발광층 내부에 전극 삽입으로 평면형 투명전극 제거 및 고휘도 발광 구현 다양한 변형에도 밝기 및 내구성 강해, 추후 다양한 웨어러블 섬유 및 기기 개발에 도움이 될 것으로 기대돼 DGIST는 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀이 새로운 개념의 전계 및 기계발광을 동시에 발생시키는 소자 구조를 개발하였다고 밝혔다. 이를 통해 기존 방식의 한계점을 극복한 고휘도, 저비용, 신축성 발광소자 제작이 가능해져 외부의 환경변화에 강한 전광판과 현수막 등 다양한 분야로의 활용이 가능할 것으로 보인다. 고체에 강한 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 전계발광이라고 한다. 이를 발생시키기 위해 기존에는 발광층을 샌드위치 형식으로 평행하게 둘러싸는 두 개의 평면전극을 활용한 수직전계 (vertical E-field) 방식을 활용하였는데, 그 재료로 대부분 금속 및 인듐 주석 산화물을 널리 사용하였다. 하지만 이러한 전극들은 신축성이 많이 떨어지기 때문에 늘어나면서도 빛을 안정적으로 방출하는 발광소자를 제작하는데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 정순문 박사팀은 발광층 내부에 얇은 막대 형태의 은 나노와이어 전극을 발광층과 평행하게 삽입시켜 면내전계(in-p
첨단 실시간 분석법으로 소재 결함 형성 원인 밝혀내,..세계적 학술지 ‘네이쳐 케미스트리’에 게재 서울대학교 공과대학은 강기석·박정원 교수 연구팀이 리튬이차전지 차세대 양극 소재로 전 세계적인 주목을 받는 하이 니켈(high-Ni) 양극 소재의 합성 비밀을 밝혀내고, 저품질 합성 원인을 규명했다고 22일 밝혔다. 전기자동차 보급과 시장이 확대되면서 전기자동차용 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 전기자동차의 주행거리를 늘리면서 가격을 낮추려면 저가이면서 고용량인 전지 소재 개발이 중요한 화두로 떠올랐다. 하이 니켈(high Ni) 양극 소재는 니켈-코발트-망간을 함유한 층상계 소재 중 가격이 비싼 코발트 사용을 최소화하면서, 용량을 극대화할 수 있는 차세대 양극 소재로 주목받고 있다. 하이 니켈 양극 소재는 에너지 밀도도 높고 가격 경쟁력도 우수하지만, 소재의 안정성이 높지 않아 합성이 까다롭고, 수명 특성이 저조한 문제가 있다. 특히 합성 결과 나타나는 입자의 모양이나 구조 결함 등이 성능에 중요한 영향을 미치지만, 이런 현상들이 합성 과정에서 왜 발생하는지, 또한 어떻게 극복할 수 있는 등은 베일에 가려졌다. 현재까지 이런 차세대 양극
KAIST 최경철 교수팀…패션·의료·안전 등 응용 기대 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 실 위에 흰색 빛을 발산하는 섬유 OLED를 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 형광 OLED, 구동 가능한 고효율 적녹청(RGB) OLED 등 디스플레이 필수 요소 기술들을 머리카락보다 얇은 전자 섬유 형태로 성공적으로 구현해왔으나 풀컬러 디스플레이·조명 기술 구현에 필수인 흰색 OLED는 구조적 복잡성과 접근법 부재로 개발에 어려움을 겪었다. 연구팀이 구현한 흰색 OLED 섬유는 야외시인성 확보가 가능한 최고 700cd/㎡(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 10cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전기광학적 성능과 안정적인 흰색 발광을 보였다. 황용하 박사과정은 "흰색 OLED 전자 섬유 구현을 위해 섬유에 적합한 흰색 OLED 구조·설계에 집중했다"며 "그동안 전자 섬유 디스플레이 분야에 없던 필수 요소 기술을 개발해 더욱 완성도 높은 고품질 전자 섬유 디스플레이를 구현할 수 있을 것"이라고 말했다. 이어 "전자 섬유는 웨어러블 디바이스의 궁극적인 제품 형태로, 기능성 의류 뿐만 아니라 패션·의료·안전·차량 디자인 등
