휴대용 전자기기, 스스로 전기생산 길 열리나..자가구동 광전자센서 기대

기사입력 : 2018년08월01일 23:04

최종수정 : 2018년08월01일 23:05

제주대 김상재 교수팀 '스스로 발전, 빛에 반응' 에너지수확기 개발
자가구동 신소재기반 IoT 및 광전자센서 개발 기대

자가발전과 광검출 동시구현 가능한 SbSI 압전나노발전기 모식도[자료=한국연구재단]

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 각종 휴대용, 웨어러블 전자기기의 자가발전 장치로 기대되는 나노 발전기에 빛을 검출하는 기술을 개발했다.

1일 한국연구재단에 따르면 제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수팀은 ‘안티모니 요오드화황(SbSI)’ 화합물 소재를 사용해 다기능 감광성 압전 나노발전기를 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 압력‧진동에 의한 자가발전과 광검출 특성을 동시에 갖는 새로운 강유전성 나노 소재를 활용해 나노 발전기를 한층 발전시켰다.

소재로 쓰인 '안티모니 요오드화황'은 압력이나 진동을 가하면 전기가 발생하는 압전(壓電, piezo-electric) 효과를 비롯해 반도체, 광반응 특성 등 다양한 기능이 있다.

이를 사용해 처음으로 제작된 압전 나노 발전기는 2N(뉴턴)의 작은 외력에도 5V(볼트), 150nA(나노암페어)의 전류를 생성하고, 적색 빛을 조사했을 때 0.1∼0.01초 만에 반응하는 뛰어난 광스위칭 속도를 보였다.

나노발전기는 아주 작은 크기의 물질을 이용해 인체의 움직임과 같이 주변에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확한다. 발전기가 작고 가벼우며 구동 회로가 단순화‧집적화할 수 있다. 착용형‧휴대용‧신체이식형 기기에 적용될 미래지향적 기술이다.

김 교수는 “개발된 SbSI 나노발전기는 자체 발전, 감광성 압전 특성, 광스위칭 및 응답특성, 자가발전 및 센싱소자의 일체화 등 차별화한 특징이 있다”고 말했다.

또한 ”광 트랜지스터, 광 검출기 등의 차세대 광 스위칭 소자뿐만 아니라 전력공급이 어려운 지역의 화재경보 및 초미세먼지 모니터링 시스템 등의 사물인터넷(IoT) 리모트 센서에 적용될 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 권위있는 국제학술지 나노에너지(Nano energy) 올 8월호 논문으로 게재됐다.

◆ 연구자가 직접 전하는 ‘연구이야기’

제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [사진=한국연구재단]

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲ 소속한 제주대 연구실에서는 차세대 자체 전원공급센서 및 시스템의 개발을 목표로 나노발전기, 에너지저장원 및 자가구동센서의 집적화시스템의 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 이번 연구에서 처음으로 SbSI 소재를 이용한 나노발전기를 제작했고 압전에 의한 광응답 및 광검출 특성을 확인했다. 소자의 유연성, 제작시간과 비용, 다기능 신소재의 적용 등에서 현재의 광전자시스템 분야의 기반기술을 일부 대체할 가능성이 있다. 특히, 제작 소자의 압전나노발전과 광센싱의 동시 작동기능은 외부 전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱 시스템 개발에 적용이 기대된다.

- 어떻게 활용될 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲ SbSI소재를 활용한 압전-반도체-광특성의 3가지 결합 기구는 유연 전자공학, 스위칭 소자, 광다이오드 및 트랜지스터 기술, 광통신, 광 검출기 등의 개발에 적용과 접근이 가능하다. 외부전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱시스템 개발을 목표로 하고 있다.

에너지수확 및 광 검출성능(응답속도, 스위칭속도), 노이즈 저감, 소자의 안정성, 소자설계와 패키징 기술의 개선 및 원천기술 확보가 우선시돼야 한다. 또 SbSI 소재의 압전 및 광전자 소자 적용은 기술의 도입기에 해당, 향후 3년간의 연구개발 성과 여부에 따라 상용화 여부가 결정될 것으로 판단된다.

