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초임계수 속의 신축진동의 분자묘상

전문가 제언: 초임계수(supercritical water) 속의 신축진동 스펙트럼은 물의 미시적인 정보를 얻는 수단이다. 그 스펙트럼의 미세구조의 밀도 의존성은 물 분자의 클러스터의 크기 분포에 기초한 해석으로 이루어진다. 최근의 연구에서 스펙트럼의 파형을 결정하는 것은 클러스터의 혼합비 변화가 아닌 회전운동에 의한 동적인 기원인 것으로 밝혀졌다.

우리에게 친밀한 물은 광범위하게 연구되어 온 물질이면서 해결하지 못한 문제도 많다. 수소결합을 하고 있는 물의 미시적인 결합 상태·운동·상호작용에 미치는 영향을 규명하기 위해서는 인접한 물분자수를 변화시켜야 한다. 이것은 광범위한 밀도 변화로 가능하나, 통상의 조건에서는 상변화로 저지된다. 이것은 초임계 조건인 임계 온도 374℃를 넘었을 때 실현된다. 이때의 미시적인 물성(병진, 회전, 신축 진동, 용매화 등)이나 반응성은 “특이적"이다. 임계 온도를 넘었을 때에는 밀도를 연속적으로 변화시킬 수 있다. 즉, 상온 상압에서는 기체와 액체의 중간밀도에서의 연구가 초임계수 속에서는 가능해진다. 이때, 물의 강한 수소결합은 임계점 이상에서도 격렬하게 요동하면서 남아있다. 신축진동 스펙트럼은 수소결합 상태를 강하게 반영하는 운동 모드로서 적외선이나 라만 분광법에 의해서 널리 연구되었다. 여기에서는 초임계수의 OH 신축진동 스펙트럼에 초점을 맞추어 그 스펙트럼 파형의 해석에 대한 최근의 진전을 소개한다.

저자: KenYOSHIDA
자료유형: 연구단신