포항공대, 건식 접착 기술로 마이크로 LED 혁신 앞당겨

김석 교수. /포항공과대학교 제공

머리카락보다 작은 전자부품부터 일상용품까지 손쉽게 붙였다가 떼어낼 수 있는 새로운 접착 기술이 개발됐다.

포항공과대학교는 김석 기계공학과 교수, 김기훈 교수, 김남중 가천대 기계공학과 교수, 이한얼 전북대 신소재 공학부 교수, 손창희 미국 코네티컷대(University of Connecticut) 박사 연구팀이 형상기억 분자를 이용해 열을 가하면 원래 상태로 돌아가는 방식의 접착 기술을 구현하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.

과학자들은 오랫동안 ‘접착 역설(Adhesion Paradox)’이라는 난제에 직면해 있었다. 이는 이론적으로 원자 단위에서 물체들이 강하게 붙어야 하지만, 실제 물체 표면이 울퉁불퉁해 접착력이 약해지는 현상이다.

연구팀은 ‘접착 역설’을 활용해 ‘형상기억분자(Shape memory polymer, SMP)’ 위에 나노 크기의 뾰족한 돌기들을 정밀하게 만드는 데 집중, 열과 압력을 가한 후 식히면 표면이 다림질한 것처럼 평평해져 접착력이 급격히 강해지고 다시 열을 가하면 원래의 거친 상태로 돌아가면서 쉽게 떨어지는 ‘건식 접착 기술’을 개발했다.

이 기술은 붙일 때 약 15기압의 강한 힘을 내고, 떼어낼 때는 별도의 힘 없이 저절로 떨어지는 ‘셀프 릴리즈(Self-Release)’ 기능도 갖추고 있다.

김석 교수는 “이 기술은 접착제 없이도 정밀하게 소자를 다룰 수 있어 디스플레이와 반도체 산업에 실질적인 도움이 될 것”이라며 “거의 모든 산업 분야의 접착 공정에 활용할 수 있고, 스마트 제조 기술과 결합하면 산업 전반에 큰 변화를 불러올 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 최근 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인판에 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]