고신축성 전도체 개발연구에 기초연 첨단 장비 쓰여

미 미시간대와 국제공동연구 통해 네이처지 논문 발표

아주경제 이한선 기자= 기초과학지원연구원은 니콜라스 코토브 미국 미시간대 교수(교신 저자)와 김윤섭 박사(주 저자)의 주도하에 기초연 김진규 박사와 유승조 연구원이 참여한 국제공동연구를 통한 세계 최초로 개발한 고전도도와 고신축성 전도체 개발에 연구원 첨단 연구장비가 활용됐다고 22일 밝혔다.

이번 국제공동연구는 네이처지 18일자 온라인판에 게재됐다.

기존의 신축성 전도체의 경우 높은 종횡비를 통해 유연성이 우수한 나노튜브와 나노와이어가 주로 사용된 것과 달리, 이번에 개발된 고신축성 전도체는 신축성과 유연성이 뛰어난 폴리우레탄에 구형의 금 나노입자를 침전시켜 우수한 전도성을 가지는 소재를 세계 최초로 개발했다.

이번에 개발된 소재가 우수한 신축성과 전도성을 구현할 수 있는 메커니즘은 폴리머내의 전도성 나노입자들이 인장·수축상태에서도 우수한 전기전도도를 유지하기 위해 자기조립 현상을 따르고 있는 것을 규명해 밝힐 수 있었다.

개발한 고신축성 전도체는 향후 유연성과 전기전도도의 확보가 동시에 요구되는 접을 수 있는 디스플레이와 배터리, 그리고 각종 의료용 삽입물 등에 폭 넓게 사용될 전망이다.

뇌 이식에 이용되는 전극으로 사용해 심각한 우울증과 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 완화에 이용이 가능하고 뇌에서 직접 조절이 가능한 의수와 의족 등의 각종 보철 장치에 활용이 기대된다.

연구과정에서 고신축성 전도체의 특성평가를 위해 기초연이 보유하고 있는 국내 유일의 초고전압투과전자현미경(HVEM)의 활용이 큰 기여를 했다.

HVEM은 우수한 원자분해능과 고투과력을 보유해 원자수준에서 다양한 소재의 특성평가를 수행해 왔고 이번 연구에서 폴리머 물질의 특성 규명에도 장점이 있음을 증명해 향후 고기능성 융합소재 개발에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.