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연구팀은 유기반도체에 사용될 수 있는 분자의 양 끝에 아자이드 반응기를 가진 유연한 사슬 형태의 광가교제를 개발했다. 광가교제에 자외선을 쪼이면 고분자 반도체와 그물 구조를 형성해 자유자재로 반도체를 늘리더라도 미끄러지지 않게 브레이크 역할을 한다.

기존 반도체 소재는 늘렸을 때 서로 얽혀있던 고분자 사슬들이 비가역적으로 미끄러지면서 부서져 성능이 저하되는 반면 이 ‘브레이크’ 덕분에 고분자 사슬이 미끄러지지 않고, 신축성과 성능을 유지할 수 있는 것이다.

테스트 결과, 반도체를 80% 늘린 상태에서도 전기적 성능을 최대 96% 보존하는 데 성공했다. 기존 반도체보다 소재가 파괴되기까지 늘어나는 정도와 반복 인장 안정성 등 특성이 크게 향상된 것이다.

이번 연구를 이끈 조길원 교수는 ”고분자 유기 반도체 박막에 아자이드 광가교제를 도입해 큰 기계적 변형을 견디면서도 우수한 전기적 특성을 유지할 수 있었다“며, ”고분자 반도체 소재의 신축성을 개선할 수 있을 뿐 아니라 패터닝 기술에 접목할 수 있는 간단한 방법으로 대면적 신축성 유기 반도체 패턴 제작 등 높은 산업적 효용을 갖고 있다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 과학기술정보통신부의 국제협력 네트워크 전략강화사업으로 진행됐다.