미세유체연구실
MicroFluids Laboratory
서울과학기술대학교
기계시스템디자인공학과
최종 업데이트: 2024/4/15
석사과정
김시현
(석사 3학기)
tlgus107801@naver.com
조유진
(석사1학기)
yjjo5050@naver.com
학부연구생
김혜은
이민홍
이중호
정기덕
졸업생
학석사연계과정
>> University of Massachusetts Amherst 기계공학과 박사과정
2020. 01 - 2024. 02
[석사학위논문]
점성 방울의 Petal bouncing 및 발수표면 맥놀이 현상
[캡스톤디자인]
역전된 구조를 가진 초발수 표면 제작 및 평가
박창훈
박한별
2020. 01 - 2024. 02
[석사학위논문]
수제 접촉각 측정기 개발 및 유로 유동가시화
[캡스톤디자인]
동접촉각 측정 장치 개발
김의진
2020. 01 - 2023. 12
[석사학위논문]
홈 구조 발수 표면 유체 방울 점성/탄성 효과
[캡스톤디자인]
홈 구조 발수 표면 미세 방울 형성 가시화
김형원
2020. 01 - 2023. 12
[석사학위논문]
Solid-infused surface 발수 성능 평가
[캡스톤디자인]
홈 구조 발수 표면 미세 방울 형성 가시화
학부과정
강승원
>> 기아자동차
2022. 08 - 2023. 12
발수 표면 미세 구조 제작 및 유체 방울 가시화
(2023학년도 캡스톤디자인 - 강승원, 방준영, 조유진)
박진우
>> 삼성전자
>> (현) LG전자
2020. 01 - 2021. 12
역전된 구조를 가진 초발수 표면 제작 및 평가
(2021학년도 캡스톤디자인 - 박진우, 박창훈)
박진아
>> 삼성전자
2020. 09 - 2021. 12
동접촉각 측정 장치 개발
(2021학년도 캡스톤디자인 - 박진아, 박한별)
연구책임자
김정현 (Jeong-Hyun Kim)
E-mail: kimjh@seoultech.ac.kr
Tel: 02) 970-6323
Ph.D., 2012. 09 - 2016. 09, University of Massachusetts Amherst, Mechanical Engineering
Dissertation Title: Dynamic Wetting and Drag Reduction on Superhydrophobic and Liquid-
Infused Surfaces
Advisor: Jonathan P. Rothstein
M.S., 2007. 09 - 2009. 08, 영남대학교 기계공학과
학위 논문: Wake Flow Characteristics around the Rear View Side Mirror of a Passenger Car
지도교수: 한용운
B.E., 2000. 03 - 2007. 08, 영남대학교 기계공학과
졸업 논문: 승용차 후미 형상에 따른 후류 특성
지도교수: 한용운
조교수, 2019.08 - 현재, 서울과학기술대학교
Hibbitt Fellow, 2018.05 - 2019. 07, Brown University
Postdoc, 2017.06 - 2018. 05, University of Rochester
Postdoc, 2016.10 - 2017. 06, University of Massachusetts Amherst
1. 계면 유동 (Interfacial Flow)
- 동접촉각 측정 (Dynamic contact angle measurements): 실험실에서 제작한 (초)발수 표면을
수조 속 (뉴턴 or 비뉴턴)유체에 담궜다 빼는 과정에서 형성되는 동접촉각을 광학적 기법 (초
고속카메라) 혹은 힘평형 기법(로드셀)을 이용하여 측정합니다.
- 유체 방울 충돌 역학 (Droplet impact dynamics): 유체 방울이 고체 표면에 충돌한 후 유체 방
울과 표면의 거동을 초고속 카메라와 위치 감지 센서를 통해 관측하고 분석합니다.
- 유체 방울 미끄러짐 역학 (Droplet sliding dynamics): 유체 방울이 고체 표면에 접촉하고 분
리되는 과정을 초고속 카메라로 관찰하고, 후퇴선에서 형성되는 유체 끈의 파단과 미세 방
울 형성 과정을 분석하고 응용합니다.
2. 유체 물성 측정 장비 제작
- 수제 접촉각 측정기 (Custom-made contact angle goniometer with a smartphone)
실험실에서 제작된 고체 표면의 친수 혹은 발수성을 정량적으로 평가하기 위하여 정적 접촉
각 측정이 요구됩니다. 상용 CO2 레이저 가공기와 3D 프린터를 활용하여 접촉각 측정기를
개발하였고 연구에 활용중입니다.
