과제구성현황

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연구과제명 극한물성시스템 기계 융합기술

연구책임자

소속 나노연구실
전화 042-868-7550
이메일 jaehkim@kimm.re.kr
연구분야 나노측정, 해석
공동연구자
  • 김광섭(한국기계연구원), 김경식(한국기계연구원), 문명운(한국과학기술연구원, 위탁연구책임자), 강기주(전남대학교, 위탁연구책임자), 한승민(한국과학기술원, 위탁연구책임자)
연구목표 ■ 본 연구에서는 구조물의 기계적 특성을 지배하는 특성길이보다 작은 인공 단위 구조체를 도입하여, 구조물의 특성을 극대화할 수 있는 극한물성 기계적 융합 시스템을 구현하고 이를 실용적인 응용분야에 적용하는 것을 목표로 한다.

연구내용 ■ 제 1 단계 연구 내용
- 자연계에서 관찰되는 기계적 메타물질 분석(예: 벌집구조, 뼈구조, 조개껍질과 같은 복합구조) 및 디자인 원리 규명, 기계적/물리적 특성 분석 기반 구축
- 극한의 기계적 특성을 지니는 메타물질에 대한 이론 연구, 개선 및 최적화
- 계층구조형 기계적 메타물질의 제작 방법에 대한 모색 및 prototype 제작 (오그제틱, 흡음재, 차음재, 탐촉자, 에너지 흡수체, 적층 구조물 등) 및 성능 평가

■ 제 2 단계 연구 내용
- 기계적 메타물질에 응용가능한 계층구조 이론의 적용, 해석, 설계, prototype 구현
- 제작된 prototype의 극한물성 구현 여부에 대한 평가 및 이를 활용한 기계 융합 응용 아이템 도출
- 실용화를 위하여 양산성을 고려한 다양한 구현 기술 (광리소그래피, Roll to Roll 적층, ALD, DLC, Sputtering 등) 모색 및 신뢰성/수율 검증
- 상충적인 기계적 특성을 극한으로 구현하는 메타물질에 대한 디자인 데이터베이스 구축 및 산업적 니즈 분석

■ 제 3 단계 연구 내용
- 인공적인 단위 구조체를 지닌 극한물성시스템을 이용한 기계적 특성 제어 기술의 적용 범위 평가, 극한물성 구현을 위한 메타물질 데이터베이스의 산업 분야별 응용 및 실용화, 기계적 극한물성시스템 기술의 산업계 이전 및 파급
- 극한물성시스템의 기계 융합 아이템의 실용화 방안 도출 (예: 바이오 메디컬, 고기능 구조재료, 흡음재료, 광학재료, 음향학, 유연전자 분야 등)

기대효과 ■ 본 연구를 통하여 최종적으로 개발될 기계 융합 극한물성시스템은 자연계 물질의 기계적 한계를 뛰어 넘는 극한 물성을 구현함으로써, 기계적 특성이 극대화될 필요가 있는 안전진단 분야, 음파 센싱, 메디컬 이미징, 소음 진동 절연 및 제어, 유연 소자, 생체 이식, 자동차 및 항공기용 극한 역학 구조체 분야 등을 포함한 첨단 전자산업 분야, 구조재료 분야, 음향/탄성파 제어 분야, 의료 분야 등에서 다양한 파급 효과를 지닐 것으로 예상된다. 특히 안전진단, 소음 진동 제어 분야, 극한 역학 구조체 분야에서는 본 사업의 수행을 통하여 직접적인 시장 창출 및 실용화가 기대된다.

논문

번호 제목 년도 단계
11 Effects of beta-sheet crystals and a glycine-rich matrix on the thermal conductivity of spider dragline silk 201701 2단계 1차년도
10 Directional Reflective Surface Formed via Gradient-Impeding Acoustic Meta-Surfaces 201608 2단계 1차년도
9 Effect of RGO deposition on chemical and mechanical reliability of Ag nanowire flexible transparent electrode 201608 2단계 1차년도
8 Sound transmission loss of double plates with an air cavity between them in a rigid duct 201605 1단계 2차년도
7 Effect of surface energy on size-dependent deformation twinning of defect-free Au nanowires 201507 1단계 1차년도
6 Synthesis and characterization of single-crystal Cu(In,Ga)Se-2 nanowires: high Ga contents and growth behaviour 201505 1단계 1차년도
5 Time-dependent mechanical-electrical coupled behavior in single crystal ZnO nanorods 201505 1단계 1차년도
4 Stacked Bilayer Graphene and Redox-Active Interlayer for Transparent and Flexible High-Performance Supercapacitors 201504 1단계 1차년도
3 Enhancement in conductivity through Ga, Al dual doping of ZnO nanofibers 201503 1단계 1차년도
2 Graphene as a flexible electronic material: mechanical limitations by defect formation and efforts to overcome 201502 1단계 1차년도
1 Sound Pressure Level Gain in an Acoustic Metamaterial Cavity 201412 1단계 1차년도

특허

번호 산업재산권명 출원/등록 국가 년도 단계
22 손가락 생체정보 인식모듈과, 이것이 적용된 전자기기, 그리고 손가락 생체정보 인식모듈의 제조방법과 트랜스듀서의 제조방법 1 20161202 2단계 1차년도
21 경도가변 캐리어 필름 1 20161114 2단계 1차년도
20 캐리어 필름, 이를 이용한 소자 전사방법 및 소자 전사방법을 이용한 전자제품 제조방법 1 20161018 2단계 1차년도
19 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법 1 20161012 2단계 1차년도
18 마이크로 소자 전사방법 1 20160824 2단계 1차년도
17 메타물질을 이용한 음향 에너지 수확장치 1 20160816 2단계 1차년도
16 헬름홀츠 공진기 및 소형화된 헬름홀츠 공진기를 제조하는 방법 1 20160530 1단계 2차년도
15 계층화 메타물질 제작용 선택적 전사 롤 스탬프 1 20160520 1단계 2차년도
14 공간 스케일링을 이용한 소리 차단 방법 및 장치 1 20160331 1단계 2차년도
13 위상 어레이 음향 포커싱 장치 및 음향 포커싱 방법 1 20151201 1단계 2차년도
12 직조 금속에 기반한 팽창성 구조체 1 20151104 1단계 2차년도
11 상전이 메모리 소자 및 그 제조 방법 1 20150727 1단계 1차년도
10 스핀파 전달 제어 소자 1 20150727 1단계 1차년도
9 나노 박막의 두께 방향 열전도도 측정 방법 1 20150727 1단계 1차년도
8 신축성이 향상된 메타 계면 구조물 및 그 제조방법 1 20150724 1단계 1차년도
7 음향 포커싱 장치 1 20150724 1단계 1차년도
6 점착력 제어 필름 기반 선택적 연속 전사 장치 1 20150724 1단계 1차년도
5 신축성 향상을 위한 메타 계면 구조물 및 그 제작방법 1 20150720 1단계 1차년도
4 전기적 가열을 이용한 초음파 발생기 1 20150716 1단계 1차년도
3 압전 나노박막의 물성 시험 장치 및 방법 1 20150708 1단계 1차년도
2 투명 그래핀 전극과 이의 제조방법 및 이를 이용한 슈퍼커패시터 1 20150325 1단계 1차년도
1 바닥충격음 저감을 위한 바닥 마감 구조 1 20150317 1단계 1차년도

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