웨어러블 태양전지, 이제는 옷으로 입는다 - 형상 기억 고분자 기판을 활용한 신개념 고효율 플렉서블 태양전지 구현 - 접어도 깨지지 않고 구겨져도 원래 형태로 회복하여 웨어러블 소자에 적용 웨어러블, 플렉서블 기기에 적용할 태양전지는 기계적 유연성과 높은 광전 변환 효율이 동시에 요구 된다. 국내 연구진이 구겨지거나 접어도 원래 형태로 회복이 가능하며 효율이 높은 새로운 구조의 플렉서블 태양전지 원천 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 광전하이브리드연구센터 고민재 박사팀과 연세대학교 (총장: 정갑영) 기계공학과 김대은 교수팀은 형상 기억 고분자 기판위에 기존의 잘 깨지는 투명전도성 전극(*ITO (Indium Tin Oxide))과 금속 후면전극 대신에 고분자 투명전극(*PEDOT:PSS)과 액체 금속을 사용하여 태양전지를 접고 구기더라도 원래 형태로 돌아갈 수 있는 새로운 개념의 플렉서블 *페로브스카이트 태양전지를 개발하였다고 밝혔다. *용어설명 ITO : 주석 산화물 (tin oxide)에 인듐이 도핑 된 금속 산화물로서 투명하면서도 금속의 전기 전도도에 준하는 높은 전도성을 가지기 때문에 태양전지, 디스플레이 분야에서 대표적으로 사용 되는 소재이다. PEDOT:PSS : poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate의 약자로, 대표적인 투명 전도성 고분자이다. ITO를 대체 할 수 있는 투명 전극 소재로 꼽히며 ITO보다 낮은 가격과 용액공정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 페로브스카이트 : 유기물이 달린 양이온과 요오드화납 음이온이 결합되어 있는 물질로서, 최근 차세대 태양전지의 광 흡수층으로 많이 사용되는 반도체이다. 기존의 금속산화물로 이루어진 페로브스카이트 결정 구조와 유사한 구조를 갖는다. 최근 유-무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지가 향후 실리콘 태양전지와 경쟁을 할 수 있을 정도의 큰 잠재력을 갖고 있는 것으로 평가받고 있다. 연구 시작 3년 만에 최고 효율 20.1 % 까지 기록했고, 용액 및 저온 공정에 기반을 두고 있기 때문에 특히 플렉서블 태양전지로 사용되기에 최적화 된 물질이다. 플렉서블 태양전지는 플라스틱 기판을 사용하기 때문에 150도 이하의 저온 공정을 필요로 하는데, 유기 반도체를 페로브스카이트와 전극 사이에 중간층으로 사용하는 태양전지 구조에서는 모든 공정이 150도 이하에서도 제작이 가능하므로 플렉서블 태양전지에 최적화 되어 있다고 볼 수 있다. 그러나 웨어러블 및 플렉서블 소자의 전력 공급체로 적용하기 위해서는 기존의 플라스틱 기판을 대체할 수 있는 새로운 투명전극 기판이 필요했다. 일반적으로 사용되는 플라스틱 필름은 많이 구부리거나 접으면 소성 변형이 쉽게 일어나서 원래 형태로 회복이 되지 않고 투명전도성 전극 역시 잘 깨지기 때문에 웨어러블 및 플렉서블 소자에 적용하기엔 적합하지 않은 기판이다. 공동연구팀은 이러한 플라스틱 필름 대신 형상 기억 고분자(*NOA 63)를 평평한 기판으로 만들어서 120도 이하의 저온 공정으로 페로브스카이트 태양전지를 구성하였다. 태양전지를 접기 전 광전변환 효율이 최고 10.83 %, 접고 난 후 10.4 %였으며 1000번 벤딩 테스트 후에도 9.68 %로 ITO가 없는 페로브스카이트 태양전지 중에서는 가장 높은 효율과 기계적 안정성을 나타냈다. 또한 완전히 구겨지더라도 기판의 형상 기억 특성 때문에 최초의 형태와 거의 유사한 모양으로 회복 되었으며 원래 형태로 복구 된 후에는 6.1% 효율을 기록하였다. 그리고 *나노 인덴테이션 분석법과 전자현미경을 이용하여 태양전지에 사용 된 재료의 기계적 특성을 심도 분석하고 수학적 시뮬레이션을 통해 태양전지를 접더라도 모든 재료에 손상 없음을 세계 최초로 증명하였다. 