화학뉴스

도소(Tosoh)가 가용성 도전성 폴리머 셀프트론(Selftron) 브랜드에서 신규 그레이드 개발에 성공했다.
무기필러를 첨가해 은 나노 와이어(AgNW)와 복합화한 G타입, CNT(Carbon Nano Tube)와 복합한 T타입 등 2개 그레이드를 추가했다. G타입은 투명한 태양광발전 전극용으로 평가를 진행하고 있으며, T타입은 LiB(리튬이온전지) 양극재 도전조제 용도에서 기존 소재를 대체하기 위해 제안한 것으로 알려졌다.
도소의 셀프트론은 대전방지 필름과 컨덴서 용도에서 채용실적을 거둔 바 있으며 최근 신규 그레이드 투입, 연료전지 및 웨어러블(Wearable) 기기용 개척을 위한 기술 개발이 활발한 것으로 파악된다.
일반적인 도전성 폴리머인 PEDOT(3,4-Ethylenedioxythiophene)는 콜로이드 분산액인 반면, 셀프트론은 가용성이고 도전성을 부여하고 싶은 대상에 대한 침투성이 우수할 뿐만 아니라 하드코팅제와 점‧접착제 등 기능층에 도전성을 직접 부여할 수 있는 강점이 있다.
현재까지 수용성 그레이드, 유기용제 그레이드는 채용실적을 거두었고 무기필러 복합화 그레이드로 G타입과 T타입을 추가함으로써 라인업을 확충했다.
AgNW와 CNT 모두 단독으로는 용제에 분산시키는 것이 어려워 다량의 분산제가 필요하기 때문에 우수한 도전성이 저해되는 문제가 있다.
그러나 주골격이 소수성 PEDOT이고 측사슬이 친수성 설폰산기를 가진 셀프트론은 자체적으로 분산제 역할을 할 수 있어 무기필러의 도전성을 저해하지 않고 균일하게 분산할 수 있다.
G타입은 95% 이상 투과율을 유지할 수 있고 AgNW 배합비율을 조정하면 10-20% 수준의 범위에서 표면저항치를 제어 가능한 특징이 있다.
셀프트론이 바인더 역할을 하기 때문에 습도에 대한 내구성을 높일 수 있으며 투명성과 고도전성을 모두 갖추어 투명한 태양광발전 전극 용도에서 평가를 진행하고 있다.
또 패턴인쇄가 가능해 잉크젯용 잉크용으로도 제안이 가능할 것으로 예상된다.
T타입은 기존 분산제를 사용하는 것보다도 셀프트론에 분산시키는 편이 도전율을 높이기 좋으며 극소량의 셀프트론에도 분산시킬 수 있다.
CNT 단독 막보다 T타입을 썼을 때 훨씬 높은 유연성을 가진 막을 만들 수 있으며 탄소 소재를 대체 가능하다는 점에서 배터리 내부의 저항을 낮추거나 전극안정성 부여에 기여하는 LiB 양극재 도전조제 용도를 개척할 예정이다.
셀프트론은 도소가 유기화학제품 사업에서 중장기적으로 판매를 확대하기 위해 육성하고 있는 주력제품으로 자체적으로도 용도 개척을 추진하고 있으나 산학 연계를 통해 응용기술을 연구하면서 용도 확장에 박차를 가하고 있다.
현재 규슈(Kyushu) 대학이 연료전지 아이오노머(Ionomer)에 응용하기 위해 연구를 진행하고 있으며, 도쿄(Tokyo) 대학은 통기성이 있는 도전성 시트 전극에 활용해 생체신호 계측 가능성을 연구하고 있다.
릿쿄(Rikkyo) 대학은 고속‧저소비전력 표정처리 기술에 셀프트론을 응용하는 연구를 진행하고 있으며, 세이코(Seiko) PMC는 셀프트론을 첨가한 AgNW과 복합 도전막 관련 독자 개발 작업을 추진하고 있다. (강)