한국생산기술연구원(이하 생기원)이 차세대 디스플레이 제조방식인 ‘잉크젯 인쇄공정’의 상태 분류를 자동화 할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 잉크젯 공정이란 종이에 잉크를 뿌려 인쇄하듯, 전자 재료를 기판 위에 분사해 인쇄하는 제조혁신 기술이다. 고가의 재료를 필요한 부분에만 선택적으로 인쇄 가능해 경제적이고 오염도 방지할 수 있어, 다양한 전자 소자부터 인공장기에 이르기까지 여러 분야에 걸쳐 널리 연구되고 있다. 현재 산업계에서 가장 활발히 적용되고 있는 분야는 세계 최고의 기술력을 인정받고 있는 유기발광다이오드(OLED) 및 퀀텀닷(QD-OLED) 디스플레이 제조업계다. 증착을 이용한 기존의 디스플레이 제조공정은 화소 형성 과정에서 값비싼 재료가 많이 소모되고 대면적화가 어렵다는 한계가 있었다. 반면 잉크젯 장비를 도입하면 비용절감과 공정 효율화에 유리하여, 공격적인 투자에 나선 중국과의 기술격차를 벌리기 위한 선제적 대안으로 디스플레이 업계의 주목을 받고 있다. 그런데, 잉크젯 공정은 잉크젯 방울이 어떤 상태인지 판단하고 분류하는 과정이 어려워 현재 장비 운전자의 숙련도와 감에 크게 의존하고 있다. 학계·산업계에서는 다양한 잉크젯 모니터링 기술
한국기계연구원(이하 기계연)이 심장, 폐, 방광 등 중재시술에 사용하는 로봇 카테터 시스템을 개발했다. 국내 부정맥 환자의 효과적인 치료 및 관련기업의 기술 경쟁력 강화에 청신호가 될 것으로 기대된다. 기계연 대구융합기술연구센터 의료로봇연구실 김기영 선임연구원 연구진은 심장, 폐, 방광과 같은 인체 장기에 삽입 가능한 유연 굴곡 형태의 로봇 카테터를 개발했다. 장기에 삽입 가능한 로봇 카테터 시스템은 국내 최초다. 이번에 개발된 로봇 카테터는 굴곡 가이딩 카테터(Guiding Catheter)다. 가이딩 카테터는 시술 등 치료를 위한 카테터가 장기 조직 손상 없이 깊이 삽입되기 위해 해당 위치까지 안내하는 역할을 하는 카테터를 말한다. 기존 굴곡이 가능한 카테터는 한 방향으로만 휘어졌지만, 기계연 연구진이 개발한 로봇 카테터는 두 방향으로 휘어짐이 가능해 원하는 위치로의 이동이 쉽고 조작이 간편하다. 또한 2개의 가이딩 카테터로 구성돼 있어, 바깥쪽 카테터는 고정하는 역할로 흔들림을 잡아주고, 안쪽의 카테터는 유연한 이동이 가능하게 했다. 연구진은 로봇 카테터의 구조강성을 변화시켜 주는 ‘가변강성제어’ 기술로 장력 조절을 구현했다. 구동와이어의 한 가닥마다
DGIST 연구원 창업기업 엠에프알(MFR), 국토교통부 도로터널 내화지침에 최적화된 건설 로봇 실용화 막바지 DGIST는 국내 최초 건설 로봇 전문 기업인 엠에프알(MFR)이 도로터널 내화보드(패널) 설치 로봇의 실용화를 앞두고 있다고 밝혔다. 중대재해처벌법 시행 등으로 건설 안전이 중요해진 만큼 건설 업계와의 다양한 업무협약(MOU) 및 투자가 이어질 전망이다. 내화보드 공법에 따르면 크기 약 2500mm×1200mm×30mm에 100kg에 육박하는 내화보드가 바둑판처럼 지상 약 6~7m의 도로터널 천장부에 단단히 고정된다. 현재 이 공법은 다수의 건설 작업자들이 고소 작업차에 탑승한 채로 운반, 정렬, 고정 작업 순으로 진행되며, 특히 고정 작업은 도로터널 천장면에 드릴링과 앵커링 작업이 요구되므로 고도의 작업부하 및 안전사고 부담이 높은 건설 작업군에 속한다. 도로터널 내화공법은 지난 2020년 터널 내 대형화재로 인명피해와 터널 손상이 발생한 '순천-완주 간 고속도로 추돌 사고'를 계기로 중요해졌다. 또한 중대재해처벌법과 ESG 경영이 강조되고 있어 안전하고, 공법에 충실한 건설 작업 요구가 어느 때보다 커지고 있는 상황이다. MFR은 내화보드 설치
