- 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 방역 마스크 표면에서의 오염 현상을 규명 코로나19 이후 마스크 착용이 일상화되면서 감염원에 대한 저항성과 착용감을 동시에 만족하는 고기능성 마스크에 관한 관심이 높아지고 있다. KF94 등급 이상의 마스크는 밀리미터(mm) 크기의 큰 물방울에 대해 높은 물 접촉각을 가져 감염 환자의 침방울과 같은 감염원에 대한 저항성이 높다고 알려져 있는데, 감염전파와 밀접한 연관이 있는 것으로 알려진 마이크로미터(μm) 크기 비말의 젖음성 현상에 관한 연구는 진행되지 못했다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 문명운 책임연구원·조혜성 선임연구원 연구팀이 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 KF 마스크 표면에서의 젖음성 현상을 규명하고, 플라즈마 기술을 적용한 초발수 항비말 마스크를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 마이크로미터부터 밀리미터 크기를 포함한 비말의 젖음성 현상을 마스크 위에서 평가하고 비말의 크기가 작아질수록 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 물에 대한 접촉각이 작아짐을 규명했다. 접촉각이 급격하게 작아지는 구간에서는 물이 증발한 후 오염물 흡착이 증가했다. 이 결과는 일반 KF94 등급 마스크는 매우 심한 기침을 할 때 나오는 1-5 밀리미터 이상 크기의 비말에 대해서는 높은 저항성을 갖지만, 마이크로미터 크기의 미세 비말은 쉽게 달라붙어 오염된다는 것으로 해석할 수 있다. KIST 연구팀은 이러한 단점을 극복하고 마스크의 감염예방 효과를 향상시키기 위해 플라즈마 기술을 적용하여 고(高)종횡비 나노구조를 가지는 마스크 외피 소재를 개발했다. KIST 조혜성 선임연구원은 “이렇게 나노구조가 형성된 마스크 표면에서는 비말의 크기가 작아도 높은 접촉각을 유지하여 1-10 마이크로미터 정도의 작은 물방울에 대해서도 높은 저항성을 갖고, 이를 통해 감염성 비말이 마스크 표면에 흡착하여 오염되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다”고 밝혔다. KIST 문명운 책임연구원은 “본 기술은 롤투롤 (roll-to-roll)과 같은 대량 생산 방식이 적용될 수 있다”고 밝히며, ”향후 팬데믹 상황이 다시 발생했을 때 효과적으로 비말 전파 감염병 확산에 대응하기 위한 차세대 마스크, 고글 및 의료복 등의 내오염성 기능 향상 등 의료재난 대응 기술로의 활용할 수 있다”고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국민생활안전 긴급대응연구사업, KIST 주요사업 및 해양경찰청 과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보 (PNAS, Proceedings of National Academy of Sciences, USA) (IF :12.779, JCR(%) : 12.3 %)에 게재되었다. (논문명) Multiscale Landscaping of Droplet Wettability on Fibrous Layers of Facial Masks - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박상진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 문명운 책임연구원, 조혜성 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1073/pnas.2209586119 (12월 5일 온라인 게재) [그림 설명] [그림 1] N95 등급 마스크 외피에서 나타나는 다양한 비말사이즈의 젖음성 거동 - 기존의 마스크 표면에서의 젖음성과 관련된 논문들은 모두 밀리미터 크기의 비말에 대하여 젖음성 관찰. - 본 연구에서는 밀리미터 크기부터 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 비말에 대하여 마스크 표면에서의 젖음성 관찰. [그림 2] 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 젖음성 모식도 및 접촉각 측정 A) 밀리미터크기부터 마이크로크기까지 나타나는 비말의 젖음성 거동 모식도. B) 마스크 표면 및 단일 섬유에서 보이는 다양한 크기의 비말 접촉각 측정. 비말의 크기가 작아지면 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 접촉각이 작아진다. [그림 3] 고분자 섬유에서의 초발수 나노구조 형성 및 초발수 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 접촉각 측정 A) 저진공 산소 플라즈마에 의해 고분자섬유에서 결정질과 비정질의 선택적 에칭이 일어나 나노구조가 형성됨. B) 나노구조가 형성된 고분자 섬유 C) 나노구조가 형성된 초발수 마스크 표면에서 관찰한 다양한 크기의 비말 접촉각 비말이 크기가 작아지더라도 초발수 나노구조에 의해 높은 접촉각을 유지하고 있음을 알 수 있다. [그림 4] 증발이 진행됨에 따라 변하는 마이크로 크기의 비말의 접촉각 측정 A) 기존 상용 N95 등급의 마스크 단일 섬유 표면에서 나타나는 접촉각 변화 접촉각이 급격하게 낮아지는 구간에서 오염물 흡착이 증가함. B) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 증발이 진행되어도 높은 접촉각이 유지되어 오염물의 흡착이 현저하게 적음. [그림 5] 기침등에 의해서 공기중에서 퍼지는 비말에 의한 마스크 외피와의 충돌 실험 i) 공기중에서 퍼지는 비말이 상용 N95 마스크 표면에 연속적으로 충돌하였을 때 액적이 누적됨. ii) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 공기중에서 퍼지는 비말이 연속적으로 충돌하여도 뛰어난 발수성질을 굳건하게 유지함을 확인하였고 표면에서의 감염원에 의한 오염을 억제할 수 있음을 확인.

