한·미 연구진이 공동으로 고효율 생체 전기신호를 획득할 수 있는 유기물 혼합형 전도체를 개발했다. 생체에 이식하거나 피부에 부착하는 전자소자로 활용할 수 있다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 윤명한 신소재공학부 교수팀이 조나단 리브네이 미국 노스웨스턴대학교 교수·안형주 포항가속기연구소 박사팀과 공동으로 고성능 미세섬유 기반 유기물 혼합형 전도체(OMIEC) 제작 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
OMIEC는 금속처럼 단순한 전기전도체가 아닌 전해질 내에서 이온 전도성과 전기 전도성을 동시에 갖는 재료다. 생체전기신호와 고체상 전기전자신호를 연계할 수 있는 생체이식형 전자소자 활성층으로 활용한다.
연구팀은 상업용 반도체 공정에 사용해온 변형제어공학 기술을 단일 가닥 미세섬유에 적용, 고분자 미세결정을 한 방향으로 정렬시키는 방법으로 전하 이동도와 전기전도성을 극대화했다. 낮은 전하 이동도와 전기전도성에 의한 스위칭·증폭 특성 향상에 걸림돌이 돼온 유기물 전도체의 고질적인 문제를 해결했다. 대표적인 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 기반 미세섬유 내 결정구조를 한 방향으로 정렬시켜 기존 동일 재료 기반 소자에 비해 3배 이상 특성 평가지수를 갖는 트랜지스터를 구현했다.
윤명한 교수는 “유기물 전기화학 트랜지스터는 높은 정전용량과 전기적 스위칭, 증폭 특성으로 생체 이식형이나 피부 부착형 센서로 각광받고 있다”며 “향후 고성능 체내이식형 전자소자와 에너지저장장치로 활용할 수 있도록 하겠다”고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단과 GIST 창의적 도전과제, GIST 개발과제 사업의 지원을 받아 수행됐으며 과학기술 전문 권위지 '어드밴스드 머티리얼스' 최신호 온라인판에 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
