수상 및 연구성과
서울공대지 2017 Summer
No. 105
실로
짜는 전자옷감 메모리 개발
황철성
재료공학부 교수
재료공학부 황철성 교수 공동연구팀(국민대
신소재공학부 이미정 교수, 조안재, 서영대 연구원)이 알루미늄이 코팅된 실과 탄소섬유의 접합만으로 저항변화 특성이 나타나는 전자옷감을 개발했다고 밝혔다.
이렇게 개발된 전자옷감은 일반 실의 형태로 짤 수 있어 완전한 옷감의
형태를 가진다. 또한 소자의 성능도 그대로 유지되면서 구부리거나 뒤틀리거나 세탁을 해도 안정적으로 동작한다. 여러 소자를 어레이 형태로 이어서 작은 부분의 소자 손상이 있어도 성능이 유지된다.
황 교수는 “신개념 전자섬유는 고가의 별도 장비 없이 기존 섬유산업에서 사용하던 장비를
그대로 활용하여 대면적으로 대량 생산할 수 있다”며 “이번 연구를 기반으로 다양한 스마트패션, 웨어러블 디바이스
등에 전자섬유가 적용될 것으로 기대된다”고 말했다.
굴곡진
표면에 부착 가능한 신축성 소프트 플랫폼 개발
홍용택
전기공학부 교수
전기정보공학부 홍용택 교수 연구팀(변정환, 이병문 연구원)이 굴곡이 다양한 표면 어느 곳에나 부착 가능한 신축성
웨어러블 기기 상용화를 위한 핵심 기술을 개발했다.
연구팀은 잉크젯 프린팅과 디스펜싱 등의 인쇄 공정을 이용해 탄성 계수가
낮은 신축성 기판 내부에 높은 탄성 계수를 갖는 플라스틱 물질을 삽입했다.
그 결과 50% 이상의 외부
스트레인(원래 기판 크기를 1.5배로 늘리는 상태)에도 2% 미만의 아주 낮은 스트레인을 느끼는 영역을 갖는 신축성
소프트 PCB 플랫폼이 탄생했다.
이 플랫폼은 50μm 수준으로 얇아 피부나 다양한 굴곡면에 완벽하게 밀착이 가능하다.
홍 교수는 “이번 연구는 범용성과 사용자 맞춤성을 동시에 만족시키는 신축성 소프트 PCB 플랫폼 기술과 신축성 인쇄 전극을 통해 디자인 자유도를 높인 시스템 집적 기술을 개발했다는 데 의의가
있다”며, “향후 신축성
소프트 PCB의 대중화 및 시장성 확보에 크게 기여할 것”이라고 전했다.
건설재료 관련 논문 ‘주목해야 할 연구’ 선정
김성용 건축학과 박사과정 학생
건축학과 김성용 박사과정생의 건설 빌딩 재료 관련 논문이 어드밴시스 인
엔지니어링(Advances In engineering)이 선정하는 건축 및 건설 공학 분야의 ‘주목해야
할 연구(Key Scientific Article)’에 선정됐다.
김성용 박사과정생은 최근 초고강도 재료(강재, 콘크리트)의 사용이 급증함에 따라 이러한 재료가 적용된 합성구조의
설계기술에 관한 논문을 지난 2016년에 게재했다. 기존
설계기술로는 100층 이상의 초고층 빌딩 건설을 위한 초고강도 재료의 적용이 무리가 있었다. 이번 연구가 실제 설계기술에 적용된다면 우리나라의 초고층 빌딩 설계기술을 한층 끌어올릴 것으로 기대된다.
뜨개 기술에서 착안한 움직이는 직물 개발
안성훈 기계항공공학부
교수
기계항공공학부 안성훈 교수 연구팀(한민우
서울대 박사과정 연구원)이 뜨개 패턴을 사용해 엑소슈트, 소프트
로봇 등에 활용할 수 있는 움직이는 직물을 개발했다.
이번에 개발된 직물 액추에이터(actuator,
구동기)는 온도에 따라 원하는 형상으로 변형이 가능하다.
연구팀은 형상기억합금을 피복 섬유로 감싼 지능형 와이어를 사용했다. 이는 전류 없이 온도 변화만으로도 구동 가능하다. 또한 전류를 활용하면
외부의 환경과는 독립적으로 더욱 정밀하게 움직일 수 있다. 또 와이어를 사용한 뜨개 패턴 조합으로 복잡한
형상의 제작과 다양한 변형을 발생시킬 수 있다.
