한국기술교육대학교 화학생명공학전공

2024년 5월 8일(수)에 진행된 2024학년도 총장배 체육대회에서 에너지신소재화학공학부(에너지신소재공학전공, 화학생명공학전공)가 종합 준우승을 했습니다. 모두 열심히 참여한 결과로 좋은 성과를 얻었습니다.

중앙대, 유니스트 연구팀과 공동연구로 ‘12분 완전 충전’ 우리 대학의 박수민 에너지신소재화학공학부 교수연구팀이 중앙대학교(남인호 교수연구팀), 울산과학기술원(이현욱 교수연구팀)과 공동 연구로 차세대 배터리 전극 소재로 주목받는 실리콘의 고속 충전 안정성을 크게 향상시키는 기술을 개발했다고 5월 3일(금) 밝혔다. 전기차의 1회 충전 당 주행거리를 높이기 위한 차세대 전극 소재 기술로서 실리콘이 주목을 받고 있다. 하지만 실리콘을 이용한 배터리는 안정성이 부족하고, 특히 고속으로 충전할 때 부피가 급격히 팽창하는 문제가 발생해 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 우리가 일상생활에서 흔하게 접할 수 있는 ‘감자전분’의 독특한 특성에 주목했다. 일단 감자전분에 약간의 물을 넣어 섞어서 전분 현탁액을 만든 뒤 주먹으로 강하게 내리쳐 보면, 물이 튀기지 않고 딱딱한 고체와 같이 느껴진다. 이러한 전분 현탁액은 우블렉(oobleck)이라고도 불리는데, 강한 충격에 대해 뛰어난 흡수력을 갖기 때문에 방탄복에도 활용될 수 있다. 연구팀은 이러한 우블렉의 독특한 특성을 이용, 신개념 전극 바인더 기술을 개발했다. 고속으로 충전할 때 배터리 내부에서는 전극 소재인 실리콘이 매우 빠르게 팽창하는데 감자전분의 주 성분인 아밀로스와 아밀로펙틴이 순간적으로 단단해지면서 이를 억제하는 원리이다. 연구팀은 전자현미경을 이용해 실리콘의 부피 팽창을 억제하는 것을 실시간으로 관찰하였고, 12분 만에 완전 충전을 하는 고속 충전 조건에 뛰어난 용량을 보였다. 이는 현재 전기차용 배터리에 사용되고 있는 흑연 소재의 이론적 한계치의 4.6배 수준에 달한다. 박 교수는 “배터리용 실리콘 음극재의 안정성을 개선하려는 많은 연구자의 노력이 있어왔는데 이번에 개발한 기술도 그 연구의 일환”이라며 “더 멀리 주행할 수 있고, 더 빠르게 충전할 수 있는 전기차를 만드는 데 이 기술이 활용될 수 있다”고 설명했다. 이번 연구 성과는 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’ 온라인판에 4월 22일 게재되었다.

비휘발성 고체 PVC 기반 고유연·비휘발성 슈퍼 커패시터 개발 에너지신소재화학공학부 최승은 석사과정 연구팀(지도교수 배진우)이 4월 3일(수)~5일(금) 제주국제컨벤션센터에서 개최된 ‘2024 한국고분자학회 춘계학술대회’에서 포스터 부문 장려상을 수상하였다. 연구팀은 고유연 비휘발성 특성을 가지는 PVC 기반의 Ionogel 전해질을 제작하고 이를 활성탄 층 사이에 삽입하여 우수한 전기화학적 특성을 가진 슈퍼 커패시터를 개발해 ‘High flexible supercapacitor based on non-volatile and stretchable solid-state PVC Ionogel electrolyte’를 주제로 발표했다. 개발한 슈퍼 커패시터는 비휘발성 특성으로 인해 1000회 충·방전 주기에도 탁월한 안정성과 100%의 쿨롱 효율을 유지해 높은 전기적 안정성을 보여 큰 관심을 받았다. 연구팀은 “고유연 비휘발성 슈퍼 커패시터를 활용해 유연하고 신축성이 필요한 웨어러블 디바이스에 효과적인 전력 공급이 가능하다”며 “추후 일상생활에까지 적용하게끔 후속 연구를 통해 경쟁력 확보에 힘쓰겠다”며 소감을 전했다. 한편 본 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 두뇌한국(BK)21 사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 수행되었다.

