두께·신축성·전도성 최고 성능 나노박막 전극 개발…웨어러블 기기 핵심 부품 활용 기대
두께·신축성·전도성 최고 성능 나노박막 전극 개발…웨어러블 기기 핵심 부품 활용 기대
  • 김영찬 기자
  • 승인 2021.08.27 15:15
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

[에브리뉴스=김영찬 기자]국내 연구진이 세계 최고 성능 나노박막 전극을 개발했다.

과학기술정보통신부와 기초과학연구원 나노입자 연구단 김대형 부연구단장(서울대 교수), 현택환 단장(서울대 석좌교수)은 세계 최고 성능의 나노박막 전극을 개발했다고 27일 밝혔다.

과기정통부에 따르면 이번 연구는 ‘수상 정렬 방법’이라는 새로운 개발 방법을 통해 기존의 방법으로는 구현할 수 없었던 높은 전도성, 나노 두께, 우수한 신축성 등을 모두 지닌 고성능 나노박막 전극을 제조할 수 있게 된 점에서 의미가 있다.

성능 나노박막 전극은 금속만큼 전기가 잘 통하면서도 머리카락 두께 300분의 1 수준(250nm)으로 얇고, 높은 신축성을 지녀 피부 부착형 착용기기(웨어러블 디바이스)의 핵심 부품으로 응용될 것으로 과기정통부는 기대하고 있다.

수상 정렬 방법으로 제조한 전극을 늘리는 모습. 사진출처=과학기술정보통신부
수상 정렬 방법으로 제조한 전극을 늘리는 모습. 사진출처=과학기술정보통신부

과기정통부는 “우수한 신축성과 고전도성, 얇은 두께 등을 모두 만족하는 전극을 개발하는 것은 매우 달성하기 어려운 목표로 여겨졌지만 이번 연구로 개발된 ‘수상 정렬 방법’을 통해 가능해졌다”고 전했다.

이번 개발된 나노박막 전극의 전기 전도도는 10만S/㎝로 금속과 유사한 수준이다. 원래 길이의 10배까지 늘어나도 기계적 결함 없이 전기적 성질이 유지된다. 

두께는 250nm 수준으로 매우 얇아 피부처럼 굴곡이 있는 표면에도 착 달라붙을 수 있다.

또 자외선 포토리소그래피를 이용한 선폭 20㎛ 고해상도 패터닝에도 성공했다. 나노박막 전극을 원하는 형태로 재단, 다양한 전자소자로 만들 수 있음을 의미한다.
     
포토리소그래피는 빛에 반응하는 고분자를 이용해 기판에 원하는 회로나 모양을 식각하는 행위를 말한다. 현재 나노미터 단위의 세밀한 회로를 반도체에 새기는 데 쓰이고 있다.

연구진은 나노박막 전극을 이용해 피부 부착형 다기능 적층 디바이스를 개발했고, 피부에서 근전도, 습도, 온도, 인장력 등 다양한 생체신호를 동시에 모니터링 할 수 있음을 증명했다.

김대형 부연구단장은 “고성능 신축성 나노전극은 차세대 웨어러블 디바이스들에 광범위하게 이용돼 이 분야의 발전에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

현택환 단장은 “수상 정렬 방법이 금속 전도체 나노소재뿐만 아니라 반도체, 자성체 등의 여러 종류의 나노소재와 고무를 조합할 수 있어 다양한 고기능성 신축성 나노소재로 개발 될 것”이라고 전했다.

이번 연구결과는 국제학술지 사이언스(Science, IF 47.728)에 8월 27일 오전 3시(한국시간) 게재됐다.
 


관련기사

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 제호 : 에브리뉴스 EveryNews
  • 주소 : 서울특별시 영등포구 국회대로 800 (진미파라곤) 313호
  • 대표전화 : 02-786-6666
  • 팩스 : 02-786-6662
  • 정기간행물·등록번호 : 서울 아 00689
  • 발행인 : 김종원
  • 편집인 : 김종원
  • 청소년보호책임자 : 김명찬
  • 등록일 : 2008-10-20
  • 발행일 : 2011-07-01
  • 에브리뉴스 EveryNews 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 1받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2021 에브리뉴스 EveryNews. All rights reserved. mail to everynews@everynews.co.kr
ND소프트