국내 연구진이 나노입자 용액에 고분자 물질을 첨가해 나노잉크 등으로 전자회로나 나노코팅막을 인쇄할 때 균열이 발생하는 것을 막을 수 있는 기술을 개발했다.

원병묵 성균관대 신소재공학부 교수팀은 나노입자 콜로이드에 고분자물질인 폴리스티렌을 첨가해 코팅막의 크랙을 막으면서 균일한 나노 코팅막을 형성하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

나노입자를 콜로이드 상태로 만들어 코팅하거나 인쇄하는 방법이 차세대 유연전자소자, 태양에너지소자, 생체의료소자 등을 제작하는 첨단공정으로 주목받고 있다

그러나 나노입자 콜로이드를 증발시키는 방법은 마치 진흙이 마를 때와 같이 표면이 갈라지는 현상이 발생한다. 산업에 이용 가능한 균일한 상태의 나노 필름을 만들기 위해 나노 코팅막에 크랙을 없애는 공정 개발이 필요하다.

연구팀은 분사된 나노입자 액체 방울이 마를 때 가장자리 쪽에 나노입자가 쌓여 두꺼워지면서 크랙이 생김을 발견했다. 나노입자가 작을수록 크랙이 더 잘 생기는 것도 확인해 나노입자의 크기도 균열 생성의 중요한 변수임을 새롭게 밝혀냈다.

이에 나노입자 콜로이드에 짧은 고분자 사슬을 넣자 젤화가 나타나 응집력이 커지면서 나노입자가 액체 방울 가장자리로 이동해 쌓이는 속도를 늦췄다.

결국 액체 방울내의 나노입자의 두께가 균일해져 코팅막에 크랙이 생기지 않았다. 젤화는 나노입자의 응집력 또한 좋게해 크랙이 없고 균일한 나노 코팅막을 형성했다.

이번 기술은 크랙이 없고 균일한 고품질의 나노 코팅막을 얻을 수 있는 공정으로 나노입자 인쇄법에 새로운 전기를 마련했다.

원병묵 교수는 "이번 기술은 나노입자와 고분자 사슬의 재료 종류가 달라도 적용 가능하기 때문에 다양한 나노입자의 인쇄법에 널리 적용될 수 있다"며 "나노과학, 재료과학, 인쇄전자공학 등 많은 분야에 상당한 파급효과가 기대된다"라고 연구 의의를 밝혔다.