전북대 연구팀, 누에고치 실로 친환경 발전 동작센서 개발

기사내용 요약
정창규 교수팀…제1저자 손창완 석사과정생 김현승 박사과정생

[전주=뉴시스]윤난슬 기자 = 전북대학교는 정창규 교수팀(공대 신소재공학부)이 비단 원재료인 누에고치 실을 활용해 바이오소재에서의 전기 발생 기전을 규명하고 친환경성 발전 동작센서를 개발했다고 1일 밝혔다.(사진=전북대 제공)

[전주=뉴시스] 윤난슬 기자 = 전북대학교는 정창규 교수팀(공대 신소재공학부)이 비단 원재료인 누에고치 실을 활용해 바이오소재에서의 전기 발생 기전을 규명하고 친환경성 발전 동작센서를 개발했다고 1일 밝혔다.

이번 연구 결과는 나노소재·에너지 분야 학술지인 '나노 에너지'(Nano Energy, Impact factor: 19.069) 온라인판에 게재됐다. 제1 저자는 전북대 손창완 석사과정생과 김현승 박사과정생이다.

기계적인 변형이 가해졌을 때 전기적인 변화가 생기는 현상을 압전 현상이라고 한다. 압전 소재는 센서나 엑추에이터(모터·감속기 등 물리적 동작을 가능케 하는 장치), 자가 발전 에너지 소자 등 다양한 분야에 적용되는 만큼 전자제품의 핵심적인 재료다.

현재 대부분의 압전소재로 세라믹 계열 혹은 합성고분자 계열의 물질이 많이 활용되지만, 합성과정에서 나오는 인체에 유해한 부산물이나 자연환경에서 부식되지 않는 단점이 있다.

이에 연구팀은 간편한 에탄올 용액 담금 처리를 활용해 누에고치실을 구성하는 피브로인 단백질의 비정질성 알파상을 결정성 베타 단백질 상으로 변환, 이로 인해 발생한 분자구조의 변화에 의해 압전 현상과 유사한 현상이 증폭됨을 입증했다.

또 제작된 누에고치 나노섬유 필름은 신체 각 부위에 붙였을 때 신체 동작 정도나 동작이 발생한 신체 부위를 구분할 수 있는 자가 발전 센서로 개발할 수 있음을 확인했다.

여기에 해당 필름이 흙 속에서도 독성 부산물 없이 분해되는 것을 확인하는 등 우수한 친환경성과 생체적합성을 가진다는 것을 검증했다.

정창규 교수는 "이번 연구는 바이오 고분자의 화학적·구조적 특성 분석을 이용해 명확하게 밝혀지지 않았던 바이오소재의 유사 압전현상 원인을 밝혀낼 수 있었다"면서 "차후 여러 친환경 바이오 고분자의 전기적 연구와 응용처를 활발히 열어줄 계기가 된다는 점에서 의의가 있다"고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 한국연구재단 중견연구자지원사업, 기초연구실사업 및 4단계 BK21 사업단(수소에너지 융복합기술 혁신인재양성사업단) 등의 지원을 받아 수행됐다.

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