- 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 방역 마스크 표면에서의 오염 현상을 규명 코로나19 이후 마스크 착용이 일상화되면서 감염원에 대한 저항성과 착용감을 동시에 만족하는 고기능성 마스크에 관한 관심이 높아지고 있다. KF94 등급 이상의 마스크는 밀리미터(mm) 크기의 큰 물방울에 대해 높은 물 접촉각을 가져 감염 환자의 침방울과 같은 감염원에 대한 저항성이 높다고 알려져 있는데, 감염전파와 밀접한 연관이 있는 것으로 알려진 마이크로미터(μm) 크기 비말의 젖음성 현상에 관한 연구는 진행되지 못했다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 문명운 책임연구원·조혜성 선임연구원 연구팀이 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 KF 마스크 표면에서의 젖음성 현상을 규명하고, 플라즈마 기술을 적용한 초발수 항비말 마스크를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 마이크로미터부터 밀리미터 크기를 포함한 비말의 젖음성 현상을 마스크 위에서 평가하고 비말의 크기가 작아질수록 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 물에 대한 접촉각이 작아짐을 규명했다. 접촉각이 급격하게 작아지는 구간에서는 물이 증발한 후 오염물 흡착이 증가했다. 이 결과는 일반 KF94 등급 마스크는 매우 심한 기침을 할 때 나오는 1-5 밀리미터 이상 크기의 비말에 대해서는 높은 저항성을 갖지만, 마이크로미터 크기의 미세 비말은 쉽게 달라붙어 오염된다는 것으로 해석할 수 있다. KIST 연구팀은 이러한 단점을 극복하고 마스크의 감염예방 효과를 향상시키기 위해 플라즈마 기술을 적용하여 고(高)종횡비 나노구조를 가지는 마스크 외피 소재를 개발했다. KIST 조혜성 선임연구원은 “이렇게 나노구조가 형성된 마스크 표면에서는 비말의 크기가 작아도 높은 접촉각을 유지하여 1-10 마이크로미터 정도의 작은 물방울에 대해서도 높은 저항성을 갖고, 이를 통해 감염성 비말이 마스크 표면에 흡착하여 오염되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다”고 밝혔다. KIST 문명운 책임연구원은 “본 기술은 롤투롤 (roll-to-roll)과 같은 대량 생산 방식이 적용될 수 있다”고 밝히며, ”향후 팬데믹 상황이 다시 발생했을 때 효과적으로 비말 전파 감염병 확산에 대응하기 위한 차세대 마스크, 고글 및 의료복 등의 내오염성 기능 향상 등 의료재난 대응 기술로의 활용할 수 있다”고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국민생활안전 긴급대응연구사업, KIST 주요사업 및 해양경찰청 과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보 (PNAS, Proceedings of National Academy of Sciences, USA) (IF :12.779, JCR(%) : 12.3 %)에 게재되었다. (논문명) Multiscale Landscaping of Droplet Wettability on Fibrous Layers of Facial Masks - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박상진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 문명운 책임연구원, 조혜성 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1073/pnas.2209586119 (12월 5일 온라인 게재) [그림 설명] [그림 1] N95 등급 마스크 외피에서 나타나는 다양한 비말사이즈의 젖음성 거동 - 기존의 마스크 표면에서의 젖음성과 관련된 논문들은 모두 밀리미터 크기의 비말에 대하여 젖음성 관찰. - 본 연구에서는 밀리미터 크기부터 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 비말에 대하여 마스크 표면에서의 젖음성 관찰. [그림 2] 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 젖음성 모식도 및 접촉각 측정 A) 밀리미터크기부터 마이크로크기까지 나타나는 비말의 젖음성 거동 모식도. B) 마스크 표면 및 단일 섬유에서 보이는 다양한 크기의 비말 접촉각 측정. 비말의 크기가 작아지면 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 접촉각이 작아진다. [그림 3] 고분자 섬유에서의 초발수 나노구조 형성 및 초발수 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 접촉각 측정 A) 저진공 산소 플라즈마에 의해 고분자섬유에서 결정질과 비정질의 선택적 에칭이 일어나 나노구조가 형성됨. B) 나노구조가 형성된 고분자 섬유 C) 나노구조가 형성된 초발수 마스크 표면에서 관찰한 다양한 크기의 비말 접촉각 비말이 크기가 작아지더라도 초발수 나노구조에 의해 높은 접촉각을 유지하고 있음을 알 수 있다. [그림 4] 증발이 진행됨에 따라 변하는 마이크로 크기의 비말의 접촉각 측정 A) 기존 상용 N95 등급의 마스크 단일 섬유 표면에서 나타나는 접촉각 변화 접촉각이 급격하게 낮아지는 구간에서 오염물 흡착이 증가함. B) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 증발이 진행되어도 높은 접촉각이 유지되어 오염물의 흡착이 현저하게 적음. [그림 5] 기침등에 의해서 공기중에서 퍼지는 비말에 의한 마스크 외피와의 충돌 실험 i) 공기중에서 퍼지는 비말이 상용 N95 마스크 표면에 연속적으로 충돌하였을 때 액적이 누적됨. ii) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 공기중에서 퍼지는 비말이 연속적으로 충돌하여도 뛰어난 발수성질을 굳건하게 유지함을 확인하였고 표면에서의 감염원에 의한 오염을 억제할 수 있음을 확인.

