"전기전도도를 개선할 수 있는 새로운 고분자 열전소재 설계 전략을 제시했다" 울산과학기술원(UNIST)과 아주대학교 공동연구팀은 기존 소재보다 10배 이상 전기가 잘 통하는 필름 형태의 고분자 열전소재를 개발했다고 12일 밝혔다. UNIST에 따르면 화학과 김봉수 교수팀은 아주대 김종현 교수팀과 함께 고분자 열전소재의 분자량을 늘리는 방법으로 전기전도도를 획기적으로 개선한 열전소재(PDFD-T) 필름을 만들었다. 열전발전은 소재 안과 밖의 온도 차가 크고 전하가 잘 흐를수록 잘 된다. 기존 고분자 열전소재는 온도 차를 크게 유지할 수 있지만, 전하가 잘 흐르지 않아 상용화가 쉽지 않았다. 공동연구팀은 기존 필름 형태 열전소재가 첨가제(도핑제) 때문에 필름의 결정성이 떨어지는 문제점을 분자량을 늘리는 방법으로 해결했다. 결정성은 고분자 사슬들이 규칙적으로 배열된 성질로, 결정성이 높은 고분자 필름은 전하가 잘 통한다. 첨가제는 고분자 사슬 사이로 침투해 결정성을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 분자량이 큰 고분자 열전소재 필름은 분자량이 작은 소재보다 10배 이상 전기전도도가 향상됐다고 연구팀은 설명했다. 또 열전소재가 생산할 수 있는 전력량을 직접적으로 가늠
AI비전검사 전문기업 트윔이 2018년 첫 개발한 이래 짧은 시간 동안 다양한 산업군에 인공지능(AI)비전검사 장비를 구축했다. 기획 연재의 여섯 번째 성공사례로, 트윔이 진행했던 C사의 품질 검사를 위한 AI비전검사기 구축사례를 소개한다. C사 소개 1925년도에 설립된 C사는 건설 및 광산용 장비, 디젤 및 천연 가스 엔진, 산업용 터빈 및 디젤 전기 기관차 분야를 선도하는 글로벌 중장비 & 부품 제조 기업이다. 뿐만 아니라 ESG를 실천하는 기업으로 배기가스 배출이 적은 제품 개발과 적은 연료로 더 많은 흙을 옮기는 방법을 개발하는 등 자연과 미래를 위한 솔루션 개발에 꾸준히 투자하고 있다. 공정 환경 40여 종의 소형씰(50~150파이)이 투입, 클리닝, 측면+배면 검사, 상부 검사, 마킹, 배출로 구성된 공정 설비를 통해 주조된다. 검사 범위로는 소형씰의 상면 치수 측정(밴드갭, 내/외경), 외관 검사(이물, 스크래치, 크랙 등), 측면의 턱 두께, 전고, 각도 측정 등이며 최소 8가지의 품질 검사를 위해 검사원 10명 이상이 육안으로 검사를 진행하고 있었다. 앞서 언급했듯이, C사는 40여 개의 다양한 기종이 생산되는데 기종별 사이즈가 다름
KAIST 기계공학과 김정 교수 연구팀이 메사추세츠 공과대학(MIT), 슈투트가르트 대학교의 연구자들과 공동연구를 통해 '넓은 면적에 대해 다양한 외부 촉각 자극을 인지할 수 있으며, 칼로 베어져도 다시 기능을 회복할 수 있는 로봇 피부 기술'을 개발했다고 밝혔다. 사람의 가장 큰 장기인 피부는 내부를 충격에서 보호함과 동시에 주위로부터의 물리적인 자극을 전달하는 통로다. 피부를 이용한 정보 전달은 표면 인식, 조작, 쓰다듬기, 꼬집기, 포옹, 몸싸움 등으로 종류가 다양하며, 피부가 덮은 모든 부분에서 느낄 수 있기에 풍부한 비언어적 감정 표현과 교류를 가능하게 한다. 그러나, 로봇 분야의 비약적인 발전에도 불구하고 로봇 대부분은 딱딱한 소재의 외피를 가지며, 인간과의 물리적 교류를 터치스크린과 같은 특정한 부위로 제한하고 있다. 그 이유는 현재의 로봇 촉각 기술로는 `인간의 피부처럼 부드러운 물성과 복잡한 3차원 형상을 가지고, 동시에 섬세한 촉각 정보를 수용하는 것이 가능한 로봇 피부'를 개발하지 못하기 때문이다. 또한, 사람의 피부는 날카로운 물체에 베여 절상 혹은 열상이 발생하더라도 신축성과 기능을 회복하는 이른바 치유 기능을 하고 있으며, 이는 현대
