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공업화학 전망, 제16권 제5호, 2013Subramaniam 연구원 등은 단층탄소 나노튜브(단층CNT)와 구리를 이용하여 구리와 같은 정도의 전기 전 도도를 가지며 구리의 100배까지 전류가 흐르는 복합 재료를 개발했다.
생활에 널리 이용되고 있는 전자 디바이스의 전력은 구리와 금 등의 배선에 의해 공급되고 있다. 배선에 흐르는 전류는 배선의 소재와 굵기에 따라 결정되는데 장치의 소형화가 진행되는 가운데 기존 재료로 만들 어진 배선으로는 흐르는 전류량이 한계에 다다르고 있다.
연구진은 구리 이온의 유기계 용액 및 물 용액을 이용한 전기도금법에 의해 초성장법으로 합성된 단층 CNT와 구리를 복합화시켜 배선용 CNT구리 복합 재료를 제작했다. 이 복합 재료는 경량이면서 기존에는 없었던 높은 전기 전도도와 큰 전류 용량을 갖는다. 또 고온에서 더 뛰어난 전기 전도도를 유지한다. 이러 한 특징으로 향후 장치의 소형화·고성능화에 대응하는 배선 재료로서 기대된다.
본 연구는 일본 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 ‘저탄소화 사회를 실현하는 혁신적 탄소나노 튜브 복합재료 개발 프로젝트’의 일환으로 이루어졌다.
상세 내용은 2013년 7월 23일 영국 학술지 Nature Communications에 게재되었다(※ 발표논문 참조).
※ 발표논문: Chandramouli Subramaniam, Takeo Yamada, Kazufumi Kobashi, Atsuko Sekiguchi, Don N. Futaba, Motoo Yumura & Kenji Hata, “One hundred fold increase in current carrying capacity in a carbon nanotube–copper composite”, Nature Communications, 23 July 2013. Doi:10.1038/ncomms3202
Figure. 개발된 CNT구리 복합 재료.
출처 : 2013.07.23 AIST(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130723_2/pr20130723_2.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
도쿄대학, 세계에서 가장 가볍고 얇은 유연한 전자 회로 개발에 성공
- 깃털보다 가볍고 착용감이 없는 헬스 케어 센서에 응용 기대 -
일본 과학기술진흥기구(JST) 과제달성형 기초 연구의 일환으로 도쿄대학(東京大学) 대학원의 소메야 타 카오(染谷隆夫) 교수, 세키타니 츠요시(関谷毅) 교수, Martin Kaltenbrunner 연구원 등은 세계에서 가장 가 볍고(3 g/m2), 가장 얇은(2 µm: 마이크로는 100만분의 1) 전자 회로를 개발하는 데 성공하여 터치 센서에 응용했다.
헬스 케어, 의료 용도의 센서나 전자 회로는 그동안 실리콘을 중심으로 한 단단한 전자 소재로 만들어져
KIC News, Volume 16, No. 5, 2013
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왔다. 사람의 피부에 직접 닿는 부분 등에 있어 부드러우면서 거부감 없는 전자 소재를 활용하는 것이 기대 되고 있었다. 하지만 두께 1 µm 정도의 얇은 고분자 필름은 기계적 유연성은 뛰어나지만 기존의 반도체 프로세스로는 센서나 전자 회로를 직접 제작하기가 어려워 해결책이 요구되고 있다.연구진은 두께 1.2 µm의 얇은 고분자 필름에 두께 19 nm 게이트 절연 막을 제작하는 기술을 확립하고 세계에서 가장 가볍고 얇은 유연한 유기 트랜지스터 집적 회로를 제작하는 데 성공했다. 이 트랜지스터는 초박형임에도 불구하고 놀랄 정도로 튼튼하다는 이점이 있다. 실제로 필름을 접어 곡률 반경 5 µm까지 뭉 쳐도, 생리 식염수에 담가도, 2배 이상 늘려도 전기적 성능을 유지하고 기계적으로도 망가지지 않았다. 따 라서 이 유기 트랜지스터 집적 회로를 사용하여 유연한 터치 센서 시스템을 제작했다.
본 연구를 통해 유연한 센서의 초경량화, 초박형화가 달성됨에 따라 향후, 착용감 없는(인간이 감지하지 못하는) 헬스 케어 센서 시스템, 스트레스 없는 복지용 입력 장치, 의료 전자 기기용 센서, 충격에 강한 스 포츠용 센서 등 다방면으로의 응용이 기대된다. 본 연구 성과는 2013년 7월 25일 영국 과학지 Nature에 공개되었다(※ 발표논문 참조).
※ 발표논문: Martin Kaltenbrunner, Tsuyoshi Sekitani, Jonathan Reeder, Tomoyuki Yokota, Kazunori Kuribara, Takeyoshi Tokuhara, Michael Drack, Reinhard Schwödiauer, Ingrid Graz, Simona Bauer-Gogonea, Siegfried Bauer & Takao Someya, “An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics”, Nature, 24 July 2013.
Doi:10.1038/nature12314
Figure. 세계에서 가장 가볍고(3 g/m
2), 가장 얇은(2 µm) 유연한 터치 센서 시스템.출처 : 2013.07.25. JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20130725/index.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)