"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
요즘 사회적으로 핫한 키워드는 친환경과 모빌리티다. 모빌리티는 움직이는 모든 수단을 칭함으로써 크게는 자동차, 작게는 개인용 전동 킥보드까지 두루 포함한다. 친환경과 모빌리티, 이 둘을 엮으면 자연스럽게 떠오르는 게 전기자동차(이하 전기차)다. 그래서인지 지난 1월에 열렸던 CES에서도 대세는 전기차였다. 사실 환경 문제에서 자동차는 대기오염, 소음, 진동 등의 교통 공해로 단골손님이다. 특히 대기오염 문제는 가장 큰 사회적 문제로, 미국에서는 생산된 지 5년 이상 되는 모든 차량은 매 2년에 한 번씩 의무적으로 자동차 배기가스 검사인 ‘Smoke Check’를 실시하고 있으며 검사가 통과되지 않거나 인증서를 차량에 붙이지 않으면 벌금을 무는 정책을 시행 중에 있다. 우리나라도 앞으로의 대세가 될 전기차의 개발 활성화와 도입 확대를 위해, 그리고 무엇보다 대기오염 해결을 위해 2011년부터 전기차 보조금 지급 정책을 이어오고 있다. 이러한 정부의 활성화 정책, 환경보호에 대한 사람들의 인식 변화, 그리고 전기차의 성능 개선이 오늘날 전기차의 인기로 나타난 것이 아닐까? 한국의 전기자동차 시장 현황 이미 글로벌 자동차 제조사에서는 모두 전기차를 생산하고 있으며
차세대 반도체 소자인 GAA(Gate All Around)소자나 3차원 반도체 집적기술에 적용 기대 카이스트(KAIST)는 신소재공학과 전석우 교수와 신종화 교수 공동연구팀이 차세대 반도체 공정 핵심기술인 3차원의 나노구조를 단일 노광으로 효율적으로 제작하는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다. 노광 공정이란 빛을 이용해 실리콘 웨이퍼에 전자 회로를 새기는 공정을 말한다. 이번 연구 성과는 갈수록 복잡해지는 반도체 구조와 배선구조 등을 기존 2차원 평면 노광 방식으로 건물을 한층 한층 제작하듯이 진행하던 방식에 비해 훨씬 더 낮은 비용과 공정으로 제작할 수 있는 근거를 마련한 획기적인 연구 결과로 판단된다. 공동연구팀은 수반행렬 방법(Adjoint method) 기반 역설계 알고리즘을 활용해, 적은 연산으로 원하는 형태의 나노 홀로그램을 생성하는 위상 마스크의 격자구조를 효율적으로 찾아내는 방법론을 제시했다. 이는 기존의 반도체 리소그래피 공정에 적용됐으며, 연구팀은 광감응성 물질에 단 한 번의 빛을 쏘아 목표하는 나노 홀로그램을 형성하고, 물질화해 원하는 3차원 나노구조를 단 한 번의 노광으로 구현할 수 있음을 실험적으로 증명했다. 최근 리소그래피 및 패터닝
"실생활이나 산업 현장서 정전기 제어에 널리 이용 가능" 한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 김용현 교수 연구팀이 수천 년 동안 해결되지 않은 난제 가운데 하나인 마찰전기 발생 원리를 규명했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 두 물질을 마찰시킬 때 경계면에서 발생하는 열에 의해 전하가 이동할 수 있다는 아이디어를 바탕으로 마찰전기의 작동원리를 찾아냈다. 마찰전기와 관련한 가장 대표적인 두 가지 현상이 마찰열과 전기적 성질을 띠는 대전현상인데, 연구팀은 마찰전기를 '마찰열에 따른 대전현상'으로 설명하기 위해 미시적 열전효과(열과 전기의 상관 현상)에 주목했다. 계면 마찰열로 물질 내 온도분포에 변화가 생기면 전자의 재분배 때문에 계면에 전압 차이가 발생한다. 이러한 계면 전압을 보상하기 위해 전하가 움직이면서 발생하는 대전현상 때문에 마찰전기가 나타난다는 것이다. 연구팀은 마찰전기의 전하 이동 방향을 예측할 수 있는 '마찰전기 팩터'(triboelectric factor) 공식을 유도했고, 이를 이용해 세계 최초의 이론 마찰 대전열을 구성했다고 설명했다. 대전열은 종류가 다른 두 물질이 마찰·압력으로 접촉할 때 양의 전하로 대전되기 쉬운 물질 순서로 나열한 것이다
