바이오-압전 기술 활용: 친환경 미래를 위한 혁신적 에너지 해법

소요 시간: 2 분
에 의해 Juanita Lopez
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생체분자 압전 기술을 이용한 친환경 에너지 장치.

Seoul아일랜드의 리머릭 대학교 과학자들이 지속 가능한 에너지를 만드는 데 중요한 발견을 했습니다. 이들은 압력을 전기로 변환할 수 있는 유기 결정체를 성장시키는 방법을 알아냈습니다. 이는 압전 효과로 알려져 있습니다. 보통 압전 효과는 세라믹이나 플라스틱과 연관되어 있지만, 연구팀은 인간에게서 발견되는 일부 분자도 이 기능을 수행할 수 있음을 발견했습니다. 이 발견은 다양한 기기와 의료 도구에 새로운 활용을 가져올 수 있습니다.

액츄에이트 랩의 연구팀은 실리콘 몰드를 사용하여 크리스털을 디스크나 플레이트와 같은 다양한 형태로 가공하는 혁신적인 방법을 개발했습니다. 이 기술은 의학 장치의 부품, 스마트폰의 마이크, 자동차의 센서 등 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.

특수하게 형성된 이 결정들은 눌려질 때 전압을 생성하고, 이를 증폭시켜 일반적인 기계적 움직임을 통해 전자 장치를 작동시킬 수 있습니다. 이 실용적이고 경제적인 방법은 컴퓨터 모델을 사용해 생물학적 소재를 누를 때 생성되는 전기를 예측했던 이전 연구를 기반으로 합니다.

이 새로운 발전은 기술의 진보일 뿐만 아니라 기존의 피에조전자 재료와 비교했을 때 더 친환경적인 옵션입니다. 현재 피에조전자 재료에는 종종 납과 같은 유해한 물질이 포함되어 있는데, EU에서는 납 사용을 제한하고 있음에도 불구하고 대체재가 없기 때문에 전통적인 피에조전자 재료는 예외로 되어 있습니다. UL의 연구는 매년 약 4,000톤에 달하는 납 기반 장치로부터의 전자 폐기물을 크게 줄일 수 있습니다.

이 발견은 압전 기술 산업의 생산 방식을 더욱 친환경적으로 변화시킬 수 있습니다. 아미노산으로 만든 결정을 사용함으로써 유해한 물질을 제거하면서도 기술의 효율성을 유지하거나 개선할 수 있는 방법을 제공합니다. 이 연구는 친환경 기술 솔루션으로의 전환을 보여줍니다. 또한 화학, 물리학, 재료 과학과 같은 다양한 분야의 협력을 통해 친환경 에너지를 생성하는 새로운 방법을 찾아야 할 필요성을 강조합니다.

UL 팀의 방식이 널리 활용된다면, 다른 연구자들이 생체분자 압전소자를 더 많이 연구하도록 자극할 수 있습니다. 이는 이 분야에 중요한 변화를 일으키고 환경 영향을 줄이는 데 기여할 것입니다.

연구는 여기에서 발표되었습니다:

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.137001

및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다

Krishna Hari, Tara Ryan, Suman Bhattacharya, Sarah Guerin. Molded, Solid-State Biomolecular Assemblies with Programmable Electromechanical Properties. Physical Review Letters, 2024; 133 (13) DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.137001
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