- 한국교통대 연구진, 고유전율 고분자 소재 개발

인쇄 기술을 이용해 개발한 LPSQ를 프린팅하고 프린팅한 LPSQ를 포함하는 트랜지스터 어레이를 제작한 사진. [한국교통대 제공]
인쇄 기술을 이용해 개발한 LPSQ를 프린팅하고 프린팅한 LPSQ를 포함하는 트랜지스터 어레이를 제작한 사진. [한국교통대 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 웨어러블 및 플렉서블 기기의 저전력 구동을 위한 유연 소자에 쓰일 수 있는 성능 좋은 소재를 개발했다.

한국연구재단은 한국교통대학교 안태규, 이지훈, 인인식 교수 연구팀이 차세대 인쇄전자 소자에 사용할 수 있는 고유전율 고분자 소재를 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀은 유무기 하이브리드 고분자인 폴리실세스퀴옥세인(PSQ)을 절연층 소재로 적용, 8 이상의 높은 유전상수 값은 물론 유연성과 전기적·화학적 안정성 갖는 전자소자를 구현했다.

투명하고 경도가 높은 장점에도 불구하고 유전율이 낮아, 구동을 위해서는 높은 전압이 필요한 PSQ의 실용성을 높이기 위한 노력이 있어왔다. 하지만 안정적인 저전압 구동과 빠른 응답 속도를 모두 달성하는 데에는 어려움이 있었다.

연구팀은 사다리 형태의 유무기 하이브리드 고분자(Ladder- PSQ, LPSQ)의 미세 곁가지 분자 구조 제어를 통해 빠르고 강한 분극을 유도, 이를 기반으로 기존 고유전율을 가지는 고분자 소재의 한계로 지적 받아온 낮은 구동 안정성, 낮은 응답속도 문제를 해결했다.

개발한 PSQ 고분자 구조.[한국교통대 제공]
개발한 PSQ 고분자 구조.[한국교통대 제공]

무기재료만큼 높은 유전율을 확보하지 못했지만, 연구팀은 고분자의 구조를 제어해 더 큰 분극을 유도하면서도 전기 안정성과 응답속도를 확보하기 위한 고분자 설계, 박막 코팅 공정 개발 등의 후속연구를 지속할 계획이다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 2월 9일 표지논문으로 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com