75만회 구겼다 폈는데 끄떡 없다…전개형 전자장치 개발

아주대 연구팀 개발…생명력 강한 식물 '질경이' 영감

[수원=뉴시스] 한승용(왼쪽부터), 강대식, 고제성 교수. (사진=아주대학교 제공) 2025.02.17. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

[수원=뉴시스] 박종대 기자 = 국내 연구진이 반복적으로 구기거나 접었다 펴도 끄떡없는 전개형 전자장치를 개발했다.

17일 아주대학교에 따르면 기계공학과 자연모사실험실 연구진은 고강도 섬유 케블라(Kevlar)를 활용해 전도성을 일정하게 유지하면서도 강한 내구성과 뛰어난 인장강도를 갖춘 전개형 전자장치 소재를 만들었다.

이 내용은 '구김과 장력에 대한 내피로성이 강화된 전개형 전자장치'라는 제목으로 글로벌 저널 '사이언스 어드밴시스'에 1월 온라인 게재됐다.

이번 연구는 기계공학과 한승용·강대식·고제성 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 홍인식·노연욱 박사와 조중광 석사과정생이 공동 제1저자로 함께 했다.

전개형 전자장치는 공간 활용도를 극대화하기 위해 평소에는 작게 구기거나 접어서 보관하다가 필요할 때 펼쳐 사용할 수 있다.

하지만 접히거나 구겨지는 부분에서의 전도성을 일정하게 유지하기 어렵다는 점과 반복적으로 접었다 펴면서 발생하는 기계적 피로와 구조 변형 등 내구성이 문제로 남아 있다.

아주대 연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 강한 생명력으로 잘 알려진 식물 질경이의 잎맥 구조에서 영감을 얻었다.

질경이는 밟히고 넘어져도 살아나고 쉽게 상처를 입지 않는 여러해살이풀이다. 질경이 잎맥은 강성이 매우 높고 질긴 특성을 가지고 있다.

연구팀은 이러한 질경이의 형태와 특성에서 영감을 얻어 고강도 섬유 케블라(Kevlar)를 새로운 전자복합소재에 적용했다.

이렇게 개발한 새로운 소재가 75만회 이상의 반복적 구김·접힘과 자신의 무게 대비 6667배 이상의 하중을 견뎌내며 기계적·전기적 안정성을 유지함을 확인했다.

기존에 알려진 소재들과 비교할 때 15배 이상의 접힘 내성과 2배 이상의 인장강도를 보인 셈이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 기초연구지원과 나노·소재기술개발사업, 한국연구재단의 중견연구지원을 받아 수행됐다.