미국, 휴대폰 충전을 위한 마이크로 윈드밀 활용
| 원문제목 : Technology Uses Micro-Windmills to Recharge Cell Phones | |
| 정보제공 : GTnet | 국가 : 미국 |
| 발행일 : 2014-01-15 | 등록일 : 2014-01-17 |
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텍사스알링턴대학(UT Arlington, UTA)의 Chiao 교수는 풍력에너지를 통해 전기를
생산할 수 있는 마이크로 윈드밀(Micro-windmill)을 설계하였다. 이러한 기술은 거대한 풍력터빈이 선호되지 않는 가정을 위한
풍력발전이나 충전이 항상 요구되는 스마트폰 배터리를 위한 혁신적인 해결방안이 될 것으로 기대된다. UTA의 ?Smitha Rao와 J.-C.
Chiao는 약 1.8 mm의 장치를 설계 및 제조하였다. 소형 장치의 크기는 10개 마이크로 윈드밀이 쌀 한알 정도로 매우 작다. 이러한 소형
풍차 수 백개를 휴대폰에 적용한다면 창문에서 들어오는 외부의 바람이나 휴대폰 움직임에 따라 만들어지는 인공 바람을 이용하여 전기를 생산하고,
이를 배터리에 공급할 수 있을 것이다.
?이들의 마이크로 로보틱 장치는 대만의 한 회사의 관심을 사로잡았다. Rao와 Chiao는 새로운 장치 설계에 대해 고민하였고, 대만 회사는 독자적인 제조 공정과 반도체 제조산업의 신뢰성을 보유하고 있었다. Rao는 "우리가 마이크로 윈드밀에 대한 아이디어를 보여주었을 때 이 회사는 매우 놀라워했다."라고 밝혔다.? ?Rao의 설계는 종이접기 개념을 일반 웨이퍼 규모의 반도체 장치 설계에 적용하였다. 연구진은 자신들의 연구에 관심을 보였던 대만 제조 회사인 WinMEMS Technologies가 최적화한 평면 적층구조 전기도금 기술(Planar Multilayer Electroplating Techniques)을 이용하여 2차원 금속 조각으로부터 복잡한 3차원 이동식 기계 구조물(Moveable Mechanical Structure)을 자가 조립할 수 있게 되었다. Chiao는 "마이크로 윈드밀은 금속합금의 특징인 유연성을 보유하고 있으며, Rao의 설계를 통해 기능을 최소화하였기 때문에 큰 문제없이 작동한다."라고 밝혔다.
WinMEMS사는 MEMS(Micro-electro Mechanical system) 연구에 관심을 갖게 되었고, UTA와 협력 관계를 시작하였다. 지난 2013년 WinMEMS사의 대표들은 UTA를 방문하여 협력에 관해 논의하기도 하였다. 이들은 UTA가 지적재산권을 보유하고, WinMEMS는 상업화 관련 기회를 확보하는 것에 동의하였다. UTA는 이 기술에 대한 특허출원을 진행 중에 있다. ?현재 WinMEMS는 UTA와의 협력내용을 웹사이트나 외부발표를 통해 보여주고 있다. 여기에는 마이크로 윈드밀, 기어, 인덕터 등 다양한 제품이 포함되어 있으며, 이들 제품은 모두 인간의 머리카락 직경의 일부일 정도로 작다. 이러한 장치들은 수술 도구, 위험한 지역의 탐색하기 위한 감지장치, 마이크로장치를 조립하기 위한 제조 도구 등으로 활용될 수 있는 마이크로 로봇 제작에 필수적이다.
지난 2009년 ?UTA에서 박사학위를 획득하였던 Rao는 "WinMEMS사와 같은 국제적인 회사가 이러한 연구결과에 관심을 갖는 것과 연구결과가 어떻게 사용될 수 있는가를 볼 수 있는 것은 기쁜 일이다. 그러나 이러한 마이크로 윈드밀은 이제 시작일 뿐이다."라고 말한다. 지난 2013년 9월 Chiao의 연구실에서는 이 마이크로 윈드밀에 대한 테스트를 성공적으로 수행하였다. 이 미세 풍차는 소재 균열이 발생하지 않으면서 강력한 인공 바람하에서 작동이 가능한 것으로 나타났다. 이는 강력한 니켈 합금과 스마트 에어로다이나믹 설계를 채용하였기 때문이다.
Rao는 "MEMS 설계자가 갖고 있는 가장 큰 문제는 소재가 너무 약하다는 것이다. 연구진은 니켈 합금을 사용하여 이러한 어려움을 겪지 않았다. 이들은 매우 견고하다."라고 밝혔다. 마이크로 윈드밀은 배치식 공정을 사용하는 어레이(Array)에서 제작된다. 한 개의 장치를 제작하는 비용은 수 백 또는 수 천개의 단일 웨이퍼(Wafer)를 만드는 것과 비슷한 선이다. 따라서 매우 저렴한 시스템을 통한 대량 생산이 가능하다."라고 설명하였다.
