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    (연구자 인터뷰)

    연구자 인터뷰는 기계.건설공학 분야의 종사자의 추천 및 자체 선정을 통해 선발된 우수 연구진을
    직접 방문하여 연구 정보를 취합하여 제작하고 있습니다. 주변에 알리고자 하시는 분이 계시면
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    • 조성진 교수
      나노 가공기술을 활용한 고효율 필터 구조물 제작 연구
      조성진 교수(충남대학교 기계공학부)
      이메일:scho at cnu.ac.kr
      장소:충남대학교 공대 4호관 324호
      1525 2 1
    안녕하세요. 메트릭 회원 여러분!
    나노 가공 필터는 나노섬유가 활용되는 가장 대표적인 분야입니다. 100~150nm 굵기의 나노섬유를 나노 크기의 구멍만 허용하며, 서로 엮으면 이전의 필터보다 훨씬 개선된 성능 구현이 가능합니다. 특히 나노섬유는 공극률(전체 면적 대비 빈 공간 비율)이 매우 높으므로 아무리 구멍을 초미세 크기로 만들어도 기체나 액체를 쉽게 통과시킬 수 있습니다. 즉, 기체나 액체 내에 있는 극초미세 입자도 걸러낼 수 있습니다.

    오늘 인터뷰에서 만나 보실 조성진 교수님(충남대학교, 기계공학과)은 POSTECH 기계공학과 통합과정 홍성경씨와 임근배 교수팀과 함께 공동연구를 통해 물속에서 기름이 스며들지 않는 수중 초발 유성 셀룰로스 기반의 나노섬유 멤브레인(막)을 제작하는 데 성공하셨습니다.

    그럼 교수님을 직접 찾아뵙고 자세한 이야기 나눠보도록 하겠습니다.





    1. 지금 교수님께서 하고 계시는 주요 연구에 대한 간단한 소개 부탁드립니다.

    저는 충남대학교 기계공학부 소속으로 되어 있고요. 연구실은 첨단 기계 설계 연구실입니다. 제가 연구하는 분야는 크게 세 가지 정도라고 볼 수 있는데요. 첫 번째는 마이크로/나노 공정기술을 이용하여 첨단 필터 구조물을 만드는 연구, 두 번째는 MEMS 공정 기술을 활용해 첨단센서를 만드는 것들, 최근에는 센서를 통해 나왔던 데이터 신호를 수집하고, 머신 러닝 통해 새로운 알고리즘(모니터링 및 진단)을 개발하는 것까지 포함해서 세 가지 연구를 하고 있습니다.


    2. 연료 기름에서 물 액적을 분리하는 데 사용되는 필터의 효율성을 입증하려면 지속적이고 시기적절한 입도 분석이 필요하다고 들었습니다. 어떤 방식(과정)과 원리로 분석되는 건지 자세히 설명 부탁드립니다.

    마이크로/나노 구조물을 가지고 새로운 필터 구조 만드는 연구를 많이 수행하고 있는데요. 그걸 하기 위해서는 필터 종류도 사실 좀 다양합니다. 크게 물기름 분리용 수처리 필터도 있고요. 최근 미세먼지가 많이 발생하고 있기 때문에 미세먼지를 거를 수 있는 미세 먼지 제거 필터도 연구하고 있습니다. 그 외에도 정수를 위한 막 증류법에 관련된 분리막 기술 필터 등도 만들고 있습니다.



    물기름 분리 필터의 경우 입자를 거르기 때문에 입자를 색출하는 게 매우 중요한데요. 물하고 기름을 분리하는 경우에는 에멀전(emulsion)이라고 불리는 게 있거든요. 물 덩어리 또는 기름 덩어리 작은 구조물인데, 에멀전이라 불리는 작은 입자를 어떻게 분리할지가 가장 주요한 관건이라 볼 수 있습니다. 가장 간단한 건 사실 현미경으로 관찰을 하는 방법도 있고요. 두 번째는 빛을 쏴서 산란하는 정도를 가지고 입자의 크기를 재는 방법이 있습니다.