- 비뉴턴유체 연신물성 측정
실험실에서 제작된 다양한 비뉴턴 유체의 인장 특성을 정량화 하기 위하여 물성 측정이 필
요합니다. 전통적인 연신물성 측정 장치인 Capillary Breakup Extensional Rheometer(CaBER)
를 실험실에서 재현하고, 또한 자체 제작된 접촉각 측정기에 Dripping-onto-Substrate (DoS)
기법을 재현하여 비뉴턴 유체의 인장완화시간, 인장점도 등을 정량화하고 있습니다.
보유 장비
1. 초고속 카메라 (Phantom, VEO-E 310L Color & Mono)
2. CO2 레이저 가공기 (Universal Laser System, VLS 2.30 with a HPDFO lens)
3. 전단 레오미터 (Anton Paar, MCR 92)
4. 3D 프린터 (Formlabs, Form3)
5. 소프트 리소그래피 장치 (스핀코터, 오븐, 교반기)
공기
물
표면
전진접촉각
후진접촉각
자체 제작 시린지펌프
3차원 이송 시스템
후퇴선 역학
미세방울 형성 (< 100um)
Dripping-onto-Substrate (DoS) Rheometer
Capillary Breakup Extensional Rheometer(CaBER)
캡스톤디자인 예시
학술지 논문 [Google Scholar]
20. 상용 Gentoo 폴리머가 경화된 고체주입표면에서 물방울 거동
김형원, 김정현*
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19. Role of droplet viscosity on the formation of residual droplets on grooved hydrophobic surfaces
Kim, U., Lee, J., and Kim, J.-H.*
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18. Contact-time reduction of viscous droplets impacting a grooved superhydrophobic surface
Park, C. and Kim, J.-H.*
Physics of Fluids, 35 (2023) 102117 [Link]
17. Static and dynamic contact angle measurements using a custom-made contact angle goniometer
Pak, H. and Kim, J.-H.*
Journal of Mechanical Science and Technology, 37 (2023) 4117 - 4124 [Link]
16. 저비용 수제 연신레오미터 개발 및 성능 평가
김시현, 박한별, 김정현*
한국가시화정보학회지, 21 (2023) 110 - 118 [Link]
15. Deposition of micro/macroscale water droplets on grooved hydrophobic surfaces
Kim, U., Kim, H.,and Kim, J.-H.*
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14. Force-based dynamic contact angles on lubricant-infused surfaces
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13. 거친 발수 표면에 충돌하는 유체 방울의 팽창 및 수축 역학: 미세 유체 방울의 형성
김의진, 김정현*
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12. Retraction dynamics of a water droplet impacting onto a microgrooved hydrophobic surface at different velocities and surface temperatures
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Kim, D., Lee, M., Kim, J.-H.*, and Lee, J.*
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Kim, J.-H., Puranik, R., Shang, J.K., and Harris, D.M.*
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9. Dynamics of a Flexible Superhydrophobic Surface during a Drop Impact
selected as a Featured Article and highlighted in AIP Scilight
Kim, J.-H.*, Rothstein, J.P., and Shang, J.K.
Physics of Fluids, 30 (2018) 072102
8. Role of Interface Shape on the Laminar Flow through an Array of Superhydrophobic Pillars
Kim, J.-H. and Rothstein, J.P.*
Microfluidics and Nanofluidics, 21 (2017) 78
7. Droplet Impact Dynamics on Lubricant-Infused Superhydrophobic Surfaces: The Role of Viscosity Ratio
Kim, J.-H. and Rothstein, J.P.*
Langmuir, 32 (2016) 10166-10176
6. Delayed Lubricant Depletion on Liquid-Infused Randomly Rough Surfaces
Kim, J.-H. and Rothstein, J.P.*
Experiments in Fluids, 57 (2016) 81
5. Dynamic contact angle measurements of viscoelastic fluids
Kim, J.-H. and Rothstein, J.P.*
Journal of non-Newtonian Fluid Mechanics, 225 (2015) 54-61
