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국내 연구진, 플라즈마 활용도 높일 방법 찾았다

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국내 연구진, 플라즈마 활용도 높일 방법 찾았다

2019.08.15 12:17
이번 연구에 참여한 박주영 박사와 최원호 교수, 박상후 박사(왼쪽부터). KAIST 제공.
이번 연구에 참여한 박주영 박사와 최원호 교수, 박상후 박사(왼쪽부터). KAIST 제공.

플라즈마는 강한 전기적 힘으로 기체 분자가 이온과 전자로 나누어지는 상태를 말한다. 플라즈마는 대기압에서 대기 중 여러 형태로 플라즈마 효과 및 2차 생성물을 방출하는 장점이 있다. 살균, 정화, 탈취 등 에너지 및 환경에서 생의학 분야까지 다양한 분야에 활용된다. 

 

물을 플라즈마로 처리한 ‘방전수’를 만들어 농업용수나 살균수로 사용하기도 한다. 생의학 분야에서도 플라즈마와 물의 반응에 대한 연구가 지속되고 있다. 이 중 ‘수산기’는 대표적인 활성 산소종으로 물과 플라즈마의 반응에 가장 중요한 역할을 한다. 살균, 수질정화, 폐수 처리, 세척을 비롯해 멸균, 소독, 암세포 제거 등 의료 분야에서도 잠재성이 크다. 

 

문제는 수산기를 대량으로 생성하기 어렵고 생존 기간이 짧아 플라즈마 기술을 적극 활용하는 데 한계가 있다는 점이다. KAIST는 최원호 원자력및양자공학과 교수 연구팀이 대기압 플라즈마에서 수산기가 생성되는 원리를 규명하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’ 7월 8일자 온라인판에 게재됐다. 

 

연구팀은 플라즈마 내에서 기존에 알려진 수산기의 생성 방식 외에 산화질소의 광분해에 의한 생성원리를 규명했다. 광분해를 촉진시켜 수산기 생성량을 높이면서 동시에 제어하는 방법을 개발했다. 

 

광분해 방법이란 플라즈마로 생성된 산화질소가 존재하는 물과 플라즈마에 자외선을 추가로 노출해 산화질소가 수산기로 분해되는 과정을 의미한다. 연구팀이 개발한 광분해 방법은 수산기의 생성 위치를 제한하지 않고 자외선 노출 위치에 따라 제어할 수 있어 생존 기간이 짧다는 단점을 극복할 수 있다. 

 

최원호 교수는 “이번 연구를 통해 플라즈마 기술에 대한 과학적 이해를 넓히고 효율적인 플라즈마 기술 제어 방법을 제시했다”며 “농업, 식품, 바이오 의학 등 다양한 분야에 플라즈마 기술이 적극 접목될 기반을 마련할 것”이라고 말했다. 

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