아주대-전북대 공동 연구팀, ‘물리학계 난제’ 마찰전기 대전열의 메커니즘 규명

아주대학교 연구진이 물리학계에서 오랫동안 풀리지 않던 마찰전기 대전열의 메커니즘을 이론과 실험으로 규명하는 데 성공했다.

30일 아주대에 따르면 조성범 교수(첨단신소재공학과) 연구팀이 마찰전기 대전열이 시시각각 다르게 변화하는 메커니즘을 이론과 실험으로 규명했다.

정창규 전북대 교수가 교신저자로, 현재 영국 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 마리퀴리 펠로우로 재직 중인 줄리오 파티(Giulio Fatti) 박사가 제1저자로 참여했다.

마찰전기는 두 물체가 접촉할 때 한 물체는 양전하, 다른 한 물체는 음전하 전기를 띄는(대전) 현상이다.

하지만 마찰전기 대전열이 어떤 원리로 결정되는지는 완벽하게 밝혀지지 않았다.

아주대 공동 연구팀은 난제를 규명하려고 양자역학 기반의 컴퓨터 시뮬레이션과 마찰전기 기반 전자소자를 제작, 전자와 이온의 흐름을 연구했다.

연구팀은 대부분의 물질에서 전자들이 한 물질로 옮겨갔다가 돌아오지 못하면서(갇힌 전하 이론) 마찰전기가 발생하는 걸 발견했다.

더욱이 두 물질이 접촉할 때마다 이온의 분포가 바뀌어 마찰전기의 대전 경향성이 매번 달라진다고 확인했다.

조성범 교수는 "이번 연구는 마찰전기에 대한 오랜 난제를 규명했다"며 "학술적 진보에서 더 나아가 마찰전기를 이용한 여러 응용 소자들이 가진 신뢰성의 문제를 해결할 수 있을 걸로 본다"고 했다. 

김강우 기자 [e-mail]