4. Dynamic contact angle measurements on superhydrophobic surfaces
Kim, J.-H., Kavehpour, H.P., and Rothstein, J.P. *
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3. Experimental investigation of wake structure around an external rear view mirror of a passenger car
Kim, J.-H. and Han, Y.O.*
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2. Surface flow and wake characteristics of automotive external rear view mirror
Kim, J.-H., Park, B.H., and Han, Y.O.*
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 225 (2011) 1605-1613
1. NACA0015 익형을 가지는 로터 깃 끝와류의 후류유동구조
손용준, 김정현, 한용운*
한국항공우주학회지, 39 (2011) 210-217
학회 발표 (Since 2019. 09 ~ present)
35. [초청강연] 김정현*, "Dynamics of Droplets on Grooved Hydrophobic Surfaces", 2023 마이크로나노시스템학회 추계학술대회, 2023. 11. 24, 여수 디오션리조트
34. 김시현, 김정현*, "경화조건을 달리한 polydimethylsiloxane (PDMS) 표면에서의 액적 거동", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2023. 11. 16, 광주 김대중컨벤션센터
33. 조유진, 강승원, 방준영, 김정현*, "미세 구조를 가진 발수 표면에서의 유체 방울 분열 가시화 및 분석", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2023. 11. 16, 광주 김대중컨벤션센터
32. 박한별, 이창환, 김정현,*, "메틸렌 블루 수용액 농도 변화에 기반한 채널 내부 유속 측정", 대한기계학회 2023년 학술대회, 2023. 11. 1, 인천 송도 컨벤시아
31. 김형원, 김정현,*, "젠투 폴리머가 경화된 표면의 마찰 항력 저감", 대한기계학회 2023년 학술대회, 2023. 11. 1, 인천 송도 컨벤시아
30. 김시현, 박한별, 김정현*, "비뉴턴 유체 연신물성 측정 장비 개발", 한국가시화정보학회 춘계학술대회, 2023. 4. 20, 서울과학기술대학교
29. [우수논문상] 김의진, 김정현*, "유체 물성에 따른 발수 표면에 적층되는 미세 유체 방울의 변화", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2022. 12. 1, 대전 한국과학기술원
28. 박창훈, 김정현*, "유연한 발수 표면에 충돌하는 물방울의 거동", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2022. 12. 1, 대전 한국과학기술원
27. 김의진, 강승원, 김정현*, "홈 구조를 가진 발수 표면에 적층되는 미세 유체 방울: 점성과 탄성의 영향", 대한기계학회 2022년 학술대회, 2022. 11. 11, 제주 국제컨벤션센터
26. 김형원, 김정현*, "다양한 받음각 조건에서 평판의 수력학적 특성", 대한기계학회 2022년 학술대회, 2022. 11. 10, 제주 국제컨벤션센터
25. 박한별, 조유진, 김정현*, "홈 구조를 가진 발수 표면의 구조 방향에 따른 동접촉각 변화", 대한기계학회 2022년 학술대회, 2022. 11. 10, 제주 국제컨벤션센터
24. 김시현, 김서현, 방지영, 박한별, 김정현*, "저비용 연신레오미터 개발", 대한기계학회 2022년 학술대회, 2022. 11. 10, 제주 국제컨벤션센터
23. 박창훈, 김정현*, "신축성이 있는 발수 표면과 유체 방울 간의 상호작용으로 발생하는 맥놀이 현상", 대한기계학회 2022년 학술대회, 2022. 11. 10, 제주 국제컨벤션센터
22. 박창훈, 김정현*, "초발수 표면에 충돌하는 점성 유체 방울의 접촉시간 감소", 제 12회 한국유체공학학술대회 (12 NCFE), 2022. 6. 24, 창원 CECO 컨벤션센터
21. 박한별, 김정현*, "저비용 정적접촉각 측정기 개발", 제 12회 한국유체공학학술대회 (12 NCFE), 2022. 6. 24, 창원 CECO 컨벤션센터
20. 김형원, 김의진, 김정현*, "홈구조를 갖는 발수 표면위에서 운동하는 물방울 거동 연구", 제 12회 한국유체공학학술대회 (12 NCFE), 2022. 6. 23, 창원 CECO 컨벤션센터
19. 박창훈, 박진우, 김정현*, "SLA 3D 프린터로 제작된 초발수 표면에서의 유체 액적 충돌", 2021 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2021. 11. 26, 부산 한국해양대학교
18. 김도형, 김정현*, 이진기, 어솔, "윤활유가 스며든 초소수성 표면의 힘 기반 동 접촉각 측정", 2021 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2021. 11. 26, 부산 한국해양대학교
17. 박한별, 김정현*, "저비용 접촉각 측정기를 활용한 표면 젖음성 평가", 2021 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2021. 11. 26, 부산 한국해양대학교
16. 김의진, 김형원, 김정현*, "홈구조가 있는 발수 표면에서의 미세 물방울 적층에 관한 실험적 연구", 2021 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2021. 11. 26, 부산 한국해양대학교
