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광-열 자극 및 습윤 제어 기반 트라이보일렉트릭 나노발전기 연구

Photo-thermal and wettability-controlled triboelectric nanogenerators

연구 내용

광열 효과와 액체-고체 또는 물방울 조건에서 트라이보일렉트릭 출력을 재현성 있게 생성하고 전기적 스위칭 성능을 제어하는 연구

액체-고체 또는 물방울 기반 마찰전기 효과를 이용해 전력을 수집하는 트라이보일렉트릭 나노발전기 구조를 설계합니다. 2022년에는 자화-제어 가능한 윤활제 함침 표면을 활용하여 습윤 상태를 조절하고, 물방울 구동에서 되돌림 가능한 스위칭 성능을 확보하는 방향을 다룹니다. 2024년에는 광열 효과를 통해 반응성 액상-고체 계면을 변화시켜 트라이보일렉트릭 신호를 생성하는 접근을 수행합니다. 두 연구 모두 계면 상태 변화가 전기적 출력에 미치는 영향을 중심으로 공정 변수를 정리합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

2022년에는 물방울 구동 조건에서 자성으로 제어 가능한 윤활층이 마찰전기 출력과 스위칭 거동에 미치는 영향을 중심으로 연구를 수행했습니다. 이후 2024년에는 광열 효과 기반으로 액체-고체 계면 상태를 동적으로 바꿔 트라이보일렉트릭 생성이 가능함을 보여주었습니다. 전개 방향은 습윤/윤활 기반 계면 제어에서 광열 자극 기반 계면 가변으로 확장되는 흐름입니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 웨어러블 자가발전 전원
  • 강우 기반 에너지 하베스팅
  • 수분 반응형 센서 구동
  • 광열 자극 기반 출력 생성
  • 반복 구동 가능한 전기적 스위칭
  • 자기 제어형 계면 모듈
  • 유연 전원 모듈
  • 액체-고체 마찰전기 변환 소자
  • 옥외 환경 전력 수집 장치
  • 마찰전기 성능 평가 플랫폼

관련 논문

구분

제목

1

Reversible switching performance of water droplet-driven triboelectric nanogenerators using a magnetocontrollable lubricant-infused surface for sustainable power generation

2

Photo-responsive liquid–solid triboelectric nanogenerator by photothermal effect