뉴스 게시판목록 | 성균관대학교 신소재공학부

[연구] 강주훈 교수 공동연구팀, 대면적 고성능 이차원 반도체 전자소자 개발

강주훈 교수 공동연구팀, 대면적 고성능 이차원 반도체 전자소자 개발 - 생산성·성능 향상, 제품화 가능성 확인…실리콘 반도체 대안 기대 ▲ (왼쪽부터) 성균관대 신소재공학부 강주훈 교수, 연세대 조정호 교수, 성균관대 김지현 연구원, 연세대 권용현 연구원 대면적으로 제작 가능한 고성능 이차원 반도체 전자소자가 개발되어 고집적 한계에 직면한 실리콘 반도체 소자의 대안으로 주목받았다. 조정호 연세대학교 교수와 강주훈 성균관대학교 교수 공동연구팀(제1저자: 연세대 권용현 박사과정, 성균관대 김지현 박사과정)이 이온이 주입된 형태의 절연층을 활용한 고성능 대면적 이차원 반도체 전자소자 개발에 성공했다. 두께가 원자 단위인 이차원 반도체 소재*는 고집적도의 칩 생산이 가능하지만 이론 대비 성능이 낮고 대면적 제작이 쉽지 않아 제품화에 어려움이 있었다. * 이차원 반도체 소재: 이차원 소재는 두께가 원자 단위로 매우 얇은 소재로 물질의 구조가 두 가지 주요 차원으로만 제한되는 소재이다. 이러한 소재는 평면적인 특성을 가지며, 표면적이 매우 크고 이로 인해 독특한 물리적 및 전기적 특성을 갖게 된다. 연구팀은 전기적 특성이 우수하고 대면적 생산이 가능한 이차원 반도체 소재인 이황화몰리브덴(MoS2)에 이온이 주입된 절연층(sodium- embedded alumina, SEA)을 도입한 고성능 MoS2/SEA 반도체 전자소자를 개발하여 문제해결의 실마리를 찾았다. 또한, 고성능 MoS2를 용액공정으로 대량 합성하고 잉크형태로 제작 후, 반도체 산업에서 활용하는 슬롯 다이 코팅 기법*으로 절연층과 반도체층 모두 5인치 대면적 웨이퍼에 균일하게 코팅하는 공정도 개발하였다. * 슬롯 다이 코팅: 슬롯 다이 코팅은 반도체 웨이퍼 표면에 정확한 두께의 코팅을 형성하는 기술이다. 특수 장비를 사용하여 반도체 웨이퍼를 안정적으로 고정한 후 이동시키며, 동시에 코팅 재료를 슬롯(구멍)을 통해 웨이퍼 표면에 코팅하는 방식을 말한다. 연구팀이 이온이 주입된 절연층을 활용해 고성능 MoS2 트랜지스터 전자소자의 구동을 확인한 결과 최고 전하이동도*가 100 cm2 V-1 s-1 이상이었다. 이는 기존 용액공정 기반 MoS2 트랜지스터들의 전하이동도가 산화실리콘 기판에서 약 1~5 cm2 V-1 s-1임과 비교해 최고 100배 이상 향상된 결과이다. 또한, 높은 전하이동도의 원인을 밝히기 위해 전하수송 현상과 절연 소재의 일함수**를 분석한 결과, MoS2/SEA 반도체 전자소자에서 전하의 이상적인 이동을 관찰하였다. * 전하이동도 : 전자와 정동이 움직이는 빠르기를 의미한다. 전하이동도가 낮으면 전기적 신호 전달도 늦어진다. ** 일함수(work function): 재료 표면에서 전자가 이탈하기 위해 필요한 최소 에너지를 의미한다. 더불어, 연구팀은 MoS2/SEA 반도체 전자소자를 활용해 다양한 로직 회로를 구현하여 실제 전자 제품에 응용 가능성을 입증했다. ▲ 슬롯 다이 코팅 기법을 활용해 MoS2/SEA 트랜지스터를 대면적 웨이퍼에 제작하고 로직회로에 응용 조정호 교수는 “이번에 개발한 전자소자는 대면적에 코팅한 MoS2 트랜지스터 중 최고 성능을 달성하여 이차원 반도체 소재의 고성능 소자화 및 대면적화를 동시에 만족하는 방법을 제시하고, 이차원 반도체 소자의 실용화 가능성을 높였다”라고 연구의 의의를 밝혔다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업, 우수신진후속지원사업, 미래소재디스커버리사업, 우수연구자교류지원사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 국제학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 6월 9일 게재되었다. ○ 관련 언론보도 - 대면적 제작 가능한 고성능 이차원 반도체 전자소자 개발 <조선비즈, 2023.07.24.