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  • 기사등록 2018-08-10 12:58:55
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국내 연구진이 식물을 이용해 만든 압전소재로 기존 ‘딱딱한’ 형태의 단점을 극복해 향후 휘어지는 전자소재로의 적용이 기대된다.


전북대학교는 정창규 신소재공학부 전자재료공학 교수가 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 식물이 갖고 있는 3차원 다공 구조의 섬유소(셀룰로오스)를 활용해 새로운 형태의 압전 복합소재를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.


압전 재료는 기계적 힘을 가해 전기 에너지를 만드는 재료다. 기계 에너지와 전기적 에너지를 상호 교환할 수 있기 때문에 액추에이터, 초음파 센서 등 실생활에 널리 사용되고 있다. 최근에는 기계적 에너지를 이용해 전기를 생산하는 ‘에너지 하베스팅’에도 적용되고 있다.


하지만 현재 활용되는 대부분의 고성능 압전 재료들은 딱딱한 세라믹 재료로 플렉시블(휘는) 전자소자에 적용이 어려웠다.


이에 연구진은 식물이 지니고 있는 셀룰로오스의 3차원 다공성 구조를 압전 세라믹 입자들과 융화시켜 최종적으로 3차원적으로 연결된 다공성 압전 세라믹 소재를 만들었다.


균일한 형태로 만들어진 자연모방 압전 세라믹 소재는 최종적으로 고분자 재료와 섞여서 새로운 압전 복합재료로 만들어졌다.


압전 세라믹스가 모두 연결되어 있는 상태이기 때문에 외부의 기계적 힘을 효과적으로 받으면서도 휘는 특성을 유지하고 있어 기존의 압전 복합재료의 단점을 획기적으로 개선할 수 있었다고 연구진은 밝혔다.


정 교수는 “이와 같은 자연모방 복합재료 구조는 앞으로 기계적 특성과 관련된 모든 플렉시블 복합재료의 특성을 크게 변화시키는데에 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.


한편, 이번 연구 결과는 에너지 재료 분야 세계적 학술지인 나노 에너지(Nano Energy / Impact Factor=13.12) 8월 호에 게재되며 학계의 주목을 받았다. 또한 미국 펜실베이니아 주립대학교와 중국 우한 이공대학교와의 협업으로 진행되었으며, 현재 후속 연구가 진행 중이다.

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