은 나노와이어를 이용한 플렉서블 투명전극을 사람 피부에 붙여 작동하는지 여부를 실험하는 모습. 재료연구소 제공
뛰어난 기술은 한 기업의 경쟁력을 높일 뿐만 아니라 세계 산업 구도와 인류 생활을 바꾸기도 한다. 정부가 R&D 성과가 시장에서 빛을 볼 수 있게 '서랍속 기술'을 사업화하는 일에 적극적인 까닭이다. 아직 사업화되지 못 했지만 상품화 경쟁력이 우수한 유망 기술을 미래창조과학부와 함께 선정해 소개한다.
휘거나 구부리는 것을 뛰어넘어 고무처럼 잡아당겨도 정상적으로 작동하는 플렉서블 투명전극이 개발됐다. 향후 스마트워치와 플렉서블 디스플레이, 태양전지, 웨어러블 기기 등의 차세대 전자소자로 활용될 것으로 기대된다.
재료연구소 김창수 박사팀은 '은 나노와이어를 이용한 차세대 플렉서블 투명전극 제조기술'을 개발, 국내 업체를 대상으로 기술이전을 추진하고 있다.
이 기술은 현재 폭넓게 사용하는 산화인듐주석(ITO)을 대체할 은 나노와이어를 투명전극으로 활용, 휘어지는 것은 물론 종이처럼 구겨도 전기적 특성을 구현할 수 있다. 은 나노와이어는 ITO와 유사한 전기적·물리적 특성을 나타내면서도 제조단가가 저렴하고 유연성이 우수해 디스플레이, 태양전지 등 다양한 전자소자의 투명전극으로 주목받는 차세대 소자다.
김 박사팀은 인쇄전자 공정으로 빛을 받으면 굳는 플라스틱 계열의 광경화성 폴리우레탄 기판 내부에 은 나노와이어를 함침시켜 투명전극을 만들었다. 이렇게 만든 투명전극은 높은 투명도와 우수한 전기전도도를 띠면서 1000번 이상 접거나 꼬아도 기능이 유지될 뿐 아니라 기판이 형상기억 특성을 지니고 있어 원래 모양으로 쉽게 복원된다. 태양전지에 적용하면 구겨진 상태에서도 햇빛으로 충전할 수 있다.
특히 김 박사팀은 최근 플렉서블 투명전극을 고무처럼 잡아당겨도 작동하는 형태로 업그레이드하는 데 성공했다. 휘거나 구부리는 것은 물론 잡아당겨도 전극 특성을 구현하는 신축성 있는 플렉서블 투명전극을 개발한 것이다. 김 박사팀은 미래창조과학부 연구성과 사업화 지원사업을 통해 기술을 은 나노와이어 관련 기업과 디스플레이 업체에 이전하기 위한 작업을 하고 있다.
김창수 박사는 "은 나노와이어를 이용한 플렉서블 투명전극은 모바일, 액정 디스플레이, 전자종이, OLED 등 다양한 분야에 활용될 수 있고, 플렉서블 디스플레이나 태양전지, 터치패널, 웨어러블 기기 등의 산업이 성장하면서 상당한 부가가치를 창출할 것"이라고 말했다.
