만 힘을 줘도 뚝! 부러진다는 뜻이죠.
 

이론과 실제 얼음의 탄성 변형도가 왜 이렇게 다른가요?

연구팀은 보통 얼음이 쉽게 부서지는 이유가 얼음을 얼릴 때 구조적인 결함이 생기기 때문이라 추측했어요. 지금 냉동실에서 얼음을 꺼내와 살펴보세요. 작은 공기 방울이나 미세한 틈 때문에 얼음이 뿌옇게 보일 거예요. 이런 흠 때문에 얼음이 쉽게 부서지는 것이죠.
즉, 구부러지는 얼음을 만들려면 흠 하나 없이 깨끗한 얼음 결정을 만드는 게 중요한 거예요.

 
그러면 흠 없는 얼음은 어떻게 만들었나요?

우선 영하 50℃의 깨끗한 초저온실에 수증기를 주입했어요. 이 초저온실 한쪽에 뾰족한 금속 텅스텐 바늘을 두고, 바늘에 2000V(볼트)의 전기를 흘렸지요. 그러자 수증기가 바늘 끝으로 모여 실 모양으로 얼기 시작했어요. 수증기를 이루는 물 분자는 극성●을 띠고 있어 전기장에 이끌리거든요. 그렇게 만든 가느다란 얼음 실로 탄성을 실험했죠.

구부러지는 얼음의 탄성은 어느 정도인가요?

얼음 실은 180° 가까이 구부러지고, 힘을 빼면 다시 원래의 모습으로 돌아와요. 최대 탄성 변형도도 10.9%로, 이전보다 훨씬 높아졌죠!
 

이 얼음 실은 어디에 쓸 수 있나요?

얼음 실은 불순물이 없어 빛을 잘 통과시켜요. 그래서 연구팀은 얼음 실을 극저온 실험에서 센서로 사용할 수 있을 것이라 밝혔어요. 얼음 실을 통과하는 빛이 약해지면 얼음 실이 오염 물질을 흡수하거나 온도가 달라져 녹았다는 의미가 될 테니까요!