전남대학교 윤창훈 교수 연구팀이 차세대 디스플레이용 투명 전극 등 다양한 분야에 적용이 가능한 '수분 대응력 향상 전도성 고분자 기술'을 개발했다.

전남대는 고분자융합소재공학부 윤창훈 교수(교신저자)와 이인우 석사과정생(주저자) 등은 충북대 전자공학부 강문희 교수(공동저자)와 공동연구를 통해 800S/㎝ 이상 높은 전기 전도도를 갖는 전도성 고분자 필름(PEDOT:PSS)전극이 물에 의한 내구성 감소현상을 규명했다고 1일 밝혔다.

연구내용을 담은 논문은 미국화학학회(ACS)가 발행하는 표면과학 전문 국제학술지(영향력지수 4.331)에 게재됐다.

연구팀은 물에 의한 전기적 특성 변화를 효과적으로 분석하기 위해 100㎚ 두께(머리카락 1000분의 1)의 필름을 여러 가지 조건을 갖고 있는 수용액에 담근 뒤 내부 구조 변화를 추적했다.

결과 1초 미만의 매우 짧은 시간에도 필름 전체 막의 젖음 현상과 두께 감소가 발생하며, 동시에 수 나노미터 크기의 새로운 구조가 표면에서부터 생성되는 것을 발견했다.

이를 바탕으로 연구팀은 수용액 내에서 필름의 나노 구조 재정렬 메커니즘을 규명했다. 또 재정렬 결과로 생성된 PEDOT:PSS 나노 구조체를 보호막으로 활용해 수분에 대한 내구성 향상 기술을 개발했다. 기술의 측정 정밀도는 30% 이상 향상됐다.

윤창훈 교수는 "전도성 고분자는 반도체와 디스플레이 등 최첨단 전자 기기 포장지에 대전 방지 기능을 부여하는 소재로 사용되고 있으며, 차세대 스트레처블 디스플레이용 투명전극 뿐만 아니라 전기화학반응 기반 바이오센서용 전극으로도 활용되고 있다"고 밝혔다.

하지만 "전도성 고분자를 이용한 전극은 공기 중의 수분에 의해 전기 전도도가 지속적으로 감소해 내구성이 떨어지는 한계가 있었다"며 "전도성 고분자의 내구성 향상 기술은 향후 고정밀 바이오센서뿐만 아니라 웨어러블 전자기기, 차세대 디스플레이용 투명 전극 등과 같은 다양한 분야에 적용이 가능하다"고 설명했다.