국내 연구진, 울퉁불퉁한 표면에 잘 붙는 ‘전자소자’ 개발

튜브형 나노 섬모가 있는 폴리이미드 필름을 종이, 나뭇잎, 계란, 면직물, 나뭇가지, 나무껍질 등 다양한 울퉁불퉁한 표면에 접착한 이미지.© 뉴스1

국내 연구진이 돌멩이나 나뭇가지와 같은 울퉁불퉁한 표면에 붙일 수 있는 전자소자를 개발했다. 환경이나 생체 모니터링 분야에 활용될 수 있을 전망이다.

과학기술정보통신부는 고흥조·정건영 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수 연구팀이 평평하지 않은 표면에도 전자소자를 붙일 수 있는 ‘전사 인쇄 기술’을 개발했다고 3일 밝혔다.

대다수 자연 속 사물 표면은 대체로 평평하지 않아 고성능·고집적 전자소자를 제작하거나 붙이기 어렵다. 돌멩이, 나뭇잎, 계란 껍데기 등 환경이나 생체친화적인 물체에 전자소자를 붙이려면 화학물질 사용을 줄여야만 한다.

연구팀은 울퉁불퉁한 표면에도 자유롭게 붙일 수 있는 전자소자를 위해 기판 아랫면에 튜브형 나노 섬모 구조체를 도입했다. 튜브형 나노 섬모는 전사인쇄 후 표면 굴곡에 맞춰 납작하게 달라붙는 특징이 있다. 때문에 넓은 접촉 면적을 만들고 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높인다.

소자 주변에 ‘필름형 마이크로 섬모와 튜브형 나노 섬모로 이뤄진 계층 구조’를 만들었다. 이는 더 다양한 표면에 전사인쇄를 가능하게 한다. 튜브형 폴리이미드 나노 섬모는 양극 산화 알루미늄을 틀로 사용해 형성했다. 마이크로-나노 섬모 계층 구조는 양극 산화가 이루어진 다공성 양극산화 알루미늄을 틀로 사용해 제작했다.

이 구조가 있는 폴리이미드 박막 기판에 고성능 전자소자를 장착해 전사인쇄 공정을 진행하면 울퉁불퉁한 표면에 전자소자를 친환경적·생체친화적으로 붙이는 게 가능하다. 실생활에서는 계란 껍데기에 온도센서를 붙여 신선도를 파악하거나 자연환경을 모니터링하는 센서를 돌멩이에 부착하는 등 다양한 분야에 활용이 가능할 것으로 보인다.

고흥조 교수는 “이번 성과는 고성능 전사소자를 계란이나 돌멩이 등 다양한 표면에 접착 가능케 하는 기술”이라며 “농축산물의 영양 모니터링, 자연환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 3일 ‘ACS 나노’에 실렸다.


(서울=뉴스1)