전남대 박종진 교수 연구팀, 전도성 패턴 형성 프린팅시스템 개발

"학부생도 공동1저자 참여 논문 발표"

전남대 연구팀 개발 프리팅 시스템 개념도

[아시아경제 노해섭 기자]가정용 잉크젯 프린팅 방법을 이용해 전도성 패턴을 형성하는 프린팅 시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

전남대학교 공과대학 고분자융합소재공학부 박종진 교수 연구팀은 잉크젯 프린팅의 미세 유적을 토출하는 원리를 적용해 은나노 입자를 환원시키는 프린팅 방법으로 전도성 패턴을 형성하는 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다.

이번 연구는 교육부의 기초연구지원사업, LINC사업 및 산업기술자원부의 지원을 받아 진행됐으며, 학부생 박시용 군과 대학원생 박성웅 군이 공동1저자로 함께 참여했다. 연구결과는 국제학술지 ‘Chemistry Letters’12월10일자 온라인에 게재됐다.

▲ 논문원제: Facile Inkjet Printing Using Silver Precursor with Controllable Surface Tension for Fabricating Ultra Pliable Paper Electrode

이번에 개발한 용액 공정을 통한 전도성 전극형성 시스템은 ‘잉크젯 프린팅’을 이용해 누구나 쉽게 가정에서 간단한 전극을 얻을 수 있도록 설계됐다. 프린트와 전극을 형성할 수 있는 잉크만 있으면 복잡한 공정과 조건 없이 일반 인쇄용지에 전극을 프린트 할 수 있기 때문에 공정비용이 매우 저렴하고 누구나 이용이 가능하다. 또한 일반 인쇄용지인 A4용지나 친수성 고분자가 코팅된 종이(glossy paper)가 기판으로 사용되기 때문에 여러 가지로 응용될 수 있다.

일반적으로 DOD(Drop On Demand)방식으로 작동되는 프린터는 검정색과 3가지의 색(마젠타, 노랑, 사이안)이 존재하며, 컴퓨터의 명령에 따라 그 비율을 조정하며 인쇄되는 색을 결정한다. 예를 들어, Red color를 인쇄할 때는 magenta와 yellow가 섞여서 나오게 되는 것이다.

전남대교수팀 개발 프린팅시스템 결과물

연구진은 이러한 프린트의 원리를 이용해 Magenta ink가 들어 있는 카트리지에는 silver precursor를 주입하고 yellow ink가 들어있는 카트리지에는 reducing agent를 넣어준 다음 컴퓨터(명령부)에서 red를 입력해 원하는 모양을 인쇄하게 되면, magenta와 yellow ink가 들어있던 카트리지에서 각각 silver precursor와 reducing agent가 나오게 되어 인쇄용지 위에서 즉각적인 Ag환원 반응에 의해 silver 전극이 형성되는 것이다. 기존에 집이나 사무실에서 그림이나 서류를 프린트하는 방식과 같은 방법이기 때문에 누구나 쉽고 빠르게 전극을 형성할 수 있으며, 원하는 모양이나 mm단위의 크기 표현도 자유롭게 가능하다.

이와 같은 전극 형성 기술은 일반 가정이나 사무실에 쓰이는 일반 프린트로 이뤄진 것이며, 컴퓨터를 이용하기 때문에 다양한 모양의 전극을 쉽게 구상할 수 있다. 기존의 용액 공정을 통해 만드는 전극 형성 기술에 비해, 회로 설계의 시간소요 및 복잡한 패턴 형성 기술이 훨씬 나아졌고, 프린트 속도 또한 빠르기 때문에 가정이나 사무실 등에서 간단하고 빠르게 전극을 형성 할 수 있어 실용성이 높은 것으로 평가된다.

박종진 교수는 “이번에 학부생이 참여해 개발한 패턴 형성 시스템을 기반으로 프린팅이 가능한 전도성 프리커서를 다양화해 고밀도 회로 실장 기판을 만드는 연구를 향후 진행할 계획”이라고 말했다.

노해섭 기자 nogary@