밝은-나노크기 금속접합 플라스틱 나노구조체개발

[시사투데이 김진호 기자] 밝은 빛을 방출하는 무기 금속이 접합된 유기 플라스틱 나노 구조체가 국내 연구진에 의해 처음으로 개발됐다.

고려대 주진수 교수가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 중견연구자지원 사업(도약연구)의 지원을 받아 수행됐다.

연구결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 저명한 과학 전문지인 ‘화학회 총설(Chemical Society Reviews)’ 최신호(7월 1일자)에 게재됐다.

주진수 교수팀은 기존의 나노 크기 유기 플라스틱에 나노 크기의 무기 금속을 접합한 유기-무기 하이브리드 나노 구조체 개발에 성공했다.

주 교수팀이 개발한 나노 구조체는 기존의 나노 크기 발광 플라스틱에 비해, 발광 효율은 최대 300배, 발광 수명은 최장 1년 이상(기존 대략 3개월)에 달하는 등 더욱 밝은 빛을 발산하면서도 수명이 긴 것이 특징이다.

이것은 기존의 발광 플라스틱에서는 일어나지 않는 표면 플라즈몬 공명을 통해 구현된 것으로 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 나노 구조의 금속에서 빛의 전자기장과 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하면서 광흡수가 일어나, 국소적으로 매우 증가된 전기장을 발생시키는 현상이다.

주 교수팀이 개발한 발광 성능이 획기적으로 향상된 유기-무기 하이브리드 나노 구조체를 향후 광전자 소자에 응용하면, 낮은 전력으로 최대의 효율을 창출할 수 있는 신개념 소자를 제작할 수 있을 것으로 전망된다.

또한 플라스틱의 유연성과 경량성(기존 무기물질 질량밀도의 1/3)으로 에너지가 절감되고, 상온 공정이 가능해 생산 단가가 저렴해 대량 생산도 가능하다.

주진수 교수는 “이번에 개발한 유기-무기 하이브리드 나노 구조체는 향후 꿈의 디스플레이라고 불리는 ‘아몰레드(AMOLED, 능동형 유기발광다이오드), 휘어지는(flexible) TV, 차세대 대체 에너지인 유기 태양전지, 바이오센서 등과 같은 차세대 광전자 소자에 적용되어 획기적인 성능 향상을 기대할 수 있는 토대를 마련했다”고 연구의의를 밝혔다.

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