음식물 보관용 랩으로 반려로봇과 인간의 촉각적 감정 교류 구현 쓰다듬고, 꼬집고, 비틀기까지! 손으로 직접 접촉하여 사람처럼 정서적 교감을 할 수 있는 로봇용 투명 피부가 개발됐다. 한국연구재단은 한국기술교육대학교 김상연 교수 연구팀이 최동수 교수(제1저자, 금오공과대학교), 최승문 교수(포항공과대학교)와 협력하여 로봇과 같은 전자장치가 사람과 촉각적으로 감정 교류를 할 수 있는 ‘감정촉각피부’를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 음식 포장을 위해 사용하는 ‘랩’에 착안하여 원료인 폴리염화비닐 젤(polyvinyl chloride gel)과 물을 용매로 하는 하이드로젤(hydrogel)을 결합, 투명하면서도 매우 잘 늘어나는 감정촉각피부를 개발하는데 성공하였다. 또한, 폴리염화비닐 젤과 하이드로젤의 제조 비율에 따른 특성을 확인했고 투명성과 신축성이 유지되면서 접착할 수 있는 방법을 제시하였다. 나아가, 개발한 촉각 피부를 통해 다양한 촉각 감정 구분 및 감정교류의 가능성을 확인하였다. 이번 연구 성과는 일상생활에서 주로 이용하는 음식물 포장용 랩에 사용되는 물질을 개량시킨 결과로, 가격이 저렴할 뿐만 아니라 투명하고 잘 늘어나는 특성을 가져 웨어러블 장치, 로봇
희유금속 분리 정제 기술을 바탕으로 전기차 배터리 핵심원료인 리튬·니켈·코발트 등 폐배터리 재활용 혁신기술 개발 성공 전 세계적인 친환경 에너지로의 전환에 따른 전기차 보급이 빠르게 확산되면서 전기차 배터리 원료광물의 수요와 관심이 높아지고 있는 가운데, 초기 단계에 머무르고 있는 국내외 폐배터리 재활용 기술개발 고도화의 필요성이 증대되고 있다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 순환자원연구센터 배터리재활용연구단 김홍인 센터장 연구팀이 폐배터리 재활용 혁신기술을 적용해 전기차 폐배터리에서 순도 높은 리튬․니켈․ 코발트 등 핵심원료를 추출, 재활용하는데 성공했다고 밝혔다. 폐배터리 재활용 기술은 희유금속 분리 정제 공정 원천 기술을 바탕으로 전기차 폐배터리에서 리튬이온전지의 원료물질(탄산리튬·황산니켈·황산코발트 등)을 다시 제조하는 혁신적인 연구기술록, 배터리 원료인 전구체로 만들어 ESS 및 전기차용 양극재로 활용된다. 지질자원연에 따르면, 추출 과정에서 양극과 음극을 분리해 침출잔사(불순물)가 발생하는 음극을 미리 분리, 배터리 분리 공정의 효율성을 높였다. 특히 폐배터리 셀 기준 98% 이상의 희소금속을 회수해 재활용할 수 있는 선도 기술로 소형 리튬이온전
서론 3D 스마트 센서는 로봇 품질검사시스템에 '시각'이라는 역량을 제공한다. 떠오르는 로봇: 대량 생산 환경에서 산업용 로봇을 사용하면 많은 검증된 이점을 누릴 수 있다. 무엇보다 로봇은 이전에 수작업으로 했던 일들을 자동화한다. 로봇은 높은 수준의 속도와 반복성으로 장시간 작업 비용을 최소화하는 동시에 제품 품질과 생산성을 크게 개선한다. 비전 가이드 로봇 시스템: 비전 가이드 로봇(Vision-Guided Robot, VGR) 시스템은 하나 이상의 머신비전 센서가 장착된 로봇이다. 센서의 안내에 따라 로봇은 가변 목표 위치로 이동한 다음 미리 정해진 기능(예: 통에서 객체를 집어 다른 위치에 놓음)을 수행한다. VGR 시스템은 로봇의 적응력을 크게 개선하고 구현하기 쉽게 만드는 한편, 이전에는 고정 로봇 셀의 설계 및 설정과 관련되었된 비용과 복잡성을 크게 줄여 생산 프로세스를 빠르게 바꾸고 있다. 산업 응용분야 비전 가이드 로봇 기술은 속도, 반복성, 유연성을 제공하여 고품질 공산품에 대해 증가하는 생산 수요를 맞춘다. 픽 앤 플레이스(Pick & Place): 오늘날의 공장에서는 물건을 집어서 두는 경우(픽 앤 플레이스)가 아주 많다. 이러한
