- Cryo-EM과 MD 시뮬레이션을 활용하여 나노얼음의 초기 결정형성과 성장메커니즘 규명
- 식품 및 의약품의 저온저장 콜드체인 산업 등 얼음과 관련 다양한 산업과 환경 분야에 획기적인 영향 기대
- 복합자연과학분야의 세계적 권위 학술지인 Nature Communcations (IF=16.6)에 2024년 1월 온라인 게재
가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 강민호 교수는 고려대 화공생명공학과 안동준 교수 연구팀, 서울대 화학생물공학부 박정원 교수 연구팀과 얼음의 나노결정 성장 메커니즘에 관한 혁신적인 연구를 발표하였다. 해당 연구에서는 극저온 전자현미경 (cryo-EM)과 분자동역학 (MD) 시뮬레이션을 활용하여 얼음 결정화의 초기 단계에서 나타나는 독특한 성장 메카니즘과 계면 구조를 밝혀냈고, 해당 연구 성과는 복합자연과학분야의 세계적 권위 학술지인 Nature Communcations (IF=16.6)에 2024년 1월 30일자 온라인 게재되었다.
연구 결과에 따르면, 초기에 형성되는 얼음은 세 가지 형태인 입방형 얼음(cubic ice), 육각정 얼음(hexagonal ice), 그리고 이 두 형태가 혼합된 이종 결정성 얼음(hetero-crystalline ice)으로 나타난다. 이 중 입방형 얼음은 상대적으로 결정크기가 작고 성장이 제한적인 반면, 이종 결정성 얼음은 빠른 성장을 보이며, 특히 얼음면에 따라 성장 속도가 다른 이방성 성장을 보이는 것으로 관측되었다.이러한 이방성 성장은 물-얼음 계면에서 얼음면에 따른 표면에너지 차이에 의한 물 분자의 밀도와 구조 차이 때문으로 밝혀졌다.
연구 결과는 초기 단계에서 얼음의 형성과 성장 메커니즘에 대한 새로운 과학적 이해를 제공하며, 얼음성장을 나노크기 차원에서 제어하는 새로운 기술로 발전할 가능성을 열었다. 이 기술을 바탕으로 향후 기후 변화, 항공 안전, Subzero 배터리, 각종 산업설비 결빙제어, 그리고 식품 및 의약품의 저온저장 콜드체인 산업 등 다양한 분야에 획기적인 영향을 미칠 수 있다. 연구팀은 이번 연구가 얼음과 관련된 산업과 환경 분야에서 새로운 통찰력과 해결책을 제공할 것으로 기대하고 있다.
출처: https://www.newstnt.com/news/articleView.html?idxno=341198
https://news.unn.net/news/articleView.html?idxno=559015
- Cryo-EM과 MD 시뮬레이션을 활용하여 나노얼음의 초기 결정형성과 성장메커니즘 규명
- 식품 및 의약품의 저온저장 콜드체인 산업 등 얼음과 관련 다양한 산업과 환경 분야에 획기적인 영향 기대
- 복합자연과학분야의 세계적 권위 학술지인 Nature Communcations (IF=16.6)에 2024년 1월 온라인 게재
가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 강민호 교수는 고려대 화공생명공학과 안동준 교수 연구팀, 서울대 화학생물공학부 박정원 교수 연구팀과 얼음의 나노결정 성장 메커니즘에 관한 혁신적인 연구를 발표하였다. 해당 연구에서는 극저온 전자현미경 (cryo-EM)과 분자동역학 (MD) 시뮬레이션을 활용하여 얼음 결정화의 초기 단계에서 나타나는 독특한 성장 메카니즘과 계면 구조를 밝혀냈고, 해당 연구 성과는 복합자연과학분야의 세계적 권위 학술지인 Nature Communcations (IF=16.6)에 2024년 1월 30일자 온라인 게재되었다.
연구 결과에 따르면, 초기에 형성되는 얼음은 세 가지 형태인 입방형 얼음(cubic ice), 육각정 얼음(hexagonal ice), 그리고 이 두 형태가 혼합된 이종 결정성 얼음(hetero-crystalline ice)으로 나타난다. 이 중 입방형 얼음은 상대적으로 결정크기가 작고 성장이 제한적인 반면, 이종 결정성 얼음은 빠른 성장을 보이며, 특히 얼음면에 따라 성장 속도가 다른 이방성 성장을 보이는 것으로 관측되었다.이러한 이방성 성장은 물-얼음 계면에서 얼음면에 따른 표면에너지 차이에 의한 물 분자의 밀도와 구조 차이 때문으로 밝혀졌다.
연구 결과는 초기 단계에서 얼음의 형성과 성장 메커니즘에 대한 새로운 과학적 이해를 제공하며, 얼음성장을 나노크기 차원에서 제어하는 새로운 기술로 발전할 가능성을 열었다. 이 기술을 바탕으로 향후 기후 변화, 항공 안전, Subzero 배터리, 각종 산업설비 결빙제어, 그리고 식품 및 의약품의 저온저장 콜드체인 산업 등 다양한 분야에 획기적인 영향을 미칠 수 있다. 연구팀은 이번 연구가 얼음과 관련된 산업과 환경 분야에서 새로운 통찰력과 해결책을 제공할 것으로 기대하고 있다.
출처: https://www.newstnt.com/news/articleView.html?idxno=341198
https://news.unn.net/news/articleView.html?idxno=559015