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대기압 플라스마의 현상과 장래전망

전문가 제언: ○ 지금까지 대부분의 플라스마 이공학적 수법에 의한 재료처리는 감압조건에서 실행되고 있다. 그 이유는 감압 플라스마가 절대적으로 우수하기 때문이지만 조작압력을 대기압까지 확장할 수 있다면 감압장치가 필요 없기 때문에 프로세스를 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 물질의 대량처리 및 고속처리, 에너지 절감 등이 가능한 이점이 있다. 또한 용액화학과의 융합 등 감압 플라스마와는 다른 대기압 플라스마 독자의 반응계를 구축하는 것이 가능하다.

○ 이 논문에서는 최근의 대기압 플라스마 연구동향을 분석하고 향후의 발전방향을 제시하고 있다. 대기압 플라스마는 플라스마 내의 활성종의 밀도가 매우 높고 진공용기나 배기설비가 필요 없는 점 등이 감압 하에서의 플라스마와 크게 다르다. 즉, 활성종 밀도가 높은 플라스마를 생성하고, 연속처리가 가능하기 때문에 저비용의 고속처리가 가능하다. 그러므로 각종 산업에서의 응용확대가 기대된다.

○ 국내에서 대기압 플라스마에 대한 연구는 2000년대 초반 한국기계연구원, 고등기술연구원, 한국기초광학지원연구원 등 연구소를 중심으로 연구개발이 활발하게 이루어졌으며, 대부분의 국내 관련업체들은 이들 연구소와 기술협력관계를 맺고 있다. 최근에는 포항공대 생의학 전기공학 연구실의 이재구 교수 연구팀이 대기압 플라스마의 생의학 분야 적용 연구와 반도체, 디스플레이 등의 공정에 사용되는 플라스마의 시뮬레이션 기법의 개발 및 최적화에 대한 연구를 집중하고 있다. 현재 대기압 플라스마 세정장치를 생산하고 있는 국내업체로는 (주)피에스엠, (주)셈테크놀러지, (주)플라즈마트 등 다수의 벤처기업들이 참여하고 있다.

○ 대기압 플라스마는 산업적 응용으로의 무한한 잠재력을 가지고 있다. 그러나 다양한 산업에서 활용하기 위해서는 아직도 많은 연구가 필요하다. 플라스마의 발생조건과 특성 및 반응경로 등이 아직 명확히 밝혀지지 못하고 있다. 또한 발생된 플라스마의 진단과 응용에 따른 화학적인 반응 메커니즘의 규명이 미흡한 실정이다. 이를 위해서는 대기압에서 저온의 균일한 플라스마를 쉽게 만들 수 있어야 함은 물론 플라스마의 특성 규명과 함께 적합한 용도의 개발이 뒤따라야 한다.

저자: Tetsuji Oda
자료유형: 학술정보