“무질서가 전자를 더 잘 흐르게 한다”⋯포스텍, 과학계 상식 뒤집어
물을 흘려보낼 때 파이프 내부가 매끄러울수록 물이 잘 흐르듯, 물질이 깨끗하고 질서정연할수록 전자가 더 잘 이동한다는 것은 과학계의 오랜 상식이었다. 하지만 국내 연구진이 이 상식을 뒤집고 오히려 특정하게 배열된 ‘무질서한 구조’가 전자의 흐름을 더 강하게 만들 수 있다는 연구 결과를 내놨다. 포항공과대학교(이하 포스텍) 기계공학과 진현규 교수와 물리학과 이현우 교수 공동 연구팀은 서로 다른 구조가 섞인 자성 물질에서 전자 흐름이 예상보다 훨씬 강해지는 현상을 발견했다고 9일 밝혔다. 연구팀이 주목한 것은 ‘가로 방향 전자 수송’ 현상이다. 일반적으로 전류나 열은 가해준 방향으로 흐르지만, 특수한 자성 물질에서는 그 흐름이 옆 방향으로 휘어지기도 한다. 이는 지구 자전 영향으로 태풍이 휘어지는 것과 유사한 원리로 자기 센서나 차세대 전자소자, 열을 전기로 바꾸는 열전 발전 기술의 핵심 기전이다. 그동안 학계에서는 이 효과를 극대화하기 위해 결함이 거의 없는 고품질의 ‘단결정’ 소재가 필수적이라고 여겨왔다. 최대한 정돈된 상태여야 전자가 방해받지 않고 휘어질 수 있다는 통설 때문이었다. 그러나 연구팀은 비정질(무정형)과 결정 구조가 뒤섞인 복합 물질을 통해 새로운 가능성을 증명했다. 두 물질을 화학적으로 합치는 대신 물리적으로 섞어 각자의 고유 성질을 유지하게 하자 전자가 옆 방향으로 흐르는 효과가 단독 물질일 때보다 훨씬 강하게 나타난 것이다. 비결은 ‘구불구불한 이동 경로’에 있었다. 복합 물질 내부에서 전자는 직선으로 나아가지 않고 좁은 골목과 넓은 대로를 번갈아 지나는 것처럼 이동한다. 이 과정에서 이동 방향이 수시로 바뀌며 옆으로 휘어지는 흐름이 증폭되는 현상이 실험과 이론 계산으로 모두 확인됐다. 특히 이번 연구는 복합 물질의 성질이 단순히 구성 물질의 ‘평균값’으로 나타난다는 기존 이론의 가정을 깼다는 점에서 의미가 크다. 또 철(Fe) 기반의 흔한 자성 물질 조합만으로도 고가의 희귀 양자 물질에 버금가는 성능을 끌어낼 수 있음을 입증했다. 진현규 교수는 “희귀 물질에 의존하지 않고도 저비용·고성능 소재 설계가 가능해질 것”이라며 “스핀트로닉스 및 에너지 변환 분야에 큰 응용이 기대된다”고 말했다. 이현우 교수는 “무질서를 결함이 아닌 설계의 요소로 바라보는 새로운 관점을 제시한 연구”라고 평가했다. 이번 연구는 물리학 분야 최상위 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 최근호에 게재됐다. /단정민기자 sweetjmini@kbmaeil.com
경북대 미술관, ‘국립현대미술관 미술은행 소장품 전시 지원사업’ 선정
경북대학교 미술관이 국립현대미술관 미술은행이 추진하는 ‘2026년 미술은행 소장품 전시 지원사업’에 선정됐다. 국립현대미술관 미술은행은 작품 구입·대여·전시를 통해 지역 간 문화 균형 발전을 도모하고 국민의 문화 향유 기회를 확대하기 위해 운영되는 제도다. 이번 지원사업은 지역 국공립·사립 미술관 등 문화기반시설이 협력해 소장품 기획전을 개최하는 프로그램으로, 선정된 미술관에는 미술은행 소장품을 무상으로 대여하고 작품 운송 등 전시 운영에 필요한 예산을 지원한다. 사업 선정에 따라 경북대 미술관은 사회의 암묵적인 규칙과 보편적 기준을 성찰하는 기획전을 올해와 내년에 걸쳐 두 차례(1·2부)로 나눠 선보일 예정이다. 1부 전시인 ‘표준 사용법’은 오는 6월 개막한다. 국립현대미술관 미술은행의 신소장품을 중심으로 구성되는 이번 전시는 언어와 행위를 구분해 온 사회적 기준의 형성 과정을 조명하고, 사회적 기준에 따라 정상과 비정상을 구분해 온 가치 체계를 되짚는 데 초점을 맞춘다. 전시와 연계한 프로그램 ‘ON AIR: 규칙을 찾아라!’도 운영된다. 총 5회차로 진행되는 이 프로그램은 대학생과 지역 소외계층 주민이 협업해 작품별 관람 규칙을 재구성하고 영상을 제작하는 참여형 프로젝트다. 유소영 경북대 미술관장은 “이번 사업 선정은 미술관이 지역사회와 더욱 긴밀히 호흡하는 전환점이 될 것”이라며 “익숙한 기준을 넘어 다양한 관점이 공존하는 열린 문화 공간으로서의 역할을 확장해 나가겠다”고 말했다. /김락현기자 kimrh@kbmaeil.com
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