경상국립대 이재연 학생, 안건형 교수, 미시간-상해교통대 조율재 교수. 경상국립대학교 제공경상국립대학교 융합기술공과대학 에너지공학과 안건형 교수팀은 석사과정 이재연 씨가 제1저자로 참여한 논문이 에너지 분야 세계적 학술지 '나노 에너지(Nano Energy)'(IF 19.0, JCR 상위 5.0%) 최신호(104, part A, (2022) 107891)에 게재됐다고 밝혔다.
논문 제목은 '웨어러블 전자 제품을 위한 블록 섬유 규모에서 향상된 자발적 자체 충전 향상 연구(Enhanced spontaneous self-charging through scalable template-free surface engineering at building block fiber scale for wearable electronics)'이다.
이번에 경상국립대 안건형 교수팀이 개발한 기술은 정류기 및 외부회로 필요 없이 마찰 발전 전기를 이용해 슈퍼커패시터 전해질 내부의 전하를 유도하는 기술을 도입한 것이다. 또 에너지 충전 시간을 단축하기 위해 마찰전기 발전기의 표면을 플라즈마 공정을 통해 다공성 구조로 제어했다. 이 과정을 통해 충전기가 필요 없이 자체적으로 급속 에너지 충전이 가능한 스마트 섬유를 성공적으로 개발했다. 이 스마트 섬유는 접고 뒤틀고 꼬아도 높은 에너지 저장 유지 성능을 보였다고 경상국립대는 설명했다.
이 연구는 경상국립대 에너지공학과와 세계적으로 저명한 미시간-상해교통대(University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University, Prof. Yuljae Cho(조율재 교수))와의 공동연구로 수행하여 얻은 결과물로, 원천기술을 선점해 학문적으로 시사하는 바가 크다. 또 수행한 연구는 경상국립대학교 기술비즈니스센터의 도움을 받아 국내 특허 출원을 진행해 전문기술에 대한 지식재산권을 확보했다.
스마트 섬유의 우수한 웨어러블 특성 및 셀프 충전이 가능한 스마트 섬유. 경상국립대학교 제공제1저자로 참여한 이재연 학생은 "첫 국제 공동연구가 결실을 맺어 기쁘다"며 "대학원에서 공부하는 동안 더 발전하고 싶다"고 말했다. 교신저자로 참여한 미시간-상해교통대 조율재 교수는 "웨어러블 소자를 구성하는 스마트 섬유 단위에서의 에너지 저장 제어 및 효율을 높이는 데 성공했다"면서 "특히 이번에 개발한 스마트 섬유는 안정성 및 확장성을 겸비하고 있어 실제 웨어러블 소자로 적용 가능성이 높다"고 밝혔다.
경상국립대 안건형 교수는 "이번 연구는 4차 산업혁명에서 요구하는 미래형 스마트 섬유에서 반드시 해결해야 할 핵심 기술을 개발한 것"이라며 "에너지 충천 효율을 높여 인체 부착형 전자기기 또는 지능형 로봇 등 차세대 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있는 원천기술이다. 기술 발전 및 상용화를 위해 후속 연구를 적극적으로 수행할 계획"이라고 설명했다.
이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 신진연구자지원사업의 지원으로 수행했다.