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲ 지리적으로 격리되고 고립된 지역의 전력공급 및 센싱시스템을 위한 외부 전원이 필요 없도록 자연환경을 이용해 에너지 발생 및 저장에 기반한 자가 구동 센싱 시스템의 가능한 방법을 모색한 것이 계기가 됐다.

기존 연구와는 차별화해 일상적으로 버려지는 기계적인 에너지와 빛 에너지의 동시 활용이 가능하고도 외부전원이 필요 없는 센서를 개발하던 중 AVBVICVII족 물질의 강유전-반도체-광특성이 예상되는 SbSI 소재의 특성을 이용, 나노발전기를 처음으로 제작했다. 이어 자가발전 및 광검출의 동시구현이 가능한 새로운 소자개발에 적용하게 됐다.

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲ 후속연구에서는 다른 다양한 원소의 AVBVICVII 족 화합물의 조성에 의한 자가 구동 광검출 소자의 개량 및 상용화 통하여 지역 및 사회에 공헌하고 먹거리를 창출할 수 있는 가시적인 성과를 도출했으면 한다.

- 기타 특별한 에피소드가 있었다면?

▲ 주변의 열악한 환경에 굴하지 않았다. 이 주제에 관해 여러 번에 걸친 수정 및 보완실험을 통해 장기적 안목으로 포기하지 않은 것이 좋은 결과를 도출한 것으로 판단된다.