한국대학신문 이정환 기자] 한국기술교육대학교(총장 유길상) 배진우 교수(에너지신소재화학공학부 화학생명공학전공) 연구팀이 최근 분극(외부 전기장에 의해 원자나 분자의 전하가 재분포하는 현상) 특성이 우수한 나노 물질이 첨가된 고분자 나노 복합 재료를 이용, 우수한 성능을 가진 ‘고효율 마찰대전 나노발전기’를 개발했다. 이번 마찰대전 나노발전기는 높은 마찰 극성을 가지면서 낮은 전기적 손실을 통해 높은 출력과 에너지 변환 효율의 특성을 나타내는 게 특징이다. 마찰전기 나노발전기는 배터리가 필요 없어 사물인터넷 센서나 웨어러블(wearable) 장치, 자가발전 전자소자 등 분야에 활용할 수 있지만 에너지 변환 효율이 낮고 생산되는 전류가 미약해 응용에 어려움을 겪고 있다. 이에 연구팀은 마찰대전 효율을 증가시키면서 수확되지 못하고 유실되는 전류를 최대한 줄이기 위해, 나노 물질로 산화 그래핀과 몰리브덴 황화물 나노입자를 각각의 고분자와 함께 조합하여 고분자 나노복합재료를 개발한 것이다. 연구팀은 이렇게 개발된 고분자 나노복합재료를 마찰대전 층으로 활용, 기계-전기 에너지 변환 효율이 높으면서 전류의 손실도 최소화할 수 있는 마찰대전 나노발전기를 구현하는 데 성공했다. 배진우 교수 연구팀이 개발한 ‘고분자 나노복합재료를 이용한 고효율 마찰대전 나노발전기 및 터치 센서’ 연구책임자인 배진우 교수는 “이번에 개발된 마찰대전 나노발전기는 가볍고 유연하며, 전기 생산 효율이 높아 GPS(Global Positioning System. 위성항법장치)와 같은 저전력 전자기기의 전원 장치나, 초박막 터치 센서로 활용이 가능할 것”이라고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업(중견연구), 이공학학술연구기반구축사업, 4단계 두뇌한국(BK)21 FOUR 사업과 산업통상자원부 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 한기대 배진우 교수(연구책임자), 가줄라 프라사드 연구교수(공동 제 1저자), 윤재욱 박사과정(공동 제 1저자), 우인선, 오승주 박사과정이 참여했다. 연구 성과는 국제적 학술지인 〈나노 에너지 (Nano Energy)〉에 3월 1일 게재됐다. 이정환 기자

