액체가 굳기 시작하는 ‘순간의 온도’ 측정 성공

입력 : ㅣ 수정 : 2018-05-24 22:13

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국내 연구진이 액체금속이 고체로 응고하기 시작하는 순간의 온도를 처음으로 측정하는 데 성공했다.
정욱철 한국표준과학연구원 열유체표준센터 박사

▲ 정욱철 한국표준과학연구원 열유체표준센터 박사

한국표준과학연구원 열유체표준센터 정욱철 박사는 독자적인 온도제어 기술을 개발해 액체 금속이 고체로 굳기 시작하는 순간을 포착하고 이론적으로만 존재하던 표준온도를 직접 측정했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 측정과학 분야 국제학술지 ‘메트롤로지아’ 최신호에 두 편의 논문으로 실렸다.


액체 상태 물질이 응고하기 시작하는 시점의 온도인 액상선 온도는 물질 고유 값이지만 이론적으로만 존재할 뿐 실제 고체에서 액체로, 액체에서 고체로 상태가 변하기 시작하는 순간의 온도를 측정하기는 어려웠다. 특히 일상생활이나 산업 분야에서 사용되는 국제온도표준을 만들기 위해서는 주석(원소기호 Sn)과 아연(Zn)의 정확한 액상선 온도를 확인하는 것이 필요하지만 정확하게 측정된 액상선 온도를 갖고 있지는 못했다.

이에 정 박사는 고속 정밀 온도제어가 가능한 압력제어식 온도조절기술을 자체 개발해 주석의 액상선 온도를 측정했다. 그 결과 지금까지 알려진 주석의 액상선 표준온도인 231.928도보다 실제로는 0.00095도가 더 높다는 사실을 확인했다. 이 오차는 국제 온도표준 허용 오차를 넘어서는 것이다. 이번 연구는 국제온도표준 개정에 한국이 주도적 역할을 하는 데 기술적 토대를 제공할 것으로 평가받고 있다.

정 박사는 “이번 연구 덕분에 국제온도 표준을 구성하는 기준온도에 대한 개념이 더 정교해지고 정확해졌다”며 “이번에 활용한 기술은 빠르고 정밀한 온도제어를 필요로 하는 다양한 산업분야에서 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
2018-05-25 27면
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