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말랑말랑 디스플레이?… 고무줄처럼 늘려도 빛내는 이온젤

부산대 윤진환·진성호 교수팀
세계 최고 수준 신축성 발광 소자 개발
12배로 늘려도 PC 모니터의 높은 휘도

말랑말랑 디스플레이?… 고무줄처럼 늘려도 빛내는 이온젤
부산대 윤진환·진성호 교수팀이 부드러우면서도 잘 찢어지지 않는 특성의 이온젤 전극을 개발해 원래 길이의 12배까지 잡아당겨도 전계발광소자가 잘 작동했다. 부산대 윤진환 교수 제공
[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 젤이나 고무줄처럼 원래 크기보다 12배까지 잡아늘려도 전기를 주면 빛을 내는 소재를 개발했다. 연구진은 이 이온젤 소재는 자유자재로 형태를 바꿀 수 있는 디스플레이, 디지털 센서, 배터리 개발을 위한 부품의 실마리가 될 수 있을 것이라고 전망했다.

한국연구재단은 부산대 윤진환·진성호 교수팀이 세계 최고 수준의 신축성이 있는 발광소자를 개발했다고 17일 밝혔다.

연구진이 만든 이 이온젤 소재는 빛을 내면서 자유롭게 형태를 바꾸거나 원래 길이의 12배까지 늘려도 작동했다.

실험 결과 800%까지 잡아당겨진 상태에서도 647cd/㎡의 높은 휘도를 냈다. 또 최대 1200%까지 잡아당겨도 200cd/㎡ 이상의 밝은 빛을 내며 작동했다. TV나 PC모니터의 휘도는 200~500cd/㎡이며 스마트폰은 200~700cd/㎡ 정도다.

또한 1000번 이상 잡아 늘려도 휘도의 변화 없이 빛을 내고, 0~200도까지 넓은 온도 구간에서도 이 소재는 정상적으로 작동했다. 윤진환 교수는 "이같은 기계적, 온도 안정성은 기존 어떤 소자에서도 보고되지 않은 우수한 특성이라고 할 수 있다"고 말했다.

말랑말랑 디스플레이?… 고무줄처럼 늘려도 빛내는 이온젤
부드러운 연성소재인 이온젤을 전극으로 사용해 접거나 여러번 말거나 비틀어도 전계발광소자가 잘 작동, 높은 휘도를 유지했다. 부산대 윤진환 교수 제공
연구진은 탄탄한 구조의 젤 소재를 만든 후 전류를 잘 흐르게 하는 이온성 액체를 소재에 흡수시켜 유연성과 전기전도도를 모두 높인 이온젤을 만들었다.

이 이온젤의 핵심은 유연한 고분자 사슬과 질긴 고분자 사슬을 각각 그물구조로 만든 후, 이 둘을 서로 교차시킨 데 있다. 유연함과 인장력, 인장성, 신축성을 함께 높이기 위해 서로 성격이 다른 고분자를 접목한 것이다.

이번 연구 성과는 소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 13일(온라인) 게재됐다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자