가시광선부터 근적외선까지의 빛을 전기 신호로 바꾸는 유연 광센서가 새롭게 개발됐다. 가시광선으로 사물의 색을 보고 근적외선으로는 내부 조직, 재질 등을 동시에 감지할 수 있는 기술 개발에 도움이 될 것으로 기대된다. UNIST 에너지화학공학과 양창덕 교수팀은 근적외선 영역에서도 감지 효율이 뛰어나고 정확도가 높은 ‘페로브스카이트와 유기 반도체 이종접합 광센서’를 개발했다고 22일 밝혔다. 광센서는 빛을 전기 신호로 바꿔 전자기기가 이를 처리할 수 있게 해주는 장치다. 낮과 밤에 따라 밝기가 자동으로 조절되는 휴대폰 화면, 정맥 인식 보안 시스템 등에도 광센서가 들어간다. 연구팀이 개발한 광센서는 감지할 수 있는 빛의 파장 대역이 넓다. 눈에 보이는 가시광선부터 눈에 보이지 않는 근적외선 영역까지 감지할 수 있다. 가시광선 대역을 주로 감지하는 페로브스카이트와 근적외선 영역을 감지하는 유기 반도체가 결합한 이종접합 구조이기 때문이다. 일반적으로 이종접합 구조는 근적외선에서 감지 효율과 정확도가 급격히 떨어지는 문제가 있는데, 연구팀은 유기 반도체 내부 분자 구조 설계를 통해 이를 해결했다. 유기 반도체의 수용체 분자(Y계열 비풀러렌 수용체) 곁가지에 붙어 있는
전기가오리는 얇은 전기 세포를 여러 개 쌓아 올려 수백 볼트의 고전압 전기를 만든다. 이러한 생체 원리를 모방해 고전압을 낼 수 있는 새로운 발전 기술이 개발됐다. UNIST는 에너지화학공학과 고현협 교수팀이 스스로 전기를 생성하는 두께 0.2밀리미터의 얇은 전기셀을 개발하고, 이를 적층해 100V의 전압을 구현하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 전기가오리는 전기 세포 하나당 약 0.1V의 전압만을 만들 수 있지만, 세포를 직렬로 쌓는 방식으로 100~200V에 이르는 고전압을 생성한다. 이는 각 전기 세포가 동전의 앞뒷면처럼 서로 다른 전하 분포(+,-)를 지녀, 차곡차곡 쌓으면 건전지를 직렬로 연결한 것과 같은 효과를 내기 때문이다. 연구팀은 이러한 구조를 모방해 자극 없이도 전기를 생성할 수 있는 0.2밀리미터 두께의 전기셀을 구현했다. 이 전기셀은 양전하(+) 고분자 박막과 음전하(-) 고분자 박막이 맞닿은 이종 접합 이중층 구조로, 두 박막층이 만나 형성된 전기장이 각 박막 내부의 양이온과 음이온을 계면에 집중시키는 원리를 활용한다. 이온들이 경계면에서 대치하며 생체 세포막의 막전위와 유사한 전압이 발생한다. 막전위는 세포막 안팎에서 양이온과 음이온
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