초록 ▼

본 연구팀은 생체집적형 전자소자 연구의 새로운 지평을 열기 위해 천연 단백질 소재인 실크 박막에 나노와이어 기반 유연 투명전극 형성 연구를 제안하였다. 최근 국내외 헬스케어 미래산업에 대비하기 위한 생체부착/집적형 전자소자에 대한 연구가 활발하다. 그러나 소재 측면에서 습윤하고 역학적 변형이 심한 생체조직과 기존 유연소자 사이의 인터페이스의 불일치 문제는 해결해야할 중요 문제이다. 본 연구팀이 제안하는 실크 단백질은 소재가 가지는 생체적합성과 놀라운 광학적/기계적 특성 때문에 제안연구에 적합한 소재임은 사실이나 역으로 여기에 어떻게

본 연구팀은 생체집적형 전자소자 연구의 새로운 지평을 열기 위해 천연 단백질 소재인 실크 박막에 나노와이어 기반 유연 투명전극 형성 연구를 제안하였다. 최근 국내외 헬스케어 미래산업에 대비하기 위한 생체부착/집적형 전자소자에 대한 연구가 활발하다. 그러나 소재 측면에서 습윤하고 역학적 변형이 심한 생체조직과 기존 유연소자 사이의 인터페이스의 불일치 문제는 해결해야할 중요 문제이다. 본 연구팀이 제안하는 실크 단백질은 소재가 가지는 생체적합성과 놀라운 광학적/기계적 특성 때문에 제안연구에 적합한 소재임은 사실이나 역으로 여기에 어떻게 전극을 신뢰성 있게 형성하는지는 이 소재가 생체집적형 전자소재에 주요 물질로 활용 가능하게 할 중요 연구이다.

연구수행을 위해 1년간 성실 수행한 연구내용과 성취한 연구결과를 정리하면 다음과 같다.

나노와이어 기반 전극형성
-포토리소그래피 방식을 활용, 임의의 패턴이 형성된 은나노와이어 전극 형성

나노와이어 전극 실크필름 집적
-은나노와이어 전극을 실크 필름 표면아래 집적 성공
-15 Ω/sq 이하의 면저항과 80% 이상의 가시광성 투과도 확보
-전극표면 거칠기 2.35 nm 달성

고품위 초박막 전극형성
-실크 박막 위 5 nm 이하의 두께를 가지는 금박막을 전자빔 증착방식을 활용하여 균일하게 형성.
-Adhesion 없이 증착하여 광학소자 응용시 효율 증대 가능

전극 안정성
-1000 회 이상의 bending test에서도 저항의 변화 수%이하로 억제
-Soldering을 통한 소자 집적 가능성 검증

외부 소자 집적 및 구현
-LED 칩을 전극 위에 집적하여 안정적으로 turn-on이 가능함을 증명
-10 GHz 주파수에서 동작하는 loop형태의 RF 안테나 제작 및 구동 확인

연구 성과물은 SCI 저널 3편과 학회발표 16건을 통해 보고되었으며, 언론에서도 연구 성과물에 대해 홍보되었다. 특히 SCI 저널 3편 중 1편은 JCR 기준 상위 5%, 나머지 2편은 25%내 우수 저널에 출간되어 연구의 질적 우수성을 간접적으로 보여준다.

본 연구 성과는 향후 E-skin 연구의 새로운 돌파구를 마련할 수 있을 것이라 기대한다. 기반연구로서 여기에 다양한 전자소자의 구현 및 집적이 가능할 것이기에 헬스케어 미래산업에 대비할 수 있는 바이오 기능성 유연 전자소자로써 자리매김할 것이다. 더불어 본 연구팀은 이 연구 성과에만 머무는 것이 아닌 유연성과 투습성 등을 가진 정말로 생체조직과 같은 물성을 지닌 전자소자 구현을 목전에 두고 있음을 주지하고자 한다. 본 연구 성과는 본 연구팀에서 꾸준이 개발 발전시켜 향후 관련 연구를 주도하고자 한다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 13