안 교수는 “이번에 개발한 직물 액추에이터와 패턴 연구로 소프트 로봇 연구 분야에
있어 새로운 구동 방식을 제시했다는 데 의의가 있다”며,
“향후 소프트
로봇, 모핑 구조물, 웨어러블 장치, 엑소슈트와 기존 섬유 제품 등에 적용이 가능할 것”이라고 설명했다. 이번 연구
결과는 세계적으로도 주목 받아 재료 연구 분야에 권위 있는 '어드밴스드 머티리얼스 (Advanced Materials)' 4월 4일자 표지 논문으로
소개됐다.
반도체 공정비용 절반 이하로 줄일 수 있는 핵심 기술 개발
이창희 전기정보공학부
교수
전기정보공학부 이창희 교수와 한국생산기술연구원 김혁 박사 공동 연구팀이
반도체 공정 비용을 절반으로 줄일 수 있는 핵심 기술을 개발했다.
전통적인 반도체 공정에는 시모스(CMOS·상보성
금속 산화막 반도체) 회로가 사용되는데, 회로 제작을 위해 n형 반도체와 p형 반도체를 모두 필요로 한다. n형과 p형 반도체는 특성이 달라 서로 다른 기판에 성형해야 하기
때문에 공정 횟수가 증가하는 것은 물론 패터닝이 어려워 제작 비용이 많이 드는 한계가 있다.
이에 연구팀은 현재 스마트폰이나 TV 등에
쓰이는 무기반도체 대신 양극성 물질인 유기반도체를 이용해 이런 문제점을 해결했다. 유기반도체는 n형과 p형 반도체 양쪽 모두에 사용될 수 있어, 복잡한 전자소자를 하나의 물질로 만들어 공정비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구지원사업과 산업 통상자원부 산업핵심기술개발사업의
지원을 받았다. 연구 결과는 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Report s) 4월 12일 온라인에 실렸다.
유해물질 안 쓰고 콘크리트 제조, ‘친환경 모르타르’ 개발·특허
등록
홍성걸 건축학과
교수 권양희 박사
건축학과 홍성걸 교수 연구팀이 시멘트와 알칼리 용액을 전혀 사용하지 않고
물만 섞어 제조되는 친환경 모르타르를 개발했다.
기존 모르타르는 시멘트와 모래를 물로 반죽한 것으로 자갈이 섞이지 않은
콘크리트다. 하지만 시멘트를 제조할 때 많은 온실가스가 배출되고 알칼리 용액(수산화나트륨)은 인체와 환경에 유해하다는 문제가 있었다. 이번에 개발된 친환경 모르타르는 75%의 모래와 25%의 결합재(물과 함께 화학 반응하여 모르타르를 단단하게 붙여주는
재료)로 구성됐다. 결합재의 경우 고온의 소성 과정을 거치지
않아 온실 가스가 배출되지 않는 천연재료 혹은 고로슬래그, 플래이애쉬 등의 산업부산물이다.
위와 같은 연구 결과는 국제적으로 인정받아 올해 3월 재료과학분야 학술지 '머티리얼스 (Materials)'에 게재됐으며 4월에는 국내 특허로도 등록됐다.
혁신적인 친환경 화장실 ‘토리(土利)’ 개발
한무영 건설환경공학부
교수
서울대 지속가능 물관리 연구센터(센터장
한무영 교수)가 물을 사용하지 않고 분뇨를 비료화하는 혁신적인 화장실 ‘토리(土利)’를 개발했다.
기존의 수세식 화장실은 세척용으로 많은 양의 상수가 사용되며, 분뇨를 배출시키면서 하수가 발생하게 된다. 이로 인해 물부족 및
수질오염 문제를 발생시키는 주범으로 인식됐다.
이에 연구센터는 분뇨를 ‘쓰레기’로 생각해서
버리는 서양의 방법에서 탈피하고, ‘비료’로 생각하여 순환 사용하는 동양의 방법을 모티브로 친환경 순환형 화장실
토리를 개발했다.
