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세계 최고 수준으로 전자파 차단하는 소재 개발…압력 센서 기능까지 갖춘 그래핀 소재

전자파 노출 많은 환경의 전자기기, 전기자동차 등 활용 예상

2019-07-25박응서 기자

ETRI 연구진이 개발한 전자파 차폐 소재의 탄성과 유연성을 시험하고 있다. 사진제공 ETRI

국내 연구진이 ‘꿈의 신소재’로 부르는 그래핀 복합소재를 이용해 전자파를 탁월하게 차단하는 소재를 개발했다. 미세한 압력 변화도 감지할 수 있어 활용도가 높을 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 그래핀 복합소재에 멕신(MXene)을 첨가해, 매우 가벼우면서도 전기전도도가 높은 전자파 차단 소재를 개발했다고 24일 밝혔다.

4차산업혁명 시대가 도래하면서 사물인터넷(IoT) 기기, 전기자동차와 자율주행자동차 전장 부품 같이 어디에서든 전자기기 사용이 크게 늘고 있다. 이로부터 발생하는 전자파는 다른 전자기기 작동을 방해하거나 제품 수명을 단축시켜 전자파 차단 기술에 대한 필요와 수요가 커지고 있다.

ETRI는 그래핀 나노복합소재 관련 기술 노하우를 활용해 전자파 차단 소재를 개발했다. 연구진이 개발한 소재는 나노복합소재 중에서 세계 최고 수준의 전자파 차폐율을 기록했다. 게다가 압력이 변함에 따라 달라지는 저항을 높은 성능으로 감지할 수 있어 압력을 측정하는 센서로도 활용할 수 있다.

연구진은 이 소재를 전자파 노출이 많거나 집약도가 높은 전자와 의료기기, 자동차 전장부품, 웨어러블 스마트 제품, 로봇 등에 활용할 수 있을 것으로 전망했다.

기존에는 주로 구리(Cu) 같은 금속을 이용해 소재를 개발했다. 금속은 무겁고 가공이 어렵다. 반면 그래핀은 금속보다 전기전도도가 낮아 한계가 있었다. 이에 연구진은 그래핀과 고분자 복합소재에 멕신의 한 종류인 티타늄 카바이드(Ti3C2)를 첨가해 한계를 극복했다.

 

ETRI 연구진이 개발한 전자파 차폐 소재는 유연성이 뛰어날 뿐 아니라 압력 변화까지도 감지할 수 있다. 사진제공 ETRI

 

연구진이 개발한 소재는 높은 전기전도도를 지니면서도 매우 가벼운 특성을 지녔다. 게다가 유연하고 저렴하며, 제조가 쉬워 필름이나 코팅으로 상용화 제품을 양산하는데도 유리하다.

ETRI ICT창의연구소 신소자연구실 최춘기 박사는 “이 기술은 세계 최고 수준의 전자파 차폐 성능을 가진 나노 복합체로 외부의 작은 압력에도 민감하게 반응하는 센서 기능, 면상발열체 등 다기능을 부여할 수 있다”고 밝혔다.

이 기술은 국내·외 특허출원등록을 진행하고 있으며, 전자기기와 전자소재, 전자파 차폐 관련 업체 등에 바로 기술을 이전할 수 있어 2년 내에 상용화가 가능할 것으로 예상되고 있다.

 

박응서 테크엠 기자  gopoong@techm.kr