전도성

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최근 등장하는 접는 스마트폰이나 웨어러블 기기의 핵심은 전극 기술입니다. 모양을 마음껏 바꿔도 전기가 잘 통해야 하기 때문인데요. 국내 연구진이 35배까지 늘려도 전류가 흐르는 새로운 전극 소재를 개발했습니다.

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옛날에 쇠를 먹는 불가사리가 살았다면, 오늘날에는 전기를 먹는 미생물이 살고 있다. 차이가 있다면 쇠를 먹는 불가사리는 전설의 동물이지만, 전기를 먹는 미생물은 실제로 존재하는 생물이라는 점이다.

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한국계 연구진이 열을 전달할 수 있는 플라스틱을 개발했습니다. 미국 미시건대 김진상 교수와 울산과학기술원 김건호 교수 등이 참여한 국제 공동연구진은 일반 플라스틱과 달리 열을 잘 전달하는 플라스틱을 개발했다고 밝혔습니다.

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카네기 연구소(Carnegie Institution of Washington)의 Russell Hemley와 Ivan Naumov는 일부 금속들이 압력 하에서 금속이 되는 것을 멈춘다는 사실을 최근에 발견했다. 즉, 이런 금속들은 절연체가 된다. 이 연구결과는 물리학 분야에서 새로운 화두로 등장하고 있고, 저널 Physical Review Letters에 게재되었다. 금속은 전자들이 흐름으로써 전류를 전도할 수 있는 화합물이다. 절연체라고 불리는 다른 재료들은 전류를 전도할 수 없다. 저온에서, 모든 재료들은 절연체 또는 금속 중의 하나로 분류될 수 있다.

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미국 연구진은 그래핀으로 구리 나노와이어를 코팅함으로써 저항과 가열을 낮추는데 성공했다. 이 연구결과는 컴퓨터 칩과 플렉서블 디스플레이에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. “높은 전도성을 가진 구리 나노와이어는 고성능 반도체 칩과 투명 디스플레이와 같은 많은 분야에서 효율적인 데이터 전송과 열 전도에 중요한 역할을 한다”고 퍼듀 대학(Purdue University)의 Ruchit Mehta가 말했다. 현재, 이번 연구진은 그래핀으로 와이어를 코팅할 수 있는 새로운 기술을 개발했고, 하이브리드 와이어가 코팅되지 않는 구리 나노와이어와 비교했을 때 27%까지 최대 온도를 낮추면서 15% 더 빠른 데이터 전송을 할 수 있다는 것을 증명했다.

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국립 물리학 연구소(National Physical Laboratory)의 연구진은 그래핀 장치의 모서리 전도성이 중심부 전도성가 다르다는 것을 발견했다. 이번 연구진은 그래핀 채널의 중심 부위가 전자 전도성(n-도핑)을 가지는데 반해서 모서리는 홀 전도(p-도핑)를 가진다는 것을 발견했다.

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구부림, 잡아당김 등 물리적 변형이 가해졌을 경우에도 전기적 특성의 변화가 없는 신축성 있는(Stretchable) 전극이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 잡아당겨도 수 있는 회로를 쉽게 인쇄할 수 있는 가능성이 열렸다. 연세대 신소재공학과 정운룡 교수 연구팀은 삼성종합기술원과 공동으로 신축성 있는 전극 제작기술을 개발했다고 밝혔다. 이 제작기술은 신축성이 우수한 고무 고분자에 전기전도도가 우수한 은(Ag)나노입자를 적용한 나노섬유 복합체를 구현한 것이다. 신축성 있는 전자회로는 구부림을 넘어 잡아당길 수 있는 전자소자나 전자피부(e-skin, 전기적인 신호의 변화를 통해 외부 환경으로부터의 자극을 인지할 수 있도록 만든 인공 피부)를 제조하는 데 있어 가장 기본이 되는 기술이지만, 신축성과 전도성은 서로 상충되는 성질이기 때문에 그 동안 두 가지 특성을 동시에 확보하기가 어려웠다.

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