김중현 교수팀, 고전도성 유기투명소재의 대량생산 길 열어

 

플렉서블 전자소재 응용 기술로 주목

 

 

최근 전전기적 특성과 유연성을 함께 갖는 유연소자 개발의 필요성이 요구되고 있는 가운데 ‘전도성 고분자’가 차세대 유연소자 소재로 각광받고 있다. 전도성 고분자는 고분자의 장점인 가볍고 가공이 쉽다는 점을 가지면서도 전기가 통하는 플라스틱이다. 그러나 지금까지 연구된 전도성 고분자의 전기전도도(전기가 통하는 정도를 나타내는 수치)가 낮아 실제 응용에서 높은 성능을 구현하는 데 큰 어려움을 겪고 있다.

 

그동안 전 세계적으로 많은 연구진들이 전도성 고분자의 전기전도도를 향상시키기 위한 많은 노력을 해왔다. 그러나 대부분의 공정연구는 용액상 공정이 아닌 전도성 고분자의 박막을 형성한 후 극성 용매 또는 황산 수용액과 같은 용액에 담그거나 표면에 바르는 방식이었다. 이러한 방식은 공정 과정에서 전도성 박막의 결함과 같은 실제 공정에 응용되기에 많은 한계에 부딪쳤다.

 

김중현 교수(화공생명공학)팀은 용액 및 필름의 안정성을 가진 전도성 고분자인 PEDOT:PSS를 용액 정제공정을 이용하여 상용화된 PEDOT:PSS의 약 2배의 전기전도도인 약 2,000S/cm을 가지는 전도성 고분자를 제조했다. 나아가 이를 모든 공정이 용액상으로 이루어지는 인쇄전자소자에 응용했다.

 

김 교수는 “본 연구에서 제조된 고전도성 유기용액소재는 직접패터닝(Direct Patterning)이 가능하고 연속생산공정으로 유연투명전극을 대량생산할 수 있다.”며 “향후 태양전지, 디스플레이 등 다양한 전자소재 제조에 응용이 가능할 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 설명했다.

 

김중현 교수, 동국대학교 노용영 교수 연구팀이 공동으로 수행한 이번 연구는 한국연구재단의 나노소재기술개발산업(나노소재원천기술개발산업)을 통해 지원되었다. 본 연구 결과는 재료과학 분야 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 10월 7일자에 온라인 게재되었으며, Inside Cover Story 논문으로 선정되었다.