광전소재연구단 황도경 박사 공동연구팀 성과 국내 연구진이 2차원 반도체 소자의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 초박막 전극 신소재 개발에 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 황도경 박사, 군산대 물리학과 이기문 교수 공동 연구팀이 전기적 특성을 자유자재로 제어할 수 있는 2차원 반도체 기반 전자 소자를 구현하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 컴퓨터 프로세서의 필수 부품인 실리콘 기반 논리 소자는 미세화·집적화가 심화될수록 공정비용과 전력 소모가 증가하는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 초박막 2차원 반도체에 기반한 전자 소자 및 논리 소자 개발 연구가 최근 활발하게 진행되고 있지만 2차원 반도체의 전기적 특성을 제어하기가 어려워 다양한 논리 회로를 구현하는 데 한계가 있다. 연구팀은 새로운 초박막 전극 소재인 셀렌늄화주석(Cl-SnSe2)을 이용해 반도체 계면과의 결함을 최소화하고 N형과 P형 소자 특성을 자유자재로 제어해냈다. 연구팀은 새롭게 개발한 소자를 통해 NOR(노어), NAND(낸드) 등 서로 다른 논리 연산이 가능한 고성능·저전력 상보성 논리회로를 구현하는 데도 성공했다. 황 박사는 "기술적 한계로 실용화가 어려웠던 AI
원자간력 현미경·엑스레이 회절·흡수 스펙트럼 활용한 리튬이온 이동 영상화 기술 개발 KAIST 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 고용량 리튬이온배터리를 충‧방전할 때 리튬이온이 움직이는 모습과 전자들이 움직이는 전도 경로 및 격자들의 움직임을 원자간력 현미경과 엑스레이 회절 및 흡수 패턴을 분석해 영상화하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 원자간력 현미경의 모드 중에서 전기화학적 변형 현미경(이하 ESM)과 전도성 원자간력 현미경(C-AFM)을 활용해, 친환경차 배터리에 적용되는 고용량 양극재인 NCM622 시료의 충방전상태에 따른 리튬이온의 나노스케일 분포도를 영상화했다. 또 이를 근단엑스선형광분광계(NEXAFS), 엑스선회절패턴(XRD pattern)과 비교 분석해 리튬이온이 양극재에 확산해 들어갈 때 산소팔면체에 들어가면서 니켈과 산소의 결합이 이온 결합에서 공유 결합으로 바뀌면서 전기전도도가 낮아지는 현상을 검증하고, 상관관계가 있음을 밝혀냈다. 리튬이온전지는 스마트폰과 전기차 그리고 드론을 비롯한 각종 이동 수단에 필수적인 에너지 저장 매체로 사용되는 만큼, 리튬이온전지의 에너지 용량, 충전 속도 등의 전기화학적 특성을 향상하려는 연구들이 많
어플라이드 머티어리얼즈가 고객들이 EUV(극자외선)로 2D 공정미세화를 지속할 수 있게 하는 혁신 기술과 차세대 3D GAA(Gate All Around) 트랜지스터 제조를 위한 기술 포트폴리오를 발표했다. 반도체 제조사들은 트랜지스터 집적도를 높이기 위해 두 가지 상호보완적 방법에 집중하고 있다. 그 중 하나는 전통적인 무어의 법칙에 기반한 2D 공정미세화로, EUV 리소그래피와 재료공학을 사용해 선폭을 축소하는 것이다. 다른 하나는 설계 기술 공동최적화(DTCO)와 3D 기술로 로직 셀 레이아웃을 효율적으로 최적화해 리소그래피 선폭 변화에 구애받지 않고 집적도를 높이는 것이다. 후면 배전망과 GAA 트랜지스터를 포함하는 후자 방법은 전통적 2D 공정미세화의 한계로 향후 몇 년 간 로직 집적도 향상에 있어 그 역할이 더욱 커질 것으로 전망된다. 이 기술들을 병행해 사용하면 반도체 제조사는 PPACt(전력∙성능∙크기∙비용∙시장출시기간)가 향상된 차세대 로직 칩을 더욱 쉽게 개발할 수 있다. 프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 부사장은 “어플라이드는 고객을 위해 PPACt를 실현하는 기업이 되는 것이 전략”이라며, “어플라이드는 이상적인 GA
