새로운 고성능 및 재활용 가능한 소재 개발
DGIST(총장 이건우) 에너지공학과 박치영 교수가 고감도 재활용 센서 기술을 발전시킬 획기적인 신소재를 개발했습니다. 박 교수팀은 인하대 최우혁 교수(총장 조명우)와 협력해 동적 폴리머 네트워크를 기반으로 재활용 가능한 고감도 센서를 개발했습니다. 이 차세대 소재는 환경적 지속 가능성과 고성능을 결합할 수 있는 능력으로 주목을 받고 있습니다.
기존의 고감도 센서는 피로와 반복 사용으로 인한 성능 저하로 제한을 받았습니다.
하지만 연구팀이 개발한 동적 폴리머 네트워크는 비닐계 우레탄 결합을 사용해 뛰어난 감도와 내구성을 유지합니다.
이러한 접합 구조는 온도, 빛, 압력 등 외부 자극에 반응하여 자체 복구가 가능하므로 반복 사용 후에도 성능 저하가 발생하지 않습니다.
동적 폴리머 네트워크는 다양한 기계적 움직임, 열, 빛에도 민감하게 반응하며, 네트워크를 기반으로 한 센서는 인체의 움직임을 감지하는 데 매우 뛰어납니다.
연구자들은 센서가 손가락의 굽힘, 얼굴 표정의 변화, 심지어 목의 삼키는 움직임까지 정확하게 감지할 수 있다는 것을 보여주었습니다.
이 기술의 가장 큰 장점 중 하나는 재활용 후에도 아무런 저하 없이 동일한 감도를 유지할 수 있다는 것입니다.
팀은 점차 심각해지는 전자폐기물 문제를 해결하기 위해 재활용성과 고성능을 결합한 기술을 설계했습니다.
그들은 동적 폴리머 네트워크의 다재다능함이 반복 사용과 재활용을 지원하여 잠재적으로 전자 폐기물을 크게 줄일 수 있을 것으로 믿습니다.
이들의 연구는 센서 기술뿐만 아니라 차세대 전자기술, 웨어러블 기기, 의료 장비 등에도 광범위한 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.
연구팀은 광범위한 산업 응용 분야에 이 기술을 상용화하기 위한 노력을 계속하고 있습니다.
DGIST 박치영 교수는 "저희 소재는 가공성이 뛰어나며 기계적, 화학적으로 재활용이 가능하다"고 말했습니다.
"폴리머 네트워크는 간단한 재활용 과정을 거치는데, 이를 통해 전자 기기와 웨어러블 센서의 수명이 연장되고 전자 폐기물이 크게 줄어들 것으로 기대합니다."
이 연구는 산업통상자원부의 산업기술연금술사사업과 과학기술정보통신부의 기초연구센터사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과(제1저자: 최경현, 석박사통합과정)는 Chemical Engineering Journal 에 게재되었습니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241025122750.htm
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