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튜브 형태 나노 섬모로 접착력 강화
(지디넷코리아=박수형 기자)울퉁불퉁한 표면에도 전자소자를 붙일 수 있는 전사(轉寫) 인쇄 기술이 개발됐다.
광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 고흥조 교수 연구팀은 튜브 형태 나노 섬모를 통해 접착력을 강화한 전자소자를 개발했다고 3일 밝혔다.
자연물을 비롯한 대부분의 사물 표면은 대부분 평평하지 않아 고성능 고집적 전자소자를 제작하거나 붙이기 어렵다. 또 돌멩이나 나뭇잎, 계란 껍데기 등 환경이나 생체친화적인 물체에 전자소자를 붙일 때는 화학물질의 사용을 최소로 줄여야 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 특징이 있다. 때문에 넓은 접촉 면적을 만들며, 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높일 수 있다.
고흥조 교수는 “튜브형 나노 섬모 구조체는 전자소자와 울퉁불퉁한 표면과의 표면 불일치를 극복시켰다”면서 “튜브형 나노 섬모 구조체가 불규칙한 표면을 매우면서 접촉면적이 늘어나고 계면 접착력을 향상시키는 방식으로 접착제 같은 화학물질이 어려운 환경이나 생체친화적인 물질에 적용할 수 있는 강점이 있다”고 설명했다.
아울러 소자 주변에 ‘필름형 마이크로 섬모와 튜브형 나노 섬모로 이뤄진 계층 구조’를 형성했다. 이를 통해 다양한 표면에 전사인쇄가 가능해졌다.
튜브형 폴리이미드 나노 섬모는 고흥조 교수팀과 정건영 교수팀이 양극 산화 알루미늄을 틀로 사용했다.
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.
실생활에서는 계란 껍데기에 온도센서를 붙여 신선도를 파악하거나, 자연환경을 모니터링하는 센서를 돌멩이에 부착하는 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.
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 설명했다.
박수형 기자(psooh@zdnet.co.kr)
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