<사진1-(왼쪽부터)김주완 학생(1저자), 안대현 학생(2저자), 홍지우 교수(교신저자)(사진=숭실대)>

숭실대학교(총장 장범식) 기계공학부 김주완 학생 및 동 연구팀 구성원들[안대현·박승·김원진 학생, 지인서·강전웅 학생(석사과정)]이 기계공학부 홍지우 교수의 M3 전달현상 연구실에서 수행한 연구가 국제 학술지 ‘Separation and Purification Technology’ (Impact Factor = 8.6)에 게재됐다. 해당 학술지는 화학공학 분야에서 상위 8.13%의 권위를 가지는 국제학술지이다.

게재된 논문의 제목은 ‘Table-top numbering-up 3D-printed miniaturized hydrocyclone for high-efficiency and high-throughput separation of oil-in-water emulsions’으로, M3 전달현상 연구팀은 3D 프린팅 기술을 활용하여 소형 하이드로사이클론을 제작하고 이를 병렬화하여 고효율 및 고처리용량의 유수분리를 성공적으로 이루어냈다. 기존 매크로 스케일의 하이드로사이클론의 한계를 극복하기 위해 소형화를 통해 분리 효율을 증대시켰으며, 병렬화를 통해 처리용량을 파일럿 플랜트 수준으로 향상시켰다.

<사진2-(왼쪽부터)병렬식 3D 프린팅 기반의 미니 하이드로사이클론 시스템 개념도, 실제 시스템 사진(사진=숭실대)>

이러한 3D 프린팅 기반의 소형화 하이드로사이클론 병렬화 분리시스템은 하폐수 처리뿐만 아니라 반도체 분야의 화학적 기계적 연마 (CMP) 슬러리 분리 및 재활용, 바이오 및 제약 분야에서의 분리 및 정제 공정 등 다양한 산업 응용 분야에 적용이 가능하다.

한국과학창의재단 학부생 연구프로그램(URP)을 통해 시작된 이번 프로젝트는 학부 3,4학년 학생들이 주도하여 수행되었으며, 한국과학창의재단 이사장상, 교내 형남과학상 공모전 금상, 대한상하수도학회 캡스톤 디자인 경연대회 우수상 등 다수의 교내외 수상을 통해 연구의 높은 수준을 이미 입증받은 바 있다. 또한, 본 기술의 독창성을 기반으로 국내/국제 특허를 출원하였으며, 해당 기술을 통해 미세플라스틱의 고효율 및 고처리용량 분리에도 성공하여 현재 SCI 학술지에서 심사 중이다.

논문의 1저자인 김주완 학생은 “학부연구생으로 참여하면서 이런 결과를 얻게 될 줄 몰랐다. 교수님의 아낌없는 지원과 팀원들의 노력에 감사하다”며 “SCI 논문 게재뿐만 아니라 학회 참여 및 다수의 교내외 공모전 수상 등 값진 경험들을 통해 연구 능력을 향상시킬 수 있었다”고 소감을 전했다.

이번 연구를 이끈 홍지우 교수는 “M3 전달현상 연구팀은 학부생들이 주도적으로 실험 및 수치해석 연구를 진행하였고 학업과 병행하면서도 이러한 성과를 낸 것이 자랑스럽다”며 “본 논문은 연구팀의 재능, 꾸준한 노력, 협동심으로 이룬 성과”라고 밝혔다.

한편, 본 연구결과는 산업통상자원부 디지털 전환 기반 의약품 지능형공정혁신 기술개발사업 및 한국연구재단의 개인기초연구 지원으로 수행되었다.

홍보팀(pr@ssu.ac.kr)