다수의 전기전자 재료 및 고분자 복합 소재들은 점탄성 매질에 입자계가 분산된 시스템에 기반한다. 입자계를 포함하는 소재/공정의 핵심 기술은 분산 공정을 통해 확보된 입자 분산성을 최종 제품까지 최대한 유지하는 것이다. 그런데 이들 소재들은 압출, 사출 및 코팅 공정 등의 제조 공정 중에 전단, 신장 및 이들이 결합된 다양한 유동을 이력을 겪게 된다. 유동 환경하에서 입자 분산성이 유지될 지에 대한 여부는 관련 산업 뿐만 아니라 학술적인 측면에서 큰 관심을 가지고 있는 사항이다.
압력 구배에 의한 채널 유동 하에서 유동의 관성, 매질의 탄성 및 입자 간의 상호 작용에 의해 매질에 분산된 입자들이 주 흐름 방향의 수직 방향으로 이동할 수 있다는 것이 다수의 연구에 의해 밝혀지고 있다. 입자의 수직 방향 이동의 결과로 분산 공정을 통해 확보된 입자 분산성은 파괴될 수 있으며, 이는 최종 제품의 물성 저하로 귀결될 수 있다.
아주대학교 미세공정연구실은 지난 십 수년간 유동에 의한 입자 분포 불균일성 발생 현상에 대해서 기초 및 응용기술을 집중적으로 연구하여 Nature Communications, Science Advances 및 저명 학술지에 다수의 학술 논문을 발표한 바가 있다. 본 연구실에서 확보하고 있는 기술로는 전단 및 신장 유변물성 측정 기술, 유동 가시화, 입자 분포 분석법 및 유변물성 모델링과 복잡 유체 유동의 수치모사 기술이 있다. 이를 활용하여 산업체에서 직면하고 있는 다양한 유동 조건에서 입자 분산성 확보 방안에 대한 자문 및 과제 수행이 가능할 것으로 기대하고 있다.
최근에는 복잡 유체에서 발생하는 유동 불안정성을 미세혼합기에 응용하는 연구를 진행하여, 실제로 균일한 크기의 실리카 입자를 연속으로 제조하는 것이 가능함을 보였다.