초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 마찰표면 대전도 조절 기술 및 유전분극 제어기술을 개발하여 이를 다양한 에너지 수확소자의 성능 개선연구에 활용하며, 또한 해당 기술을 응용 센서, 소자, 소재 개발에 적용하여 기초 연구의 응용연구로의 연계를 시도함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 위의 연구개요를 수행하기 위한 세부 연구 목표로서 아래의 4가지 요소기술 개발에 대한 연구계획을 5차 년도의 연구로 나누어서 제시하였음. 위의 연구 목표를 기반으로 연구수행을 통해 계획한 연구 목표를 모두 성실히 수행하였으며, 정

□ 연구개요
본 연구에서는 마찰표면 대전도 조절 기술 및 유전분극 제어기술을 개발하여 이를 다양한 에너지 수확소자의 성능 개선연구에 활용하며, 또한 해당 기술을 응용 센서, 소자, 소재 개발에 적용하여 기초 연구의 응용연구로의 연계를 시도함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 위의 연구개요를 수행하기 위한 세부 연구 목표로서 아래의 4가지 요소기술 개발에 대한 연구계획을 5차 년도의 연구로 나누어서 제시하였음. 위의 연구 목표를 기반으로 연구수행을 통해 계획한 연구 목표를 모두 성실히 수행하였으며, 정량적 정성적 결과를 모두 확보하였음. 또한, 본 연구에서 제시한 연구목표 외에 추가적인 목표를 제시하고 이에 대한 연구성과도 보고함. 각각의 세부 연구목표에 대한 구체적 연구 결과는 다음과 같음.
-유전체, 반도체 박막, 나노입자 성형기술 및 마찰 대전 조절 기술 개발:
MoS₂기반의 MoS₂-PVDF, MoS₂-Nylon11 강유전 복합 소재 개발, 섬유기반의 마찰 대전체 개발, 폴리머 전하저장층 매립된 마찰 대전체 제작, 유무기복합소재 활용한 하이브리드 MAPbI3 대전체 개발, SnS/SnS₂ 복합구조 2차원 강유전체 개발, Li-doped ZnO/MXene 하이브리드 구조 filler소재 개발, MXene의 –N, -NH₂기능화 처리 및 이에 기반한 마찰 대전체의 개발
-분극 조절 기술 개발 및 마찰 대전전하와의 상호효과 연구:
MoS2 기반강유전 복합체의 polarization에 따른 표면전하량 및 표면전위 측정, 강유전 복합체기반의 대전체의 polarization pair의 분극방향별 출력 특성 비교를 통한 최적 분극조건 결정, 유무기 복합소재 기반 마찰발전 소자의 동작메커니즘 규명 및 광전 효과에 의한 전류밀도 향상 방안 제시, SnS/SnS₂ 헤테로 구조에서 강유전성 향상 원인 규명 및 2차원 헤테로 구조 압전체의 발전 메커니즘 연구수행
-마찰 대전 조절 및 분극도 조절 기술의 에너지 소자 개발 적용:
MoS₂ 폴리머 복합체 기반의 마찰 발전소자개발, 유무기 MAPbI₃와 강유전 폴리머 복합소재기반 하이브리드 발전소자 개발, MXene-ZnO NW하이브리드 필러적용된 마찰 및 압전발전 소자 개발, 나노섬유기반의 발전소자 개발, 기능화 처리된 MXene nano flake필러 기반의 마찰발전소자 개발, 전하저장체 기반 에너지 수확소자 개발
-마찰 대전 조절 및 유전체 분극조절 기술을 활용한 응용 센서소자 개발:
나노섬유기반 마찰대전체를 활용한 호흡모니터링 센서, 온도센서, 동작센서 개발, 유무기 복합소재 기반 광센서 및 압전센서 개발, 2차원 헤테로구조 소재 기반 strain 센서 및 음향센서 개발, MXene-ZnO NW 기반 폴리머 복합체를 활용한 모션센서 개발.
계획서에서 제시하지 않았으나, 연구 수행과정에서 마찰대전효과를 활용한 고성능 미세먼지 포집필터를 개발하였으며, 또한 흡수기반 전자기파 차폐소재를 개발함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구수행을 통해 확보한 연구결과는 분야의 최상위 저널에 보고하여, 후속 연구에 기여할 것으로 기대되며, 또한 핵심 연구결과들은 특허출원중임. 마찰대전체의 성능향상 효과를 활용하여, 마찰발전소자의 성능을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 또한 본 연구에서 제시한 광전-마찰 복합소재의 경우 새로운 에너지 하베스팅 소자로서 활용이 기대됨. 이외에 마찰 발전효과를 활용하여, 항균성 에어필터, 고성능의 초미세먼지 제거가 가능한 필터제작을 진행하였으며, 해당결과는 산업적 응용이 가능할 것으로 판단됨. 흡수기반의 전자기파 차폐소재의 성능향상에 대한 분극전하 및 마찰대전 전하의 역할을 최초로 보고하였으며, 해당결과는 경량 고성능 차폐소재 개발에 직접적으로 활용이 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2.1 1차 년도 연구 수행과정 및 내용 ... 4
• 2.2 2차 년도 연구 수행과정 및 내용 ... 6
• 2.3 3차 년도 연구 수행과정 및 내용 ... 8
• 2.4 4차 년도 연구 수행과정 및 내용 ... 12
• 2.4 5차 년도 연구 수행과정 및 내용 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 끝페이지 ... 48