UNIST, 디지털 트윈도 구현해 금속 내·외부 응력 변화 실시간 확인 울산과학기술원(UNIST)은 나사 풀림 위험을 감지하거나 내·외부 물리적 변형 요인을 구분할 수 있는 지능형 금속 부품을 개발했다고 26일 밝혔다. UNIST에 따르면 기계공학과 정임두 교수 연구팀은 3D 프린팅 적층제조기술과 인공지능(AI) 기술을 이용해 '인지 가능한 스테인리스 금속 부품'을 개발하는 데 성공했다. 또 인공지능 기술과 증강현실(VR) 융합기술로 금속 부품 단위의 디지털 트윈(Digital Twin)을 구현했다. 디지털 트윈은 현실의 사물을 가상 공간에 똑같이 구현하는 것을 말한다. 연구팀은 스테인리스 금속 부품 제조 과정에서 변형 센서를 심어 물리적인 상태를 반영하는 데이터를 얻은 뒤, 인공지능 분석을 통해 금속 부품 스스로 상태를 감지하도록 했다. 이 부품은 스스로 주변 고정 나사의 풀림 정도와 풀린 나사 위치 등을 약 90%의 정확도로 감지할 수 있으며, 손, 망치, 스패너 등 자신을 때린 물건의 종류까지 구분할 수 있다. 이와 함께 디지털 트윈 금속 부품을 통해 혼합현실에서 해당 금속 내·외부 응력 분포 변화도 실시간을 확인할 수 있게 했다. 섭씨 1천도 이상의
국내 연구진이 가상현실(VR)을 촉각으로 느끼게 하는 기술을 개발했다. 25일 한양대에 따르면 한양대 융합전자공학부 정예환 교수팀은 VR에서 촉감을 구현하는 '신축성 피부부착형 햅틱 인터페이스'를 개발했다. 햅틱 인터페이스란 VR이나 확장현실(XR)에서 물체를 실제로 잡거나 만진 것처럼 촉각을 일으키는 기술로 '촉각재현기술'이라고도 한다. 연구진에 따르면 '신축성 피부부착형 햅틱 인터페이스' 기술로 기존 촉각재현기술 장치보다 더욱 가볍고, 무선으로 설계할 수 있으며, 다양한 자극 패턴을 피부에 전달하는 세밀한 감각 구현 시스템을 만들어낼 수 있다. 시각 기반인 내비게이션의 도로 안내를 촉각 패턴으로 표현하거나, 음악 트랙을 촉각 패턴으로 변환하는 등 진동을 통해 감각 패턴을 실시간으로 생성해내는 식이다. 정 교수팀은 "잠재적으로 장거리 관계와 엔터테인먼트 분야에서 새로운 경험을 주는 것은 물론 인공기관에 감각 피드백을 제공할 수 있어 원격 의료분야에서도 활용할 수 있을 것"이라고 기대했다. 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구자 지원사업과 한양대의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 전자공학 분야 세계 권위지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electro
효율적인 모니터링 수행하는 AI 기존 모니터링은 데이터 기술 전문가가 시스템이 정상적으로 작동하는지 판단하기 위해 사용하는 데이터를 집약해 표시한다. 이처럼 필수적인 정보를 전달하고자 기존 모니터링은 무수히 많은 알림을 생성한다. 이들 알림 중 특정 문제를 수정하는 데 중요한 역할을 하는 알림이 있는 반면 나머지는 대부분 소음에 불과하다. 또 알림 소음을 걸러내는 것 자체가 일이 될 수 있다. 복잡한 IT 인프라에는 여러 마이크로 서비스 아키텍처가 존재하므로, 기술 전문가가 조직의 클라우드 환경을 효율적으로 관찰, 모니터링 및 분석해야 한다. 이를 위해서는 소음을 줄이고 알림에 대한 피로도를 낮춰야 한다. 소음이 줄어들수록 기술 전문가가 장애나 문제점을 감지하는 게 더 수월해질 수 있다. 솔라윈즈가 최근 선보인 통합 하이브리드 클라우드 옵저버빌리티 솔루션은 기술 전문가가 시계열 분석으로 시기별 트렌드를 분류함으로써 최종 사용자가 작업이 필요한 정확한 지점에 대한 지침을 받게 한다. 이로써 조직은 서비스 제공 및 구성 요소의 종속성에 대한 엔드 투 엔드 가시성을 확보하게 된다. 솔라윈즈 옵저버빌리티 솔루션은 AI 기반 IT 운영(AIOps)과 머신러닝이 통합된
