사이언스타임즈 로고

기초·응용과학
연합뉴스
2020-11-20

"20분 내 손상 90% 스스로 복원"…'자가치유' 액정보호막 개발 KIST·연세대 연구팀 "투명 폴리이미드 필름에 '자가치유 PDMS' 박막 코팅"

  • 콘텐츠 폰트 사이즈 조절

    글자크기 설정

  • 프린트출력하기

국내 연구진이 기계적·화학적 물성이 우수해 스마트폰 액정 보호 등에 사용되는 투명 폴리이미드(CPI) 필름에 자가치유 기능이 있는 고분자(PDMS)를 얇게 코팅해 20분 안에 손상을 90% 이상 스스로 복구할 수 있는 액정보호막 소재를 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 19일 구조용복합소재연구센터 정용채 센터장팀과 연세대 화공생명공학과 한학수 교수팀이 공동연구로 아마씨(linseed)에서 수출한 아마인유가 담긴 마이크로캡슐을 이용해 소재에 발생한 균열이나 손상된 기능을 스스로 복원할 수 있는 자가치유 투명 전자소재를 개발했다고 밝혔다.

기계적, 전기적, 화학적 물성이 우수한 투명 폴리이미드(CPI)는 투명하고 강도가 강하면서 수십만 번 접어도 흠집이 나지 않아 폴더블, 플렉서블 디스플레이 등 모바일 제품은 물론 항공우주, 태양전지 등 산업 전반에 활용된다.

특히 스마트폰 액정보호막으로 많이 사용되는 CPI는 긁힘과 균열 등 손상이 생기는 경우가 많아 첨가제 등을 이용해 내구성을 높이고 손상을 스스로 복원하는 기능을 부여하려는 연구가 진행되고 있다.

연구팀은 이 연구에서 식물성 기름인 아마인유가 담긴 지름 100㎛(100만분의 1m)의 마이크로캡슐로 만들고, 이를 투명 고분자(PDMS)에 섞어 CPI에 300㎛ 두께로 코팅, 온도, 습도, 자외선 등에 반응하면서 스스로 손상을 복구하는 액정보호막을 개발했다.

아마인유는 상온(25℃)에서 쉽게 굳는 특성이 있어 그림 보존용 코팅 물질로도 많이 사용된다. 아마인유가 담긴 마이크로캡슐이 포함된 PDMS 박막에 긁힘이나 균열 등 손상이 생기면 마이크로캡슐이 터져 아마인유가 흘러나오면서 국소적인 손상에서 국부적인 손상까지 복원할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이 자가치유 액정보호막은 온도와 습도, 자외선(UV) 등의 조건에 따라 손상 복원 속도가 달라지며, 온도를 70℃로 높이거나 습도를 70%로 높이면 복원 속도가 상온에서보다 빨라지는 것으로 나타났다.

연구팀이 아마인유 마이크로캡슐 함량을 PDMS의 5% 수준으로 조절해 자가치유 액정보호막을 제작하고 자외선을 이용해 손상 복원 실험을 한 결과, 20분 안에 손상의 91%가 복원되고 투명도도 70% 이상으로 유지되는 것으로 확인됐다.

정용채 센터장은 "자가치유 기능이 있는 PDMS를 개발하고 이를 투명 폴리이미드 필름과 결합해 자가복원 투명 폴리이미드를 만들었다"며 "앞으로 투명 폴리이미드 자체가 자가치유 기능을 갖도록 개발하고 더 향상된 물성을 확보해 응용범위를 확대할 예정"이라고 말했다.

이 연구 결과는 재료과학·복합소재 분야 국제학술지 '복합재료 파트 B : 공학'(Composite Part B: Engineering) 최신호에 게재됐다.

연합뉴스
저작권자 2020-11-20 ⓒ ScienceTimes

태그(Tag)

관련기사

목록으로
연재 보러가기 사이언스 타임즈에서만 볼 수 있는
특별한 주제의 이야기들을 확인해보세요!

인기 뉴스 TOP 10

속보 뉴스

ADD : 06130 서울특별시 강남구 테헤란로7길 22, 4~5층(역삼동, 과학기술회관 2관) 한국과학창의재단
TEL : (02)555 - 0701 / 시스템 문의 : (02) 6671 - 9304 / FAX : (02)555 - 2355
정기간행물 등록번호 : 서울아00340 / 등록일 : 2007년 3월 26일 / 발행인 : 정우성 / 편집인 : 윤승재 / 청소년보호책임자 : 윤승재
한국과학창의재단에서 운영하는 모든 사이트의 콘텐츠는 저작권의 보호를 받는 바 무단전재, 복사, 배포 등을 금합니다.

사이언스타임즈는 과학기술진흥기금 및 복권기금의 지원으로 우리나라의 과학기술 발전과 사회적 가치 증진에 기여하고 있습니다.