서울과학기술대학교 환경공학과 원가연 석사과정(지도교수: 황유훈)은 금속공학 및 야금공학 분야 상위 10% 이내 저널인 Journal of Materials Research and Technology 최신호에 “Influence of internal structure on the adsorption performance of 3D-printed polylactic acid filters with graphene oxide for water treatment” 논문을 게재하였다.
(https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.12.002)

본 연구는 학부 캡스톤디자인 교과목에서 졸업논문으로 수행한 연구를 출발점으로, 석사과정에서 실험 설계, 구조 해석, 연속 운전 평가를 체계적으로 확장·심화하여 국제학술지 논문으로 발전시킨 성과이다. 단순한 소재 적용 수준을 넘어, 3D 프린팅 기반 수처리 구조체의 내부 형상이 흡착 성능에 미치는 영향을 정량적으로 규명하였다는 점에서 교육–연구 연계의 모범 사례로 평가된다.

연구에서는 FDM 기반 3D 프린팅 기술을 활용하여 내부 구조가 정밀하게 제어된 PLA 필터를 제작하고, 그래핀옥사이드(GO)를 도핑한 구조체형 흡착 필터를 개발하였. 특히 충진율과 적층 회전각이라는 핵심 구조 인자를 체계적으로 변화시켜, 흡착 성능·유체 흐름·내부 구조 간의 상관관계를 실험 및 이미지 기반 분석을 통해 규명하였다.

또한 회분식 실험뿐 아니라 연속 컬럼 운전을 통해 실제 공정 적용 가능성을 평가하였으며, 구조 최적화를 통해 흡착 성능과 반응 속도가 동시에 향상될 수 있음을 입증하였다. 본 연구는 분말 흡착제의 회수 및 재사용 한계를 극복할 수 있는 구조체형 수처리 소재 설계 전략을 제시하였으며, 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 고도수처리 공정 개발에 중요한 설계 지침을 제공하였다.

본 성과는 학부 교육(캡스톤디자인)–석사과정 연구–국제학술지 게재로 이어지는 연구 연속성을 성공적으로 구현한 사례로서, 학생 연구역량 강화와 실질적 연구 성과 창출 측면에서 학문적·교육적 의미를 동시에 지닌다.