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나노신소재공학과 박상식·김지식 교수팀의 김민수, Suman Timilsina, 장성민 씨가 주도한 연구가 와일리(Wiley) 출판사가 발간하는 저명 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈 테크놀로지(Advanced Materials Technologies)’의 표지 (back cover) 논문으로 지난 4월 15일자 온라인에 게재됐다.

연구팀은 ‘압전과 압광 특성을 갖는 하이브리드 센서와 인공지능제어’란 주제의 논문에서 실크 단백질(Silk Fibroin)과 ZnS:Cu를 이용하여 자가발전과 발광을 동시에 할 수 있는 하이브리드 소자를 제안했다.

이전 연구에서는 경북 상주시의 특산품인 명주를 이용하여 실크 단백질 성분만 추출하여 수십 V의 전압을 출력시킬 수 있음을 발표(Materials Science and Engineering B, 2023)하였고, 이는 체내이식형 의료소자, 저전압 발전소자 등의 분야에서 기대를 받았다.

이번에 발표된 논문에서는 실크 발전기에 ZnS:Cu 소재를 적용한 압광체를 적층하여 압전뿐 아니라 발광할 수 있는 하이브리드 소자로 개발하여 센서 분야까지 적용할 수 있는 확장성이 높은 연구 결과로 평가 받고 있다.

특히 인체의 움직임을 포함한 외부에서 가해지는 작은 압력에서 빛과 전기를 동시에 발현하는데 인공지능을 이용하여 응력에 따른 발광 특성을 예측할 수 있는 가능성을 보였다.

이 연구는 한국연구재단의 지역대학우수연구자사업 및 지역혁신연구센터사업의 지원으로 진행됐다.

<사진 왼쪽부터 김민수 박사과정생, Suman Timilsina 연구원, 장성민 석사과정생, 김지식 교수, 박상식 교수>