리서치 하이라이트

얼음의 결정화를 조절하는 초 냉각된 물의 구조적 변화

Nature 479, 7374

지난 수십 년 동안, 물의 독특한 특성은 과학자들 사이에서 수수께끼였으며, 다양한 가설을 통해서 이들의 기원을 밝히려는 연구가 진행되어 왔었다. 수수께끼들 가운데 하나는 물이 얼기 전에 몇 도까지 냉각될 수 있는가 하는 것이었다. 매우 낮은 온도에서 일어나는 빠른 결정화는 연구를 힘들게 하였으며, 컴퓨터 시간 측면에서 고려하였을 때, 시뮬레이션 자체는 비용이 너무 많이 들어 어려웠다. Emily Moore와 Valeria Molinero는 단순한 물 모델(simple water model)을 이용하여 네 개의 연결된 분자가 초저온 액체 상태 물에서 djfdam 형성 메커니즘의 속도를 조절하는 사실을 발견하였다. 구조적인 변화 역시 225K에서 결정화가 최대 속도에 다다른다는 사실을 확인하였으며, 이 온도 이하에서 얼음 핵의 형성이 액체 상태 물보다 빨라진다는 것도 알 수 있었다. 이러한 연구 결과를 통해서 열역학적 이상(thermodynamic anomalies)를 발견하였으며, 균질화된 얼음 핵 형성 속도는 물의 열역학적 성질에 의해 결정되는 것이 확인되었다.