아르곤의 펄스중성자원(IPNS) 부서 물리학자가 새로운 형태의 물을 발견했다. 나노

튜브 물로 불리는 이들 분자에는 2개의 수소 분자와 1개의 산소 분자가 포함되어 있

지만 절대 0에 가까운 온도에서도 응결되지 않는다. 대신 2나노미터 미만인 탄소 원

자의 단일 벽 튜브 내에서 물이 물 분자의 얼음 내벽을 형성하고 액체와 같은 물 분

자 사슬이 중앙에 흐른다. 8K, 즉 영하 509℉에서 이러한 현상이 나타난다. 온도가 

실내 온도에 가깝게 상승함에 따라, 나노튜브 물은 점차 액체가 된다. 

 

생물학자에서 지질학자 및 물질 과학자에 이르는 연구원들은 소수성 물질에 의해 제

어되는 극히 제한된 공간에서 물의 거동에 관심을 가지고 있는데, 자연에서 예를 들

어 작은 뿌리가 물을 식물로 운반할 때 이러한 현상이 나타나기 때문이다. 세포벽을 

통한 물의 흐름을 조절하는 아쿠아포린 등 일부 막 단백질도 이러한 문제에 직면하

고 있다. 

 

애리조나주 투손 MER Corp.의 연구파트너는 두께가 불과 한 원자인 거의 순수 탄소

로 구성된 나노튜브 샘플을 공급했다. 각 튜브는 너비 1.4nm, 길이 10,000nm이다. 

나노튜브는 너비보다 100,000배 길므로 길이 200m의 속이 빈 마른 스파게티를 상상

해볼 수 있다. 

 

"자연상태의 물이나 얼음과 전혀 다른" 모습이 나타났다고 Kolesnikov는 말했다. 8K

에서 4개의 배위 결합된 물 분자가 천연 소수 탄소 나노튜브 내 얼음 내벽을 구성한

다. 내벽(lining)은 물이 최대한 탄소에 가까우므로 주변 나노미터 공간이 0.32인 탄

소 나노튜브 내에서 자유롭게 떠다닌다. "내벽 안에서 내부 사슬이 움직이지만, 부

피 물과 비교할 때 훨씬 이동성이 크다"고 Kolesnikov는 설명했다. 

 

연구원들은 분자의 낮은 “배위 수” 때문에 이러한 특성이 나타나는 것으로 보고 있

다. 액체 상태의 물에서 평균 3.8개의(배위 수) 수소 결합이 분자를 가장 가까운 이웃

에 연결한다. 얼음에서는 4개의 수소 결합이 가장 가까운 이웃에 연결된다. 나노튜

브 물에서 사슬 물 분자의 수소 결합 수는 1.86개에 불과하다. 

 

연구원들은 실험을 준비하기 위해 탄소 나노튜브 샘플을 몇 시간 수증기에 노출시

킨 후 건조시켜 외부의 물을 제거했다. 이후 연구원들은 IPNS에서 몇 가지 중성자 

산란 기법으로 이를 연구했다. 중성자는 거의 모든 물질에서 볼 수 있는 비전하 입자

이다. IPNS가 중성자 빔을 물질에 쏘이는 경우, 물질의 구조적 및 동적인 속성을 드

러낸다. 

 

 

 

  정보출처   http://www.physorg.com/news4113.html  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 05월 17일 

  국      가   미국 

  주제분야   응집물리(B16) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/bclee4/Nanotube water.htm