유리 같은 투명도 은 나노와이어 투명전극 개발

자동차 앞 유리의 김 서림을 순식간에 없애거나 안경 유리에 정보를 표시하는 스마트 글라스(smart glass)의 성능을 향상시킬 수 있는 투명전극이 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 박장웅 교수팀은 경희대 응용물리학과 김선경 교수팀과 공동으로 눈에 거의 보이지 않는 은 나노와이어 투명전극을 개발했다고 31일 밝혔다. 투명전극을 이루는 금속 위에 산화막을 형성해 빛의 산란을 최소화함으로써 투명도를 비약적으로 향상시켰다.
투명전극은 가시광선을 투과하면서 전기를 잘 전달하는 얇은 막 형태의 전극이다. 최근 출시되는 디스플레이나 터치패널에는 ITO(인듐 주석 산화물) 투명전극이 사용되지만 전기적 저항성이 크고 가격도 비싸다. 이 때문에 ITO 대신 은 나노섬유, 은 나노와이어 등이 연구되고 있지만 빛을 받으면 산란 현상으로 그물 구조가 선명하게 보이는 문제가 있었다.
박 교수팀은 빛의 산란을 해결하기 위해 금속 구조를 얇게 감싸는 산화막을 도입했다. 실험 결과 강한 빛을 받아도 유리 위에 그물 구조가 나타나지 않았다. 일반 유리 대비 99%의 높은 투명도를 보여줬고, ITO 투명전극보다 2배 높은 전기 전도도를 나타냈다.
박 교수팀은 이번에 개발한 투명전극을 자동차 유리에 적용할 수 있는 '투명 히터'도 개발했다. 실험 과정에서 장난감 자동차 유리에 설치된 투명 히터는 유리에 서린 김을 순식간에 제거했다. 박 교수는 투명 히터의 경우 상용화 가능성이 매우 높다고 설명했다.
박장웅 교수는 "투명전극에서 나타나는 빛 산란이라는 중요한 문제를 해결한 만큼 응용 분야가 넓어질 것으로 기대한다"며 "투명전극이 사용되는 디스플레이는 물론 스마트 글라스, 스마트 콘택트 렌즈(smart contact lens), 증강현실(AR) 등에 투명전극을 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 나노분야 세계 최고 권위지인 '나노 레터스'(Nano Letters)에 온라인 속보로 게재됐다.
[울산 = 서대현 기자]