배터리 없이도 휴대폰 사용

 

                                                                                                                          

• 정보는 힘이다 

▲ 압전소자를 이용한 자가발전 의류 원리도. 섬유 표면에 붙어 있는 미세한 압전소자들 이 서로 부딪히면서 전류를 생산한다. /미 조지아공대

 

 

배터리 없이도 휴대폰을 사용할 수 있는 날이 머지않았다. 통화 목소리만으로 전기를 만들 수 있는 새로운 물질이 개발됐기 때문이다. 공중전화 박스가 도심의 발전소로 변신할 수도 있다는 말이다.

미국 텍사스A&M대의 타히르 카긴(Cagin) 교수는 지난 1일 미국 물리학회가 발행하는 '피지컬 리뷰B'지에 발표한 논문에서 "발전효율이 100% 증가한 나노미터(10억분의 1m) 단위의 압전소자(壓電素子)를 개발했다"고 밝혔다.

압전소자의 영어명(piezoelectric element)은 누른다는 의미의 그리스어 'piezein'에서 유래했다. 1880년 후일 퀴리 부인의 남편이 된 피에르 퀴리가 형과 함께 발견한 것으로, 압력을 가해 모양이 변하면 전류가 발생하고, 반대로 전류를 흘리면 모양이 변하는 물질이다. 가스레인지의 스위치를 누르면 불꽃이 튀는 것도 압전소자 덕분이다.

카긴 교수팀은 압전소자의 굵기를 달리하면서 발전(發電) 효율을 측정했다. 그 결과 굵기가 21나노미터일 때 발전 효율이 100% 증가하는 것으로 나타났다. 그보다 굵거나 얇을 때는 발전 효율이 감소했다.

1나노미터는 머리카락 굵기의 10만분의 1 정도다. 그렇다면 이번에 개발된 압전소자는 머리카락의 5000분의 1 굵기의 아주 미세한 선이라고 볼 수 있다.

연구진은 이 정도 굵기의 압전소자는 사람이 말할 때 나오는 음파의 압력에도 쉽게 휘어져 전류를 발생시킬 수 있을 것으로 보고 있다. 이 전류는 휴대폰이나 MP3 등 각종 휴대 전자기기에 들어 있는 마이크로칩을 구동시킬 수 있다.

압전소자를 이용한 발전장치는 이번이 처음은 아니다. 지난 2월 미 조지아공대 연구진은 움직이면 전류가 발생하는 의류용 압전소자 섬유를 개발한 바 있다. 영국에서는 바닥에 압전소자를 깔아 사람들이 춤을 추며 발을 구르면 조명이 켜지게 한 나이트 클럽도 등장했다. 하지만 휴대용 전자기기 안에 장착될 수 있을 정도로 작은 발전용 압전소자는 새로운 시도로 받아들여지고 있다.