나노기술 및 정책 정보

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중국 칭다오(靑島) 대학교 물리과학대 룽윈저(龍雲澤) 교수 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 마찰 나노 발전기 개발에서 혁신 성과를 취득한 상황이며, 연구팀의 왕샤오쓩(王曉雄) 교수는 고속 원통 수집 정전기 방사 섬유를 통해 순서적으로 배열된 나노 섬유 배열을 구축하였는데 배열 협동 역할이 필름 전체의 강도와 인장 가능성을 대폭 초월하여 전통적인 부직포의 역학 강도가 취약한 문제를 해결할 수 있는 것으로 나타났음.

연구팀은 폴리비닐리덴 플루오로 에틸렌(Polyvinylidene fluoride ethylene)과 나일론(nylon) 두 가지 순서적인 섬유 필름을 이용하여 나노 발전기를 조립하고, 섬유 필름으로 송출한 신호가 상대적인 각도에 따라 변화하는 특성을 이용하여 다양한 응용 환경을 디자인하였음.

연구팀이 디자인한 응용 환경은 크게 두 가지 유형으로 분류되는데 하나는 일반적인 나노 발전기로서 에너지 수집과 자체 전기 공급 센서로 응용할 수 있는 응용 환경이며, 다른 하나는 소재의 이방성이 외관 차이가 없기 때문에 외관 이방성-이방성 송출을 이용하여 모조 방지 소재를 디자인 하고, 정보 위장(Information camouflage)과 암호 통신(Encrypted communication)을 실현하는 응용 환경임.

왕샤오쓩(王曉雄) 교수는 관련 연구를 통해 다음과 같은 세 가지 개발 성과를 취득하였는데 하나는 순서적인 전기 방사 기술을 이용하여 이방성 마찰 전기 나노 발전기를 개발하였으며, 다른 하나는 A-TENG는 컴퓨터 공격 방지 및 정보 암호화 전송에 응용할 수 있다는 점을 입증하였으며, 셋째는 순서가 없는 전기 방사 방법으로 제조한 TENG에 비해 A-TENG은 일정한 강도 우세를 보유하고 있다는 점을 입증하였음.

지난 2018년도에 왕샤오쓩(王曉雄) 교수는 관련 연구를 통해 위치 이동 전류 형태의 센서 유닛은 배열 디바이스 속에서 안정적인 우세를 보유하고 있다는 점을 발견하였는데 구체적으로 압전과 마찰 전기 등 센서 배열 유닛은 인접한 유닛이 쇼트 서킷(short circuit)이 발생할 때 전기 저항 형태의 디바이스 신호가 일그러짐(signal distortion) 현상을 발생시키지 않기 때문에 더욱 높은 안정성을 보유하고 있다는 점을 발견하였음.

동시에 왕샤오쓩(王曉雄) 교수는 이런 디바이스들은 플렉시블 환경 하에서 사용될 때 접점의 전기 저항에 대해 효과적인 저항을 할 수 있기 때문에 전기 저항 형태의 디바이스에 비해 플렉시블 전자 부품 사용에 더욱 적합하다는 점을 발견하였음.

왕샤오쓩(王曉雄) 교수는 관련 연구를 통해 자체 참여 비례 전극 정전기 감응 센서 구조 형태를 구축하였는데 동 센서는 지선(地線)의 속박에서 벗어나 더욱 자유롭게 각 종 환경에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 마찰 전하, 주(駐) 극체(極體) 및 충전 용량(Charging capacitance) 등 다양한 불균형 대전체(unbalanced charged body) 분야에서 높은 적용 특성을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

본 연구 성과는 ‘Nano Energy’ ("Anisotropic nanogenerator for anticounterfeiting and information encrypted transmission")지에 게재됨.