원자력연, ‘내부식물질 적층용 3D 프린팅 기술’ 더센텍㈜에 이전 내구성이 우수하고 저렴한 ‘수소연료전지 금속분리판’ 상용화 기대 수소연료전지자동차는 수소를 전기에너지로 변환해 움직인다. 탄소를 배출하지 않아 차세대 친환경차로 꼽히지만, 가격이 비싸 대중화에 어려움을 겪고 있다. 특히 전기차 원가의 40%를 차지하는 연료전지(Stack) 가격을 낮추는 것이 관건이다. 국내 연구진이 ‘연료전지 분리판’의 원가를 획기적으로 낮출 수 있는 3D 프린팅 기술을 개발, 기술 이전에 성공했다. 한국원자력연구원은 ‘내부식물질 적층용 3D 프린팅 기술’을 더센텍에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 밝혔다. 더센텍은 2021년 11월에 설립된 연구원 창업 기업으로, 3D 프린팅 기술을 기반으로 극한환경산업용 소재를 개발하고 있다. 이전받은 기술을 이용해 수소차 외 국방‧우주산업 분야까지 활용 범위를 넓힐 계획이다. 기존 연료전지 분리판은 백금 등 희귀 금속류를 사용해 값이 비쌌다. 연료전지는 수소와 산소 간의 화학반응이 일어나, 전기와 물이 만들어지는 공간이다. 따라서 연료전지를 둘러싼 분리판은 부식에 강한 소재여야 한다. 금은 화학적으로 매우 안정돼 다른 물질과의 반응이
포항공과대학, 할로겐 음이온 혼합해 P형 트랜지스터 개발 “문턱전압 0V 달성…성능 높으면서도 이력현상 없어” 생활을 윤택하게 해주는 3대 가전 중 하나인 로봇청소기는 편리하기는 하지만 방 문턱이 큰 장애물 중 하나다. 신나게 돌아가다가도 그다지 높지 않은 문턱에도 걸리기 때문이다. 전류가 흐르는 트랜지스터에도 이와 비슷한 문턱전압이 존재한다. 전압이 문턱전압을 넘기만 하면 트랜지스터의 출력단 저항이 급격히 낮아지며 전류가 쉽게 흘러, 문턱전압을 낮추면 트랜지스터의 성능을 높일 수 있게 된다. 포항공과대학(포스텍) 화학공학과 노용영 교수와 박사과정 휘휘주(Huihui Zhu)·아오리우(Ao Liu) 씨 연구팀은 삼성디스플레이와 함께 문턱전압이 0볼트(V)인 페로브스카이트 P형 반도체 트랜지스터를 개발했다. 전기 전도성이 뛰어난 할로겐화물 페로브스카이트는 트랜지스터의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 소재로 주목을 받아왔다. 그러나 이 소재는 이온 이동으로 인해 결함이 생길 뿐만 아니라, 결함을 낮출 수 있는 ‘유기스페이서’라는 유기물의 크기도 제한적이어서 발전이 더뎠다. 연구팀은 트랜지스터의 안정성을 높이기 위해 할로겐 음이온(요오드-브로민-염소)을 혼합함으로
CCTV 사각지대에서 발생한 소리를 AI 통해 범죄 및 위급상황 감시 가능 한국광기술원은 공간광정보연구센터 김선만 박사팀이 CCTV 사각지대에서 발생한 소리를 인공지능(AI)을 통해 범죄 및 위급상황 감시가 가능한 ‘실시간 소리 객체 인식 기반 상황인지 솔루션’을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 기존의 특정 이벤트에 국한된 2~10여 개의 소리만을 인지하는 기술 수준을 벗어나, 복합적으로 섞여있는 모든 종류의 소리를 감지하는 것을 목표로 개발됐다. 비명, 신음, 화재경보, 발자국, 맹견, 문소리, 아이 울음, 성인 여자 울음, 기침, 한국어, 영어, 중국어 등 모두 76개의 소리를 인식한다. 소리신호 3초 내 복합적으로 포함된 소리 객체들을 91% 수준까지 정확하게 분류할 수 있다. 실제 환경에서 복합적으로 존재하는 소리 객체를 개별적으로 인식하고, 시간에 따른 소리 분포 정보를 기반으로 현장 상황에 대한 분석이 가능해 물리보안 관제 시스템에서 단독으로 혹은 영상정보와 함께 활용할 수 있는 장점이 있다. 연구팀은 소리를 기반으로 한 상황인지 기술이 사회 안전망 강화를 위한 보안 분야에 확대 적용될 수 있는 가능성을 열었다는 데 의의가 있다고 강조했다. 국내에는