따라서 페로브스카이트 박막은 매우 유연하면서도 높은 광전효율을 낼 수 있는 광 흡수 물질이며 이는 앞으로 플렉서블 태양전지 분야에서 각광을 받을 수 있을 것이라 기대가 된다. *용어설명 참고 연구책임자인 고민재 박사는 “개발한 태양전지는 유연성이 매우 뛰어나고 용액 및 저온공정이 가능하며, 효율이 높아 웨어러블 태양전지, 휴대 전자 소자 등 다양한 전자 기기의 핵심적인 광에너지 자원으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다” 고 밝혔다. 본 연구는 KIST 주요연구사업인 영 펠로우 연구사업과 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌프런티어사업 멀티스케일 에너지시스템연구단의 지원으로 수행되었다. 연구결과는 에너지 분야의 전문학술지인 Advanced Energy Materials 11월 18일자에 표지논문으로 게재되었다. * (논문명) Mechanically Recoverable and Highly Efficient Perovskite Solar Cells: Investigation of Intrinsic Flexibility of Organic-Inorganic Perovskite - (공동 제1저자) 한국과학기술연구원 박민우 박사 연세대학교 기계공학과 김해진 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 고민재 박사 연세대학교 기계공학과 김대은 교수 <그림자료> <그림 1> (a) 형상 기억 고분자 기판 및 투명전극을 만드는 과정. (b) 만들어진 형상 기억 고분자 기판의 실제 사진 (c) 형상 기억 고분자 기판, 투명전극의 파장에 따른 광투과도 <그림 2> (a) 플렉서블 페로브스카이트 태양전지 모식도 및 전자현미경을 촬영한 단면 사진 (b) 투명전극위에 증착 된 페로브스카이트 박막 표면의 원자현미경 사진 (c) 페로브스카이트 박막의 표면 거칠기 (d) 페로브스카이트 박막 표면의 전자현미경 사진 (e) 페로브스카이트 박막의 x선 회절 peak <그림 3> (a) 액체 금속을 제외한 태양전지 표면을 곡률 반경 1 mm로 접었을 때 관찰한 전자현미경 사진 (b) 액체 금속을 제외한 태양전지 표면을곡률 반경 0.5 mm 로 접었을 때 관찰한 전자현미경 사진 (c) 곡률 반경에 따른 태양전지의 전압-전류 곡선 (d) 벤딩 테스트 횟수에 따른 4가지 광전 특성 변화 <그림 4> (a) 실제 태양전지를 구기고 난 뒤 완벽하게 회복되는 모습을 관찰한 사진 (b) 태양전지를 구기기 전-후 전류-전압 곡선 (c) 구겨진 태양전지가 회복하고 난 후 표면을 관찰한 전자현미경 사진 (d) (c)가 확대된 전자현미경 사진 <그림 5> (a) 나노 인덴테이션 방법으로 얻은 태양전지를 구성하는 각 재료의 스트레스-스트레인 곡선 (b) 태양전지를 구성하는 각 재료의 항복 응력 (c) 태양전지를 구성하는 각 재료의 탄성계수와 탄력성 (d) 수학적 시뮬레이션으로 얻어진 곡률 반경 1 mm에서 태양전지에 인가되는 스트레스, 스트레인 분포도 (e) 수학적 시뮬레이션으로 얻어진 곡률 반경 0.5 mm에서 태양전지에 인가되는 스트레스, 스트레인 분포도

코로나 19가 인류 사회를 강타한 지 1년을 훌쩍 넘기고 있다. 막대한 피해와 혼란 속에 전염병에 대한 대응이 역사상 유례없는 신속한 속도로 이루어졌다. 통상 10년 이상 걸리는 백신 개발이 1년도 채 안 되어 완료됐고, 세계 각국이 재기의 희망을 보고 있다. 백신 개발이 초단기에 가능했던 이유를 살펴보면 과학기술 협력의 중요성이 여실히 드러난다. 단적인 예로 모더나가 있다. 20년 넘게 mRNA 백신 플랫폼 기술을 축적해 온 모더나는 과학자 커뮤니티가 공개한 바이러스 유전자 지도를 활용, 단 이틀 만에 백신 설계도를 만들어냈다. 정부의 전폭적인 지원도 큰 역할을 했다. ‘워프 스피드 작전’으로 명명된 미국 정부의 백신 개발 계획은 20억 달러가 넘는 예산을 집중해 1억 회분의 접종 분량을 선구매 계약하는 조건으로 모더나에 힘을 실어주었다. 소셜미디어 등을 통해 임상 참가자를 발 빠르게 모집하고 임상 데이터를 원격으로 수집 · 분석해냈던 것도 ‘메디데이터’라는 전문 IT기업과의 협력이 있었기에 가능했다. 그 외에도 감염 경로 추적, 실시간 진단 기술, 접종 경과 분석 등 팬데믹 위기 극복을 위한 다양한 기술들이 동시다발적으로 빠르게 발전 중이다. 