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치바대학(千葉大學) 첨단과학센터 연구그룹이 자연적으로 정렬되는 유기 발광 다이오드 소자(유기 EL 소자)용 재료를 이용함으로써, 충전 처리가 전혀 필요하지 않는 ‘자가 조립화 일렉트릿(Electret)형 진동 발전 소자’를 개발하는 데 성공함. 일렉트릿형 진동 발전 소자는 미세한 진동으로부터 전력을 얻을 수 있는 유력한 장치이지만 제작을 위해서는 충전 처리가 필수이기 때문에 제조비용을 증가시키는 하나의 요인이 되었음. 연구진은 유기 발광 다이오드(EL) 소자용 재료에 주목했는데, 여기에는 영구 쌍극자를 갖는 분자(극성 분자)가 많이 있음. 연구팀은 이것을 진공 중에 증착함으로써 극성 분자가 자발적으로 기판 수직 방향으로 배향하고 전하 처리를 하지 않고도 거대한 표면 전위(100nm에서 수 볼트)가 발현되는 것을 확인함. 이를 ‘자가 조립화 일렉트릿 (Self-Assembled Electret)’이라 칭하고, 그 특징을 살려 제작이 쉬운 진동 발전 소자를 개발함. 본 연구는 유기 EL 재료가 일렉트릿의 재료로도 유용하다는 것을 입증한 것으로, 발전 소자뿐만 아니라 일렉트릿이 사용되는 센서, 마이크 등 장치의 제작 과정을 단순화하고 제조비용을 낮추는 데 기여할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Scientific Reports’ (“Self-Assembled Electret for Vibration-Based Power Generator”)지에 게재됨