전류 흐를 땐 말랑, 막힐 땐 딱딱… 고분자 비밀 규명

UNIST, 다이오드 작동 원리 밝혀 고무처럼 부드러운 소재로 만든 전자부품에서 전류가 한쪽 방향으로 더 잘 흐르는 원리가 밝혀졌다. 전류의 흐름을 좌우하는 것은 두 고분자가 맞닿는 부분의 상태 변화였다. 이번 연구는 피부에 밀착하는 생체 신호 센서나 자유롭게 늘어나는 전자기기 개발에 활용될 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조한희 교수팀이 서강대 김형준 교수팀과 함께 고분자 기반 이온 다이오드의 작동 원리를 규명했다고 10일 밝혔다. 다이오드는 전류가 한쪽 방향으로 더 잘 흐르도록 조절하는 전자부품이다. 일반 반도체 다이오드가 전자의 이동을 이용하는 것과 달리 이온 다이오드는 전기를 띤 입자인 이온의 움직임으로 전류를 제어한다. 부드러운 고분자로 만들 수 있어 피부나 생체조직에 밀착하는 전자기기에 적합하다. 그동안 고분자 이온 다이오드도 일반 반도체처럼 접합면에 생기는 전기적 장벽이 전류를 조절한다고 여겨졌다. 그러나 연구팀은 서로 반대되는 전하를 띤 두 고분자 사이에 형성된 얇은 복합층이 핵심 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 전압의 방향에 따라 이 복합층이 유리처럼 단단해지거나 고무처럼 부드러워지는 것이다. 연구팀은 형광 염료를 이용해 이를 확인했다. 복합층이 단단한 상태에서는 염료가 들어가지 못해 어두운 띠가 나타났다. 반면 전류가 잘 흐르는 방향으로 전압을 가하자 염료가 복합층 안으로 들어가면서 어두운 띠가 사라졌다. 온도를 70도로 높이거나 염을 첨가했을 때도 같은 현상이 관찰됐다. 복합층이 부드러워지면 이온이 이동하기 쉬워진다는 연구 결과를 뒷받침한다. 최창환 기자 oldbay77@donga.com© dongA.com All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지 좋아요 0개 슬퍼요 0개 화나요 0개 댓글 0 지금 뜨는 뉴스