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"향후 신체 삽입 웨어러블 전자기기 개발할 것"박영근 IBS 나노의학연구단 연구원
<박영근 IBS 나노의학 연구단 연구원>

[인터뷰]“향후 유연성 금속 복합체와 상온 기반 고해상도 3D 프린팅 방법을 이용해 신체 표면에 부착하거나 신체 내부에 삽입할 수 있는 웨어러블 전자 기기를 개발할 계획입니다.”

박영근 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 연구원(연구학생)의 얘기다. 박 연구원은 최근 자유자재로 늘어나는 금속 복합체를 3차원으로 배선하는 기술을 개발해 관심을 끌었다.

“웨어러블 전자 기기는 다양하고 복잡한 기능과 더불어 더 높은 수준의 착용감을 가지는 것이 중요합니다. 신체 내에 삽입되는 바이오 전자 기기의 경우에도 조직 손상을 최소화하기 위해서는 피부나 인체 기관들과 비슷한 물성을 가져야 합니다.”

박 연구원은 “이 같이 유연한 전자 기기를 개발하기 위해서는 전자 부품들이 유연해야 하는데, 이 중 전자 기기에서 가장 큰 면적을 차지하는 전극의 유연성이 필수”라며 “그동안 기존 전자기기에 쓰던 금속들은 유연성이 떨어진다”고 설명했다.

3차원 배선 공정인 와이어 본딩 기술도 기존 방식으로는 변형이 쉬운 기판에 적용하기가 사실상 어렵다는 것이다. 이런 사실이 박 연구원이 새로운 복합체와 3차원 구조 형성이 가능한 3D 프린팅 기술을 개발하게 된 동기다.

“유연성 금속 내에 탄소나노튜브를 균일하게 분산하는 방법으로 기존 유연성 금속의 낮은 기계적 강도를 보완할 수 있었습니다. 이후 아주 작은 15마이크로미터급 노즐을 이용한 정밀 3D 프린팅 시스템을 구축했죠.”

박 연구원은 이 같이 연구과정에 대해 설명하며 “유연성 금속 복합체를 이 작은 노즐을 통해 뽑아내상온에서 고전도성을 갖는 3차원 구조를 형성할 수 있었다”며 “결과물도 인장 강도나 신축성, 전기 전도성, 최대 허용 전류 등이 우수함을 확인했다”고 덧붙였다.

“작은 지름의 노즐을 사용해 유연성 금속 복합체를 토출시켜 고해상도로 인쇄한다는 것이 생각만큼 쉬운 일은 아닙니다. 15마이크로미터 짜리 노즐에서 금속 복합체를 토출시키려면 금속 매트릭스 안에 분산돼 있는 탄소나노튜브들이 뭉치지 않고 작은 입자로 균일하게 분산돼 있어야 합니다.”

어려움을 극복한 얘기도 털어놨다. 여러 물질들 중 백금(Pt)이 금속 매트릭스와 접촉각이 작은 것을 확인하고, 탄소나노튜브 표면에 백금 나노 입자를 처리하는 방법으로 탄소나노튜브가 금속 매트릭스에 균일하게 분산될 수 있도록 했다고 말했다.

박영근 연구원은 울산과학기술원 신소재공학과를 졸업하고, 현재 이 대학 박사과정을 이수하며 IBS 나노의학연구단 연수학생으로 공부하고 있다.

박희범 기자  snews@s-news.kr

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#박영근연구원#나노의학연구단#IBS#3D프린팅#

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