> - 연세대-성균관대, 대면적 고성능 이차원 반도체 전자소자 개발 <뉴스1, 2023.07.24.> - “전기신호 전달 성능 100배↑” 대면적 ‘이차원 반도체’ 전자소자 개발 <헤럴드경제, 2023.07.24.> - 대면적 고성능 2차원 반도체 전자소자 개발…고집적 한계 실리콘 반도체 대안 <전자신문, 2023.07.24.> - 성균관대·연세대, 대면적 이차원 반도체 소재 개발 <신소재경제신문, 2023.07.24.> - 대면적 고성능 이차원 반도체 전자소자 개발 <이웃집과학자, 2023.07.24.> - 한국연구재단, 대면적 고성능 이차원 반도체 전자소자 소개 <충청뉴스, 2023.07.24.>
- 작성일 2023-07-27
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[연구] 성균관대-삼성전기 소재분야 R&E 협력 프로그램 킥오프워크숍 성료 및 MOU 체결

- 삼성전기와 2023년 6월부터 소재분야 R&E 협력 프로그램 시작 성균관대학교-삼성전기 소재분야 R&E 협력 프로그램 킥오프워크숍 MOU 체결식이 지난 6월 20일(화) 자연과학캠퍼스 삼성학술정보관 오디토리움에서 열렸다. 이날 행사에는 최재붕 자연과학캠퍼스 부총장, 신소재공학부 조형균 학부장, 김윤석 교수, 김명길 교수, 김미소 교수, 김선국 교수, 문준영 교수, 백정민 교수, 양철웅 교수 등이 참석하였으며, 삼성전기에서는 이시우 부사장, 최재열 부사장, 정해석 부사장 등이 참석하였다. 이날 행사는 성균관대학교-삼성전기 소재분야 R&E 협력 프로그램 킥오프워크숍 그리고 MOU 협약식 순으로 진행되었다. 우리 대학과 삼성전기는 양 기관의 소재분야 우수 연구인력의 공동 활용을 위해 소재분야 R&E 협력 프로그램을 운영하는데 합의하고 MOU를 체결하였다. 구체적으로는 1. 산학과제 운영을 통한 산학협력연구 수행 2. 삼성전기 임원 출신의 산학협력교수로의 임용 3. 삼성전기 임직원을 대상으로 한 학연산 협동 교육 실시 4. 산학 장학생 선발 및 지원 5. 최신 연구 동향에 대해 세미나 실시 등 다양한 프로그램을 공동으로 추진하기로 하였다.
- 작성일 2023-06-28
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[연구] The 1st Advanced materials for carbon neutrality in SKKU-KIST collaboration research 제1회 국제워크샵 개최

The 1st Advanced materials for carbon neutrality in SKKU-KIST collaboration research 제1회 국제워크샵 개최 지난 9월 29일 – 30일 양일간 ‘The 1st Advanced materials for carbon neutrality in SKKU-KIST collaboration research’을 주제로 강릉 KIST 연수원에서 국제워크샵을 개최했다. 이번 국제워크샵은 지난 3월 설립된 한국과학기술연구원과 우리대학간 연구 협력 프로그램인 KIST-SKKU 탄소중립 공동연구센터 설립을 기념하고 에너지 및 탄소중립 분야에서의 공동 연구협력 성과 발표 및 향후 융합연구 협력체계를 논의하고자 마련되었다. 워크샵에서는 박남규 SIEST 원장(SKKU), 정광덕 Ctx 사업단장(KIST)과 Zhong Lin Wang 교수(조지아텍), Seung-Woo Lee 교수(조지아텍), Mark C. Hersam 교수(노스웨스턴대학) , Bo Hou 교수(카디프대학), Katie H. Lim 박사(Los Alamos연구소), Sergei V. Kalinin 교수(테네시대학) 등 국내외 8분의 초청연사들의 발표와 함께 센터 소속 6분의 발표와 질의응답으로 진행되었다.
