심장박동이나 혈액흐름 등 미세한 움직임만으로 전기를 생산하는 ‘나노발전기’를 한미 연구진이 공동으로 개발했다.
KAIST(총장 서남표) 신소재공학과 이건재 교수 연구팀은 압전특성이 우수한 세라믹 박막물질을 이용해 심장 박동, 혈액 흐름과 같은 미세한 움직임으로도 전기를 만들 수 있는 새로운 형태의 나노발전 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
이 연구결과에는 미국 조지아 공대 왕종린 교수팀도 참여했다. 이 팀은 현재 동물 이식형 나노발전기 생체실험을 후속 연구로 진행 중이다.
압전특성은 가스레인지에 있는 점화스위치의 작동원리와 같이, 세라믹에 압력이나 구부러짐의 힘이 가해질 때 전기가 발생하는 것을 말한다. 그러나 효율이 좋은 세라믹 물질은 대부분 깨지기 쉬운 성질 때문에 유연한 전자 장치로의 활용은 불가능했다.
이 교수팀은 높은 압전특성을 가지면서 깨지지 않고 자유롭게 구부릴 수 있는 세라믹 나노박막물질을 설계해 바이오-환경 친화적인 고효율 나노발전기술을 세계 최초로 개발하는데 성공했다.
미세한 바람, 진동, 소리와 같이 자연에서 발생되는 에너지원과 심장 박동, 혈액 흐름, 근육 수축·이완과 같이 사람 몸에서 발생하는 생체역학적인 힘을 이용해 전기를 생산한다.
이 나노발전기술은 전선과 배터리 없이도 발전이 가능해 휴대용 전자제품 뿐만 아니라 몸속에 집어넣는 센서나 로봇의 에너지원으로도 사용할 수 있다.
이건재 교수는 “나노발전기술의 회로구조를 변형하면 LED발광도 이루어 질 수 있다”며 “향후 꿈의 무공해·무한 에너지원이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이 연구 결과는 나노과학기술(NT) 분야의 세계적 권위지인 `나노 레터스` 11월호 온라인 판에 게재됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr