마찰전기 나노발전기 소자는 현재 에너지 수확의 한 주제로 매우 많은 연구가 되고 있다. 그러나 이 소자는 일반적으로 동작영역이 대기에 노출되어 환경에 매우 크게 성능저하의 영향을 받는다. 이러한 문제를 극복하기 위해 본 연구에서는 3D-fused aromatic ladder (FAL) 구조 기반 마찰전기 나노발전기를 제안했고, 개발된 나노발전소자는 -45도 ~ 100도의 온도와 8.3% ~ 96.7%의 상대습도에서도 안전하고 일정하게 동작함을 보였으며, 또한 개발된 소자의 최고 피크 에너지 밀도는 451.2 μW/cm2까지 발전되었다. 여기서 3D FAL은 높은 표면적과 다공성 특성이 매우 우수하며, 온도, 습도 및 기계적인 안정성을 가지고 있어 매우 우수한 전자적인 응용 특성을 가진다. 특히, 본 연구에서는 온도와 습도의 우수한 특징을 검증하기 위해 눈이 내린 환경에서 자동차의 진행 속도를 검출하는 능동센서로 사용하여 메타버스 공간에 응용한 매우 우수한 결과를 또한 제안하였다.
본 연구결과는 제주대학교 해양시스템공학과 배진호 교수(BK+ 빅데이터 기반해양융합전문인력사업단 단장) 연구팀과 UNIST 에너지화학공학과 백종범 교수 연구팀의 공동연구로 도출된 내용으로 메인 제 1저자 Qazi Muhammad Saqib 박사 (제주대)와 공동 제 1저자 IShfaq Ahmad 박사 (UNIST)가 대학 간의 융합연구 개발을 주도하였으며, 또한 미국의 University of California-Riverside과 파키스탄의 University of Management and Technology이 공동 연구를 한 글로벌 융합 연구의 결과다.
본 연구에서 개발된 결과 (교신저자 배진호 교수(제주대)과 백종범 교수(UNIST))는 Impact Factor 32.086인 세계 최고수준의 저널 ‘어드밴스드 머티리얼즈 (Advanced Materials)'에 실린다고 밝혔다. 논문 제목은 ‘Triboelectric Energy Harvesting from Highly Conjugated Fused Aromatic Ladder Structure Under Extreme Environmental Conditions’이고, 본 논문의 제주대 연구는 과학기술정보통신부 지원의 중견연구지원와 해외우수과학자유치사업 (Brain Pool) 으로 수행되었다.