15. [초청강연] 김정현, "Deposition of micrometric water droplets on rough hydrophobic surfaces," 대한기계학회 2021년 학술대회 유망과학기술자 세션, 2021. 11. 04, 광주 김대중컨벤션 센터
14. 김정현*, 어솔, 김도형, 이진기*, "오일함침표면의 힘평형 기반 동접촉각 측정", 2021년도 대한기계학회 유체공학부문 춘계학술대회, 2021. 8. 19, 온라인
13. [우수논문상] 박한별, 김정현*, "스마트폰을 활용한 접촉각 측정기 개발", 한국가시화정보학회 춘계학술대회, 2021. 5. 21, 대전
12. 김의진, 김정현*, "펨토초 레이저로 가공된 발수 표면에서의 유체 액적 충돌", 한국가시화정보학회 춘계학술대회, 2021. 5. 21, 대전
11. 어솔, 김정현*, 이진기*, "Wilhelmy plate method를 이용한 lubricant-infused surfaces의 동접촉각 측정", 대한기계학회 2020년 학술대회, 2020. 12. 16 - 24, 온라인
10. Yee Li Fan, 김정현*, 이진기*, "Retraction dynamics of water droplet impacting on a hydrophobic Aluminium grooved surface", 대한기계학회 2020년 학술대회, 2020. 12. 16 - 24, 온라인
9. 김도형, 이민기, 김정현*, 이진기*, "네펜데스 모사 표면의 동접촉각 측정", 대한기계학회 2020년 학술대회, 2020. 12. 16 - 24, 온라인
8. [우수논문상] Yee Li Fan, 이진기*, 김정현*, "High speed visualization and analysis of droplet impact dynamics on a hydrophobic grooved surface", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2020. 11. 6, 광주
7. 김정현*, 이진기*, 김도형, 이민기, "오일 함침 초발수 표면에서의 동접촉각 측정", 한국가시화정보학회 추계학술대회, 2020. 11. 6, 광주
6. 김정현*, "Robust transferrable superhydrophobic surfaces", 제 11회 한국유체공학학술대회 (11 NCFE), 2020. 08. 13, 제주
5. Yeeli Fan, Jeong-Hyun Kim*, Jinkee Lee*, "Retraction dynamics of water droplet upon impact onto a hydrophobic grooved surface", 제 11회 한국유체공학학술대회 (11 NCFE), 2020. 08. 13, 제주
4. Sole Eo, Jeong-Hyun Kim*, Jinkee Lee*, "Measuring dynamic advancing contact angle of lubricant-infused surfaces using Wilhelmy plate method", 제 11회 한국유체공학학술대회 (11 NCFE), 2020. 08. 14, 제주
3. [우수논문상] 이민기, 김도형, 김정현*, 이진기*, "Optical measurement of dynamic contact angle on lubricant-infused surfaces (LIS) depending on capillary number", 제 11회 한국유체공학학술대회 (11 NCFE), 2020. 08. 13, 제주
2. [초청강연] 김정현*, "Deposition of micrometric water droplets on rough hydrophobic surfaces", 한국가시화정보학회 젊은공학자강연, 2019. 12. 06, 대구
1. 김도형, 이민기, 판이리, 김정현*, 이진기*, "윤활유가 스며든 표면의 동접촉각 가시화 및 측정", 대한기계학회 추계학술대회, 2019. 11.14, 제주
연구실 소식
2021. 11. 04 대한기계학회 2021년 학술대회 유망과학기술자 초청강연 (김정현)
2024. 04. 15 학석사연계과정 졸업생 박창훈 University of Massachusetts Amherst, University of Utah, SUNY Buffalo 기계공학과 박사과정 full-funding 입학 제안 받음. 최종 UMass Amherst로 진학 결정.
2024. 02. 15 서울과학기술대학교 석사과정 우수학위논문상 수상 (박창훈)
2024. 01. 03 학부연구생 4명 합류 (김혜은, 이민홍, 이중호, 정기덕)
2022. 12. 02 2022년 한국가시화정보학회 추계학술대회 우수논문상 (김의진)
논문제목: 유체 물성에 따른 발수 표면에 적층되는 미세 유체 방울의 변화
2020. 11. 06 2020 한국가시화정보학회 추계학술대회 우수논문상
논문제목: High speed visualisation and analysis of droplet impact dynamics on a hydrophobic grooved surface
2021. 02. 17 2020학년도 교육분야 우수교원 선정 (김정현)
2020. 08. 14 제 11회 한국유체공학학술대회 우수논문상 수상
논문제목: Optical measurement of dynamic contact angle on lubricant-infused surfaces (LIS) depending on capillary number
2020. 06. 24 한국연구재단 신진연구 최초혁신실험실 선정 (연구 장비비 1억 추가 지원)
미세유체연구실 교내 공간 배정 완료 (다산관 247호)
2020. 02. 20 한국연구재단 신진연구사업에 선정
연구과제명: 유체와 (초)발수 표면 간의 상호작용 최적화 및 원천기술 확보를 통한 연신레 오미터, 입자분리 및 에너지 수확 장치 상용화 연구
연구기간 및 연구비: 2020. 03. 01 - 2024. 02. 29 (총 4년, 4억)
2020. 01. 02 미세유체 연구실 학부연구생 5명 합류
(김의진, 김형원, 박진우, 박창훈, 박한별)
2019. 12. 06 한국가시화정보학회 젊은공학자상 수상 (김정현)