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한국전기연구원(KERI) 이건웅 박사 연구팀은 일본 수입 의존도가 높았던 ‘전도성 금속잉크’ 대체기술을 그래핀으로 확보함.

전도성 금속잉크는 전자기기의 회로, 전극 등을 구성하는 핵심 재료임. 시판 중인 전도성 잉크의 주 소재인 은은 전기 전도도가 높지만 비싸 이보다 가격이 10분의 1가량 저렴한 구리로 대체하려하였으나 구리는 은보다 녹는점이 높아 불안정하고, 공기 중에 노출되면 표면에 산화막이 쉽게 생겨 전기가 흐르지 않는다는 약점을 가짐. 때문에 연구팀은 그래핀의 우수한 물성에 주목하고 이를 구리에 합성해 '구리-그래핀 복합 전도성 잉크'를 들고 구리 입자 표면에 여러 층의 그래핀을 용액 안에서 직접 합성할 수 있는 '액상합성법'을 세계 최초로 시도함. 연구팀은 이 방법으로 고점도 잉크를 만들고 스크린 인쇄를 통해 회로기판에 쓰이는 고해상도 패턴 막을 구현하는 데 성공함. 또한 '광열소성'(1000분의 1초가량의 짧은 시간에 높은 에너지를 갖는 빔을 쏘면 이 에너지를 매개로 미세입자들이 덩어리로 뭉치는 현상)을 이용해 은과 비슷한 수준의 전기전도도를 나타내는 패턴 전극을 제조함.

해당 구리-그래핀 복합 전도성 잉크는 전자파 차폐필름, 태양전지, 연성인쇄회로기판(플렉시블 PCB), 무선 주파수 인식(RFID) 안테나, 웨어러블 신축성 전극 등에 다양하게 사용될 수 있을 것으로 기대됨.

이 기술은 착수기술료 5억5000만원, 경상기술료 1.5% 조건으로 대성금속에 이전됐으며, 대성금속은 올 1분기 이 잉크를 월 10t 생산할 수 있는 설비를 구축할 예정임.