한국에너지기술연구원, 구멍 숭숭 그래핀 코팅 기술로 이차전지, 연료전지 내구성 잡았다 탄소중립 달성을 위해 태양광, 풍력 등 재생에너지 기술 뿐만 아니라 수소와 연료전지, 이차전지 등 에너지원을 저장/공급하는 차세대 에너지 소자 개발이 활발히 이루어지고 있다. 한국에너지기술연구원은 고온에너지전환연구실 김희연 박사 연구진이 연료전지 촉매 및 이차전지 전극 물질의 표면에 다공성 그래핀쉘을 코팅하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구진이 개발한 기술은 연료전지 촉매와 이차전지 전극의 내구성 저하 문제를 근본적으로 해결하는 기술로, 다공성 그래핀쉘을 연료전지 전극용 백금(또는 백금-전이금속 합금) 촉매와 이차전지 전극용 실리콘산화물에 적용해 내구성을 200% 이상 향상시킬 수 있다고 설명했다. 연구진은 2010년대 초부터 꿈의 소재라 불리는 그래핀*을 적용한 전극 소재 연구에 집중해왔다. 특히, 모두가 흠집이 없는 매끈한 그래핀을 만드는데 집중할 때, 연구진은 오히려 고정관념을 깨고 구멍이 숭숭 뚫린 다공성 그래핀에 집중했다. 다공성 그래핀을 금속 촉매의 표면에 코팅하는 경우, 중간중간 구멍을 가진 그래핀 껍질의 신축성과 보호효과로 인해 연료전지 및 이차전지의 성능저하
"기존 촉매 대비 400% 높은 전류밀도에서 수소 생산이 가능한 것 확인" 국내 연구진이 물을 전기분해해 고순도의 ‘수소’를 생산(수전해)하는 비용을 낮출 수 있는 망간 기반의 새로운 촉매를 개발했다. ‘수전해’ 방식은 온실가스를 배출하지 않는 친환경적인 수소 생산 방법이지만, 고가의 전력비용이 실용화의 걸림돌이 되고 있다. 수소를 보다 폭넓고 다양하게 활용하기 위해서는 생산단가를 대폭 낮춰야 하며, 따라서 적은 에너지로 수소를 생산할 수 있는 고성능 촉매 개발이 요구된다. 이리듐, 루테늄과 같은 귀금속은 산소발생 반응을 일으키기 위한 우수한 촉매로 수전해에 주로 사용되고 있지만, 가격이 비싸다는 단점이 있다. 따라서 가격이 저렴하고 우수한 전이금속 기반(니켈, 코발트, 철)의 수소·산소 발생 촉매의 개발이 중요하다. 지스트(광주과학기술원)는 지구‧환경공학부 이재영 교수 연구팀이 인하대학교 화학공학과 이기영 교수 연구팀과 공동으로 수행한 연구에서, 전도성 탄소와 혼합된 망간 기반 촉매를 활용해 촉매의 전기 전도도를 조절함으로써 수전해 성능을 향상시키는 데 성공했다고 발표했다. 망간 기반의 금속 산화물은 자연계에 존재하는 대표적인 물분해 반응 촉매로, 구조적인
펄스 레이저 광원을 활용한 친환경 회수 기술 개발 은 회수율 97%, 실리콘 회수율 95%, 회수된 자원의 순도는 99.99% 한국세라믹기술원은 정현성·허수원·정현진 박사 연구팀은 환경부의 ‘미래발생 폐자원의 재활용 촉진 기술 개발사업’을 통해 태양광 폐패널 자원 회수 기술 및 전처리 자동화 기술을 본격적으로 개발한다고 밝혔다. 무한한 에너지원인 태양광을 전기로 만드는 태양전지는 화석연료 대비 kWh당 생성되는 이산화탄소를 크게 줄일 수 있는 점에서 2050 탄소중립의 이산화탄소 배출량 감축목표에 부합하는 에너지 기술로 각광받고 있다. 그러나 태양광 패널의 기대수명은 20년 내외로 2050년에는 11만 5,250톤의 폐패널이 발생할 것으로 예상되며, 2023년 태양광 폐패널의 생산자 책임 재활용 제도가 도입이 되므로 기존 자원 회수 기술의 향상이 필요하다. 태양광 패널은 70%의 유리, 알루미늄, 플라스틱, 은 등으로 구성되어 있으며, 그 중 약 96%가 재활용이 가능하다. 현재, 태양광 폐패널의 재활용 공정은 폐패널을 파쇄하여 원료를 분리하기 때문에 원재료 분류과정이 복잡하고 순도를 높이기 위해 화학물질을 사용하거나 고온의 열처리 과정을 거쳐야하므로 에너지
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