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'플라스마 총알' 맞은 액체 표면 되레 안정…KAIST 최초 발견

송고시간2021-04-02 10:11

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기체를 강한 전기장으로 이온화시킨 플라스마제트가 기체와 액체 사이 경계면의 유체역학적 안정성을 증가시키는 것을 국내 연구진이 최초로 확인하고 이를 규명했다.

2일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 원자력및양자공학과 최원호 교수팀은 헬륨 플라스마제트를 물 표면에 분사했을 때 경계면이 훨씬 안정적으로 유지되는 것을 발견했다.

최 교수팀은 초속 수십m의 전기바람으로 인해 물 표면이 깊이 패 불안정해져야 하는데도 안정적으로 유지되는 것을 실험적으로 확인했다.

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"플라스마 활용 의료·생명·농업·식품·화학 등 분야 기술 개발 기여"

플라스마제트의 액체 표면 안정화 삽화
플라스마제트의 액체 표면 안정화 삽화

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정윤덕 기자 = 기체를 강한 전기장으로 이온화시킨 플라스마제트가 기체와 액체 사이 경계면의 유체역학적 안정성을 증가시키는 것을 국내 연구진이 최초로 확인하고 이를 규명했다.

2일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 원자력및양자공학과 최원호 교수팀은 헬륨 플라스마제트를 물 표면에 분사했을 때 경계면이 훨씬 안정적으로 유지되는 것을 발견했다.

플라스마제트에서는 '플라스마 총알'이라 불리는 고속의 이온화 파동과 전기바람이 발생하는데, 최 교수팀은 이들의 특성을 이용해 물 표면 불안정성을 줄일 수 있었다.

플라스마제트에 의한 물 표면 변화를 보여주는 실험사진
플라스마제트에 의한 물 표면 변화를 보여주는 실험사진

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

최 교수팀은 초속 수십m의 전기바람으로 인해 물 표면이 깊이 패 불안정해져야 하는데도 안정적으로 유지되는 것을 실험적으로 확인했다.

이어 초속 수십㎞로 이동하는 플라스마 총알이 물 표면에 나란한 방향으로 일으키는 강한 전기장 때문에 물 표면이 안정적으로 유지됨을 최초로 규명했다.

최원호 교수는 "이번 연구 결과는 플라스마에 대한 이해를 높이는 동시에 산업적 활용이 가능한 플라스마 유체 제어 분야를 확대할 것"이라며 "플라스마를 활용한 의료·생명·농업·식품·화학 등 분야 기술 개발에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

한국핵융합에너지연구원 박상후 박사가 제1 저자로, 최 교수가 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처'(Nature) 1일 자에 실렸다.

cobra@yna.co.kr

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