항공우주및기계공학부 강태곤 교수(사진 첫 번째) 연구팀의 연구결과가 SCIE급 국제 학술지인 ‘Desalination’(IF=9.9, 수자원 분야 JCR 상위 2.9%)의 2023년 11월호에 게재됐다. 연구팀에는 연구책임자인 강태곤 교수, 제1저자인 박사과정 박조은 연구원(사진 두 번째), 공동교신저자인 단국대학교 화학공학과 정선엽 교수가 참여했다.

논문의 제목은 ‘Enhanced reverse osmosis filtration via chaotic advection induced by patterned membranes: A numerical study’( https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116879 ) 이다. 이 논문은 물에 용해된 미네랄 염분을 제거하여 식수 또는 담수를 얻기 위한 ‘해수담수화’의 여러 방식 중 가장 많이 활용되는 분리막을 이용한 ‘역삼투’ 여과 방식의 효율을 높이기 위한 새로운 방안을 제시했다. 

연구팀은 분리막 표면에 오염물질이 흡착되는 막 오염 현상으로 여과 성능이 크게 저하되는 문제점을 개선하기 위해 혼돈적 유동(chaotic flow)을 생성하는 역삼투 패턴막을 도입하면 막 표면에서 오염물질의 농도분극을 획기적으로 저감하고 여과 성능을 극대화할 수 있다는 연구결과를 내놓았다. 박조은 연구원은 “해수담수화 공정에서 역삼투 분리막의 성능을 높이기 위한 연구는 그동안 주로 소재와 연결 지어 이뤄져 왔는데, 우리 연구팀은 유체역학 관점에서 카오스 이류를 이용하는 새로운 접근 방식으로 역삼투 분리막의 성능을 획기적으로 높일 수 있음을 학술적으로 인정받은 것”이라고 설명했다. 

연구팀의 강태곤 교수는 “박조은 학생과 진행한 지난 2년간의 연구 내용이 국외 우수학술지 게재라는 성과로 이어진 것을 기쁘게 생각하며 수치모델을 통해 제안된 개념이 실험을 통해 실제 구현될 수 있도록 앞으로도 타 대학 연구진과 공동연구를 이어가겠다”고 밝혔다. 

한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업의 지원을 받아 수행되었다. 지원 과제명은 ‘카오스 이류를 생성하는 표면 패턴과 스페이서를 도입한 막 여과 시스템에서 농도 분극 저감’이다.