- 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 방역 마스크 표면에서의 오염 현상을 규명 코로나19 이후 마스크 착용이 일상화되면서 감염원에 대한 저항성과 착용감을 동시에 만족하는 고기능성 마스크에 관한 관심이 높아지고 있다. KF94 등급 이상의 마스크는 밀리미터(mm) 크기의 큰 물방울에 대해 높은 물 접촉각을 가져 감염 환자의 침방울과 같은 감염원에 대한 저항성이 높다고 알려져 있는데, 감염전파와 밀접한 연관이 있는 것으로 알려진 마이크로미터(μm) 크기 비말의 젖음성 현상에 관한 연구는 진행되지 못했다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 문명운 책임연구원·조혜성 선임연구원 연구팀이 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 KF 마스크 표면에서의 젖음성 현상을 규명하고, 플라즈마 기술을 적용한 초발수 항비말 마스크를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 마이크로미터부터 밀리미터 크기를 포함한 비말의 젖음성 현상을 마스크 위에서 평가하고 비말의 크기가 작아질수록 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 물에 대한 접촉각이 작아짐을 규명했다. 접촉각이 급격하게 작아지는 구간에서는 물이 증발한 후 오염물 흡착이 증가했다. 이 결과는 일반 KF94 등급 마스크는 매우 심한 기침을 할 때 나오는 1-5 밀리미터 이상 크기의 비말에 대해서는 높은 저항성을 갖지만, 마이크로미터 크기의 미세 비말은 쉽게 달라붙어 오염된다는 것으로 해석할 수 있다. KIST 연구팀은 이러한 단점을 극복하고 마스크의 감염예방 효과를 향상시키기 위해 플라즈마 기술을 적용하여 고(高)종횡비 나노구조를 가지는 마스크 외피 소재를 개발했다. KIST 조혜성 선임연구원은 “이렇게 나노구조가 형성된 마스크 표면에서는 비말의 크기가 작아도 높은 접촉각을 유지하여 1-10 마이크로미터 정도의 작은 물방울에 대해서도 높은 저항성을 갖고, 이를 통해 감염성 비말이 마스크 표면에 흡착하여 오염되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다”고 밝혔다. KIST 문명운 책임연구원은 “본 기술은 롤투롤 (roll-to-roll)과 같은 대량 생산 방식이 적용될 수 있다”고 밝히며, ”향후 팬데믹 상황이 다시 발생했을 때 효과적으로 비말 전파 감염병 확산에 대응하기 위한 차세대 마스크, 고글 및 의료복 등의 내오염성 기능 향상 등 의료재난 대응 기술로의 활용할 수 있다”고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국민생활안전 긴급대응연구사업, KIST 주요사업 및 해양경찰청 과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보 (PNAS, Proceedings of National Academy of Sciences, USA) (IF :12.779, JCR(%) : 12.3 %)에 게재되었다. (논문명) Multiscale Landscaping of Droplet Wettability on Fibrous Layers of Facial Masks - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박상진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 문명운 책임연구원, 조혜성 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1073/pnas.2209586119 (12월 5일 온라인 게재) [그림 설명] [그림 1] N95 등급 마스크 외피에서 나타나는 다양한 비말사이즈의 젖음성 거동 - 기존의 마스크 표면에서의 젖음성과 관련된 논문들은 모두 밀리미터 크기의 비말에 대하여 젖음성 관찰. - 본 연구에서는 밀리미터 크기부터 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 비말에 대하여 마스크 표면에서의 젖음성 관찰. [그림 2] 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 젖음성 모식도 및 접촉각 측정 A) 밀리미터크기부터 마이크로크기까지 나타나는 비말의 젖음성 거동 모식도. B) 마스크 표면 및 단일 섬유에서 보이는 다양한 크기의 비말 접촉각 측정. 비말의 크기가 작아지면 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 접촉각이 작아진다. [그림 3] 고분자 섬유에서의 초발수 나노구조 형성 및 초발수 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 접촉각 측정 A) 저진공 산소 플라즈마에 의해 고분자섬유에서 결정질과 비정질의 선택적 에칭이 일어나 나노구조가 형성됨. B) 나노구조가 형성된 고분자 섬유 C) 나노구조가 형성된 초발수 마스크 표면에서 관찰한 다양한 크기의 비말 접촉각 비말이 크기가 작아지더라도 초발수 나노구조에 의해 높은 접촉각을 유지하고 있음을 알 수 있다. [그림 4] 증발이 진행됨에 따라 변하는 마이크로 크기의 비말의 접촉각 측정 A) 기존 상용 N95 등급의 마스크 단일 섬유 표면에서 나타나는 접촉각 변화 접촉각이 급격하게 낮아지는 구간에서 오염물 흡착이 증가함. B) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 증발이 진행되어도 높은 접촉각이 유지되어 오염물의 흡착이 현저하게 적음. [그림 5] 기침등에 의해서 공기중에서 퍼지는 비말에 의한 마스크 외피와의 충돌 실험 i) 공기중에서 퍼지는 비말이 상용 N95 마스크 표면에 연속적으로 충돌하였을 때 액적이 누적됨. ii) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 공기중에서 퍼지는 비말이 연속적으로 충돌하여도 뛰어난 발수성질을 굳건하게 유지함을 확인하였고 표면에서의 감염원에 의한 오염을 억제할 수 있음을 확인.