    DLS(Dynamic light scattering)라 불리는 입자의 광 산란도를 통해 측정하는 방법도 있는데요. 그 외에도 Electrophoretic light scattering(ELS)라 불리는 전기영동을 통해 전기장을 걸어서 입자를 걸러 측정하는 방식도 있습니다. 마지막으로는 물-기름 분리의 경우에는 기름이 일반적으로 탄소를 포함하고 있기 때문에 그 안에 있는 탄소량을 측정해서 입자가 에멀전이나 얼마만큼 들어 있는지 등을 측정하는 방법들이 있습니다.


    2-1. 굉장히 좀 다양한 방법들이 쓰이네요?

    예, 아무래도 저희가 하는 것들이 입자가 되게 작고 미세하고, 또 측정 방법마다 오차나 틀이 다르거든요. 그래서 측정 방법에 따라 이용률에 맞게 사용을 하고 있습니다.


    3. 현재 기름이 해상에 유출되면 오일펜스나 분산제를 뿌려 기름 입자를 바다 밑으로 가라앉게 하는 방법을 사용하는데요. 오일펜스의 경우 해수의 흐름, 바람, 파도 등 환경에 의해 많은 영향을 받고, 분산제의 경우 화학 약품을 사용하므로 환경오염에 대한 문제가 있습니다. 그럼 교수님께서 연구하신 고효율 필터 구조물은 장, 단점이 무엇인지 궁금합니다.



    요즘 해양의 기름 오염은 매우 문제입니다. 최근 미국에서 셰일 가스나 셰일 오일이라고 불리는 것들을 개발하고 있는데요. 그 원리가 쉽게 말한다면 셰일 층에 있는 물하고 기름 층을 물을 강하게 쏴서 부숴서 끌어내게 되는데, 이때 물하고 기름이 섞인 상태로 분출되게 됩니다. 사실 기름을 분리하는 과정에서 엄청나게 많은 오염수가 발생하거든요. 즉 대량의 물을 통해 hydraulic fracturing란 기법으로 에멀전 상태로 물기름을 얻게 되며, 이때 나오는 flow back water도 기름에 오염되어 미국의 큰 문제로 대두되고 있습니다. 우리나라는 셰일 가스가 안타깝게도 없지만, 미국의 셰일 가스를 할 수 있는 곳에서는 해양 오염뿐만 아니라 물 입자-기름 입자들을 분리하는 게 매우 중요한 길입니다.

    매우 중요한 만큼 저희가 연구한 에멀전을 분리할 수 있는 기술에 해양 오염 물질들을 빠르게 거를 수 있게 하는 것이 연구의 가장 핵심입니다. 분산제 경우 화학적인 물질이다 보니 아무래도 계면활성제가 포함되어 있고, 여러 가지 물질이 있으면 오염의 문제가 되어 물리적으로 분해, 분리가 필요합니다. 그래서 우리 연구실에서는 이를 해결하기 위해 자연모사 공학을 활용하였습니다. 초발수성, 초발유성 등을 현상을 이용한 것인데 본 연구에서는 초친수성을 이용한 초발유성 구조를 제작하였습니다.




    널리 알려진 연잎을 이용하여 초발수성 특성으로 새로운 필터 구조물과 표현 특성을 변화 시켜 연구하는 건데요. 저희가 만든 구조물을 초친수성이라고 물을 잘 흡수할 수 있는 구조로 만들어서 기름이 달라붙지 않도록 설계를 하여 최대한 기름을 거를 수 있고, 물을 투과시킬 수 있도록 설계했습니다. 기존에 있는 다른 방식에 비교하면 친수성 구조물을 이용하기에 효율이 굉장히 높고요. 또 기름이 달라붙지 않기 때문에 필터의 수명이 상대적으로 좀 깁니다. 효율적인 측면이나 수명적인 측면에서는 큰 장점을 가질 수가 있습니다.



