비손상 영역 효과 제거를 통한 MXene 박막 차폐재의 반복 굽힘 손상 분석

국문 초록 (Abstract)

최근 폴더블 스마트폰 등 반복적인 굽힘이 요구되는 디바이스에 대한 수요가 증가하면서, 이에 적용 가능한 부품의 기계적 내구성과 전기적 특성 변화에 대한 평가의 중요성이 증가하고 있다. 특히 전자기파 간섭을 방지하는 전자기파 차폐재의 경우 반복된 굽힘에 의한 손상으로 차폐 성능이 저하되어 전체 디바이스의 오작동으로 이어질 수 있다. 이를 사전에 예측하기 위해 인위적인 반복 굽힘 변형을 인가하여 차폐 성능의 변화를 분석하는 연구들이 진행되어 왔다. 그러나 이러한 기존 연구들은 반복 굽힘 실험 방식의 한계로 인해 실제 손상이 발생되는 굽힘 영역과 더불어 손상이 발생하지 않는 영역까지 포함하여 반복 굽힘에 의한 손상을 분석하므로 실제 굽힘 영역의 손상보다 낮은 손상 정도를 얻게 되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 비손상 영역의 길이가 다른 여러 개의 시편의 손상 정도를 구한 후 회귀 분석을 통해 비손상 영역이 없을 때, 즉 손상 영역만의 순수한 손상 정도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 검증하기 위해 유연 디바이스의 차폐재로 적합한 MXene 박막 3개에 대해 굽힘 반지름 3.7mm 조건에서 각각 1,000회 굽힘을 인가하여 저항 변화를 측정하였고, 선형 회귀 분석을 통해 순수 손상 영역의 저항 변화를 구하였다. 그 결과, 기존 방법 대비 굽힘 횟수에 따른 저항값이 약 2배 증가하여 기존 분석 방법이 손상 정도를 과소평가하고 있음을 확인하였다. 이러한 분석 방법을 활용하여 반복 굽힘이 요구되는 유연 디바이스의 정확한 신뢰성 평가 및 설계 최적화가 가능할 것으로 기대된다.