- 작성일 2022-10-07
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[연구] 신소재공학과 최재영 교수 및 연구팀, 열에너지 저장을 위한 Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles 개발

신소재공학과 최재영 교수 및 아주대학교 류학기 교수 연구팀, 열에너지 저장을 위한 Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles 개발 성균관대학교 신소재 공학과 최재영 교수 및 아주대학교 첨단신소재 공학과 류학기 교수 연구팀은 열 에너지 저장을 위한 우수한 저장 효율 및 구조적 안정성을 갖는 Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles을 개발하였다. 최재영 교수는 현재 C&C Materials 공동대표를 역임 중이다. 본 연구 결과는 재료공학분야의 세계적인 학술지인 Advanced Materials에 "Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles for Heat-Energy Storage"을 게재하였다. 전세계적으로 탄소중립을 이루기 위한 신재생 에너지 보급 확대 움직임과 함께, 버려지는 열에너지를 회수해 활용가능한 에너지로 변환하는 연구가 초미의 관심사로 떠오르고 있다. 그 중에서도 필연적으로 발생하는 산업 폐열을 화학적 에너지로 저장하는 연구가 주목받고 있으며, 열에너지 저장 효율을 향상시키기 위한 소재 개발의 필요성은 증가하고 있다. 그림. Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles의 모식도 및 구조 이미지 이에 연구팀은 폐열의 저장 용도로 주목받고 있는 산화마그네슘(MgO)에 초다공성 구조를 도입하여 우수한 열에너지 저장 성능을 갖는 소재를 개발하였다. 본 연구로 개발된 초다공성 MgO는 상용 MgO 대비 4배 높은 표면적을 갖기 때문에 열에너지 저장 과정에서 부피 팽창 문제가 발생하지 않아 구조적 안정성이 향상되었으며, 열 저장률이 상용 MgO 대비 7.2배 개선되었다. 본 연구를 통해 개발한 초다공성 MgO는 산업 폐열을 화학적 에너지로 저장하는데 있어 핵심적인 소재로서의 역할을 할 것으로 기대되며, 본 연구팀은 향후 새로운 물질의 합성 및 기존 물질의 구조적 제어를 통해 다양한 응용 분야에서 나노 재료의 한계점을 해결하는 후속 연구를 진행할 계획이다. 기초연구지원사업(중견연구), 기초연구실 지원으로 수행된 이번 연구는 재료과학(Materials science) 분야 상위 3% 이내의 세계적인 학술지인 “Advanced Materials (IF =32.086)”에 2022년 7월 게재되었다. ※ 논문명: Ultrahigh-Porosity MgO Microparticles for Heat-Energy Storage ※ 저자명: 김영호1, Dong Xue1, 채수동1, Ghulam Asghar, 최성웅, 김범준#, 최재영#, 류학기# ※ 관련링크: https://doi.org/10.1002/adma.202204775 1 : 주저자 # : 교신저자
- 작성일 2022-09-19
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[연구] 신소재공학부 하마드코티바 교수 연구 그룹 '마그네슘 기반 소재의 연성-취성 특성의 이해와 인공지능의 활용' 발표

Mg 기반 소재의 연성-취성 행동(ductile-brittle behavior)을 이해하고 특징(특성)하는 인공지능 6월 11일, 신소재공학부의 Kotiba Hamad 교수가 이끄는 연구팀은 Clarivate’s Journal Citation Reports’ (JCR) 따른 금속공학 부문에서 1위에 해당하는 " Magnesium and Alloys (IF =11.8)"에 " Brittle and ductile characteristics of intermetallic compounds in magnesium alloys: A large-scale screening guided by machine learning"을 발표했다. 이 연구는 재료 발견 및 설계 분야에서 AI 기술의 적용 가능성과 잠재력을 조사하기 위해, 연구팀이 수행한 작업 중 하나이다. 본 연구의 결과는 AI의 기술인 머신러닝을 통해 마그네슘 기반 합금에서 형성되는 금속간 화합물의 연성-취성(brittle-ductile) 특성이 안정적이고 정확하며 빠르게 예측된다는 것을 보여주었다. 머신러닝 결과는 아래 그림과 같이 밀도범함수 이론(density functional theory)을 이용한 이론적 계산에 통해 검증되었다. 