| 다양한 액적거동 조종이 가능한 신형 "액적로봇" 개발 | ||
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 중국과학원 화학연구소 쑹옌린(宋延林) 연구팀은 자기장으로 2개 강구(steel ball)를 제어하는 방식을 통해 최초로 액적에 대한 절단, 이동, 방출, 회전 등 다양한 동적거동 제어를 구현하였다. "액적로봇"이라 명명된 해당 시스템은 화학반응 자동화 분야에 밝은 잠재력이 전망된다. 해당 성과는 "Science Advances"에 게재되었다. 액적 제어는 일상생활과 산업생산에 중요한 응용가치가 있다. 냉각/온도 낮추기, 결빙방지부터 미세유체제어, 물 수집에 이르기까지 모두 액적거동 정밀제어를 떠날 수 없다. 하지만 기존의 대부분 연구는 간단한 액적 이동거동 밖에 구현하지 못한 상황으로서 실제 응용 중의 복잡한 수요를 충족시키기는 어렵다. 연구팀은 자기장으로 2개 강구를 제어해 액적을 조종하였다. 자기장 조절을 통해 강구의 위치 및 중심거리를 변화시킬 수 있는데 강구 중심거리 변화는 액적이 받는 저항력을 재분배할 수 있는 원인으로 다양한 액적 동적거동 구현이 가능하다. 실험에서 연구팀은 다양한 액적거동 제어 메커니즘 분석을 통해 액적 이동시의 저항력은 주로 2개 강구의 전방 삼상선과 후방 삼상선에서 유래하며 강구 중심거리 변화는 상기 2개 부위 저항력의 변화를 발생시킨다고 주장한다. 중심거리가 알맞을 경우 전후방의 저항력은 상호 어우러져, 액적은 강구에 끌려 움직이게 되고 따라서 액적 이동거동이 발생한다. 또한 자기장을 조절해 강구를 회전시켜 액적 회전거동을 구현할 수도 있다. 연구팀은 공기 중 물방울 조종방법을 다양한 시스템에 확장시켰다. 강구에 대한 친수처리 후 공기 중 물방울 조종 외에 오일 중 물방울 조종도 가능하다. 초소수성(superhydrophobicity) 처리를 거친 강구는 수중에서 유적(oil droplet) 및 기포를 조종할 수 있다. 이러한 조종방법은 수직 표면, 반폐쇄 도관 등 복잡계 표면 및 유한공간에서도 활용될 수 있다. 해당 액적 조종방법은 자동화 화학반응에 이용될 수 있다. 아울러 동 방법으로 고체 과립을 수집하고 도관 내 이물질도 제거할 수 있는 등 임상의학 분야에 잠재적 응용가치가 있다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/202004/t20200415_4741244.shtml |
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