아이뉴스24 정종윤 기자］ 한국기술교육대학교 산학협력단은 올해 연구개발특구진흥재단 주관 ‘2023년 과학벨트 창업성장지원사업’에 선정됐다. 사업 목적은 대학 기술·자원 등을 활용한 창업지원으로 창업문화를 확산하기 위한 것이다. 한국기술교육대 산학협력단과 취창업지원팀은 5개 학생 창업 동아리와 3개의 창업자·예비창업자를 대상으로 창업 아이템 검증을 비롯해 창의적 아이디어가 제품화로 연결될 수 있도록 교육과 컨설팅 등 적극 지원하고 있다. 육심호 php 대표（에너지신소재공학전공 2학년) 육심호씨와 응용화학공학전공 조희철씨, 광운대 로봇공학부 정주원씨로 구성된 창업동아리 ‘php’는 ‘펜형 납땜 인두기’라는 제품을 만들고 있다. 육씨가 이 제품 아이디어를 생각한 건 고등학교 시절이다. 육씨는 “당시 스피커의 기판과 소자를 연결하기 위해 납땜을 하면서 몇 차례 화상을 입었죠. 저 뿐 아니라 주변에서도 납땜의 위험성을 경험한 사람들이 많아 초보자나 학생들이 안전하고 부담을 느끼지 않고 납땜을 할 수 있는 방안을 고민하게 됐다”고 설명했다. 육씨가 만들어낸 ‘펜형 납땜 인두기’는 3D펜 형태의 분출형 인두기로 가열부가 내부에 있어 안전하고 한 손으로 사용이 가능한 제품이다. 투입구는 필라멘트·납 투입구 등 2개로 각각 사용이 가능하다는 장점도 있다. 또한 하단 부분이 모듈로 형성돼 있어 교체가 용이하고 타모듈을 통한 확장성도 가진다. 이 제품으로 육씨는 2020년 YIP 청소년 발명가 프로그램 대회에서 최우수상（특허청장상)을 받았고, 2021년 특허 등록도 마쳤다. 지난해에는 청년 창업 해커톤 대회에서 대전시장상, 창업 유망팀 300 대회에서 교육부장관상도 받았다. 육씨는 대학교 1학년때부터 창업 동아리를 개설한 후 대학으로부터 다양한 지원을 받았다. 그는 “아이템 하나만 들고 진입한 창업활동이라 어려움이 많았어요. 하지만 주1회 2달 동안 창업 상담을 통해 많은 창업 지식을 습득할 수 있었다”고 말했다. 육씨는 또 전자 분야 교육과 시제품 제작 컨설팅, 선배 창업팀과의 교류, 네트워킹 등을 통해 노하우를 축적해 갔다. 팀원들이 군입대를 하는 등 인력 운영에 어려움도 있었지만 남은 팀원끼리 의기투합했다. 각종 창업 행사와 대회에 참가하면서 창업에 필요한 정보를 얻고 슬기롭게 문제를 헤쳐나갔다. 육씨는 "어려운 점이라면 아무래도 교육용 공구 시장이 잠재력에 비해 아직 활성화되지 않아 시장 예측에 어려움이 있었다"며 "앞으로 직접 교육 현장을 뛰어다니며 시장이 원하는 것을 고민하며 아이템을 보완해 나갈 것”이라고 밝혔다. 그러면서 "안전하고 편리함으로 많은 메이커 공간에 제품을 판매하는 인두기 시장의 선두주자가 되겠다"고 덧붙였다./천안=정종윤 기자（jy0070@inews24.com)

한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부 응용화학전공 배진우 교수 연구팀 （좌~우: 한동헌 석박사통합과정, 배진우 교수, 윤재욱 박사과정) 다방향 초점 조절 및 줌 기능이 동시에 가능한 적응형 렌즈가 외부 전기장에 반응하여 형상이 변하는 스마트 폴리염화비닐（polyvinyl chloride, PVC) 젤을 이용하여 개발되었다. 우리 대학 배진우 교수（에너지신소재화학공학부 응용화학전공) 연구팀이 4개의 독립된 전극을 이용하여 낮은 전압으로도 렌즈의 형상을 다양하게 변화시켜 자유로운 초점 조절이 가능한 ＇PVC 고분자 젤 기반 다방향 초점 조절이 가능한 적응형 렌즈＇를 세계 최초로 개발했다고 4월 4일 밝혔다. 적응형 렌즈는 고체렌즈와 달리 형상을 자유롭게 바꾸고 초점거리를 유연하게 조절할 수 있어 광학 분야에서 활용범위가 무궁무진하다. 다만, 기존 연구들은 형태를 바꾸는데 필요한 구동 전압이 상대적으로 높으며 단순히 초점거리를 조절하는 수준의 변형만이 가능했다. 이에 연구팀은 렌즈를 구성하는 전극을 4개의 독립된 전극으로 분할하여 더 복잡한 변형을 유도하였으며, 넓은 범위의 초점거리를 구현하였을 뿐만 아니라 수직＆amp;middot;수평＆amp;middot;대각선 방향의 초점 조절에 성공하였다. 이번 연구성과는 다방향 초점 조절과 줌 기능이 동시에 가능하므로 자동초점（AF)뿐만 아니라 손떨림보정（OIS)까지 단 한 층의 렌즈만으로 구현할 수 있으며, 스마트폰 카메라, 광학 센서 등 여러 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다. 연구책임자인 배진우 교수는 "이번에 개발한 스마트 소재와 이를 이용한 초소형 렌즈는 다양하게 형상이 변화하는 특징을 가지고 있어 초점을 원하는 대로 움직이는 것이 가능하다. 향후 지속적인 연구를 통해 단 한 장의 렌즈만으로 AF와 OIS를 구현하여 최첨단 광학 분야에 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다."라고 밝혔다. 해당 연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업（중견연구), 4단계 두뇌한국（BK)21 FOUR 사업의 지원을 받아 한국기술교육대학교 배진우 교수（연구책임자), 윤재욱 박사과정（제 1저자), 한동헌 석박사통합과정（공동 제 1저자), 오승주 박사과정, 우인선 박사과정, 박현수 석사과정이 참여하였다. 더 알아보기 : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202201988 우리 대학 배진우 교수 연구팀의 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈 테크놀로지스（Advanced Materials Technologies)’에 지난 3월 20일 첫 온라인 등재 이후, 현재 후면 표지논문（back cㅇver paper)으로 선정되어 출간을 앞두고 있다.

