구리 나노선과 그래핀 합성해 원가↓ 생산 속도↑
번쩍이는 빛을 이용해 구리와 그래핀(탄소로 만들어진 신소재) 나노선(아주 얇은 선)을 저렴하게 대량 합성할 수 있는 기술이 세계 최초로 개발돼 가격과 생산 속도 두 마리 토끼를 잡았다.
DGIST(대구경북과학기술원)는 14일 '내외방송'에 보낸 자료에서 "이윤구 에너지공학과 교수 연구팀이 섬광(순간 강하게 번쩍이는 빛)을 이용해 구리-그래핀 나노선을 저원가로 대량 합성할 수 있는 기술을 바탕으로 '고성능 투명-유연 전자 소자'를 제작했다"고 밝혔다.
차세대 투명-유연 전극 소재로 주목받고 있는 구리 나노선은 전기적 특수성이 우수하지만 화학적인 안정성이 매우 낮아 상용화가 어렵다는 문제가 있었다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 구리 나노선 표면에 강력한 섬광을 비춰 그래핀을 합성하는 방법을 사용해 원가를 절감하고, 생산 속도를 높였다.
특히, 이 기술은 다양한 2차원 소재(하나의 원자층으로 이뤄진 결정 물질의 층)에서도 활용이 가능해 앞으로 금속-2차원 소재 나노선 합성으로도 확장이 가능할 것으로 보인다.
구리-그래핀 나노선을 통해 투명-유연 전자소자가 활용되는 투명 슈퍼커패시터(전기를 활용해 충전)와 투명 히터(유리에 아주 얇게 코팅하는 것)를 구현해 상용화 가능성도 입증됐다.
이 교수는 "이 연구를 통해 고품질 구리-그래핀 나노선을 기반으로 한 차세대 투명-유연 전극 소재를 저원가 대량 합성법을 개발했다"며 "앞으로 이 기술이 투명 디스플레이나 반투명 태양전지 등 생산에 기여할 것"이라고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부 등의 지원을 받아 수행됐으며 에너지 분야 국제학술지인 '나노 에너지(Nano Energy)'에 이번달 호로 게재됐다(논문명: Ultrastable 2D material-wrapped copper nanowires for high-performance flexible and transparent energy devices).
