이원영 기자
아르키메데스의 원리는 유체에 들어간 물체는 이를 밀어낸 유체 무게와 동일하게 상승한다는 부력 법칙이다. 하지만 이런 법칙에 위배되는 비정상적인 부력이 발생하는 요트가 거꾸로 떠있는 현상을 발생시킬 수 있다는 논문이 발표되어 눈길을 끈다.
수조에 들어간 기름에 천천히 물을 부어도 작은 차이에 밸런스가 무너지고 기름보다 밀도가 높은 물이 기름 아래로 가라앉는다. 하지만 특정 조건을 갖추면 공기 등 밀도가 낮은 물질층 위에 액체층을 부유하게 할 수 있다.
연구팀에 따르면 수직 방향 진동을 주는 액체를 띄우는 게 가능하다는 과거 연구 결과에서 더 발전시킨 연구를 통해 물보다 점도가 높은 실리콘 오일과 글리세린 등에 진동을 주는 실험을 실시했다.
영상을 보면 액체 위에 있는 공기층에 액체가 떠있다. 모래시계처럼 위아래를 뒤집어 수조에 점성이 높은 액체를 넣고 기울이면 액체는 중력에 따라 위에서 아래로 떨어진다. 보통 액체가 중력에 이끌려는데 이번에는 적절한 진동을 주면서 수조를 뒤집어 일부는 떨어뜨리지 않고 정상적으로 계속 있도록 했다. 진동이 물방울 형성을 방해했기 때문이다. 이 현상 자체는 과거에 발견된 것이지만 연구팀은 플라스틱 보트를 수조에 넣자 보트에 설치된 자석을 이용해 보트 바닥을 공중에 뜬 액체층에 붙이면 보트가 거꾸로 떠올랐다.
이번 연구를 통해 공중에 뜬 액체층 하부는 물건이 위쪽으로 떠오른다는 상식을 뒤집은 걸 알 수 있다. 이번 발견은 단순한 기현상에 머무르지 않고 유체 속에 갇힌 가스나 물체 수송에 적용 가능할지도 모른다는 평가다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