성능 예측 시간이 약 2시간(1가구) → 약 27초(10,000가구)로 단축 건물은 일상에서 가장 많은 온실가스를 배출하는 부분이자 전 세계 에너지 소비의 약 1/3을 차지한다. 즉 건물과 기후위기는 떼어내 생각하기 어려운 관계다. 건물은 하루아침에 새로 짓거나 단시간 내에 개보수하기 어려우며, 한 번 지어지면 정해진 배출 강도를 꾸준히 유지하기 때문에 타 영역보다도 빠른 전환과 성능개선이 필요하다. 한국에너지기술연구원 에너지ICT융합연구단 김종훈 박사 연구진이 현장 방문 없이 AI를 활용해 건물의 에너지 성능을 측정할 수 있는 모델을 개발했다. 2050 탄소중립 정책기조에 따라 기존 건축물의 에너지 효율개선 연구가 활발한 가운데, 효과적인 에너지 효율개선을 위해 건물의 현 에너지 성능 수준을 파악하는 에너지 진단과 모델링이 요구되고 있다. 일반적으로 건물의 현재 에너지 성능을 파악하기 위해 외벽의 열관류율*과 기밀도 등을 현장에서 측정하고 있다. 하지만 대규모 사업일 경우 모든 대상 건물의 성능을 실측하기 어렵고 여건 또한 마땅치 않아 건물의 기본 정보를 확인하는 방법으로 성능을 평가하고 있지만, 시뮬레이션에 필요한 건물의 정보들을 확인하기 위해서 현장 방
이산화탄소 배출 없이 암모니아 합성…'앙게반테 케미' 게재 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 이재성 교수 연구팀이 햇빛과 폐수를 이용해 이산화탄소 배출 없이 암모니아를 생산하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. UNIST에 따르면 연구팀은 햇빛을 이용해 폐수 속 질산염에서 암모니아를 얻는 광촉매 기술 개발에 성공했다. 광촉매가 햇빛을 받아 만든 광전자로 질산염을 환원시켜 암모니아가 합성되는 방식이다. 비료 등의 원료로 알려진 암모니아는 최근 수소 운반저장체로 급부상하고 있다. 수소를 암모니아로 바꾸면 수소를 액화하는 것보다 약 1.7배 많이 저장할 수 있고, 기존 암모니아 액화 설비와 운송 수단을 그대로 쓸 수 있어 경제적이기 때문이다. 그러나 암모니아 생산 시 발생하는 다량의 이산화탄소는 전 세계 배출량의 약 1.8%를 차지할 만큼 많다. 대안으로 질소를 물에 녹여 전기분해 방법으로 그린 암모니아를 생산하는 기술이 주목받고 있지만, 질소가 물에 잘 녹지 않는 데다 여전히 화석연료로 생산한 전기를 써야만 한다. 이에 연구팀은 물에 잘 녹는 질산염의 특성을 활용했다. 또 전기 대신 자체 개발한 광촉매를 사용했다. 연구팀은 실험에서 광촉매를 활용해 아
식물 뿌리가 돌을 뚫고 자라는 원리 착안, 수중 탐사 및 건축 등에 활용 기대 소프트 액추에이터는 유연하고 신축성 있는 재료로 만든 구동 장치로, 소프트 로봇의 움직임을 담당한다. 특히 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성 및 자극 응답성을 갖춰 미래형 로봇을 위한 소프트 액추에이터의 재료로 주목받고 있다. 하지만 기존 소프트젤 액추에이터들은 근본적으로 느리고 약하다는 한계가 있어, 인공 근육이나 생체 모방형 로봇 등의 미래 산업 분야에 활용하기 힘든 단점이 있었다. 서울대학교 공과대학은 선정윤 재료공학부 교수와 김호영 기계공학부 교수 연구팀(제1저자 : 나현욱, 강용우, 박창서, 정소현 연구원)이 벽돌도 깰 만큼 큰 힘을 짧은 시간에 내는 소프트젤 액추에이터를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번에 개발된 소프트젤 액추에이터는 질긴 세포벽 안에 말랑말랑한 물질이 든 식물의 세포 구조에서 착안해 기존의 젤보다 훨씬 큰 힘을 빠르게 낼 수 있는 점이 특징이다. 선정윤-김호영 교수 연구팀이 개발한 소프트젤 액추에이터는 단순한 구조와 함께 외부 동력원 없이도 매우 큰 힘을 낼 수 있다. 식물 세포는 세포 안으로 물이 빨려 들며 올라가는, 내부 압력을 질긴 세포벽이 견딜 수
