고분해 광학현미경으로 관찰한 빙결정의 성장과정과 표면융해

전문가 제언

○ 광학현미경의 분해능의 한계는 빛의 파동적인 성질에 의해 거의 파장의 절반 정도로 제한된다고 알고 있었으나, 최근 이 한계를 깨는 방법이 몇 가지 개발된 초고해상도의 광학현미경이 제공되고 있다. 일반적으로 물체에서 반사되는 빛은 먼 곳까지 도달하는 보통의 빛과 물체 표면에 붙어 있어 표면에서 지수 함수적으로 감쇠하는 표면파로 나눌 수 있는데, 메타물질을 사용하는 것으로 이 사라져가는 파동을 먼 곳에서 다시 집광해 주어 원래의 물체상을 복원하는 것이다.

 

○ 얼음결정 표면의 분자수준의 이해는 다양한 분야의 비밀을 풀어 줄 열쇠를 보유하고 있다. 분자수준에서 얼음결정의 표면을 관찰하기 위해 진보된 광학현미경을 이용하여 얼음 기초면에 높이 0.37nm의 개별 기초단계를 시각화하는 데 성공했다. 이 현미경을 활용하여 또한 얼음결정의 표면 용융 프로세스를 시각화하는 것을 시도하여 얼음 기초면에 다른 형태와 역학을 발휘하는 액상의 준액체층 단계의 두 가지 유형이 존재하는 것을 발견하게 되었다.

 

○ 냉동식품 저장의 선도 유지에 가장 큰 영향을 주는 인자가 -1℃~-7℃ 사이의 최대 빙결정생성대로, 이 구간에서 식품속의 수분이 얼음으로 전환되어지는데 이 구간의 시간이 길어지면 빙결정의 형태는 불균일하게 되며, 또한 빙결정의 크기도 증가되어 식품의 조직을 손상시키는 원인이 된다.

 

○ 현재 고체의 표면을 원자？분자수준의 분해능으로 관찰하기 위해 가장 인기 있는 기술이 원자간력현미경(AFM)의 스캐닝 프로브 현미경이다. 특히 얼음결정의 경우에는 얼음결정 표면에 존재하는 의사 액체층이 외팔보(cantilever)의 자유로운 통과를 막고, 또한 1기압의 대기 중에서는 전자현미경도 작동하지 않기 때문에 대상이 비접촉식으로 진공환경도 필요로 하지 않는 광학현미경법이 매우 유망한 수단이 된다.

저자

Sazaki

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

식품·의약

연도

2013

권(호)

60(8)

잡지명

日本食品科學工學會誌

과학기술
표준분류

식품·의약

페이지

445~449

분석자

김*호

분석물

• 고분해 광학현미경으로 관찰한 빙결정의 성장과정과 표면융해.pdf [389,456 byte]

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