KIST 연구팀, 하이드로젤 및 나노 잉크 소재 이용
'전사 프린팅' 기술…차세대 웨어러블 기기 활용 기대
KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 이현정 스핀융합연구단 박사팀이 다양한 형태·구조의 유연기판에 고성능 웨어러블 센서를 만들 수 있는 전사 프린팅(Transfer-Printing) 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.
하지만 기존의 전사 프린팅 공정은 주로 최종 기판이 평평할 때만 적용이 가능했다. 거친 표면의 기판에는 전사 효율이 낮은 단점이 있었다.
이때 프린팅되는 나노 잉크의 양이 적어 전극 형성 속도가 빠르기 때문에, 나노 전극의 구조가 균일하고 순도가 높아 전기적 특성이 뛰어났다. 또한 소수성의 나노소재는 친수성인 하이드로젤과 상호 작용력이 낮아, 다양한 기판에서 손쉽게 전극이 전사됐다.
특히 몰딩이 가능한 고분자 용액을 하이드로젤 상에서 굳히는 방법으로 나노 전극을 전사하는 기술을 개발해, 거친 표면의 유연기판 상에도 유연전극을 형성했다. 연구팀은 나노 전극을 실험용 장갑에 바로 전사, 손가락의 움직임을 감지할 수 있는 변형 센서를 제작하는데 성공했다. 또 맥막을 측정할 수 있는 고성능 유연 압력센서도 구현했다.
이현정 KIST 박사는 "이번 성과는 고성능 유연 센서를 다양한 특성과 구조를 지닌 기판에 구현하는 새로운 방법을 제시한 것"이라고 하며 "추후 디지털 헬스케어, 지능형 인간-기계 인터페이스, 의공학, 차세대 전자소자 분야 등 유연기판이나 비전통적 기판소재 상에 집적화된 고성능 소자 구현을 필요로 하는 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다"라고 설명했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST Young Fellow 사업, 바이오의료기술개발사업, 나노원천기술개발사업 등을 통해 수행됐으며, 연구결과는 나노분야 국제 저널 'Nano Letters' 최신호에 게재됐다.
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