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깨져도 스스로 복구되는 스마트폰 디스플레이 기술 나왔다

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깨져도 스스로 복구되는 스마트폰 디스플레이 기술 나왔다

2020.11.19 12:09
연구진이 개발한 소재의 꼬임 실험을 하고 있다. KIST 제공.
연구진이 개발한 소재의 꼬임 실험을 하고 있다. KIST 제공.

국내 연구진이 균열이나 손상된 기능을 스스로 복원할 수 있는 자가 치유 투명 전자소재를 개발했다. 기술을 응용하면 스마트폰 액정이나 플렉서블 디스플레이에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 

 

한국과학기술연구원(KIST)은 정용채 구조융복합소재연구센터장 연구팀이 한학수 연세대 교수 연구팀과 공동연구를 통해 자가 치유 투명 전자 소재를 개발했다고 19일 밝혔다. 

 

유리처럼 투명하고 강도가 좋으면서 전기적 물성이 뛰어난 투명 폴리이미드는 모바일 디스플레이나 태양전지 등 산업 전반에서 활용되고 있는 소재다. 균열이나 지속적인 손상을 해결해 내구성을 확보하려는 연구가 지속되고 있다. 일본 연구진은 첨가제를 넣거나 표면에 단단한 보호층을 코팅하는 방식을 고안했지만 소재 손상을 근본적으로 막기는 어려웠다. 

 

연구진은 투명 폴리이미드의 장점을 유지하면서 균열이나 손상된 기능을 어떤 환경에서도 쉽고 빠르게 능동적으로 복원할 수 있도록 식물의 일종인 아마 씨에 추출한 ‘아마인유’를 활용해 자가 치유 투명 폴리이미드를 개발했다. 아마인유는 상온에서 쉽게 경화되는 특성이 있어 그림을 보존하기 위한 코팅 물질로도 활용된다. 

 

연구진은 아마인유를 담은 마이크로캡슐을 제조한 뒤 이를 실리콘과 섞어 투명 폴리이미드 위에 코팅해 보호층을 만들었다. 손상이 생기면 마이크로캡슐이 터져 아마인유가 흘러나와 손상된 부분으로 이동한 뒤 경화돼 스스로 복원한다. 

 

연구진이 개발한 기술은 단단한 소재에 자가 치유 기능을 적용했다는 점에서 기존 기술과 차별화된다. 고온의 열을 가하지 않아도 상온에서도 스스로 복원되며 최대 20분 내에 손상의 95% 이상이 복원됐다. 

 

정용채 센터장은 “손상된 고분자 소재의 물성과 수명을 근본적으로 해결할 수 있는 자가 봉원 투명 폴리이미드를 개발한 것”이라며 “유연 디스플레이나 전자재료 디바이스 등 소재의 응용 범위를 확대할 계획”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘컴포지트 파트B: 엔지니어링’ 최신호에 게재됐다. 

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