UNIST 이동욱 교수팀, 폴더블 디스플레이용 점착제 개발
연구 결과, 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈 게재
손상 없이 구부리거나 말 수 있는 폴더블 디스플레이나 웨어러블 등의 다양한 기기가 등장하면서 변형에도 빠르게 형태를 회복할 수 있는 유연한 점착제의 필요성은 커지고 있다.
감압점착제(Pressure Sensitive Adhesives, PSAs)는 가벼운 압력을 가할 때 접착 물질이 작용하는 소재다. 점착제의 접착력과 변형 회복성은 동전의 양면처럼 동시에 얻기 힘든 성질로 알려져 있다. 감압점착제의 가교(사슬 형태의 고분자 사이를 화학결합을 통해 연결시키는 반응)를 통하여 점착제의 회복성을 높이는 시도가 있었지만 점착력이 감소하여 효과가 제한적이다.
국내 연구팀이 10만 번 폴딩 테스트에서도 원형을 유지하는 높은 접착력을 가지는 감압점착제를 개발해 화제다.
UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학과 이동욱 교수는 반복적인 변형에서 빠르게 회복되는 감압점착제를 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야의 권위적 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 논문명 'Tailoring Pressure Sensitive Adhesives with H6XDI-PEG Diacrylate for Strong Adhesive Strength and Rapid Strain Recovery'으로 온라인에 7월 12일 게재됐다.
폴더블 디스플레이와 같은 높은 유연성 및 빠른 회복 특성을 요구하는 전자제품 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 유연성이 요구되는 분야에 자주 사용되는 우레탄의 분자 구조를 모방한 새로운 가교제를 합성해 점착제에 적용했다. 개발된 감압점착제는 우수한 접착강도를 나타낼 뿐만 아니라 반복적인 변형에서도 매우 빠르고 우수한 회복특성을 나타내며 기존의 가교시스템의 한계를 극복했다.
개발된 점착제는 기존에 많이 사용하는 가교제가 도입된 점착제보다 폴딩 테스트에서 낮은 변형률을 보였다. 가교제 함량을 증가시키는 경우 10만 번의 폴딩 테스트에도 원형의 94%를 유지하며 높은 안정성을 나타냈다.
또한 디스플레이용 점착제의 필수 조건인 우수한 빛 투과도를 나타냈으며 변형 후에도 투과도를 유지해 그 우수성을 입증했다고 연구팀은 설명했다.
이동욱 에너지화학공학과 교수는 “개발된 점착제는 사용 목적에 따라 가교제 함량을 조절해 특성을 제어할 수 있다”며 “낮은 점착력과 높은 회복 특성이 요구되는 분야에는 가교제 함량을 높이고, 그 반대의 경우엔 가교제 함량을 낮춰 필요에 따라 다양한 성능의 점착제를 제작할 수 있다”고 밝혔다.
이번에 개발된 점착제는 높은 유연성과 점착력이 요구되는 플렉시블 디스플레이에 적용될 수 있으며 웨어러블 기기, 의료용 센서 등 인간의 편의성을 향상할 수 있는 다양한 분야의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
포인트경제 김유정 기자