충남대학교 전기·전자·통신공학교육과/융복합시스템공학과 나준희 교수팀이 부산대 안석균 교수팀과의 공동연구를 통해 이방성 고분자 필름(액정앨라스토머)을 활용한 공간적인 정전기 제어 방법을 개발했다.

이방적 특징을 가지고 있는 ‘액정앨라스토머’는 열, 빛, 전기장, 자기장 등 다양한 자극에 의한 반응성과 가변성은 물론, 전기장을 활용한 동작시 빠른 속도를 보여 활발한 연구가 진행되고 있지만, 기존 대부분의 액정앨라스토머 연구는 전극이 부착되는 구조로 돼 있어 복잡한 형태의 동작을 보여주기 어렵다.

연구팀은 기존 연구와는 달리 이방적 특성을 활용해 전극이 부착되는 일반적 형태가 아닌 떨어진 공간에 전극을 배치함으로써 전극의 패턴과 인가되는 신호에 따라 폴리머를 정전기적으로 제어할 수 있음을 확인했고, 이를 통해 세븐 세그먼트, 딱정벌레 묘사 동작 등 다양하고 복잡한 형태의 동작을 구현했다.

연구팀은 이번 연구에서 절연체의 비교적 낮은 비저항이 정전기 동작을 가능하게 한다는 것을 확인했으며, 이러한 동작은 액정앨라스토머 내 비공유 전자쌍이 풍부하게 존재하는 기능기가 포함된 화학적 구조에 의한 것이라고 밝혀냈다.

나준희 교수는 “이번 연구결과를 통해 레이저 커팅의 간단한 방식으로 커팅의 방향에 따라 분자배열방향에 의한 소재의 강도를 설정할 수 있다”며, “전극의 패턴과 인가 전압 신호에 따라 복잡하고 다양한 형태의 동작을 보여줄 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다.

이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제적인 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’IF: 15.1 JCR 3.2%)에 9월 28일 게재됐다. 이번 연구 논문은 충남대 융복합시스템공학과 최문영 박사과정생과 부산대 김금비 석사과정생이 제1저자로 참여했다(논문 제목: Rapid and spatially programmed electrostatic actuation of anisotropic polymers).

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.


*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=43856
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