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'''과냉각'''(過冷却, {{llang|en|supercooling}}, undercooling<ref>{{저널 인용 |last=Rathz |first=Tom |title=Undercooling |url=http://science.nasa.gov/ssl/msad/dtf/under1.htm |accessdate=2010-01-12 |archiveurl=https://www.webcitation.org/5mjJauR7S?url=http://science.nasa.gov/ssl/msad/dtf/under1.htm |archivedate=2010-01-12 |postscript=. |publisher=[[NASA]] |ref=harv |url-status=dead |df= }}</ref>)은 [[액체]]나 [[기체]]의 온도를 [[고체]]가 되는 일 없이 [[녹는점|어는점]] 아래로 낮추는 과정이나 상태를 가리킨다. 다시 말해, 상전이 온도 밑으로 내려가더라도 원래의 [[물질의 상태|상]]을 유지하고 있는 상태이다.

순수 [[물]]은 273.15 [[켈빈|K]](0&nbsp;°C, 32&nbsp;°F)에서 얼지만 [[핵생성|균질 핵생성]](거의 224.8 K, 즉 −48.3&nbsp;°C/−55&nbsp;°F) 이하에 이르기까지 [[표준 온도 압력|표준 압력]]에서 과냉각할 수 있다.<ref>{{저널 인용|last=moore|first=Emily|coauthors=Valeria Molinero|제목=structural transformation in supercooled water controls the crystallization rate of ice|journal=Nature|date=24|year=2011|month=November|volume=479|pages=506–508|doi=10.1038/nature10586|url=http://arxiv.org/abs/1107.1622|accessdate=24November2011}}</ref><ref name="debenedetti 42">{{harvnb|Debenedetti|Stanley|2003|p=42}}.</ref>
그러나 10<sup>6</sup>&nbsp;K/s의 속도로 냉각되면 결정 핵생성을 피하게 되어 물은 [[유리]] 상태가 된다. 이 상태의 [[유리 전이 온도]]는 훨씬 더 차가워서 알아내기 쉽지 않지만 연구에 따르면 약 165 K(−108&nbsp;°C/−162.4&nbsp;°F)에 이른다.<ref>{{harvnb|Giovambattista|Angell|Sciortino|Stanley|2004|p=047801-1}}.</ref>

표준 어는점을 넘는 액체는 [[결정]] 구조가 형성되어 고체를 생성할 수 있는 [[핵 생성|핵이나 종자 결정]]이 있을 때 [[결정화]]된다. 그러한 [[종자 결정|핵]]이 없으면 [[상 (물리학)|액체상]]은 [[핵 생성|결정 균질 핵]] 생성이 일어나는 온도까지 유지될 수 있다.<ref name="stack-627687">{{웹 인용|url=https://physics.stackexchange.com/questions/627687/water-freezing-almost-instantaneously-when-shaking-a-bottle-that-spend-the-night|제목=Water freezing almost instantaneously when shaking a bottle that spend the night outside during a frosty night|날짜=2021-04-07|확인날짜=2021-04-08}}</ref>

균일한 핵생성은 [[유리 전이|유리 전이 온도]] 이상에서 발생할 수 있지만, 해당 온도 이상에서 균일한 핵생성이 발생하지 않으면 [[비정질 고체|비정질]] (비결정) 고체가 형성된다.

물은 일반적으로 {{단위 변환|273.15|K|C F}} 에서 언다. 그러나 [[표준 온도 압력|표준 압력]] 에서는 거의 {{단위 변환|224.8|K|C F}} 의 [[핵 생성|결정 균질 핵 생성]] 까지 "과냉각"될 수 있다.<ref>{{저널 인용|제목=structural transformation in supercooled water controls the crystallization rate of ice|저널=Nature|성=Moore|이름=Emily|성2=Valeria Molinero|날짜=24 November 2011|권=479|호=7374|쪽=506–508|arxiv=1107.1622|bibcode=2011Natur.479..506M|doi=10.1038/nature10586|pmid=22113691}}</ref><ref name="debenedetti 422">{{저널 인용|제목=Supercooled and Glassy Water|저널=[[Physics Today]]|성=Debenedetti|이름=P. G.|성2=Stanley|이름2=H. E.|url=http://polymer.bu.edu/hes/articles/ds03.pdf|연도=2003|권=56|호=6|쪽=40–46 [p. 42]|bibcode=2003PhT....56f..40D|doi=10.1063/1.1595053}}</ref>

과냉각의 상업적 응용 분야 중 하나는 [[냉장|냉동]]이다. 냉동고는 음료수를 과냉각 수준으로 냉각시켜<ref>[http://www.chillchamber.hussmann.com Chill Chamber] {{웹아카이브|url=https://web.archive.org/web/20090301174525/http://www.chillchamber.hussmann.com/|date=March 1, 2009}}</ref> 개봉 시 [[슬러시 (눈)|슬러시]]를 형성할 수 있다. 또 다른 예로는 기존 냉동고에 있던 음료를 과냉각할 수 있는 제품이 있다.<ref>[http://www.slush-it.com Slush-It!] {{웹아카이브|url=https://web.archive.org/web/20100123161644/http://www.slush-it.com/|date=2010-01-23}}</ref> [[코카콜라 컴퍼니]]는 영국의 [[스프라이트 (음료)|Sprite]]와 싱가포르의 Coke가 포함된 특수 [[자동 판매기]] 판매했다. 이 자동 판매기는 병을 과냉각 상태로 보관하여 개봉 시 내용물이 [[슬러시]]로 변하도록 했다.<ref>{{잡지 인용|잡지=[[와이어드 (잡지)|Wired]]|출판사=[[Condé Nast]]}}</ref>

과냉각은 매사추세츠 종합병원/[[하버드 의학전문대학원|하버드 의과대학]]의 장기 보존에 성공적으로 적용되었다. 나중에 수용 동물에게 이식된 [[간]]은 과냉각을 통해 최대 4일 동안 보존되었으며, 이는 기존 간 보존 방법으로 달성할 수 있는 한계의 4배이다. 간은 {{단위 변환|-6|C|F}} 의 온도로 과냉각되었다. 추운 온도로 인한 결빙 및 부상을 방지하는 해결책이다.<ref>{{저널 인용|제목=Supercooling enables long-term transplantation survival following 4 days of liver preservation|저널=Nature Medicine|성=Berendsen|이름=TA|성2=Bruinsma|이름2=BG|연도=2014|권=20|호=7|쪽=790–793|doi=10.1038/nm.3588|pmc=4141719|pmid=24973919|성3=Puts|이름3=CF|성4=Saeidi|이름4=N|성5=Usta|이름5=OB|성6=Uygun|이름6=BE|성7=Izamis|이름7=Maria-Louisa|성8=Toner|이름8=Mehmet|성9=Yarmush|이름9=Martin L}}</ref>

== 각주 ==
{{각주}}

== 같이 보기 ==
* [[비결정질 고체]]
* [[냉각]]
* [[슬러시]]
* [[비얼음]]

{{물질의 상태}}
{{전거 통제}}
{{토막글|화학}}

[[분류:열역학적 과정]]
[[분류:응집물질물리학]]
[[분류:물리학 개념]]