인하대 기계공학과, 새 방식 고분자 패터닝 기술 개발

인하대 기계공학과 김주현 박사과정생.

인하대학교(총장 조명우)는 기계공학과 첨단재료연구실 강태준 교수 연구팀이 전도성 고분자를 새로운 방식으로 패터닝(patterning) 하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

웨어러블 전자기기 등에 사용되는 유연한 전자소재나 투명전극을 만드는 데에는 전도성 고분자가 핵심적으로 사용된다. 전도성 고분자는 반도체 사진현상공정과 식각공정을 통한 고분자 필름의 패터닝 과정을 거쳐야 제품에 적용할 수 있다.

하지만 이러한 패터닝 과정은 프로토타입 제작에서 시간과 비용의 제약이 있으며, 평면 형태의 패턴만 구현할 수 있다는 한계가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 인하대 기계공학과 김주현 박사과정생, 강태준 교수 연구팀은 전도성 고분자의 전구체 용액이 코팅된 기판에 열을 가해 원하는 모양을 형성할 수 있는 새로운 고분자 패터닝 기술을 개발했다.

연구팀이 고안한 패터닝 기술은 별도의 장비와 공정이 필요없으며 평면은 물론 그레이스케일의 표면형상을 제작할 수 있어 다양한 유연 전자소자에 응용 가능한 원천기술을 제공한다.

연구팀은 웨어러블 센서 제작을 위한 유연한 전극, 접을 수 있는 에너지 저장체, 전기변색장치를 선보여 제안된 패터닝 방법의 우수성을 증명했다.

연구결과를 담은 논문(영문명: Temperature Gradient-Driven Multilevel and Grayscale Patterning of Tosylate-Doped Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Films for Flexible and Functional Electronics)은 기술의 획기성을 인정받아 재료 및 응용 기술 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스 테크놀로지스(Advanced Materials Technologies)’에 2021년 10월 표지논문으로 출판됐다.

한편, 이 연구는 2020년도 과학기술정보통신부 한국연구재단(No.NRF-2020R1A2C1005763, No.NRF-2017M3A9E2063256), 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원(No.20194030202340)의 지원을 받아 수행됐다.