친환경 반영구적 웨어러블 전원 플랫폼 및 고성능 무전원 센서 기술 활용 기대
[대학저널 백두산 기자] 광운대학교 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 손끝 터치만으로도 고출력의 전기를 생산하는 친환경 웨어러블 나노발전기를 개발했다. 이 기술을 활용하면 다양한 신체 부위에 반영구적으로 친환경 전원기술을 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
박 교수 연구팀은 16일 직물을 활용한 마이크로패터닝 기술과 높은 음전하 대전물질 특성을 갖는 멕신/실리콘 복합나노소재를 활용해 고출력의 웨어러블 마찰전기 나노발전기를 개발했다고 밝혔다.
제작된 나노발전기는 고성능의 자가전원 센서와 웨어러블 스마트 디바이스의 반영구적 친환경 전원 플랫폼 기술의 활용 가능성을 입증했다.
특히 연구팀은 고기압과 진공상태, 표면활성계면제 등 다양한 공정조건이 필요한 기존의 마이크로구조 표면 처리 방법과 달리 직물에서 직접 마이크로 표면 구조를 제작할 수 있는 기술 개발에 성공했다.
제작된 직물기반 마찰전기 나노발전기는 다양한 크기의 형태로 재단해도 우수한 성능을 나타냈으며, 여러 신체 부위에 적용할 수 있는 반영구적 친환경 전원기술로의 활용 가능성을 입증했다.
연구팀은 제작된 마찰전기 나노발전기를 이용한 자가전원 스마트 보안시스템과 웨어러블 스마트 전자기기(만보계, 스톱워치 및 디지털 습도계)의 동작 실험과 스마트폰 웹 어플리케이션을 통한 실시간 보행 감지 시스템 시연 실험을 성공적으로 시연함으로써, 제작된 마찰전기 나노발전기가 웨어러블 전자기기의 반영구적 친환경 전원 플랫폼 및 자가전원 센서로의 실용 가능성을 증명했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단 중견연구자 지원 및 해외우수과학자유치사업 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 세계 최고의 소재 와 소자 전문 저널인 와일리 출판의 어드밴스드 펑셔널 머트리얼스에 게재됐다.
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