NewsPeppermint

유네스코는 2014년을 결정학(Crystallography)의 해로 정했습니다. 이는 결정학이 우리의 생활에 매우 큰 영향을 끼치고 있지만 대부분의 사람들은 이를 잘 알지 못하고 있기 때문입니다.

결정학이란 고체를 이루는 원자들의 규칙적인 배열, 곧 결정구조를 연구하는 학문입니다. 결정학은 일반적으로 X-ray 를 고체에 쏜 후 회절된 X-ray 의 패턴을 조사해 그 구조를 파악하는 식으로 연구됩니다. 원자들의 배열구조가 파악되면 이는 고체의 성질을 이해하는데 도움이 되며 필요에 따라 우리는 이를 향상시킬 수 있습니다.

우리의 일상은 결정학의 결과물로 가득차 있습니다. 예를 들어 나는 다음과 같은 평범한 나의 하루에 어떻게 결정학이 영향을 끼치고 있는지를 설명할 수 있습니다.

알람시계가 나를 6:45분에 깨웠다. 나는 지난 밤 태풍이 집을 날려버리지 않은데 안도했다. 커피를 만들면서 휴대폰으로 이메일을 확인한 후 아침을 먹고 이를 닦고 집을 나섰다. 자동차의 시동을 걸고 최근 많은 건물들이 지어지고 있는 대학캠퍼스로 향했다. 연구실에서 두통약을 두 알 먹었다.

알람시계와 전동칫솔과 같은 전기장비는 전류를 흐르게 하는 복합 결정 재료로 만들어져 있습니다. 그리고 리튬 이온 배터리도 결정학 연구의 결과입니다. 집과 건물을 짓는 재료인 콘크리트는 복잡한 화학반응을 통해 만들어지며, 여기에도 결정학은 큰 역할을 하고 있습니다. 과학자들은 더 단단한 콘크리트를 만들기 위해 콘크리트의 구성비율을 바꾸어가며 내부의 결정구조를 계산합니다.

자동차에 사용되는 금속인 경량합금들에도 결정학은 이용되고 있습니다. 예를 들어, 합금을 냉각시키는 방식에 따라 결정구조는 달라지며 그 물성도 바뀌게 됩니다. 또 외부압력에 대해 결정이 어떻게 견디는지의 연구를 통해 오늘날 자동차와 비행기에 사용되는 경량소재가 만들어졌습니다. 오늘날의 스마트폰과 태블릿에 사용되는 반도체는 서로 다른 물질들이 결정구조를 유지한 채 층층이 쌓여 있습니다.

두통약인 파라세타몰도 결정학을 통해 개발되었습니다. 이 약의 결정구조에 대한 연구는 이 물질이 어떻게 인체에 작용하는지를 알게 해주었습니다. 약들은 고유의 회절구조를 보여주며, 따라서 이를 통해 약의 순도를 측정할 수 있습니다. 일상의 거의 모든 고체는 결정학과 연관되어 있습니다.

UNESCO 는 결정적인 결정학 연구 몇가지를 언급했습니다. 1912년 최초의 결정구조가 밝혀진 이래 결정학은 1953년 DNA 의 구조를 밝혔고 오늘날에는 이를 이용해 수소와 이산화탄소를 저장할 수 있는 물질이 개발되고 있습니다. 또한 과거 화성에 물이 존재했는지를 조사하는데도 화성의 암석결정을 연구함으로써 결정학은 이용되고 있습니다. (LiveScience)

원문 보기