    즉 물과 기름이 섞여 있을 때 물을 최대한 흡수할 수 있도록 하여 기름이 표면에 달라붙지 않도록 하면 초진수성이 되게 됩니다. 상대적으로 기름은 표면에 달라붙지 못하는 구조가 되는데 이를 통해 초발유성 표면을 만들게 됩니다. 본 방법은 물이라는 매개체가 있어 기름이 직접 필터를 오염시키지 않는다는 장점을 가져, 수명이 길고 초발유성 특성이 매우 뛰어납니다. 또한 친수성 구조를 가지고 있어 필터 유량이 매우 높을 수 있습니다. 저희가 만든 나노섬유 기반 이 필터는 기존대비 수배에서 수십 배 이상의 처리 유속을 가짐을 확인하였습니다.






    단점이라고 한다면 초발유성이라는 특성인데, 물이라는 매개체를 쓰기 때문에 항상 물에 적혀진 상태를 유지해야 한다는 점입니다. 물속 에서만 발생하는 현상을 만들거든요. 그렇기 때문에 이 필터가 말라버리면 이 기능이 없어지게 되죠. 그런데 아시다시피 물하고 기름은 항상 섞여 있는 상태로 존재하기 때문에 관리만 잘해준다면 크게 문제는 없는 상태가 될 것 같습니다.


    4. 셀롤로스 재질을 사용하면 기존 다른 재료보다 어떻게 다른 것인지 궁금합니다.



    셀룰로스는 자연에서 만들어진 폴리머의 일종입니다. 나무, 종이에서 나오는 자연적인 폴리머 일종인데요. 가장 큰 장점은 자연 속에서 있는 물질이기 때문에 생체에 적합한 구조이죠. 자연 친화적인 특성이 있어 생분해성뿐 아니라 독성도 없는 재료입니다. 분해가 될 수도 있고, 환경을 파괴하지도 않기 때문에 이 필터 자체의 성능적인 측면도 그렇지만 재료적인 측면에서 오염을 방지하기 위해서 만든 구조물이 다시 오염을 일으킨다면 문제가 발생하니까 간단히 종이 가지고 필터를 만들었다고 보시면 될 것 같고요. 아무래도 종이를 기반으로 만들었기에 가격도 저렴하고 자연에서 얻기도 쉽기에 여러 가지 장점을 갖고 있습니다.


    5. 해양오염 확산을 막기 위해서는 매우 빠른 속도로 기름과 물이 분리되어야 한다고 생각합니다. 분리되는 속도가 어느 정도일까요?



    저희가 만든 필터의 경우 친수성 구조물을 이용해서 만들었는데요. 수치만 따진다고 약간 120,000 Lm^-2/h^-1 약간 어려우실 것 같은데요. 쉽게 말씀드리면 1㎡의 면적의 필터가 시간당 120톤 정도를 분리할 수 있는 정도이니 꽤 빠른 속도라 볼 수 있습니다. 다른 것에 비하면 수 배에서 수십 배 이상 빠른 속도가 나온다고 보실 수 있고요. 기회가 되다면 동영상을 보시면 좋을 것 같은데요.





    그냥 부으면 쭉 걸러지는 형태로 거의 실시간으로 걸러지는 것을 볼 수 있을 정도로 빠른 형태를 띠고 있습니다. 그래서 속도 측면이나 효율 측면에서는 매우 우수하다고 볼 수 있습니다.




    6. 그 외 교수님께서 고정밀 변형율 나노 변위 센서 제작과 이를 이용한 진단용 스마트 글러브 개발을 하셨다고 들었습니다. 이 연구에 대한 자세한 설명 부탁드립니다.

    우리 연구실에는 다양한 걸 하는데요. MEMS라 마이크로/나노 공정을 기반으로 하다 보니 필터 외에도 센서 및 계측 기술 등을 연구하고 있습니다. 크게 센서와 모니터링 시스템을 개발하고 있는데요. 센서 경우 자연 속에 거미 발을 모사해서 작고 민감한 센서를 만들었습니다. 변형을 측정할 수 있는 센서인데요. 나노 변위 센서는 거미의 발을 모사한 구조로 미세한 나노 크랙 구조를 이용해 고감도의 변위를 측정할 수 있는 기술입니다. 저희는 움직임을 측정할 수 있는 웨어러블 센서 구조로 제작했습니다.

