구부리거나 늘려도 높은 해상도로 빛을 감지해 인공망막의 핵심 소자로 쓸 수 있는 나노복합 소재가 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단은 다양한 형태로 변형해도 가시광선 영역의 빛을 정밀하게 감지할 수 있는 '신축성 나노소자'를 개발했다고 8일 밝혔다.
구(球) 형태인 사람의 눈은 곡률 변화에도 다양한 파장대의 빛을 시력 저하 없이 정밀하게 감지할 수 있지만, 전기소자는 형태가 변화하면 빛 감지 능력이 떨어진다.
연구팀은 사람 눈의 기능성을 모사하기 위해 양자점, 유기 반도체성 고분자, 고무처럼 탄성력이 있는 탄성중합체를 최적 비율로 합성해 고신축성 반도체 양자점 나노복합소재를 개발했다.
이 소재를 기반으로 제작된 능동 매트릭스형 다층구조 포토트랜지스터 어레이에 머신러닝(기계학습) 기법을 적용해 형태가 변해도 다양한 빛을 정확하게 감지할 수 있도록 구현했다. 이 소재는 반도체 공정과 호환이 가능하고, 소자 집적도를 크게 높일 수 있다. 또한 더 작은 크기의 소자를 만들 수 있어 고해상도 구현이 가능하다.
기존 신축성 소재는 반도체 공정에서 변형이 생기거나 녹아서 원하는 모양과 크기의 소자 제작이 어려웠다.
현택환 나노입자연구단장은 "고신축성 광전소재·소자 제작 기술과 머신러닝 기법 간의 융합은 인공망막 구현에 중요한 열쇠가 될 것"이라며 "광학소재뿐 아니라, 여러 종류의 나노소재들과 고분자, 탄성중합체를 조합할 수 있어 고기능성·신축성 나노소재 제작에 다양하게 응용될 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 나노 분야 국제 학술지 '네이처 나노테크놀로지(8일자)' 온라인에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
IBS 나노입자연구단은 물리적 형태가 변해도 다양한 빛을 정확하게 감지할 수 있는 '신축성 나노소자'를 개발했다. IBS 제공
