기계 류재춘 박사ㆍ강관형 교수

우리대학 연구진이 무극성 액체를 전기력을 이용하여 이송시킬 수 있는 마이크로 펌프의 새로운 작동원리가 될 수 있는 전기수력학적 유동 현상의 메커니즘을 규명했다.

기계공학과 류재춘 박사와 강관형 교수 연구팀은 두 전극 사이에 담겨진 오일과 같은 무극성 액체 중에 절연 또는 도체 물체를 삽입하고 전기를 인가했을 때 물체 주변에 발생하는 전기수력학적 유동을 처음으로 발견하고, 그 생성 메커니즘을 규명했다.

마이크로 채널과 같이 매우 작은 장치에서는 실제 적용에 있어서 기존의 부피가 큰 역학적 펌프의 사용이 불리하기 때문에 간단한 전극 패턴만으로 전기력에 의해 유체를 이송하거나 혼합할 수 있는 장치가 요구된다. 지금까지 전기장을 이용한 마이크로 펌프는 전기삼투유동을 이용하여 수용액과 같은 전해질 용액에 주로 국한되어 적용되었으며, 오일과 무극성 액체를 이송시키는 데는 기술적 제약이 있었다.

이번 연구 결과는 전기력을 사용하여 다양한 무극성 액체를 이송시키는 새로운 마이크로 펌프 또는 믹서의 작동 원리로 응용될 수 있다.

또한 이 연구결과는 기존에 잘 설명할 수 없었던 전기장하의 다양한 무극성 액체에 분산된 콜로이드 입자들의 거동을 설명할 수 있는 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대되어, 기술적 가치뿐만 아니라 학술적 가치 또한 매우 높은 것으로 평가된다.

강 교수는 “이번에 발견된 전기수력학적 유동은 무극성 액체의 마이크로 펌프의 작동 원리로서 뿐만 아니라 현재 주목받고 있는 전자종이에서의 문제점인 응답속도 저하의 원인 중 하나였던 전자잉크 입자의 전기장하 불안정성의 원인을 규명하는 데도 응용될 수 있다.”라고 말했다.

이 연구 성과는 물리학 분야의 세계적 권위지인 <피지컬 리뷰 레터스> 3월 10일자에 소개되었다.