전자파 차단 신소재 ‘맥신’…초박막 필름으로 제작한다
상태바
전자파 차단 신소재 ‘맥신’…초박막 필름으로 제작한다
  • 정종오 기자
  • 승인 2020.03.15 12:00
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

KIST 연구팀 개발, 유연 전자소자와 5G 통신 기기 적용 가능
자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층해 원하는 두께의 필름을 만들 수 있다. [사진=KIST]
자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층해 원하는 두께의 필름을 만들 수 있다. [사진=KIST]

전자파를 차단하는 신소재 ‘맥신’을 초박막 필름으로 제작할 수 있는 길이 열렸다. 이를 응용해 유연 전자소자와 5G 통신 기기에 적용할 수 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 카이스트(KAIST) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 드렉설(Drexel)대 유리 고고치(Yury Gogotsi) 교수팀과 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터(10억분의1m) 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다.

구종민 센터장이 2016년 개발한 ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고됐는데 고집적 5G 통신과 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다.

KIST-KAIST-Drexel대 공동연구팀은 유연 전자소자와 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly) 기술을 활용해 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다.

맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급해 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열, 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다.

공동연구팀이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있다. 여러 번 적층해 두께와 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다.

구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용해 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발했고 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명해 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 선보인 것”이라며 “앞으로 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐와 유연 인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다”고 말했다.

연구결과는 과학전문지 ‘Advanced Materials’ 최신 호에 표지 논문(논문명: Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies)으로 실렸다.

정종오 기자  science@greened.kr

▶ 기사제보 : pol@greened.kr(기사화될 경우 소정의 원고료를 드립니다)
▶ 녹색경제신문 '홈페이지' / '페이스북 친구추가'

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.