전북대학교(총장 김동원) 정창규 교수 및 임영원 대학원생 연구팀이 세라믹 산화물 소재에서 발생되는 마찰전기 원리에 대한 새로운 이론을 입증했다. 이번 연구 성과는 미국화학회의 ACS Energy Letters 8월호에 게재됐다. 연구팀은 두 물질 사이의 정전기적 에너지 장벽(Electrostatic Barrier)이 마찰전기 신호 출력과 상관관계가 있음을 확인했지만 장벽이 크면 마찰전기가 줄어들 것이라는 기존 가설과는 반대로 오히려 마찰전기 전하의 양이 더 증가하는 현상을 발견했다.
이유를 밝혀내기 위해 한국세라믹기술원 조성범 박사팀과의 협력연구를 통해 제일원리계산 시뮬레이션으로 이론 모델 검증에 착수한 연구팀은 두 물질이 접촉하는 순간 전달되는 전하의 양보다는 두 물질이 분리되는 직전까지 원래의 물질로 되돌아가는 전하의 양이 정전기 장벽과 더 밀접한 관계가 있으며 최종 마찰전기 크기에 더 큰 영향을 미치는 것을 입증했다.
정창규 교수는 “활발한 마찰전기 관련 연구에서 비교적 소외되어 왔던 세라믹 소재의 쾌거”라며 “향후 에너지하베스팅, 센서, 반도체소자 유전체 등의 소재 선정에 중요한 척도를 제공할 수 있을 것이라 기대한다”고 말했다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 한국연구재단이 추진하는 이공분야 기초연구 우수신진연구자 사업 및 4단계 BK21 사업(전북대 수소에너지 융복합기술 혁신인재양성사업단, 단장 유동진) 및 복수의 한국세라믹기술원의 사업 지원을 받아 수행됐다.김영무기자
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