스마트 팩토리는 무선통신 기술이 작동하기에 열악한 환경이다. 이 글에서는 Wi-Fi가 산업용 분야의 변화하는 요구를 충족하기 위해서 어떻게 진화하고 있는지 알아보고자 한다. Wi-Fi가 공장에 처음 도입됐을 때는 디바이스들을 서로 연결해주는 단순한 기능을 담당했다. 하지만 지금은 상황이 완전히 달라졌다. 십년 전 스마트 팩토리를 한산한 시장에 비유한다면 오늘날 스마트 팩토리는 손님들로 북적북적한 시장인 셈이다. 장소는 그대로인데 상황은 급격히 바뀌었다. 시장이 붐비듯 전파는 혼잡해졌으며 신호를 전송해야 하는 거리는 훨씬 더 길어졌다. 이처럼 변화하는 요구사항을 충족하기 위해, 무선 기술은 끊임없이 진화하고 있으며 Wi-Fi도 예외가 아니다. 이 글에서는 공장 디지털화가 어떻게 가속화되고 있으며 새로운 활용 사례들을 지원하기 위해서 Wi-Fi에 어떻게 부담이 가중되고 있는지 설명하고자 한다. 그리고 공장 디지털화와 새로운 활용 사례들이 전 세계 IP 트래픽의 45%와 무선 트래픽의 60~80%를 차지하는 무선 기술인 Wi-Fi에 어떠한 요구사항들을 가중하고 있는지에 대해서도 알아볼 것이다. Wi-Fi는 20년 전만 해도 최대 속도가 54Mbps에 불과했지만,
구글 클라우드가 ‘데이터 클라우드 서밋' 미디어 브리핑에서 데이터 분석, 비즈니스 인텔리전스, 인공지능, 데이터베이스 포트폴리오 전반의 데이터 클라우드 기술 혁신과 신규 파트너 프로그램을 발표했다. 이번에 발표한 주요 기술 혁신은 ▲빅레이크 ▲스패너 체인지 스트림 ▲버텍스 AI 워크벤치 ▲루커용 커넥티드 시트 등으로, 기업이 데이터와 데이터 워크로드의 한계를 극복하고 데이터의 도달 범위를 확장해 데이터의 가치를 빠르게 실현할 수 있도록 지원한다. 구글 클라우드는 데이터 레이크와 데이터 웨어하우스를 통합한 데이터 레이크 스토리지 엔진 빅레이크를 프리뷰 버전으로 발표했다. 데이터의 제한을 없애는 빅레이크를 활용하면 기존의 스토리지 형식이나 시스템에 관계없이 데이터를 분석할 수 있다. 기업은 소스에서 데이터를 복제하거나 이동할 필요가 없어 비용 절감 및 효율성 향상의 이점을 누릴 수 있다. 스패너 체인지 스트림은 구글 클라우드 데이터베이스인 스패너에 새롭게 추가된 기능으로, 고객은 데이터베이스에서 삽입, 업데이트, 삭제 등의 변경 사항을 실시간으로 추적할 수 있다. 구글 클라우드는 보다 빠른 AI 모델 개발과 손쉬운 유지보수를 지원하는 버텍스 AI 워크벤치를 정식
IoT, 센서, AI(Artificial Intelligence) 기술로 빌딩은 점점 더 스마트해지고 있다(그림 1). 이러한 기술들이 모여 새로운 가능성을 열면서 사용자들은 더 간편한 삶을 누릴 수 있다. 빌딩의 접근성, 유연성, 사용자 친화성에 대한 수요가 높아짐에 따라 케이블이나 무선을 사용한 센서/엑추에이터 네트워크(Sensor/Actuator Networks)가 더 중요해지고 있으며, 이는 빌딩의 에너지 효율과 IT 보안을 위해서도 중요하다. KNX 칩셋 기술 KNX는 수년간 빌딩의 통신 및 자동화를 위한 국제표준으로 자리잡았다. 이 표준의 기원은 1990년 초 EIB(European Installation Bus)라는 명칭의 표준에서 찾을 수 있다. 여기에 BATIBUS(프랑스)와 EHSA(네덜란드)와 같은 다른 표준들이 더해져 2006년 KNX 협회가 탄생했다. KNX는 분산형 버스 시스템으로서, 각기 다른 수많은 공급사 및 제조사의 모든 KNX 인증 제품은 상호적으로 네트워크에 연결하고 구성할 수 있다(그림 2). 엔지니어링 툴 소프트웨어(ETS)를 사용하면 모든 KNX 네트워크에서 설계, 구성, 진단을 할 수 있다. 물리적 수준에서 가장 많이
