23일 플라즈마기술연구센터에 따르면 김성봉 책임연구원과 윤성영 선임연구원 등이 주도한 ‘핀-액체 교류 방전에서 플라즈마와 물 특성의 상호작용’에 관한 연구 성과가 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 게재됐다.
물질의 4번째 상태라 불리는 플라즈마는 기체에 강한 전극 등을 가해 원자핵과 전자가 분리된 이온화 된 기체 상태로 반도체, 디스플레이 등 첨단산업 뿐 아니라 환경, 의료, 농·식품 등 다양한 산업 전반에 활용할 수 있다.
특히 플라즈마처리수는 수질 정화, 살균, 질소 비료 공급 등의 효과가 있어 이를 농식품 산업 분야에 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있지만 플라즈마와 물 사이에서 일어나는 상호작용이 명확하게 규명되지 않아 실제 적용하는 데 한계가 있었다.
연구진들은 이번 연구를 통해 대기압플라즈마를 물에 접촉시켜 플라즈마처리수를 만드는 과정에서 전기장에 의한 물의 표면 형상 변화와 이에 따른 플라즈마 특성변화를 확인하고, 광·화학 진단과 수치해석을 통해 이를 정량적으로 비교하는 데 성공했다.
또한 이러한 물의 심화된 형상변화 및 전기전도도의 증가는 접촉하는 플라즈마의 특성도 바꿔놓는다는 사실을 확인했다.
연구팀은 플라즈마와 물 간 상호작용에 대한 이해를 높인 이번 연구 결과를 바탕으로 플라즈마가 형성하는 화학종의 종류 및 양을 효율적으로 제어할 수 있는 기초 원리 제공이 가능해질 것으로 기대하고 있다.
핵융합연구소 유석재 소장은 “이번 연구 결과로 플라즈마처리수 생성 장치 개발을 가속할 수 있게 됐다”며 “빠른 시일 안에 농·식품 분야에서 플라즈마 기술을 상용화하고 미래 농식품 분야에서 플라즈마 기술 기반의 신시장이 창출되기를 기대하고 있다”고 밝혔다.
군산=조경장 기자
