국내 연구진이 투명하고 유연한 전극소재인 '은 나노와이어'를 대면적으로 정렬하는 기술을 개발했다.
고현협 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수(사진)팀은 미국 듀크대 연구팀과 공동으로 대면적으로 교차 정렬한 은 나노와이어 투명 전극으로 이뤄진 '플렉시블 역학변색형 압력감지 터치스크린'을 개발했다고 18일 밝혔다.
은 나노와이어는 단면 지름이 나노미터(㎚) 단위인 1차원 선 구조체로, 유연하면서 전도성이 뛰어나 투명전극의 재료로 주목을 받고 있다. 하지만 제어가 까다로운 특성 때문에 대면적으로 균일한 필름을 만들기는 어려웠다.
연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 산업계 인쇄 공정에서 널리 쓰고 있는 '바 코팅 기법'으로 은 나노와이어를 규칙적으로 교차 정렬하는 기술을 개발했다. 이 기술로 만든 가로·세포 20㎝ 크기의 투명전극은 전기가 잘 통하고 투명하며, 매끄러운 표면을 가진다.
연구팀은 이 투명전극에 누르는 힘의 위치 뿐만 아니라 강도까지 감지할 수 있는 3차원 압력 센서를 적용했다. 또 힘을 받으면 색이 변하는 역학변색형 고분자를 결합해 사용자가 누르는 강도와 필기 패턴을 인식해 색깔 진하기로 나타낸다.
고현협 교수는 "바 코팅에 기반한 대면적 은 나노와이어 정렬 기술은 산업계에서 겪고 있는 은 나노와이어 투명전극의 한계를 획기적으로 극복한 만큼 상용화를 앞당길 원천기술이 될 것"이라며 "누르는 힘과 위치를 동시에 인식하는 3차원 터치스크린 개발 역시 중요한 미래 기술이 될 것"이라고 말했다.
