국내 연구진이 투명성과 신축성을 모두 갖춘 투명전극용 복합소재를 개발, 차세대 웨어러블 전자장치 개발의 실마리를 제시했다.
고승환 서울대 기계항공공학부 교수팀은 투명한 ‘은 나노와이어’와 유연한 ‘탄소나노튜브’를 복합해 투명하고 신축성이 뛰어난 투명전극용 전극소재를 개발했다고 23일 발표했다.
전도성과 투명성이 뛰어난 인듐주석산화물(ITO)은 투명전극 소재로 상용되지만 매장량에 한계가 있어 가격이 불안정하며 유연성이 떨어져 한계가 있었다. 또 은 나노와이어는 투명하나 유연성이 떨어지고 탄소나노튜브는 유연하나 투명성이 떨어져 각각 투명전극의 소재로 한계가 있었다.
연구팀은 은 나노와이어 박막과 탄소나노튜브 박막을 유연한 기판에 얹은 후 전사공정을 거쳐 복합소재를 만들었다. 탄소나노튜브 박막층은 은 나노와이어 박막층에 다양한 전자경로를 제공하고 그물형 구조로 이뤄진 은 나노와이어 박막층을 더욱 촘촘하게 연결해 우수한 투명도와 전도도를 달성했다.
이렇게 만들어진 전극소재는 ITO와 상응하는 수준의 투명도 (85% 이상)와 전도성(면저항 100Ω 이하)을 보이는 것으로 나타났다. 유연성 측면에서도 향상됐다. 1만회의 굽힘이나 완전한 접힘, 원래 길이의 4배 이상으로 잡아당겨도 전도도를 유지했다.
고 교수는 “굽히거나 접어도 안정적으로 전도성을 유지해 착용하였을 때 불편함이 없는 차세대 웨어러블 전자장치 개발에 기여할 것”이라며 “공정시간 단축과 대면적화를 위한 후속연구를 진행할 계획”이라고 말했다.
이번 연구결과는 첨단기능성소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’지 14일자에 게재됐다.
/백나영기자 100na@dt.co.kr
고승환 서울대 기계항공공학부 교수팀은 투명한 ‘은 나노와이어’와 유연한 ‘탄소나노튜브’를 복합해 투명하고 신축성이 뛰어난 투명전극용 전극소재를 개발했다고 23일 발표했다.
전도성과 투명성이 뛰어난 인듐주석산화물(ITO)은 투명전극 소재로 상용되지만 매장량에 한계가 있어 가격이 불안정하며 유연성이 떨어져 한계가 있었다. 또 은 나노와이어는 투명하나 유연성이 떨어지고 탄소나노튜브는 유연하나 투명성이 떨어져 각각 투명전극의 소재로 한계가 있었다.
연구팀은 은 나노와이어 박막과 탄소나노튜브 박막을 유연한 기판에 얹은 후 전사공정을 거쳐 복합소재를 만들었다. 탄소나노튜브 박막층은 은 나노와이어 박막층에 다양한 전자경로를 제공하고 그물형 구조로 이뤄진 은 나노와이어 박막층을 더욱 촘촘하게 연결해 우수한 투명도와 전도도를 달성했다.
이렇게 만들어진 전극소재는 ITO와 상응하는 수준의 투명도 (85% 이상)와 전도성(면저항 100Ω 이하)을 보이는 것으로 나타났다. 유연성 측면에서도 향상됐다. 1만회의 굽힘이나 완전한 접힘, 원래 길이의 4배 이상으로 잡아당겨도 전도도를 유지했다.
고 교수는 “굽히거나 접어도 안정적으로 전도성을 유지해 착용하였을 때 불편함이 없는 차세대 웨어러블 전자장치 개발에 기여할 것”이라며 “공정시간 단축과 대면적화를 위한 후속연구를 진행할 계획”이라고 말했다.
이번 연구결과는 첨단기능성소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’지 14일자에 게재됐다.
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