GIST(광주과학기술원·총장 문승현)는 이재석 신소재공학부 교수 연구팀이 분자 크기 수준에서 조밀한 결정구조를 갖는 '고결정성 전도성 고분자 합성기술' 개발에 성공했다고 25일 밝혔다.

전도성 고분자는 플렉시블(flexible), 웨어러블(wearable), 프린터블(printable) 등 첨단 기능을 요구하는 미래 전자소재로 각광받고 있다. 하지만 전도성 고분자 내부에는 사슬 얽힘 현상과 같은 불규칙적인 구조가 존재해 전자소재에 적용시 전자 이동을 저해하는 단점이 있다.

이를 극복하기 위해 금속이나 실리콘처럼 규칙적인 구조를 갖는 전도성 고분자에 관한 연구가 진행돼 왔지만 전자소자를 형성하는 동안 고분자 사슬의 자유도가 높아 불규칙적으로 배열되는 성향을 보여 결정구조를 제어하기가 어렵다. 이에 전도성 고분자의 결정구조에 대한 추가적인 연구가 필요한 상황이다.

연구팀은 이에 따라 다양한 유기연결체를 이용해 두 전도성 단량체를 연결시킨 전구체를 합성·중합하는 새로운 고결정성 고분자 합성기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 중합법은 전구체가 전도성 고분자로 합성될 때 유기연결체로 고정돼 있어 고분자 사슬 얽힘 현상을 방지해 전도성 고분자의 결정 구조를 제어할 수 있다.

이재석 교수는 "이번 연구는 고분자 결정구조를 분자 크기 수준에서 제어하고 관찰한 것으로, 고분자 합성기술이 향후 전자소재와 태양광전지, 배터리 등의 에너지 소재 제조에 응용될 수 있는 잠재성을 보여주었다"며 "이러한 분자 수준의 결정구조 또는 배열구조 분석을 통해 고분자 소재의 전도성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 19일자로 게재됐다.