스킵네비게이션

○강 연 일:2018년 6월 29일(금)

○강 연 자: 황 윤 회교수(부산대학교 나노에너지공학과 나노구조완화연구실)

그림 1 부산대학교 황윤회 교수 연구실에서 개발한 산화아연 나노막대/그래핀 이종접합을 이용한 압전형 나노발전기 (좌) 및 PVC 나노섬유 및 고무벨트를 이용한 접촉형 나노발전기 (우)

○ 연구배경

   지난 수 세기 동안 인류는 과학기술을 이용하여 인류 문명을 매우 빠른 속도로  발전시켜 왔다. 18세기 중반 증기기관을 이용한 1차 산업혁명을 통해 인류는 소위 ‘경제발전’ 라는 개념을 처음 갖게 되었고 이 후 전기발전 기술개발에 의한 2차 산업혁명, 그리고 반도체 기반 전자기술 개발에 따른 3차 산업혁명 등 몇 차례의 산업혁명을 통해 인류의 삶의 질을 고도로 향상시켜 왔다.

   ‘나노(nano)’란 10억 분의 1 크기를 나타내는 용어로 나노크기는 물질의 특성 구현이 가능한 최소단위다. 21세기 초 발전하기 시작한 나노융합기술은 나노크기에서 나타나는 물질의 독특한 성질을 활용하여 에너지환경, 정보기술, 의료생명, 생물농업, 항공우주, 등 인간의 삶과 밀접하게 관련된 다양한 분야에서 기존 과학기술문명의 혜택을 획기적으로 증대시킬 수 있는 새로운 미래혁신 융합기술로, 최근 많이 회자(膾炙) 되고 있는 4차 산업혁명의 핵심 분야인 사물인터넷(Internet of Things: IoT), 로봇(Robot) 및 인공지능 (Artificial Intelligence: AI) 개발에도 매우 중요한 역할을 하여 미래 인류의 삶을 크게 변화 시킬 것으로 기대하고 있다. 

 
○ 강연 소개 

  최근 많이 회자(膾炙) 되고 있는 4차 산업혁명의 핵심 기술은 크게 사물인터넷(Internet of Things: IoT), 로봇(Robot), 빅데이터 및 인공지능(Artificial Intelligence: AI)으로 구분할 수 있다. 즉, 앞으로 다가올 미래에는 기계와 기계 그리고 기계와 사람의 인터넷을 통한 정보 교환을 통해 새로운 형태의 삶이 구현될 것으로 기대하고 있다. 이러한 미래기술 실현을 위해서는 매우 방대한 양의 정보교환 및 전력수요가 필수적으로 수반되며, 전자장비들도 고정식에서 이동식 더 나아가 인간의 몸에 부착 또는 이식할 수 있는 형태로 변화되어 가고 있어, 전자소자 스스로 필요한 전력조달이 가능한 자가발전시스템(Self Powered System)의 중요성도 높아지고 있다.  

   10억분의 1 미터 크기를 다루는 나노융합기술은 에너지/환경, 자동차 및 생명공학 분야 등 다양한 분야에서 우리의 삶의 질 향상에 많은 기여를 하고 있으며 특히 컴퓨터 및 정보기술(Information Technology: IT) 분야의 발전에 큰 공헌을 하여, 현재의 스마트폰이나 이동식 타블렛 장치가 탄생할 수 있었으므로, 컴퓨터 및 IT 기술이 핵심인 4차 산업혁명에 있어 나노융합기술의 역할은 매우 중요하다.

 본 강연에서는 나노융합기술의 윈리, 특이성 및 중요성에 대해 소개하고, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 나노현상에 대한 이해를 통해 어렵게 만 느껴지던 나노융합기술에 한 발짝 더 가깝게 다가설 수 있는 기회를 제공하여 나노융합기술이 4차 산업혁명에 매우 중요한 역할을 하는 이유에 대해 자세히 설명 하고자 한다. 강연의 말미에는 나노융합기술에 의해 달라지는 우리의 미래의 세상을 간단히 소개할 것이다.

○ 연구팀 및 연구 소개

 부산대학교 나노에너지공학과 황윤회교수 연구팀은 공동연구자인 김형국교수와 6명의 연구원 및 대학원생, 10여명의 인턴학생으로 구성되어 있다. 친환경 및 자가발전 에너지 개발을 위한 태양전지 및 나노발전기, 생체이미징 및 나노바이오센서를 위한 나노막대 LED pixel 및 축전기 나노센서 등,  다양한 분야의 연구를 수행 하고 있다. 태양에너지를 이용해 전기를 얻는 염료감응형 태양전지 연구 및 기계적 에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있는 나노발전기에 대한 연구는 우리나라 경제성장의 원동력인 안정된 친환경 에너지원 확보 및 자가발전 시스템과 관련된 매우 중요한 분야이다. 또한, 손쉽게 질병을 진단할 수 있는 나노바이오센서를 개발하고, 나노형광입자 및 나노막대 LED pixel 생체이미징에 대한 연구 또한 미래사회에서 지향하고 있는 웰빙사회를 위한 필수적인 기술이다. 

   우수 연구결과로 산화아연 및 그래핀의 이종접합구조 및 생체친화형 나노소재인 M13 박테리아 파지를 이용한 압전형 나노발전기에 대한 연구는 나노에너지 관련분야의 해외저명 학술지인 Nanoenergy(Vol.12 p.268 2015) 및 Energy & Environmental Science (Vol.8 p.3198 2015)에 게재되었으며 PVC 나노파이버 및 고무밴드를 이용한 접촉형 나노발전기에 대한 연구는 Nanoenergy (Vol.33 p.476 2017)에 게재되었다. 생체이미징 응용을 위한 나노형광입자관련 연구 및 축전기를 이용한 나노바이오 센서 관련 연구는 현재 총 10여편의 논문을 관련분야 SCI 우수전문학술지에 출판하였다. 이외에도 황윤회 교수가 사업단 단장으로 있는 BK21 PLUS 나노융합사업단은  약 20명의 교수와 3명의 연구원, 그리고 50여명의 대학원생이 2012년부터 나노에너지 및 나노메카트로닉스 분야의 연구를 매우 활발히 수행하고 있다.