김창수 학생이 1저자로 참여한 “인공지능을 이용한 유기용매 나노분리막 성능 예측 (Artificial Intelligence for Performance Prediction of Organic Solvent Nanofiltration Membranes)” 연구는 인천대 김지용, 김정 교수 (이상 에너지화학공학과) 와 사우디아라비아 KAUST 대학, 영국 맨체스터 대학과 공동 연구로 수행되었다.
유기용매 나노 분리막 기술은 기존의 석유화학에서 주로 사용되는 증류기반 분리 기술을 대체할 수 있는 혁신 기술인 반면, 막 제작의 복잡성 및 운전 상의 문제로 실제 산업 현장에 널리 사용되지 못하고 있다.
이를 극복하고자 이 연구에서는 다양한 빅데이터 분석 기술을 적용하여 기존의 많은 유기용매 나노 분리막 설계 변수 중 성능에 영향을 큰 핵심 설계 인자를 규명하였고, 기계학습을 이용하여 성능 예측 정확도를 검증했다. 그 결과 6개의 설계 인자만으로 유기용매 나노 분리막 성능을 98% 이상의 정확도로 예측이 가능 해졌다.
김창수 학생의 지도교수인 김지용 교수는 “본 연구를 바탕으로 막분리 관련 소재 개발 실험의 효율성이 향상됨은 물론, 석유 정밀화학, 환경정화 등 유기용매 나노분리막의 산업적 활용 확대에도 크게 기여할 것으로 기대한다” 또한 “김창수 학생은 학부생으로써 빅데이터 기술을 이용한 차원 해석, 기계학습 알고리즘 개발을 통한 성능 예측 등 핵심 기술을 주도적으로 수행함으로써 자연과학과 데이터과학 두 학문의 융합 연구의 훌륭한 사례”이라고 설명했다.
김창수 학생은 나노디그리 (NanoDegree) 및 교수-학생 전공심화 프로그램 등 인천대학교 교육혁신원이 지원하는 다양한 학부생 연구 지원을 통하여 연구의 길로 들어섰고, 이후 본격적으로 실제 화학공학 분야의 문제 해결을 위하여 인공지능 관련 다양한 기술을 적용해 왔다.
김창수 학생은 “물질 전달, 유체역학 등 에너지화학공학과의 전공 수업과 빅데이터 등 인공지능 관련 수업에서 배웠던 것을 융합함으로써 좋은 결과를 얻은 것 같다”고 말했다. 이어 “이번 연구 결과를 바탕으로 단순히 유기용매 나노분리막의 성능 예측이 아닌 최적의 막 제조 기술 제안하는 연구로 확장하고 싶다”고 말했다.
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