[투데이에너지 홍시현 기자] 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 원자층 두께의 2차원 나노소재를 웨이퍼 사이즈로 손상없이 전사할 수 있는 ‘대면적 2차원 나노소재 무손상 롤 전사기술’을 개발했다. 투명 디스플레이와 투명 반도체, 자율주행 자동차를 위한 디스플레이까지 다양한 분야에 활용될 수 있는 나노소재 전사공정을 획기적으로 개선해 기술 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.
롤 기반 전사공정은 전사필름 표면에 위치한 나노소재를 원하는 기판 위에 옮기는 공정이다. 롤러를 이용해 인쇄물을 찍어내듯이 나노소재를 대면적 연속공정으로 옮길 수 있는 고효율 제조기술이다.
이번 기술의 핵심은 2차원 나노소재를 전사할 때 얇은 나노소재를 떼어내면서 찢어지거나 기판에 붙이면서 생기는 깨짐 등 불안정성을 제거하는데 성공한 것이다.
김광섭 기계연 나노역학장비연구실 책임연구원 연구팀은 전사필름의 점착층 두께를 최적화해 박리면의 불안정성을 제거했다. 필름에서 타투 스티커를 떼서 피부에 붙일 때 아주 얇고 섬세한 스티커 모양도 훼손되지 않고 그대로 옮길 수 있는 원리를 찾아낸 것이다.
이번 연구성과를 활용하면 2차원 나노소재의 롤 전사 공정에서 발생하는 나노소재 손상을 기존의 약 30%에서 1%까지 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
김광섭 책임연구원은 “이번 연구성과는 2차원 나노소재 및 마이크로 디바이스 기반의 웨어러블 전자기기, 유연투명 디스플레이, 고성능 바이오/에너지 센서의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 것”이라며 “차세대 반도체, 디스플레이, 미래차산업 등 다양한 분야에서 2차원 나노소재 기반 유연투명 전자기기를 활용한 새로운 산업 창출도 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.