- 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 방역 마스크 표면에서의 오염 현상을 규명 코로나19 이후 마스크 착용이 일상화되면서 감염원에 대한 저항성과 착용감을 동시에 만족하는 고기능성 마스크에 관한 관심이 높아지고 있다. KF94 등급 이상의 마스크는 밀리미터(mm) 크기의 큰 물방울에 대해 높은 물 접촉각을 가져 감염 환자의 침방울과 같은 감염원에 대한 저항성이 높다고 알려져 있는데, 감염전파와 밀접한 연관이 있는 것으로 알려진 마이크로미터(μm) 크기 비말의 젖음성 현상에 관한 연구는 진행되지 못했다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 문명운 책임연구원·조혜성 선임연구원 연구팀이 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 KF 마스크 표면에서의 젖음성 현상을 규명하고, 플라즈마 기술을 적용한 초발수 항비말 마스크를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 마이크로미터부터 밀리미터 크기를 포함한 비말의 젖음성 현상을 마스크 위에서 평가하고 비말의 크기가 작아질수록 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 물에 대한 접촉각이 작아짐을 규명했다. 접촉각이 급격하게 작아지는 구간에서는 물이 증발한 후 오염물 흡착이 증가했다. 이 결과는 일반 KF94 등급 마스크는 매우 심한 기침을 할 때 나오는 1-5 밀리미터 이상 크기의 비말에 대해서는 높은 저항성을 갖지만, 마이크로미터 크기의 미세 비말은 쉽게 달라붙어 오염된다는 것으로 해석할 수 있다. KIST 연구팀은 이러한 단점을 극복하고 마스크의 감염예방 효과를 향상시키기 위해 플라즈마 기술을 적용하여 고(高)종횡비 나노구조를 가지는 마스크 외피 소재를 개발했다. KIST 조혜성 선임연구원은 “이렇게 나노구조가 형성된 마스크 표면에서는 비말의 크기가 작아도 높은 접촉각을 유지하여 1-10 마이크로미터 정도의 작은 물방울에 대해서도 높은 저항성을 갖고, 이를 통해 감염성 비말이 마스크 표면에 흡착하여 오염되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다”고 밝혔다. KIST 문명운 책임연구원은 “본 기술은 롤투롤 (roll-to-roll)과 같은 대량 생산 방식이 적용될 수 있다”고 밝히며, ”향후 팬데믹 상황이 다시 발생했을 때 효과적으로 비말 전파 감염병 확산에 대응하기 위한 차세대 마스크, 고글 및 의료복 등의 내오염성 기능 향상 등 의료재난 대응 기술로의 활용할 수 있다”고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국민생활안전 긴급대응연구사업, KIST 주요사업 및 해양경찰청 과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보 (PNAS, Proceedings of National Academy of Sciences, USA) (IF :12.779, JCR(%) : 12.3 %)에 게재되었다. (논문명) Multiscale Landscaping of Droplet Wettability on Fibrous Layers of Facial Masks - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박상진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 문명운 책임연구원, 조혜성 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1073/pnas.2209586119 (12월 5일 온라인 게재) [그림 설명] [그림 1] N95 등급 마스크 외피에서 나타나는 다양한 비말사이즈의 젖음성 거동 - 기존의 마스크 표면에서의 젖음성과 관련된 논문들은 모두 밀리미터 크기의 비말에 대하여 젖음성 관찰. - 본 연구에서는 밀리미터 크기부터 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 비말에 대하여 마스크 표면에서의 젖음성 관찰. [그림 2] 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 젖음성 모식도 및 접촉각 측정 A) 밀리미터크기부터 마이크로크기까지 나타나는 비말의 젖음성 거동 모식도. B) 마스크 표면 및 단일 섬유에서 보이는 다양한 크기의 비말 접촉각 측정. 비말의 크기가 작아지면 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 접촉각이 작아진다. [그림 3] 고분자 섬유에서의 초발수 나노구조 형성 및 초발수 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 접촉각 측정 A) 저진공 산소 플라즈마에 의해 고분자섬유에서 결정질과 비정질의 선택적 에칭이 일어나 나노구조가 형성됨. B) 나노구조가 형성된 고분자 섬유 C) 나노구조가 형성된 초발수 마스크 표면에서 관찰한 다양한 크기의 비말 접촉각 비말이 크기가 작아지더라도 초발수 나노구조에 의해 높은 접촉각을 유지하고 있음을 알 수 있다. [그림 4] 증발이 진행됨에 따라 변하는 마이크로 크기의 비말의 접촉각 측정 A) 기존 상용 N95 등급의 마스크 단일 섬유 표면에서 나타나는 접촉각 변화 접촉각이 급격하게 낮아지는 구간에서 오염물 흡착이 증가함. B) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 증발이 진행되어도 높은 접촉각이 유지되어 오염물의 흡착이 현저하게 적음. [그림 5] 기침등에 의해서 공기중에서 퍼지는 비말에 의한 마스크 외피와의 충돌 실험 i) 공기중에서 퍼지는 비말이 상용 N95 마스크 표면에 연속적으로 충돌하였을 때 액적이 누적됨. ii) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 공기중에서 퍼지는 비말이 연속적으로 충돌하여도 뛰어난 발수성질을 굳건하게 유지함을 확인하였고 표면에서의 감염원에 의한 오염을 억제할 수 있음을 확인.