그 바탕에는 전 세계 연구자 간의 자유로운 정보 교류, 특히 분야를 뛰어넘는 융합 · 협력이 작동하고 있다. 마이크로소프트의 공동 창업자 폴 앨런이 설립한 ‘앨런 연구소’는 인공지능 기반의 데이터 마이닝 기술을 접목, 코로나19 관련 연구정보 및 데이터를 전 세계에 공개해 왔다. 각국 정부뿐 아니라, 출판사, 언론계, 연구재단 등이 이러한 데이터 공유에 동참하여 코로나19 연구에 필요한 거의 모든 정보는 누구에게나 실시간 접근이 가능할 정도이다. 거대한 도전에 따르는 협력의 복잡성 백신 접종이 어느 정도 궤도에 오르게 되면 집단면역을 통해 코로나19와의 전쟁에서 승리를 거둘 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그러나 기뻐할 틈도 잠시, 우리 앞에는 또 다른 중대하고 시급한 도전 과제들이 산적해 있다. 기후변화로 빈번해지고 있는 기후 재난, 지구 온난화를 부추기는 낡은 에너지 시스템, 지속되는 수자원 및 식량 확보 문제 등 전 지구적 차원에서 해결해야 할 글로벌 어젠다들이 그것이다. 해답은 어디에 있을까? 백신 개발 사례와 같이 거대한 규모의 문제일수록 다양한 각도에서 솔루션을 제안하고 검증할 수 있는 과학기술계 내의 협업 체계가 단초가 될 수 있다. 이를 위해 분야의 경계를 허무는 지식의 공유, 조직 · 기관의 장벽을 뛰어넘는 정보의 흐름이 뒷받침되어야 한다. 여기서 우리는 국가 과학기술의 한 축인 정부출연연구소의 책무를 다시금 상기하게 된다. 한국과학기술연구원(KIST)을 포함한 25개 출연(연)은 국가 · 사회에 기여하기 위한 고유의 ‘역할과 책임(R&R)’을 담당하고 있다. 특히 기업이나 대학이 뛰어들기 어려운 국가적 난제 해결에 집중하는 임무 지향적 연구는 출연(연)만의 확실한 차별점이다. 거대하고 복잡한 문제를 해결해야 한다는 점에서 임무 지향적 연구는 고차원적 협력을 필요로 한다. 앞으로 출연(연)의 핵심 역량은 연구분야의 수월성을 달성하는 것을 넘어서 임무 달성에 요구되는 복잡한 융합과 협력을 조직·조율하는 능력이라 할 수 있다. 그렇다면 미래 출연(연)에 요구되는 협력의 조건은 무엇이 될 것인가? 3차원의 과학기술 협력 첫째, 연구자 간 아이디어 생산 단계에서의 협력을 촉진해야 한다. 즉, 집단지성을 발휘하기 위해 개인 연구자들이 긴밀하고 유기적으로 협업하는 팀 사이언스가 필요하다. 단순한 금전적 지원은 연구자 간 예산 나눠먹기 등 형식적이고 분절적 협력에 그치기 쉽다. 이제는 실효성 있는 융합과 협력을 위한 제도 보완에 힘을 쏟을 때다. 핵심은 협력 연구가 개인의 성장에 걸림돌이 아닌 촉매제로 작용할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 맥락에서 KIST는 K-Lab 사업으로 집단 단위의 수월성 그룹 성장을 지원할 예정이다. 연구자들이 자생적으로 결성한 유망 집단을 선정, 세계적 수준의 연구팀으로 성숙하는 단계에 이르기까지 공동의 목표 달성에 필요한 맞춤형 지원을 제공한다. ‘공동체’를 지향하는 연구팀 내에서 연구자들도 보다 안정적인 환경하에서 창의적인 연구에 전념할 수 있다. 둘째, 기업, 대학 등 외부 혁신 주체와의 협력 구심점으로서의 역량이 필요하다. 출연(연)은 민간 부문에서 감당하기 어려운 리스크를 주도적으로 감수하면서 동시에 민간의 강점 분야를 적극 활용할 수 있는 협력망을 구축해야 한다. 아폴로 프로그램 당시 NASA는 임무 달성에 대한 절박감을 안고 막대한 투자를 감행했다. 추진체, 항법, 통신 등 수많은 요소 기술을 대학과 기업과의 협력을 통해 조달했는데, 복잡한 기술 공급망을 조직하여 하나의 시스템으로 엮어내는 NASA의 역량이 핵심 성공 요인이었다. 임무 달성을 위해 조직화된 협력은 자연스럽게 산업 생태계 발전과 연결된다. 항법기술을 담당한 MIT의 직접회로 기술은 훗날 실리콘밸리의 탄생에 지대한 영향을 미쳤다. 흔히 국가적 임무 달성과 산업 기술 개발 등 성과 확산 활동은 별개의 것처럼 인식되기 쉽지만 두 마리 토끼를 잡는 일석이조 효과가 가능하다. 