이러한 결과는 구조적 적용을 위한 고성능 마그네슘 합금의 설계를 용이하게 할 수 있다. 이는 컴퓨터의 능력의 증가로 인해 인공지능의 하위 범주인 머신러닝이 기존 실험이나 심지어 물리 기반 모델링 및 시뮬레이션보다 훨씬 빠른 데이터 기반 모델을 구축하는 능력으로 재료 발견 및 설계 분야에서 크게 활용되고 있다고 말했다. 현재의 연구 그룹인 Kotiba Hamad (Professor), Russlan Jaafreh (PhD candidate), 강유성 (Graduate collaborator/Currently working in ‘Computer Systems and Intelligence Laboratory’), Santiago Pereznieto (Masters Student)는 재료 과학과 공학 분야에서 AI의 능력을 활용하고 있으며, 이 주제에 관한 여러 논문을 ACS Applied materials & interfaces, Journal of Materiomics와 같은 고급 학술지에 발표했다. 관련된 링크: - Russlan Jaafreh, Yoo Seong Kang, Kotiba Hamad, Journal of Magnesium and Alloys 2022, DOI: doi.org/10.1016/j.jma.2022.05.006. - Russlan Jaafreh, Yoo Seong Kang, and Kotiba Hamad, ACS Applied Materials & Interfaces 2021 13 (48), 57204-57213, DOI: doi.org/10.1021/acsami.1c17378 - Professor Kotiba’s Website: kotibahamad995.wixsite.com/aem-skku
- 작성일 2022-08-16
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[연구] 신소재공학부 김윤석 교수 이온빔 활용 차세대 반도체 소재 고성능화 최초 구현해 사이언스지에 발표

김윤석(신소재공학과), 김영민(에너지과학과) 교수, 이온빔 활용 차세대 반도체 소재 고성능화 최초 구현해 사이언스지에 발표 - 반도체 소자의 초고집적화를 위한 응용 가능성 열어- [사진]김윤석 교수 신소재공학과 김윤석 교수 및 에너지과학과 김영민 교수 연구팀[공동교신저자 허진성 박사(삼성전자 종합기술원), Sergei Kalinin 박사(미국 오크리지 국립연구소)이 차세대 반도체 소재로 주목받고 있는 하프늄옥사이드(HfO2)에 ‘이온빔’을 이용해서 강유전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 세계 최초로 구현했다. 과기정통부 개인기초연구사업(중견연구, 기본연구) 등의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지인 사이언스(Science)에 5월 13일 게재되었다. 강유전성이란 외부 자기장 등에 의해 물체의 일부가 양(+)극이나 음(-)극을 띠게 된 후 그 성질을 유지하게 되는 성질을 말하며, 강유전성이 크면 메모리에서 데이터를 저장하는 기본구조인 ‘0’과 ‘1’의 차이가 커져 저장된 데이터를 보다 정확하게 읽을 수 있게 된다. 이러한 강유전성을 지니는 물질을 사용할 경우, 나노미터의 매우 얇은 막 상태에서도 우수한 강유전성을 통해 반도체 소자의 집적도를 높일 수 있다는 아이디어가 이미 40여 년 전에 제안되었으나, 최근 새로 도입된 소재인 하프늄옥사이드에서도 강유전성 증대를 위한 후처리과정이 추가로 필요하고 여러 공정 조건들이 강유전성에 큰 영향을 미치는 등 실제 적용에는 공정상 큰 한계점이 있어 실제로 구현되지는 못했었다. 이에 연구팀은 후처리과정이나 복잡한 공정최적화 과정 없이, ‘이온빔’이라는 하나의 변수만으로 하프늄옥사이드의 강유전성을 손쉽게 조절하고 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 강유전성의 발현 정도는 산소 공공(산화물 재료의 결정구조에서 산소 원자가 빠져 비어있는 자리)과 밀접한 관계가 있다고 알려져 왔으며, 연구팀은 이에 착안하여 이온빔을 이용한 산소 공공의 정량적 조절을 통해 강유전성을 향상시키는 방법을 고안하였다. 연구팀은 이온빔을 적용한 결과, 강유전성의 증가 원인이 산소결함 밀도와 연계된 결정구조 변화에서 기인한다는 원리를 밝혀냈으며, 이온빔을 적용하지 않을 때보다 강유전성을 200% 이상 증가시킬 수 있었다. 김윤석 교수는 “이번 연구를 통해 강유전성을 활용한 고효율 반도체 소자의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”며 “현재의 방법론적 연구 결과를 토대로 실제 반도체 산업에 적용하기 위해서는 최적 조건 탐색 등 후속 연구가 지속적으로 필요하다”고 말했다.
