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물과 꿀을 함께 흘리면 당연히 점성이 낮은 물이 먼저 떨어짐. 이런 상식을 뒤엎는 연구 결과가 나왔음. 꿀처럼 끈적끈적한 물질이 물보다 더 빠르게 흐르는 기술이 개발됐음.

핀란드 알토대학 응용물리학과의 로빈 라스 교수 연구진은 “특수 구조로 내부를 코팅한 작은 관에서는 물보다 1000배 이상 점성이 높은 액체가 10배 더 빠르게 흐른다는 사실을 발견했다”고 지난 16일 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했음.

액체는 다양한 곳에서 관을 통해 흐름. 정유 공장의 파이프나 우리 몸의 혈관이 대표적임. 관에서 유체가 더 빠르게 흐르게 하려면 먼저 압력을 높이면 됨. 하지만 압력을 많이 높이면 관이 폭발할 위험이 있음.

연구진은 압력을 높이지 않고도 관을 흐르는 액체의 속도를 높일 방법을 찾았음. 관 내부에 액체를 밀어내는 성질을 가지는 물질을 바르면, 점성이 높은 액체가 점성이 낮은 액체보다 더 빠르게 흐른다는 것임.

라스 교수는 “물을 밀어내는 물질로 이뤄진 작은 돌기들이 생기면 그 내부에 공기가 가둬진다”며 “표면의 액체 방울이 마치 공기 쿠션 위에 있는 것과 같은 상태가 된다”라고 설명했음. 연잎이 오물을 밀어내는 것도 표면에 이런 돌기 구조가 있기 때문임.

물과 친하지 않은 물질을 코팅한다고 바로 점성이 높은 액체의 흐름이 빨라지지는 않았음. 코팅을 해도 물과 꿀을 떨어뜨리면 물이 먼저 떨어졌음. 하지만 아주 좁은 관에 액체를 떨어뜨리면 결과가 달라졌음.

관 안쪽의 돌기 구조와 액체 방울 사이에는 공기 틈이 생김. 점성이 큰 액체일수록 더 잘 뭉치기 때문에 액체 방울과 코팅 물질 사이의 빈틈이 더 컸음. 결국 점성이 큰 액체는 공기 틈이 더 커서 더 빨리 흐른다고 연구진은 설명했음.

실제로 물보다 점성이 1000배 더 높은 글리세롤 방울을 떨어뜨린 결과, 물방울보다 10배 이상 빠른 속도로 관을 통과하는 것으로 나타났음. 연구진은 “이번 연구 결과는 액체 흐름을 정밀하게 제어하거나 의약품과 같은 복잡한 화학물질을 제조하는 데 응용될 수 있다”고 밝혔음.