●●초임계유체공학이란 무엇인가요?
물질은 임계온도와 임계압력을 동시에 넘길 때 액체도 기체도 아닌 초임계유체상태가 됩니다. 초임계유체는 액체처럼 용해도가 크면서도 기체처럼 확산속도가 빠르고 계면장력이 없어 침투력이 좋은 용매입니다. 온도와 압력을 조절해 밀도, 용해도 등 물성을 조절할 수 있어서 이러한 성질을 활용하는 연구가 최근 활발합니다.
●●어디에 사용되나요?
침투력이 높고 계면장력이 없어서 특정 화합물을 추출하는 용도로 널리 씁니다. 예전에는 화합물 추출 용도로 헥산이나 염소계 유기용매 등 유독성 유기용매를 사용했습니다. 초임계유체를 사용하면 인체에도 해롭지 않고 환경을 해치치 않으면서 비타민, 항산화제 등의 유효성분과 맛과 향을 그대로 살릴 수 있습니다. 초임계상태의 이산화탄소는 인체에 무해해 식품산업에 많이 쓰입니다. 대표적으로 카페인 없는 커피와 차, 호프로부터 쓴맛을 추출해낸 맥주와 초임계 이산화탄소로 추출한 참기름 등이 상용화됐습니다.
예전에는 피혁제품을 생산할 때 가죽을 부드럽게 다듬으려고 각종 화학약품과 많은 물을 썼지만, 초임계유체의 높은 침투력을 이용하면 폐수가 전혀 발생하지 않고 물보다 깊숙이 침투해 가죽이 훨씬 부드러워집니다. 물에 젖은 책을 그냥 말리면 물의 큰 계면장력 때문에 책이 쭈글쭈글해집니다. 계면장력이 없는 초임계상태를 거쳐 말리면 형태를 그대로 유지할 수 있습니다. 이를 이용해 서울대 초임계유체연구실에서는 훼손된 규장각의 조선왕조실록을 복원하는 연구를 진행하고 있습니다.
●●●어떤 학생을 원하나요?
초임계유체를 연구하기 위해서는 열역학과 반응공학에 대한 깊은 이해가 필요합니다. 화학공학을 다루는 과에서 열역학, 유체역학, 분리공정, 공정설계, 열 및 물질전달 등 공정 전반에 대한 충분한 공부가 필요하고, 이를 적절히 응용할 수 있는 물리화학적 지식도 중요합니다.
●●● 취업을 선택하면요?
벤처회사를 세우거나 기업이나 연구소에서, 혹은 교수가 되어 다양한 연구를 합니다. 초임계유체는 화학공학이 관여하는 모든 분야에 응용될 수 있기 때문에 연구분야가 매우 넓습니다. 식품분야는 물론이고, 정교한 추출이 필요한 향료나 의약품을 생산하는 분야나 미세한 입자의 화약을 만드는 방위산업분야로 나갈 수 있습니다. 또한 초임계유체를 이용해 열경화성수지를 재활용하는 기술, 바이오매스로부터 고분자를 합성하는 기술 등 기존화학공정을 친환경적으로 전환하는 데도 큰 몫을 합니다.
