한국항공우주연구원

이원 콜로이드 합금(binary Colloidal alloy) 실험은 2009년 3월부터 국제우주정거장(International Space Station, ISS)에서 수행되고 있다. 본 실험의 주된 목적은 결정 성장을 체계적으로 조절할 수 있는가를 알아보는 실험이다. 콜로이드 입자라고 불리는 매우 작은 입자를 사용하여 본 실험을 진행하는데, 콜로이드는 가시광선과 상호작용하기에는 충분히 크고, 결정 구조가 형성되는 과정을 직접 볼 수 있으며, 결정화와 같은 진행과정의 속도를 느리게 할 수도 있는 장점이 있다.

실제 지상에서는 중력이 결정화 과정에 큰 영향을 미치기 때문에 마이크로 중력 상황에서 결정화 실험을 수행할 때 결정화 과정을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.

이원콜로이드 합금 실험은 10개의 샘플을 사용하여 진행되며, 동시에 4가지의 하드웨어를 검증하는 연구를 진행한다. 샘플 1∼5까지를 사용하여 상분리(하나의 상을 형성하고 있는 물질계가 온도, 압력, 성분 등 변수의 변화로 두 상으로 갈라지는 현상. 예를 들어 기체상-액체상, 액체상-고체상 등)가 파괴되는 현상을 연구한다. 샘플 6∼8을 사용하여 실험하는 이원콜로이드 합금 실험으로는 플라스틱과 다른 재료간의 결정화 과정, 상분리 과정 등을 비교한다. 샘플 9를 사용하여 실험하는 이원 콜로이드 합금 - 결정씨앗성장 실험은 결정씨앗이 있는 상태로 배양을 하며, 결정화 성장과정에 결정 씨앗이 어떠한 영향을 미치는지를 연구한다. 샘플 10을 이용하여 수행하는 실험은 3차원 용해작용을 연구하는 실험이다. 온도에 따라 크기가 변하는 결정 구성의 메커니즘을 콜로이드 입자를 이용하여 3차원적 용해과정을 살펴보는 것이다.

특히 씨앗 결정 성장 샘플은 씨 입자들을 사용하여 결정의 크기를 조절할 수 있다는 이론을 확인할 수 있는 실험으로 결정의 크기를 제어하는 것은 산업적 가공절차에서도 중요하게 활용을 할 수 있을 것이다.

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
출처:  http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/BCAT-5-Seeded_Growth.html

 작성: 한국항공우주연구원 김소연 (연구원)