- 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 방역 마스크 표면에서의 오염 현상을 규명 코로나19 이후 마스크 착용이 일상화되면서 감염원에 대한 저항성과 착용감을 동시에 만족하는 고기능성 마스크에 관한 관심이 높아지고 있다. KF94 등급 이상의 마스크는 밀리미터(mm) 크기의 큰 물방울에 대해 높은 물 접촉각을 가져 감염 환자의 침방울과 같은 감염원에 대한 저항성이 높다고 알려져 있는데, 감염전파와 밀접한 연관이 있는 것으로 알려진 마이크로미터(μm) 크기 비말의 젖음성 현상에 관한 연구는 진행되지 못했다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 극한소재연구센터 문명운 책임연구원·조혜성 선임연구원 연구팀이 마이크로미터부터 밀리미터까지 다양한 크기 비말의 KF 마스크 표면에서의 젖음성 현상을 규명하고, 플라즈마 기술을 적용한 초발수 항비말 마스크를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 마이크로미터부터 밀리미터 크기를 포함한 비말의 젖음성 현상을 마스크 위에서 평가하고 비말의 크기가 작아질수록 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 물에 대한 접촉각이 작아짐을 규명했다. 접촉각이 급격하게 작아지는 구간에서는 물이 증발한 후 오염물 흡착이 증가했다. 이 결과는 일반 KF94 등급 마스크는 매우 심한 기침을 할 때 나오는 1-5 밀리미터 이상 크기의 비말에 대해서는 높은 저항성을 갖지만, 마이크로미터 크기의 미세 비말은 쉽게 달라붙어 오염된다는 것으로 해석할 수 있다. KIST 연구팀은 이러한 단점을 극복하고 마스크의 감염예방 효과를 향상시키기 위해 플라즈마 기술을 적용하여 고(高)종횡비 나노구조를 가지는 마스크 외피 소재를 개발했다. KIST 조혜성 선임연구원은 “이렇게 나노구조가 형성된 마스크 표면에서는 비말의 크기가 작아도 높은 접촉각을 유지하여 1-10 마이크로미터 정도의 작은 물방울에 대해서도 높은 저항성을 갖고, 이를 통해 감염성 비말이 마스크 표면에 흡착하여 오염되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다”고 밝혔다. KIST 문명운 책임연구원은 “본 기술은 롤투롤 (roll-to-roll)과 같은 대량 생산 방식이 적용될 수 있다”고 밝히며, ”향후 팬데믹 상황이 다시 발생했을 때 효과적으로 비말 전파 감염병 확산에 대응하기 위한 차세대 마스크, 고글 및 의료복 등의 내오염성 기능 향상 등 의료재난 대응 기술로의 활용할 수 있다”고 기대했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국민생활안전 긴급대응연구사업, KIST 주요사업 및 해양경찰청 과제를 통해 수행되었으며, 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보 (PNAS, Proceedings of National Academy of Sciences, USA) (IF :12.779, JCR(%) : 12.3 %)에 게재되었다. (논문명) Multiscale Landscaping of Droplet Wettability on Fibrous Layers of Facial Masks - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박상진 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 문명운 책임연구원, 조혜성 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1073/pnas.2209586119 (12월 5일 온라인 게재) [그림 설명] [그림 1] N95 등급 마스크 외피에서 나타나는 다양한 비말사이즈의 젖음성 거동 - 기존의 마스크 표면에서의 젖음성과 관련된 논문들은 모두 밀리미터 크기의 비말에 대하여 젖음성 관찰. - 본 연구에서는 밀리미터 크기부터 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 비말에 대하여 마스크 표면에서의 젖음성 관찰. [그림 2] 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 젖음성 모식도 및 접촉각 측정 A) 밀리미터크기부터 마이크로크기까지 나타나는 비말의 젖음성 거동 모식도. B) 마스크 표면 및 단일 섬유에서 보이는 다양한 크기의 비말 접촉각 측정. 비말의 크기가 작아지면 섬유 표면에 의한 구조효과가 감소하여 접촉각이 작아진다. [그림 3] 고분자 섬유에서의 초발수 나노구조 형성 및 초발수 마스크 표면에서 나타나는 다양한 사이즈의 비말에 대한 접촉각 측정 A) 저진공 산소 플라즈마에 의해 고분자섬유에서 결정질과 비정질의 선택적 에칭이 일어나 나노구조가 형성됨. B) 나노구조가 형성된 고분자 섬유 C) 나노구조가 형성된 초발수 마스크 표면에서 관찰한 다양한 크기의 비말 접촉각 비말이 크기가 작아지더라도 초발수 나노구조에 의해 높은 접촉각을 유지하고 있음을 알 수 있다. [그림 4] 증발이 진행됨에 따라 변하는 마이크로 크기의 비말의 접촉각 측정 A) 기존 상용 N95 등급의 마스크 단일 섬유 표면에서 나타나는 접촉각 변화 접촉각이 급격하게 낮아지는 구간에서 오염물 흡착이 증가함. B) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 증발이 진행되어도 높은 접촉각이 유지되어 오염물의 흡착이 현저하게 적음. [그림 5] 기침등에 의해서 공기중에서 퍼지는 비말에 의한 마스크 외피와의 충돌 실험 i) 공기중에서 퍼지는 비말이 상용 N95 마스크 표면에 연속적으로 충돌하였을 때 액적이 누적됨. ii) 초발수 나노구조가 형성된 마스크 섬유 표면에서는 공기중에서 퍼지는 비말이 연속적으로 충돌하여도 뛰어난 발수성질을 굳건하게 유지함을 확인하였고 표면에서의 감염원에 의한 오염을 억제할 수 있음을 확인.

