나노기술 및 정책 정보

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정보와 사물 인터넷 기술의 신속한 발전에 따라 전자 시스템에 대한 플렉시블화 수요가 증가하고 있음. 터치스크린은 널리 보급된 휴먼 컴퓨터 인터렉션 매개체가 되고 있으며 그 중에서 제일 중요한 소재 중의 하나는 투명 전도성 필름인데 전통적인 터치스크린은 산화 인듐 주석(ITO)에 기반하였음. 이런 필름은 딱딱하고, 깨지기 쉽고, 구부러지지 않고, 곡면이나 인체에 부착할 수 없고, 파열된 후에는 자체 복구가 불가능한 점 등의 단점을 가지고 있음.

자체 복구가 가능하고 가역적인 접착 성능을 가진 플렉시블 투명 전도 소재를 디자인 하고, 위치 센서 기술과 결합하여 플렉시블 터치스크린을 제조하게 되면 임의의 곡면 혹은 웨어러블 제품에 부착하여 응용할 수 있기 때문에 플렉시블 전자 분야에서 중요함.

하이드로겔은 물을 함유한 중합체 네트워크 소재로서 이중 연속 위상 구조이며, 그 중에서 중합체 네트워크는 플렉시블 네트워크에 플렉시블 고체 특성을 부여하고, 물과 용해가 가능하고 이동이 가능한 이온은 하이드로겔에 이온 전도성을 부여하게 됨.

"어떻게 하면 분자와 네트워크 구조를 디자인 하여 이온 전도 히드로겔로 하여금 높은 광 투과성, 양호한 역학 특성, 자체 복구와 접착 성능을 보유할 수 있게끔 한 동시에 고 해상도 터치스크린을 개발할 것인가"라는 과제 해결은 과학적 의미뿐만 아니라 사용 가치를 높일 수 있음.

중국과학원 닝보(寧波, 녕파) 소재기술 및 공정 연구소 천타오(陳濤) 연구원 연구팀은 최근 고분자 하이드로겔 분자 디자인 및 형태 기억, 스마트 구동, 플렉시블 센서 등 응용 연구에서 취득한 성과를 기반으로 하고, 중국과학원 베이징(北京, 북경) 나노 에너지 및 시스템 연구소 판차오펑(潘曹峰, 반조봉) 연구원, 왕중린(王中林, 왕중림) 원사(院士) 연구팀과 공동 연구를 통해 임의의 곡면에 부착하여 사용할 수 있는 자체 복구 가능한 하이드로겔 터치스크린을 개발하는데 성공함.

연구팀은 표면 커패시터 터치 제어 기술을 2D 히드로겔 블록에 응용하여 손가락 위치 확인 기능을 실현하고 하이드로겔 터치스크린을 개발하였으며, 개발한 터치스크린을 컴퓨터에 통합하여 문자, 이미지, 지령 입력 기능을 실현하였음. 이런 터치스크린은 글씨를 쓰거나 그림 을 그리는데 사용하거나 팔에 끼고 컴퓨터 게임을 조작하는데 사용할 수 있는 것으로 나타났음.

본 연구 성과는 ‘Advanced Materials’ ("Bioinspired Self‐Healing Human–Machine Interactive Touch Pad with Pressure‐Sensitive Adhesiveness on Targeted Substrates") 지에 게재됨.