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[IT뉴스]미세한 틈새 증발하지 않는 물 원리 규명…반도체 공정 응용 가능

온카뱅크관리자

2026-10-14 17:57:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="y4xCya0HRu">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6af6e62c8efe52ad28ce05497ae8f362c5add47799628326b7696ab7764f014b" dmcf-pid="W8MhWNpXeU" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 강성훈 KAIST 신소재공학부 교수, 전도현 성균관대 박사과정생, 오건 연구원, 원병묵 신소재공학부 교수. 성균관대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/dongascience/20261014174744116pcqz.png" data-org-width="680" dmcf-mid="7dctuh8Bnx" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/dongascience/20261014174744116pcqz.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 강성훈 KAIST 신소재공학부 교수, 전도현 성균관대 박사과정생, 오건 연구원, 원병묵 신소재공학부 교수. 성균관대 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="80f9c1bd87dd062bef86434de5d06805df2c7b5a4600a6d8c6223014f56720e1" dmcf-pid="Y6RlYjUZLp" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 수준의 미세한 틈새에서 물이 완전히 증발하지 않고 끝까지 남아 있는 물리적 현상을 실시간으로 관찰하고 원리를 명확히 규명했다. 연구결과는 첨단 반도체 제조 공정 혁신에 활용될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="746bf5d9540478649fd20a350d62865e09fb2a51cff00dc112ab47579ac0e93b" dmcf-pid="GPeSGAu5e0" dmcf-ptype="general"> 성균관대는 원병묵 신소재공학부 교수팀이 강성훈 KAIST 교수팀과 공동으로 고해상도 X선 영상으로 극미량의 물에서 나타나는 안정적인 '물다리' 모양을 관찰하는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 연구결과는 9월 10일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.</p>
          <p contents-hash="e7ce8d10a298e5e3dfc01bd3410466d49e87a896ee36ba365b33ee5193d78317" dmcf-pid="HQdvHc71e3" dmcf-ptype="general"> 일상에서 엎지른 물은 시간이 지나면 공기 중으로 완전히 날아가는 것처럼 보이지만 매우 좁은 틈새나 미세 입자 사이에서는 아주 적은 양의 물이 증발하지 않고 남아 있는 현상이 나타난다.</p>
          <p contents-hash="b434f95c8b78082bc730bd6d1b9d8015f3024ae223fda412a92215855177001e" dmcf-pid="XxJTXkztRF" dmcf-ptype="general"> 1조분의 1리터인 1피코리터(pL) 수준으로 적은 물은 두 입자 사이를 연결하는 안정적인 다리 형태로 존재한다는 사실은 선행 연구를 통해 알려져 있다. 일반 광학현미경은 해상도의 한계로 증발 과정 중 물다리 형태 변화를 확인하기 어렵다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ff069f41eb18c847e7f3aab9701a39ed169fd1f8363095eb1445b828f13d2e60" dmcf-pid="ZMiyZEqFet" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="초해상도 X선 영상을 활용한 피코리터 수준의 물다리 관찰 및 원리 규명 개요. 성균관대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/dongascience/20261014174745392ixsu.png" data-org-width="680" dmcf-mid="x4xCya0HL7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/dongascience/20261014174745392ixsu.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            초해상도 X선 영상을 활용한 피코리터 수준의 물다리 관찰 및 원리 규명 개요. 성균관대 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="114b06093ceee2ad6b05c09a1fe6ddb5864ff129984ef23124b140fee41a2eac" dmcf-pid="58MhWNpXe1" dmcf-ptype="general">연구팀은 포항가속기연구소의 첨단 방사광가속기를 활용해 약 20나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 수준의 해상도로 물의 증발 과정을 분석했다. 주변의 물이 모두 말라버린 후에도 두 입자 사이에 약 2pL 부피의 물다리가 남아 증발하지 않고 안정적인 형태를 유지하는 모습이 포착됐다.</p>
          <p contents-hash="a6a945ea3a3cf17d9b415985059c71eaa7cde4ac5eedda3dc6d000b0604c80de" dmcf-pid="16RlYjUZe5" dmcf-ptype="general"> 물다리 현상이 물 표면이 오목하게 당겨지는 '모세관 힘'과 물 분자가 고체 표면에 달라붙는 '흡착 작용'이 정밀한 균형을 이루며 에너지가 가장 낮은 안정적인 상태를 만들기 때문이라는 사실도 증명됐다. 두 힘이 맞물려 물 분자가 공기 중으로 탈출하는 것을 막는 자연 보호막 역할을 하는 셈이다.</p>
          <p contents-hash="e050851eb3fc8189422b17a8ef94a2d34e74c4fe09b9573d1d96c9a5e7e8fb2e" dmcf-pid="tPeSGAu5iZ" dmcf-ptype="general"> 반도체 미세 구조는 세정 후 남은 수분으로 부식이 발생하거나 전기가 잘못 흐르는 합선이 생기기 쉽다. 연구결과를 통해 세정 공정에서 잔류 수분을 완벽히 제어해 불량률을 낮출 수 있다는 설명이다. 대기 중 먼지와 수분이 만나 비구름을 형성하는 원리나 식물이 잎으로 물을 내보내는 현상도 더 깊이 이해할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="0ca36a278ce27fdcdb85e6d193b32b76f6819fd2b0de9f9093876f0336577e17" dmcf-pid="FQdvHc71MX" dmcf-ptype="general"> 원 교수는 "물이 완전히 마른 것처럼 보이는 환경에서도 극미량의 수분이 안정적으로 남아 있을 수 있다는 사실을 실험과 물리 모델로 명확히 입증했다"며 "연구결과가 반도체 소자 안정성 확보는 물론 대기과학, 바이오 물질 전달 등 기초·응용 과학 전반의 발전에 기여하길 바란다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="f0b7217a83c7076d671212673134d02e450afead09c99c5ea65bca8a270e1ab5" dmcf-pid="3xJTXkzteH" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41467-026-77515-y </p>
          <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="0MiyZEqFeG" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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