스티브 그래닉 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단장(UNIST 화학과 특훈교수)이 지난 6월1일 서울 광장동 그랜드&비스타워커힐서울에서 열린 서울포럼2020에 특별강연자로 참석해 ‘개방·융합·협력을 통한 과학기술의 차별화’를 주제로 강연하고 있다. /서울경제DB

평면의 유리 입자들을 레이저로 자극하는 모식도와 (사진a) 2차원 평면의 유리 위에 강력한 펨토초 레이저를 쏘아 입자를 자극했다. (b~d) 패킹계수가 0.5, 0.6, 0.7인 각 시스템에서 레이저를 쏜 뒤 5초 후 입자가 움직인 총 거리를 표시했다. 움직인 거리가 클수록 빨간색, 없으면 파란색으로 표시했다. 패킹계수 임계점인 0.6에서 움직이는 입자 수가 가장 많음을 볼 수 있다. /IBS

임계점에서 집합적으로 움직이는 유리 입자각 그래프의 가로축은 입자의 변위, 세로축은 시간 t가 지났을 때 원래 위치로부터 r만큼 떨어져 있는 입자의 개수다. 이때 그래프 피크는 시스템이 결정의 격자 구조처럼 불연속적인 구조로 돼 있음을 의미한다. 왼쪽 패킹계수가 0.55일 때는 시스템이 액체이므로 피크가 하나도 없고 임계점인 0.60에서 여러 개의 피크가 생기며 고체의 성질을 보여주기 시작한다. 0.75에서는 고체의 성질이 두드러진다. 그림 e에서 표현된 것처럼 고체와 액체의 성질을 균일하게 갖게 된 임계상태의 경우 입자들의 운동성이 커진다. 패킹계수가 임계점을 넘어가면 시스템에서 고체의 성질이 강해져 입자들이 자유롭게 움직이지 못하고 액체보다 활동성이 떨어지게 된다. /IBS