대면적 3차원 정렬 나노 기공구조(좌측 하단 2프레임)로 제작한 10㎛ 두께
3차원 나노 네트워크 구조를 갖는 신축성 재료(좌측 상단)와 신축성 증대모식도(우측).

글로벌프런티어 소프트 일렉트로닉스연구단 카이스트 전석우, 김도경 교수팀이 주도하고, 미국 노스웨스턴대와 일리노이대 공동연구팀이 협력해 고신축성 차세대 유연 전자 소자 원천 기술을 개발했다. 유연 디스플레이(Flexible Display), 입는 컴퓨터(WearableComputer) 등 미래IT 기술을 실현하려면, 핵심적으로 이용하는 유연전자소자의 신축성을 전기전도도 저하없이 늘려야 한다. 기존 소자의 신축성 증대방식은 아코디언이 늘어났다 줄었다하는 것과 같이 늘어나지 않는 재료(소재)에 미리 주름을 주거나, 변형에 순응하는 2차원 평면기공(Pore) 구조로 구현했다. 이러한 2차원 구조는 신축에 따라 전기전도도가 낮아졌다. 이를 극복하고자 연구팀은 다년간 개발한 3차원 나노네트워크소재기술을 바탕으로 전자소자구조를 개발했다. 3차원 나노네트워크형태 소자는 신축성, 응력집중회피 등 여러장점에도 공정이 어려워 전세계적으로 개발하지 못하던 기술이다.

카이스트 신소재공학과 전석우·김도경 교수,미국 노스웨스턴대, 일리노이대 공동 연구팀은 세계 최대 대면적 3차원 나노 패터닝 기술을바탕으로 3차원 나노 네트워크 소재를 제작했다. 소재가 갖는 고유한 신축성의 한계를 뛰어넘은 것이다. 3차원으로 연결한 기공 구조 안에 전도성 액체금속을 채워 넣어 최근 각광받는 유연 소자(Flexible Device)의 핵심 기술인 신축성 전극
(Stretchable Electrode)을 구현했는데, 이 전극은220% 인장 상황에서 전도성 변화 없이 LED 램프를 성공적으로 구동했다.
연구 결과는 전자책(e-Book), 유연 디스플레이,입는 컴퓨터 등 다양한 차세대 전자 소자 실현을 앞당길 신축성 전극 제작에 필요한 원천 기술이다. 미래 IT 시장의 주역인 유연 전자 소자는 경량화를 넘어 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 쉽게 접고구부려야 하며, 옷이나 패치 형태로 생활환경하에서 불편함 없이 늘어나야 한다. 대부분의 전도성 물질은 조금만 잡아당기면 전도성을 모두 잃지만, 개발한 신축성 전극은 이러한 특성을 충족해 원하는성능을 구현할 것으로 보인다.