kimys@newspim.com

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해커에 행정망 뚫렸다...국정원 "피해사실 확인" [서울=뉴스핌] 이영종 통일전문기자 = 해커집단으로 추정되는 세력이 온나라시스템을 비롯한 정부 행정망에 침투해 자료를 열람한 것으로 파악됐다. 국가정보원은 17일 보도자료를 통해 공공부문 및 민간업체의 해킹피해 상황을 전하면서 "지난 7월 온나라시스템 등 공공ㆍ민간분야 해킹 첩보를 사전에 입수, 행안부 등 유관기관과 합동으로 정밀 분석을 실시해 해킹 사실을 확인하고 추가피해 방지를 위한 대응에 적극 나섰다"고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 이영종 통일전문기자 = 국정원이 17일 정부행정망 온나라시스템에 대한 해킹 피해 사실을 공개하면서 설명을 위해 제공한 해커들의 침투 개요도. [사진=국정원] 2025.10.17 yjlee@newspim.com 국정원은 "해커는 먼저 다양한 경로로 공무원들의 행정업무용 인증서(GPKI)ㆍ패스워드 등을 확보한 것으로 보이며, 인증체계를 면밀히 분석한 뒤 합법적 사용자로 위장해 행정망에 접근한 것으로 밝혀졌다"며 "이후 인증서(6개) 및 국내외 IP(6개)를 이용해 2022년 9월부터 올해 7월까지 행안부가 재택근무를 위해 사용하는 원격접속시스템(G-VPN)을 통과, 온나라시스템에 접속해 자료를 열람했다"고 밝혔다. 점검 결과, 정부 원격접속시스템에 본인확인 등 인증체계가 미흡하고 온나라시스템의 인증 로직이 노출되면서 복수기관에 접속이 가능하였고 각 부처 전용 서버에 대한 접근통제가 미비한 것이 사고원인으로 드러났다. 이에따라 국정원은 해커가 악용한 6개 IP주소를 全 국가ㆍ공공기관에 전파ㆍ차단하는 등 해커의 접근을 막는 긴급 보안조치를 단행했다. 또 △정부 원격접속시스템 접속시 ARS 등 2차 인증 적용 △온나라시스템 접속 인증 로직 변경 △해킹에 악용된 행정업무용 인증서 폐기 △피싱사이트 접속 추정 공직자 이메일 비밀번호 변경 △각 부처 서버 접근통제 강화 △소스코드 취약점 수정 등의 조치를 통해 추가 해킹 가능성을 차단했다고 국정원은 설명했다. 다른 부처에도 해킹 정황은 드러났다. 국정원은 "A 부처 행정메일 서버 소스코드 노출이 확인되었는데 해킹에 악용될 우려가 있어 개발업체와 함께 소스코드를 분석해 보안이 취약한 것으로 판단되는 부분을 수정했다"며 "또 일부 패스워드가 노출된 B 부처 행정업무용 인증서(GPKI)의 패스워드를 변경했다"고 밝혔다. 서울 내곡동 국가정보원 본부 청사와 원훈석 [뉴스핌 자료사진] 해커가 구축한 피싱사이트에 접속한 것으로 보이는 180여개의 공직자 이메일 계정에 대해서도 해킹 가능성에 대비해 전체 비밀번호를 변경했으며 현재까지 이로 인한 별다른 피해는 확인되지 않았다고 국정원은 전했다. 또 민간의 경우 서버인증서 노출, 원격관리시스템(VPN) 접속 페이지 노출 등의 피해가 있어 해당업체에 위험성을 통보, 보안조치를 요청했으며 통신업체에 대해서는 과기정통부가 피해여부를 별도로 확인 중"이라고 덧붙였다. 이번 사태의 배후와 관련 국정원은 "미국 해커 잡지인 '프랙'은 이번 해킹을 자행한 배후로 북한 '김수키' 조직을 지목했다"고 설명했다. 하지만 "금번 해킹에서 확인된 해커 악용 IP주소 6종의 과거 사고 이력, GPKI 인증서 절취 사례 및 공격방식ㆍ대상의 유사성 등을 종합적으로 분석중이지만 현재까지 해킹소행 주체를 단정할만한 기술적 증거는 부족한 상황"이라고 강조했다. 또 "해커가 한글을 중국어로 번역한 기록, 대만 해킹을 시도한 정황 등이 확인 되었지만 국정원은 모든 가능성을 열어 두고 해외 정보협력기관 및 국내외 유수 보안업체와 협력해 공격 배후를 추적하고 있다"고 밝혔다. 김창섭 국정원 3차장은 "온나라시스템 등 정부 행정망은 국민의 생활과 행정 서비스의 근간인 만큼, 진행중인 조사를 조속히 마무리하고 재발방지를 위한 범정부 후속대책을 마련해 이행할 계획"이라고 보도자료를 통해 밝혔다. yjlee@newspim.com 2025-10-17 13:31

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전 프로야구 선수 조용훈, 생방송 중 추락사 [서울=뉴스핌] 양태훈 기자 = 국가대표 출신 전직 프로야구 선수 조용훈(37)씨가 경기 부천시의 한 아파트 옥상에서 추락해 숨졌다. 17일 경기 부천 원미경찰서에 따르면 이날 오후 6시 24분께 부천시 원미구 소재 아파트 옥상에서 조씨가 추락했다는 신고가 112에 접수됐다. 신고를 받고 출동한 소방당국은 현장에서 이미 숨진 조씨를 발견해 경찰에 인계했다. 119 구급차. 사진은 기사와 무관. [사진=뉴스핌 DB] 조씨는 사고 당시 유튜브 라이브 방송을 진행하던 중이었던 것으로 알려졌다. 방송 중 옥상에서 이상 행동을 보이자 이를 지켜보던 시청자들이 즉각 경찰에 신고한 것으로 전해졌다. 조씨는 2006년 투수로 현대 유니콘스에 입단해 넥센 히어로즈 등에서 활약했으며, 2014년 은퇴했다. 은퇴 후에는 유튜버로 활동해왔다. 경찰은 범죄 관련성은 없는 것으로 판단하고, 정확한 사망 경위를 조사 중이다. dconnect@newspim.com 2025-10-17 22:07