국내 연구진이 쉽게 접고 구부릴 수 있으면서도 전도 특성을 유지하는 신축성 전극을 개발했다. 글로벌 프런티어 소프트일렉트로닉스 연구단의 KAIST(한국과학기술원) 전석우·김도경 교수팀은 미국 노스웨스턴대·일리노이대 공동연구팀과 협력해 고신축성 차세대 유연전자소자 원천기술을 개발했다고 3일 밝혔다.
입을 수 있는 컴퓨터나 유연한 디스플레이 기술이 실현되려면 유연전자소자의 신축성이 필요하다. 그 동안 소자의 신축성을 늘리기 위해 재료에 미리 주름을 주거나 변형에 순응할 수 있도록 2차원 평면 기공구조를 만들었다. 하지만 신축성이 좋지 않고 전기 전도도가 낮은 한계가 있었다.
연구팀은 220% 늘어난 상황에서도 전기 전도성의 변화없이 발광다이오드(LED) 램프를 성공적으로 구동하는 전극을 개발했다. 1×1인치의 대면적에 10마이크론(머리카락 굵기의 10분의 1) 두께의 3차원 정렬 나노 기공구조를 제작했다. 이 구조를 주형으로 나노 기공에 탄성중합체를 침투시킨 뒤 주형을 제거하는 방식으로 3차원 나노 네트워크 소재를 만들었다. 제작된 기공구조는 완벽한 정렬 상태로 연결되며 연결된 기공에 액체상의 전도성 물질을 주입하고 봉합하면 변형에도 높은 전도도를 유지했다.
전석우 교수는 “차세대 전자소자인 유연소자 분야에서 세계 최고 수준의 신축성 전극”이라며 “한국이 유연소자 개발에서 기술 우위를 선점할 수 있을 것”으로 기대했다.
윤대원기자 yun1972@etnews.com