동국대 노용영 교수팀, 인쇄공정을 통한 웨어러블 투명 가스센서 개발

동국대(총장 한태식)는 융합에너지신소재공학과 노용영 교수팀이 고성능 유연 투명 트랜지스터 및 가스센서를 위한 인쇄공정법 제조 원천기술을 개발했다고 12일(화) 밝혔다. 

이로 인해, 초박막 인쇄가 가능한 인쇄공정을 제조공정으로 사용, 휴대용 웨어러블 가스센서의 제작 단가를 획기적으로 낮출 수 있게 됐다.  

연구를 주도한 노 교수는 “기존 고비용 증착공정을 통해 주로 제작되던 가스센서를 대체하기 위해 유연한 플라스틱 기반의 특정가스에 반응하는 신규 반도체 소재를 개발하고, 간단한 대면적 인쇄공정법인 ‘와이어-바코팅’ 방법을 구현, 유해가스나 화학물질을 감지하는 세계최고성능의 가스센서를 개발했다”고 말했다. 

특히 다양한 반도체소재를 용액 상에서 혼합하는 복합반도체 소재를 신규 개발해 특정가스에 대한 선택적 감지와 높은 가스감지 능력을 확보했고, 향후 혼합하는 반도체소재의 변경을 통해 여러 가지 가스의 감지가 선택적으로 가능하도록 기술의 확정성도 크게 높였다.   

또한, ‘와이어-바코팅’ 방법을 기반으로 한 복합 인쇄공정기술을 고안, 인쇄공정을 통해서 정밀한 두께 제어를 가능하도록 했다. 이는 화학가스 센서의 민감도를 획기적으로 높이는 데 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 

우수한 연구성과를 바탕으로, 연구팀은 현재까지 총 3건의 관련기술을 국내외 특허 등록 및 출원을 마쳤다. 최근 소재기술을 바탕으로 한 실험실 벤처기업이 창업한 데 이어, 센서기술은 산학 공동연구를 통해 향후 관련 기술의 상용화를 목표로 하고 있다. 

한편, 이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌 프론티어 사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스연구단(단장 조길원)’과 관련업계의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 재료분야 세계적 학술지 ‘Advanced Materials’(인용지수 17.3) 4월 13일자 표지논문으로 선정됐으며, 같은 날 온라인에 게재될 예정이다.

※ 논문명: Precisely Controlled Ultra-thin Conjugated Polymer Films for Large Area Transparent Transistors and Highly Sensitive Chemical Sensors