나노미터 너비, 초미세 액체 흐름 알아맞힌다

2016.10.12 19:39

 

연구를 진행한 울산대 기계공학부 ‘보 꾸옥 쯔엉’ 박사과정생(왼쪽)과 지도교수인 김보흥 교수. - 울산대 제공
연구를 진행한 울산대 기계공학부 ‘보 꾸옥 쯔엉’ 박사과정생(왼쪽)과 지도교수인 김보흥 교수. - 울산대 제공

국내 연구진이 나노미터(10억 분의 1m) 너비로 흐르는 액체의 흐름을 정확하게 예측할 수 있는 새로운 수학적 모델을 제시했다.

 

김보흥 울산대 기계공학과 교수팀은 ‘초미세유체’의 흐름을 예측할 수 있는 새 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 초미세유체의 움직임을 정밀하게 예측할 수 있으면 약물을 전달하는 초미세 주사기, 혈액 속 노폐물을 거르는 필터기 등의 각종 의료기기의 정밀도를 큰 폭으로 높일 수 있다.

 

우리 몸을 흐르는 혈액, 자동차 속 윤활유 등, 우리가 눈으로 볼 수 있는 액체는 그 흐름을 쉽게 예측할 수 있다. 에너지 보존법칙을 적용하면 액체가 흐르는 세기, 액체가 흐르며 발생하는 열과 그 분포도 정확히 알 수 있다. 반면 현미경으로 들여다봐야 볼 수 있는 초미세유체는 그 흐름을 예측하기가 어려웠다.

 

김 교수팀은 현재 쓰이고 있는 예측모델의 오차가 커 신뢰하기 어렵다는 점에 주목하고, 기존 예측모델을 분석해 새로운 수식을 도출해냈다. 초미세유체의 경계면에서는 분자들 간의 인력 때문에 점도나 밀도에 불균형이 생긴다는 것에 착안하고, 그 원인을 크게 4가지로 나누어 분석한 결과를 반영해 새로운 수식을 만들어냈다.

 

논문을 게재한 출판사 측은 이번 연구에 대해 ‘기존 초미세유체장비들의 예측 한계를 극복할 수 있는 뛰어난 연구’라고 평가했다. 김 교수는 “의료기기를 포함한 나노 관련 산업에서 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다.

 

이 연구결과는 과학저널 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)' 9월 21일자에 게재됐다.

 

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