“유체역학이란 단순히 공학의 한 분야를 넘어, 산업과 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 강력한 도구이다”

곽노균 기계공학부 교수가 지난 11일 열린 제9회 대한기계학회-세메스 오픈 이노베이션 챌린지에서 금상을 수상했다. 이번 수상은 차세대 반도체 세정 기술 개발의 혁신성을 인정받은 결과로, 해당 연구는 세정공정의 효율을 극대화해 세정액 사용량을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다. 그는 실험실의 데이터를 넘어 현실 세계에 응용 가능한 결과물을 만들어내며 유체역학과 반도체 공정 융합의 발전을 이뤄냈다. 

곽 토토사이트 드래곤 먹튀의 이번 연구는 반도체 세정 공정에서 초임계 이산화탄소 등 차세대 세정액의 미세한 거동을 측정할 수 있다는 점에서 그 가치를 인정 받았다. 곽 토토사이트 드래곤 먹튀를 만나 그의 연구 여정과 지속 가능한 기술 개발에 대한 비전을 들어봤다.

곽 교수의 대한기계학회-세메스 오픈 이노베이션 챌린지 수상은 이번이 처음이 아니다. 3번째를 맞은 이번 수상은 담수화나 미세 유동에 관한 연구를 주제로 하고 있다. 곽 교수는 실제 산업 현장에서 활용될 수 있는 혁신적인 아이디어를 제시하고, 이에 관한 실제 산업 과제들을 진행했다. 곽 교수의 금상 수상은 유동을 가시화하는 데 도움이 되는 노하우를 제시하고, 이를 반도체 공정에 적용했을 때의 활용 방안을 구체적으로 제시했다는 평가를 받았다.

곽 교수의 연구는 세정 공정에 집중돼 있다. 그는 "반도체 공정에서 유체가 가장 많이 사용되는 곳이 바로 세정 공정 단계다"며 연구 중요성을 밝혔다. 세정공정이란 12인치 웨어퍼를 빠른 속도로 회전시키며 초순수 등 세정액을 분사해 오염원은 닦아내는 과정이다. 그러나 해당 과정에서 물의 불안정한 표면파가 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 물이 골고루 퍼지는 못한 표면파는 특정 부분에서 오염원이 제거되지 못하게 만들고, 수율 문제를 야기한다.

곽 교수는 "오염원 세정 문제 해결을 위해 그동안의 가시화 노하우를 활용했다"며 "이를 통해 세정 공정에서의 유동 현상의 가시화하고, 실제로 세정이 잘 되는지까지 예측하고자 한다"고 밝혔다. 

이와 같은 반도체 공정에서 유동을 가시화하는 것은 매우 중요하다. 유체역학은 공기나 물과 같은 물질이 어떻게 흘러가는지 이해하는 것을 목표로 한다. 유체(공기나 물)의 경우에는 그 흐름이 눈에 보이지 않기 때문에 어떤 속도와 압력으로 이동하는지 알기 어렵다.

그러나 곽 교수는 "유체에 대해 제대로 알기 위해서는 유동을 정확히 계측하는 것이 매우 중요하다"며 "유동을 가시화할 수 있는 연구가 꼭 필요하다"고 강조했다. 또한 그는 "어떠한 유체 시스템에서 새로운 현상을 규명하기 위해서는 실제로 보여주는 것이 가장 효과적이기 때문에 '보여줄 수 있는 연구'를 계속하고 있다"고 덧붙였다. 

유체 역학은 수업시간에 배우는 수식들이 모두 1900년대 이전에 밝혀진 만큼 오래된 학문이다. 실생활에서 가장 많이 쓰이고 있는 유체역학의 예는 '배관 시스템'이다. 최근에는 의료계에서도 유체 역학을 활발히 활용하고 있다. 대표적으로 심장마비나 뇌경색은 혈전이 생겨 관이 막힐 시 유발되는 질병들이다. 해당 질병들을 막기 위해서는 피의 순환이 중요하고, 해당 순환은 유체 역학과 관련된다.

곽 교수는 담수화에 관한 연구도 계속해서 진행하고 있다. 아주 작은 크기에서 일어나는 유동 현상, 즉 미세 유체 역학을 기반으로 한 담수화 연구를 진행 중이다. 그는 "해수 담수화에 드는 에너지 소비를 줄이고 신재생 에너지로 교체하는 방법을 연구 중이다"며 "담수화는 에너지를 많이 소모하는 과정이기 때문에 이를 효율적으로 진행할 방법에 관해 지속적으로 연구하고 있다"고 밝혔다. 최근 곽 교수는 전기화학 시스템을 활용해 해수를 담수화하는 기술도 개발 중이다. 

곽 교수의 연구는 여러 분야의 융합을 바탕으로 한다. 전기화학에서 수소 생산을 위해서는 물과 전기의 융합이 필요하고, 해당 공정에는 유동 현상 연구가 뒷받침 돼야 한다. 또한 배터리 연구에서도 유동 현상은 중요하다. 전극 사이의 액체 전해질이 유동을 일으키면 성질이 변하기 때문에 배터리 성능 향상을 위해서 꾸준한 연구가 진행 중이다.  

곽 교수는 "스스로의 연구가 기계공학과 화학공학이 융합된 연구라고 생각한다"고 밝혔다. 그는 "전기화학 시스템에서 기존에 보이지 않던 새로운 유체역학 현상을 밝혀내기 위해 여러 분야를 융합해 다양한 연구를 하고 싶다"고 비전을 밝혔다.

또한 그는 "지하 유체 시스템과 관련해 가시화 연구를 진행할 수 있다면 새로운 부분을 밝혀낼 수 있을 것 같다"는 기대와 함께 "지하에 수소, 이산화탄소 등을 저장할 때 나타나는 유체거동에 관한 연구를 계획하고 있다"고 앞으로의 연구 계획을 전했다. 

마지막으로 그는 미래의 연구자가 될 한양인에게 격려의 메시지를 남겼다.

"트렌드를 따라가지 말고, 좋아하는 연구를 했으면 좋겠습니다. 짧게는 3~4년 후에 세상이 어떻게 달라져 있을지 모르거든요. 본인이 정말 좋아하는 것을 찾고, 그것에 관해서 공부할 때 오래 연구를 이어갈 수 있어요.

스스로를 믿고, 후회하지 않도록 좋아하는 것을 찾아봤으면 좋겠습니다. 한양인의 찬란한 미래를 응원합니다. 파이팅!"