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[IT뉴스]"나무뿌리 구조 모방했더니"…700배 쭉쭉 늘어나고, 1000회 변형에도 성능 그대로

온카뱅크관리자

2025-03-06 16:07:35

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 생체모사 인터페이스 설계기술<br>전자제품 신축성과 안정성 동시에 구현</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="z6HbU7qyaf">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="bd991ae0651611a624f6b0503d6a4ce4651395fd3490f897e9357c227b6df531" dmcf-pid="qo7M46Q0jV" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST는 나무뿌리가 흙에 단단히 고정되는 구조를 모방해 최대 700% 늘어나는 신축성과 100회 이상의 물리적 변형에도 안정적 구조를 유지하는 '전자기판'을 개발했다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/06/dt/20250306160039815febp.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="uASU1F0Cj8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/06/dt/20250306160039815febp.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST는 나무뿌리가 흙에 단단히 고정되는 구조를 모방해 최대 700% 늘어나는 신축성과 100회 이상의 물리적 변형에도 안정적 구조를 유지하는 '전자기판'을 개발했다.
           </figcaption>
          </figure>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="860fd2aa669f3ac5c06e5b0781ec406d407be1177e18aed37815cdc5926f054c" dmcf-pid="BgzR8Pxpj2" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST가 나무뿌리 구조를 모방해 개발한 신축성과 유연성을 대폭 향상시킨 전자기판을 스트레처블 LED에 적용한 모식도." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/06/dt/20250306160041244lmen.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="7FmZyYHEo4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/06/dt/20250306160041244lmen.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST가 나무뿌리 구조를 모방해 개발한 신축성과 유연성을 대폭 향상시킨 전자기판을 스트레처블 LED에 적용한 모식도.
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="571870d91ce9c55ce15369f97ca7326ef957a24b627a84888d89f3b5ac274a85" dmcf-pid="baqe6QMUg9" dmcf-ptype="general">나무뿌리를 모방해 최대 700%까지 쭉쭉 늘어나는 전자기판이 개발됐다. 앞으로 스트레처블 LED 디스플레이, 태양전지, 스마트 밴드 등에 폭넓게 적용할 수 있을 전망이다.</p>
          <p contents-hash="b12eb12b4bcf2360a580fc59cc53de64474eac48fe35d1b9686907b6fba7c855" dmcf-pid="KNBdPxRukK" dmcf-ptype="general">KAIST는 박인규 기계공학과 교수 연구팀이 한국전자통신연구원(ETRI)와 함께 나무뿌리가 흙에 단단히 고정되는 구조를 모방한 생체 모사 인터페이스 설계를 통해 유연성과 신축성을 높인 전자기판 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="9a7e272e4fee0cf09919e6042d2959cadd018860a5a896c05aa53e625d6a7ee4" dmcf-pid="9jbJQMe7Ab" dmcf-ptype="general">최근 웨어러블 전자기기, 스트레처블 디스플레이, 에너지 하베스팅 장치 등의 분야에서 고신축성 전자 소자에 대한 수요가 증가하고 있다.</p>
          <p contents-hash="b8f129b1cf92a1047e83773d050d34b410f32e0e6251ef6ff5c4605c4afb01a7" dmcf-pid="2AKixRdzcB" dmcf-ptype="general">하지만, 기존 유연 기판을 신축성 기판과 결합하는 과정에서 탄성계수 차이가 발생해 인터페이스에서 기계적 불안정을 가져와 소자의 내구성을 떨어 뜨린다. 이를 해결하기 위해 키리가미 구조, 서펜틴 구조 등 다양한 방법이 연구돼 왔지만 장시간 사용 시 성능 저하와 인터페이스 내 균열, 제작 공정의 복잡성 등의 문제가 발생한다.</p>
          <p contents-hash="3abfd5095999d8cd2a66f491b8c1c910868afdd8e6b4b4f7e37cb9ed45322a34" dmcf-pid="Vc9nMeJqNq" dmcf-ptype="general">연구팀은 나무뿌리가 흙 속에 깊게 뻗어 강한 결합력을 유지하는 구조에서 영감을 얻어 '주 뿌리' (primary roots)와 '보조 뿌리'(secondary roots) 구조를 도입해 주 뿌리는 응력을 분산시켜 균열 발생을 최소화하도록 설계했다. 또한 보조 뿌리는 기판 사이의 접착력을 강화해 변형 시 구조적 안정성을 유지하도록 돕는다. 이런 설계는 다양한 변형 상황에서도 높은 기계적 신뢰성과 소자의 성능을 제공한다고 연구팀은 설명했다.</p>
          <p contents-hash="22533f2f2650136c768564317105964bfc08623875cff06183bb58efa8b529e5" dmcf-pid="fk2LRdiBjz" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 토대로 최대 700%까지 늘어나는 신축성을 확보하고, 1000회 이상의 물리적 변형에도 안정적인 구조를 유지하도록 설계했다.이 기술은 늘림, 비틀림, 압축 등 다양한 물리적 변형에도 견딜 수 있고, 반복적인 변형에도 긴 사용 수명을 제공한다. 특히 실시간 운동 데이터를 측정하는 스마트 저항 밴드에 적용하면 사용자의 운동 강도와 균형을 정밀하게 분석할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="2fc5f085cff18bb8ecd339f547ede93a89f6526acc400dedc3b383175cb47496" dmcf-pid="42Tut3phc7" dmcf-ptype="general">스트레처블 LED 디스플레이에 적용하면 늘림, 구부림, 비틀림 등 여러 변형에도 안정적으로 작동하며 유연한 태양전지에서는 에너지를 저장하고 LED를 구동해 에너지 하베스팅과 저장 장치 활용 가능성을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="19418bc4e0acf9d93fe4686e96fb41a799b6ca26f3707031512f02c6f4a6bce7" dmcf-pid="8Vy7F0Ulau" dmcf-ptype="general">박인규 KAIST 교수는 "생체 모사형 설계가 차세대 전자기술을 위한 새로운 표준이 될 것"이라며 "앞으로 인터페이스 설계 최적화와 접착력 향상, 더욱 복잡한 뿌리 구조 모방 등을 통해 기술을 발전시켜 나가겠다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="b44d32dc2c1845677d808f977733c5ef56768d13c80cfd9b59327bf64dd75f17" dmcf-pid="6fWz3puSAU" dmcf-ptype="general">이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(2월) 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr</p>
         </section> 
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