나노기술 및 정책 정보

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● 일본 물질·재료연구기구 기능성재료연구센터의 미나리 타케오 연구원 연구팀이 자기조직화로 구리·니켈 코어쉘 구조를 형성함으로써 내산화성을 크게 향상시킨 프린티드 일렉트로닉스용 잉크를 개발

● 현재 프린티드 일렉트로닉스에서 주류를 이루고 있는 은 나노입자 잉크는 가격이 비싸고 내성이 낮은 문제가 있어, 이를 대체할 금속 잉크로 저렴한 구리가 유망하게 제시되고 있는데, 구리 나노입자는 산화에 매우 약하기 때문에 프린티드 일렉트로닉스에 적용하기 어려웠음.

● 연구진은 안정적인 유기 아민이 금속 이온에 결합되어 있는 착체를 활용한 잉크에 주목하여 다른 금속 착체를 혼합함으로써 잉크의 조성 및 조건에 따라 다층 코어-쉘 구조~합금까지 인쇄가 가능한 것을 발견

● 이 원리를 이용하여 구리와 니켈 착체를 혼합한 잉크를 인쇄함으로써 자기조직적으로 구리·니켈 코어-쉘 구조를 형성하였으며 산화에 강한 니켈로 구리 표면을 덮음으로써 내산화성을 크게 개선

● 구리·니켈 인쇄 배선의 저항률은 최고 19μΩcm로, 기존 금속 잉크에 뒤처지지 않음.

● 본 잉크에 미세한 구리입자를 첨가함으로써 막을 두껍게 한 인쇄가 가능해질 것으로 전망되며, 저렴하고 안정적인 금속 잉크의 공급을 가능하게 하여 프린티드 일렉트로닉스 보급에 기여할 것으로 기대

※ ACS Applied Materials & Interfaces 게재(2022.02.01.), “Self-Organizing, Environmentally Stable, and Low-Cost Copper-Nickel Complex Inks for Printed Flexible Electronics”