▲ ▲조주현 박사. ▲조주현 박사

한국전기연구원(KERI, 원장 유태환) 산업전기연구본부 조주현 박사팀은 전기가 통하는 잉크를 제조하거나, 휘어지는 디스플레이(플렉서블 디스플레이) 등의 개발에 적용할 수 있는 금속 나노분말 대량생산 기술을 최근 개발하는데 성공했다고 7일 밝혔다.

조 박사팀은 액체 속에서 순수 전기에너지만을 이용해 나노금속 분말을 제조하고 회수하는 ‘액중 전기폭발법을 이용한 금속 나노분말 제조 기술’을 세계 최초로 개발했다.

이 기술은 액체 속에서 나노분말 제조를 위한 원재료인 금속 와이어에 고전압 대전류의 펄스 형태로 전기에너지를 가해 짧은 순간에 나노입자로 변환시키는 기술이다.

이 기술의 장점은 제조된 나노입자가 기체 속에서 실시하던 기존의 방법(‘기중 전기폭발법’)과 비교할 때, 입자 사이즈를 절반이하로 줄일 수 있고 제조된 나노입자들을 회수하는 과정에서 서로 들러붙는 응집 현상을 막을 수 있으며 입자의 크기별로 분리하여 회수하는 것이 가능하다는 점이다.

이 기술은 전기연의 축적된 펄스파워 기술을 이용해 2005년부터 5년간에 걸쳐서 세계최초로 연구개발을 진행했으며, 현재 은, 구리, 니켈 등의 금속 나노분말을 시간당 1kg 규모로 생산하는 기술을 개발하는 데 성공했다.

기존의 “기중 전기폭발법”을 이용할 경우 시간당 200g에 불과한 것에 비해 5배 가량 향상된 규모이다.

조 박사팀은 이번 개발과 관련해 국내 특허를 획득하고 미국, 일본 독일 3개국 특허출원한 상황이다. 아울러 국외 SCI 저널에 이번 개발과 관련한 연구결과 논문을 3편에 발표했다.

조주현 박사는 “이 기술을 이용해 전자부품 제조에 이용되는 도전성(전기가 통하는 성질) 페이스트 제조, RFID 및 플렉시블 디스플레이 등의 인쇄전자 기술에 필요한 도전성 나노잉크 제조 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

▲ 나노분말 생성과정 도해 및 사진.