울퉁불퉁 돌멩이에도 붙이는 전자소자 개발

계란 껍질에 붙여서 신선도 판단에도 활용

계층형 섬모 구조를 이용해 울퉁불퉁한 돌멩이 표면에 붙인 폴리이미드 고분자 박막 기판의 사진 및 주사현미경 이미지. 방사 방향으로 뻗은 필름형 마이크로 섬모 구조와 그 아래 부분적 형성된 튜브형 나노 섬모 구조를 확인할 수 있다.

GIST 제공

국내 연구진이 울퉁불퉁하고 매끄럽지 않은 표면에도 착 달라붙는 전자소자를 개발했다. 이 기술을 활용하면 계란 같은 신선식품의 선도를 바로 확인할 수 있게 될 수 있을 것으로 보인다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 고흥조, 정건영 교수 공동연구팀은 돌멩이처럼 울퉁불퉁한 표면에도 전자소자를 붙일 수 있는 전자소자 기술을 개발하고 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 3일자에 발표했다.

돌맹이, 나무 등 자연물은 물론 많은 사물의 표면은 평평하거나 매끄럽지 않아 모니터링을 위한 전자소자를 붙이기가 쉽지 않다. 또 자연물이나 인체에 이런 전자소자를 붙일 때는 접착제 같은 화학물질 사용을 최소화 할 필요도 있다.

연구팀은 다공성 양극산화 알루미늄을 틀로 해서 전사인쇄 방식으로 전자소자 기판 아랫 부분에 튜브형 나노섬모 구조체를 만들었다. 이렇게 만들어진 튜브형 나노 섬모는 표면 굴곡에 맞춰 납작하게 달라붙기 때문에 넓은 접촉면을 만들어 전자소자와 표면 사이 접착력을 크게 높일 수 있다.

튜브형 나노 섬모가 있는 폴리이미드 필름을 종이, 나뭇잎, 계란, 면직물, 나뭇가지, 나무껍질 등 다양한 울퉁불퉁한 표면에 접착한 이미지.

GIST 제공

접착제 같은 화학물질이 사용되지 않았기 때문에 생체친화적 물질에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 울퉁불퉁한 표면에도 자유롭게 붙일 수 있다는 장점을 갖는다. 연구팀은 이 전자소자를 계란 껍데기에 온도센서로 만들어 붙여 신선도를 즉석에서 실시간으로 파악하거나 돌멩이나 나무에 부착해 자연환경을 모니터링하는 센서로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

고흥조 GIST 교수는 “이번 연구결과는 표면이 매끄럽지 않아 접착제 같은 화학물질을 사용하기 어려운 물체에도 고성능 전자소자를 쉽게 접착할 수 있게 함으로써 다양하게 적용할 수 있다는 장점이 있다”라며 “농축산물의 영양 모니터링은 물론 자연환경 모니터링에 강점을 가질 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자