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미세노즐엔 삼각형 수도꼭지가 최고


최근 과학자들은 가능한 적은 양의 용액을 분사할 수 있는 노즐을 개발하기 위해 노력하고 있다. 유전자를 분석하는 DNA칩이나 미세전자회로를 제작할 때는 노즐을 통해 나오는 유전물질과 회로구성물질의 양을 정밀하게 조절할 수 있어야하기 때문이다.

이런 가운데 미국의 물리학자들이 노즐의 형태를 기존의 원형에서 삼각형으로 바꿈으로써 용액의 분사량을 정밀하게 조절할 수 있다는 사실을 밝혀내 주목을 받고 있다.

초등학생 시절 운동장에 있던 수돗가를 떠올려보자. 수도꼭지를 손가락으로 살짝 막으면 흐르는 물의 양이 줄어들면서 아주 가는 물줄기가 만들어진다. 수도꼭지를 손가락으로 막으면 물줄기가 가늘어지면서 압력이 높아지기 때문에 멀리 있는 친구에게 물을 뿌려댈 수 있었던 것이다.  

 






문제는 압력이 높아지면 분사되는 용액의 양은 아주 적게 만들 수 있지만 미세 노즐이 견디지 못하고 파손된다는데 있다.

미국 하버드대의 마이클 브레너, 헨리 첸 박사 연구팀은 노즐의 모양을 바꾸면 압력 문제를 해결할 수 있음을 밝혀냈다. 연구진은 노즐의 모양을 달리하면서 분사되는 용액의 양을 조사했다. 그 결과 기존의 수도꼭지처럼 둥근 모양의 노즐에서 가장 큰 크기의 용액 방울이 만들어졌다. 반면 모양을 삼각형으로 바꾸면 둥근 노즐과 같은 압력으로도 방울의 크기를 21%까지 줄일 수 있다는 사실이 밝혀진 것이다.

브레너 박사는 연구결과를 저널에 발표하기에 앞서 지난 11월 10일 인터넷(http://arxiv.org/abs/physics/0311046)에 공개했다.





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