안녕하세요, 자체 개발 중인 CVD 코팅된 샘플의 플라즈마 식각을 진행함으로써 타 소재 대비 CVD 코팅 샘플의 우수한 내식성을 나타내고자 합니다. 플라즈마 식각이 가능한 장비 탐색 중에 마이크로나노펩센터 보유 장비를 보고 문의 드립니다. 혹시 다음과 유사한 조건으로 분석이 가능한지 확인 요청드립니다. 해당 조건과 상이해도 무관합니다. 1. 샘플 크기 20 x 20 (크기별 가공 가능) 샘플 종류 : CVD-SiC, Sintered-SiC, Silicon, Quartz 등 세라믹 시편 2. 플라즈마 진행 전/후 무게 측정 무게 증감율에 따른 식각rata 비교 3. 플라즈마 진행 조건 1) 장치 : ICP Plasma Etcher 2) 조건 : Power 500~600W CF4 Gas : 100 sccm Ar Gas : 100 sccm O2 Gas : 10 sccm 3) 시간 : 60분 (300초 x 12회) x 2회, 총 120분 추가 확인이 필요한 사항은 언제든 회신 주시면 감사하겠습니다. mskim@worldexint.com

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플렉서블 메모리 최초 개발, 입는 컴퓨터 개발 박차 - KIST, 자유롭게 구부러지는 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 개발 - 전류 방향을 제한하여 데이터 성능 개선 휘어진 스마트폰 출시로 구부러지는 전자제품에 대한관심이 고조되고 있다. 휘어지는 디스플레이 기술은 최신 전자소재소자기술의 집약체라 할 수 있다. 그러나 이러한 제품이 개발되기 위해서는, 디스플레이 외에도 메모리 등 다른 부품들 역시 휘어지는 상황에서 완벽히 동작할 수 있는 있어야 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주) 전북분원(분원장 홍경태) 복합소재기술연구소 소프트혁신소재연구센터 김태욱 박사팀은 광주과학기술원 지용성 박사과정 학생(지도교수, 고흥조 교수)과 함께 정확한 데이터 저장 및 삭제가 가능한 휘어지고 비틀어지는 탄소나노소재와 유기고분자복합체를 활용한 64 bit 메모리 어레이 소자 구현에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 권위지인 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications) “Flexible and twistable non-volatile memory cell array with all- organic one diode-one resistor architecture”Digital Object Identifier (DOI) 10.1038/ncomms3707 11월 1일(금)자 논문으로 게재된다. 현재 주로 사용되고 있는 메모리는 실리콘(Si)을 기반으로 한 딱딱한 무기물 소재로 휘는 성질을 가지기 위해서는 탄소(C)를 기반으로 한 유기복합체로 메모리를 만들어야한다. 개발된 메모리는 이런 유기소재를 상온에서 일렬구조로 쌓고, 기판 위 원하는 장소에 소재를 위치시킬 수 있는 기술을 사용했다. 이러한 기술은 메모리 소자의 저장 용량을 크게 하기 위한 핵심기술이지만 현재까지 구현된 적이 없고 특히 휘어지는 기판 위에 실현하기에 기술적 난이도가 매우 높아 구현되기 힘들었다. 연구팀은 이러한 특성을 가지면서, 휘어지는 상황에서도 데이터 구동이 정확하게 이루어질 수 있도록 한쪽 방향으로 전류를 흐르게 할 수 있는 기술을 개발했다. 한편 과거에는 개별 메모리소자를 격자구조로 제작하여 용량을 늘리는 과정에서 인접한 소자(Cell)들간의 간섭으로 인해 데이터가 정확한 위치에서 저장 및 삭제가 되지 않아 상용화가 어려웠다. 때문에 메모리를 단순히 휘어지게 제작하는 것 이외에 이러한 간섭을 해결하여 정확하게 구동할수 있는 방법에 대한 연구가 꾸준히 진행되었다. 본 연구에서는 탄소나노복합체를 기반으로 한 유기 메모리 소자(Resistor)와 전류방향을 제어할 수 있는 유기 다이오드(Diode)를 층층이 쌓았다. 