한국기계연구원은 나노역학장비연구실 현승민 책임연구원·성균관대 이후정 교수 공동연구팀이 리튬이온배터리의 신뢰성·성능을 높일 새로운 배터리 전극(음극) 구조를 개발했다고 17일 밝혔다. 전극을 두껍게 만들면 더 많은 에너지를 저장할 수 있으나 저항이 커지면서 성능이 떨어지는 문제가 있다. 이에 연구팀은 리튬이온배터리 전극이 두꺼워도 고성능·고신뢰성을 유지하는 디자인·공정 기술을 개발하기 위해 음극을 이중 층으로 구성했다. 이어 이온·전기 전도성이 향상된 작은 소재가 용량이 큰 소재 사이사이에 존재할 수 있게 요철 형태로 설계했다. 이로 인해 전극이 두꺼워져도 전극 전체가 높은 에너지 밀도를 유지하고, 균일한 반응 안정성을 가질 수 있어 성능·수명 증가에 도움이 된다고 연구팀은 설명했다. 현승민 책임연구원은 "기존 리튬이온배터리 소재와 공정을 활용하면서도 새 디자인 설계를 적용해 배터리 성능·수명을 증가시켰다"며 "스마트폰·노트북 같은 전자기기는 물론 고출력 환경에서도 높은 에너지 밀도가 요구되는 전기자동차와 소프트 로봇에 적용할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원 '나노 및 소재 기술개발사업' 및 기계연 기본사업 '나노기반 옴니
식물 뿌리가 돌을 뚫고 자라는 원리 착안, 수중 탐사 및 건축 등에 활용 기대 소프트 액추에이터는 유연하고 신축성 있는 재료로 만든 구동 장치로, 소프트 로봇의 움직임을 담당한다. 특히 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성 및 자극 응답성을 갖춰 미래형 로봇을 위한 소프트 액추에이터의 재료로 주목받고 있다. 하지만 기존 소프트젤 액추에이터들은 근본적으로 느리고 약하다는 한계가 있어, 인공 근육이나 생체 모방형 로봇 등의 미래 산업 분야에 활용하기 힘든 단점이 있었다. 서울대학교 공과대학은 선정윤 재료공학부 교수와 김호영 기계공학부 교수 연구팀(제1저자 : 나현욱, 강용우, 박창서, 정소현 연구원)이 벽돌도 깰 만큼 큰 힘을 짧은 시간에 내는 소프트젤 액추에이터를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번에 개발된 소프트젤 액추에이터는 질긴 세포벽 안에 말랑말랑한 물질이 든 식물의 세포 구조에서 착안해 기존의 젤보다 훨씬 큰 힘을 빠르게 낼 수 있는 점이 특징이다. 선정윤-김호영 교수 연구팀이 개발한 소프트젤 액추에이터는 단순한 구조와 함께 외부 동력원 없이도 매우 큰 힘을 낼 수 있다. 식물 세포는 세포 안으로 물이 빨려 들며 올라가는, 내부 압력을 질긴 세포벽이 견딜 수
헬로티 김진희 기자 | 과학기술정보통신부는 아주대학교 한승용․강대식․고제성 교수 연구팀이 사람 손 형상을 닮은 초소형 소프트 로봇(그리퍼)을 개발했다고 밝혔다. 돼지 혈관이나 달팽이 알처럼 조심스럽게 다뤄야 하는 대상을 부드럽게 잡고 맥박이나 심장박동 같은 실시간 생체신호를 측정할 수 있는 다섯 손가락 형상의 초소형 로봇을 개발한 것이다. 과학기술정보통신부 개인기초연구(신진연구) 사업의 지원으로 수행된 본 연구 성과는 로봇 분야 세계최고 권위 학술지인 국제학술지 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 10월 14일 4시(한국시간) 게재되었다. 기존 그리퍼는 단순히 대상을 잡기 위한 용도로서 주로 단단한 물질로 만들어져 부드러운 대상을 잡는데 한계가 있었으며, 대상으로부터 신호를 받을 수 있는 센서를 함께 구현하려면 부피가 커져 작은 대상을 잡는데 어려움이 있었다. 이에 연구팀은 단단함과 부드러움을 조절할 수 있는 소재인 형상기억폴리머를 채택하여 피부의 성질과 비슷한 기계적 특성을 구현하고, 아주 얇은 은나노선과 레이저 공정을 활용하여 센서의 크기를 줄여 로봇의 크기를 길이 5mm 이하로 줄이는 데 성공했다. 그리퍼에 탑재된 센서는 잡고 있는 대상
헬로티 이동재 기자 | 한국기계연구원(이하 기계연)이 부드럽게 휘어지면서 늘어나는 유연 신축 배터리를 개발했다. 소프트 로봇부터 웨어러블기기까지 다양한 형태의 기기에 적용해 에너지 저장 소자나 재난 환경 등 다양한 목적으로 활용될 것으로 기대된다. 기계연 나노역학장비연구실 장봉균 선임연구원, 현승민 책임연구원 연구팀은 뱀의 비늘 구조에 착안해 안전성과 유연성을 갖는 신축성 배터리 구조를 개발하고 연구성과를 소프트 로봇 분야의 권위있는 저널 ‘소프트 로보틱스’ 온라인에 8월 16일 발표했다. 뱀의 비늘은 하나하나는 단단하면서도 서로 접혀 외부 충격을 방어할 수 있을 뿐만 아니라 유연하게 움직이면서 높은 신축성을 구현하는 구조적 특성을 갖는다. 연구팀은 뱀의 비늘 구조를 모사한 기계적인 구조체를 제작해 원하는 방향으로 쉽게 늘어나면서도 높은 안전성과 성능을 확보한 배터리를 개발했다. 제품 본체와 배터리가 단단하게 결합한 기존 웨어러블 기기와 달리, 여러 개의 작고 단단한 배터리를 마치 비늘 같은 구조로 연결하여 유연하게 움직일 수 있는 것이 특징이다. 동시에 안전성을 구현하기 위해 배터리 내부 전지 소재의 변형을 최소화하는 구조를 적용하고 작은 크기의 배터리에
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