-대학·일반 부분 부총리겸 교육부 장관상 수상 한국기술교육대학교（총장 이성기·이하 한기대)는 4일 에너지신소재화학공학부에 재학 중인 육심호 학생（사진)이 최근 열린 ＇2022 대학민국 인재상＇을 수상했다고 밝혔다. 대한민국 인재상은 탁월한 성취력, 새로운 가치창출, 사회 발전 기여도 등을 주요 심사지표로 하여 지역심사와 중앙심사를 거쳐 고등학생 50명, 대학생·일반인 50명 등 총 100명이 선정됐다. 선정된 100명의 청년우수 인재에게는 부총리 겸 교육부장관상과 장학증서가 수여됐다. 대학생·일반인 부문에서는 충남에서 유일하게 육심호 학생이 수상했다.＇ 육심호 학생은 4년간 외부 대회를 33회나 참여하는 등 미래 계획이 뚜렷하고 끊임없는 도전으로 스스로를 단련하고 성장하는 인재라는 평가를 받았다. 생분해성 플라스틱과 플라스틱 분해 효소를 활용한 창업활동을 통해 환경문제를 해결하고자 노력한 부분을 인정받아 수상의 영예를 안았다. 육심호 학생은 "수없이 많은 도전과 실패를 경험하고 이를 보완해 나가는 과정에서 성장하는 나를 발견할 수 있었다"며 "앞으로 전공분야를 살려 친환경제품을 주제로 한 창업을 통해 사회에 기여하는 인재로 성장해 나가겠다"고 소감을 밝혔다. IPP경력개발실 홍주표 실장은 "육심호 학생처럼 스스로 도전하고 문제를 해결하고자 하는 학생들이 더욱 성장해 나갈 수 있도록 다양한 교내 인재양성 프로그램을 제공하는 등 학교 차원의 지원을 확대해 나가겠다"고 전했다. 조남준 교수（에너지신소재화학공학부)는 "육심호 학생은 차분하면서도 열정과 에너지가 넘치는 학생이다. 평소 생분해성라스틱 등 친환경기술에 관심을 갖고 창업동아리 활동을 열심히 하고 있는데 흥미를 잃지 않고 관련 연구와 동아리 활동에 매진하여 미래 대한민국을 이끌어가는 인재로 성장할 수 있도록 지도해 나가겠다"고 말했다. 출처 : 충청일보（https://www.ccdailynews.com)

코리아텍 배진우 교수, 투명하고 유연한 에너지 발전 소자 개발... 단순 구조로 촉각 터치센서 등 활용 실마리 마련 한국기술교육대학교 배진우 교수 연구팀（에너지신소재화학공학부, 제1저자 오승주 박사과정)이 신축성 PVC 고분자 겔을 응용한 마찰전기 나노발전기를 개발했다고 밝혔다. 마찰전기 나노발전기는 압력, 진동, 풍력 등 버려지는 에너지를 수확해 전기에너지로 변환할 수 있는 소자여서 전원 공급 장치로의 활용 가능성에 대해서도 주목을 받고 있다. 배진우 교수 연구팀은 최소 2가지 이상의 층으로 이루어진 기존의 마찰전기 나노발전기의 단점을 해결하고자 가소제（플라스틱을 유연하게 만들어주는 물질)가 포함된 PVC 겔을 제작하였다. 이는 에너지 발전 소자로써 기계적 에너지를 수확할 수 있을 뿐 아니라 전극 그리드 패턴 없이도 임의의 위치를 터치하면 그 위치를 감지할 수 있는 촉각센서로도 구현할 수 있다. 이번에 새롭게 개발된 고분자 겔 단일층은 마찰전기 나노발전기에 비해 투명하면서도 매우 잘 늘어나는게 장점이다. 이러한 특성 때문에 기계적 에너지를 전기에너지로 효율적으로 변환할 수 있을 뿐만 아니라 접촉에 의한 에너지 발전 효율도 향상된다는 것을 입증하였다. 해당 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 교육부와 한국연구재단이 추진하는 BK21 FOUR사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스（Advanced Science)’온라인판에 5월 26일 게재되었다. 또한, 국제학술지 ‘Advanced Science’ （Impact Factor of 17.521, 상위 6％ 논문) 온라인판에 ‘Plasticized PVC-Gel Single Layer-Based Stretchable Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Mechanical Energy and Tactile Sensing’라는 제목으로 지난 5월 26일 게재됐고 표지 논문으로 선정된 바 있다. 배진우 교수는 “이번에 개발한 에너지 발전 소자가 투명하고 잘 늘어나는 특성을 가지고 있어 미래 유연전자소자의 에너지원으로 활용 가능하다. 더불어 구조적으로도 간단해 공정비용을 낮출 수 있어 향후 지속적인 연구를 통해 증강현실（AR), 혼합현실（XR) 등 가상현실, 전자스킨, 웨어러블 장치 관련 분야에도 적용 가능할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본기사 이데일리 외에 9개의 신문에 게재되었다.