나노종합기술원 "인체에 무해…의료·가전제품 코팅 가능" 인체에 무해하면서도 의료제품이나 생활용품 등 표면에 세균이 달라붙는 것을 방지할 수 있는 고분자 박막이 개발됐다. 14일 나노종합기술원에 따르면 기술원 이경균 박사와 한국과학기술원(KAIST) 임성갑 교수 연구팀이 오염물질 흡착 방지 성능을 지닌 나노스케일의 고분자 박막 제조기술을 개발하는 데 성공했다. 유해 세균 흡착 방지를 위해 지금까지는 대부분 주석·수은·구리 등 중금속이 활용돼 왔다. 이에 따라 인체에 무해한 고분자 소재에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 실제 제품에 적용하기는 어려웠다. 연구팀은 반도체 공정과 클린룸 환경 기반의 화학 기상 증착 코팅법을 활용해 단백질이나 박테리아 등이 표면에 달라붙지 않는 인체 친화적 고분자 박막을 합성하는 데 성공했다. 이렇게 합성한 고분자 박막은 대상 제품의 종류나 표면 구조에 제한 없이 적용할 수 있고, 안정성과 기계적 내구성도 우수한 것으로 확인됐다. 연구팀은 고분자 박막을 콘택트렌즈나 임플란트 소재 같은 인체 삽입 의료제품과 각종 가전제품의 오염방지 코팅에 활용할 수 있을 것으로 전망했다. 이 같은 성과는 국제 학술지 '첨단 기능성 소재'(Adva
우리 사회 인프라는 앞으로 20년 사이에 급속히 노후화가 진행될 것으로 예측되고 있으며, 그 대책으로 예방보전형 메인티넌스 전환에 의한 지속성 확보와 유지 관리·갱신비 감축이 급선무로 되어 있다. 이에 따라 인프라 관리자에게는 프론트엔드가 되는 현장 점검 작업의 성력화뿐만 아니라, 손상 이력의 확인, 점검 조서의 작성, 점검 데이터의 장기 보존 등 백엔드 작업의 효율화·고도화를 도모하는 것도 강하게 요구되고 있다. 필자 등은 일본 내각부의 전략적 이노베이션 창조 프로그램 ‘인프라 유지 관리·갱신·매니지먼트 기술’에서, ‘이륜형 멀티콥터를 이용한 지오태그(geotag)가 붙은 근접 화상을 취득할 수 있는 교량 점검 지원 로봇 시스템의 연구 개발’(이하, ‘동 프로젝트’)에 공동 연구자로 참여해 교량을 대상으로 3차원 모델 상에 점검 정보를 직접 기록·보존할 수 있는 백앤드 작업용 소프트웨어의 시제작 개발을 해왔다. 이 글에서는 그 성과를 중심으로 소개한다. 점검 정보의 3차원 관리에 필요한 기술 지금까지 인프라 구조물 점검 성과는 그림 1 (a)와 같이 도면 위에 손상 부위가 스케치된 손상도, 손상부의 근접 사진과 그 종류·정도를 기재한 표, 부재 번호도 등으
인프라 구조물에 설치한 각종 센서의 계측 데이터로부터 구조물의 상태를 추정하는 분석 기술은 사회 인프라 모니터링에서 중요한 역할을 한다. 기존에는 대상 구조물의 물리적인 특성을 고려한 모델을 바탕으로 계측 데이터를 분석하는 경우가 많았다. 최근 센싱 기술과 더불어 정보통신 기술의 발달에 따라 대규모 계측 데이터의 수집 분석이 가능해졌다. 대규모의 계측 데이터와 새로운 분석 기술을 이용한 데이터 구동형 모니터링은 인프라 구조물 분석의 새로운 선택지로 이용할 수 있다. 이 글에서는 교량에 설치된 각종 센서의 계측 데이터로부터 교량에 대한 부하 요인이 되는 통과 차량의 제원을 추정하는 데이터 구동형 분석 기술을 소개한다. 차량 모니터링 시스템의 개요 이 글에서 소개하는 통과 차량 모니터링 시스템은 차량이 통과한 시각을 센서 데이터로부터 검지한다. 또한, 차선·속도·축수·축거리와 같은 통과 차량의 제원을 추정한다. 이러한 추정값은 활하중 계측에서 통과 차량의 중량 추정에 이용된다. 또한, 교통 상황의 모니터링 등에도 이용할 수 있다. 기존 이러한 정보들은 다리의 상판 두 군데에 변형 센서를 설치해 두고, 차량이 통과할 때에 나타나는 피크의 시간차를 이용해서 주로 얻