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자기 부상 소재의 혁신: 초전도체와 희토류 소재의 역할첨단 기술의 발전은 우리의 일상을 혁신적으로 변화시키고 있습니다. 그중에서도 자기 부상 기술은 차세대 교통수단과 에너지 저장 장치에서 혁신을 이끌고 있는 핵심 기술입니다. 자기 부상 소재는 전기적·자기적 특성을 활용하여 물체를 떠오르게 하거나 이동시키는 데 사용되며, 이를 가능하게 하는 대표적인 소재로는 초전도체와 희토류 자석이 있습니다.1. 초전도체: 자기 부상의 핵심초전도체는 전기 저항이 0에 가까운 물질로, 높은 자기 부상력을 제공합니다. 초전도체는 마이스너 효과(Meissner Effect)를 통해 외부 자기장을 완벽히 배제할 수 있어, 자기 부상 열차와 같은 고효율 시스템에서 사용됩니다.자기 부상 열차: 초전도체는 열차를 레일 위로 띄워 마찰..

차세대 디스플레이 혁명을 이끄는 소재: Micro-LED 와 투명 전극디스플레이 기술은 우리의 삶을 변화시키고 있는 핵심 기술 중 하나입니다. 최근 스마트폰, TV, 웨어러블 기기에서 고품질 디스플레이에 대한 수요가 증가하면서, 디스플레이 기술의 진보는 멈추지 않고 있습니다. 그 중심에는 Micro-LED와 투명 전극이라는 두 가지 혁신적인 소재가 있습니다. 이들은 기존 OLED와 LCD를 넘어 새로운 디스플레이 시대를 열어가고 있습니다.1. Micro-LED란 무엇인가?Micro-LED는 수 마이크로미터(㎛) 크기의 LED 소자를 기반으로 한 차세대 디스플레이 기술입니다. 각각의 LED 소자가 독립적으로 빛을 내는 방식으로, 기존 디스플레이 기술과는 차별화된 특성을 제공합니다.뛰어난 화질: Micro-..

맥신(MXene): 차세대 전자기기의 게임체인저첨단 기술이 발전하면서 소재 과학은 전자기기와 에너지 저장 장치의 성능을 혁신적으로 개선할 핵심 요소로 떠오르고 있습니다. 최근 소재 과학 분야에서 주목받는 신소재 중 하나가 바로 맥신(MXene)입니다. 이 2차원 나노소재는 우수한 전기 전도성과 전자파 차폐 능력을 갖추고 있어, 차세대 전자기기와 에너지 저장 장치에서의 잠재력이 크다고 평가받고 있습니다.1. 맥신이란 무엇인가?맥신(MXene)은 금속층과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노소재입니다. 그래핀과 비슷한 구조를 가지고 있지만, 맥신은 훨씬 더 다양한 금속 화합물과 조합할 수 있는 유연성을 제공합니다. 이 소재는 높은 전기 전도성과 화학적 안정성을 자랑하며, 극도로 얇은 구조를 통해 전기적 특성을 ..

탄소 중립을 위한 소재 혁신: 배터리와 반도체의 역할탄소 중립(Net-Zero)은 산업, 에너지, 교통 등 모든 분야에서 탄소 배출을 최소화하고, 잔여 탄소는 흡수하여 균형을 이루는 것을 목표로 합니다. 특히, 전기차와 재생에너지 시스템이 탄소 중립 실현의 핵심으로 부상하면서, 이를 뒷받침하는 배터리와 반도체 소재 혁신이 중요한 역할을 하고 있습니다.배터리 소재의 탄소 중립 기여1) 재활용 가능한 배터리 소재배터리 폐기물 문제를 해결하기 위해 코발트, 니켈, 리튬 등의 소재 재활용 기술이 개발되고 있습니다.LG에너지솔루션은 폐배터리에서 고가의 금속을 회수하는 리사이클링 기술을 확대하고 있으며, 이는 자원 낭비를 줄이고 탄소 배출 감소에 기여합니다.2) 고체 전해질과 리튬-황 배터리고체 전해질은 배터리의 ..

