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201801.09

2017 우리를 기쁘게 한 플라즈마 기술성과 4선

이하나   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/plasma/769

2018년 새해가 밝았습니다.

 

국가핵융합연구소에게 지난 2017년은 그 어느때보다도 즐거운 소식이 가득한 한 해였습니다. 매년 전 세계를 놀래키는 성과를 보여주는 핵융합 연구분야 성과 외에도, 우리의 생활과 더욱 가까운 곳에 존재하는 플라즈마 기술 성과들이 한 해 동안 풍성하게 소개되었는데요.

 

2018년 올해에도 기쁜 소식을 더욱 많이 전할 수 있도록 다시 한 번 각오를 다지며, 지난 2017년을 수놓은 주요 성과들을 다시 한 번 정리해 보았습니다.

 

국가핵융합연구소 2017 총결산 그 첫 번째, 플라즈마 기술 성과입니다.

 

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물질의 네 번째 상태인 플라즈마. 플라즈마는 크게 기체의 일종으로 분류할 수 있으나, 일반 기체와 달리 원자핵과 전자가 서로 분리되어 있어 자기장의 영향을 받는다는 특징이 있습니다. 우리나라가 강점을 보이고 있는 반도체나 디스플레이 제작공정의 많은 부분에 이미 플라즈마 기술이 활용되고 있으며, 이 외에도 환경, 의료, 농식품 분야 등과 무궁무진한 융합 가능성 덕분에 플라즈마에 대한 주목도는 점점 더 높아지고 있습니다.

 

국가핵융합연구소 플라즈마기술연구센터는 핵융합에너지 연구의 대표적 파생기술인 플라즈마기술연구를 중점적으로 수행하는 거점센터로, 기업체 혹은 대학에서 추진하기 어려운 플라즈마 기반기술 연구 및 원천기술 개발 등에 집중하며 다양한 연구 성과들을 보여주고 있습니다.

 

지난 2017년에는 특히 환경 분야에 적용할 수 있는 플라즈마 기술의 활약이 두드러졌으며, 그 외에도 산업 현장 곳곳에 적용할 수 있는 각종 플라즈마 기술들이 발표되어 플라즈마가 지닌 무한한 가능성을 다시 한 번 확인할 수 있었습니다.

2017년 한 해를 수놓았던 다양한 플라즈마 기술 성과들은 어떤 것들이 있었을까요? 우리를 기쁘게 해줬던 플라즈마 기술 성과들을 다시 한 번 살펴보고, 2018년을 새롭게 채워갈 플라즈마 기술 성과들도 기대해주시길 바랍니다.

 

 


플라즈마를 이용한 고순도 나노다이아몬드 정제 기술

 

플라즈마를 이용한 나노다이아몬드의 정제과정 개략도

 

나노 사이즈의 미세한 다이아몬드 가루는 높은 경도와 화학적 안정성, 높은 열전도도 등의 특징 때문에 표면강도를 높이는 코팅이나 자동차 윤활유, 연마제, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있는 차세대 소재입니다.

 

그러나 기존에 나노 다이아몬드를 생성하던 방식은 처리 시간이 오래 걸리고 비용도 많이 들 뿐 아니라 고순도의 나노 다이아몬드를 정제하기 어려워 산업에서 활발히 활용하기에 한계가 있었습니다.

 

새롭게 개발된 플라즈마 나노다이아몬드 정제 기술은 가느다란 젯 형태의 플라즈마를 쏘아 나노 다이아몬드의 불순물을 제거하는 방법입니다. 처리 방법이 간편하여 약 이틀이 걸리던 정제 시간을 30분 이내로 줄였을 뿐 아니라, 불순물을 선택적으로 제거할 수 있어 활용도가 더욱 높습니다.

 

현재 원천 기술을 확보하여 양산을 위한 시제품 제작이 가능한 수준으로, 향후 국내 뿐 아니라 세계 나노다이아몬드 분말 시장에서 경쟁력을 발휘할 것으로 기대됩니다.

