[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 담쟁이덩굴이 담에 덩굴손을 붙이듯이 울퉁불퉁한 표면에 화학물질로 만든 접착제 없이도 어디에나 전자소자를 붙일 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 이용해 향후 온도센서를 계란 껍데기에 붙여 신선도를 파악하거나, 자연환경을 모니터링하는 센서를 돌멩이에 부착하는 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.
과학기술정보통신부는 3일 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 고흥조 교수 연구팀이 전사(轉寫)인쇄 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 전사인쇄 기술이란 전자소자 제작 공정이 힘든 표면에 미리 제작된 전자소자를 옮기는 기술을 말한다.
고흥조 교수는 "전사인쇄를 응용해 전기적 신호 전달이 가능한 시스템을 개발해 실시간 생체신호 측정이 가능하도록 추가 연구가 진행중"이라고 말했다.
자연물을 비롯한 대부분의 사물 표면은 대체로 평평하지 않아 고성능·고집적 전자소자를 제작하거나 붙이기 어렵다. 돌멩이나 나뭇잎, 계란 껍데기 등 환경이나 생체친화적 물체에 전자소자를 붙일 때는 화학물질의 사용을 최소화 해야 한다.
고흥조 교수팀은 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 특징으로 넓은 접촉 면적을 만들며, 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높일 수 있다.
더 나아가 소자 주변에 '필름형 마이크로 섬모와 튜브형 나노 섬모로 이뤄진 계층 구조(마이크로-나노 섬모 계층 구조)'를 형성했다. 이는 더 다양한 표면에 전사인쇄를 가능토록 했다.
튜브형 폴리이미드 나노 섬모는 고흥조 교수팀과 정건영 교수팀이 양극 산화 알루미늄을 틀로 사용해 형성할 수 있었다.
마이크로-나노 섬모 계층 구조는 일정한 무늬로 양극산화가 이뤄진 다공성 양극산화 알루미늄을 틀로 사용해 제작했다. 이 구조가 있는 폴리이미드 박막 기판에 고성능 전자소자를 장착한 후 전사인쇄 공정을 진행하면 울퉁불퉁한 표면에 전자소자를 친환경적·생체친화적으로 붙일 수 있다.
고흥조 교수는 "이번 성과는 고성능 전사소자를 계란이나 돌멩이 등 다양한 표면에 접착 가능케 하는 기술"이라며 "농축산물의 영양 모니터링 및 자연환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용될 것"이라고 기대했다.
본 연구는 과기정통부 개인기초연구(중견연구자지원사업) 및 GIST 개발사업 등의 지원으로 수행됐다.
정건영 교수팀과 공동 연구로 개발된 이번 성과는 나노과학 분야 저명 학술지인 'ACS Nano'에 3일(한국시간) 자로 온라인 게재됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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