[세종 = 뉴스핌] 김범주 기자 = 숭실대학교는 본교 기계공학부 홍지우 교수 연구팀이 미국물리학협회(American Institute of Physics)에서 발간하는 국제학술지 'Physics of Fluids'에 논문을 게재했다고 17일 밝혔다.

'Physics of Fluids'는 유체 및 플라즈마 분야에서 세계적으로 권위있는 학술지로 알려졌다. 해당 분야 총 40개의 저널 중 2위(JCR 상위 5%)에 랭크된다.

/제공=숭실대학교

홍 교수 연구팀이 게재한 논문 제목은 '직류 전기습윤기술을 이용한 소수성 표면에서의 기포 탈착 거동에 대한 연구'(Experimental study of the detachment behavior of bubbles of different sizes from a hydrophobic surface immersed in a liquid pool using direct current electrowetting actuation)이다.

이 연구는 미세유체시스템에서 발생하는 예기치 않은 기포가 유체 흐름을 방해하고, 압력 변동이나 전단력 변화를 초래해 시스템 성능을 크게 저하시킬 수 있다는 문제에 집중했다.

마이크로 연료전지, 미세 열교환기, 생화학 분석 장치와 같은 열·유체시스템에서 이러한 기포 문제는 장치 효율을 심각하게 저해하는 주요 원인으로 작용한다.

홍 교수 연구팀은 전기력을 이용해 유체의 젖음성(wettability)을 제어하는 전기습윤(electrowetting) 기술을 적용, 다양한 크기의 기포를 소수성 표면으로부터 효과적으로 제거할 수 있는 방법을 제시했다.

또 실험과 이론 분석을 통해 기포의 부피, 임계 제거 전압, 제거 시간 간의 상관관계를 도출하고, 미세유체시스템에서 기포 제거를 위한 최적화된 설계 방향을 제시했다.

홍 교수는 "생의학 응용을 위한 미세유체시스템에서의 불필요한 기포 제거를 비롯해 열교환기와 냉각 시스템 등 열관리 장치에서 풀비등(pool boiling) 과정의 열전달 효율을 크게 향상시키는 데 기여할 것"이라고 말했다.

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