미국 연구진이 방사선, 자외선 등 외부 환경에 취약한 은 나노와이어 단점을 보완할 기술을 개발했다. 은 나노와이어를 그래핀으로 코팅해 손상을 막는 아이디어가 적용됐다.
미국 퍼듀대 연구진은 고에너지 전자파에도 견디는 은 나노와이어·그래핀 합성물을 개발했다. 태양전지, 컴퓨터와 가전용 플렉시블 디스플레이, 광전자 소자 분야 활용을 기대했다. 연구진은 고에너지 레이저를 활용한 실험에서 차폐 능력을 증명했다.
은 나노와이어 상용화 돌파구가 될지 주목된다. 은 나노와이어는 유연하고 투명하면서 전도성도 가져 인듐주석산화물(ITO) 대체 물질로 유력하다. ITO는 전극 소재로 우수하지만 인듐 매장량이 제한돼 고가다. 유연성이 떨어지고 시간이 흐르면 분해되거나 부서지기 쉽다.
반면에 은 나노와이어는 가혹한 환경과 전자파에 민감하다. 방사선 손상이 널리 알려졌다. 의료용 영상 촬영, 우주 공간, 태양광에 장기간 노출해도 손상된다. 연구진은 원자 한개 두께 그래핀으로 은나노 와이어를 감싸 이 문제를 극복했다.
라만분광측정 결과 그래핀으로 차폐한 은 나노와이어는 고에너지 레이저 노출에도 견뎠다. 1㎠ 당 2.6㎿ 에너지를 주입해도 은 나노와이어가 손상되지 않았다. 그래핀 코팅이 열에너지를 추출, 나노와이어 밖으로 확산시켰다. 반면에 차폐되지 않은 은 나노와이어는 고에너지 환경에서 기화된다.
연구 결과는 ‘ACS나노’에 ‘은 나노와이어 네트워크에 가해지는 자외선 데미지 장벽으로서 단일층 그래핀’이라는 제목으로 소개됐다.
게리 쳉(Gary Cheng) 퍼듀대 조교수는 “원자 한개 두께 물질로 엄청난 자외선 손상에서 은 나노와이어를 보호할 수 있다는 것을 보여줬다”고 말했다.
송준영기자 songjy@etnews.com