[기계전공대학원 세미나]김재환교수(인하대학교)

1. 제 목 : 셀룰로오스 기반 종이작동기 및 이의 응용기술

2. 연 사 : 김 재 환 교수(인하대 기계공학과)

3. 일 시 : 2012년 6월 8일 (금) 16:30-17:30

4. 장 소 : 301동 105호

5. 내 용 :
최근 Electroactive Polymer (EAP)에 대한 관심은 큰 변형을 낼 수 있는  EAP재료들이 개발됨에 따라 그 응용 가능성에 대하여 많은 나라에서 더욱 높아지고 있다.  아주 관심을 끄는 특징은 EAP는 생체 근육과 유사한 작동을 할 수 있다는 것으로 특별히 탄력성과 큰 변형을 낼 수 있고 낮은 밀도와 제작의 용이함이 다른 지능재료에 비교하였을 때 장점이다. 이러한 지능재료의 개발은 로봇, 생체, 항공, 우주, MEMS등 많은 산업 분야에 새로운 기술 혁신의 기대를 불러일으키고 있다.
EAP는 전기장에 의해 작동되는 것과 이온에 의해 작동하는 것으로 대별되며 전기장에 의한 것은 압전, 전왜, 강유전성의 재료로 나눌 수 있고 이온화에 의한 것은 전기장이 가해졌을 때 폴리머 내부에 이온의 편류가 발생하여 변형이 발생하는 것으로 폴리머 젤과 이온 박막이 있다. 이외에는 탄소나노튜브, 종이, 천, 유체등의 다양한 EAP가 현재 연구되고 있다. 본 세미나에서는 이러한 EAP를 소개하고 인하대학교 창의연구단에서 개발하고 있는 셀룰로오스 기반 종이작동기인 Elelctroactive Paper (EAPap)에 대해 소개하도록 한다. 셀룰로오스는 식물에서 얻어지는 지속가능한 천연재료로서 가볍고 값싸며 환경친화적인 장점이 있다. 최근에 셀룰로오스를 주성분으로 하는 종이에 전기를 가했을 때 떨림이 발생하는 것을 발견하여 생체모방 종이작동기 (Electro-Active Paper, EAPap)를 개발하였다. 특히 종이는 가볍기 때문에 배터리를 탑재하여 구동될 수 없으므로 마이크로파를 이용하여 원격 구동하는 기술을 개발하고 있는데, 이렇게 원격구동되는 생체모방 종이작동기는 탐사 및 정찰에 사용될 수 있는 초소형 벌레로봇, 초소형 비행체, 오락산업, 음향 등에 사용할 수 있다. 
본 세미나에서는 셀룰로오스 EAPap의 제조방법과 EAPap 작동기의 작동원리를 설명하고 초경량 생체모방 종이작동기를 구동하기 위한 마이크로파 원격구동기술을 소개한다. 렉테나 (rectenna)는 마이크로파의 전력을 직류로 바꿔 주는데 이 전력을 배분하게 되면 작동기의 움직임을 원하는 데로 만들 수 있다. 한편, 환경변화에 강건한 EAPap 작동기, 압전성이 우수한 압전종이, 탄소나노튜브, 산화아연, 산화주석, 산화타이타늄 등의 나노재료를 접목한 셀룰로오스 하이브리드 복합재의 응용에
대해서 소개한다.

6. 연사약력 :
(학력) Ph.D. Engineering Science and Mechanics, The Pennsylvania State University, University
Park, USA, 1995 / M.S. Mechanical Engineering, The Korea Advanced Institute of Science
and Technology (KAIST), Seoul, Korea, 1987 / B.S. Mechanical Engineering, Inha University,
Incheon, Korea, 1985
(경력) 2009. 03 ~ 현재 : 인하펠로우교수
1996. 03 ~ 현재 : 인하대학교 기계공학과 조교수,부교수,교수
2010. 01 ~ 현재 : 한국정밀공학회 편집이사
2003. 07 ~ 2005. 12 : 과학기술부 지정 EAPap Actuator 창의연구단  단장
2001. 06 ~ 2001. 08, 2001. 12 ~ 2002. 02, 2004. 06 ~ 2004. 08 : 미국 NASA Langley연구소 방문과학자
1992. 05 ~ 1995. 12 : 미국 펜실바니아 주립대학교 연구조교
1987. 03 ~ 1991. 06 : 신도리코 기술연구소 주임연구원.

7. 문 의 : 기계항공공학부 김호영 교수 (hyk@snu.ac.kr)