환경친화적으로 진화하는 폭약 등

 

사우스햄프턴의 국립해양센터의 과학자들은 카리브해 5000미터 아래에 위치한 '잃어버린 세계'에 대해 연구하고자 한다. Jon Copley 박사가 이끌고 있는 연구팀은 자메이카와 케이맨 섬 사이에 있는 '케이맨 스로프'의 탐사를 위해 자연환경연구협회로부터 46만 2000파운드를 지원받았다. 이 단층은 해수면 아래 5000미터까지 들어가야 하며 아직 탐사된 적이 없는 해저 화산들이 연속적으로 이어져 있는 곳이다.

연구자들은 향후 3년 동안 영국의 새로운 탐사선인 RRS James Cook을 이용해 2개의 탐사팀을 구성하려고 한다.

배에서 이 팀들은 영국에서 제작된 원격조종 운반선인 'Isis'와, 'Autosub6000'이라고 불리는 로봇 잠수함을 심해로 내려 보낼 계획이다. 이 팀들은 바다 바닥의 지질학적 특징과 새로운 생물학적 발견들을 기대하고 있다.

지질학자인 Bramley Murton 박사는 해저에 있는 화산들의 형태를 파악하고 지도를 만들기 위해 고래의 음파와 비슷한 수중음파탐지기를 이용할 계획이다. 동시에 해양학자인 Kate Stansfield 박사는 케이맨 스로프의 심층 해류를 처음으로 조사할 것이며 지질화학자인 Doug Connelly는 해저에 있는 화산 분화구들을 찾아낼 것이다. 이 화산 분화구들은 생물학자인 Jon Copley 박사와 Paul Tyler 교수가 연구할 이국적인 심해생물들의 집이기도 하다. [전문바로가기]

◆환경친화적으로 진화하는 폭약
 

 
미국 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL) 연구진은 'TATB'라고 명명된 폭약에 독특한 친환경 용매를 첨가하여 재료의 화학적 순도와 결정 특성을 개선했다. 이 프로젝트의 주요 조사자이며 논문의 공동 저자인 Larry Fried는 결정 특성과 순도의 개선이 기계적인 충돌 또는 폭발성 재료를 보다 더 안전하게 유도한다고 밝혔다.

대부분의 폭약은 약품·안료·농약·염료·광기능 소자 등에 이르는 다양한 응용에서 중요한 토대를 이루는 '분자 결정(molecular crystal)' 재료군에 속한다. TATB를 포함한 다수의 폭약 재료는 수소 결합의 강한 네트워크로 결합돼 있다.

이러한 확장된 네트워크는 종종 폭약 재료를 일반적인 유기 용매에서 불용성에 가깝게 만들어 질을 저하시키고 결정 크기를 제한한다. 그 결과 많은 기술적 응용에서의 발전을 저해하게 된다. 따라서 'TMI(Transformational Materials Initiative)' 연구진은 적절한 대안으로 물의 끓는점인 100℃ 이하에서 액체를 형성하는 특정 용융염 형태인 이온성 액체를 고안했다. 이온성 액체는 고온 조건에서도 증발하지 않고 증기압도 거의 없는 용매이기 때문에 최근 화학자들은 이온성 액체에 관심을 보이고 있다.

또 이온성 액체는 다수의 양이온과 음이온의 조합으로 인해 무한한 선택 사항을 과학자들에게 제공한다. 주저자인 Amitesh Maiti는 TATB 같은 용해성 수소 결합 물질의 효율성을 증진시키는 불화물 음이온을 함유하는 이온성 액체의 특정군을 규명하기 위해 최신 양자역학적 시뮬레이션을 이용했다. [전문바로가기]

◆파리 잡기가 어려운 이유?

캘리포니아기술연구소 Michael Dickinson은 지난 20여 년 간 곤충 비행의 생화학적 기작에 관한 자신의 연구에 대해 수백 번의 인터뷰를 경험한 바 있다. 리포터들 대다수가 궁금해 하는 것 중 하나는 바로 '왜 파리채로 파리를 잡기가 그렇게 어려운가?'였다.

이제 그가 이에 대한 해답을 찾은 것 같다. 고해상도 고속 디지털카메라를 이용해 Dickinson 등은 파리의 회피 기작에 대한 비밀을 찾아냈다. 파리는 뛰어오르기 전에 직면한 위협원의 위치를 그 조그만 뇌로 계산하고 탈출 계획을 세우며 반대 방향으로 뛰쳐나갈 수 있도록 다리를 최적의 자세로 유지한다. 이 모든 행동은 1억분의 1초 이내에 일어난다.

그는 자신의 연구를 통해 파리 뇌가 어떻게 그토록 빨리 적당한 운동 반응에 필요한 감각 정보를 통합시킬 수 있는지를 밝혀냈다고 한다. 이 연구는 이토록 정교한 파리 감각-운동 신경계에 관한 새로운 시각을 제공하고, 불쑥 나타난 위협원의 위치에 대한 지도가 파리 뇌 속에 들어 있어서 이들이 이륙 전에 적당한 패턴의 다리와 몸을 이동할 수 있음을 입증했다. [전문바로가기]

◆지진에 안전한 건물 위한 공학적 노력

마치 주차장 구조물처럼 보이는 실험 대상 구조물은 진도 8.0에 해당하는 강력한 지진을 수차례 겪도록 실험되었다. 백만 파운드의 무게가 나가는 이 프리캐스트 콘크리트 구조체는 지진 모의 실험을 수행하기 위해 진동 테이블 위에 올라간 구조물 중 미국에서 가장 큰 구조물에 해당한다. 지진 모의 실험은 UC 샌디에이고에서 수행됐다.

이 프로젝트의 목적은 주차장이나 대학 기숙사, 호텔, 교도소 그리고 사무용 건물 등에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 층구조 시스템의 내진 성능을 실험하는 것이다. 본 프로젝트의 협동 책임자인 Jose Restrepo는 "우리의 연구 목적 중 하나는 프리캐스트 콘크리트 건물의 보다 개선된 설계 방안을 제시하는 것"이라며 "연구결과는 굉장한 것"이라고 말했다.

프리캐스트 콘크리트 공법은 요소별로 제작되어 온 부재들을 현장에서 조립하여 하나의 건물로 완성하는 것인데, 시간과 돈을 절약하고 구조물의 내구성을 향상시킨다는 측면에서 매우 매력적이다. [전문바로가기]

[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]

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