초록 ▼

연구의 목적 및 내용
전자기기의 소형 경량화가 가속화됨에 따라 입을 수 있는 형태의 전자회로 및 컴퓨터가 출현할 가능성이 점점 높아지고 있음. 입을 수 있는 컴퓨터가 상용화되기 위해서 그 전원 소자들도 입을 수 있는 형태로 만들어져야 함. 현재의 에너지 저장 소자 (배터리 및 커패시터)는 딱딱하고 부피가 큰기판위에 만들어지므로 이 구조를 그대로 입을 수 있는 소재에 구현하는 것은 무리가 있음. 또한, 최근 발표되는 섬유 기반 에너지 소자들은 외부의 기계적 충격 (구겨짐 및 구부러짐)에 대한 신뢰성이 거의 연구되지 않아서 진정한

연구의 목적 및 내용
전자기기의 소형 경량화가 가속화됨에 따라 입을 수 있는 형태의 전자회로 및 컴퓨터가 출현할 가능성이 점점 높아지고 있음. 입을 수 있는 컴퓨터가 상용화되기 위해서 그 전원 소자들도 입을 수 있는 형태로 만들어져야 함. 현재의 에너지 저장 소자 (배터리 및 커패시터)는 딱딱하고 부피가 큰기판위에 만들어지므로 이 구조를 그대로 입을 수 있는 소재에 구현하는 것은 무리가 있음. 또한, 최근 발표되는 섬유 기반 에너지 소자들은 외부의 기계적 충격 (구겨짐 및 구부러짐)에 대한 신뢰성이 거의 연구되지 않아서 진정한 입을 수 있는 컴퓨팅 기술의 실현을 어렵게 하고 있음.
본 연구는 입을 수 있는 에너지 저장소자의 근본적인 기술적 문제인 기계적 신뢰성과 성능 향상을 나노재료 (나노선, 나노튜브 등)를 이용하여 해결하는 것을 목표로 함. 해결하고자 하는 구체적인 기술적 이슈는 크게 다음과 같음.
1) 나노형태의 전극이 섬유 및 실 위에 도포된 후 구김과 구부러짐 등의 외부 충격 하에서 전극 과소재 및 전극과 전해질간의 계면 거동의 이해. 2) 기계적 신뢰성과 성능이 향상된 섬유 기반 에너지 기기의 새로운 구조와 재료의 탐색. 3) 에너지 하베스팅 기기와 저장 기기와 융합된 섬유 기반 에너지 소자의 연구.

연구결과
- 총 9 편의 SCI 논문과 1편의 국내 저널 논문을 발표함.
- 유연한 탄소나노튜브 기반 슈퍼캐패시터의 국내 특허(1편)을 등록함.
- CdSe 양자점 슈퍼캐패시터 국내 특허를 출원함.
- 물에 잘 녹아 가공성이 뛰어난 새로운 전도성 폴리머 Pani- PAAMPSA 를 세계 최초로 슈퍼캐패시터에 응용하여 그 특성과 기계적 신뢰성을 학계에 보고함.
- 탄소나노튜브-실버 나노와이어를 유연기판위에 도포하여 기계적 신뢰성을 보고함.
- ZnO 나노와이어를 유연한 터치센서에 적용하여 그 우수한 기계적 특성등을 보고함.
- 세계 최초로 수용성 전도성 폴리머 PANI-PAAMPSA 의 슈퍼캐패시터 특성을 보고함.
- 세계 최초로 양자점 (CdSe) 의 슈퍼캐패시터 특성을 보고함.

연구결과의 활용계획
1. 기술적 파급 효과
- 입을 수 있는 컴퓨터의 상용화에 기여함.
- 차세대 에너지 기기 슈퍼캐패시터의 발달에 기여함.
- 새로운 나노물질의 상용화를 앞당길수 있음.
2. 학문적 파급효과
-기계적 충격 하에서의 에너지 기기의 거동이라는 새로운 연구 분야의 개척하게 됨.
-전해질 분자들과 나노 전극 구조체에서의 미세 거동을 집중 연구하게 되므로, 전기 이중층(Electric double layer) 현상에 대한 이해를 심화하게 됨.
3. 후속 연구의 필요성
- 외부 충격하의 전극과 기판간, 전극과 전해질 간의 거동에 대한 미시적인 이해(마이크로, 나노크기에서의 이해)가 학계에 거의 보고되어 있지 않은 상황임
- 후속 연구로서 이러한 미시적인 이해에 촛점을 맞춰 기계적 충격과 관련된 에너지 기기의 나노현상에 대한 심도있는 연구가 필요함.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
This study aims to perform the researches on mechanical reliability of textile-based energy storage devices to realize fully wearable energy devices and wearable computing technology. Furthermore, using nanotechnology, textile based energy devices with enhanced performance will b

Purpose&contents
This study aims to perform the researches on mechanical reliability of textile-based energy storage devices to realize fully wearable energy devices and wearable computing technology. Furthermore, using nanotechnology, textile based energy devices with enhanced performance will be explored.

Result
-For the first time, we reported application of the water dispersible conducting polymers (PANI-PAAMPSA) for supercapacitor electrodes.
-We reported mechanical stability of carbon nanotubes-silver nanowires composites on flexible substrates as supercapacitor electrodes.
-ZnO nanowires were employed on flexible touch sensors and their superior mechanical durability was demonstrated.
-For the first time, electrochemical energy storage properties of CdSe quantum dots were discovered and reported.
-In total, 9 papers (SCI-indexed journal) and 1 paper (domestic journal) were published.
-One patent was registered regarding flexible carbon nanotubes supercapacitors.
-One patent pending regarding CdSe quantum dots supercapacitors.

Expected Contribution
Expected contributions to industry
-Commercialization of wearable electronics
-Advancement of next-generation energy devices (supercapacitors)
-Application of novel nanomaterials

Expected contributions to academia
-Opening of new branch of science regarding behavior of energy devices under mechanical deformation
-Deepening understanding and knowledge on electric double layers

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 22
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 23
• 7. 참고문헌 ... 23
• 8. 연구성과 ... 23
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 24
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 24
• 11. 기타사항 ... 26
• 끝페이지 ... 26