국내 연구진이 세계 최초로 고무처럼 휘고 늘어나면서도 전기 저항에 변화가 없는 인쇄회로기판(PCB)을 개발했다. 몸에 착용하는 웨어러블 기기에 적용하면 파급효과가 클 전망이다.KAIST는 강지형 신소재공학과 교수 연구팀이 ‘액체금속 입자 네트워크’ 제조법을 개발하고 이를 이용해 신축성 PCB를 구현했다고 14일 밝혔다.
액체금속은 상온에서 액체 형태를 띠는 금속이다. 수은 등이 대표적이다. 전기 전도성이 높고 변형하기 좋다는 장점이 있다. 하지만 액체 상태라는 특성상 구조가 불안정하다. PCB 배선으로 사용하는 것에는 한계가 있었다.
이에 강 교수 연구팀은 초음파를 이용해 액체금속 입자를 탄성이 높은 소재와 섞는 기술을 개발했다. 초음파를 이용해 29.8도에서 액체가 되는 금속인 갈륨을 고탄성 폴리유레테인 입자와 밀접하게 결합시켰다.
그 결과 구리와 비슷한 수준의 낮은 전기 저항을 가지면서 길이를 최대 10배까지 늘려도 성질에 변화가 없는 PCB를 제작하는 데 성공했다. 강 교수는 “초음파 기반 방식을 이용해 액체금속이 새어 나오는 문제를 해결했고 이를 통해 다양한 전자 부품과 높은 접합력을 얻을 수 있었다”고 했다. 관련 내용을 정리한 논문은 세계적 학술지 사이언스의 이달 11일자 표지 논문(사진)으로 발표됐다.
연구팀은 신기술을 활용해 각종 전자부품과 PCB를 연결하고 신축성 디스플레이 및 광 혈류 측정 센서를 선보이며 다양한 응용 가능성까지 제시했다.
김진원 기자 jin1@hankyung.com
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