제목: “슥 그리면 전자기기 작동”… 액체금속 파우더 개발
출처: KAIST 뉴스 홍보실
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요약: KAIST 대학은 기계공학과 박인규 석좌교수 연구팀이 한국전자통신연구원 김혜진 박사팀과 공동으로 원하는 표면 위에 직접 전자회로를 그릴 수 있는 ‘액체금속 파우더’ 기반 전자 소재 기술을 개발했다. 연구팀이 주목한 소재는 액체처럼 흐르면서도 금속처럼 전기가 잘 통하는 ‘액체금속’이다. 하지만 기존 액체 금속은 표면장력이 매우 크고 대부분의 표면에서 잘 퍼지지 않는 젖음성 문제가 있었다. 이 때문에 별도의 표면 처리나 추가 공정이 필요해 활용에 제약이 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 액체금속을 미세한 가루(파우더) 형태로 만드는 새로운 방식을 개발했다. 이 파우더는 액체금속 입자를 얇은 산화막이 감싸고 있는 구조로 평소에는 전기가 통하지 않는다. 산화막은 금속이 공기 중 산소와 반응하면서 표면에 형성되는 매우 얇은 막이다. 하지만 붓이나 손으로 가벼운 물리적 자극을 주면 산화막이 깨지면서 내부 금속이 서로 연결돼 전기가 흐르게 된다. 즉, 파우더를 표면에 바른 뒤 필요한 부분만 눌러 전자회로를 ‘활성화’할 수 있는 방식으로 기존 액체금속 회로의 번짐과 정밀 패터닝의 어려움을 극복했다. 이 기술의 가장 큰 특징은 장소와 재질의 제약이 거의 없다는 점이다. 연구팀은 이를 활용해 피부 부착형 무선 건강 모니터링 기기와 형태가 자유롭게 변형되는 소프트 로봇 회로 등을 구현하며 실제 응용 가능성을 시연했다. 사용이 끝난 회로는 물에 녹여 분해한 뒤 간단한 화학 처리(수산화나트륨, NaOH)를 거치면 액체금속을 다시 회수할 수 있으며, 회수된 금속은 다시 파우더 형태로 만들어 재사용할 수 있다. 연구팀에 따르면 개발된 파우더는 상온에서 1년 이상 보관해도 성능을 유지하며 수만 번 굽히거나 비틀어도 회로가 끊어지지 않는다.
한줄요약: 연구팀은 기존 액체 금속의 젖음성 문제를 해결하기 위해 액체금속을 미세한 가루 형태로 만드는 새로운 방식을 개발했고 이 기술은 산화막에 가벼운 물리적 자극을 주면 전기가 흐르게 된다. 이 기술은 재활용이 가능하고 앞으로 웨어러블 헬스케어, 소프트 로보틱스, 유연 전자소자 등 차세대 전자기기 분야에서 활용될 것으로 기대된다.