▲ 액체 제어 기술의 도식도 [자료=ETRI]

[헬로티]
미래창조과학부는 그래핀이 코팅된 미세 금속 그물망을 이용하여 물의 움직임과 흐름을 전기로 자유롭게 제어하는 기술이 개발됐다고 밝혔다.

KAIST 기계공학과 오일권 교수와 유승화 교수는 표면청소, 방수표면, 제습공조, 부식방지, 저항감소 등 다양한 수처리에 적용 가능한 액체 거동 제어 장치의 개발을 위해 연구를 진행했다.

연구팀은 그래핀이 코팅된 마이크로미터 단위 틈의 금속 그물망에 갇힌 물을 전기장을 가해 투과시키거나, 표면에 놓인 물방울의 모양을 바꾸는 등 ‘전기습윤현상’을 이용하여 물의 움직임과 흐름을 전기로 제어하는 방식의 기술을 개발해 수(水)처리 장치에서의 다양한 활용 가능성을 제시했다.

연구팀은 이를 이용해 그래핀 그물망으로 가둔 물탱크의 물을 전기를 가해 내보내는 장치나, 물방울을 층층이 위치한 그래핀 그물망들의 가장 위에서 아래로 전기를 이용해 이동시키는 장치 등을 개발했다. 실험결과, 그래핀 코팅이 금속의 부식을 막아 수처리 환경에서도 장시간 사용이 가능했다.

이 기술은 필요에 따라 물의 흐름을 막거나 통과시키는 제어장치를 제작해 다양한 미세유체 장치, 방습 및 제습 장치, 차세대 수(水) 처리장치, 혹은 물에 대한 마찰저항 조절이 필요한 선박과 플랜트 등에 사용할 수 있다. 이들 분야에서 요구되는 액체의 정확한 거동제어와 소형화, 장시간 사용 등의 기능을 갖춘 소재/소자의 원천 기술로의 적용이 기대된다.
 
오일권 교수는 “이 연구는 기존 연구에서 나타났던 금속의 부식 현상 및 물이 젖는 정도를 조절할 수 없었던 문제를 그래핀이 코팅된 그물망 구조로 극복하면서 마이크로 수준에서 액체의 움직임과 젖음성을 제어할 방법을 개발한 것이다”라며, “방습 및 제습, 미세유체, 해수 담수화, 차세대 수(水) 처리 장치 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것이다”라고 연구의 의의를 설명했다.

한편, 오일권 교수·유승화 교수 공동연구팀은 미래창조과학부 기초연구사업의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구결과는 국제적인 학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communication) 10월 31자에 게재되었다.

김지환 기자 (ueghqwe@hellot.net)