한기대 배진우 교수팀,PVC 기반 고신축·고투명성 전기변색 소자 개발

(왼쪽부터)한기대 에너지신소재화학공학부 배진우 교수와 오승주 박사과정. 사진=한기대 제공

[천안]한국기술교육대학교 배진우 에너지신소재화학공학부 교수 연구팀이 전자 피부 등에 활용할 수 있는 고신축·고투명성의 전기변색 소자를 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀에 따르면 신축성이 있는 투명 디스플레이나 웨어러블 기기로 인해 전압을 가했을 때 색이 변하는 전기변색 소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존 무기물 기반 전기변색 소자는 신축성이 없어 활용에 한계가 있다. 물을 포함한 하이드로젤 기반 전기변색 소자는 신축성은 있지만 온·습도의 환경에 따라 전해질이 새거나 증발해 성능이 저하되는 문제가 있었다.

한기대 연구팀이 개발한 소자는 전기변색이온젤로 폴리염화비닐(PVC) 고분자 기반 전기변색으로 색과 투과도 조절이 가능하며 내수성, 고투명성, 고신축성의 특징을 띈다. 연구팀은 PVC 고분자에 가소제를 첨가하고 이온성액체와 전기변색 물질인 바이올로젠(Viologen) 함량을 조절했다. 실험결과 전기변색이온젤은 주위 온습도 환경변화에 민감하게 반응하지 않았고 장시간 형태를 유지했으며 높은 투명성과 높은 신축성 및 높은 이온전도도를 보였다.

배진우 교수는 "단순한 구조 및 간단한 제작과정을 통해 고성능의 신축성 전기변색소자를 구현했다"며 "향후 전자피부, 스마트 옷, 스마트 위장술 등의 차세대 웨어러블 다바이스와 신축성 투명 디스플레이 등 여러 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'온라인판에 5월 6일 게재됐다.