KAIST, 그래핀‧백금 포르피린 복합체 … 광통신‧바이오 접목 기대
화학뉴스 2015.12.22
국내 연구진이 디스플레이 유연성 및 회로 효율을 향상시키는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김보현·전석우 교수 연구팀은 그래핀과 백금 포르피린(Porphyrin)을 번갈아 쌓는 방법으로 인광과 형광을 모두 낼 수 있는 <그래핀·백금 포르피린 복합체>를 만드는데 성공했다고 12월21일 발표했다. 일반적으로 양자역학·광화학적 조건 때문에 한 물질에서 에너지가 다른 복수의 빛을 번갈아 구현하는 것은 불가능하다고 여겨졌으며 여러 빛이 필요한 디스플레이에는 각각의 빛을 내는 소자나 빛을 걸러주는 필터가 필수적이었다. 연구팀은 그래핀과 백금 포르피린을 샌드위치 쌓듯 번갈아 쌓는 방법으로 문제를 극복했다. 실험 결과 그래핀·백금 포르피린 복합체는 기존 백금 포르피린보다 형광은 최대 29배, 인광은 최대 7배 이상 증폭된 것으로 나타났다. 또 그래핀 층의 숫자를 조절해 빛의 세기를 증가시키고 형광과 인광의 발광 비율을 조절하는 것도 가능하다. 연구팀은 유연한 그래핀과 포르피린 복합체 하나로 2개 이상의 색을 발현함으로써 디스플레이의 유연성, 회로 효율 등을 향상시킬 수 있다면서 텔레비전에서 색을 내기 위한 물질 수를 절반 이상 줄여 소자를 단순화하고 효율을 향상시킬 수 있다고 설명했다. 또 디스플레이 뿐만 아니라 광통신 분야에 사용되는 레이저 기술에도 사용할 수 있으며 포르피린과 혈액 내 금속의 결합을 색으로 발현시켜 신체 상태를 파악하는 바이오 기술 등에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 김보현 교수는 “그래핀‧백금 포르피린 복합체 기술로 인광물질인 백금 포르피린에서 형광을 강하게 증폭시킬 수 있게 됐다”며 “단일 발광 소재에서는 한 종류의 빛만 발현 가능하다는 이론을 뛰어넘는 발견”이라고 강조했다. 연구결과는 국제학술지 <Advanced Materials> 12월17일자에 게재됐다. <K> <화학저널 2015/12/22> |
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