명지대학교(총장 유병진) 기계공학과 박용태 교수가 경희대학교 기계공학과 최덕현 교수팀과 공동으로 진행한 연구에서 다층박막적층 기술을 적용한 마찰전기 나노발전기를 개발했다.

해당 연구는 서로 다른 특성을 갖는 두 고분자인 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide)와 폴리아크릴 산(poliacrylic acid)을 다층박막적층 기술을 적용해 기계적 성질이 우수한 고분자 복합재 필름으로 제작, 이를 마찰전기 나노발전기 제조에 응용한 연구이다.

연구를 통해 제작된 나노발전기는 그래핀 기반의 박막 유연전극을 적용하여 전극을 포함한 전체 두께가 50um 이하인 필름형 나노 발전기로, 피부처럼 다양한 형상으로 변형할 수 있다.

무엇보다 기존의 마찰대전 나노발전 소자와 달리, 대면적 필름으로 제작하여 원하는 형상으로 자르고 디자인할 수 있으며 다양한 형태의 표면에 부착해 에너지 수확이 가능하다는 장점이 있다. 이는 탈부착이 가능한 휴대용 나노발전기로서 많은 저전력 전자 장치에 응용될 것으로 보이며, 특히 터치형 전자 제품에 휴대용 지문 복제 방지 필름 등으로 적용 가능하다. 또한, 암호화 패드 등 개인 암호화 분야로의 응용 가능성을 가지고 있어 신재생에너지 분야에 획기적인 방향을 제시할 수 있을 것으로도 기대된다.

한편, 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구사업 및 산업통상자원부 에너지기술평가원 에너지인력양성사업, 교육부와 한국연구재단의 4단계 BK21사업의 지원으로 수행된 이번 공동 연구는 앞으로의 응용 가능성과 성과를 인정받아 에너지 소재 분야의 국제 학술지인 ‘ACS 에너지 레터스’ 온라인판에 6월 11일(금) 게재됐으며, 7월 호의 표지 논문으로 선정됐다. 논문명은 ‘Designable Skin-like Triboelectric Nanogenerators Using Layer-by-Layer Self-Assembled Polymeric Nanocomposites’ 이다.