종이처럼 접는 스마트폰 시대가 가까운 미래 현실이 될 전망이다.

미래창조과학부는 박철민·이형석 연세대 교수가 지도하고 김한기·김해진 박사과정 연구원이 주도한 국제 공동연구팀이 소자의 유연성과 변형 저항을 극대화한 차세대 폴더블(foldable) 비휘발성 유기 메모리 소자를 개발했다고 21일 밝혔다.

이번에 개발된 소자는 간단한 용액공정으로 제작가능하며 종이처럼 접을 수 있어 향후 웨어러블 컴퓨터 등 디스플레이, 통신 및 저장 장치 소자 개발에 크게 기여할 것으로 보인다.

그동안 고분자를 이용한 휘어지는 메모리는 그동안 여러 차례 개발됐지만 휘어지는 정도가 수 밀리미터(㎜) 수준이었으며, 조금 변형됐다가 다시 원래대로 돌아오는 탄성변형의 형태로 다양한 환경에 노출되는 차세대 웨어러블 전자 소자에 응용하기에는 한계가 있었다.

하지만 연구팀은 강유전체 고분자 물질을 이용해 휘어질 뿐만 아니라 종이처럼 접은 상태에서도 정상적으로 동작하는 폴더블 비휘발성 유기 메모리 소자를 개발했다. 강유전체는 외부 전기장이 가해지지 않아도 전기양극이 생기는 '분극'을 유지하는 물질이다.

연구팀은 "이번 메모리 소자는 간단한 용액공정으로 제작할 수 있으며, 구현된 소자는 1000회의 접힘에도 불구하고 메모리로서 안정적인 전기적 특성을 보였다"며 "소자의 유연성은 구성하는 물질들 사이의 적합성이 중요하며 물질 각각의 기계적 특성이 좌우한다는 것을 알아냈다"고 전했다. 또 이 기술을 실용화하기까지는 약 5년 정도가 필요할 것으로 예상했다.

한편 일본과 프랑스의 연구진이 함께 참여한 이번 연구는 미래부와 한국연구재단의 '선도연구센터지원사업'과 '신진연구자지원사업'의 지원으로 수행됐으며 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 4월 8일자에 주목받는 논문으로 소개됐다.

/이재영기자 ljy0403@