최근 배터리 폭발 사고가 잇따르면서 배터리 안전성 문제가 주목받고 있습니다. 전기차와 에너지 저장 시스템(ESS)에서 발생한 화재는 소비자 신뢰를 위협하며, 업계와 정부는 이에 대한 대응 방안을 적극적으로 모색하고 있습니다. 이러한 상황에서 배터리 안전성 강화와 차세대 기술 개발이 핵심 과제로 떠오르고 있습니다.1. 배터리 폭발 사고의 배경리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 성능으로 전기차와 ESS, 스마트 기기 등에 널리 사용됩니다. 하지만 화재나 폭발은 주로 열폭주(Thermal Runaway), 내부 단락, 외부 충격 등으로 인해 발생합니다. 2023년 발생한 전기차와 ESS 화재 사례들은 배터리 내부의 열관리 실패나 결함으로 인해 발생했으며, 대규모 피해로 이어졌습니다.2. 배터리 업계의 대응 ..

반도체 산업은 전 세계적인 디지털화와 고성능 컴퓨팅 수요 증가에 따라 끊임없이 발전하고 있으며, 이 발전을 뒷받침하는 중요한 요소 중 하나가 바로 새로운 반도체 소재의 개발입니다. 기존의 반도체는 주로 실리콘(Si) 기반으로 제조되었지만, 고성능, 고효율 반도체에 대한 수요가 증가하면서 갈륨 나이트라이드(GaN), 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 새로운 소재들이 주목받고 있습니다. 이러한 차세대 반도체 소재들은 실리콘보다 더 높은 전력 효율과 열 안정성을 제공하며, 특히 전기차, 5G 통신, 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에서 큰 가능성을 보여줍니다.1. 갈륨 나이트라이드(GaN)갈륨 나이트라이드(GaN)는 높은 전력 효율과 열 저항성을 자랑하는 소재로, 기존의 실리콘 기반 반도체가 도달할 수 없는 전력 밀..

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..

페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받고 있으며, 최근 3개월 이내에도 다양한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 태양전지는 기존 실리콘 기반 태양전지에 비해 높은 효율성과 저비용 생산이 가능하여 에너지 산업의 혁신을 이끌고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지란? 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 물질을 광흡수층으로 사용하는 태양전지입니다. 이러한 구조는 빛 흡수 능력이 뛰어나고, 전하 이동성이 우수하여 높은 광전 변환 효율을 제공합니다. 또한, 용액 공정을 통해 저비용으로 대량 생산이 가능하다는 장점이 있습니다. 최근 연구 동향 2024년 10월 31일, KAIST 연구팀은 페로브스카이트와 유기 벌크 이종접합을 결합한 하이브리드 태양전지를 개발하여 24%의 광전 ..

전력 반도체는 전기 에너지를 변환하고 제어하는 핵심 소자로, 특히 고전압과 고온 환경에서 효율적으로 작동해야 하는 전기차, 산업용 기기, 재생 에너지 시스템 등에 필수적입니다. 기존에는 주로 실리콘(Si) 기반 반도체가 사용되었지만, 최근에는 더 우수한 성능을 가진 실리콘 카바이드(SiC) 반도체가 주목받고 있습니다. SiC는 기존 실리콘 반도체의 한계를 넘어 더 높은 전력 효율과 열 저항성을 제공하며, 차세대 전력 반도체 소재로 각광받고 있습니다. 1. SiC 전력 반도체의 장점SiC는 실리콘 대비 더 높은 전력 밀도와 열 저항성을 제공합니다. 특히 고온과 고전압을 요구하는 환경에서 SiC 반도체는 발열을 줄이면서 더 높은 효율을 유지할 수 있습니다. 이를 통해 SiC 기반 반도체는 전력 변환 시 에너..