부산대 연구팀, 12배까지 잡아당겨도 찢어지지 않는 이온젤 개발

디스플레이, 디지털 센서, 배터리 개발 소자 실마리 전망

윤진환 부산대학교 교수/제공=연구재단

한국연구재단은 윤진환, 진성호 부산대학교 교수 연구팀이 말거나 비틀어도, 원래 길이의 12배까지 잡아당겨도 작동하는 전계발광소자를 개발했다고 17일 밝혔다.

전계발광소자는 전기장을 가해주면 밝은 빛을 내는 것으로, 디스플레이, 조명 등에 폭넓게 활용된다. 최근에는 금속전극이 아닌 플라스틱 전극을 이용해 휘거나 구부릴 수 있도록 만든 소자들이 많이 소개되고 있다.

흐르지 않는 고체상의 전해질로 물성조절이 비교적 쉬운 이온젤이 주목받지만 잘 찢어지고 전기전도도가 낮은 것이 단점이었다.

이에 부산대학교 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. 서로 성격이 다른 고분자를 접목한 건 이번 연구가 처음이다. 연구팀은 유연함과 기계적 강도(인장력, 인장성, 신축성)를 함께 높이고자 이 같은 시도를 했다는 설명이다.

개발된 이온젤 전극은 빛을 내면서 자유롭게 형태를 바꾸거나 원래 길이의 12배까지 늘려도 작동할 수 있다. 또 기존 이온전해질보다 더 열에 안정적인 이온성 액체를 사용해 0도에서 200도의 넓은 온도구간에서도 소자가 작동된다.

연구팀은 잘 찢어지지 않는 이온젤 소재는 자유자재로 형태를 바꿀 수 있는 디스플레이, 디지털 센서, 배터리 개발을 위한 소자의 실마리가 될 수 있을 것으로 전망했다.