화학뉴스

국내 연구진이 일본산 수입의존도가 높은 전도성 금속잉크를 대체할 수 있는 차세대 복합 잉크를 개발해 상용화를 준비하고 있다.
한국전기연구원 나노융합연구센터 이건웅·정희진 박사 연구팀은 그래핀을 구리에 합성해 저렴하면서도 전기 전도성이 우수한 구리-그래핀 복합 잉크를 개발해 최근 국내기업에게 기술이전했다고 밝혔다.
현재 시판되고 있는 전도성 잉크 소재 가운데 가장 많이 사용되고 있는 은(Ag)은 전기전도도가 높고 산화가 잘 되지 않는 장점이 있지만 고가이며, 고품질일수록 높은 수준의 기술력이 필요해 그동안 일본산 수입의존도가 높았다.
이에 따라 국내외 연구진이 구리 입자 크기를 수십나노미터로 줄이거나 표면에 은을 추가로 입히는 방법으로 전도성 금속잉크를 대체하는 연구결과를 발표해왔으나 비용이 많이 들거나 다시 산화막이 형성되는 문제가 발생해 실제 상용화까지 이어지지 못했다.
전기연구원 연구팀은 화학적 안정성이 뛰어나고 전기 및 열 전도성이 우수해 금속 소재의 산화 방지막으로 활용이 가능한 그래핀에 주목하고 그래핀과 구리 입자의 단순한 혼합방식이 아닌 구리 입자 표면에 여러층으로 이루어진 고결정성 그래핀을 용액상에서 직접 합성하는 액상합성법을 처음으로 시도했다.
해당 방법으로 제조한 구리-그래핀 복합 입자는 결정성이 매우 우수해 6개월 이상 안정적으로 구리의 산화를 막아냈다.
또 연구팀은 나노 크기가 아니라 더욱 저가의 마이크론 크기 상용 구리 입자를 사용해 가격경쟁력도 높였으며 구리 입자의 크기, 광 에너지 및 패턴 두께를 조절해 다양한 전기전도도를 나타내는 패턴 전극을 확보해 폭넓은 응용 분야로 적용할 수 있게 됐다.
해당 기술은 금속소재 및 잉크 제조 전문기업인 대성금속에게 이전했다.
선급 기술이전료는 5억5000만원이며 해당 기술을 통해 발생하는 총 매출의 1.5%를 경상 기술료로 지급받을 예정이다.
대성금속은 해당 기술을 우선적으로 디스플레이와 모바일 기기의 배선전극에 적용해 조기 상용화를 달성하고 추후 자동차 전장부품과 배터리 분야로 확장할 계획이다. (K)