성균관대학교 산학협력단

신소재공학부 김한기 교수 공동연구팀, 한지와 신소재 맥신을 결합한 기능성 한지 개발

- 전통 한지와 2차원 나노물질 맥신의 융합, 종이 전자 소자의 새로운 가능성 제시

▲ (왼쪽부터)신소재공학부 김한기 교수, 반도체융합공학과 김종웅 교수, 미술학과 신학 교수

신소재공학부 김한기 교수는 반도체융합공학과 김종웅 교수, 미술학과 신학 교수와의 공동연구를 통해 전통 한지와 맥신을 결합한 새로운 개념의 기능성 한지를 개발했다.

이번 연구는 한국 전통 종이인 한지에 2차원 나노물질 맥신을 코팅해 내구성과 전도성이 뛰어난 유연 종이 전자 소자를 구현하는 데 성공했다. 해당 연구는 전통 한지의 문화적 가치를 신소재 기술과 융합한 사례로 공학과 예술의 융합 가능성을 제시했다.

한지는 고유의 셀룰로오스 구조로 다양한 나노 신소재를 결합할 수 있는 잠재력을 지니고 있지만, 기존의 한지에 나노물질을 코팅하는 과정에서는 찢어지는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 용액의 영향을 줄일 수 있는 스프레이 코팅법을 적용해 한지에 맥신을 성공적으로 코팅했다.

이 맥신이 코팅된 한지는 뛰어난 내구성, 저저항, 유연성을 가져 종이 전자 소자(Paper Electronics) 기술에 응용될 수 있다. 이번 연구에서 개발된 한지 기반 전자 소자는 스마트 패키징, 웨어러블 센서, 한옥용 종이 전자 소자 등 다양한 분야에 활용될 가능성이 높다.

김한기 교수는 “기존에 종이로만 사용되던 한지를 2차원 신소재 맥신으로 코팅하여 발열 소자, 온도 센서, 슈퍼캐패시터 등 다양한 기능성 전자 소자를 구현할 수 있음을 입증했다”며 “차세대 친환경 종이 전자 소자 개발에 전통 한지가 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 경기도 지역협력연구센터(GRRC) 사업의 지원을 받아 진행됐으며, 재료·에너지 분야의 저명 학술지 나노에너지(Nano Energy) 10월 1일자 온라인판에 게재됐다.

※ 논문명: Highly Durable and Conductive Korea Traditional Paper (Hanji) Embedded with Ti3c2tx Mxene for Hanji-Based Paper Electronics

※ 저널: Nano Energy(IF: 16.8)

※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.110325