    일반적으로 상용화가 된 일반적인 변형을 측정하는 센서가 스트레인 게이지(Strain Gauge)라는 게 있는데, 민감도가 Gauge Factor(GF)가 1, 2 정도 밖에 나오지 않고, 작동할 수 있는 범위도 약 5% 정도 밖에 안 나오는데요. 저희가 만들었었던 것들은 민감도가 한 50 이상이고 작동 범위도 150% 이상입니다. 쉽게 말하면 민감하고 더 넓은 걸 측정할 수 있는 센서를 만들어서 몸에 부착해서 호흡이나 맥박 같은 것도 재고요. 팔, 고관절의 움직임까지 한꺼번에 측정할 수 있도록 다목적형 센서를 개발하였습니다. 요즘 많이 쓰이는 웨어러블 장치에 적용할 수 있도록 하는 센서를 만드는 것도 진행하고 있습니다.

    또한, 센서에 나오는 신호를 처리하는 기술도 연구하고 있습니다. 특히 작년에는 매우 더웠었죠? 폭염에 2018년도 천안 아산 구 군의 KTX 레일이 70km/h 이하 감속 운행하거나 올해에는 탈선하는 사고가 있었습니다. 보통 레일의 온도가 60도를 넘어가게 되면, 70km/h 미만으로 서행 운전을 하는데요. 올해 경우 탈선사고도 한 번 있었습니다. 그게 다 불볕더위와 관련된 일인데요. 우리 연구실에서는 코레일과 국토부와 함께 온도를 계측하는 시스템을 만들고, 이를 통해 전국의 레일의 온도를 빅데이터로 예측하는 프로그램을 만들었습니다. 레일의 온도가 몇도 까지 올라갈지를 예측할 수 있는 알고리즘을 개발하는 것을 수행하고, 그와 관련 센서 연구들도 같이 수행하고 있습니다. 이 시스템을 이용하면 기상청 데이터를 통해 레인의 온도를 예측할 수 있어 안전운행에 크게 도움이 될 것이라 생각합니다.


    7. POSTECH 기계공학과 통합과정 홍성경씨와 임근배 교수팀과 함께 어떻게 공동 연구를 진행하시게 되었는지 궁금합니다.

    제가 충남대학교에 재직한 지 6년 정도 되고 있는데요, 사실 임근배 교수님은 저희 지도교수님이셨고요. 지금 나왔던 논문들이 제가 대학원이나 Post-doc하는 시절에 아이디어를 갖고 시작해서 구현하다 보니 교수님과 같이 인연을 계속 이어가 공동 연구를 실행했습니다. 홍성경 학생은 후배로서 나머지 연구를 같이 수행하였습니다. 항상 지도교수님한테 감사하다고 생각하고 있고요. 앞으로 공동연구를 통해 좋은 결과물을 더 얻고자 합니다.


    7-1. 연구 진행 중 어려운 점은 무엇이며, 어떻게 해결해 오셨는지 알려주세요.

    사실 연구 자체가 어렵다기보다는 많은 분이 그러시겠지만 대부분 연구비를 확보하는 것. 연구하려면 돈이 필요하다는 걸 느낍니다. 저희가 하고 싶은 것만 할 수 있는 건 아니니까요. 그리고 다양한 생각을 하는 학생들을 지도해서 결과를 정리하는 것이 가장 어려운 것 같습니다. 이 친구들하고 어떻게 같이 공동의 연구 결과물을 만들까 이런 고민을 많이 하고 있습니다.

    연구비 경우는 어쩔 수 없이 열심히 과제를 쓰고, 여러 가지 노력해야 하는 것들 있구요. 그리고 학생들 경우는 제 목표와 학생 목표가 일치된다면 무엇이든 할 수 있으니까 교수가 하고 싶은 것을 학생들한테 시키는 방식이 되면 아무래도 재미가 없지 않습니까. 똑같은 일을 하더라도 약간의 방향성을 학생이 도움이 될 수 있도록 약간 틀고, 저도 약간에 있는 합의점을 제시한다면 둘 다 목표달성 할 수 있을 것 같습니다.

    학생들은 연구자 이전에 교육자라고 생각하기에 학생들에게 도움이 될 수 있도록 주제와 방향을 조절해서 즐겁게 연구하려고 노력하고 있습니다.


    8. 자연 순환 필터링을 위한 친환경 고효율 나노 섬유 코팅 시스템을 개발하셨다고 하는데요. 어떤 건지 궁금합니다.

    제가 필터를 만들다 보니 가장 이슈 되는 게 미세먼지가 되었습니다. 어떻게 해결할 수 있을까. 우리가 할 수 있는 일은 뭘까. 고민하다가 아이디어가 나왔던 것들이 일반적으로 필터하면은 공기청정기를 통해서 내부 환기를 하는데요. 가장 큰 문제점이 필터에는 걸러지지만, 문을 닫고 있게 된다면 이산화탄소가 공기 중 높아진다든지 아니면 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs ) VOC라고 불리는 여러 가지 화학적인 것들을 어떻게 할 수가 없어서 아이들이 있는 집, 학교는 문을 열어야 하는데요. 못 열게 되어 이산화탄소가 높아지고, 집중력이 떨어지며 반드시 자연 환기가 필요합니다. 어떻게 해결 할 수 있을까 해서 일단 나노 섬유를 방충망 같은 곳에 코팅할 수 있도록 하게 되면 우리가 생각하는 자연 순환, 바람 같은 것에 의해 미세 먼지가 걸러지고, 외부에 있는 좋은 것들을 들어 올 수 있도록 만들 수 있다면 이런 아이디어를 가지고 프로젝트를 시작하게 되었습니다.



    요즘 판매되는 방충망은 창문에다가 붙이는 타입으로 사실 대단히 두껍고, 빛도 안 들어오거든요. 그리고 안타까운 점은 생각보다 미세먼지가 안 걸러집니다. 저희가 측정을 한 바로는 거의 50% 정도 밖에 안 걸러집니다. 실제 미세먼지를 거르는 기능도 거의 없고, 저희가 나노 기술을 가지고 한 번 적용해보자 해서 필터를 만든 타입이 두 가지인데요.

    여기 둘 다 비슷해 보이시지만 잘 보시면 얘는 아무것도 없는 거고요, 이건 저희가 나노 섬유를 코팅 칠 한 필터입니다. 약간 하얗게 되어있죠? 아무것도 없는 겁니다. 저희가 만든 필터는 미세먼지를 거를 수 있는 필터인데요. 지금 프로젝트는 방충망에다가 필터를 코팅하는 것입니다. 그렇게 하면 공기 청정기 같은 게 아니라 문을 열 수 있는 자연 순환도 되고, 미세먼지 필터도 되는 연구를 하고 있습니다.



    저희가 필터 구조만 있으면 어느 정도 필터링되면 사실 일회성으로 못 쓰게 되거든요. 저희가 만든 장치는 빛 투과율도 거의 90퍼센트 이상 가까이 되고요. 필터 효율도 저희가 KF기준으로 했을 때 94나 보통 80을 많이 쓰시는 데 거의 그 정도 스케일보다 더 나은 수준으로 구현될 수 있어 현재 실험 결과물은 거의 다 만들어졌고, 최종적으로 10월경 실외 테스트를 진행해 보려고 하고 있습니다.

    관심있는 업체들이 있어 실용할 수 있는 지 상의하고 있습니다. 미세 먼지를 해결할 수 있는 원천적인 방법은 아니지만 저희가 조사를 해보면 사람들이 실내 생활하는 비율을 따지면 거의 총 24시간 중에 21시간을 실내에서 생활한다고 합니다. 그러니까 실내에서 필터링만 제대로 할 수 있다면 미세먼지를 저감할 수 있으니 그 부분을 목표로 미세먼지 필터를 만들고 있습니다.




