전기변색소자 개발…비틀거나 접어도 성능 유지

[산업일보]
전자 피부(e-skin), 스마트 옷 등에 활용할 수 있는 전기변색 소자를 국내 연구진이 개발했다.

한국연구재단은 한국기술교육대학교 배진우 교수 연구팀이 낮은 전압으로 색과 투과도 조절이 가능한 ‘일체형 전기변색이온젤 기반 고유연·고신축성 전기변색소자’를 개발했다고 6일 밝혔다.


신축성이 있는 투명 디스플레이나 웨어러블 기기에 대한 관심이 높아지면서 관련 전자소자 연구가 활발하다.

그 중 외부에서 전압을 가해했을 때 색이 변하는 전기변색 소자는 구동 전압이 낮고 소자 구성이 간단해 많은 관심을 받고 있다. 다만, 기존 무기물 기반 전기변색 소자는 신축성이 없어 활용에 한계가 있다.

이를 대체하기 위해 물을 포함한 하이드로젤 기반 전해질을 사용한 전기변색 소자가 개발되기도 했다. 하지만 온습도의 환경에 따라 전해질이 새거나 증발해서 전기변색 성능이 저하된다는 문제가 있다.

배진우 교수 연구팀은 PVC 고분자에 가소제를 첨가하고 이온성액체와 전기변색 물질인 바이올로젠(Viologen) 함량을 조절해 내수성·고투명성·고신축성의 일체형 전기변색이온젤을 개발했다.

또한 최적화된 전기변색이온젤은 주위 온습도 환경변화에 민감하게 반응하지 않고 장시간 그 모양과 형태를 유지했으며, 높은 투명성과 높은 신축성 및 높은 이온전도도를 보였다고 소개했다.

연구팀은 이렇게 개발된 전기변색이온젤과 투명전극을 사용해 유연하고 신축성이 있는 전기변색 소자를 구현해 냈다. 유연전기변색소자는 높은 변색성능과 굽힘 내구성을 확인했고, 신축전기변색소자는 뒤틀거나 여러 번 접은 후에도 변색이 안정적으로 유지됐다고 했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 교육부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업과 4단계 두뇌한국(BK)21 사업의 지원으로 수행했다.