고려대 연구진 '전자피부' 활용 가능한 전극 개발

조진한 화공생명공학과 교수팀 연구 성과
전기전도성·표면적·안정성 갖는 전극 개발
웨어러블 기기, 전자 피부 등에 활용 가능

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 웨어러블 기기나 전자 피부에 활용 가능한 전극을 개발했다.

사진=고려대 제공

고려대는 조진한(사진) 화공생명공학과 교수팀이 대뇌피질 형태의 표면을 갖는 신축성 전극 개발에 성공했다고 13일 밝혔다. 연구결과는 나노과학분야 권위지인 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ 8월 26일자에 게재됐다.

웨어러블 기기, 전자 피부 등 차세대 유연성 전자기기 개발을 위해선 높은 전기전도성·표면적·안정성을 갖는 신축성 전극 제작이 필수적이다. 학계에선 탄성체 소재 위에 전도성 물질을 단순 코팅, 또는 진공 증착하는 방식으로 신축성 전극을 제작하는 연구가 이뤄지고 있다.

다만 기존 연구에서 사용된 전도성 물질은 낮은 전기전도성과 높은 접촉 저항으로 상용화에 한계가 있었다. 전도성 물질과 탄성체 간의 낮은 결합력 탓에 전극 표면에서 전도성 물질이 쉽게 탈착된다는 문제점이 존재했던 것. 따라서 신축성 전극의 상용화를 위해선 높은 전도성과 기계적 안정성을 동시 구현한 전극 제작이 필요하다.

연구팀은 높은 전기전도성과 표면적, 기계적 안정성을 동시에 지닌 신축성 전극을 개발했다. 해당 전극은 금속과 같은 전도성을 가지며, 금속 나노입자 조립 과정에서 생긴 미세구조로 인해 미세구조가 없는 평판 전극보다 약 12배가량 향상된 표면적을 보였다. 전극의 표면적이 넓으면 접촉 면적이 넓어진다는 장점이 있어 마찰전기 발전소자에 활용하면 높은 성능을 보일 수 있다.

박문규 연구원은 “우리가 제안한 탄성체 기반 전극은 다양한 활물질을 코팅할 수 있어 높은 표면적을 갖는 신축성 전극이 필요한 모든 분야에 응용 가능한 플랫폼 기술”이라고 설명했다. 조진한 교수는 “신축성 전극의 상용화에 걸림돌이 되는 한계점인 기계적 안정성과 전기전도성을 동시에 극복했으며 이를 통해 차세대 전자기기의 개발에 크게 이바지할 수 있을 것”이라고 기대했다.

신하영 (shy1101@edaily.co.kr)