2차원 평면소자를 3차원 형태화하는 기술이 국내 개발됐다. 그동안 만들기 어려웠던 작은 패턴이나 복잡한 구조를 3차원 구현할 수 있는 실마리를 찾았다.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 고흥조 광주과학기술원(GIST) 교수팀이 기존 고성능 평면소자를 3차원 형태로 자동 변형하는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.
3차원 형태 전자소자는 웨어러블 디바이스, 생체로봇 등을 원하는 대로 구동시키는데 꼭 필요한 요소다. 센서나 소자가 전방향 통신을 하려면 3차원 구조를 이뤄야 한다. 지금까지는 3차원 구조체에 전자소자를 직접 제작하는 공정 연구가 활발한데, 쉽게 성과가 나오지 않고 있다.
연구팀은 기존 평면 소자를 3차원 형태로 변형시키는 방법을 고안, 새로운 해답을 제시했다. ABS 수지를 활용했다. ABS 수지는 아크릴로나이트릴(A), 부타디엔(B), 스티렌(S) 세가지 성분을 가지는 합성 수지다. 성형성과 가공성이 뛰어나 가전제품이나 자동차 부품에 쓰인다. 이를 기반으로 자동 변형하는 가변형 프레임을 제작했다.
ABS 필름 위에 3D 프리팅 기법으로 '전단응력'을 갖는 ABS 선을 인쇄한 후 가열하는 방법으로 3차원 변형을 유도했다. 전단응력은 가위로 자르듯이 방향이 반대인 힘을 물체에 가할 때 생기는 응력이다. 연구팀은 열을 가하면 ABS선의 응력이 해소되면서 소재가 움직이게 되는 원리를 이용했다.
연구팀은 “ABS선 길이, 두께, 너비, 선간 거리, 위치 등을 달리해 원하는 3차원 구조체를 구현할 수 있다”며 “3차원 구조체가 필요한 센서, 디스플레이, 통신장비, 웨어러블 장치, 생체로봇 등 다양한 플랫폼에 적용 가능하다'고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
