ETRI가 개발한 그래핀 기반의 투명 유연전극. 전기변색층이 착색된 후에도 밑바닥의 ETRI가 보일 정도로 투과도가 높다. ETRI 제공
국내 연구진이 그래핀을 이용해 순식간에 색깔이 변하는 유연한 투명전극을 개발했다. 에너지 절감을 위한 스마트 창이나 실외용 광고, 디스플레이 정보표시 소자 등에 활용될 수 있을 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 그래핀을 네 개 층으로 쌓아 0.5초 만에 색깔이 변하는 '전기변색소자'를 개발했다고 27일 밝혔다.
이 소자는 그래핀을 재료로 한 만큼 전기전도도가 매우 높고 투명하면서 쉽게 구부릴 수 있다. 연구팀은 종이 두께의 100만분의 1 정도인 그래핀을 1층 쌓은 후 그 위에 열전사필름을 160℃ 고온에서 전사시키는 방식으로 최대 6층까지 쌓았다. 여기에 폴리머 계열의 전기변색 물질을 올려 샌드위치처럼 소자화한 두께 2㎜, 가로세로 2×3㎝ 크기의 투명 전기변색소자를 만들었다.
특히 4층을 쌓았을 때 전기화학적 안정성이 가장 우수하고 90% 이상의 높은 투과도를 유지하면서 변색 속도도 10배나 빨라졌다. 전기저항은 기존 인듐주석산화물(ITO) 소재보다 높고, 색이 바뀌는 속도도 기존보다 최대 10배 빠른 0.5초 이하로 개선됐다.
연구팀은 이 소자가 스마트창이나 자동차용 룸미러 등의 에너지 절감소자나, 군인이나 탱크 등을 위장하는 데 쓰일 수 있을 것으로 기대한다. 또 면적을 키우면 웨어러블 기기에도 적용할 수 있을 것으로 보고 후속연구를 할 계획이다.
김태엽 ETRI 실감디스플레이연구그룹 프로젝트 리더는 "이 소자를 군화, 방탄모, 위장복 등에 적용, 적으로부터 아군을 보호하는 위장기술을 개발할 계획"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'에 최근 실렸으며, 과학기술정보통신부와 산업통상자원부의 지원을 받아 연구가 이뤄졌다.
