손상 후 회복되는 고전도성 나노복합소재
손상 후 회복되는 고전도성 나노복합소재
  • 함예솔
  • 승인 2020.05.14 20:45
  • 조회수 386
  • 댓글 0
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요약

 

손상 후 치유 가능한 고전도성 나노복합소재가 개발됐습니다. 개발된 고전도성 나노복합소재는 자유자재로 형태 변형이 가능하고 손상 후에도 치유 가능한 특성을 나타냅니다. 사람의 진입이 제한된 재난상황이나 극한 환경에서 로봇 등을 이용해 손상된 전기부품과 회로를 복원하는 데 사용될 수 있을 것으로 예상됩니다.

성균관대학교 기계공학부 백승현 교수 연구팀이 문형필, 김문기 교수 연구팀과 공동으로 손상 후 치유 가능한 고전도성 나노복합소재를 개발했습니다. 공동연구팀은 반복 1,000회의 손상 및 치유 후에도 전기전도도가 복원되는 고전도성 나노복합소재를 개발하는 데 성공했습니다. 이번 연구는 <Nature Communications>에 게재됐습니다.

 

마이크로 은입자 이용했다

 

형태 변형 및 손상 후 치유 가능한 전도성 소재는 인공피부, 사물인터넷, 바이오전자소자 등 미래 전기전자소자 핵심기술로 최근 주목받고 있습니다. 그러나 낮은 전기전도도와 기계적·전기적 손상 후 전도성이 원래 상태로 완벽히 복원되지 않는다는 기술적 한계가 있었습니다.

위성구조 은나노입자 네트워크 기반의 다양한 형태변형 및 손상 후 치유 가능한 고전도성 나노복합소재. 출처: 성균관대학교
위성구조 은나노입자 네트워크 기반의 다양한 형태변형 및 손상 후 치유 가능한 고전도성 나노복합소재. 출처: 성균관대학교

연구팀은 복합소재 혼합 공정 중에 마이크로 은입자를 화학적으로 에칭하여 조밀하고 균일하게 분산된 위성구조의 은나노입자 네트워크를 합성하는 데 성공했습니다. 입자 간 직접적인 연결 없이 전자 터널링을 통해 형성된 전도성 네트워크는 고전기전도도를 달성할 뿐 아니라 끊어진 후 복원되어도 원래의 구조가 회복되어, 반복 1,000회의 손상 및 치유 후에도 복합소재의 전기전도도가 완벽히 복원될 수 있었습니다. 기계적 특성 변화를 이론적으로 계산했으며 침수나 장시간 공기유출 환경에서도 전도성이 안정적으로 유지됨을 확인했습니다.  

 

개발된 고전도성 나노복합소재는 고무찰흙과 같이 자유자재로 형태 변형이 가능하고 손상 후에도 치유 가능한 특성을 나타내고 있으며, 사람의 진입이 제한된 재난 상황이나 극한 환경에서 로봇 등을 이용해 손상된 전기부품과 회로를 복원하는 데 사용될 수 있을 것으로 예상됩니다.

백승현, 문형필, 김문기 교수 공동 연구팀. 출처: 성균관대학교
백승현, 문형필, 김문기 교수 공동 연구팀. 출처: 성균관대학교

##참고자료##

 


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