전기·전자·통신공학교육과

액정앨라스토머를 활용한 공간적인 정전기 제어 방법 개발 

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

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

이방적 특징을 가지고 있는 ‘액정앨라스토머’는 열, 빛, 전기장, 자기장 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.

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