인하대(총장 조명우)는 고분자공학과 석·박사통합과정에 있는 고춘연(29) 학생이 차세대 웨어러블(wearable) 전자기기 핵심 요소인 잡아 늘일 수 있는 반도체 개발을 앞당기는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
고춘연 학생이 양회창 화학공학과 교수와 최형진 고분자공학과 교수 지도로 개발한 이 기술은 50% 이상 신축·이완된 상태에서도 전기 성능을 유지하는 스트레처블(stretchable) 반도체 소자다. 이는 최근 활발한 연구가 진행 중인 접히거나 돌돌 말리는 디스플레이 구현 방법보다 한 단계 앞선 기술로, 현실화하면 손바닥만한 크기의 디스플레이 화면을 필요에 따라 그 크기를 달리할 수 있다.
지난해 발표한 논문 ‘입체 규칙성이 상이한 폴리(3-헥실티오펜)의 자발적 상분리를 이용한 신축성 반도체 필름(Spontaneous Phase Separation of Poly(3-hexylthiophene)s with Different Regioregularity for a Stretchable Semiconducting Film)’은 스트레쳐블 트랜지스터 소자 개발 내용을 담고 있다.
유기 고분자 반도체의 사슬 반복 구조 제어를 통해 신축성과 전도성이 우수한 고분자 2종을 확보했다. 이 고분자를 혼합하는 과정에서 나타나는 분자수준의 상분리 현상을 이용해 스트레처블 반도체 소자를 개발했다.
지금까지 연구에서는 반도체 필름에 유연성이 높은 절연체를 첨가하면, 변형됐을 때 신축성은 생기지만 전기 성능이 떨어지는 문제가 있었다.
이 논문으로 지난해 12월 미국재료학회 주관으로 열린 가을 학술대회에서 우수포스터상을 수상했고 지난 11월에는 한국방사관이용자협회 가 주관한 ‘31차 방사광이용자 연구발표회’에서 대학원생 우수논문상을 수상했다. 앞서 지난 8월에는 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈 저널’ 표지 논문으로 선정되는 등 여러 학회에서 연구 가치를 인정받으며 학계에서 주목하는 연구자로 떠오르고 있다.
고춘연 학생은 이번 연구를 바탕으로 다중 자극 감지용 전자 피부 플랫폼을 개발한다는 계획이다. 이는 스트레처블 반도체 소자를 우리 몸속에서 신경 시스템이 신호를 처리하는 것과 유사한 특성을 갖고 있는 신경계 모사 소자에 적용하는 연구를 진행 중이다.
고춘연 학생은 “우리 상상 속에만 있었던 기술을 연구를 통해 실현할 수 있다는 점 때문에 끊임없이 탐구하고 연구한다”며 “오랫동안 기다려온 미래를 앞당기는 것은 어느 누구 한 명이 아닌 이렇게 곳곳에서 연구에 몰두하고 있는 여러 연구자들이라고 생각한다”고 말했다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr
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