전해질 오염 문제, OECT 실용화 막아
연구진, 패시베이션층 도입해 산소 접촉 차단
재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials' 게재
(왼쪽부터) 한양대 에너지공학과 장재영 교수, 백지수 박사과정생, 오종규 박사. (사진=한양대 제공) *재판매 및 DB 금지
[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 한양대학교 연구진이 OECT(유기전기화학 트랜지스터)의 부반응을 억제하는 구조를 개발해 바이오센서의 수명을 크게 높였다.
한양대는 에너지공학과 장재영 교수 연구팀이 수계 전해질 환경 속 부반응을 억제하는 패시베이션 구조를 개발해 OECT 기반 바이오센서의 수명을 증가시켰다고 7일 밝혔다.
OECT의 핵심 소재인 유기물 혼합형 이온전자전도체는 가벼우면서도 구부릴 수 있는 특성을 가졌다. 낮은 전압에서 신호를 증폭할 수 있어 생체 전해질을 활용한 전자회로 제작에 사용될 수 있다. 최근에는 뇌·심장·근육 신호 모니터링 및 식물 생장 측정 등의 첨단 기술에 사용될 것으로 주목받고 있다.
그러나 관련 소재 중 'n-형 OECT'는 수분과 산소에 취약해 성능이 쉽게 저하되는 문제가 있었다. 특히 수계에서 구동될 때 과산화수소와 수산화이온을 생성하면서 전해질을 오염시켰다. 이는 소자의 내구성을 저하시켜 OECT의 실용화를 막는 걸림돌이었다.
연구진은 저분자 물질을 활용한 패시베이션층을 도입해 성능 저하 문제를 해결했다. 이들이 개발한 부반응 제어 구조는 저분자 물질을 코팅해 산소 접촉을 차단하면서도 수계 이온의 출입은 방해하지 않을 수 있었다.
한양대는 에너지공학과 장재영 교수 연구팀이 수계 전해질 환경 속 부반응을 억제하는 패시베이션 구조를 개발해 OECT 기반 바이오센서의 수명을 증가시켰다고 7일 밝혔다.
OECT의 핵심 소재인 유기물 혼합형 이온전자전도체는 가벼우면서도 구부릴 수 있는 특성을 가졌다. 낮은 전압에서 신호를 증폭할 수 있어 생체 전해질을 활용한 전자회로 제작에 사용될 수 있다. 최근에는 뇌·심장·근육 신호 모니터링 및 식물 생장 측정 등의 첨단 기술에 사용될 것으로 주목받고 있다.
그러나 관련 소재 중 'n-형 OECT'는 수분과 산소에 취약해 성능이 쉽게 저하되는 문제가 있었다. 특히 수계에서 구동될 때 과산화수소와 수산화이온을 생성하면서 전해질을 오염시켰다. 이는 소자의 내구성을 저하시켜 OECT의 실용화를 막는 걸림돌이었다.
연구진은 저분자 물질을 활용한 패시베이션층을 도입해 성능 저하 문제를 해결했다. 이들이 개발한 부반응 제어 구조는 저분자 물질을 코팅해 산소 접촉을 차단하면서도 수계 이온의 출입은 방해하지 않을 수 있었다.
연구진이 개발한 수계 구동 트랜지스터의 부반응 제어 기술 모식도 (사진=한양대 제공) *재판매 및 DB 금지
이번 연구는 OECT 기반 바이오로봇·인공뉴런 등 차세대 전자 소자의 성능 향상에 활용될 수 있을 것으로 보인다.
연구를 이끈 장재영 교수는 "'n-형 OECT 소자'의 안정성 문제를 해결할 수 있는 구조적 방안을 제시했다"며 "연구 결과가 향후 전해질 기반 웨어러블 센서 및 탐침용 소자의 성능 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구는 재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials'에 6일 게재됐다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
연구를 이끈 장재영 교수는 "'n-형 OECT 소자'의 안정성 문제를 해결할 수 있는 구조적 방안을 제시했다"며 "연구 결과가 향후 전해질 기반 웨어러블 센서 및 탐침용 소자의 성능 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구는 재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials'에 6일 게재됐다.
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