최고 변환 효율·상용화 기준 뛰어넘는 전류밀도 기록...Energy Environ. Sci. 게재 석유 대신 이산화탄소로 에틸렌을 만드는 기술이 개발됐다. 에틸렌은 석유화학 산업의 쌀로 불리는 유기화합물로서, 플라스틱, 각종 건축자재, 비닐, 합성고무 등의 원료로 쓰인다. UNIST는 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 이산화탄소를 원료로 활용해 에틸렌을 생산하는 구리알루미늄 합금 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다. 촉매를 전극에 바른 뒤 전기를 흘려주면 촉매 표면에서 이산화탄소가 전기화학 반응을 통해 에틸렌으로 바뀌어 나온다. 연구팀이 개발한 촉매는 이제껏 논문으로 보고된 촉매 중 최고 수준인 82.4%의 전류효율을 기록했으며, 기술의 상업화 경제성을 판단하는 전류 밀도 또한 제시된 평가 기준의 2배를 넘어섰다. 촉매를 합성하는 방법도 간단하다. 구리와 알루미늄 원료를 동시에 침전시킨 후 열을 가해주기만 하면 돼 대량 생산이 쉽다. 권영국 교수는 이번 연구 결과에 대해 “온실가스를 제거하는 동시에 에틸렌을 친환경적으로 생산할 수 있는 일거양득의 기술”이라며 “기술 경제성평가 기준을 충족한 데다가, 촉매 합성 방법이 간단해 친환경 에틸렌 생산 기술의 상용화를 앞당
KAIST, 배터리용 음극과 축전기용 양극 결합해 저장 용량·충전 속도 높여 '제2의 반도체'로 불리는 리튬이온전지의 근본적 한계를 극복한 차세대 에너지 저장 장치가 개발됐다. KAIST 신소재공학과 강정구 교수 연구팀은 우수한 성능의 급속 충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 리튬이온전지를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구팀은 고분자 수지 배향의 변화를 통해 넓은 표면적의 다공성 탄소 중공 구조체를 합성했고, 이를 기반으로 하는 음극 및 양극 소재를 개발해 고성능 하이브리드 리튬이온전지를 구현했다. 리튬이온전지는 대표적인 에너지 저장 장치로 전자기기부터 전기차까지 전반적인 전자 산업에 필수적인 요소이기 때문에 '제2의 반도체'라고도 불린다. 그러나 느린 전기화학적 반응 속도, 전극 재료의 한정 등의 특성에 의한 낮은 출력 밀도, 긴 충전 시간, 음극 및 양극 비대칭성에 따른 큰 부피 등의 근본적인 한계로 인해 고성능 전극 재료 및 차세대 에너지 저장 소자의 개발이 필요하다는 지적이 있어 왔다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 활발하게 연구 중인 하이브리드 전지는 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 높은 저장 용량과 빠른 충·방전 속도의 장점을 모두
포스텍 용기중 교수팀, 가시광선과 적외선 영역에서 모두 작동하는 광촉매 개발 식물이 햇빛을 받아 광합성을 하듯, 햇빛을 받으면 에너지를 만들어내는 촉매를 광촉매라 한다. 그중에서도 우리 주변에서 풍부하게 있는 물을 분해해 수소를 만들어내는 광촉매는 수소경제를 실현하기 위한 핵심 기술로 손꼽힌다. 최근 국내 연구진이 햇빛을 받으면 수소에너지를 ‘펑펑’ 만들어내는 광촉매를 개발해 이목을 끈다. 가시광선과 자외선 영역의 빛을 모두 흡수할 수 있는 이 광촉매의 수소생산 효율은 기존의 광촉매보다 12배나 높다. 포항공과대학(포스텍)은 화학공학과 용기중 교수·통합과정 문현식 씨 연구팀이 백금(Pt)/질화탄소(g-C3N4)/이산화티타늄(TiO2)/이리듐산화물(IrOx)(이하 PCTI) 광촉매를 합성하는 데 성공, 국제 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 최근 발표했다고 밝혔다. 청정에너지를 만들 수 있는 광촉매는 잠재력이 큰 기술이지만, 아직 에너지를 효율적으로 만들어내는 데에는 여러 어려움이 따랐다. 빛의 흡수가 비효율적일뿐더러, 표면의 반응속도가 느리다는 한계가 있었기 때문이다. 광촉매를 구성하는 반도체 물질에서 전자와 정공이 재결합