고분자재료실험실에서 한국공업화학회에 발표한 논문이 우수 포스터 발표 논문으로 선정되었으니.. 모두 축하해주기 바랍니다. 발표자 : 이종인（대학원생), 김수연, 양세준, 이승원 지도교수 : 남병욱

한국기술교육대학교 배진우 교수(에너지신소재화학공학부)가 참여한 연구진이 미래 스트레처블 디바이스 구현의 핵심기술을 개발했다. 스트레처블(Stretchable)은 유리나 실리콘 등 딱딱한 물질에서만 구현되던 기존의 디스플레이와 달리, 휘어질 뿐만 아니라 신축이 가능한 다양하고 새로운 환경에서 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 기술이다. 배진우 교수와 연구진은 기존에 스트레처블 디바이스에 주로 활용되던 하이드로젤 소재의 단점을 해결하고자 PVC, DBA, [EMIM+][TFSI-]로 구성하여 전도도를 높인 이온젤을 제작하고 이를 인장 센서로 활용하는 실험을 진행하였으며, 그 결과이온젤을 투명장갑에 붙이고 아두이노와 연결해서 이를 알파벳 입력장치와 마우스 컨트롤러로 활용할 수 있게 했다. 이번에 새롭게 개발된 이온젤은 기존 하이드로젤 또는다른 유기 전도성 젤에 비해 주위 온습도 환경 변화에 민감하게 반응하지 않고 장시간 그 모양과 형태를 유지하는게 장점이다. 이러한 안정적인 특성 때문에 스트레쳐블 센서, 스트레처블 터치패널, 인공피부의 소재와 같은 차세대 스트레처블 디바이스의 프로토타입 제작에 활용이 가능하다. 연구결과는 ‘내습성, 탄성, 투명성의 이온젤을 이용한 고신축성 변위센서(Humidity-resistive, elastic, transparent ion gel and its use in a wearable, strain-sensing device)’라는 제목으로 재료과학분야의 권위 있는 저널인 ‘Journal of Materials and Chemistry A’(Impact Factor 10.733, 상위 10% 이내 논문) 온라인 판에 지난 2월 27일 게재됐다. 해당연구는 한국연구재단의 지원으로 배진우 교수는 제1저자로 참여했다. 배진우 교수는 “본 이온젤의 합성방법은 스트레쳐블 소재합성의 원천기술로서 다른 연구자들에게 차세대 스트레쳐블 소재 제작에 대한 영감을 심어주고 이온젤의 고분자나 분산매, 이온용액을 다른 더 좋은 재료로 치환한다면 더욱더 활용가치가 높은 스트레처블 소재를 만들 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 본 기사는 충청일보 외 15개의 신문에 게제되었다. 충청일보 http://www.ccdailynews.com/news/articleView.html?idxno=1056974 뉴스파고 http://www.newspago.com/sub_read.html?uid=89148 충청신문 http://www.dailycc.net/news/articleView.html?idxno=585119 로컬투데이 http://www.localtoday.co.kr/sub_read.html?uid=169495 디트뉴스24 http://www.dtnews24.com/news/articleView.html?idxno=573918 내외뉴스통신 http://www.nbnnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=378479 브릿