마지막으로 난제 해결의 최종 수혜자인 국민, 사회와의 협력 채널을 확대해야 한다. KIST만 하더라도 감염병 대응, 치안 · 안전 솔루션, 미세먼지 등 사회적 현안 해결을 위한 전담 조직을 갖추고 있다. 이들은 방역당국, 경찰청, 소방청과의 협력을 통해 현장에서 필요한 기술적 요구 사항을 해석하고 연구자와 정보를 공유, 임무의 구체적 방향을 설정한다. 치안 기술의 예를 들면 최근 개발된 접이식 방패는 현장 보관과 사용이 쉽도록 무게와 부피를 줄이는 게 핵심이었다. 미세먼지 해결과 같이 더 복잡한 사회적 문제의 경우, 발생 원인의 규명, 모니터링, 저감 등 세부 분야별로 기술 수요를 명확히 파악해야 한다. 임무 지향 연구의 궁극적 목표는 수요처인 국민과 사회가 체감할 수 있는 해결책이며, 그들의 목소리를 반영하여 실험실과 현장의 간극을 줄이는 협력 체계가 절실하다. 출처: 과학과기술 2021-6월호

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자

- 약한 자극에는 적응하고 위험한 자극은 고통으로 느끼게 해 - 인체의 감각을 모사해 휴머노이드 개발 앞당겨 사람의 피부는 계속 가해지는 약한 자극에는 쉽게 적응하지만, 강하고 위험한 자극에는 피부 조직의 손상을 피하고자 지속적인 고통을 느끼게 된다. 이러한 특성은 우리 몸을 외부의 환경에 쉽게 적응할 수 있도록 도와주고, 위험한 상황으로부터 스스로 보호할 수 있도록 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 첨단소재기술연구본부 강종윤 본부장, 전자재료연구센터 윤정호 박사팀이 사람의 피부처럼 약한 자극에 쉽게 적응하고 위험한 자극에는 고통을 느끼는 반도체 전자소자를 개발했다고 밝혔다. KIST 연구진은 은(Ag, Silver) 입자의 양을 조절하여 외부 자극 정도에 따라 뇌에 전달하는 생체 신호의 강도를 조절할 수 있는 전자소자를 개발하였다. 은 입자는 전기적 자극에 의해 쉽게 이동하는 성질을 가진다. 적은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 나노 크기 실선 형태의 약한 필라멘트가 형성되고, 마치 백열전구의 필라멘트처럼 발열이 발생해 전기 회로가 끊어진다. 이러한 특성을 기반으로 반복되는 외부의 약한 자극은 시간이 지남에 따라 흐르는 전류의 양을 줄여 추가 신호를 발생하지 않도록 할 수 있다. 반면, 많은 양의 은 입자가 소자에 포함되면 두껍고 강한 필라멘트에 의해 전기 회로가 만들어지고, 열이 발생해도 쉽게 끊어지지 않는다. 이러한 원리를 이용해 강한 자극이 가해질 때는 지속해서 고통을 느낄 수 있도록 신호를 발생시키는 것이다. KIST 강종윤 본부장은 “이번 연구는 전자소자가 단순히 고통을 모방하는 특성을 넘어, 인체에 무해한 약한 자극에는 고통을 느끼지 않도록 쉽게 적응하고 인체에 유해한 강한 자극에는 고통을 느낄 수 있도록 한 것에 의의가 있다”고 밝혔으며, 윤정호 박사는 “개발한 기술을 통해 인공 피부, 장기 및 휴머노이드 로봇 발전에 크게 기여할 것”이라고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 차세대지능형반도체기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Science’ (IF : 16.806, JCR 분야 상위 5.24%) 최신호에 표지논문(inside back cover)으로 출판되었다. * (논문명) Artificial Adaptive and Maladaptive Sensory Receptors Based on a Surface-Dominated Diffusive Memristor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 송영근 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 강종윤 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 윤정호 선임연구원 그림 설명 [그림 1] 인체의 신호를 모사한 전자소자 기술 [그림 2] 외부 환경에 쉽게 적응하고 고통을 느낄 수 있는 전자소자