"농·축산물 영양 모니터링, 자연환경 모니터링 활용 가능"
국내 연구진이 돌멩이나 계란껍데기 등 울퉁불퉁한 표면에 붙일 수 있는 전자소자를 개발했다. 농·축산물의 신선도를 파악하거나 자연환경을 모니터링하는 센서 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
과학기술정보통신부는 고흥조 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수 연구팀이 이 같은 전사(轉寫) 인쇄 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 정건영 교수팀과의 공동 연구로 거둔 이번 성과는 나노과학 분야 저명 학술지인 'ACS Nano'에 게재됐다.
전사 인쇄는 고성능·고집적 전자소자를 신체, 의류, 사물 등 울퉁불퉁한 표면에 올릴 수 있는 기술이다. 기존의 전사 인쇄에서는 전자소자의 접착력을 유지하기 위해 접착제를 사용하는 경우가 많았는데 생체와 자연물 등에는 화학적 접착제의 사용이 제한됐다.
연구진은 접착력을 높이기 위해 기판 아랫면에 '튜브형 나노 섬모' 구조를 도입했다. 튜브형 나노 섬모는 전사 인쇄 후 표면 굴곡에 맞춰 납작하게 달라붙는 특징이 있어 접촉 면적을 넓게 만들면서 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높인다.
또 전사 인쇄는 소자를 물에 띄운 채 옮기는 수전사 방식을 사용했다. 전사 후 물이 마르는 과정에서 튜브형 나노 섬모와 울퉁불퉁한 표면 사이에 모세관 현상이 발생하는데 이를 통해 섬모는 굴곡을 따라 납작해져 표면의 거친 정도나 방향에 제약을 받지 않는다.
이를 통해 연구진은 계란껍질 표면에 '금속저항 기반 온도센서'를 전사 인쇄해 계란의 실시간 온도를 비파괴적으로 측정할 수 있었다. 현무암 타일 표면에는 산화물 반도체인 '인듐갈륨아연산화물(IGZO) 기반 박막 트랜지스터 소자'를 전사 인쇄해 안정적으로 구동되는 것을 확인하기도 했다.
환경, 생체 모니터링 등의 분야에 활용될 가능성이 크고 각종 사물과 동식물에 친환경적으로 전자소자를 부착할 수 있어 사물인터넷(IoT)과 빅데이터에 연계할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
고흥조 교수는 "이번 성과는 고성능 전자소자를 계란이나 돌멩이 등 다양한 물체의 표면에 접착할 수 있게 하는 기술"이라면서 "농·축산물의 영양 모니터링과 자연환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용될 것"이라고 말했다.
KPI뉴스 / 오다인 기자 odi@kpinews.kr
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