확장/신장 유변학과 마이크로플로우 기반 복합 유체 특성 규명 및 가공 연구

Extensional rheology and microrheology in microchannel flows for complex fluids processing

연구 내용

신장·확장 유변학과 마이크로채널 유동을 결합해 복합 유체의 변형 거동을 측정·모델링하고 이를 3D/4D 프린팅용 기능성 복합재 제조에 적용하는 연구

복합 유체의 신장 거동은 공정에서의 섬유화·성형성 및 인터페이스 열역학과 연결되므로, 유변학적 해석과 실험 측정이 함께 요구됩니다. 본 연구는 CNT 및 고분자/연성 소재에 대해 제외부피 효과 등 메소스케일 물리 기반으로 확장 유변학을 예측하고, 수렴-확대 마이크로채널에서 변형률·확산·(비평형) 계면 특성을 함께 읽어내는 실험 프레임을 구축합니다. 또한 이러한 유동-유변학 이해를 바탕으로 전도성 필라멘트의 점탄성 조건을 제어하여 3D 프린팅용 전기/감지 기능을 구현합니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

2022년에는 CNT의 제외부피가 확장 유변학과 배향 한계에 미치는 영향을 메소스케일 이론으로 정식화했습니다. 2023년에는 연성 마이크로겔을 수렴 마이크로채널 유동에 적용해 비선형 탄성 거동을 현상 기반으로 파악했습니다. 2024년에는 미셀러블 주변 유동에 의해 확산이 억제되는 조건에서 신장 변형과 계면 반응성을 분석했으며, 2025년에는 wet-capillary-thinning 기반의 저용량 동시 측정 체계를 확장해 확장 점도와 열역학 파라미터를 공정 지표로 연결하는 방향으로 발전했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

3D/4D 프린팅 전도성 필라멘트
웨어러블 압력 센서용 감지 레이어
연성 소재의 신장/탄성 평가 프로토콜
복합 유체의 계면 장력 및 확산 파라미터 추정
마이크로채널 공정 조건 최적화
전도성 네트워크 형성용 유변학 설계
기능성 액상 복합재의 가공창(window) 도출
생체 유사 연성 물질의 기계적 물성 보정
저용량 시료 기반 마이크로유변계
공정-물성 연결형 유변학 모델링