물방울 동결 발견, 대기과학, 기후 솔루션 연결

하와이 대학교 마노아 캠퍼스에서 공기 중에 떠 있는 물방울의 동결에 대한 획기적인 연구를 통해 지구 물 순환의 핵심 과정, 즉 과냉각된 물이 얼음으로 변하는 과정에 대한 이해가 깊어졌습니다.

극저온 냉각 초음파 부상 챔버를 사용하여 수행된 이 연구는 지구 대기의 조건을 모방하여 동결 과정 동안의 실시간 분자 수준의 변화를 포착합니다.

이 혁신적인 장치를 통해 연구자들은 영하 온도에서 물방울이 얼음으로 어떻게 변하는지 관찰하여 구름 형성과 강수에 관한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

이 연구는 지속 가능한 냉매 기술을 개발하기 위한 2,600만 달러 규모의 프로젝트를 통해 기후 문제를 해결하려는 UH 마노아 연구원과 협력자들의 더 큰 노력과 결부되어 있습니다.

"과냉각수 동결의 메커니즘을 밝혀냄으로써 우리는 저온 화학 및 기후 친화적 냉각 기술 혁신으로 가는 길을 열었습니다." UH Manoa 화학과 교수 Ralf I. Kaiser가 말했습니다.

"이 연구는 하와이에 특히 중요한데, 지속 가능한 냉각 솔루션이 이 지역의 독특한 환경 및 에너지 문제를 해결하는 데 필수적이기 때문입니다."

이 연구 결과는 2월 3일 미국 국립과학원 회보 에 게재되었습니다.

연구에 대한 추가 정보

압력과 온도 변화를 포함한 대기 조건을 재현함으로써 이 연구는 화학적 반응성 미량 가스를 포함하는 미래의 실험에 대한 문을 열고, 현실적인 시나리오에서 얼음 핵형성(과냉각된 물에서 작은 얼음 결정이 발달하면서 얼음이 형성되기 시작하는 과정)에 대한 우리의 이해를 증진합니다.

얼음 형성을 주도하는 분자 상호작용을 이해하면 구름 역학과 강수 패턴에 대한 모델을 정교화하는 데 도움이 됩니다. 두 가지 모두 날씨와 기후 변화를 예측하는 데 중요한 역할을 합니다.

냉매 프로젝트는 지구 온실 가스의 주요 원인인 난방 및 냉방 시스템에서 발생하는 유해한 배출물을 줄이는 데 중점을 두고 있습니다.

물방울 연구 등의 연구 결과를 통합함으로써 과학자들은 새로운 냉매가 대기의 얼음 입자와 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 예측할 수 있으며, 궁극적으로 기후 친화적 혁신에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.

지구 온도 상승으로 냉각에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 연구 노력은 지구의 복잡한 시스템에 대한 과학적 이해를 증진하는 동시에 환경 영향을 완화하기 위한 학제간 접근 방식의 필요성을 강조합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250204003620.htm