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구리 무전해도금과 백금 전기화학도금을 이용하여 2 층 구조를 가지는 전도성 나노섬유 네트워크의 제작
김건휘(G. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
유연투명전극을 제작하기 위해서는 마이크로/나노 스케일의 전도성 네트워크를 형성하는 것이 필요하다. 기존의 상용 투명전극에 사용되는 Indium Tin Oxide (ITO) 는 높은 가격, 낮은 자외선 투과성, 낮은 취성으로 인해 한계가 존재한다. 이를 극복하기 위해 최근 금속 나노섬유를 이용한 전도성 네트워크에 대한 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 본 연구에서는 촉매를 포함한 고분자 나노섬유 전기방사 기술과 구리 무전해도금, 백금 전기화학도금 기술을 이용해서 필름 기판상 2 층 구조를 가지는 전도성 나노섬유 네트워크를 제작하는 새로운 방법을 개발하였다. Palladium(Pd) 촉매를 포함한 고분자용액을 전기방사하여 촉매성 시드층을 형성한 후, 구리 무전해도금을 수행하여 1 층구조의 구리 나노섬유 네트워크를 제작하였다. 구리 나노섬유 네트워크에 연속적으로 백금 전기화학도금을 수행하여 구리-백금의 2 층 구조를 가지는 전도성 나노섬유 네트워크를 제작하였다. 제작된 전도성 나노섬유 네트워크는 제작 시간을 조절하여 광특성과 전기적 특성을 능동적으로 조절할 수 있으며, 모든 샘플에서 80% 이상의 투과도와 10 Ω/sq 미만 면저항을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 전도성 나노섬유 네트워크 제작 방법은 전기방사와 용액공정 기반의 무전해도금, 전기화학도금 기술을 사용하여 공정 복잡도가 낮고, 대면적 제작에 적용 가능하다. 또한, 다양한 투과도와 전기적 특성을 가지는 전도성 네트워크를 제작할 수 있기 때문에 다양한 분야로 확장될 수 있는 기반기술이다.