왼쪽부터 김영훈, 조진한, 김상우© News1

국내 연구진이 바륨 티타네이트 나노입자·고분자로 구성된 다층박막 필름을 만들고, 이를 토대로 전기에너지를 생성하는 압전 나노발전기로 구현하는데 성공했다.

한국연구재단은 18일 고려대 화공생명공학과 조진한 교수, 김영훈 박사, 성균관대 신소재공학부 김상우 교수, 이근영 박사 연구팀이 공동으로 압전 나노발전기 소자를 구현했다고 밝혔다.

바륨 티타네이트 나노입자는 압전소자나 비위발성 메모리 등의 다양한 전기소자에 응용될 수 있지만 이를 위해서는 나노미터 스케일에서의 특성 변화를 완전히 이해하는 것이 관건이었다.

연구팀은 이번 연구로 직경 약 10nm의 바륨 티타네이트 나노입자와 고분자 재료를 반복적으로 쌓아올린 수십에서 수백 두께의 다층박막 필름을 제작해 이를 압전 나노발전기에 구현했다.

실제 일정하게 누르는 힘을 반복적으로 가해줌으로써 커패시터의 도움 없이 LED 소자를 구동할 수 있는 수준(1.8 V의 출력전압과 700nA의 출력전류)의 전기발생을 확인했다.

연구진은 이번 연구결과 무극성 용매에서 박막을 조립함으로써 기존처럼 극성용매인 물에서 조립할 때 나타날 수 있는 입자의 흡착량 감소나 누설전류 발생 문제를 완화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번 연구결과는 재료분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스지(Advanced Functional Mateirals) 온라인판 8월 18일자에 게재됐다.