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日 수입의존도 높은 '전도성 금속잉크' 국산화에 성공

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日 수입의존도 높은 '전도성 금속잉크' 국산화에 성공

2019.12.03 14:47
정희진 한국전기연구원 나노융합연구센터 책임연구원 연구팀이 개발한 ‘금속∙그래핀 입자 및 복합잉크 제조기술’을 국내 금속소재 및 잉크제조업체인 대성금속에 기술 이전했다. 전기연 제공
정희진 한국전기연구원 나노융합연구센터 책임연구원 연구팀이 개발한 ‘금속∙그래핀 입자 및 복합잉크 제조기술’을 국내 금속소재 및 잉크제조업체인 대성금속에 기술 이전했다. 전기연 제공

국내 연구팀이 일본 수입 의존도가 높은 전도성 금속잉크를 국산화하는 기술을 개발해 국내 한 업체에게 기술 이전하는데 성공했다. 


한국전기연구원은 정희진 나노융합연구센터 책임연구원 연구팀이 개발한 ‘금속∙그래핀 입자 및 복합잉크 제조기술’을 국내 금속소재 및 잉크제조업체인 대성금속에 기술 이전했다고 3일 밝혔다.


현재 시중에서 판매되는 전도성 금속잉크의 주요 소재는 귀금속 계열의 은이다. 은은 전기 전도도가 높고 산화가 잘 되지 않는다. 하지만 가격이 매우 높다. 또 높은 품질을 가진 일본 제품에 대한 수입 의존도가 높은 상황이다.


은을 대체하는 소재로 구리가 제시된다. 은과 유사한 전기 전도도를 가졌음에도 가격은 10분의 1 수준이다. 하지만 구리는 은보다 녹는 점이 높고 공기 중에 노출되면 표면에 산화막이 형성돼 전기가 흐르지 않는다는 단점이 있다. 


연구팀은 이런 단점을 해결하기 위해 그래핀에 주목했다. 그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노소재로 탄소원자가 벌집 모양의 육각형 결정을 이룬다. 구리보다 전기를 100배 이상 잘 흘리고 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동이 빠르며 다이아몬드보다 2배 이상 열을 잘 전달해 ‘꿈의 신소재’라 불린다. 


연구팀은 여러 층으로 이루어진 고결정성의 그래핀을 용액상에서 구리 입자 표면에 합성했다. 연구팀은 “가격을 낮추고 전기 전도성을 높였다”며 “구리와 그래핀 복합입자를 대량으로 연속 공정할 수 있으며 6개월 동안 구리의 산화를 막을 수 있다”고 말했다. 


연구팀은 이 기술을 대성금속에 착수기술료 5억5000만원, 경상기술료 1.5% 조건으로 기술이전했다. 대성금속은 이미 달에 1톤(t)의 구리∙그래핀 복합 입자 대량 생산설비를 구축했으며 내년 3월까지 달에 10t 규모까지 설비를 확대한다는 계획이다. 


노윤구 대성금속 대표이사는 “구리∙그래핀 복합 소재를 사용하면 가격 경쟁력이 매우 높다”며 “다양한 제품을 만들고 테스트할 수 있어 기업 성장에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
 

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