| 초록 |
연구개요 □ 최근 얼음 표면 및 내부의 독특한 특성에 따라 수용액의 결빙에 의해 일부 화학반응이 오히려 가속되거나 상온과는 전혀 다른 반응경로를 따르는 동결효과 (freezing effect)가 보고되고 있다. 하지만 아직까지 동결조건에서 일어날 수 있는 다양한 지화학 반응에 대한 연구는 전 세계적으로 거의 전무한 실정이다. □ 본 연구의 목표는 환경에서 가장 중요한 역할을 하는 철/망간산화물의 형성에 대해 동결조건에서의 이상 화학반응현상과 연계하여 조사함으로써 결빙현상에 의한 철/망간 화학종의 변화 및 이상 거동의 영향인자와 그 반응경로를 규명하는 것이다. □ 궁극적으로, 본 연구를 통해 다양한 철/망간산화물 형성에 대한 동결조건에서의 새로운 반응 경로를 제시하여, 향후 다양한 빙권 환경에서 얼음의 동결-해동 주기와 철/망간의 지화학적 순환과정의 관계를 이해하고 예측하기 위한 연구의 단초를 마련하고자 한다. 연구 목표대비 연구결과 □ 1차년도: 동결조건에서 철/망간 산화반응을 조절하는 주요 지화학 반응인자에 대한 영향조사 및 기존 얼음 물리/화학분야 핵심연구 및 분석기법에 대한 사전 문헌조사 - 연구 수행에 적합한 동결실험 프로토콜 구축 - 다양한 동결조건에서 철/망간 산화반응의 주요 지화학 반응인자의 영향확인 - 얼음의 물리/화학 분야의 핵심선행연구 검토 및 이론적 배경 파악 - 동결시료 분석을 위한 국내 분석기관 및 장비에 대한 데이터베이스 구축 □ 2차년도: 동결반응의 독특한 조절인자 규명 및 동결시료 분석기반 마련 - 철/망간의 동결산화반응에 특이 조절인자의 영향 조사 - 동결실험 데이터 해석을 위한 체계적인 상온 대조실험 수행 - 다양한 in-situ 얼음분석 장비를 활용한 동결시료 분석결과 확보 - 방사광가속기용 시료냉각장치 개발 □ 3차년도: 동결조건에서 철/망간 산화반응에 대한 새로운 반응경로 제시 및 실제 다양한 빙권 환경으로의 적용 - 산화반응 외 동결지화학반응의 가능성 확인 - 극지 자연수를 이용한 동결실험을 통해 실제 자연환경으로의 적용 가능성 확인 - 철의 동결산화반응에 대한 다양한 반응인자 추가조사 - 얼음의 해동이 동결반응 생성물에 미치는 영향 확인 - 복잡한 지화학적 반응인자에 대한 상온 대조실험 결과 확보 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) □ 본 연구를 통해 제시하는 얼음 내 철/망간 산화반응의 영향인자 및 반응경로는 다양한 빙권 환경에서 형성될 수 있는 철/망간산화물의 종류를 예측하고 철/망간의 지구화학적 순환과정에 대한 이해를 증진시킬 것으로 예상한다. □ 또한 동결-해동과정에 따른 물질의 화학적 변화에 대한 기초자료를 제공함으로써 빙권 생태계 변화예측과 고기후·고환경 복원연구에서의 새로운 기초자료를 제공하며, 다양한 환경분야 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다. □ 본 연구를 통해 동결지화학 반응에 특화된 실험 및 분석 프로토콜은 향후 다양한 동결 지화학반응을 연구하는데 핵심적인 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. □ 결론적으로, 국내연구를 통해 ‘동결지화학’이라는 새로운 연구분야를 선도하는 계기가 될 것으로 기대한다. (출처 : 요약문 2p) |
