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"수소 에너지의 미래를 열어가는 신소재: 수소 저장과 촉매 기술"수소 에너지는 화석 연료를 대체할 차세대 에너지원으로 주목받고 있습니다. 수소는 연소 과정에서 오직 물만 배출하며, 친환경적이고 고효율적인 에너지로 알려져 있습니다. 하지만 수소의 저장, 운반, 활용 과정에서 여러 기술적 한계가 존재하며, 이를 극복하기 위해 신소재의 역할이 중요합니다.1. 수소 저장 소재의 혁신1) 고체 수소 저장소수소를 고압으로 압축하거나 액화하지 않고, 금속수소화물(Metal Hydrides)이나 나노소재에 저장하는 기술이 주목받고 있습니다.마그네슘 기반 합금은 가볍고 안정적인 수소 저장 소재로, 대규모 저장이 가능하며, 높은 에너지 밀도를 제공합니다.2) 나노다공성 소재금속-유기골격체(MOF)와 같은 나노다공성 소재는..

"스마트 섬유: 미래를 입는 기술"스마트 섬유란 무엇인가?스마트 섬유(Smart Textile)는 단순히 몸을 보호하고 장식하는 전통적인 의류 기능을 넘어, 첨단 기술을 접목한 섬유로 다양한 기능을 수행하는 혁신적인 소재입니다. 스마트 섬유는 전도성 물질이나 센서를 내장하여 착용자의 건강 상태를 모니터링하거나, 외부 환경에 반응하는 능력을 가지고 있습니다. 최근 연구와 기술 개발 덕분에 스마트 섬유는 웨어러블 기기, 스포츠, 의료, 군사 등 다양한 분야에서 활용 범위를 넓혀가고 있습니다.1. 스마트 섬유의 작동 원리스마트 섬유는 내부에 내장된 전도성 물질과 센서를 통해 정보를 감지하고 반응합니다. 전도성 실, 그래핀 기반 섬유, 나노소재 등이 섬유에 통합되어 전기적 신호를 전달하거나, 데이터를 수집하는 ..

1. 고무처럼 늘어나고 금속만큼 전기가 잘 통하는 바이오 신소재 개발 2024년 4월 23일, 가천대학교 이태일 교수와 경희대학교 오진영 교수, 미국 로렌스리버모어국립연구원 최원진 박사, 한국기술교육대학교 채수상 교수 등으로 구성된 공동 연구팀이 고무처럼 잘 늘어나면서도 금속만큼 전기가 잘 통하는 첨단 바이오 신소재를 개발했습니다. 이 신소재는 고무 탄성체 기판 위에 금속 박막을 증착하는 과정에서, 고무와 금속 각각의 증착 속도를 조절하여 뇌 주름 형상의 '금속-탄성체 나노 구조체'를 형성하는 방식으로 제작되었습니다. 이러한 특성은 차세대 웨어러블 기기 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다. 2. '꿈의 신소재' 그래핀으로 만든 최초의 기능성 반도체 개발 2024년 1월 4일, 미국 조지아공과대학..

1. 딥마인드의 AI를 활용한 신소재 발견최근 딥마인드는 인공지능(AI)을 활용해 약 38만 개의 신소재를 발견했다고 발표했습니다. 이는 기존 재료과학의 한계를 넘어서는 혁신적인 성과로 평가받고 있습니다. 딥마인드는 이 프로젝트에서 고성능 알고리즘을 활용해 방대한 물질 데이터를 학습시키고, 새로운 조합과 구조를 찾아냈습니다. 이러한 방식은 실험과 시뮬레이션만으로 진행되던 기존 연구 방법론보다 훨씬 빠르고 효율적입니다. 특히, 에너지 저장 장치나 촉매 개발과 같은 산업에서 이 발견이 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 예를 들어, 더 높은 전도성과 안정성을 가진 배터리 소재가 상용화될 가능성이 높아졌습니다. 또한, 이 발견은 화석 연료를 대체할 수 있는 재생 에너지 시스템 구축에도 기여할 것입니다. 딥마..

반도체 신소재 탄소나노튜브 고정밀 균일 가공 기술 개발 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 박인규·김산하 교수, 고려대 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국기계연구원 정준호 박사 공동 연구팀은 신소재인 탄소나노튜브 표면을 높은 정밀도로 균일하게 가공하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 속이 빈 원기둥 모양 탄소 소재인 탄소나노튜브는 전기 전도도가 높고, 강철보다 기계적 강도가 강해 반도체·센서, 군수산업 등 다양한 분야의 차세대 신소재로 주목받고 있다. 다만 제한적인 기계적 탄성과 낮은 반응성 때문에 탄소나노튜브 표면에 금속·세라믹 등 기능성 소재를 붙여 사용하는데, 탄소나노튜브의 높은 응집률 때문에 균일하게 코팅하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 정교하게 제작된 금속산화물 나노구조체를 전사할 수 있는 나노 임프린팅 ..

