[랩큐멘터리] 전자잉크로 필요한 장치를 그린다

포스텍 유기 인쇄 전자 연구실

 

가까운 미래, 새로운 스마트폰이 출시된 것을 확인한 사람들은 선반 한켠에서 잉크를 꺼낸다. 그리고 컴퓨터를 켜고 프린터를 활용해 무언가를 출력한다. 수 분간 무언가를 찍어내던 프린터는 이윽고 최신형 스마트폰을 토해낸다. 프린터에 들어간 잉크는 어떤 전자장비든 회로를 그려내 찍어낼 수 있는 인쇄전자 잉크다.

노용영 포스텍 화학공학과 교수가 이끄는 유기인쇄전자연구실은 전자장비를 그려나갈 잉크 역할을 하는 인쇄전자용 소재를 개발하고 있다. 전자장비를 만드는 데 필요한 다양한 전자소재를 용액으로 만들어 잉크화하고 프린터로 이를 인쇄하는 것이다. 인쇄전자 기술은 누구나 쉽게 전자장비를 만들 수 있는 데다 작은 프린터만 가지면 돼 값싸다는 장점을 가진다.

포스텍 노용영 화학공학과 교수

인쇄전자 기술은 소재를 잉크로 만드는 난제를 극복해야 한다. 특히 산업계에서 가장 많이 활용되는 반도체인 실리콘 소재는 용액으로 만들기 어렵다. 하지만 산업계에서는 인쇄전자 기술을 도입해 점차 성과를 내는 추세다. 퀀텀닷발광다이오드(QLED) 디스플레이같은 경우 퀀텀닷을 담은 용액을 인쇄해 LED를 만드는 용액공정을 활용한다. 제약계에서는 진단키트를 인쇄기술을 통해 제작해 값싼 가격에 시장에 내놓고 있다.

연구팀은 실험실에 잉크젯 프린터부터 3차원(3D) 프린터까지 다양한 인쇄장비를 두고 새로운 성과를 내고 있다. 연구실은 용매에 잘 녹지 않던 탄소나노튜브를 물에도 녹게 하고 이를 인쇄하는 방식으로 옷에 붙일 수 있는 가스센서를 개발했다. 이 연구로 과학기술정보통신부로부터 이달의 과학기술인상을 받았다. 최근에는 구리와 아이오딘을 이용해 투명한 P형 반도체 소재를 개발하고 투명전자회로를 만드는 데 성공해 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다.

유기 인쇄 전자 연구실에서는 전자장비를 만드는 데 필요한 다양한 전자소재를 용액으로 만들어 잉크화하고 프린터로 이를 인쇄하는 연구를 진행하고 있다. 

연구실은 미래에는 간단한 장치를 인쇄를 통해 직접 만드는 세상이 올 거라는 믿음을 갖고 있다. 서류를 인쇄하듯 누구나 잉크만 구매하면 자신만의 전자장치를 인쇄해 쓰는 것이다. 산업계에서도 지금의 비싼 공정 대신 값싼 인쇄공정을 활용해 가격경쟁력을 확보할 수 있게 된다. 기술이 성숙되면 두루마리처럼 말아서 쓰는 스마트폰을 신문 인쇄하듯 찍어내 잘라서 판매하는 시대가 오리란 기대다.

포스텍 유기 인쇄 전자 연구실 보러가기 https://youtu.be/ywOAluYt0tk

※대학 연구실은 인류의 미래에 어떤 일들이 펼쳐질지 엿볼 수 있는 창문입니다. 인류 지식의 지평을 넓히는 연구부터 실제 인간의 삶을 편하게 하는 기술 개발까지 다양한 모험과 도전이 펼쳐지고 있습니다.  오늘도 연구실마다 교수와 연구원, 학생들이 머리를 맞대고 열정을 펼치고 있습니다.  연구자 한 명 한 명은 모두 하나하나의 학문입니다.  동아사이언스는 210개에 이르는 연구실을 보유한 포스텍과 함께 누구나 쉽게 연구를 이해할 수 있도록 2분 분량의 연구실 다큐멘터리, 랩큐멘터리를 매주 화요일과 목요일 소개합니다. 

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]