미래 신소재
< 휘어지니? 우린 늘어난다! >
김동민
수석연구원
◆ '플렉시블' 그 이상의 '스트레쳐블'
휘어지고 구부러지는 플렉시블 기기(Flexible)
신축성까지 겸비한 스트레쳐블 기기(Stretchable)
◆ 스트레쳐블 소재, 스마트 스킨
김대형 교수 연구팀(서울大) 스마트 스킨 개발
나노박막과 나노입자를 사용해 휘거나 늘릴 수 있는 전자소자
질병을 상시 모니터링 해 메모리에 저장, 저장 정보를 분석해 피부에 약물 투여 및 치료
대량생산이 가능해 의료·전자 산업까지 다양하게 활용 용이
◆ 1회용 문신처럼 몸에 붙인다?
몸에 붙이는 형태의 스트레쳐블 기기가 가장 대표적
로저스 교수 연구팀(美 일리노이大 재료공학과) 전자문신처럼 피부에 붙이는 형태의 칩 개발
칩이 장착된 부위를 늘리거나 구부릴 수 있고 주름진 피부에서도 본래의 기능 발휘
상용화에 앞선 제품을 개발해 사이언스誌 발표(2014)
타카오 소메야 교수(日 동경大) 세계에서 가장 얇은 플렉시블 광전자 집적회로와 생체거부반응이 없는 터치센서시스템 개발
식품 보관용 랩의 1/5 두께, 깃털보다 가벼운 무게
시술을 통해 피부에 착용하면 심장, 근육의 전기적 자극 등 모든 인체정보 모니터 가능
Google
목 부위의 피부나 의류에 부착해 스마트폰의 보조 마이크 역할을 하는 전자피부문신(Electronic Skin Tatto) 특허 신청
NOKIA
전화나 메시지를 받으면 문신의 진동으로 알리는 전자문신 특허 신청
◆ 마음대로 펼치는 디스플레이
스트레쳐블 소재 개발로 휴대폰과 태블릿 혁신 전망
UCLA 연구팀 화면을 마음껏 늘려 볼 수 있는 디스플레이 개발
신축성 있는 투명 전극 사이에 전지 발광 고분자를 삽입한 형태
크기를 2배 이상 늘리거나 비틀어도 성능 유지
원래 크기의 30% 이상으로 1,000회까지 수축·이완 가능
상온에서 간단히 제작 가능해 접거나 늘릴 수 있는 스마트폰, 벽지형 조명 등으로 활용 가능
◆ 가장 큰 장애물, 배터리 기술
┃스트레쳐블 배터리의 한계
구부렸다가 펴기를 반복하면 화재 가능성 증가, 전극의 필름이 떨어지는 박리현상 발생
인체에 삽입·부착해 건강을 체크하는 모니터기는 배터리 기술의 한계로 활용이 어려운 상황
노스웨스턴大, 일리노이大 공동 연구팀
용량은 유지하면서 크기가 3배까지 늘어나는 배터리 개발
신축성 있는 고분자 화합물 위에 작은 배터리를 곡선으로 촘촘히 배치
무선 충전 가능
충전 후 8~9시간까지 사용 가능하며 20회 충·방전 후에도 용량 손실 미미
신체 부착형 모니터링 제품에 활용 가능
◆ 유연함을 넘어서 신축성까지!
스트레쳐블 기기의 발전을 통해 새로운 미래를 기대하며…