전류방향을 제어하여 전류가 한 방향으로 흐르게 되면, 데이터 재생 및 삭제 능력을 조절할 수 있어 인접한 소자로부터의 간섭현상을 제어할 수 있다. 이러한 구조의 소자는 1D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태*로, 자유자재로 접혔다 펴지는 성질을 가지면서 정확한 데이터 처리 능력을 가지게 된다. * 1 D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태 : 1개의 다이오드 위에 1개의 메모리 소자인 레지스터가 쌓이는 구조로 다이오드가 전류방향을 제어하는 역할을 한다. 기존 유기 메모리 소자는 대표적인 용액 공정인 스핀코팅(spin-coating) 방법으로 제작되어진다. 이러한 방법은 위와 같은 연속적인 공정에서 유기 다이오드 층(1D)과 유기메모리 층(1R)이 손상되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 김태욱 박사는 저온공정에서 패턴을 만들 수 있는 특별한 크로스링커(crosslinker)* 제작방법을 이용했다. 크로스링커 방법은 연속적인 층을 만드는 공정에서 유기메모리 층과 유기다이오드 층이 서로 손상을 입히지 않는 방법이다. 이를 통해 대부분의 구부러지는 성질을 가진 플라스틱 기판에 적용할 수 있는 유기물 구조를 가지면서 64bit의 저장능력과 전원이 차단되어도 저장능력이 사라지지 않는 비휘발성 메모리 소자를 개발에 성공할 수 있었다. * 크로스링커 방법 : 자외선을 유기물소재에 쬐어 원하는 영역만을 빛으로 굳히는 방법으로 저온공정이 가능할 뿐만 아니라 제작 후 유기물소재의 특성을 유지하면서 화학적으로 안정화시킬 수 있는 방법 연구팀은 위에 언급한 인접 소자들로부터의 간섭이 해결된 것을 확인하기 위해 소자가 휘어진 상태에서 “KIST” 글자를 저장하여 구현하는데 성공하였다. 이러한 결과물은 유기 메모리 소자가 기존의 전자소자뿐 아니라 휘어지는 전자제품의 부품으로 적용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다. KIST 김태욱 박사는 "이번 연구는 기존 구조의 유기 메모리 소자 연구의 최대 난제를 해결할 수 있는 연구 방향을 제시한 것으로, 향후 휘어지는 전자소자 및 부품 연구에 광범위하게 기여할수 것으로 기대된다" 고 말했다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 및 전라북도의 연구비 지원으로 수행되었다. ○ 연구진 <kist？김태욱 박사=""></kist？김태욱> ○ 그림설명 <그림 1> 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (a) 유연한 기판위에 제작되어진 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (b) 실제사진 (c) 소자 모식도 : 1D-1R 구조의 유기 메모리 (d) 소자에 사용되어진 다이오드 물질의 화학구조 (e) 소자에 사용되어진 메모리 물질의 화학구조 <그림 2> 제작된 메모리 소자에 데이터의 쓰기 및 읽기 테스트 (a)는 기존의 유기저항변화형 메모리 소자로 (b)에서와 같이 인접 소자의 간섭으로 인해 (c)의 왼쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값을 읽지 못하고 모두 '1'의 전류 값으로 잘못 읽는 현상을 보여주고 있다. (d)는 이번에 개발된 유기물로만 이루어진 1D-1R 구조로 다이오드로 인해 인접 소자의 간섭 없이 (c)의 오른쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값과 '1'의 전류 값을 정확히 읽는 현상을 보여주고 있다. (f)는 이러한 전류 값의 '0'과 '1'의 분포를 기반으로 ASCII 코드를 이용하여 한국과학기술연구원의 약자인 'KIST' 글자를 구현한 것을 보여주고 있다.

