전북대학교 정창규 교수·임영원 대학원생 연구팀이 세라믹 산화물 소재에서 발생되는 마찰전기 원리에 대한 새로운 이론을 입증했다.

이번 연구 성과는 미국화학회의 ACS Energy Letters 8월호에 게재됐다.

마찰전기 현상은 무려 2500여년 경부터 탈레스 등의 고대 그리스의 과학자들에 의해 존재가 보고됐으며, 현대에 와서는 그 원리가 프린터, 집진기, 마스크 등 상업적 분야에도 적용되고 있다. 최근에는 터치 센서, 에너지 발전장치 등 최신 응용소자에 대한 연구도 진행되고 있다.

이번 연구에서 연구팀은 두 물질 사이의 정전기적 에너지 장벽이 마찰전기 신호 출력과 상관관계가 있음을 확인했다. 그 과정에서 장벽이 크면 마찰전기가 줄어들 것이라는 기존 가설과는 반대로, 오히려 마찰전기 전하의 양이 더 증가하는 현상을 발견했다.

두 물질이 접촉하는 순간 전달되는 전하의 양보다는 두 물질이 분리되는 직전까지 원래의 물질로 되돌아가는 전하의 양이 정전기 장벽과 더 밀접한 관계가 있으며, 최종 마찰전기 크기에 더 큰 영향을 미치는 것을 한국세라믹기술원 조성범 박사팀과의 협력연구를 통해 규명했다.

정창규 교수는 “마찰전기 관련 연구에서 비교적 소외돼 왔던 세라믹 소재의 쾌거”라며 “향후 에너지하베스팅, 센서, 반도체소자 유전체 등의 소재 선정에 중요한 척도를 제공할 수 있을 것이라 기대한다”고 말했다./정해은 기자 1133@

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