눈에 보이지 않는 은 나노와이어 투명전극 개발

UNIST 박장웅 교수-경희대 김선경 교수팀 개발

산화막으로 빛 산란 억제…열선, 웨어러블 기기 등에 적용 기대

투명전극이 적용된 장난감 자동차 앞 유리 모습. /사진제공=UNIST

눈에 거의 보이지 않는 은 나노와이어 투명전극이 개발됐다. 자동차 앞 유리에 붙이면 김 서림이나 성에를 쉽게 제거할 수 있고, 안경 유리에 정보를 표시하는 ‘스마트 글래스’에도 적용할 수 있다.

박장웅 UNIST 신소재공학부 교수팀은 김선경 경희대 교수팀과 공동으로 ‘99% 투명한 금속전극’을 만드는 데 성공했다고 31일 밝혔다.

투명전극은 우리 눈에 보이는 가시광선을 투과하면서 전기를 잘 전달하는 얇은 막 형태의 전극이다. 현재 인듐 주석 산화물(ITO)라는 물질로 만든 투명전극이 평판 디스플레이나 터치패널 등에 쓰이고 있다. 하지만 ITO는 유연성이 떨어지는 단점이 있어 나노 수준의 금속을 이용한 투명전극 개발이 최근 활발하다. 투명한 금속전극을 만드는 방법으로는 실처럼 길면서 아주 미세한(머리카락의 50분의 1 정도 두께) 은 나노와이어를 그물 구조로 배치한다. 그러나 이 방법으로 만든 투명전극도 빛이 금속 구조를 만나서 강하게 산란하기 때문에 그물 구조가 눈에 보이는 문제가 있었다.



박장웅-김선경 교수팀은 금속 구조에 의한 빛의 산란을 해결하기 위해 금속구조를 얇게 감싸는 산화막을 도입했다. 그 결과 은 나노와이어에 의한 빛의 산란을 완전히 억제해 은 나노와이어가 없는 일반 유리 대비 99%의 매우 높은 투명도를 나타냈다. 이와 동시에 기존 ITO 투명전극 대비 2배 높은 전기 전도도를 나타냈다.

박장웅 UNIST 교수는 “투명전극에서 나타나는 빛 산란이라는 중요한 문제를 해결한 만큼 응용 분야가 넓어질 것으로 기대된다”며 “투명전극이 사용되는 디스플레이는 물론 스마트 글래스, 스마트 콘택트 렌즈(smart contact lens), 증강현실(AR) 등에 투명전극을 적용할 수 있을 것”이라고 전망했다.

김선경 경희대 교수는 “개발된 산화막을 이용한 산란 억제 기술은 은 나노와이어뿐만 아니라 모든 그물 구조의 금속에 적용 가능한 기술”이라며 “이 기술은 투명전극 응용 외에 금속 구조를 눈에서 사라지게 하는 투명망토 기술 등에 확대 적용될 것”이라고 밝혔다.
/울산=장지승기자 [e-mail]