전자파 차단 효과가 뛰어난 초박막 맥신 필름 연구성과가 이미지.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 5G 휴대폰과 유연 전자소자에 적용될 수 있는 전자파 차단 신소재 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 물질구조제어연구센터 구종민 박사 연구팀이 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 드렉셀대학교와 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

구종민 박사가 2016년 개발한 맥신은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고됐지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않았다.

KIST-KAIST-드렉셀 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립기술을 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 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다.

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 전사할 수 있으며 여러 번 적층해 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능이다.

구종민 박사는 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것”이라며 “장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다”라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 최신호 표지논문으로 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

맥신 자기조립 필름을 여러층 적층해 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다.[KIST 제공]