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연세대 김우철 교수팀, 체온만으로 웨어러블 기기 구동 실험적 증명

체온만으로 상용 당뇨 센서 실시간 구동 후 남은 전력 배터리 충전
‘Nano Energy’ 1월호 표지논문(back cover)으로 선정

연세대학교 기계공학과 김우철 교수 연구팀(공동 제1저자: 김지용 통합과정생, Salman Khan 박사과정생)은 미국 Texas A&M 대학 기계공학과 유충호 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 체온만으로 웨어러블 기기를 구동하고 남은 전력을 충전할 수 있음을 실험적으로 증명했다. 연구팀은 웨어러블 열전소자를 활용해 체온을 전기로 변환 후 상용 당뇨 센서를 실시간으로 구동하고, 남은 전력을 리튬-황 배터리에 충전하는 실험적 연구를 학계에 보고했다.

체온은 주변 환경에 관계없이 일정하게 유지되므로, 웨어러블 기기의 안정적인 전원 공급책으로 연구돼 왔다. 하지만 인체의 굴곡이 많아 설계가 어렵고, 실질적으로 착용할 수 있는 인체 부위가 넓지 않아 상용 센서를 구동할 만큼의 출력이 나오지 않았다.

이에 공동연구팀은 웨어러블 열전소자, 히트 싱크, 배터리의 시스템 통합을 통한 시너지 효과를 통해 체온만으로 상용 웨어러블 기기를 구동하고 남은 전력을 충전할 수 있음을 실험적으로 증명했다.

연구팀은 시스템 통합을 위해 열전소재를 웨어러블 형태로 착용하기 쉽게 경첩 형태로 설계했으며, 인체 체온 조절 모델링을 통해 전력 회수량을 향상할 수 있도록 형상 설계했다. 또한, 센서가 장시간 동안 안정적으로 전압을 공급받을 수 있도록 축전기(capacitor)가 아닌 리튬-황 배터리를 사용했다. 리튬-황 배터리는 전력밀도가 높아 차세대 배터리로 주목받고 있으며, 연구팀은 황을 첨가할 수 있는 나노구조화된 탄소나노튜브(CNT) 스펀지를 개발해 양극재로 사용했다.

실험에 사용된 상용 당뇨 센서(Abbott, Freestyle Libre)는 산화은 배터리를 사용하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이를 리튬-황 배터리와 웨어러블 열전소자의 통합시스템으로 대체했고, 정상적으로 센서를 작동할 수 있었다. 회수전력이 소모전력보다 커서 남은 전력이 배터리에 저장됐다.

연구팀은 “향후 시니어, 환자, 운동선수의 건강 상태를 실시간으로 모니터링하는 웨어러블 의료 기기뿐만 아니라 가축 전염병, 야생동물의 지속적인 모니터링에 사용되는 각종 센서에 충전이 필요 없는 안정적인 전원 공급 방안으로 활용될 수 있을 것”이라고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구는 에너지 관련 분야의 세계적인 권위지인 ‘나노 에너지(Nano Energy, IF=16.602)’에 표지논문(2021년 1월호, back cover)으로 선정됐다.








[폴리 4월 좌담회 전문 ④] 본격적인 대선정국, 잠룡 기지개에 개헌론 등장
<폴리뉴스>와 월간 <폴리피플>은 지난 4월21일 “4.7재보선 이후, 대선 앞으로 가속도 높이는 여야 정계개편”을 주제로 좌담회를 가졌다. 이날 좌담회에는 홍형식 한길리서치 소장, 차재원 부산 가톨릭대학교 특임교수, 황장수 미래경영연구소장, 그리고 본지 김능구 폴리뉴스 대표가 참석했다. 김능구 : 민주당과 국민의힘의 보선 이후 전망을 했는데, 이제는 대선 정국으로 성큼 들어서고 있다. 각 당들이 전당대회를 통해서 대선을 치를 체제를 구축하고 있는데, 실제로 5월 전당대회를 통해서 곧바로 대선 정국으로 가고 특히 민주당 같은 경우는 경선이 불과 3개월밖에 남지 않았다. 어쨌든 현재 대선 여론조사에서 보면 조금씩 차이들은 있지만 양강 구도로 보여진다. 홍형식 : 2강 1중으로 봐야될 것 같다. 갤럽은 아직도 비보조 인지도 조사라고 해서 주관식 형태로 하는데, 조사방법에 따라서 수치의 차이가 조금씩 다르기는 해도 2강 1중, 어떤 데서는 양강 이렇게 표현이 나온다. 어찌됐든 이번 재보궐 선거 이후 지지율의 흐름을 보면, 야당 쪽에는 윤석열은 반문 세력이 지지하는 거라고 예상이 됐던 거고, 여권에서는 약간의 지지율변화가 눈에 띈다. 비문 성향