    9. 연구 중에 코레일과 함께 연구를 하고 개발을 하고 계신다는데요. 장대레일 종방향 레일축력 측정장치 개발에 대해 자세하게 설명 부탁드립니다.




    이론적으로 보면 서울에서 부산까지 레일이 요즘에 붙어 있습니다. 용접해서 붙여 놨거든요. 아마 KTX 타시면 옛날과 다르게 덜컹거리는 게 없었을 텐데요. 용접해 붙여 놓으면 더운 날 늘어나게 됩니다. 그러면 휘어지게 되는데요. 보통 강하게 잡고 있어 고정하는데, 그렇게 되면 너무 높은 온도에서 휘어질 수가 있습니다. 그래서 그것을 해결하기 위해 여러 가지 방법을 쓰는데요. 저희가 센서 및 계측 분야를 연구하다 보니 레일에 있는 온도를 측정하고, 어느 부분을 측정해야 할지, 그리고 어떻게 하면 알고리즘이 될지 고민해보았습니다.

    최근에는 나아가 기상청 데이터를 가지고 레일의 온도를 예측할 수 있지 않냐고 해서 빅데이터를 모았습니다. 3년 거의 지금 4년 가까이 데이터를 모아놨거든요. 아마도 이렇게 데이터를 모아 놓은 곳이 전국에 세계적으로도 별로 없는 것 같은데요. 저희가 데이터를 가지고 요즘 머신 러닝이라고 하는 연구를 하고 있습니다. 머신 러닝이라고 엄청 좋은 툴이라고 보시면 될 것 같습니다. 머신러닝을 이용하여 기상청의 데이터를 레일의 온도를 예측할 수 있는 모델로 만들고요. 그것을 이용하여 미리 편의적으로 내일 레일의 온도가 이만큼 올라갈 수도 있다고 코레일 측이 알게 된다면 좀 더 효율적 운영이 가능할 것 같아 그러한 프로젝트도 운영하고 있습니다.


    10. 2014년 고분자 연구소에 재직하셨다는데요. 어떤 연구를 하셨는지 궁금합니다.

    필터와 연관이 있는데요. 사실 저는 기계 공학 전공인데요. 대학원 시절 저희가 만들어진 섬유를 가지고 구조물을 만들었는데요. 그 당시에 필터라는 게 지금도 많이 쓰이는 고어텍스(Gore-tex)란 게 있잖습니까. 방수 투습 망이라 불리는데요. 가스가 투과 시 그 물은 들어가지 못하는 막 구조물입니다.

    대학원 마칠 때 더 나아지는 형태로 새로운 구조물을 만들었습니다. 고어텍스보다 훨씬 더 뛰어난 구조물. 고어텍스는 사실 잘 늘어나지 않습니다. 그런데 제가 만들었던 구조물은 거의 300%까지 늘어날 수도 있고, 발수성도 훨씬 더 뛰어난 구조물을 만들어 고분자 연구소 재직 당시에도 많은 도움이 되었습니다. 마이크로나노를 연구하다 보니 나노 스케일이나 재료에 많은 학식이 필요합니다. 고분자연구소에서 잠깐 몸담으면서 재료적인 것들을 개선하는 연구를 했었습니다.

    기계만 아니고 요즘에는 워낙 다양하게 연구하기 때문에 거의 모든 전기적인 것도 있고, 재료적인 것도 있고 다양하게 연구했던 것 같습니다.


    11. 보행보조기, 미세섬유 제작용 휴대장치, 습도센서 및 그 제조방법 등 특허를 내신 게 굉장히 많은데요. 특허에 대해서도 이야기를 해주세요.


