긁힘·충격 동시 해결…GIST, 차세대 보호필름 기술 개발

유기 태양전지·디스플레이 내구성 개선 기대

유연 유기태양전지 적용 시 본 연구 코팅 구조의 마모 내구성과 광학 특성 변화. (사진=GIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

[광주=뉴시스]이창우 기자 = 스마트폰 액정처럼 쉽게 긁히거나 충격에 약한 기존 보호 소재의 한계를 넘어선 기술이 나왔다.

광주과학기술원(GIST)은 서로 다른 소재가 맞닿는 '계면'을 정밀하게 제어함으로써 긁힘과 충격에 모두 강한 차세대 보호필름 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

강홍규 GIST 차세대에너지연구소 부소장 연구팀은 기존처럼 소재 자체를 바꾸는 대신, 계면의 응력과 접착 특성을 조절하는 '계면 공학' 전략을 적용해 단단하면서도 깨지지 않는 보호 소재를 구현했다.

유기 태양전지(OPV)나 유연 디스플레이는 가볍고 유연한 점이 장점이나 외부 충격과 마찰, 자외선·수분 등에 취약해 상용화의 한계로 지적받아 왔다. 특히 보호층으로 사용하는 폴리카보네이트는 스크래치와 장기 내구성 측면에서 약점이 있었다.

연구팀은 폴리카보네이트와 표면 보호층 사이에 실록산과 에폭시를 결합한 중간 접착층을 도입해 계면의 응력 집중을 완화하고 접착력을 높였다. 이를 통해 표면 경도와 충격 저항성을 동시에 확보했다.

성능 평가 결과, 연필 경도 7H 수준의 마찰에도 흠집이 거의 발생하지 않았고, 약 40줄(J)의 충격에서도 파손 없이 구조 안정성을 유지했다.

반복 굽힘 시험에서도 성능 저하 없이 유연성이 유지돼 다양한 형태의 적용 가능성도 확인됐다.

(뒷줄 왼쪽부터) 정현석 ㈜리셀 연구원, 장준호 히거연구센터 연구원, GIST 차세대에너지연구소 강홍규 부소장, 김상조 연구원, (오른쪽 위) 김인복 유니테스트 연구원. (사진=GIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

연구팀은 이번 기술이 유기 태양전지뿐 아니라 디스플레이, 웨어러블 기기, 건물 일체형 태양광(BIPV) 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

강홍규 부소장은 "표면 경도와 충격 저항성 간의 상충 관계를 동시에 해결한 범용 보호 소재 기술"이라며 "대면적 공정과 산업 전반으로 확장 가능성이 크다"고 말했다.

이번 연구 결과는 재료·코팅 분야 국제학술지 '프로그레스 인 오가닉 코팅스(Progress in Organic Coatings)' 6월호에 게재될 예정이다.

기술이전 관련 협의는 GIST 기술사업화실로 문의하면 된다.


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