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첨단기술정보

물리증착에 의한 초안정성 유리의 제조

전문가 제언: 유리의 구조 속에는 그 제조과정 및 처음의 제조방법에 대한 정보가 남아 있다. 이것을 이해하려면 유리를 다양한 깊이와 폭을 가진 분지들로 이루어진 복잡하고 골이 진 다차원 표면의 위치에너지 지형으로 생각할 수 있다. 이 에너지 지형에서 평형상태의 액체는 여러 지역을 계속 찾아 흐르다가 결국 특정한 분지에 갇히게 되는데, 그 분지의 깊이는 유리의 성질과 관계가 있다. 냉각속도가 느릴수록 액체가 머물게 되는 분지의 위치, 즉 에너지는 낮아진다. 가장 낮은 곳에 위치한 분지가 가장 강한 응집에너지와 최고의 열적 안정성을 가진 유리에 해당되지만, 지금까지 실험적으로 가장 느린 속도로 냉각시킨 유리도 그와 같은 에너지 지형의 가장 낮은 곳에 도달하지는 못하였다. 그러나 놀랍게도 고온에서 느린 속도로 물리증착한 유기유리(organic glass)가 지금까지 보지 못한 초안정성(ultrastability)을 나타내는 것이 밝혀졌다. 그 메커니즘을 조사하기 위해 Singh 등(Nature Materials, 12, 139~144, 2013)은 물리증착을 모방한 컴퓨터 알고리듬을 사용하여 초안정성 유리를 재현하였고, 그 모델 유리가 에너지 지형의 극히 낮은 곳에 위치함을 보였다.