[과학기술정보통신부]돌멩이 같은 울퉁불퉁한 표면에 붙이는 전자소자 개발

돌멩이 같은 울퉁불퉁한 표면에 붙이는 전자소자 개발
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- 튜브 형태 나노 섬모를 통해 접착력 강화… ACS Nano지 게재 -

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□ 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 광주과학기술원(GIST, 총장 김기선) 신소재공학부 고흥조 교수 연구팀이 ‘울퉁불퉁한 표면에도 전자소자를 붙일 수 있는 전사(轉寫)인쇄 기술’을 개발했다고 밝혔다.
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□ 정건영 교수팀과 공동 연구로 진행된 이 성과는 나노과학 분야 저명 학술지인 ‘ACS Nano' 에 9월 3일(한국시간) 자로 온라인 게재되었다.
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????※ 논문명 : Enhancement of Interfacial Adhesion Using Micro/Nanoscale Hierarchical Cilia for Randomly Accessible Membrane-Type Electronic Devices
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????※ 주저자 : 고흥조 교수(교신저자?GIST 신소재공학부), 황영규 박사(공동1저자?GIST 신소재공학부, 現 난양공대 포닥), 유성광 석박사통합과정(공동1저자?GIST 신소재공학부), 임남수 박사(GIST 신소재공학부), 강상명 석사(GIST 신소재공학부),유혜련 석사(GIST 신소재공학부), 김종우 박사(한국화학연구소), 현유준 박사과정(GIST 신소재공학부), 정건영 교수(GIST 신소재공학부)
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□ 자연물을 비롯한 대부분의 사물 표면은 대체로 평평하지 않아 고성능?고집적 전자소자를 제작하거나 붙이기 어렵다.
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?ㅇ 돌멩이나 나뭇잎, 계란 껍데기 등 환경이나 생체친화적인 물체에 전자소자를 붙일 때는 화학물질의 사용을 최소화 해야 한다.
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□ 고흥조 교수팀은 울퉁불퉁한 표면에도 자유롭게 붙일 수 있는 전자소자를 위해 기판 아랫면에 튜브형 나노 섬모 구조체를 도입했다.
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?ㅇ 튜브형 나노 섬모는 전사인쇄 후 표면 굴곡에 맞춰 납작하게 달라붙는 특징이 있어 넓은 접촉 면적을 만들며, 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높일 수 있었다.
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□ 더 나아가 소자 주변에 ‘필름형 마이크로 섬모와 튜브형 나노 섬모로 이뤄진 계층 구조(이하 마이크로-나노 섬모 계층 구조)’를 형성했다. 이는 더 다양한 표면에 전사인쇄를 가능하도록 하였다.
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?ㅇ 튜브형 폴리이미드 나노 섬모는 고흥조 교수팀과 정건영 교수팀이 양극 산화 알루미늄을 틀로 사용해 형성할 수 있었다.
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?ㅇ 마이크로-나노 섬모 계층 구조는 일정한 무늬로 양극산화가 이루어진 다공성 양극산화 알루미늄을 틀로 사용해 제작하였다. 이 구조가 있는 폴리이미드 박막 기판에 고성능 전자소자를 장착한 후 전사인쇄 공정을 진행하면 울퉁불퉁한 표면에 전자소자를 친환경적·생체친화적으로 붙일 수 있다.
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□ 고흥조 교수는 “이번 성과는 고성능 전사소자를 계란이나 돌멩이 등 다양한 표면에 접착 가능케 하는 기술”이라며 “농축산물의 영양 모니터링 및 자연환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용될 것”이라고 기대했다.
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?ㅇ ㅇ 실생활에서는 계란 껍데기에 온도센서를 붙여 신선도를 파악하거나, 자연환경을 모니터링하는 센서를 돌멩이에 부착하는 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.
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□ 본 연구는 과학기술정보통신부 개인기초연구(중견연구자지원사업) 및 광주과학기술원(GIST) 개발사업 등의 지원으로 수행되었다.