유체역학에 대해 들어본 적이 있는가? 유체역학은 물리학의 한 분야로서 기체, 액체와 같은 유체의 운동을 다루는 학문이다. 이번 <연구실 탐방>은 유체역학에 대한 연구를 통해 국내외에서  성과를 인정받고 있는 이진기 교수의 연구실을 취재했다.

○ MFML 간단한 소개 부탁드립니다.

안녕하세요. 저희 멀티스케일유체역학 연구실에서는 다양한 유체역학 현상들을 매크로, 마이크로, 나노 스케일에 따라 각 스케일에 맞는 이론적인 접근 방법을 통해서 공학적인 문제들을 해결하는 연구를 하고 있습니다. 예를 들어 매크로 스케일의 유체역학, 즉 미터 단위의 큰 스케일에서는 분자 단위의 힘이 무시될 수 있을 만큼 작지만, 마이크로나 나노 스케일에서는 표면장력과 같은 분자 단위의 힘들이 영향이 커지면서 무시할 수 없게 됩니다. 이처럼 각 스케일마다 지배적인 영향력을 갖는 요소들이 달라지는데요, 이로 인해 나타나는 다양한 유체역학적 현상들을 이론 혹은 실험적인 방법으로 분석하고 이를 응용하는 연구를 하고 있습니다. 지도 교수님이신 이진기 교수님께서 다양한 분야에 경험과 관심이 있으셔서 한 연구실에서 한다고 믿기지 않을 만큼 유체역학만이 아닌 유체역학에 기반한 나노기술, 인공지능, 바이오 등 다양한 분야와 융합된 연구를 하고 있습니다

○ 대표적인 연구 활동이 있으신가요?

우리가 살고 있는 21세기 공학 기술은 새로운 패러다임으로 진행되고 있습니다. 예를 들면, 항공 우주기술 등의 발달로 우주탐사 및 여행이 활성화 및 보편화될 예정이고, 전기자동차와 자율 주행 자동차의 대중화, 그리고 COVID-19와 같은 신종 전염병의 출현 등 이전 중공업 기반의 국가였던 우리나라에서 기계공학자로서 생각하기 어려운 새로운 환경과 위기에 노출되어 있습니다. 이에 따라 각종 산업 트렌드 또한 끊임없이 변화하고 있습니다. 저희 연구실 또한 유체역학을 하는 기계공학자로서 이러한 산업 트렌드에 맞춘 연구를 활발히 진행 중입니다. 인공지능(AI)으로 많이 알려진 기계학습을 통해 유체 물성 및 공정 조건 최적화 (IT, 정보기술), 나노 구조물에서의 열유동 현상 관찰 및 제어 (NT, 나노기술), 최근 COVID-19로 주목받고 있는 감염병 진단 기기 설계 (BT, 생명공학기술), 그리고 대기 및 수질 정화를 위한 환경 정화 기술 (ET, 환경공학 기술)을 연구 중입니다. 

저희 연구실에서 수행 중인 연구 분야에 대해 설명을 드리면, 체내에서 원하는 장기 혹은 조직에 약물을 전달할 수 있는 나노 로봇 및 대량생산에 대한 연구, 녹조 저감 기술과 같은 대기 및 하천 정화 기술 연구, 전염병 사태에 대응할 수 있도록 실시간으로 빠르게 전염병을 진단할 수 있는 진단 기기의 설계 및 대량생산에 대한 연구, 화장품 및 의약품을 효과적으로 대량생산할 수 있는 미세유체 칩 연구, 자연친화를 통해 최적화된 생명체를 모사 및 이를 응용한 인간친화적 자연모사 공학 기술 연구 등을 진행 중입니다. 이러한 저희의 연구들은 반도체 공정 관리, 질병 진단 기기 개발, 제약 및 화장품 제품 개발과 대량생산 연구, 환경 관리 기술 개발 및 정책 결정 등에 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.

이처럼 저희 연구실에서는 유체역학을 기반으로 한 아주 다양한 분야에 적용할 수 있는 연구를 하고 있습니다. 다양한 분야를 각 연구실 구성원들 간에 본인만의 중점분야를 갖고 상호 간에 협력을 통해 연구하면서 서로에게 배우고 끊임없이 바뀌는 연구 트렌드에 맞춘 새로운 융합 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 우수한 연구결과들을 여러 국내외 학회에서 발표하고 그 성과를 인정받아 다수의 상을 받고, 삼성전자, LG생활건강, SEMES 등 다양한 기업에서 주최하는 대회에서도 수상하는 성과를 거두었습니다. 대학원생 뿐만 아니라, 학부생들의 연구 성과들도 성과를 인정받아 여러 대회에서 수상했습니다. 실전문제 해결형 S-hero 프로그램 대상, 대한기계학회 주최 유체공학 경진대회 대상, 학부생 연구프로그램 URP 우수과제 선정 등 다양한 대회에서도 수상했습니다.

○ 하나의 연구를 진행하는 과정은 어떻게 되나요?

저희 연구실은 교수님과 자주 미팅을 가지면서 연구를 진행합니다. 격주로 주제별로 교수님과 미팅을 갖고, 매주 한 번씩 연구실 구성원이 돌아가면서 최근에 읽은 논문에 대해서 서로 같이 이야기하고, 자신이 연구하고 있는 내용에 대해 소개 하는 시간을 갖습니다. 매주 한 번 있는 미팅에는 모든 연구실 구성원이 참석합니다. 자신이 읽지 않은 다른 논문에 대해 공부하는 기회도 갖고 다른 사람의 연구 분야에 대해 간접적으로 경험하면서 시야를 넓히고 서로에게 조언을 해주기도 합니다. 덤으로 학부생 시절 자주 갖지 못했던 발표 기회를 자주 갖게 되면서 발표 실력이 늘어납니다. 최근 유체역학 분야가 타 분야와 융합 연구도 증가하고 있는 만큼 연구실 내에서만 미팅을 하는 것이 아니라, 다른 분야에 경험을 갖고 계신 국내외 교수님들과 연구 미팅을 하면서 공동연구를 통해 연구의 시야를 넓히기도 합니다. 미팅이 자주 있어 힘들다고 느낄 수도 있지만, 그 과정에서 지도 교수님과 자주 소통할 수 있고, 조금씩 성장하는 자신을 발견할 수 있습니다.