센터장인 서울대 건설환경공학부 한무영 교수는 “전세계에
대한민국의 철학이 담긴 친환경 순환형 화장실 토리를 보급하여 상·하수 및 식량증산 문제까지 해결하여 전세계가 정한 지속가능 개발목표를 달성하는데
도움됐으면 한다”고 말했다.
필기·식사
돕는 장갑형 착용 로봇 '그립잇' 개발
조규진 기계항공공학부
교수
기계항공공학부 조규진 교수가 손 기능이 떨어진 사람들이 필기, 식사 등 일상생활을 할 수 있도록 돕는 착용형 로봇 ‘그립잇(GRIPIT)’을 개발했다.
이 제품은 사용자가 착용하기 쉽도록 장갑 모양으로 만들어졌다. 조 교수는 “대부분 장애인 보조기구가 손으로 직접 물건을 잡는 게 아니라 구멍에 물건을 꽂아서 사용하는 형태여서
활용에 한계가 있었다”며 “이 제품은 장갑 모양이어서 다양한 물건을 잡을 수 있고 강한 힘으로 고정할 수 있다”고 설명했다.
그는 “장애인뿐 아니라 손 힘이 부족한 고령층에도 필요한 제품이어서 잠재력이
크다”고 덧붙였다. 그는 “한국 미국
등에서 특허를 확보했고 곧 제품을 출시할 예정”이라며 “향후 3년간 30억원의
매출을 올릴 것”으로 기대했다.
초고속 항생제 감수성 검사 개발
권성훈 전기정보공학부
교수 팀
전기정보공학부 권성훈 교수팀과 서울대 병원 진단검사의학과, 바이오벤처기업 퀀타매트릭스 공동연구진이 미세형상제작기술을 이용한 바이오칩을 통해 세균의 항생제 내성 여부를
초고속으로 파악할 수 있는 기술을 개발했다.
이번 기술은 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽
리포츠’ 최신호에 실렸다. 기존의 항생제 내성 검사법은 세균을 오랜
시간 배양한 다음 세균 집단의 내성 여부를 파악하는 식이었다.
이번에 개발한 기술은 개별 세균의 항생제 내성 반응을 자동화한 현미경으로
관찰하는 방법을 이용해 검사시간이 6시간 이내로 단축됐고 검사 키트의 제작 시간도 획기적으로 줄었다.
권 교수는 “항생제는 세균에 대항하기 위해 필수적이지만 무분별한 사용은 내성을 가진
슈퍼박테리아 발생을 가져온다”며 “초고속 검사로 감염 치료에 적합한 항생제를 신속하게 파악해 환자의 생존율을 높이는 한편 항생제 신약
개발에도 기여할 것”이라고 말했다.
세계 최초로 초음파 파형 변환 공진현상 규명
김윤영 기계항공공학부
교수
기계항공공학부
김윤영 교수팀이 초음파를 고효율로 생성할 수 있는 '초음파 파형 변환 공진현상'을 발견하고, 그 현상을 메타물질로 구현한 연구결과를 물리학 분야
최고 권위의 논문집인 PRL(Physical Review Letter, 118, 205901 (2017))에 5월 20일자로 발표했다.
가청
주파수 이상의 소리를 의미하는 초음파는 파형 유형에 따라 종파(압력파)와
횡파(전단파)로 나뉜다. 횡파가
정밀한 진단에 더 유용하지만, 고출력 횡파를 만드는 데 기술적 한계에 부딪혀 기존 장비들은 종파에 의존해
왔다.
이를
해결하기 위해 연구팀은 지금까지 단일 파형에만 사용되던 '파브리-페로
공진'이라는 물리적 파동현상이 두 가지 파형이 동시에 존재할 때에도 발생하는 경우를 찾아냈다. 더불어 이 현상을 이용해 쉽게 만들 수 있는 종파를 높은 효율의 횡파로 바꿀 수 있는 필터를 제안했다.
이번
연구는 세계적으로도 주목 받아 미국물리학회의 온라인 뉴스 매체인 '피직스(Physics)'에서 집중 조명됐다.
이
기사에서 프랑스 국립과학연구센터의 재료학자 바드레딘 아수아(Badreddine Assouar) 교수와
영국 버밍험 대학의 물리학자 젠슨 리(Jensen Li) 교수는 대단한 잠재력을 지닌 공진현상을 발견한
연구팀을 극찬했다.