    학부생들과 함께 연구했던 특허인데요. 대학교에서 캡스톤 교육이라든지 여러 가지 업무를 하다 보니 학생들의 아이디어를 가지고 생활 속에 있는 문제점을 해결하는 것들도 교육하고 있습니다. 연구실의 스타일을 보면 좀 다양하게 연구를 하거든요. 연구실 이름도 되게 구체적이지 않고 두루뭉술하게 잡아 놓은 게 하고 싶은 다양한 걸 해보자 하여 학생들이 관심이 있다고 한다면 충분히 가능한 상태이고, 자유롭게 연구할 수 있도록 지도하는 편입니다. 대학원생들이 저희 연구하는 분야와 조금 동떨어졌지만 새로운 아이디어를 내는 예도 있고요.




    보행기 경우는 학부 4학년 학생들과 함께 아이디어를 내서 한 번 만들어본 것인데요. 학생들에게 특허를 낸 다음에 졸업하면 아시겠지만 사회 나가서도 좋은 경험이 될 수 있어 진행하게 되었습니다. 저는 연구 참여하는 학생들한테 취직하더라도 특허나 학회 발표의 기회를 항상 주려고 하거든요. 그러다 보니 다양한 특허들이나 다양한 연구 결과물 나온 것들이 좀 있습니다.


    12. 가장 기억에 남는 특허가 있다면.

    섬유 구조물 가지고 화장품 비슷한 걸 만든 것들이 있습니다. 좀 재미난 얘기인데요. 사실 시작은 비슷한데 응용처가 달라진 건데, 피부에 직접 나노 섬유를 코팅하는 장치를 만들었습니다. 재밌는 것은 섬유가 일반적으로 대단히 복잡한 구조나 돈이 많이 들어가는 형태가 대다수인데요. 저희가 개발한 장치는 손바닥만 하게 만든 장비였는데, 나노 섬유를 만들 수 있고, 단가가 1만 원~2만 원 정도 가격이 될 수 있는 스케일로 제작했습니다. 재료를 바꾸거나 여러 가지 상황을 바꾸게 된다면 다양한 분야에 적용할 수 있습니다.

    예를 들어 의류용이 될 수도 있고, 아니면 화장품이 될 수도. 이 경우 특허를 쓰는 데 원천적인 특허가 될 수도 있으니까 되게 열심히 썼습니다. 변리사분도 특허청에서 특허 등록하다가 이건 처음 특허인 것 같다고 이건 정말 열심히 써야 한다고 말씀하셔서 되게 열심히 썼었던 특허이었습니다. 그런 것들이 기억에 남네요.

    이 섬유를 만약에 몸에 코팅할 수 있게 된다면 기능성은 대단히 다양할 수 있습니다. 예를 들면 소방대원을 말씀하셨는데요. 불에 노출되면 선크림을 발라 보면 아시겠지만 녹아버리지 않습니까. 여기에 나노 구조물을 만약에 붙이게 된다면 거의 피부와 비슷한 형태를 띠고 있는데 녹지 않거든요. 그러니까 소방대원들의 피부를 보호할 수도 있고, 특수한 환자들, 피부암 환자들 등 사람들 피부에 적용할 수 있으면 새로운 가능성을 보여줄 수도 있죠. 나아가 특히 화장품으로 발전될 수도 있겠죠. 실제 나노기술을 사용할 수 있게 하는 게 저의 연구의 관심사다 보니 실생활적인 측면에 많은 관심을 두고 연구하고 있습니다.


    13. 교수님께서 생각하시는 나노 가공기술을 활용한 여러 연구들에 대한 국내 상황과 국외상황을 구체적으로 비교해 주신다면 어떤 실정인가요?

