동아대학교(총장 이해우)는 화학공학과 송만성 대학원생이 주저자로 활약한 연구팀이 금속 합금 및 전자재료 분야에서 세계적으로 권위를 인정받는 SCI(Science Citation Index·과학기술논문 인용색인) 학술지 ‘Journal of Alloys and Compounds(IF=6.371, 상위 5.7 %)’에 논문을 게재했다고 9일 밝혔다.

이번 제950권 25호에 실린 논문은 향상된 출력 값을 보이는 고분자 복합체 기반 자기감응 비접촉 에너지 하베스터를 개발한 내용이다.

고감도 자기전기 복합체 개발은 에너지(저전압 구동 소자 전원 공급 에너지 하베스터), 자가구동 미세 자기장 감응 센서 및 바이오메디컬(약물전달 시스템) 등 다양한 분야에서 응용에 도움이 될 것으로 기대된다.

양수철 화학공학과 교수가 교신저자로, 송만성 석사과정생이 주저자로 참여한 이번 논문에서 연구팀은 ‘셀룰로스 나노 크리스탈(Cellulose nanocrystal, CNC)’을 이용, 향상된 자기전기 효과를 나타내는 비접촉 에너지 하베스터를 개발했다고 설명했다.

왼쪽부터 동아대 송만성 화학공학과 석사과정생, 양수철 교수. 동아대 제공

연구팀은 이번 논문에서 대표적인 자왜(자기 왜곡) 소재인 코발트·철 산화물(Cobalt ferrite, CoFe2O4)의 강자성(물체가 외부 자기장에 의해 강하게 자기화(磁氣化)돼 자기장을 없애도 자기화가 그대로 남아 있는 성질) 특성이 CNC 첨가를 통해 강화될 수 있음을 확인했다.

강자성 및 자왜 특성은 자기전기 출력 전압을 지배하는 중요한 변수인데 이번 연구에서는 유무기 복합체에서 발견된 향상된 강자성 특성 확보를 통해 새로운 강자성 특성 개선 방법을 제시했다는 의미가 있다.

뿐만 아니라 합성된 ‘CNC@CoFe2O4’를 포함한 압전 고분자 P(VDF-TrFE) 기반의 자기전기 복합체를 전기방사 공정으로 제작, 잉여 자기장을 전기에너지로 전환하는 성과도 이뤘다.

자기전기 복합체는 상온에서 외부 미세 자기장 변화에도 민감하게 반응하며 전위차를 형성하는 것이 가능하다.

이번 논문 주저자 송만성 석사과정생은 이밖에 ‘자기전기 복합체 기반의 에너지 하베스팅 기술’을 주제로 한 후속 논문 주저자를 맡아 권위 있는 재료 학술지인 ‘Journal of Materials Research and Technology(IF=6.267, 상위 9.5%)’ 최근호에 게재하기도 했다.

그는 또 논문 발표를 통해 한국재료학회 우수발표논문상을 수상하고 ‘다공성 자왜 전극이 적층된 자기전기 적층체의 제조방법 및 이로부터 제조되는 자기전기 적층체’ 특허도 등록하는 등 활발한 연구 활동을 진행하고 있다.

동아대 화학공학과를 졸업하고 석사과정에 입학, 현재 유무기복합재료실험실 소속으로 연구하고 있는 송 석사과정생은 “범지구적인 전자 제품 보급으로 에너지 수요가 높아지고 있는데 지속적인 에너지 관련 연구 개발을 통해 에너지 고갈 상황이 개선되길 바란다”고 말했다.

그는 “연구 주제 선정부터 논문 게재까지 자율적인 연구 활동 환경을 제공해주신 지도교수님께 무한한 감사를 드린다”며 “연구실에서 여러 기회를 통해 얻은 많은 성과들과 뚜렷한 목표 의식을 기반으로 앞으로 재료소재 개발 분야 전문가가 될 수 있도록 꾸준히 연구를 수행하겠다”고 각오를 밝혔다.