[카드뉴스] 팽팽한 찬반 논란의 '지역상권법'…뭐길래

[폴리뉴스 김미현 기자] ‘지역상권 상생 및 활성화에 관한 법률안(지역상권법)’제정을 놓고 찬반 의견이 팽팽하게 맞붙고 있습니다. 이 법은 지역상생구역이나 자율상권구역으로 지정된 지역에 스타벅스 같은 대기업 계열 점포의 출점을 제한하는 것이 골자입니다. 대상은 유통산업발전법(유통법)과 중소기업 적합업종제도 등에 포함되지 않아 규제를 받지 않는 대기업입니다. 법안이 시행될 경우대기업이 운영하는 직영 점포의 신규 매장을 열기 위해서는 지역상인의 동의를 받아야 합니다. 이는 임대료 상승에 따른 소상공인의 내몰림 현상(젠트리피케이션) 문제를 막고자 마련됐습니다. 복합 쇼핑몰이 들어오면 주변 임대료가 뛰는 경향이 있습니다. 하지만 이를 두고 유통업계는 소비자들의 편의성을 떨어뜨리는 과도한 중복 규제라고 반발에 나섰습니다. 또 재산권과 영업의 자유를 침해하는데다 대기업 프랜차이즈보다 자영업체의 고용률이 낮아질 가능성도 우려하고 있습니다. 하지만 지역상권의 특색을 유지하기 위해서는 해당 법안의 제정이 필요하다는 의견도 나옵니다. 소상공인과 대기업 모두'상생'을 이룰 수 있는정책이 절실한 때입니다.

[카드뉴스] 日 원전 오염수 방류 결정… “안전성 불확실”

[폴리뉴스 김유경 기자]日 원전 오염수 방류 결정… “안전성 불확실” 최근 일본이 후쿠시마 제1핵발전소 물탱크에 보관하고 있던 방사능 오염수 125만톤을 30년에 걸쳐 방류하겠다고 발표했습니다. 방사성 물질 농도를 법정 기준치 이하로 낮추고 천천히 방류할 것이니 상관없다고 합니다. 오염수에는 유전자 변형, 생식기능 저하 등을 일으킬 수 있는 삼중수소(트리튬)가 들어 있습니다. 삼중수소가 바다에 뿌려지면 한국 중국 등 인근 국가 수산물에 흡수돼 이를 섭취한 인간에게 치명적인 영향을 끼칠 수 있습니다. 또 스트론튬90은 극소량으로도 골육종이나 백혈병을 일으킬 수 있다고 합니다. 일본은 안하무인입니다. 한 고위관료는 “중국과 한국 따위에는 (비판을) 듣고 싶지 않다”고 발언했습니다. 미국은 “국제 안전 기준에 따른 것”이라며 일본에지지 입장을 밝혔습니다. 정작 후쿠시마 사고 이후 현재까지 사고 부근 농수산물 수입을 금지하고 있으면서 말입니다. 그런데 우리 정부는 지난해 10월 “일본의 ALPS장비 성능에 문제가 없고 오염수 방류가 큰 위협이 되지 않는다”는 보고서를 냈다고 합니다. 안심할 수 있는 안전대책, 기대할 수 있을까요?




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