소개 최근 능동 와이드 밴드갭(WBG) 전력 소자가 상용 규모로 광범위하게 도입되면서 사용 사례가 급격히 증가하고 있다. 서버와 통신용 전원 공급장치와 같은 고전력 애플리케이션은 수용을 촉진하고 초기 성공을 주도하면서 가장 먼저 안착한 경우에 속한다. 서버 전원 공급장치의 경우 최근 AI 지원 프로세서의 전력 수요가 급격히 늘어남에 따라 서버당 전력 요구사항이 지속적으로 증가하여 현재 2.5kW를 넘어서고 있다. 마더보드에 직접 장착되는 전원 공급장치의 폼팩터는 그대로 유지되므로 전력 밀도가 85W/in³ 이상으로 크게 증가했다. 마찬가지로 5G 인프라의 본격적 구축과 함께 원격 기지국의 전력이 가파르게 증가하는 추세다. 바닥에 비용이 많이 드는 캐비닛 설치를 피하려면 AC-DC 전원 공급장치와 같은 장비를 전신주 위에 안테나에 가깝게 설치해야 한다. 이러한 애플리케이션에서 초저 높이 설계(1/2U 높이) 및 수동 냉각은 전원 공급장치의 밀도와 효율에 엄격한 요구사항을 부여한다. 마지막으로, 방대한 규모의 데이터 센터는 전체 소유비용을 최적화하려는 노력을 지속하는 가운데 48V 및 12V 에코 시스템의 효율을 모두 지금까지 도달하지 못한 한계까지 올리고 있다
차세대 이차전지로 꼽히는 '수계아연전지'의 상용화 가능성을 높이는 기술 개발 국내 연구진이 차세대 이차전지로 꼽히는 '수계아연전지'의 상용화 가능성을 높이는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)는 8일 에너지저장연구센터 이민아 박사 연구팀이 수계아연전지의 미세구조를 제어할 수 있는 '고밀도 아연금속 음극' 제조기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 에너지 및 환경과학 분야의 권위 있는 저널인 '에너지와 환경과학'(Energy & Environmental Science) 최신 온라인판에 게재됐다. KIST에 따르면 수계아연전지는 물을 전해질로 사용하므로 배터리 발화 위험성이 없고, 원재료인 아연이 저렴하다는 장점이 있다. 하지만 전지를 구동하면 음극인 아연금속의 나노입자가 불규칙하게 성장하고 부식이 일어나 에너지 밀도와 전지 수명이 지속적으로 저하되는 문제가 생긴다. 따라서 최근 과학계에서 이 아연금속의 미세구조를 제어하는 다양한 방법이 제시되고 있다고 KIST는 설명했다. 이 박사 연구팀은 염화콜린(Choline chloride)와 요소(Urea)를 1:2의 몰(mol)비로 혼합한 'DES'(Deep eutectic solvent, 깊은
대기전력 소모 0·6G 데이터 전송 속도 기준 만족 울산과학기술원(UNIST)은 전기는 덜 쓰면서 신호는 빠르고 정확하게 처리할 수 있는 6G 통신용 반도체 소자를 개발했다고 6일 밝혔다. UNIST에 따르면 전기전자공학과 김명수 교수는 미국, 프랑스, 이스라엘 연구진과 공동으로 저전력 초고속 아날로그 스위치를 개발했다. 아날로그 스위치는 무선 통신 전파를 골라내 전달하거나 차단하는 데 쓰는 반도체 소자다. 6G 통신으로 자율주행, AR·VR(증강·가상현실) 등 무선 환경을 지원하려면 통신 소자가 소비하는 전력을 줄여야 하는데, 기존 다이오드나 트랜지스터 기반 아날로그 스위치는 작동하지 않을 때도 대기 전력을 소모하는 문제가 있다. 공동연구진은 2차원 반도체 물질인 이황화몰리브덴을 이용해 대기 전력 소모가 0인 아날로그 스위치를 개발했다. 이 스위치는 테라헤르츠(㎔) 고주파 영역에서도 작동해 IEEE(미국 전기전자학회) 6G 통신의 데이터 전송 요구 속도인 초당 100기가비트(Gbit) 속도를 만족할 수 있다. 끊기지 않는 AR·VR을 구현하기 위한 복잡한 신호 변조 기술도 지원 가능하다. 실험에서는 480기가헤르츠(㎓)의 측정 범위까지 온(on) 상태에서
