그래핀 유연투명전극 보호막 코팅 기술 개발

대면적 그래핀 유연투명전극의 상용화 기대

교육과학기술부는 그래핀의 우수한 전기적, 광학적 특성을 유지하면서 외부의 습도, 온도 및 마찰 마모로부터 그래핀을 보호할 수 있는 박막 코팅 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다고 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부 “21세기프론티어 나노메카트로닉스사업(단장 이상록)”의 지원을 받아 성균관대학교 안종현 교수팀과 한국기계연구원 이학주 박사팀에 의해 수행됐다.

그래핀은 두께가 0.34 nm로 매우 얇지만 전기전도도·열전도성·투명성이 뛰어나며, 자유자재로 휘어지는 특성이 있어 차세대 디스플레이, 터치패널 등에 적용될 것으로 기대되고 있는 신소재이다.

그러나 기계적인 마찰에 의해 손상되기 쉽고, 공기 중 습도에 의해 특성이 변하기 쉬워 실용화를 위해서는 그래핀의 전기적 특성을 유지하면서 그래핀을 보호하기 위한 보호용 박막 코팅 개발이 필수적이다.

현재 그래핀을 전자기기에 이용하기 위한 연구는 활발히 진행되고 있지만 그래핀 실용화에 필수적인 박막 코팅 기술 개발이 이루어진 것은 이번이 처음이다.

공동연구팀은 그래핀을 플라스틱 기판에 전사(transfer)한 후 자외선에서 경화하는 고분자 용액을 박막 코팅해 표면 특성을 균일하게 제어할 수 있었다.

특히, 코팅막 두께를 30nm 두께 이하로 제어해 그래핀의 전기 전도도를 일정하게 유지하고 기계적인 마찰에 강한 특성을 확보했다.

안종현 교수는 “현재 평판 디스플레이, 터치패널 등에 쓰이는 투명전극은 ITO라는 물질을 이용해 제조하고 있는데 전량 외국에서 수입하고 있는 실정이라며 ”이번 연구를 통해 ITO를 대체할 그래핀 투명전극의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.“ 고 연구의 의의를 밝혔다.

연구결과는 나노소재 분야의 저명한 국제학술지인 ‘ASC Nano'(SCI, IF 9.855)에 게재됐으며, 국내외 특허 출원을 완료했다.

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