전류가 손실 없이 흐르는 초전도 현상을 비롯한 물질 내부 양자현상의 핵심은 전자들이 언제 함께 움직이고, 언제 흩어지는지에 있다. KAIST 연구진이 전자들이 질서를 만들고 깨뜨리는 순간을 직접 ‘눈으로’ 확인하는 데 성공했다. KAIST는 물리학과 양용수·이성빈·양희준·김용관 교수팀이 스탠퍼드대학교와 국제 공동연구를 통해, 양자물질 내부에서 전하밀도파(Charge Density Wave)가 형성되고 사라지는 과정을 공간적으로 시각화하는 데 세계 최초로 성공했다고 20일 밝혔다. 초전도 상태는 에너지 손실 없이 전류가 100% 흐르는 상태로, 아주 낮은 온도에서 특정 물질에서만 나타난다. 음전하를 띠는 전자들은 일반적인 환경에서는 서로 밀어내지만, 초전도 상태에서는 둘씩 짝을 이뤄 움직이는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성은 MRI 검사 장비와 자기부상열차 등에 이미 활용되고 있다. 이처럼 전하들이 강하게 얽혀 만들어내는 특별한 양자상태는 양자컴퓨터와 같은 차세대 양자기술의 기반이 된다. 초전도 현상을 비롯한 극저온 양자현상을 양자기술에 활용하기 위해서는 물질 속 전자들을 원하는 대로 정밀하게 제어하는 기술이 필수적이다. 그러나 극저온 환경에서 전자들이 만들
PoC 결과 기반으로 기술 제품화와 지속적인 연구 협력 공식화 디노티시아와 코셈이 지난 16일 AI 기술을 접목한 전자현미경 개발과 사업화를 위한 업무 협약을 체결했다. 양사는 2023년부터 AI 기술을 전자현미경에 적용해 촬영 시간 단축 및 영상 품질 개선을 목표로 공동 연구를 진행해왔다. 이번 협약은 그간의 PoC(Proof of Concept) 결과를 바탕으로 기술 제품화와 지속적인 연구 협력을 공식화한 것이다. 전자현미경은 전통적인 계측장비 제품으로 극도의 정확성을 요구한다. 반면 인공지능은 급격한 기술 발전을 이어가고 있음에도 불구하고, 아직까지 인간이 이해하지 못하는 오류 가능성을 내포하며 문제 발생시 원인파악이 어려운 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 고도의 정밀성을 요구하는 산업계에는 인공지능을 적용하기 어려웠다. 하지만 이번 협력을 통해 인공지능과 전자현미경 분야 최고의 기술을 가진 양사가 어려움을 극복하고 혁신적인 제품을 내놓을 기반을 마련했으며, 연내 상용제품을 출시하기로 협약했다. 양사는 인공지능을 활용해 지금까지의 전자현미경 기술 패러다임을 완전히 바꿀 수 있다고 확신하고, 이를 통해 시장 판도를 뒤집을 목표를 세웠다. 물리학과 인공
울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 이동욱 교수 연구팀이 홍합의 수중 접착력을 모방한 해수전지용 결착제(바인더) 물질을 개발, 전지 전극 성능을 개선했다고 13일 밝혔다. 연구팀에 따르면 해수전지의 양극은 탄소 섬유가 엮인 집전체(전기를 모으는 역할)와 섬유 표면의 촉매(전기가 모이고 나가는 화학 반응을 촉진) 입자로 이뤄져 있는데, 결착제는 촉매와 집전체를 접착시켜 고정하는 물질이다. 촉매와 집전체가 제대로 붙어 있지 않으면 과전압이 높아지고, 탄소 부식이 쉽게 일어나 전지 성능을 떨어뜨린다. 특히 일반적으로 연료전지에 사용되는 결착제인 이소불화비닐의 경우 유기 용매에서와는 달리 물속에서 접착력이 크게 떨어지는 문제가 있었다. 연구팀은 이러한 한계점을 보완하고자 홍합의 접착 단백질 성분을 모방해 우수한 수중 접착성을 지닌 새로운 결착제를 합성했다. 개발한 결착제를 쓴 해수전지는 기존에 사용하던 결착제를 썼을 때보다 과전압이 최대 60% 이상 줄었고, 전극 성능(충·방전 과전압 차이)이 4배 정도 향상됐다. 전자현미경 관찰 결과 집전체의 부식도 크게 개선됐다. 또 결착제 내부에서는 촉매 입자가 검출됐는데, 이는 결착제가 집전체 부식 보호뿐만 아니라
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