인공지능(AI)과 소재 과학의 융합은 혁신적인 신소재 개발과 연구 속도를 크게 앞당기며, 연구비용을 절감하고 있습니다. AI는 데이터를 기반으로 패턴을 학습하고 예측할 수 있는 능력을 갖추고 있어, 수년 또는 수십 년이 걸릴 수 있는 소재 연구 과정을 획기적으로 단축하는 데 기여합니다. 특히, 소재 과학에서 중요한 변수가 되는 화학적, 물리적 특성의 상관관계를 AI가 학습하면서, 과학자들이 원하는 물성을 갖춘 신소재를 빠르게 탐색할 수 있게 되었습니다.1. AI 기반의 소재 예측 모델링AI와 머신러닝 기술은 소재의 물성을 예측하고 모델링하는 데 있어 강력한 도구로 활용되고 있습니다. 소재 연구에서 새로운 물질의 특성을 일일이 실험으로 확인하는 것은 시간이 많이 소요되며 비용이 많이 드는 작업입니다. 예를..

압전 세라믹(Piezoelectric Ceramics)압전 세라믹은 외부에서 가해지는 기계적 압력을 전기 신호로 변환하거나, 전기 신호를 기계적 변형으로 변환하는 기능을 가진 특수 소재입니다. 이러한 특성 덕분에 센서, 액추에이터, 에너지 하베스팅 장치 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 최근 이 분야에서는 여러 흥미로운 발전이 있었습니다.친환경 비납계 압전 세라믹 개발: 기존의 압전 소재로 주로 사용되던 납 티탄산 지르코늄(PZT)은 인체와 환경에 유해한 납을 포함하고 있어 환경 문제를 야기할 수 있습니다. 최근 연구에서는 납을 포함하지 않은 친환경 비납계 압전 소재가 개발되고 있습니다. 이러한 소재는 기존의 납 계열 소재와 유사한 성능을 가지면서도 환경에 무해하여 상용화 가능성이 높습니..

그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양의 2차원 평면 구조로 배열된 원자 한 층 두께의 물질입니다. 말하자면, 연필심을 이루는 흑연을 한 층 떼어낸 것과 같죠. 탄소 원자가 단일층으로 연결된 구조로, 이 구조는 매우 독특한 특성들을 가지게 합니다.그래핀의 특징은 다음과 같습니다:강력한 강도: 그래핀은 강철보다 약 200배 강합니다. 매우 얇고 가벼우면서도 매우 튼튼해서, 미래의 여러 분야에서 내구성 있는 재료로 사용될 가능성이 큽니다.우수한 전도성: 그래핀은 구리보다 전기가 더 잘 통하는 물질입니다. 이 때문에 고속 전자소자나 반도체 분야에서 중요한 재료로 주목받고 있습니다.유연성: 그래핀은 매우 얇고 유연하여 휘어지는 기기에도 사용할 수 있습니다. 이 특성 덕분에 휘어지는 디스플레이나..

평택과 용인 지역에 세계 최대 규모의 반도체 클러스터를 조성하는 계획이 본격화되었습니다. 이 지역은 전력과 용수 등 필수 인프라가 지원되며, 이를 통해 반도체 생산 효율성을 극대화하려는 목적을 가지고 있습니다. 정부는 용적률을 최대 1.4배 높여 클린룸을 확장함으로써 반도체 생산능력을 한층 강화하려고 합니다. 용인 클러스터는 삼성전자와 같은 대형 기업을 포함해 다양한 반도체 관련 기업들을 유치해 반도체 생산 허브로 성장할 것입니다. 정부는 반도체 산업의 활성화를 위해 기업들이 필요로 하는 전력과 용수 등의 필수 인프라를 적극 지원할 계획입니다. 또한, 용적률 상향 조정으로 클린룸 수를 증대하고, 이를 통해 대규모 고용 창출이 가능할 것으로 기대됩니다. 클린룸은 반도체 제조 공정에서 오염을 막고 정밀한 작..

2024년 6월, 대한민국 경기도 화성시의 한 리튬 배터리 제조 공장에서 대규모 폭발 사고가 발생했습니다. 이 사건은 리튬 배터리와 관련된 안전 문제에 대한 새로운 경고로 주목받고 있으며, 배터리 제조 과정의 안전성 및 관리의 중요성을 다시금 일깨워주었습니다. 이번 사고로 최소 22명이 목숨을 잃었으며, 대부분은 공장 내에서 일하던 외국인 노동자들이었습니다. 이와 같은 참사에서 우리가 배워야 할 교훈과, 배터리 산업에서의 안전 관리가 얼마나 중요한지 알아보겠습니다.--- 사고 개요 화재는 2024년 6월 24일 오전 10시 30분경 경기도 화성시의 배터리 공장에서 발생했습니다. 공장은 리튬 이온 배터리를 제조하는 시설로, 약 35,000개의 배터리 셀이 저장된 창고에서 최초의 폭발이 일어난 것으로 알려져..