서울대 연구팀, '휘어지는' 액체금속전자회로 기술 개발

웨어러블·플렉서블 기기에 적용 가능

【서울=뉴시스】어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 표지 논문으로 선정된 액체 금속 전자 회로(사진제공=서울대)

【서울=뉴시스】김지은 기자 = 서울대 연구팀이 웨어러블·플렉서블 기기에 사용 가능한 전자회로 기술 개발에 성공했다.

 서울대 공대는 고상근 기계항공공학부 교수와 김도윤 박사과정 연구팀이 액체 금속으로 선폭이 마이크로미터(㎛)인 전자회로 제작 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이렇게 제작된 액체 금속 전자회로와 센서는 휘거나 늘어나거나 접혀도 도선이 끊어지지 않고 전기전도성이 유지된다.

 최근 웨어러블 기기에 대한 관심이 커지면서 그래핀이나 탄소나노튜브처럼 전도성과 유연성을 갖춘 전자섬유가 주목받고 있지만, 열에 취약하고 제조과정이 복잡해 대량생산이 어렵다는 단점이 있었다.

 대안으로 액체 금속인 갈륨 혼합물을 이용한 프린팅과 패터닝 방식도 개발되고 있지만 표면장력 때문에 수십 마이크로 이하로는 제작이 어렵고 평면에만 프린팅이 가능하다는 한계를 가진다.

 고 교수팀은 평면뿐 아니라 굴곡진 경사면에도 액체 금속 프린팅이 가능하도록 시스템을 설계했다. 또 액체 금속 직접 분사 방식과 상변화를 이용한 액체 금속 이송 방식으로 회로의 폭을 마이크로미터 단위로 줄이는 데 성공했다.

 연구진은 액체 금속을 100마이크로미터 선폭으로 인쇄한 다음, 한쪽으로 균일하게 잡아 늘이는 과정과 액체 금속을 올려 다른 기판에 옮기는 과정을 6∼7회 반복해 선폭 2마이크로미터의 액체 금속 전자회로를 만들었다. 첫 인쇄를 선폭 20마이크로미터로 하면 이 과정을 2∼3차례만 해도 2마이크로미터의 액체 금속회로를 만들 수 있다는 설명이다.

 이렇게 제작된 액체 금속 전기회로와 센서는 잡아당기거나 굽히는 외부 변형에도 도선이 끊어지지 않고 전기전도성이 유지된다.

 연구 결과는 재료 분야 전문 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced functional Materials)'의 표지 논문에 6월 9일자로 게재됐다.

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