전남대 이동원 교수 논문, 국제 저명 학술지 표지에 선정

[아시아경제 노해섭 기자]전남대학교(총장 정병석) 공과대학 기계공학부 이동원 교수(교신저자)가 최근 상온에서 액체 상태인 무독성 액체 금속(갈린스탄)을 3 마이크로미터 이하의 미소선폭으로 구현하고, 이를 유연전자소자에 적용하는 기술을 선보였다.

이 연구의 결과는 바이오메디컬 분야의 저명 국제학술지 ‘랩온어칩(Lab on a Chip, IF=6.045)’온라인(2017년 10월 21일) 판의 앞면 표지 이미지로 선정됐다.

▲논문명: An advanced selective liquid-metal plating technique for stretchable biosensor applications

액체 금속으로는 수은이 가장 일반적으로 알려져 있으나 인체에 대한 치명적인 독성 문제로 인해 공학적 활용이 매우 미미한 실정이다. 이를 대신하기 위해 갈린 기반의 다양한 액체 금속에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 액체 금속의 표면이 쉽게 공기와 반응해 산화되는 특성으로 인해 원하는 형상의 제작이 매우 어렵다는 단점이 있다.

이에 이동원 교수 연구팀은 2014년부터 상온에서 액체 금속의 표면에 형성된 산화막을 효율적으로 제거하는 기법을 개발, 관련 연구 논문을 국제학술지에 다수 발표했다. 2016년에도 관련 기술들을 3D 프린팅에 접목 가능한 수준까지 개발해 표지 이미지(Backside)로 선정된 바 있다.

이번에 제안한 기술은 기존의 기술보다 한 층 더 개선돼 더욱 미세한 패턴 형성을 가능하게 했고, 이를 기반으로 피부에 부착해 무선 단말기로 심장 박동을 측정하기 위한 바이오메디컬 소자로까지 구현했다.

기존에는 실버 나노와이어 등 나노소재를 기반으로 하는 기술들이 개발됐으나 이는 신축성을 요구하는 유연전자 소자에서는 큰 전기적인 특성의 변화로 적용하기가 용이하지 않다는 단점이 있다.

이에 비해 이동원 교수 연구팀이 제안한 액체 금속 기반의 기술들은 상온에서 액체 상태를 유지하므로 신축성을 요구하는 유연전자소자에 매우 적합하며, 배선에서 손상이 발생해 단선이 될 경우 액체의 특성으로 스스로 복원이 가능하다. 특히 피부에 부착이 가능한 폴리머 위에 매우 쉽게 형성 가능하므로 관련 기술의 활용 범위는 더욱 확대될 것으로 기대된다.

이동원 교수는 “인체 부착 가능한 바이오 센서 플랫폼 제작에서 새로운 연구 패러다임을 제공한 것”이라며 “전자부품 산업에서 고체형태의 금속 활용을 액체형태의 금속 활용으로 바꾸는 새 연구 변화가 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.

액체 금속 기반의 3D 프린팅 및 미소 패터닝 기술 등 이 기술 관련 국내 특허 등록은 완료했으며 현재 국제특허 등록 마무리 단계에 있다.

이 연구는 한국연구재단의 개인연구지원사업(중견연구) 및 연구성과실용화진흥원의 연구성과사업화지원사업 등의 지원으로 수행됐다.

노해섭 기자 nogary@hanmil.net