- 작성일 2022-05-30
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[연구] KIST-SKKU 탄소중립 공동연구센터 1차 융합 연구 사업 발표회 개최

KIST-SKKU 탄소중립 공동연구센터 1차 융합 연구 사업 발표회 개최 ‘KIST(한국과학기술연구원)-SKKU(성균관대학교) 탄소중립 공동연구센터’가 지난 26일 KIST 글로벌게스트 하우스 커뮤니티라운지에서 ‘1차년도 융합 연구 사업 발표회’를 개최했다. KIST-SKKU 탄소중립 공동연구센터는 △과학기술인재 양성을 위한 SKKU-KIST 융합교육과정 개발 및 운영 △우수연구인력 교류를 촉진할 학연교수 운영 △그린 에너지 및 탄소 중립 분야에서 새로운 협력 모델 및 공동융합연구 사업을 진행하고 있다. 본 센터에는 KIST와 SKKU의 전문가 13인이 참여하고 있으며, 이번 행사에는 선정된 6개의 융합 사업 과제 책임자의 과제 설명회와 함께 연구과제의 성공을 위한 상호 협력의지를 확인하고 향후 상호 공동연구를 심화하고 확대하는 방안이 논의되었다. 이번 행사에는 윤석진 KIST 원장, 김진상 KIST 전북 분원장, 이내응 SKKU 공대 학장 등 20여명이 참석했다. 백정민 연구센터장은 ‘센터의 성공적인 출발과 미래 혁신기술을 도출하기 위한 전략을 공유하는 뜻 깊은 자리였다’고 평가했으며, 앞으로 지속적인 연구 인력 및 기술 교류를 통한 그린 에너지 및 탄소 중립 분야에서의 선도적인 역할을 기대했다. 본 센터 소속 학생들에게는 등록금 전액지원 (장학금 지급) 및 추가적인 최고 수준의 인건비 지급, 논문 인센티브 등 많은 혜택이 부여된다.
- 작성일 2022-05-09
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[연구] 신소재공학부 백정민 교수 연구팀, 미세 먼지 저감 고효율 SCR 촉매 개발

신소재공학부 백정민 교수 연구팀, 미세 먼지 저감 고효율 SCR 촉매 개발 - Cu-Ce 이종나노 복합체 합성 및 분산기술을 활용한 저온용 SCR촉매 개발 - 국제적 학술지 Chemical Engineering Journal 2022년 2월 온라인 게재 성균관대학교(총장 신동렬) 신소재공학부 백정민 교수 연구팀이 한국생산기술연구원 김홍대 박사, UNIST 박혜성 교수 연구팀과 함께 저온 구간(180oC~220oC)에서 높은 활성을 가지는 질소산화물(NOx) 제거 촉매를 개발했다. 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction; SCR)은 미세먼지 원인물질인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 이용하여 무해한 N2 및 H2O로 전환하는 기술로서 현재 산업공정에서 널리 쓰이고 있다. 하지만 일반적으로 널리 사용되는 VO2/TiO2계 촉매는 250℃ 이상의 고온에서 우수한 특성을 보이는데, 이는 높은 유지 비용 뿐만 아니라 입자의 응집현상으로 인해 촉매 비활성의 원인이 된다. 이에 200℃ 정도의 저온에서 높은 활성을 갖는 촉매 개발이 중요한데, 이 경우 SO2 및 수분에 의한 활성저하의 문제점이 있다. 이러한 한계를 돌파하고자, 백정민 교수 연구팀은 3~5nm 크기의 Cu-Ce 산화물 구조를 가지는 나노 이종복합체를 제조하고, 이를 VO2/WO3/TiO2 촉매에 효과적으로 분산시키는 기술을 개발하여, 저온에서 기존 상용촉매보다 약 44% 향상된 NOx 제거 효율을 달성했다. 또한 SO2 분위기 하에서 K-factor (K16h/K0) 값도 0.60에서 0.83으로 크게 향상시켰으며, 수분이 존재하는 경우에도 활성이 저하되지 않는 등 SO2와 수분에 의한 피독저항성 크게 향상 시켰다. 