KOR
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전북대학교(총장 양오봉)와 중국 우한기술대학교 공동연구팀이 신경계에서 이온이 이동하는 현상을 모방해 고성능의 소프트 압력 센서를 개발했다.
전북대 정창규 교수 및 우한기술대 장 용 교수가 참여한 이번 연구는 재료 및 화공 분야 세계 최고 수준의 국제 저널인 『Chemical Engineering Journal』(임팩트팩터 13.4, 상위 3.1%)에 게재돼 학계의 큰 관심을 받고 있다.
현재 사용되고 있는 수많은 기기들은 전자의 거동을 이용하는 ‘전자소자’이다. 그런데 생물체 내의 수많은 현상과 기능들은 대부분은 전자의 거동보다는 이온의 움직임에 의해서 발생한다. 이는 고체 네트워크에 액체가 담겨 있는 ‘하이드로겔’ 환경에서 일어난다. 때문에 미래 인공지능 및 로봇을 위한 소자를 위해서는 전자소자 뿐만 아니라 이온에 의해 기능하는 ‘이온소자’에 대한 연구개발이 최근 많은 주목을 받고 있다.
그러나 전 세계적으로 여러 연구개발에도 불구하고, 이온의 거동은 전자의 움직임에 비해서 많이 느릴뿐더러, 특정 방향으로의 이동성이 더 무작위한 편이라서 소자의 작동 특성을 높이기 어렵다는 문제점이 있었다.
연구팀은 고분자와 탄소 응용 공정을 이용하여 생체의 신경 이온 채널을 모방한 하이드로겔 기반 이온소자를 개발했다. 이를 활용해 기존 이온 소자 압력센서의 민감도 및 성능 한계를 높였으며, 에너지 하베스팅, 전기화학적 다이오드 소자 등을 구현하여 다양한 실용성도 제안했다.
연구에 참여한 정창규 교수(전북대 신소재공학부 전자재료공학전공)는 “이번 연구는 이온의 움직임을 더욱 효율적으로 제어할 수 있는 이온 소자를 만들었다는 의의가 있다”라며 “기존 연구된 하이드로겔 소자를 혁신하기 위한 새로운 접근 방향을 제시하였다”이라고 설명하였다.
한편, 이번 연구는 중견연구자지원사업, 산학연학연플랫폼 등의 지원을 받아 수행됐다.
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