12인치 반도체 테스트베드 활용 반도체 소부장 국산화 지원역량 강화 SADP(Self-Aligned Double Patterning) 확보, 20nm 1:1 Pitch의 Line & Space 구현 나노종합기술원은 반도체 소부장 지원역량 강화를 위한 12인치 반도체 20나노 미세패턴 공정기술 개발에 성공하였다고 밝혔다. 기술원은 국내 최초로 12인치 반도체 테스트베드를 구축 운영하고 있는 나노인프라 기관으로, 핵심장비(ArF Immersion Scanner 등)와 클린룸 구축을 완료하고 2021년 3월부터 국내외 반도체 소부장 기업을 위한 서비스를 제공하고 있었으나, 소부장 기업은 대기업 반도체 양산기술 수준에 부합하는 반도체 소재와 장비 개발을 위한 20나노급 미세패턴과 증착 서비스 제공을 요청하였다. 이에 기술원은 공정별 전문가로 구성된 TF을 구성하여 공정기술 개발을 추진한 결과, 단기간(6개월)에 추가적 장비투자 없이 20나노 미세패턴 공정기술을 개발하는 데 성공하였다. 기술원이 개발한 공정기술은 기구축 장비를 활용한 공정기술(노광, 식각, 박막 등) 개발과 집적화를 통한 기술개발 성과로 12인치 핵심장비(ArF Immersion Scanner
기존보다 에너지 효율 40배 향상…웨어러블 디바이스, IoT에 응용 기대 일상적으로 버려지는 마찰전기 에너지를 보다 높은 효율로 전기에너지로 전환하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 마찰전기의 저장 효율을 증가시키기 위해서는 전극 표면에서의 전하 손실을 방지하고 전극 중심부로 전하를 이동시키는 과정이 중요하다. 하지만 기존 연구들에서는 전하 이동의 과정이나 무기 재료의 사용에 따른 전하 이동, 저장 현상들을 해석하는 것이 간과되었다. 기존 마찰전기 에너지의 전환 효율을 약 40배 향상시키는 기술로, 웨어러블 디바이스의 전원, 사물인터넷(IoT) 등에 사용 가능할 것으로 연구진은 기대하고 있다. 지스트(광주과학기술원)는 에너지융합대학원 박찬호 교수와 전남대학교 고분자융합소재공학부 박종진 교수 공동연구팀이 일상생활에서 버려지는 마찰전기 에너지의 발생 소재에서 효율적인 에너지 수확을 위해 마찰 표면을 더 많은 양(+)의 기전력과 음(-)의 기전력을 가질 수 있는 상태로 변환시켜 마찰전기 서열을 자유자재로 바꿀 수 있는 획기적인 방법을 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 다공성 탄소의 외부 비표면적이 클수록 전하를 잘 붙잡고 작을수록 전하 이동이 빨라지는 현상을 이용
국립암센터에서 개발한 유방암 모형과 동물 실험을 통한 사전 성능 검증 완료 한국광기술원은 ㈜아프로스 및 국립암센터와의 공동연구를 통해, 유방암 조직의 정확한 위치와 형태를 AR글래스 등과 같은 보조기구 없이도 육안으로 관찰할 수 있게 하는 ‘자유공간 증강현실(AR) 시스템’ 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 유방암 수술에 사용하는 근적외선 형광 프로브 영상 시스템은 수술자가 형광 조영제에서 발생하는 빛의 파장을 육안으로 확인이 불가능하기에, 수술 시 특수 카메라로 촬영한 유방암 영상 모니터와 환부를 교대로 응시해야 하는 문제점이 있었다. 한국광기술원 광의료바이오연구센터 연구팀에서 개발한 이 기술은, 카메라를 통해 획득한 유방암 영상을 높은 가시성을 갖는 소형 광투사 장치를 활용하여 환부에 동일 형태로 직접 투사하여 수술자가 환부에만 집중할 수 있도록 지원한다. 또한 본 기술은 인체 생체조직의 유동성 때문에 생기는 유방암 위치의 잦은 변동에도 실시간으로 대응하여 환부에 직접 투사하기 때문에, 수술자의 집중도를 높여 수술 시간을 획기적으로 단축할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 이번 개발 기술은 국립암센터에서 개발한 유방암 모형과 동물 실험을 통한 사전
