이렇게 만들어진 나노시트는 ‘꿈의 소재’로 불리는 그래핀21보다 2배 이상 많은 전류를 흘려보낼 수 있어 화제가 되고 있다.

이번 연구결과는 세계적 화학학술지 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemie)’에 상위 10% 우수한 논문인 ‘중요논문(Highly Important Paper)’으로 선정됐다.

플라스틱이지만 전기가 통하는 전도성 고분자는 차세대 소재로 각광 받지만 합성과 공정이 복잡해 아직 상용화는 못한 상태다. 그 중에서도 폴리아닐린은 간단한 공정으로 합성할 수 있어 초소형 전자기기나 전지 전극에 이용될 것으로 기대된다.

폴리아닐린을 전기소자로 사용하기 위해서는 분자형태에서 2차원 ‘면’을 만들 수 있어야 하는데 지금까지 그래핀을 이용한 성과만이 학계에 알려진 상태다. 그래핀 역시 가격이 지나치게 비싸고 큰 면적으로는 만들 수 없는 단점이 있다.

박 교수팀은 폴리아닐린을 얼음 위에서 합성할 때, 수직방향으로 성장하는 화학작용에 주목했다. 이를 이용해 폴리아닐린을 나노 두께 시트로 만드는데 성공했다. 얼음 위에서 만든 나노시트는 합성 후 얼음을 녹여 다른 기판에 옮기기도 쉽고 마이크로 패턴 마스크를 이용해 쉽게 패턴을 만들 수 있는 장점이 있다.

중요한 것은 나노시트가 가진 뛰어난 전도성이다. 나노시트는 그간 알려졌던 폴리아닐린 전도도의 40배를 뛰어넘는 수준이다. 전류도 그래핀보다 두 배 많이 흘려보낼 수 있다.

박문정 교수는 “이번 성과는 지금까지 전도성 고분자를 이용한 연구에서도 유례를 찾아보기 힘든 연구결과로 평가되고 있다”며 “이번에 개발된 나노시트를 이용해 액추에이터와 같은 다양한 전기화학 소자의 전극으로 활용할 수 있도록 후속연구를 진행하겠다”고 밝혔다.

이번 연구성과는 삼성전자 미래기술육성센터 지원을 받아 수행됐다.