 

플라즈마 나노다이아몬드 정제기술 자세히 보기 ▶ https://fusionnow.nfri.re.kr/post/plasma/658

 

 


플라즈마 기술로 미세 분말 용사코팅 가능해진다

 

플라즈마 용사분말처리 흐름도

 

분말 상태의 재료를 부품의 표면에 분사하여 부품의 내열 및 내구성 등을 향상시키는 용사코팅 방식은 산업계에서 다양하게 활용되는 코팅기술 중 하나입니다. 분말의 크기가 작을수록 균일하고 치밀한 코팅이 가능하지만, 반대로 분말의 유동성은 낮아져 분사 과정에서 뭉치거나 엉기는 등 균일한 코팅이 어려워지는 문제가 있었습니다.

 

하지만 새롭게 개발된 플라즈마 기술을 적용한 5~25마이크로미터 크기의 미세 용사분말은 기존대비 분말 유동성이 크게 향상되어 고품질의 용사코팅이 가능합니다.

 

해당 기술은 국내 중소기업에 기술이전을 마치고 제품 출시를 준비중이며. 해당 기술의 상용화를 통해 국내 용사분말 시장의 약 3%를 점유할 수 있을 것으로 예측됩니다.

 

플라즈마 용사코팅용 미세 분말 처리 기술 자세히 보기 ▶ https://fusionnow.nfri.re.kr/post/plasma/676

 

 


플라즈마 이동형 녹조 적조 제거 장치 개발

 

플라즈마 이동형 녹조제거장치

 

여름철의 골칫거리로 떠오른 녹조 현상을 해결하기 위한 다양한 과학기술적 접근이 시도되고 있는 가운데, 플라즈마를 이용한 녹조제거 기술이 개발되어 주목받았습니다.

 

플라즈마에서 발생되는 자외선과 활성 라디칼이 오염된 액체를 정화하는 원리로 라디칼은 강한 살균력을 가지고 있는 동시에 자연적으로 분해되기 때문에 환경오염 및 생태계 파괴 등 2차 피해 없이 친환경적인 수질 정화를 가능하게 해줍니다.

 

플라즈마기술연구센터는 플라즈마 수처리 기술을 국내 특수 장치차량 제작 전문 중소기업에 기술이전하고, 녹조 적조 발생 지역을 이동하면서 제거가 가능한 이동형 수처리 장치 개발을 진행하고 있습니다.

 

플라즈마 녹조 제거 기술 자세히 보기 ▶ https://fusionnow.nfri.re.kr/post/plasma/686

 

 


플라즈마 기술로 친환경 광촉매 효율 높였다

 

플라즈마 처리를 통한 친환경 이산화티탄 제조 도식

 

광촉매란 빛을 받아들여 화학 반응을 촉진시키는 물질로, 수중이나 공기의 오염물질을 분해할 수 있어 차세대 환경 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 주로 활용되는 광촉매 물질인 ‘이산화티탄’은 전체 태양광 스펙트럼 중 4% 밖에 안되는 ‘자외선’에만 반응하여 활용 효율이 높지 않고 비용도 많이 든다는 단점이 있습니다.

 

핵융합(연) 플라즈마기술연구센터와 한국기초과학지원연(KBSI)에서 공동연구를 통해 개발한 플라즈마 기술은 광촉매가 빛을 흡수하는 범위를 넓혀주어, 가시광선에서도 광화학 반응을 극대화 할 수 있도록 도와주는 기술입니다. 기존보다 제조 공정을 단순화하여 비용을 절감하면서도 광촉매의 효율을 약 5배가량 향상시키는데 성공하여 광촉매를 이용한 실질적인 수처리 사업 등에 적용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

플라즈마 광촉매 효율 향상 기술 자세히 보기 ▶ https://fusionnow.nfri.re.kr/post/plasma/718

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