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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.