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축제 때 과학 동아리에서 단골로 보여주는 ‘물유리 실험’. 물유리라고 부르는 규산나트륨 수용액에 금속염을 넣으면 규산염이 자라면서 물속에 산호마냥 예쁜 가지가 만들어진다. 최근 이 물유리 실험의 또 다른 응용법이 나왔다.

윔 눌드윈 하버드대 박사후연구원은 규산나트륨 수용액에 염화바륨을 넣어 온도와 산성도, 공기와의 노출 정도를 조절하면 마이크로미터(1㎛=100만 분의 1m) 단위 정도로 작은 구조물을 원하는 대로 만들 수 있다는 연구를 발표했다.

일반적으로 분자는 분자 사이에 작용하는 힘 때문에 특정 구조를 이루며 결정을 만든다. 이 때문에 정육면체나 육각기둥과 같은 각진 모양이 대부분이다. 그러나 생물 속에서 분자는 결정처럼 각이 지게 연결되지 않고도 단단하게 연결하는 경우가 많다. 조개껍질이나 산호가 대표적이다.

연구팀은 분자가 서로 결합해 큰 덩어리로 자랄 때 온도나 물의 산성도, 대기와의 노출 정도에 따라 분자가 서로 다르게 결합할 것이라는 가설을 세웠다. 다양한 조건에서 실험하고, 만들어진 구조를 전자현미경으로 관찰했다. 그 결과, 외부 환경 조건에 따라 다양한 모양의 구조가 만들어진다는 것을 발견했다. 줄기처럼 얇게 만들 수도, 꽃잎처럼 넓게 만들 수도 있었다.

이번 연구는 ‘사이언스’ 5월 17일자에 다양한 모양의 구조물 사진과 함께 발표됐으며 표지논문으로 선정됐다.