[한국기술뉴스] 부산대학교 진성호 교수 연구팀은 말거나 비틀어도, 원래 길이의 12배까지 잡아당겨도 작동하는 전계발광소자를 개발했다.

웨어러블 디바이스 등에 대한 수요가 늘어나면서 하이드로젤처럼 유연한 연성물질을 전극으로 이용해 자유자재로 변형시키거나 잡아당길 수 있는 유연한 소자에 대한 연구도 활발하다. 흐르지 않는 고체상의 전해질로 물성조절이 비교적 쉬운 이온젤이 주목받지만 잘 찢어지고 전기전도도가 낮은 것이 단점이었다. 

이에 연구팀은 탄탄한 구조의 젤 소재를 만든 후 전류를 잘 흐르게 하는 이온성 액체를 소재에 흡수시켜 유연성과 전기전도도를 모두 높인 이온젤을 만들었다. 핵심은 유연한 고분자 사슬과 질긴 고분자 사슬을 각각 그물구조로 만든 후, 이 둘을 서로 교차시킨 데 있다. 

유연함과 기계적 강도를 함께 높이고자 서로 성격이 다른 고분자를 접목한 것으로, 기존에는 주로 고분자 사슬 하나를 이용한 방식의 접근이었다. 이렇게 만들어진 젤 소재는 마치 슬라임이나 고무줄처럼 유연 하면서도 잘 찢어지지 않도록 했다. 

나아가 만들어진 젤 소재에 이온성 액체를 흡수시켜 투명하면서 전기가 잘 통하는 이온젤 전극을 만들었다. 실제 이렇게 만들어진 이온젤 전극은 빛을 내면서 자유롭게 형태를 바꾸거나 원래 길이의 12배까지 늘려도 작동할 수 있었다. 

또 기존 이온전해질 보다 더 열에 안정적인 이온성 액체를 사용해 0도에서 200도의 넓은 온도구간에서도 소자가 잘 작동되었다. 잘 찢어지지 않는 이온젤 소재는 자유자재로 형태를 바꿀 수 있는 디스플레이, 디지털 센서, 배터리 개발을 위한 소자의 실마리가 될 수 있을 것으로 전망된다.

연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 5월 13일 게재됐다.