"헬스케어를 위한 웨어러블, 임플란터블 모니터링 전자소자를 포함한 다양한 유연 및 신축성 전자소자에 핵심 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다ˮ 카이스트가 신소재공학과 스티브 박, 전기및전자공학부 정재웅 교수 공동 연구팀이 안정적인 형태의 액체금속을 고해상도로 프린팅할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 액체금속은 높은 전기전도성과 액체와 같은 변형성으로 인해 유연 및 신축성 전자소자에 다양하게 적용돼왔다. 하지만 액체 상태가 갖는 불안정성과 높은 표면장력으로 인해 직접적인 접촉을 요구하는 전극이나 고해상도를 요구하는 전자소자의 배선으로 사용하는 것에는 한계가 있었다. 이를 극복하기 위해 액체금속을 6~10㎛ (마이크로미터) 크기의 입자 형태로 분쇄해 안정적인 형태로 만들어 전자소자에 적용하는 연구가 진행돼왔지만, 이 경우에는 표면에 일어난 산화로 인해 기존의 높은 전기전도성을 상실한다는 단점이 존재했다. 이러한 액체금속 입자를 전기소자에 사용되기 위해서는 기계적, 화학적 변성을 통해 표면에 존재하는 산화막을 제거해 전기전도성을 다시 확보하는 과정이 필요했다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 프린팅 과정에서 노즐과 기판 사이에서 유도된 반월판(menisc
그래핀/탄소나노튜브 복합 전극을 활용한 1분 이내 충전 가능한 고성능 알루미늄 배터리 개발 리튬이온 배터리는 스마트폰과 같은 모바일 기기, 전기자동차에 이르기까지 다양하게 사용되고 있다. 하지만 짧은 수명, 폭발 위험성, 리튬의 희소성에 따른 가격 변동성이 커 리튬이온 배터리의 대안을 찾으려는 노력이 계속되고 있다. 이러한 가운데 국내 연구진이 그래핀/탄소나노튜브 복합 전극을 활용해 1분 이내 초고속 충전이 가능한 고성능 알루미늄 배터리를 개발했다. 한국에너지기술연구원은 에너지저장연구실 윤하나 박사 연구진이 목포대학교(유충열 교수), UC 버클리 대학, 하버드 대학과 공동연구를 통해 초고속 충전 가능한 차세대 알루미늄 배터리의 전하저장 메커니즘 및 핵심 성능을 규명하고, 이를 통해 그래핀/탄소나노튜브 복합 전극을 이용한 초저가, 초고속 충전, 장기간 사용이 가능한 고성능 알루미늄 배터리 개발에 성공했다고 밝혔다. 알루미늄은 독성과 폭발 위험성이 없고 재활용 가능하며 지구상에서 3번째로 많은 원소로 가격이 저렴해 수급이 용이하다. 알루미늄을 이용한 이차전지는 알루미늄 이온을 사용해 에너지를 저장하는 최신 기술로 상용 배터리를 대체할 수 있는 안전한 대안으로 주
상용 탄소계 흡착제 대비 280배 높은 방사성 요오드 제거 성능을 보유한 다공성 흡착제 개발 탄소중립의 핵심 대안으로 차세대 에너지원인 소형모듈원전(SMR)이 주목받고 있는 가운데, 국내 연구진이 원자력발전소의 배기가스나 산업체, 병원 등에서 유출될 수 있는 극 위험물질인 방사성 요오드를 고습 환경에서도 효과적으로 제거할 수 있는 화학소재의 표면처리 기술을 개발하였다. 한국화학연구원은 황영규·홍도영 박사 연구팀이 최근 발표된 연구에서 상용 탄소계 흡착제 대비 280배 높은 방사성 요오드 제거 성능 확보를 통해 방사성 요오드가 호흡기로 침투하는 것을 효과적으로 막아주는 표면처리 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구원 측은 이번 기술 개발로 인해 방사성 가스 배출을 통한 2차 환경오염을 감소시켜 안전사고를 예방할 수 있고, 방사성 폐기물의 부피를 최소화하여 경제성도 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 방사성 폐기물은 원자력발전소뿐만 아니라 병원, 산업체, 연구기관에서 방사성물질을 이용하는 과정에서 생성된다. 생성된 방사성 폐기물은 반드시 200L 드럼 안에 포장하여 폐기물 처분장으로 보내는데, 이 과정에서 한 드럼 당 1,500만 원 상당의 처분 비용이 발생하며,
