이효영 교수, 은나노와이어 활용 개발 … 폴리머기판에 실란분자 코팅
화학뉴스 2014.02.17
구부러지는 특성 뿐만 아니라 늘어날 수도 있는 투명전극을 국내 연구진이 개발했다.
미래창조과학부에 따르면, 성균관대학교 화학과 이효영 교수 연구팀은 은나노와이어를 활용해 신축성 있는 투명전극을 개발하는데 성공했다. 은나노와이어는 은으로 된 단면의 지름이 나노미터인 극미세선으로 가늘고 길어 유연하고 전도성도 뛰어나 휘는(Flexible) 전극물질로 주목받고 있다. 그러나 플래스틱 등 고분자 물질로 구성된 폴리머 기판과의 결합력은 약한 문제가 나타나고 있다. 폴리머기판은 실리콘이나 금속기판보다 탄성이 뛰어나지만 은나노와이어와 같은 전극물질과는 결합력이 약해 물리적 자극에 저항이 커지는 단점이 있다. 연구팀은 폴리머기판과 은나노와이어를 강하게 결합해 신축성 있는 투명전극 소자를 만들었다. 연구팀이 개발한 기판은 1000회 접었다 펴고 잡아당기는 실험을 거쳐도 기판과 전도물질이 서로 떨어지지 않는 강한 신축성을 보였다. 강한 결합의 비결은 아민기(-NH2)를 갖는 얇은 실란 분자층으로, 늘어나는 투명전극 소자는 폴리머기판 위에 아민 실란 분자층을 화학적으로 코팅해 개발했다. 신축성의 핵심은 잡아당기거나 접어도 안정성을 유지하는 강한 ‘결합력’이다. 실란은 폴리머 기판에 화학적으로 결합하고, 아민기는 은나노와이어와 강한 결합을 형성해 결과적으로 폴리머기판과 은나노와이어 사이의 강한 결합을 만들어냈다. 얇은 아민 실란 분자층은 빛의 흡수·반사를 최소화해 투과도를 유지하고 은나노와이어의 접합 부근에 스며들지 않아 전도도에도 나쁜 영향을 주지 않는다. 연구팀은 “연구결과를 볼 때 5년 안에 실용화할 수 있을 것이다”라고 예상했다. <화학저널 2014/02/17> |
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