나노관련 의료기기 발전에 역할 기대
▲초미세유체와 일반적인 거시유동의 차이이점을 밀도분포, 유동형태, 점도, 온도분포에 따라 도식화(a), 구리표면위 나노액적의 상태와 접촉각에 따른 에너지(b), 초미세유체의 전단유동 구현(c).[사진제공=한국연구재단]
[아시아경제 정종오 기자] 초미세유체(분자수준유체)의 수송현상 예측 모델이 개발됐습니다. 매우 작은 크기인 나노 관련 의료기기 등 나노 산업 발전에 중요 촉매 역할을 할 것으로 기대됩니다.
초미세유체는 분자 수십 개에서 수백 개 정도가 일렬로 나열된 폭 정도의 미세한 나노채널 구조물에서 흐르는 유체를 말합니다. 극소량의 혈액으로 질병과 DNA 등을 판별하는 것 등이 초미세유체의 대표적 활용 방법이다. 유체는 액체와 기체를 합쳐 부르는 용어입니다. 변형이 쉽고 흐르는 성질을 가지고 있습니다. 윤활유, 냉각수, 주사액, 혈액 등이 유체에 속합니다.
연구팀은 초미세유체의 수송현상이 일어날 때 모델링을 통한 예측 값과 실제 분자들의 흐름에 의한 결과 값 사이에 오차가 나는 이유를 토대로 해 오차의 범위를 최소한으로 줄일 수 있는 새로운 예측 수식을 고안했습니다. 초미세유체 경계면의 특성으로 유발되는 측정온도 값의 불연속성을 초미세유체 유동채널의 벽인 경계 조건에 새롭게 적용해 새로운 모델을 개발했습니다.
이번 연구는 김보흥 울산대 교수 연구팀이 수행했습니다. 김 교수는 "이번 성과로 마이크로·나노필터, 나노미터크기의 바늘 주사기, 혈액 속 노폐물을 거르고 질병유무 물질을 분석하는 여과 필터기 등을 설계할 때 정확한 흐름양 예측이 가능해졌다"며 "의료기기부터 나노 관련 주요 산업의 발전을 위한 중요한 촉매제가 될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했습니다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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