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서울대학교전기정보공학부

에너지환경융합연구실

김성재 교수 (Sung Jae Kim)

연구실 소개

이 연구실은 사막뿔도마뱀의 물 수집 방식을 모사해 토양에서 물을 모으고, 이온교환 소재를 이용해 오염물질을 제거하는 시스템을 연구합니다. 또한 나노 채널의 비선형 전기수력학, 액체 기반 반도체 소자, 초미세유체역학 장치 기반 해수 담수화·정수 및 바이오센서, 고에너지 효율 배터리 기술을 연구합니다.

AI가 연구실 홈페이지를 바탕으로 생성한 연구실 소개예요

연구실 홈페이지의 소개

Desert environments pose severe water scarcity challenges, leading to unique adaptations among native fauna. Notably, many species of desert horned lizards utilize a dermal drinking method, employing integumental microchannels to draw water from raindrops and moist soils via capillary action. However, the exact mechanism by which they eventually move the water collected between their jaws into their mouths remains elusive. Our research investigates this critical step in the drinking of desert horned lizards, Phrynosoma platyrhinos, revealing that the lizards use characteristic rhythmic jaw movements to achieve effective water intake. Inspired by their distinct water harvesting techniques, we have engineered an artificial soil water harvesting system that mimics these natural capillary flows and jaw movements to achieve water collection from soil. This system incorporates porous media to simulate water transport from soil and employs parallel plates to emulate lizard jaw actions, successfully demonstrating effective water collection and purification through integrated ion-exchange materials. This multifunctional system not only addresses the urgent need for water in arid regions but also simultaneously ensures the collected water's purity, removing harmful contaminants like heavy metals. Figure 1. The experimental observation of the jaw motion of Phrynosoma platyrhinos. (A) Cyclic motions of jaw opening and closing. (B) The temporal evolution of D, the gap of the jaw. (C) Close-up of the jaw corner from the red box in (A), with the water meniscus indicated by the white arrow. Figure 2. Experiments with the lizard-jaw mimicking device. (A) Schematics of the experimental setup. The liquid meniscus recedes toward the hinge as the upper plate is lifted. The liquid accumulate

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연구 분야

1. 나노 채널에서의 비선형 전기수력학 (나노기술) · 2. 액체 기반의 반도체 소자 (나노기술) · 3. 초미세유체역학 장치를 이용한 해수 담수화 및 정수 기술 (환경 기술) · 4. 초미세유체역학 장치를 이용한 바이오 센서 (바이오 기술) · 5. 고에너지 효율 배터리 기술 (에너지 기술) · 논문 목록 · https://ees.snu.ac.kr/#publications · 액체 반도체 · 바이오센서 · MEMS/NEMS

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홈페이지에서 읽은 구성원

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