플라즈마란 기체 분자가 이온과 전자로 나누어진 상태의 물질이다. 대기 중에서 생성된 플라즈마는 산소‧질소 등과 만나 여러 화학종을 만든다. 화학종은 다른 물질의 표면에서 화학반응을 한다. 이때 표면에서 살균‧분해‧소독‧세정 현상이 일어난다.

플라즈마 활성수는 플라즈마를 이용해 활성종을 물에 녹인 기능성 물이다. 강한 산성에 질소 산화물이 포함되어 있어 살충제, 액체 비료, 의료도구 소독제, 친환경 세정제로 쓰일 수 있다.

기존의 활성수 생산법은 가느다란 틈에 플라즈마를 고속으로 분출하는 '플라즈마 제트', 평판의 금속전극과 유전체를 샌드위치처럼 배열하는 '평판형 유전체장벽방전'이 있다. 하지만 이 방법들은 1회 제조용량이 수십 밀리리터(mL)에서 수 리터(L)다. 균일하고 밀도가 높은 플라즈마를 넓게 발생시키는 것도 기술적 한계를 안고 있다.

연구팀은 평판형이 아닌 '동축형'의 유전체장벽방전 장치를 사용해 대면적 플라즈마를 안정적으로 만들었다. 동축형은 평판형보다 부피가 작고 직·병렬 연결을 하기 쉽다. 플라즈마와 물의 반응 효율을 끌어올리는 장치도 개발됐다. 

연구팀의 기술을 사용하면 오랜 시간 많은 전력을 공급하면서 시간당 500L(pH 3 기준) 플라스마 활성수를 만들 수 있다. 이는 미국 기업 APS(120L/h)과 네덜란드 아인트호벤 대학(100L/h)의 기록을 뛰어넘는다.

진윤식 박사는 "공기·물·전기만 있으면 플라즈마 활성수를 만들 수 있고 다른 화학물질을 사용하지 않기 때문에 친환경적이다"라며 "이번 연구는 농업‧바이오‧식품‧원예 등 산업에서 플라즈마 활성수를 대량으로 사용할 길을 열었다"고 말했다.

연구 결과는 최근 열린 '펄스파워 및 플라즈마 과학 콘퍼런스(PPPS)'와 'ICPIG-34 & ICRP-10'에 소개돼 주목을 받았다.