백정민 교수는 “본 연구는 곧 산업현장에서 실증 실험을 통해 그 적용 가능성을 점검할 예정이며, 추가 연구를 통해 200℃ 이하에서도 장시간 높은 활성을 지니는 촉매를 개발할 예정이다”고 밝혔다. 백정민 교수 연구팀은 이미 관련 특허 2건을 출원한 상태이며, 기술 성공 시 공장, 제철소 등 산업 현장에 배출되는 NOx 배출 저감 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이번 연구는 2019년 4월 산업통상자원부 과제 (Wide Temperature Window NOx 제거 촉매 개발)로 선정돼 지원을 받았으며, 국제적 학술지 Chemical Engineering Journal에 2월 온라인 게재되었다. ※ 논문명 : Cu- and Ce- promoted nano-heterostructures on vanadate catalysts for low-temperature NH3-SCR activity with improved SO2 and water resistance ※ https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135427
- 작성일 2022-03-16
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[연구] 신소재공학과 김상우 교수 연구팀, 초음파 자극 체내 생분해성 마찰전기 발전기 세계 최초 개발

신소재공학과 김상우 교수 연구팀, 초음파 자극 체내 생분해성 마찰전기 발전기 세계 최초 개발 - 병증 치료 후 체내 삽입된 의료기기의 제거 시술이 필요없는 체내 완전 생분해 가능한 의료기기 구현 기대 [사진] 좌측부터 김상우 교수,이동민 연구원, Najaf Rubab 연구원 성균관대학교(총장 신동렬) 신소재공학부 김상우 교수 연구팀이 초음파 세기를 조절함으로써 진단/치료 등 의료목적을 위해 체내 삽입된 전자약 등의 의료기기를 충전한 이후 원하는 시점에 추가적인 제거 시술없이 단시간동안 소자를 체내에서 완전 생분해시켜 제거 가능한 초음파 자극 체내 생분해성 마찰전기 발전기를 세계 최초 개발했다. 인체 삽입된 전자약 등의 의료기기를 이용하여 신경을 자극하여 통증, 우울증 등의 병증을 단기간에 치료할 수 있음에도 불구하고 치료 후에 전자약 제거를 위한 시술이 다시 필요했다. 이에 재시술이 필요없이 치료 후 체내에서 완전 생분해시켜 제거하는 삽입용 전자약 기술개발이 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있으나 체내에서 짧은 시간 내에 완전 생분해 가능한 전자약 구현이 현실적으로 어려운 상황이었다. 기존 시한성소재 기술은 소재의 두께와 물성에 의존하는 수동적 제어 기술로 의료목적에 따라 원하는 시점에 분해가 어려웠으며 체내에서 분해되는데 수 주에서 수 개월이 소요되어 소자 잔여물이 독성을 일으킬 수 있는 문제점이 있었다. [연구그림1] 초음파 자극 체내 생분해성 마찰전기 발전기의 모식도 이번 연구에서는 체내에 초음파를 인가함으로써 소자의 생분해를 촉진하여 제거하는 기술로 소자 잔여물 또한 수십 분 안에 생분해시켜 체내에서 발현될 수 있는 잠재적인 독성요인을 최소화한 것이다. [연구그림2] 시한성 마찰전기 발전기의 초음파 자극 체내 생분해 매커니즘 본 연구에서는 낮은 초음파 세기에서는 마찰전기 발전기를 통해 안정적인 에너지 발전특성을 보이고 원하는 시점에 인체에 무해한 수준의 높은 초음파 세기를 인가하면 짧은 시간 안에 마찰전기 발전기가 체내에서 완전 생분해됨을 입증하였다. [연구그림3] 마찰전기 발전기의 생체환경에서의 초음파 자극 체내 생분해성 확인 연구팀은 사람과 해부학적 구조가 가장 유사하다고 알려진 돼지 조직에 시한성 마찰전기 발전기를 삽입하고 외부에서 초음파를 인가하여 조직 내에서 수십 분 내에 생분해 시킬 수 있음을 입증하였다. [연구그림4] 초음파 자극 체내 생분해성 마찰전기 발전기의 에너지 발전특성 평가 연구팀은 돼지 표피로부터 0.5 cm 깊이에 삽입된 시한성 마찰전기 발전기에 낮은 세기의 초음파를 인가하면 안정적인 발전특성(0.34 V의 전압, 3.20 μA의 전류)을 확보할 수 있고 높은 세기의 초음파를 인가하면 40분 만에 소자를 생분해시켜 소자의 기능성을 상실시킬 수 있음을 보인 것이다. 