동결 파쇄 후 가스화로 친환경 처리…2026년까지 핵심기술 개발 부산대학교 수소선박기술센터는 해양쓰레기를 선상에서 친환경적인 방법으로 처리할 수 있는 수소 선박 개발 실증사업에 착수했다고 29일 밝혔다. 다부처 협력사업 형태로 실증에 착수한 이 사업은 액화천연가스(LNG) 폐냉열을 이용한 해양쓰레기 동결 파쇄 재활용 기술과 플라즈마 가스화를 이용한 수소 생산과 선박용 수소 연료전지 활용 기술이 핵심이다. 부산대 수소선박기술센터는 해당 기술의 핵심 내용을 담은 논문을 네이처 자매 학술지(Scientific reports)에 최근 발표한 바 있다. 이 논문은 LNG 추진 과정의 폐냉열을 이용한 동결 파쇄 방법을 적용해 해양 부유 쓰레기의 친환경 처리가 가능하다는 것을 실험적으로 검증해 국내외 학계에서 주목을 받았다. 수소선박기술센터는 실제로 부산항 인근의 해양 부유 쓰레기를 수거한 후 LNG 추진 시 발생하는 폐열 온도에 해당하는 영하 40도에서 동결 파쇄하는 공정에 적용해 열효율을 분석하고 파쇄 성능을 검증했다. 선박 건조 사업에는 선박 추진에 필요한 LNG 연료의 효과적인 활용을 위한 다양한 기술이 접목된다. 대표적으로 LNG 개질을 통한 수소 생산 모듈과
사람은 목례나 악수와 같은 신체를 이용한 인사를 나눈다. 이러한 신체를 이용한 인사는 신체적 인터랙션(Interaction)으로 장소 공유, 대화 등의 커뮤니케이션, 협조 작업 등의 시작을 원활하게 한다. 사람은 이 신체적 인터랙션을 통해 서로의 신체적 리듬을 동조시키고 있다고 생각된다. 특히 악수나 포옹 등은 물리적인 접촉을 동반한 신체적 인터랙션으로, 서로의 피부를 접촉시켜 따뜻함을 느끼는 스킨십이다. 따라서 이러한 접촉을 동반한 신체적 인터랙션은 물리적인 거리를 0으로 하고, 심리적인 거리를 근접시킴으로써 서로 받아들일 수 있는 관계의 구축을 촉진하고 있다. 또한 사람과 로봇의 경우에도 로봇이 사람과 자연스러운 악수 등의 인사를 위한 신체적 인터랙션을 함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 정보 발신, 원격 커뮤니케이션 지원, 대화 상대 등으로 이용하는 커뮤니케이션 로봇의 실용화가 추진되고 있다. 이러한 커뮤니케이션 로봇은 신체를 가진 미디어로서 사람과 대화 등을 하고 있다. 이를 위해 커뮤니케이션 로봇은 몸짓·손짓, 고개 끄덕임 등의 커뮤니케이션 동작을 신체를 이용해 생성할 수 있으며, 보다 원활한 커뮤니케이션을 실현할 수 있다.
IT·OT 융합이 IIoT와 인더스트리4.0에 의해 추진됨에 따라 ODVA는 EtherNet/IP 및 기타 CIP 네트워크에 연결된 디바이스의 방어기능을 강화할 필요성을 인식했다. 이 추가된 접근방식은 심층적인 아키텍처의 최종방어 수준이다. 이것의 최종적인 목표는 벤더가 상호운용 가능한 EtherNet/IP 디바이스를 구축할 수 있도록 하는 것이다. 이런 디바이스는, 벤더가 자신을 방어할 수 있는 것과 그 디바이스 간의 통신 및 서드파티(해당 분야에 호환되는 상품을 출시하는 회사)와의 통신을 가능케 한다. 이 접근 방식은 ODVA의 사이버보안 EtherNet/IP 사양에 대한 향상된 CIP 보안을 통해 실현하고 있다. 소개 산업 자동화 네트워크는 원래 원격 I/O(Input/Output)장치의 배선을 단순화하고 배선비용을 절감하기 위한 수단으로 개발이 되었다. 시간이 지남에 따라 이러한 디바이스의 리모트 진단과 설정을 가능하게 하기 위해 이것의 접속이 진화했다. 산업 공통 프로토콜(CIP™/ Common Industrial Protocol/ODVA 핵심 프로토콜 평준화 소프트웨어)는 산업용 장치인 컨트롤러(controller/slave용), 액추에이터와 역시