▲ 구리 나노와이어로 만든 유연 전도체.

호주 연구진이 구리 나노와이어로 구부리거나 접을 수 있는 전도체를 만드는데 성공했다.

호주 모나쉬대학 및 멜버른 나노 공정 센터 연구팀은 풍부하면서도 저렴한 구리를 이용해, 상업적으로 이용이 가능할 정도의 유연한 전도체(flexible conductor)를 만드는 방법을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 초미세 구리 나노와이어를 이용해 동결건조 시켜 에어로겔 모노리스를 제조했다. 구리 에어로겔 모노리스는 전도성을 가지고 있으며 고무와 같은 고분자 탄성체에 결합시켜 전도성 고무를 제조하는데도 활용할 수도 있다.

그간 에어로겔 모노리스분야에서는 비싼 귀금속인 금과 은을 이용한 나노와이어가 사용돼왔다. 구리는 저렴하고 전도성이 뛰어나지만 산화성과 약한 기계적 안정성 때문에 적용에 한계가 있었다. 연구진은 소량의 폴리비닐알코올(PVA)을 에어로겔에 첨가해 이러한 문제를 해결했다.

PVA가 포함된 에어로겔은 형태를 변형시키기 쉽고 잘라내도 전도성이 그대로 유지되기 때문에 미리 배선작업을 하지 않아도 전도성 고무 재료로서 활용할 수 있다. 전도성은 구리나노와이어의 함량에 조절하여 변화시킬 수 있는데 나노와이어의 함량이 낮으면 압력센서로, 높으면전도체용으로 적합하다.

이에 향후 인공피부, 전자종이, 이식용 의료재료, 플렉시블 디스플레이 및 터치 스크린에 이르기까지 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대되고 있다. 금 나노와이어를 사용하는 것만큼 민감도가 뛰어나지는 않지만, 저렴하고 가공이 용이하기 때문에 적용할 수 있는 분야가 그만큼 넓다.

이번 연구를 이끈 Wenlong Cheng 교수는 “구리 에어로겔 모노리스는 고무와 같은 전자기기에도 이용할 수 있어서 늘리거나 구부리는 것도 가능하다”며 “형태학적으로 복합하고 곡면을 가진 표면에도 부착하여 실제 피부와 유사한 센서로서도 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 ACS Nano지에 게재됐다.