빛으로 고치는 전기회로 개발됐다

웨어러블, 플렉서블 전기회로에 효과적

▲빛으로 수리되는 전기회로가 세계최초로 개발됐다.[사진제공=카이스트]

[아시아경제 정종오 기자] 고장 난 전기회로에 빛을 쬐어 고치는 기술이 개발됐다. 앞으로 웨어러블 등 휘어지는 전기회로가 많이 나올 것으로 전망된다. 휘어지기 때문에 고장 날 가능성이 높다. 이런 상황에서 레이저로 2분 정도 쪼여주면 끊어졌던 전기회로가 원래대로 말끔히 복구되는 기술이 이번에 개발된 것이다. 기존 전기회로에는 해당되지 않으며 이번에 개발된 전기회로에서만 빛으로 수리가 가능하다.

카이스트(KAIST·총장 강성모) 생명화학공학과 박정기·김희탁 교수는 성균관대 성균나노과학기술원(SAINT) 이승우 교수와 공동으로 끊어진 전기회로에 레이저를 쪼여주면 단락된 부분이 원래 상태로 다시 붙어 전기가 통하게 되는 '빛을 이용한 자기회복 전기회로'를 개발했다.

개발된 회로는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 발표용 레이저포인터를 2분 정도 주는 것만으로도 끊어진 부위를 처음처럼 완벽하게 수리할 수 있다. 휘고 접고 비틀어도 잘 작동되는 연성기판을 사용하기 때문에 플렉서블 전자기기나 웨어러블 컴퓨터는 물론 움직임이 많은 인간형 로봇의 전선으로 적용해 끊어졌을 때 곧바로 수리할 수 있다.

최근 얇고 휘어지는 고집적회로를 내장한 전자기기 개발이 활발해짐에 따라 전기회로에 구부림 등 외부 자극으로 인해 내부 전기회로가 손상될 수 있다. 고밀도 회로가 적용된 탓에 고장 난 부분만 수리하기가 어려워 주로 모듈단위로 바꿔야하기 때문에 비싼 수리비용과 자원낭비 문제가 대두되고 있다.

연구팀은 조사되는 빛의 편광 방향과 나란하게 움직이는 아조고분자를 휘어지는 성질이 있는 연성필름에 코팅했다. 그위에 전기전도도가 우수하며 손쉽게 합성이 가능한 은나노와이어(은으로 이루어진 나노사이즈 막대기)를 도포해 휘어지는 전기회로를 완성했다.

완성된 자기회복 전기회로를 테스트 해보기 위해 연구팀은 회로에 인위적으로 균열을 만들어 단락시켰다. 회로가 끊어진 부분에 500mw/cm2(단위면적당 발광 에너지) 세기의 레이저 빛을 쪼이자 아조고분자가 편광방향과 나란하게 움직였다. 이와 동시에 도포된 은나노와이어가 아조고분자와 같이 움직여 끊어진 부분이 다시 접착돼 단락된 전기전도도가 회복됐다.

박정기 교수는 "플렉서블 전자기기의 전기회로 단락문제를 해결해 전자기기 사용수명을 연장시킬 수 있는 가능성을 제시했다"고 설명했다. KAIST와 성균관대 교수진의 지도 아래 KAIST 강홍석 박사과정 학생이 주도한 이번 연구는 재료 분야의 세계적 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)' 9월16일자로 실렸다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr