압전은 전기를 생성하는 데 좋은가요? 가능하지만 평가 방법을 결정해야 합니다. 날짜: 2023년 3월 13일 원천: 배스 대학교 요약: 압전 재료를 개발하는 연구원을 위한 '모범 사례' 프로토콜이 과학자들에 의해 개발되었습니다. 이 프로토콜은 실험 보고서의 일관성이 부족하다는 결과에 대응하여 물리학자가 이끄는 국제 팀에서 개발했습니다. 연구원들은 10개의 과학 논문 중 9개가 보고된 작업의 재현성을 보장하는 데 중요한 실험 정보를 놓치고 있다는 충격적인 발견을 했습니다.
전체 이야기 압전 재료를 개발하는 연구원을 위한 '모범 사례' 프로토콜이 이 첨단 기술 분야에서 처음으로 과학자들에 의해 개발되었습니다.
이 프로토콜은 실험 보고서의 일관성이 부족하다는 발견에 대응하여 영국 바스 대학의 물리학자들이 이끄는 국제 팀에서 개발했습니다. 연구원들은 10개의 과학 논문 중 9개가 보고된 작업의 재현성을 보장하는 데 중요한 실험 정보를 놓치고 있다는 충격적인 발견을 했습니다. 그들은 Nano Energy 저널에서 표준화된 압전 연구 프로토콜의 긴급한 필요성에 대해 논의합니다 .
독일 막스 플랑크 고분자 연구 연구소(Max Planck Institute for Polymer Research)의 Morteza Hassanpour Amiri 박사는 "압전 연구는 최근 몇 년 동안 가속화되고 있습니다. 압전 재료는 압력이나 기계적 진동을 가할 때 전기를 생성합니다. 또는 탭하거나 왜곡할 때 회로를 추가하면 이 전기를 저장했다가 사용할 수 있습니다."
높은 에너지 수확 효율
압전의 엄청난 잠재력으로 인해 지난 20년 동안 새로운 재료와 합성물의 꾸준한 흐름이 개발되어 에너지 수확 잠재력에 대해 테스트되었으며 많은 사람들이 높은 효율성을 주장했습니다.
그러나 물리학과의 Kamal Asadi 교수가 이끄는 연구원들은 이러한 연구 결과(종종 고급 저널에 발표됨)가 주요 실험 매개변수에 대한 세부 정보를 포함하지 않는 경우가 많다고 제안합니다. 이러한 세부 사항은 다른 연구팀이 주요 자료를 독립적으로 평가하거나 추가로 개선하기 시작했을 때 재현성을 보장하는 데 필수적입니다.
Asadi 교수는 "실험적 연구 결과의 재현성은 연구 성공의 열쇠가 아닐 수도 있지만 신뢰할 수 없는 발견을 사실로 받아들이는 것을 배제하는 열쇠"라고 설명했다. 성능에는 충분한 지원 데이터가 수반되어야 합니다."
이 연구를 위해 Bath 연구원들은 지난 20년 동안 압전 에너지 수확 장치에 대해 발표된 80개의 무작위로 선택된 연구 논문을 평가했습니다. 이 논문의 거의 90%에서 재료 및 장치를 평가하는 데 필요한 필수 실험 매개 변수가 누락되어 실험을 어렵게 만들고 때로는 재현이 불가능합니다.
재현성의 중요성
확장하여 Asadi 교수는 "재현성이 중요한 세 가지 중요한 이유가 있습니다. 우리는 과학자이며 가능한 한 정확하기 위해 노력해야 합니다. 자원이 제한되어 있으므로 재현성을 보장하는 데 필요한 모든 매개변수를 보고함으로써 투명하게 공개함으로써 우리는 또한 대중, 과학 자금 지원 기관 및 정책 입안자와의 신뢰를 구축하고 우리 모두에게 영향을 미칠 수 있는 미래의 '중대한' 결정을 위한 더 나은 지침을 제공합니다."
압전 분야의 선도적인 전문가인 Asadi 교수는 이러한 데이터 부족이 이 분야의 발전을 방해하고 있다고 말합니다. 연구원들은 최고의 수확 잠재력을 가진 재료를 식별하기 위해 문헌을 참조할 수 없기 때문에 이러한 유망한 재료를 추가로 개발할 수 없기 때문입니다.
새로운 프로토콜
새로운 Bath 프로토콜은 표준화된 데이터 수집 및 보고를 제안합니다. 이번 연구에도 참여한 배스 기계공학과의 크리스 보웬 교수는 "우리는 기본적으로 압전 분야의 연구자들에게 도움이 될 가이드라인을 만들었다"고 말했다.
Asadi 교수는 압전으로 구동되는 전자 장치가 향후 10년 이내에 시장에 출시될 것으로 기대하고 있습니다.
"그래서 에너지 하베스팅 재료 및 장치의 정량적 평가를 위한 연구 데이터를 보고하기 위한 표준화된 프로토콜을 갖는 것이 중요합니다. 그렇게 하면 과학자들이 서로의 실험을 기반으로 구축하고 공통 목표를 향해 작업하는 데 실질적인 진전을 이룰 수 있습니다. 기존 전원에 의존하지 않고 기기를 보다 지속 가능하게 충전하고자 하는 모든 사람."
그는 "압전 에너지 하베스팅 분야는 정말 흥미로운 분야이며 많은 잠재력을 가지고 있고 훌륭한 과학자들이 연구하고 있지만 아직 초기 단계이므로 우리가 가능한 한 빨리 발전하고 실험을 재현할 수 있는지 여부가 중요할 것이므로 우리가 제안한 프로토콜이 커뮤니티 전체에서 채택되기를 바랍니다."
새로운 프로토콜은 "압전 에너지 하베스터: 전력 생산 진동 하베스터에 대한 비판적 평가 및 표준화된 보고"라는 논문에 설명되어 있습니다.