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이화뉴스

환경공학과 학부생 연구 논문 SCI급 학술지 잇달아 게재

  • 작성처
  • 등록일2024.07.05
  • 10585

공과대학 환경공학과 학부생 및 대학원생이 제1저자로 참여한 연구 결과물들이 <Journal of Hazardous Materials(Environmental Sciences 분야 JCR 상위 3.2%)>를 비롯한 SCI급 국제학술지에 연달아 게재되며 환경공학 분야 교육·연구 역량을 빛냈다. 


주인공인 김유림, 김시예, 안수진, 한승연 씨는 모두 환경공학과 20학번으로, ‘탄소중립형 스마트물환경관리 선도연구사업단(본교 환경공학과 Ewha Frontier 10-10 사업)’의 지원을 받아 학부인턴연구원으로 활동하며 연구 역량을 키웠다. 이들은 물환경미량유해물질처리연구실에 소속되어 물환경관리 분야에서 세계적 연구력을 인정받고 있는 윤여민 석좌교수의 지도하에 복잡한 수환경 및 다특성 오염물질, 신종유해물질에 대한 탐지와 처리 연구를 수행하며 학부생으로서는 이례적으로 SCI급 국제학술지에 성과를 게재했다. 이로써 ‘Ewha Frontier 10-10 사업’이 학문 후속세대를 양성하고 연구 수월성을 강화하는 데 중요한 촉매제로 작용하고 있음을 다시 한번 확인했다.

(왼쪽부터) 김시예, 안수진, 한승연, 김유림 씨와 윤여민 교수

(왼쪽부터) 김시예, 안수진, 한승연, 김유림 씨와 윤여민 교수


석박사과정통합생 김유림 씨는 맥신(MXene) 기반 분리막 기술, 석사과정생 한승연 씨는 산화그래핀(graphene oxide) 기반 분리막 기술, 학부생 김시예 씨는 멤브레인(membrane) 기술, 안수진 씨 초음파 산화 처리 기술을 활용해 수질 및 폐수에서 신종 오염물질을 제거하는 기존의 연구를 분석하여 향후 연구과제를 제시하는 리뷰 논문을 세계 저명 국제 학술지에 게재했다. 


먼저 김유림 씨는 수질 내 미량오염물질 제거를 위한 MXene 기반 분리막 기술 연구를 분석한 논문을 <Separation and Purification Technology>에 게재했다. 2차원 나노물질인 맥신(MXene)은 높은 전기전도성 갖추고 여러 금속화합물과 조합할 수 있는 소재로, 2011년 개발되어 ‘꿈의 소재’로 불리지만 분리막 연구는 아직 부족하다. 김유림 씨는 의약물질이나 염료와 같은 미량오염물질에 대한 MXene 기반 분리막 연구가 부족한 실정임을 파악하고, 이러한 연구 공백을 채우고자 최신 논문들을 분석하며 연구를 진행했다. 특히, 본 연구는 MXene을 분리막에 코팅하는 방법 및 다양한 운영 조건에 따라 달라지는 미량오염물질 제거율 및 유량 변화를 중점적으로 제시하고 관련 메커니즘을 심층적으로 분석해 주목받았다.


오는 9월 환경공학과 대학원에 입학하는 김시예 씨는 멤브레인(membrane) 기술을 이용해 수질 및 폐수에서 신종 오염물질을 제거하는 기존의 연구를 분석하여 향후 연구과제를 제시하는 리뷰 논문을 <Environmental Engineering Research>에 게재했다. 수질 내에는 내분비계 장애물질을 비롯해 의약물질, 개인 위생용품 등 미량오염물질이 존재하는데, 김시예 씨는 이러한 신종 오염물질의 물리화학적 특성, 수질 조건 및 멤브레인 운영 조건의 최적화 연구 결과를 포괄적으로 다루며 그 중요성을 강조했다. 이번 연구는 멤브레인을 이용한 신종 오염물질의 제거 과정에 주요 변수의 규명과 최적화 연구에 대한 데이터베이스 구축에 기여할 것으로 기대된다.


역시 오는 9월 환경공학과 대학원에 입학 예정인 안수진 씨는 수 환경 내 미량오염물질 중 내분비계 교란 물질과 의약 및 개인 위생용품 제거에 집중해 초음파를 활용한 산화 처리 기술 관련한 기존 연구들을 분석하고 향후 연구 과제를 제시하여 저명학술지인 <Journal of Hazardous Materials>에 논문을 게재했다. 초음파를 활용한 수처리 연구는 연간 10.8% 비율로 꾸준히 증가하고 있으며, 해당 분야의 주요 연구 주제가 주기적으로 변화하는 상황 속에 안수진 씨는 최근 5년간 축적된 관련 연구를 대상으로 오염물질 제거 성능에 영향을 끼치는 다양한 수질 조건과 운영 및 실험 조건을 종합적으로 제시했다. 본 연구는 초음파를 기반으로 하여 다양한 종류의 촉매 및 고도산화공법과의 복합운영을 통한 미량 유기오염물질 초음파 산화 처리의 최신 연구 경향 데이터베이스 구축에 기여할 수 있다는 점에서 의의가 깊다. 


마지막으로 한승연 씨는 graphene oxide 기반 분리막을 활용한 수 환경 내 미량오염물질인 의약물질과 내분비계 교란물질의 제거에 주목해 기존 연구를 분석하고 향후 연구과제를 제시하여 <Journal of Environmental Management>에 논문을 게재했다. 특히 이번 연구는 음용수에서의 의약물질과 내분비계 교란물질의 제거에 대한 연구가 부족한 상황에서, 기존 연구의 제거 방법을 분석해 다양한 graphene oxide 기반 분리막의 최대 제거율 그리고 수투과도 및 막오염에 대한 영향도를 찾아 분리막 성능 최적화 방안을 제시했다. 또한 수처리 과정에서 유기물, 배경 이온, pH 및 온도 등 다양한 환경 조건의 영향을 포괄적으로 제시했으며, graphene oxide과 분리막의 결합 방식 및 적정 농도 등 실험 조건과 그에 따른 제거 성능을 종합적으로 분석했다는 점에서 그 가능성을 인정받았다. 


지도교수인 환경공학과 윤여민 석좌교수는 물환경관리 분야에서 세계적 연구력을 인정받아 ‘2023년 제3차 해외우수과학자유치사업(Brain Pool+)’에 선정, 2033년까지 총 60억 원을 지원받아 ‘안전한 물환경 복지 실현 및 탄소중립 달성을 위한 수처리 기술 개발과 데이터 기반의 물관리 기술 고도화’ 연구를 수행하고 있으며, 2023년 9월부터는 과학기술분야 기초연구사업인 중견연구의 연구책임자로서 사업을 수행하고 있다. 뿐만 아니라 본교가 Ewha Vision 2030+ 발전전략의 일환으로 추진 중인 ‘Ewha Frontier 10-10 사업’과 한국연구재단이 지원하는 융합선도연구센터(CRC)인 환경블라인드스팟연구센터(센터장 손아정 교수) 사업에 공동연구원으로 적극적으로 참여하며 세계 수준의 연구성과 창출을 위해 노력하고 있다.