윤석구 교수 연구팀은 초음속 스프레이 기술을 이용해 세계 최고 수준의 성능을 지닌 투명전극을 개발했다. 이 기술은 재료공학분야 세계 정상급 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)’에 12일 게재됐다.

투명전극 재료로 인듐주석산화물(Indium tin oxide, ITO)이 가장 많이 사용되고 있으나, 수급불균형에 따른 비용증가와 약한 기계적 강도 및 취성(구부리면 깨지는 성질)을 띄는 성질 때문에 이를 대체할 만한 재료에 관한 연구 개발이 현재 전 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다.

은나노와이어(AgNW)는 연성(구부릴 수 있는 성질)을 띄며 전기전도성이 우수하고 지름이 수십 나노미터(nm, 1미터의 10억분의 1) 수준으로 작아 고성능 투명전극 제조를 위한 재료로 적합해 기존 ITO를 대체할 재료로 최근 주목받아 왔다. 하지만 은나노와이어 기술은 와이어간의 높은 접촉 저항에 따른 낮은 전기전도성 및 은나노와이어 제조 및 이를 위한 코팅 기술의 기술·경제적 효율성이 떨어지는 등의 여러 문제점을 갖고 있다.

윤교수 연구팀은 초음속 스프레이 기술을 통해 기존 은나노와이어 기술의 단점을 극복했다. 후처리 공정없는 단순 스프레이 코팅 공정에 의한 은나노와이어 간의 자가접합을 통해 접촉저항을 획기적으로 줄이는데 성공했다. 또 롤투롤 시스템에 적용함으로써 산업화의 가능성 또한 제시했다.

윤석구 교수는 “초음속 저온 스프레이 기술을 통해 제작한 투명전극은 수 만 번의 구부림 테스트에도 성능이 변하지 않고, 700 % 이상 늘려도 전기전도성을 유지할 수 있기 때문에, 플렉서블 투명 디스플레이뿐만 아니라 향후 차세대 태양전지, 각종 첨단 센서 등 다양한 산업분야에 활용할 수 있는 투명전극 기술을 마련하게 됐다”고 밝혔다.