투명성 신축성 모두 갖춘 복합소재 개발

국내 연구진이 투명성과 신축성을 모두 갖춰 차세대 웨어러블 전자장치 소재로 활용될 수 있는 복합소재를 개발했다.
고승환 서울대 기계항공공학부 교수팀은 투명한 은 나노와이어와 유연한 탄소나노튜브의 장점을 살린 복합소재를 개발했다고 23일 밝혔다.
산화주석에 인듐(Indiumㅇ)을 첨가해 만든 인듐주석산화물(ITO)은 전도성과 투명성이 뛰어나 디스플레이나 태양전지 등의 투명전극 소재로 널리 쓰이고 있다. 하지만 매장량이 적어 가격이 불안정하고 유연성이 떨어져 웨어러블 소자의 소재로는 한계가 있었다.
한편 은 나노와이어는 투명하지만 유연성이 적고, 탄소나노튜브는 유연하지만 투명성이 떨어져 투명전극의 소재 용으로 각각의 단점이 있었다.
이에 연구팀은 탄소나노튜브 박막과 은나노와이어 박막을 차례로 만든 다음 그 위에 유연한 기판을 얹어 마치 도장을 찍는 듯한 방식을 이용해 새로운 복합소재를 만들었다.
이 복합소재는 은 나노와이어와 탄소나노튜브의 단점을 보완하여 투명도와 신축성이 뛰어나고 굽히거나 접어도 안정적으로 전도성을 유지했다. 실제로 이 소재는 ITO와 비슷한 투명도와 전도성을 가지면서 1만 회 이상 굽히거나 완전히 접었을 때, 원래 길이의 4배 이상으로 잡아당겼을 때에도 전도도를 유지하는 것으로 나타났다.
고 교수는 "은 나노와이어와 탄소나노튜브를 복합적으로 제작한 방식은 다른 소재에서도 적용할 수 있다"며 "여러 나노소재로 다양한 형태의 박막층을 만드는데 응용되길 기대한다"고 밝혔다.
이번 연구결과는 첨단기능성소재 분야 국제학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)'지 14일자에 실렸다.
[김미연 기자]