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아주대 김성환·박지용 교수 공동연구, 단백질 기반의 ‘마찰전기 수확소자’ 개발
아주대 김성환·박지용 교수 공동연구, 단백질 기반의 ‘마찰전기 수확소자’ 개발
  • 교수신문
  • 승인 2019.06.10 12:28
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아주대 김성환 교수.
아주대 김성환 교수.

 

실크 단백질을 활용해 피부로부터 마찰전기를 높은 효율로 얻어낼 수 있는 에너지 소자를 개발했다.
아주대학교는 김성환(물리학과)·박지용(에너지시스템학과) 교수 연구팀이 피부나 옷감에 붙여 이들의 진동에 따라 생성된 마찰전기를 고효율로 수확할 수 있는 전자소자를 구현했다고 지난 4일 밝혔다. 아주대 측은 “개발 전자소자는 생체친화 소재이며, 높은 인장력과 탄성을 지닌 섬유로 관심을 받아온 실크 단백질을 활용했다는데 의의가 있다”며 “헬스케어 분야 원천 기술을 확보함과 동시에 천연 소재의 새로운 활용 가능성을 높이게 됐다”고 의미를 설명했다.
연구팀은 생체조직을 구성하는 성분 중 하나인 단백질 중 실크 단백질에 주목했다. 자연에서 구할 수 있는 우수한 기계적 물성을 지니고 있어서다. 연구팀은 실크 단백질 분자수준에서의 물성개질을 위해 글리세롤을 도입해 투명하고 늘릴 수 있는 수화젤 필름을 구현했다. 수화젤은 많은 수분을 머금을 수 있는 고분자 물질이다. 고분자 분자들이 연결되면 만든 공간에 물 분자들이 들어갈 수 있어 말랑말랑한 물성을 지니게 된다.
새로 구현된 투명 실크필름에 은 나노와이어 전극을 집적해 안정적으로 수확된 전자들이 흐르게 했다. 또 CD 표면을 활용해 실크 단백질 필름에 주기적인 패턴을 형성해 접촉면을 증가시켰다. 제작 마찰전기 수확소자는 피부에 직접 접촉 시 더 좋은 성능을 보였다. 5개의 직렬연결 LED를 켤 수 있을 정도의 에너지 수확이 가능했다. 연구팀은 “최초로 피부표면에 부착할 수 있는 마찰전기 에너지 수확이 가능함을 보여준 것”이라며 “광학적으로 투명해 다른 전자기기에 부착한 터치센서, 인체의 움직임을 감지하는 동작센서로도 응용이 가능하다”고 설명했다.


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