KAIST·KIMM·고려대, 연잎·곡면렌즈에도 정밀 나노회로 무손상 부착 기술 개발

KAIST·KIMM·고려대, 기술 개발…연잎·곡면렌즈에도 정밀 나노회로 무손상 부착

(대전＝연합뉴스) 김준호 기자 = 물 위에 떠 있는 금속 회로를 원하는 물체의 표면에 그대로 옮겨붙이는 기술이 개발됐다.

15일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 기계공학과 박인규 석좌교수 연구팀이 한국기계연구원(KIMM) 정준호 박사팀, 고려대 안준성 교수팀과 공동으로 물 위에 띄운 정밀 금속 박막을 다양한 3차원 표면에 그대로 옮기는 '수면 부유 나노전사 인쇄' 기술(WF-nTP, 물 위에 띄운 나노 구조물을 원하는 표면에 옮겨 부착)을 개발했다.

전자소자와 센서 제작에 활용되는 기존 나노전사 인쇄(nTP, 미세 전자회로를 다른 표면으로 옮기는 기술)는 높은 열과 압력, 강한 접착제 또는 화학용매가 필요했다.

이로인해 열과 압력에 약한 생체 조직이나 복잡한 곡면에는 적용하기 어려워, 연구팀은 '금속 회로를 물 위에 띄운다'는 새로운 접근법을 제안했다.

연구팀은 고분자(폴리머) 틀 위에 금·백금·팔라듐·니켈 등의 금속을 매우 얇게 증착(증기로 만들어 다른 물체에 부착)한 뒤 플라즈마를 이용해 틀의 일부를 선택적으로 제거했다.

이 구조물을 물에 넣으면 미세한 틈 사이로 물이 스며들면서 두께 20나노미터(㎚, 10억 분의 1미터)의 금속 박막이 원래 형태를 유지한 채 스스로 물 위에 떠오른다.

연구팀은 물 위에 떠 있는 박막 아래로 원하는 물체를 담갔다가 천천히 들어 올리는 '국자질'(scooping) 방식으로 금속 회로를 옮겼다.

연구팀은 물을 강하게 튕겨내는 연잎과 같은 소수성(물을 잘 흡수하지 않는 성질) 표면에도 회로를 옮기는 데 성공했다.

이번 기술은 나노 패턴 형태를 그대로 유지하면서 다양한 표면에 적용할 수 있다는 점에서 활용 가능성이 크다고 연구팀은 설명했다.

박인규 석좌교수는 "살아 있는 식물 잎이나 피부처럼 민감한 표면에도 접착제와 열 없이 나노 패턴을 옮길 수 있다"며 "농작물을 훼손하지 않고 농약을 측정하는 스마트 농업부터 착용형 건강 모니터링 기기, 생체전자소자, 차세대 로봇 전자피부에 이르기까지 다양한 분야에 활용될 수 있다"고 말했다.