(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 정재웅 교수 연구팀이 서울대 박성준 교수·KAIST 신소재공학과 스티브 박 교수 연구팀과 상온에서 머리카락보다 얇은 마이크로 스케일의 미세 선폭 회로 인쇄가 가능하고 온도에 따라 딱딱함과 부드러움을 자유자재로 조절할 수 있는 액체금속 전자잉크를 개발했다고 4일 밝혔다.

연구팀이 개발한 전자잉크는 정밀한 인쇄가 가능한 물성과 우수한 전기전도성을 동시에 갖췄다. 딱딱함과 부드러움을 자유자재로 조절할 수 있는 전자소자를 상온에서 정밀 제작할 수 있는 획기적인 기술이다.

이 전자잉크는 상용 인쇄회로 기판(PCB) 수준의 복잡한 고해상도 다층 회로 인쇄가 가능하며 완성된 전자기기는 온도에 반응해 딱딱한 형태를 유연하게 변화시킬 수 있다.

연구팀은 기존 전자기기의 고정된 형태의 한계를 극복하기 위해 체온과 가까운 29.8도에서 녹는 액체금속 갈륨에 주목했다. 또 높은 표면장력과 액체상태에서의 불안정성이 높은 갈륨의 한계를 극복하기 위해 산성도(pH) 제어 기반 액체금속 전자잉크 프린팅 기술을 개발했다.

이 기술은 평상시에는 딱딱한 휴대용 전자기기로 사용하다가 몸에 착용하면 부드러운 웨어러블 헬스케어 기기로 변환되는 가변형 다목적 기기에 적용됐다.

수술 시에는 딱딱한 상태로 정밀한 조작과 뇌 삽입이 가능하지만 뇌 조직 내에서는 부드럽게 변해 조직 내 염증반응을 최소화하는 뇌 탐침도 구현해 이식용 소자로서의 활용 가능성도 입증했다.

정 교수는 "액체금속 프린팅의 고질적인 문제를 해결하고 상온에서 초정밀 고해상 회로 제작을 가능하게 한 것이 이번 연구의 핵심"이라며 "하나의 기기가 상황에 따라 딱딱한 상태와 부드러운 상태로 자유자재로 변환될 수 있어 다목적 전자기기, 의료 기술, 로봇 분야 등에서 다양한 응용이 가능할 것"이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스"에 게재됐다.

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