Chiao는 "이들이 휴대용 전자제품 표면에 값싸게 제작될 수 있다고 생각해보자. 배터리가 부족하면 스마트폰을 옷의 소매 등에 넣고 움직이면 이 작은 장치는 인공적으로 만들어지는 바람을 이용해 배터리 충전에 필요한 전기를 생산할 수 있다."라고 말한다. 또한 그는 장치의 작은 크기로 인해 집안이나 건물의 벽 등에 수 천개의 마이크로 윈드밀을 설치하여 풍력을 확보할 수 있다고 덧붙였다.
URL : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140115074336.htm
?이들의 마이크로 로보틱 장치는 대만의 한 회사의 관심을 사로잡았다. Rao와 Chiao는 새로운 장치 설계에 대해 고민하였고, 대만 회사는 독자적인 제조 공정과 반도체 제조산업의 신뢰성을 보유하고 있었다. Rao는 "우리가 마이크로 윈드밀에 대한 아이디어를 보여주었을 때 이 회사는 매우 놀라워했다."라고 밝혔다.? ?Rao의 설계는 종이접기 개념을 일반 웨이퍼 규모의 반도체 장치 설계에 적용하였다. 연구진은 자신들의 연구에 관심을 보였던 대만 제조 회사인 WinMEMS Technologies가 최적화한 평면 적층구조 전기도금 기술(Planar Multilayer Electroplating Techniques)을 이용하여 2차원 금속 조각으로부터 복잡한 3차원 이동식 기계 구조물(Moveable Mechanical Structure)을 자가 조립할 수 있게 되었다. Chiao는 "마이크로 윈드밀은 금속합금의 특징인 유연성을 보유하고 있으며, Rao의 설계를 통해 기능을 최소화하였기 때문에 큰 문제없이 작동한다."라고 밝혔다.
WinMEMS사는 MEMS(Micro-electro Mechanical system) 연구에 관심을 갖게 되었고, UTA와 협력 관계를 시작하였다. 지난 2013년 WinMEMS사의 대표들은 UTA를 방문하여 협력에 관해 논의하기도 하였다. 이들은 UTA가 지적재산권을 보유하고, WinMEMS는 상업화 관련 기회를 확보하는 것에 동의하였다. UTA는 이 기술에 대한 특허출원을 진행 중에 있다. ?현재 WinMEMS는 UTA와의 협력내용을 웹사이트나 외부발표를 통해 보여주고 있다. 여기에는 마이크로 윈드밀, 기어, 인덕터 등 다양한 제품이 포함되어 있으며, 이들 제품은 모두 인간의 머리카락 직경의 일부일 정도로 작다. 이러한 장치들은 수술 도구, 위험한 지역의 탐색하기 위한 감지장치, 마이크로장치를 조립하기 위한 제조 도구 등으로 활용될 수 있는 마이크로 로봇 제작에 필수적이다.
지난 2009년 ?UTA에서 박사학위를 획득하였던 Rao는 "WinMEMS사와 같은 국제적인 회사가 이러한 연구결과에 관심을 갖는 것과 연구결과가 어떻게 사용될 수 있는가를 볼 수 있는 것은 기쁜 일이다. 그러나 이러한 마이크로 윈드밀은 이제 시작일 뿐이다."라고 말한다. 지난 2013년 9월 Chiao의 연구실에서는 이 마이크로 윈드밀에 대한 테스트를 성공적으로 수행하였다. 이 미세 풍차는 소재 균열이 발생하지 않으면서 강력한 인공 바람하에서 작동이 가능한 것으로 나타났다. 이는 강력한 니켈 합금과 스마트 에어로다이나믹 설계를 채용하였기 때문이다.
Rao는 "MEMS 설계자가 갖고 있는 가장 큰 문제는 소재가 너무 약하다는 것이다. 연구진은 니켈 합금을 사용하여 이러한 어려움을 겪지 않았다. 이들은 매우 견고하다."라고 밝혔다. 마이크로 윈드밀은 배치식 공정을 사용하는 어레이(Array)에서 제작된다. 한 개의 장치를 제작하는 비용은 수 백 또는 수 천개의 단일 웨이퍼(Wafer)를 만드는 것과 비슷한 선이다. 따라서 매우 저렴한 시스템을 통한 대량 생산이 가능하다."라고 설명하였다.
Chiao는 "이들이 휴대용 전자제품 표면에 값싸게 제작될 수 있다고 생각해보자. 배터리가 부족하면 스마트폰을 옷의 소매 등에 넣고 움직이면 이 작은 장치는 인공적으로 만들어지는 바람을 이용해 배터리 충전에 필요한 전기를 생산할 수 있다."라고 말한다. 또한 그는 장치의 작은 크기로 인해 집안이나 건물의 벽 등에 수 천개의 마이크로 윈드밀을 설치하여 풍력을 확보할 수 있다고 덧붙였다.
URL : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140115074336.htm
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