스마트폰 같은 전자기기 투명전극에 널리 사용되는 희소금속 인듐을 대체할 수 있는 은 나노와이어를 산화그래핀으로 코팅해 안정성을 크게 높인 투명전극 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
산화그래핀으로 코팅된 은나노와이어는 유연한데다 저항성과 내구성이 강해 휘어지는 디스플레이와 태양전지 등의 개발에 기여할 전망이다.
이효영 성균관대 교수와 김운천 삼성전기 박사팀의 이번 연구결과는 네이처 자매지인 `사이언티필 리포트` 온라인판에 게재됐다.
최근 중국과 일본 사례에서 보듯 각종 전자기기의 소재가 되는 희귀광물은 국가 간 외교분쟁의 원인이 될 만큼 중요한 전략적 자원이다. 그 가운데서도 `제2의 희토류`로 불릴 정도로 희귀한 인듐은 투명하면서도 전기가 잘 통해 TV나 스마트폰에 쓰이는 투명전극 필름의 원재료로 널리 사용된다. 하지만 인듐은 광석 1톤당 0.05g밖에 존재하지 않고 그마저 주석이나 납 등과 함께 존재하기 때문에 생산이 쉽지 않다. 또 인듐으로 만든 투명전극 `인듐주석산화물(ITO)`은 구부릴 경우 부서지기 때문에 휘어지는 디스플레이 등에는 적용하기 힘들다.
연구팀은 은나노와이어를 아주 얇은 단일 탄소층인 산화그래핀으로 코팅해 투명도는 떨어뜨리지 않으면서도 공기에 의한 산화는 견딜 수 있도록 한 유연한 투명전극 필름을 개발했다. 높은 투명도와 전기전도도, 낮은 빛반사를 동시에 만족시킬 뿐만 아니라 2개월 이상 공기 중에 노출시켜도 산화되지 않도록 했다.
홍기범기자 kbhong@etnews.com