인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교(총장 최재원)는 카이스트, 서울대학교와 함께하는 공동연구팀이 체온에서 녹는 액체 갈륨 기반 전자잉크를 개발해 가변강성 전자소자를 구현했다고 4일 밝혔습니다.

연구팀은 상온에서 머리카락보다 얇은 미세 선폭 회로를 정밀하게 인쇄할 수 있으며, 온도에 따라 딱딱함과 유연함을 자유롭게 조절할 수 있는 전자잉크 기술을 개발했습니다.

이 기술은 고해상도 다층 회로 인쇄와 함께 강성 조절이 가능해 차세대 웨어러블 기기, 이식형 전자기기, 유연 로봇 등 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.

연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 5월 30일자에 게재됐으며, 카이스트 이시목 박사과정생과 부산대 이건희 교수가 공동 제1저자로 참여했습니다.

기존 전자기기는 고정된 강성을 지녀 활용에 한계가 있었으나, 연구팀은 녹는점이 낮은 갈륨 금속의 물성을 이용해 이 문제를 극복했습니다. DMSO 용매와 고분자를 활용한 pH 조절 기반 전자잉크 프린팅 기술을 통해 갈륨 입자의 산화막을 제거하고 전도성과 강성 조절이 가능한 회로를 구현했습니다.

개발된 전자잉크는 머리카락 굵기의 절반인 50μm로 인쇄 가능하며, 전기전도도는 2.27 × 10⁶ S/m에 이르며, 강성 조절 비율도 1465배에 달합니다. 또한 스크린 프린팅, 딥 코팅 등 다양한 인쇄 방식과 호환돼 고해상도, 대면적, 복잡한 3차원 회로 제작이 가능합니다.

연구팀은 이 기술을 기반으로 피부 부착 시 부드러워지는 웨어러블 헬스케어 기기와 뇌 조직 내 삽입 시 자극을 최소화하는 뇌 탐침 등 실용적 기기를 개발했습니다.

부산대 이건희 교수는 “갈륨 기반의 강성변형 전극은 헬스케어 및 유연 전자기기의 핵심 소재로 사용될 수 있을 것”이라며 “하나의 소자가 필요에 따라 형태를 자유롭게 바꿀 수 있는 시대가 도래할 것”이라고 말했습니다.