투명성과 신축성을 모두 갖춘 복합소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 복합소재는 차세대 웨어러블(착용형) 전자장치 소재 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
미래창조과학부는 고승환 서울대 기계항공공학부 교수가 주도한 연구팀이 이런 기능의 ‘은 나노와이어와 탄소나노튜브 복합소재’를 개발했다고 23일 밝혔다.
산화주석에 인듐(Indium)을 첨가해 만든 인듐주석산화물(ITO)은 전도성과 투명성이 뛰어나 디스플레이나 태양전지 등의 투명전극 소재로 널리 쓰이지만 매장량에 한계가 있어 가격이 불안정하며 유연성이 떨어져 웨어러블 소자의 소재로는 한계가 있다.
또 은 나노와이어는 투명하나 유연성이 적고, 탄소나노튜브는 유연하지만 투명성이 떨어져 투명전극의 소재로 쓰는 데 단점이 있다.
연구팀은 진공펌프의 기압차를 이용해 걸러내는 방식으로 필터 위에 탄소나노튜브 박막과 은나노와이어 박막을 차례로 만들고 그 위에 유연한 기판을 얹은 다음 도장을 찍듯 두 박막층을 필터에서 기판으로 옮겨 복합소재를 만들었다.
이 복합소재는 은 나노와이어와 탄소나노튜브 각각의 단점을 보완해 투명도와 신축성이 뛰어나고, 굽히거나 접어도 안정적으로 전도성을 유지해 차세대 웨어러블 전자장치 개발에 기여할 것으로 연구팀은 기대했다.
실제 이 소재는 ITO와 비슷한 투명도와 전도성을 갖고 있고, 1만 회 굽히거나 완전히 접었을 때와 원래 길이의 4배 이상으로 잡아당겼을 때에도 전도도를 유지하는 것으로 나타났다.
연구팀은 이 복합소재의 공정시간 단축과 대면적화를 위한 후속연구를 계속할 계획이다.
미래부 중견연구자지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 첨단기능성소재 분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 7월 14일자에 게재됐다.