    일단 나노 파트가 사실 요즘 한 몇 년 정도 전까지 되게 핫한 분야였는데요. 학문적인 측면에서는 우리나라에 있는 나노 마이크로 관련된 연구는 세계적으로 봤을 때도 가장 최상위권이라고 볼 수 있습니다. 논문들은 사실 질 좋은 논문들이 대단히 많이 나오고 있습니다. 아쉬운 점이라 한다면 나노 연구가 진짜 논문을 위한 논문 또는 기술을 위한 기술만 되고 학교에서만 있다가 사라져 버리는 연구가 많습니다. 상용화가 되거나 실제로 쓰이는 일들이 사실 뉴스는 화려하게 나오는 데에 비해 실제로 그렇지 않은 경우가 많아서 아직 우리나라에는 학문적으로는 논문이 많지만, 해외에 비하면 실용적인 것들, 활용적인 것들은 많이 부족한 것 같다고 차이가 있을 것 같습니다. 이제는 나노라는 환상과 논문을 굴레에서 벗어나 상용화 할 수 있는 원천 기술개발이 필요하다고 생각합니다.


    14. 이런 연구에 힘입어 앞으로 연구 계획 중인 연구나 또 다른 목표가 있으신지 궁금합니다.

    필터 경우는 초발유성 구조물을 이용했던 것들인데요. 나노 스케일에 있는 에멀전, 조그마한 입자를 거르는 게 생각보다 쉽지는 않습니다. 최근 저희 연구실은 미국의 MIT 연구진하고 공동연구를 수행하고 있는데, 지금 연구했던 것들의 다음 버전이 되겠습니다. 나노섬유와 전기장을 이용하는 방식인데 나노 크기를 포함한 모든 스케일의 에멀전을 분리할 수 있을 뿐 아니라 이온까지 제거할 수 있고 유속도 기존 물리적 필터 대비 수백배 빠른 신개념 필터를 만들었습니다. 현재 결과는 나왔고, 논문 정리 중인데 매우 혁신적인 구조라 전 세계적으로 큰 관심을 받을 수 있을 것이라 생각합니다.

    또한 현재 미세먼지를 제거할 수 있는 투명하고 환기 가능한 필터를 만들고 있습니다. 90%이상의 광투과도를 가지면서 HEPA필터에 육박하는 제거효율을 가지고 있습니다. 이를 상용화 하기위해 기업들과 협업해보고자 합니다.

    나노 기술은 사실 눈에 보이지 않고 자그마하다 보니 환상을 갖고 있는데요. 그러다 보니 실제 실용화, 상용화가 되지 않는 경우가 많습니다. 저의 목표는 조금 더 쓸 수 있는 나노 기술이나 마이크로 기술을 만들고, 그 부분에 중점을 두고, 목표로 설정 열심히 하고 있습니다.


    15. 지금 이 영상을 보고 공부하고자 하는 학생들이 많을 것 같은데요. 그 분들에게 조언 말씀 부탁드리겠습니다.

    가장 중요한 것은 연구는 즐기면서 해야 한다고 생각합니다. 똑똑한 사람은 노력하는 사람을 이길 수 없고, 노력하는 사람은 즐기는 사람을 이길 수 없다는 말도 있지 않습니까. 과정은 힘들겠지만 새로운 것을 개발한다는 것을 즐기면 연구하는 삶을 행복하지 않을까 합니다.

    농담이지만 변호사나 검사는 친구가 행복하고, 의사는 보통 가족들이 행복하고, 연구자는 자기만 행복하다. 아마 대학원생들이 많을 것 같은데요. 제 생각에는 어차피 하게 될 일은 좀 더 즐겁고, 또 새로운 일을 만든다는 거 아무나 할 수 있는 일은 아닌 거든요. 좋은 일이니까 재미를 느끼면서 하면 좋은 성과도 얻고, 또 얻을 수 있는 다른 혜택들도 있고, 본인도 행복하게 되지 않을까 최대한 즐겁게 연구를 했으면 좋겠습니다.


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    전체댓글 1

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    |2019.10.23
    신기할 정도로 기름과 물이 빨리 분리가 되는군요.. 이 거름막을 다른 필터와 같이 물정화 용도로도 사용이 가능할거 같다는 생각이 드네요. 거름막에 기름이 달라붙어 버리면 사용이 불가능해지는데. 장점이 여러가지로 많은거 같습니다.
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