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입상(granular) 물질에 대한 굴절률 정합(matching) 주사 기술

전문가 제언: ○ 크기가 나노미터 급에 해당하는 미세 입상 물질도 있으나, 오늘날 산업에서 대상으로 하는 대부분의 입상 물질은 곡물과 모래, 석탄, 자갈 같이 수 mm 혹은 그 이상의 직경을 갖는다. 이들 입상 물질은 물 다음으로 현대 산업에서 가장 흔히 다루어지는 물질이다. 당연한 결론으로서 다른 어느 나라보다도 입상 물질 자원이 풍부한 미국이 입상 물질과 관련된 세계의 연구를 선도하고 있다.

○ 입상 물질의 거동 예측은 광범한 응용을 가능하게 하기 때문에 미국뿐만 아니라 세계의 많은 대학과 연구소들이 이에 노력을 기울이고 있다. 한 예로 최근 미국 듀크 대학 연구팀은 특정 각도로 힘을 가하여 shearing을 발생시켜 느슨한(loose) 상태의 입상 물질은 고체화하는 실험 결과를 Nature에 발표하였다. 이러한 연구 결과는 예컨대 곡물의 운송과 보관 시스템 개선에 도움이 될 수 있을 것이다.

○ 우리나라도 건축용 모래와 시멘트, 산업용 석탄 등 입상 물질의 사용이 많기 때문에 이 분야의 연구가 비교적 활발하다. 포항공대와 RIST는 제철용 석탄의 취입과 노심충진구조 해석을 위하여 석탄 파일의 거동 특성을 규명하는 연구를 수행한다. 한국철도기술연구원은 철로 도상자갈의 정적 압축 특성을 시험하는 일환으로 자갈 입상 물질의 거동 특성을 연구한다.

○ 이러한 거대 산업 분야뿐만 아니라 서울대학교 농생명과학대학에서는 수경 재배에 이용되는 모래와 자갈의 거동을 제어하여 수확을 극대화하는 방안을 연구한다. 최근 국립 창원대 연구 팀은 표준 모래와 유리입자 샘플을 이용하여 점성토로부터 연암에 이르는 넓은 범위의 지반재료에 적용할 수 있는 응력-변형 관계를 도출하여 발표하였다.

○ 국내의 입상 물질 관련 연구에서 RIMS 기술이 어느 정도 활용되는지 조사된 바는 없으나, 외국의 사례를 볼 때 상당한 활용이 있을 것으로 추측한다. 비록 RIMS 기술 자체는 이미 확립된 재래 기술이지만, 논문에서 지적했듯이 새로운 응용분야로의 확대를 위한 연구가 필요한 시점이다. 우리도 선진국 추세에 동참하여 지속적인 관심을 가져야 한다.

저자: Joshua A. Dijksman
자료유형: 학술정보