○ MFML 자랑 부탁드립니다.

첫 번째로 활발하고 밝은 연구실 분위기입니다. 모두가 각자의 중점적인 연구 분야를 갖고 있고 서로 협력하면서 연구를 진행하기 때문에 구성원 간에 교류가 활발하고 유대감이 좋습니다. 매주 자신의 연구 내용을 서로 공유하는 자리를 가지면서 연구 내용에 대해 토론하기도 하고 도움을 주기도 합니다. 이진기 교수님께서도 항상 연구에 대해 신경 써주시고 학생들과 소통하며 적극적으로 연구 지도를 해주십니다. 뿐만 아니라, 연구 성과 못지않게 연구실 분위기도 중요시하셔서 다양한 이벤트를 열기도 하시고 MT를 다 같이 가기도 하는 등 연구실 구성원 모두가 함께 좋은 분위기를 만들어갑니다. 

두 번째로 쾌적한 연구실 환경입니다. 교수님께서 연구실 생활과 공부에 불편함이 없도록 오피스와 실험실 투자에 아낌없으시다는 것도 MFML에 있는 사람이라면 누구나 느끼게 되는 큰 장점입니다. 현재 저희 연구실은 엔센터와 제1공학관에 오피스와 실험실이 있는데, 두 곳 모두 에스프레소 머신, 냉장고 등을 갖춰 대학원생들이 불편함 없이 생활할 수 있도록 쾌적한 환경을 갖추고 있습니다. 연구적인 측면에서도 다양한 연구 분야만큼이나 실험실에 3D 프린터, 레이저 커터, 레오 미터, 초고속 카메라와 같은 다양한 연구 장비들을 보유하고 있습니다. 접하기 힘든 고가의 연구 장비를 써 볼 수 있고, 하고자 하는 연구를 더 수월하게 진행할 수 있습니다. 

마지막으로 학회 참석 기회가 많다는 점입니다. 보통 대학원생은 학교에만 있을 거로 생각하지만, 저희 연구실은 다양한 국내 및 해외 학회 참석을 통해 자신의 연구 결과를 사람들 앞에서 발표하는 기회도 갖고, 다른 국내외 연구자들과 교류할 기회도 자주 갖습니다. 덤으로 연구실이 아닌 공간에서 연구실 구성원들이 다 같이 시간을 보내는 기회를 갖기도 합니다.

○ MFML 에 들어가려면 어떻게 해야 하나요? 어떤 자격이 필요한가요?

저희 연구실에 있는 대다수가 학부생 시절 Co-op이나 URP, S-Hero와 같은 연구 프로그램 등을 통해서 학부 연구생을 통해 연구실에 들어오게 되었습니다. 그 과정에서 실제 대학원 생활을 체험해보기도 하고, 대학원생들과 교수님과 많은 대화를 하면서 대학원 생활이 본인에게 잘 맞는지, 연구 분야는 재미있는지, 연구실의 분위기는 잘 맞는지 생각해 볼 기회가 많이 주어지기 때문에 학부 연구생을 해보시는 것이 저희 연구실에 들어오기 위한 가장 좋은 첫 단추라고 할 수 있을 것 같습니다. 저희 연구실에 들어오는데 토익 몇 점, 학점 몇 점 이상과 같은 어떤 구체적인 자격은 없습니다. 연구에 흥미와 열정이 있고, 다른 동료 대학원생들과 잘 어울려 지낼 수 있는 사람이면 기회의 문은 열려있습니다! 덧붙여, 다양한 연구분야를 진행하는 만큼, 꼭 기계공학부 학생이 아니더라도 화학공학부, 물리학과, 에너지과학과 등 다양한 전공의 학생들도 환영입니다. 기계공학 말고도 바이오, 화학과 같은 타 분야에도 관심이 많고, 다른 분야에 도전하는 데 있어 두려움을 갖지 않는 사람이면 금상첨화라고 할 수 있겠네요.

○ 연구원들에게 해주고 싶은 말

학부생들 중에 진로에 대한 고민을 많이 하는 경우를 봅니다. 기계공학이라는 분야 자체가 워낙 방대한 분야이다 보니 취업, 대학원, 기술고시, 변리사 등 다양한 선택지가 있어 진로 고민이 많아지는 것은 어쩔 수 없는 일이라고 생각합니다. 최근 기술이 급속도로 발전하면서 어느 한 분야에 국한된 경험은 앞으로의 경쟁에서 살아남는데 어려움이 생길 수 있다고 생각합니다. 대학원은 본인의 분야를 더욱 깊고 넓게 공부하고 경험하면서 전문성을 갖출 수 있기 때문에 대학원 진학에 대해 한 번쯤은 고민해 보았으면 합니다. 비록 대학원 생활이 조금은 힘들지라도, 내가 스스로 성장해나가는 성취감은 충분히 고생을 잊을 수 있게 해준다고 생각합니다. 학부생 여러분이 연구에 대해 관심이 조금이라도 생긴다면 주저하지 말고 학부 연구생을 통해 대학원 생활에 대해 경험해보고 망망대해 같은 진로 선택에서 실마리를 찾을 수 있으면 좋겠습니다.