샴페인의 거품에서부터 폼 매트리스에 이르기까지 다양한 특성을 부여하는 기포가 형성되는 과정은 지금까지 알려진 것보다 훨씬 빠르고 단순하다는 연구가 나왔다고 라이브사이언스 닷컴이 21일 보도했다.

미국 퍼듀 대학 연구진은 새로 개발한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용, 1920년대부터 기포 발생을 설명하는 데 동원돼 온 이론이 맞지 않는다는 사실을 입증했다고 물리학 리뷰지에 발표했다.

이 연구는 기포가 형성될 때 일어나는 상전이(相轉移: 외부 조건에 따라 한 상에서 다른 상으로 바뀌는 현상)를 보다 정확하게 이해하도록 해 줌으로써 기포 제조 산업에 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다.

지금까지 학자들은 흔들리는 액체 분자가 주변부보다 분자 밀도가 낮은 주머니를 형성한다고 생각해 왔다. 또 대부분의 경우 다른 분자들이 급속히 이런 기포를 채우지만 분자들의 탈출현상도 일어나 이런 주머니, 즉 기포가 커지는 것으로 생각해 왔다.

`산을 오르는’ 것에 비유되는 기존 기포 형성 이론에 따르면 액체 상태로 비유되는 산의 한 쪽 밑바닥에서 공기 주머니가 생기기 시작하면 산을 올라가 다른 편 목적지, 즉 기체 상태에 도달해야만 기포가 된다.

또 작은 기포가 산의 한쪽 사면을 올라갔다가 잘 닦인 길을 지나 다른 쪽 사면을 내려올 때는 마치 눈덩이처럼 굴러 내려오면서 다른 분자들까지 끌어모아 더 커지는 것으로 알려져 있다.

그러나 새 컴퓨터 모델에 따르면 산의 다른 사면은 없다고 연구진은 주장했다. 기포가 길에 이를 때면 산 자체가 사라지고 없어 액체가 곧바로 기체가 된다는 것이다.

이 연구에서는 또 액체 상태에서 기체상태로 가는 길도 생각보다 훨씬 평탄하고 넓어 여러 가닥의 통로가 공존한다는 사실이 밝혀졌다고 학자들은 말했다.

이들은 종래의 견해에 따르면 길에는 단 몇 개의 통로만 있을 뿐이지만 우리의 연구에 따르면 산꼭대기를 넘어가는 수많은 통로가 있다고 설명했다.

이 연구는 기포 형성 속도 예측에 영향을 미칠 수 있고 기포 제품 공장의 안전을 향상시킬 수도 있을 것이라고 연구진은 강조했다.

(서울=연합뉴스) youngnim@yna.co.kr
(끝)

<저작권자(c)연합뉴스. 무단전재-재배포금지.>