초록 ▼

연구개요
▸4차 산업 혁명 시대에 필요한 수준 높은 인공지능을 구현하기 위해, 산업, 헬스케어, 사회안전 등 생활 전반에 걸친 빅데이터 수집/학습/모니터링이 필요하다.
▸이는 곧 에너지 사용량의 증가로 이어지지만, 배터리 성능의 증가폭은 작기 때문에 디바이스의 에너지 수요를 만족시키기 어려운 실정이다.
▸갤럭시7노트의 경우와 같이 배터리의 성능을 끌어올리는 과정에서 안정성의 문제가 발생하기도 하였다. 이에 대한 해결책이 없이는 포터블, 신체부착, 삽입형 등 웨어러블 디바이스 개발에도 큰 걸림돌이 될 수 있다. <

연구개요
▸4차 산업 혁명 시대에 필요한 수준 높은 인공지능을 구현하기 위해, 산업, 헬스케어, 사회안전 등 생활 전반에 걸친 빅데이터 수집/학습/모니터링이 필요하다.
▸이는 곧 에너지 사용량의 증가로 이어지지만, 배터리 성능의 증가폭은 작기 때문에 디바이스의 에너지 수요를 만족시키기 어려운 실정이다.
▸갤럭시7노트의 경우와 같이 배터리의 성능을 끌어올리는 과정에서 안정성의 문제가 발생하기도 하였다. 이에 대한 해결책이 없이는 포터블, 신체부착, 삽입형 등 웨어러블 디바이스 개발에도 큰 걸림돌이 될 수 있다.
▸따라서 산업적·사회적·기술적 필요성에 기반하여 신개념의 에너지 저장장치 개발필요성이 시급한 현실이다.
▸본 연구의 최종 목표는 친환경/고안정성 확보가 가능한 수계 리튬 이차전지 개발을 위해 고이온전도성/고신축성/자기치유 특성을 가진 3차원 네트워크 유·무기 하이브리드 에너지 젤 전해질 개발이다.

연구 목표대비 연구결과
▸정성적 연구결과
- 고이온전도도/고신축성/자기치유 특성 동시 구현 가능 에너지 젤 전해질 합성 기술 개발
- 고이온전도성/고유연성 구현을 위한 3D 연속적 다공성 구조를 가진 에너지 젤 전해질 개발
- 동역학/점탄성/유전적 분석 및 이온수송 메커니즘 규명을 통한 물성/구조 모델링 제시
- 고이온전도성/고비표면적 구현을 위한 계층적/연속적 기공 구조를 가진 에너지 젤 전해질 개발
▸정량적 연구결과
- 고이온전도성 에너지 젤 전해질 기술: 이온전도도 = 10^-1 S/cm
- 고신축성 에너지 젤 전해질 기술: 연신율 = 2500%
- 자기치유 에너지 젤 전해질 기술: 자기치유 효율 = 100% < 6 hours

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
▸본 연구를 통해 유·무기 하이브리드화를 통한 고·다기능성 동시구현 실현은 차세대 기능융합소재 분야의 학문적 진보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
▸본 연구에서 제안하는 고이온전도성/고신축성/자기치유 기능 소재는 맥박, 혈압, 호흡 등 신체에서 발생하는 신호를 수집하여 데이터베이스화하고 이에 기반한 향후 질병 가능성을 예측할 수 있는 헬스케어 웨어러블 디바이스에 활용이 가능하다.
▸본 연구에서 개발한 에너지 젤은 또한 신뢰성/고민감도가 필요한 인공피부에 적용이 가능하여, 인간-로봇-환경 촉각인터페이스가 요구되는 의료, 재난·구조, 방위산업 등 다양한 산업분야에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
▸이온전도 메커니즘 분석/해석 기술은 다양한 이온트로닉스 분야(나노채널 이온 다이오드, 나노이온/입자 필름 소자)에 핵심기술이므로 활용방안이 매우 크다고 할 수 있다.
▸본 연구의 성공적 수행을 통한 고기능성 소재 개발 기술은 에너지 고효율화, 지속가능한 친환경화, 정보 지원 및 고도화, 첨단 기능화를 통해 산업 고도화, 미래 신시장 창출 및 친환경 사회 발전에 크게 이바지할 수 있을 것으로 전망한다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구가설 및 최종목표 ... 4
• 3) 연구의 내용 및 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 연구성과 활용분야 및 활용방안 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 34