본문 바로가기
윙배너

빛·유체·압전 집적화에 성공한 로직스위치 개발돼

광유체에 압전소재 접목한 논리계산 기능 시연

빛·유체·압전 집적화에 성공한 로직스위치 개발돼
재구성 스위치의 소자 형상 및 작동 모식도(제주대 김상재 제공)


[산업일보]
극소량 유체의 흐름과 상호간 반응에 따른 발광현상을 생체의료 분야에 활용하려는 연구가 활발하다. 그 가운데 미세유체의 흐름을 정밀하게 제어하고 적합한 기능성 소재를 접목해 반응 민감도를 향상하는 것이 중요한 화두다.

이에 한국연구재단(이사장 노정혜)은 김상재 교수(제주대학교) 연구팀(제1저자: 유바스리 프루소다만 박사)이 늘이거나 압축하는 힘에 의해 전기를 만드는 압전성 소재와 휘발성 유기화합물(voc)의 광반응을 복합해 다중연산이 가능한 이진논리연산 스위치를 시연했다고 밝혔다.

액체 상태의 화학반응을 이용하는 자가 구동 재구성 로직스위치로생체의료 분야 디바이스 개발의 실마리가 될 것으로 기대된다.

핵심은 서로 다른 휘발성 유기화합물이 결합하면서 나타나는 광전 효과와 소재의 변형에 따른 압전효과, 두가지를 이용해 다중논리기능을 수행할 수 있도록 한 것이다.

가로, 세로 2 센티미터 칩 위에 두 종류의 액체 유기화합물이 흐르도록 Y자 채널을 구성하고 화학반응에 따른 발광을 통해 스위칭 기능을 확보하는 한편, Y자 채널 아래에 누르는 힘 등에 의해 변형되면서 전기를 만드는 산화아연(반도체) 막대를 배열해 압전효과를 통한 스위칭 기능까지 더했다.

한편, 이번 연구에는 압전소재의 변형에 의한 자가발전 재구성기능도 포함됐다. Y 채널 논리소자의 광전류 변화에 의한 광유체기반의 피연산자 '1'과 '0'을 수행하는 OR 연산기능과 게이트의 압전 작동기구에 따른 AND 연산기능의 자체구동에 의한 재구성 스위치 특성을 확인했다.

유체의 분자간 결합에 빛과 압전소재 변형의 상호작용을 이용해 다중논리기능을 수행할 수 있는 가능성을 제시함으로써 나노바이오센서 등 생체의료 분야 현장현시검사용 소자 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 “이번 연구결과는 생체의료 분야에서 유연휴대 및 현장현시 검사를 위한 직접 판독논리장치를 필요로 하는 다양한 분야에 응용이 가능하다”며, “예를 들어, 휴대용 유체를 사용하는 실시간 바이러스 감염 판별기, 바이오분자컴퓨터, 2진 작동 화학 및 바이오센서, 바이오연료전지용 전기화학 트랜스듀서, 어드레스블 로직메모리장치, 치료 혹은 진단검출장치의 연산로직트리거 등으로의 활용이 기대된다”고 말했다.

덧붙여 연구팀은 “실용화를 위해서는 광감도를 높이는 연구와 유체 소량화를 위한 유체채널의 직경을 줄이는 연구가 필요하다. 또한 광전류에 기반한 스위칭능력에 영향을 끼치는 액체소스의 특성 및 소자의 특성개선을 위한 스위칭속도, 노이즈저감, 소자의 안정성, 소자설계와 패키징 기술의 개선 및 원천기술 확보가 요구된다”고 말했다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

이 기자의 다른기사 보기 >

0 / 1000

추천제품

1/7

가상화폐 시세

loader
Bitcoin logo icon

비트코인

%
Ethereum logo icon

이더리움

%
Ripple logo icon

리플

%
Provided by Bithumb logo icon

제호 : 산업일보

(08217) 서울 구로구 경인로 53길 15, 업무A동 7층 (구로동, 중앙유통단지) | 대표전화 : 1588-0914

등록번호 : 서울 아00317 | 등록일 2007년 1월29일 | 발행일 : 2007년 7월 2일 | 발행인 · 편집인 : 김영환

로고

산업일보의 사전동의 없이 뉴스 및 콘텐츠를 무단 사용할 경우 저작권법과 관련 법에 의거하여 제재를 받을 수 있습니다.
Copyrightⓒ Since 2007 DAARA. All Right Reserved.

로고

대통령표창

산업일보의 사전동의 없이 뉴스 및 컨텐츠를 무단 사용할 경우
저작권법과 관련 법에 의거하여 제재를 받을 수 있습니다.

COPYRIGHT© SINCE 1991 DAARA ALL RIGHT RESERVED

대통령표창