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새의 깃털, 고분자 물질 비해 최고 10배 전력 생산
새의 깃털, 고분자 물질 비해 최고 10배 전력 생산
  • 김태우 기자
  • 승인 2019.05.21 10:10
  • 댓글 0
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새의 깃털이 기존 고분자 물질에 비해 최고 10배의 전력을 생산할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. (사진 픽사베이)

[더리포트] 새의 깃털이 기존의 고분자 마찰 전기소재들과 비교했을 때 더 넓은 마찰면적과 낮은 풍속에서도 높은 효율을 얻을 수 있다는 사실이 밝혀졌다.

전남대는 21일 이 학교 학부생들이 쓴 새의 깃털로 전기를 생산할 수 있다는 연구논문이 국제학술지에 실렸다고 밝혔다.

이 논문은 고분자융합소재공학부 박종진 교수 연구팀의 조유장ㆍ이경수(4년) 학생은 경희대 최덕현 교수팀과 최근 2년 동안 함께 연구해 얻은 성과다. 에너지분야 상위 1.5%(JCR)인 국제학술지 ‘나노 에너지’ 5월호에 발표됐다.

이들은 자연에서 다양하게 진화된 다층구조의 나노구조체를 갖는 새의 깃털이 기존의 고분자 마찰 전기소재들과 비교했을 대 더 넓은 마찰면적과 낮은 풍속에서도 높은 효율을 얻을 수 있음을 알아냈다.

논문의 발상은 독수리가 사냥을 위해 빠른 속도로 내려오려면 몸의 부피와 날개를 최대한 줄어 마찰면적을 좁히고, 반대로 기러기와 같이 장시간 비행하는 철새들은 양력을 만들기 위해 날개를 최대한 크게 펴 마찰면적을 늘인다는 점에 착안됐다. 이는 새의 깃털이 바람의 속도에 따라 변하는 독특한 구조를 갖고 있어 마찰전기 생산효율이 훨씬 높아진다는 의미다.

연구진은 새의 깃털이 기존 고분자 물질에 비해 최고 10배의 전력을 생산할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 특히 이 논문은 다양한 깃털의 다층 나누구조에 따라 공기역학적인 마찰 표면적 변화가 발생되는 현상을 학계에 최초로 보고했다는 점에서 주목받고 있다.

이와 함께 천연염료인 ‘하마톨실린’을 깃털에 코팅할 경우 표면의 질이 바뀌면서 정전기를 발생하는 에너지 수확 효율을 20% 증가시킨다는 사실도 함께 확인했다.

또 이들 연구팀은 그동안의 연구가 음(-)의 대전물질에 대해서만 이뤄졌으나, 처음으로 양(+)의 대전물질에 대해 연구를 시도했으며, 연구결과 기존의 양(+) 대전물질의 양을 더 많이 늘려줌으로써 마찰전기 생산효율을 높이는데도 성공했다.

박 교수는 “학부생이 실험에 참가해 영향력 지수 10이상의 국제학술지에 제1저자로 출판하는 것은 매우 고무적인 일”이라며 “2년 동안의 노력이 새로운 현상을 발견할 수 있는 결과로 이어졌다”고 말했다.


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