녹말 이용해 유연 전자소자용 기판 개발

이화성 한밭대 교수, 김세현 영남대 교수 연구팀 공동 연구
기존 기판보다 저렴하면서 투명성, 기계 강도 우수
국내 연구진이 식재료를 이용해 저렴하고 투명성, 기계강도가 우수한 기판을 개발했다.

한밭대학교(총장 송하영)는 이화성 화학생명공학과 교수 연구팀이 김세현 영남대학교 화학공학부 교수 연구팀과 공동으로 녹말을 이용해 유연하고 생분해가 가능한 투명 유연 전자소자용 기판을 개발했다고 28일 밝혔다.

기존에 사용되고 있는 유연 전자소자용 고분자 기판은 자연조건에서 분해가 이뤄지지 않아 환경오염을 일으키고, 단가도 높아 최종 제품의 가격상승 요인으로 작용한다.

또한, 현재 저가의 친환경 소재로 개발되고 있는 종이와 같은 셀룰로오스 기반의 기판은 전자소자를 제작하는 과정에서 울퉁불퉁한 표면을 매끄럽게 하는 고분자 코팅이 반드시 필요해 친환경적이지 않다는 단점이 있다.

연구팀은 이러한 문제를 인식하고 저가의 일회용 친환경 기판에 적합한 다양한 소재를 탐색하는 과정에서 녹말이 호화작용을 통해 투명한 필름으로 변하는 현상에 주목했다. 호화(糊化)는 녹말에 물을 넣고 끓이면 조직이 부풀고 점성이 커지는 현상을 의미한다.

이어 연구팀은 녹말을 주성분으로 하고 친환경 고분자를 미량 첨가해서 기계적 강도와 유연성이 우수한 투명 기판소재를 개발했다.

개발된 녹말기반의 저가 일회용 친환경 기판은 간단한 공정으로 제작이 가능하며, 1000번 이상의 굽힘 테스트에서도 손상이 없었다.

이 기판은 저가의 소재를 이용해 안정적으로 소자 제작이 가능하기 때문에 일회용 RF-ID 태그 등에 쉽게 적용할 수 있다. 

이화성 교수는 "이번 연구를 통해 친환경 유연 전자소자용 기판을 저가의 소재와 공정으로 개발해 환경오염에 대한 부담 없이 관련시장을 확대할 수 있게 될 전망"이라고 밝혔다.

연구결과는 재료과학분야의 세계적 학술지인 'Advanced Functional Materials(IF=12.124)'의 올해 1월호에 게재됐다. 

쌀에서 추출한 단순한 녹말종이 강도.<사진=한밭대 제공>쌀에서 추출한 단순한 녹말종이 강도.<사진=한밭대 제공>
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