국내 연구진이 피부에 스티커처럼 붙여 디스플레이, 생체신호 측정 등에 활용할 수 있는 초소형 전자회로를 개발했다.
박장웅 UNIST 교수와 배병수 KAIST 교수, 추혜용 ETRI 단장 등이 참가한 공동 연구팀은 접거나 늘어나도 전기적 특성이 유지되는 고성능 ‘그래핀 투명전극’ 제조 기술을 개발하고 이 전극을 이용해 피부나 유리, 나뭇잎 등에 쉽게 붙일 수 있는 투명 전자회로를 구현했다.
연구팀은 먼저 그래핀을 금속섬유와 결합해 기존 그래핀 투명전극의 문제였던 ‘저항값이 높다’는 점을 해결했다.
수m까지 길게 늘인 금속섬유로 연결 저항을 줄였고 그래핀 복합체로 전자가 잘 이동할 수 있게 했다. 그래핀 복합체 제조 과정에서 기존 디스플레이반도체 공정을 그대로 적용해 전극 패턴을 보다 쉽게 만들 수 있도록 했다.
이러한 결과로 나온 그래핀 투명전극은 기존 대비 저항값이 250배가량 낮았다. 투명전극으로 대두되고 있는 금속 나노와이어와 비교해 20배 이상 저항값이 낮다. 공기 중에 장시간 노출되거나 열을 가해도 산화되지 않았고 유연성과 신축성도 우수했다.
이번 연구 성과는 그래핀 복합체를 이용해 투명전극의 저항을 대폭 낮췄다는 점에서 주목받고 있다. 이에 따라 휘어지는 디스플레이나 회로, 센서 등으로 활용할 수 있는 전자피부의 구현도 가능해졌다.
박장웅 교수는 “기존에도 전자피부나 전자타투 등의 연구가 이뤄졌지만, 회로나 패턴들이 그대로 보이는 문제가 있었다”며 “이번 연구로 구현한 전자피부는 모든 물질을 투명하게 만들었기 때문에 어디에 부착해도 보이지 않아 실용적으로 사용가능할 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구성과는 ‘나노 레터스’ 10월 20일자 온라인판에 게재됐다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
