국내 연구팀이 얼음을 이용해 투명한 전극을 만들어 주목을 모으고 있다.
포스텍은 화학과 박문정 교수·디판카(Dipankar) 박사·박사과정 김경욱 씨 팀이 얼음 표면 위에서 8분이라는 짧은 시간 동안 큰 면적의 2차원 전도성 고분자를 친환경적으로 합성하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.
이 연구는 세계적인 권위지인 ACS 나노지에 최근 게재됐다.
전도성 고분자 중 PEDOT:PSS란 물질은 태양전지 등에 활용되는 물질이지만 상용화를 위해서는 면적이나 합성시간 면에서 아직 많은 과제가 있었다.
이에 연구팀은 얼음표면에서 수소결합이 일어나면 결정성이 향상되고 결정성이 높아지면 전도도도 올라간다는 점에 착안해 얼음표면에서 간단하게 고분자를 합성하는 방법을 개발했다.
실험결과 스핀코팅(고속회전코팅)법에 의해 합성된 PEDOT:PSS에 비해 20배 이상 높은 28S(siemens)/㎝라는 높은 전도도가 확인됐다.
연구팀은 추가 도핑이나 화학 처리 없이도 잘 정렬된 결정 구조를 만들 수 있고 30㎚(나노미터) 두께에 약 10㎝ 직경의 박막을 합성할 수 있었다고 설명했다.
특히 연구팀의 합성 방법을 활용하면 전도성 고분자를 8분 만에 합성할 수 있다는 점에서 산업계로부터도 주목을 받고 있다.
박문정 교수는 “얼음 표면에서 합성한 이 합성법은 친환경적일 뿐만 아니라 매우 높은 전도도와 투명한 특성을 지니고 있다”며 “이 기술이 발전한다면 미래 투명 전극을 필요로 하는 다양한 디바이스나 플렉시블 디바이스에 적용될 것”이라고 밝혔다.
포항=안창한 기자 changhan@kmib.co.kr
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