표준연-성균관대, 피부에 부착해 심전도·체온 실시간 측정하는 전자패치 개발 부작용 없이 24시간 착용할 수 있어 의료용 웨어러블 기기에 활용 가능 한국표준과학연구원(KRISS)과 성균관대학교가 피부에 부착해 생체신호를 측정할 수 있는 의료용 실리콘 전자패치 기술을 개발했다. 이번 기술의 핵심성과는 화학 접착제 없이도 피부 접착력이 우수한 실리콘 전자패치와 탄소나노섬유 기반의 신축성 전극이다. 심전도, 체온 등 생체신호를 24시간 상시 모니터링할 수 있어 의료용 웨어러블 기기 등에 활용할 수 있다. 의료용 웨어러블 기기는 인구 고령화와 심혈관질환의 증가, 비대면 원격의료 확대로 수요가 증가하는 추세다. 특히 심근경색, 협심증, 부정맥 등의 심혈관질환은 전조증상을 환자가 인지하지 못해 치료의 골든타임을 놓치는 경우가 많아, 웨어러블 기기 등을 이용해 생체신호를 상시 모니터링하는 것이 중요하다. 기존의 전자패치는 신체를 움직이거나 피부에 땀과 유분이 발생하면 접착력이 급격히 떨어져 상시 착용이 어렵다. 이를 보완하기 위해 화학접착제를 사용하는 경우 피부 가려움증, 알러지 등의 부작용이 발생할 수 있다. 생체 전기신호를 전달하기 위해 전도성 소재를 사용하나, 화학적
발광층 내부에 전극 삽입으로 평면형 투명전극 제거 및 고휘도 발광 구현 다양한 변형에도 밝기 및 내구성 강해, 추후 다양한 웨어러블 섬유 및 기기 개발에 도움이 될 것으로 기대돼 DGIST는 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀이 새로운 개념의 전계 및 기계발광을 동시에 발생시키는 소자 구조를 개발하였다고 밝혔다. 이를 통해 기존 방식의 한계점을 극복한 고휘도, 저비용, 신축성 발광소자 제작이 가능해져 외부의 환경변화에 강한 전광판과 현수막 등 다양한 분야로의 활용이 가능할 것으로 보인다. 고체에 강한 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 전계발광이라고 한다. 이를 발생시키기 위해 기존에는 발광층을 샌드위치 형식으로 평행하게 둘러싸는 두 개의 평면전극을 활용한 수직전계 (vertical E-field) 방식을 활용하였는데, 그 재료로 대부분 금속 및 인듐 주석 산화물을 널리 사용하였다. 하지만 이러한 전극들은 신축성이 많이 떨어지기 때문에 늘어나면서도 빛을 안정적으로 방출하는 발광소자를 제작하는데 큰 걸림돌이 되어 왔다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 정순문 박사팀은 발광층 내부에 얇은 막대 형태의 은 나노와이어 전극을 발광층과 평행하게 삽입시켜 면내전계(in-p
첨단 실시간 분석법으로 소재 결함 형성 원인 밝혀내,..세계적 학술지 ‘네이쳐 케미스트리’에 게재 서울대학교 공과대학은 강기석·박정원 교수 연구팀이 리튬이차전지 차세대 양극 소재로 전 세계적인 주목을 받는 하이 니켈(high-Ni) 양극 소재의 합성 비밀을 밝혀내고, 저품질 합성 원인을 규명했다고 22일 밝혔다. 전기자동차 보급과 시장이 확대되면서 전기자동차용 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 전기자동차의 주행거리를 늘리면서 가격을 낮추려면 저가이면서 고용량인 전지 소재 개발이 중요한 화두로 떠올랐다. 하이 니켈(high Ni) 양극 소재는 니켈-코발트-망간을 함유한 층상계 소재 중 가격이 비싼 코발트 사용을 최소화하면서, 용량을 극대화할 수 있는 차세대 양극 소재로 주목받고 있다. 하이 니켈 양극 소재는 에너지 밀도도 높고 가격 경쟁력도 우수하지만, 소재의 안정성이 높지 않아 합성이 까다롭고, 수명 특성이 저조한 문제가 있다. 특히 합성 결과 나타나는 입자의 모양이나 구조 결함 등이 성능에 중요한 영향을 미치지만, 이런 현상들이 합성 과정에서 왜 발생하는지, 또한 어떻게 극복할 수 있는 등은 베일에 가려졌다. 현재까지 이런 차세대 양극
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