김상우 교수는 “외부에서 인가하는 초음파의 세기를 조절하는 것만으로 추가적인 제거 시술없이 체내에서 단기간 내 완전 생분해 가능한 시한성 마찰전기 발전기를 세계 최초로 개발한 것”이라며, “전자약 등 차세대 의료기기 산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다”고 의의를 밝혔다. 과학기술정보통신부 나노미래소재원천기술개발사업, 중견연구자지원사업 지원으로 수행된 본 연구의 성과는 미국과학진흥협회(AAAS)가 발행하는 국제학술지인‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 1월 7일 자에 게재되었으며, 관련 국내외 특허가 국내 기업에 기술이전 되었다.
- 작성일 2022-02-08
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[연구] 신소재공학과 정현석 교수, 페로브스카이트 태양전지 상용화 공정기술로 2021 과학기술부 기후변화대응 대표기술 10선 선정

신소재공학과 정현석 교수, 페로브스카이트 태양전지 상용화 공정기술로 2021 과학기술부 기후변화대응 대표기술 10선 선정 원천기술 확보하여 상업화 단계로의 진입 장벽을 낮추고, 친환경적이고 지속가능한 태양전지 재활용 기술개발로 국가기술경쟁력을 높이는데 기여 신소재공학과 정현석 교수가 개발한 페로브스카이트 태양전지 상용화 공정기술이 과학기술정보통신부(한국연구재단) 주관 2021년 범부처 기후변화대응 대표기술 10선에 선정되어 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다. 지난 12월 22일 일산 킨텍스에서 개최된 2021 기후변화대응 대표기술 10선 성과공유회 및 시상식에서 정현석 교수는 페로브스카이트 태양전지의 상업화를 위해 대면적화 및 태양전지 재활용 관련 연구를 수행하여 다수의 특허 등록 및 출원으로 원천기술을 확보하여 상업화 단계로의 진입 장벽을 낮추고, 친환경적이고 지속가능한 태양전지 재활용 기술개발로 국가 기술경쟁력을 높이는데 기여한 공로를 인정받아 수상의 영예를 안았다. 정 교수의 연구성과로 인하여 우리나라는 대면적 코팅 공정 기술, 모듈화 기술 개발로 실용화가 가능한 페로브스카이트 태양전지 생산 기술을 확보하여 새로운 광에너지 소자에 대한 국제적 경쟁력을 제고하고, 혁신 소재 및 에너지 소자 분야의 산업화를 국제적으로 선도할 것으로 기대된다. 또한 태양전지 재활용 기술 개발을 통해 태양전지의 환경유해성을 보완함으로써 친환경이고 지속 가능한 페로브스카이트 태양전지 시장 성장의 기반이 되어 우리나라의 해외 기술 의존도를 낮추고, 태양전지 미래 시장을 선점하는 데 큰 기여를 할 것으로 평가되었다. 정현석 교수는 금번 수상에 대하여 “페로브스카이트 태양전지 상용화 기술개발을 위해 함께 열정적으로 연구해왔던 대학원생 및 공동연구원, 그리고 동료교수님들 모두의 성과”라며 “성균관대학의 지속적인 지원에 힘입어 이렇게 좋은 결실을 맺음에 진심어린 감사 말씀드린다. 앞으로도 성실하게 연구와 교육에 정진하여 국가과학기술 발전에 이바지 할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 소감을 밝혔다. 대면적 페로브스카이트 코팅공정 기술 ▽ 페로브스카이트 태양전지 모듈 재활용 기술 ▽
- 작성일 2022-02-08
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