플렉서블 메모리 최초 개발, 입는 컴퓨터 개발 박차 - KIST, 자유롭게 구부러지는 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 개발 - 전류 방향을 제한하여 데이터 성능 개선 휘어진 스마트폰 출시로 구부러지는 전자제품에 대한관심이 고조되고 있다. 휘어지는 디스플레이 기술은 최신 전자소재소자기술의 집약체라 할 수 있다. 그러나 이러한 제품이 개발되기 위해서는, 디스플레이 외에도 메모리 등 다른 부품들 역시 휘어지는 상황에서 완벽히 동작할 수 있는 있어야 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주) 전북분원(분원장 홍경태) 복합소재기술연구소 소프트혁신소재연구센터 김태욱 박사팀은 광주과학기술원 지용성 박사과정 학생(지도교수, 고흥조 교수)과 함께 정확한 데이터 저장 및 삭제가 가능한 휘어지고 비틀어지는 탄소나노소재와 유기고분자복합체를 활용한 64 bit 메모리 어레이 소자 구현에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 권위지인 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications) “Flexible and twistable non-volatile memory cell array with all- organic one diode-one resistor architecture”Digital Object Identifier (DOI) 10.1038/ncomms3707 11월 1일(금)자 논문으로 게재된다. 현재 주로 사용되고 있는 메모리는 실리콘(Si)을 기반으로 한 딱딱한 무기물 소재로 휘는 성질을 가지기 위해서는 탄소(C)를 기반으로 한 유기복합체로 메모리를 만들어야한다. 개발된 메모리는 이런 유기소재를 상온에서 일렬구조로 쌓고, 기판 위 원하는 장소에 소재를 위치시킬 수 있는 기술을 사용했다. 이러한 기술은 메모리 소자의 저장 용량을 크게 하기 위한 핵심기술이지만 현재까지 구현된 적이 없고 특히 휘어지는 기판 위에 실현하기에 기술적 난이도가 매우 높아 구현되기 힘들었다. 연구팀은 이러한 특성을 가지면서, 휘어지는 상황에서도 데이터 구동이 정확하게 이루어질 수 있도록 한쪽 방향으로 전류를 흐르게 할 수 있는 기술을 개발했다. 한편 과거에는 개별 메모리소자를 격자구조로 제작하여 용량을 늘리는 과정에서 인접한 소자(Cell)들간의 간섭으로 인해 데이터가 정확한 위치에서 저장 및 삭제가 되지 않아 상용화가 어려웠다. 때문에 메모리를 단순히 휘어지게 제작하는 것 이외에 이러한 간섭을 해결하여 정확하게 구동할수 있는 방법에 대한 연구가 꾸준히 진행되었다. 본 연구에서는 탄소나노복합체를 기반으로 한 유기 메모리 소자(Resistor)와 전류방향을 제어할 수 있는 유기 다이오드(Diode)를 층층이 쌓았다. 전류방향을 제어하여 전류가 한 방향으로 흐르게 되면, 데이터 재생 및 삭제 능력을 조절할 수 있어 인접한 소자로부터의 간섭현상을 제어할 수 있다. 이러한 구조의 소자는 1D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태*로, 자유자재로 접혔다 펴지는 성질을 가지면서 정확한 데이터 처리 능력을 가지게 된다. * 1 D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태 : 1개의 다이오드 위에 1개의 메모리 소자인 레지스터가 쌓이는 구조로 다이오드가 전류방향을 제어하는 역할을 한다. 기존 유기 메모리 소자는 대표적인 용액 공정인 스핀코팅(spin-coating) 방법으로 제작되어진다. 이러한 방법은 위와 같은 연속적인 공정에서 유기 다이오드 층(1D)과 유기메모리 층(1R)이 손상되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 김태욱 박사는 저온공정에서 패턴을 만들 수 있는 특별한 크로스링커(crosslinker)* 제작방법을 이용했다. 크로스링커 방법은 연속적인 층을 만드는 공정에서 유기메모리 층과 유기다이오드 층이 서로 손상을 입히지 않는 방법이다. 이를 통해 대부분의 구부러지는 성질을 가진 플라스틱 기판에 적용할 수 있는 유기물 구조를 가지면서 64bit의 저장능력과 전원이 차단되어도 저장능력이 사라지지 않는 비휘발성 메모리 소자를 개발에 성공할 수 있었다. * 크로스링커 방법 : 자외선을 유기물소재에 쬐어 원하는 영역만을 빛으로 굳히는 방법으로 저온공정이 가능할 뿐만 아니라 제작 후 유기물소재의 특성을 유지하면서 화학적으로 안정화시킬 수 있는 방법 연구팀은 위에 언급한 인접 소자들로부터의 간섭이 해결된 것을 확인하기 위해 소자가 휘어진 상태에서 “KIST” 글자를 저장하여 구현하는데 성공하였다. 이러한 결과물은 유기 메모리 소자가 기존의 전자소자뿐 아니라 휘어지는 전자제품의 부품으로 적용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다. KIST 김태욱 박사는 "이번 연구는 기존 구조의 유기 메모리 소자 연구의 최대 난제를 해결할 수 있는 연구 방향을 제시한 것으로, 향후 휘어지는 전자소자 및 부품 연구에 광범위하게 기여할수 것으로 기대된다" 고 말했다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 및 전라북도의 연구비 지원으로 수행되었다. ○ 연구진 <kist？김태욱 박사=""></kist？김태욱> ○ 그림설명 <그림 1> 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (a) 유연한 기판위에 제작되어진 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (b) 실제사진 (c) 소자 모식도 : 1D-1R 구조의 유기 메모리 (d) 소자에 사용되어진 다이오드 물질의 화학구조 (e) 소자에 사용되어진 메모리 물질의 화학구조 <그림 2> 제작된 메모리 소자에 데이터의 쓰기 및 읽기 테스트 (a)는 기존의 유기저항변화형 메모리 소자로 (b)에서와 같이 인접 소자의 간섭으로 인해 (c)의 왼쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값을 읽지 못하고 모두 '1'의 전류 값으로 잘못 읽는 현상을 보여주고 있다. (d)는 이번에 개발된 유기물로만 이루어진 1D-1R 구조로 다이오드로 인해 인접 소자의 간섭 없이 (c)의 오른쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값과 '1'의 전류 값을 정확히 읽는 현상을 보여주고 있다. (f)는 이러한 전류 값의 '0'과 '1'의 분포를 기반으로 ASCII 코드를 이용하여 한국과학기술연구원의 약자인 'KIST' 글자를 구현한 것을 보여주고 있다.

플렉서블 메모리 최초 개발, 입는 컴퓨터 개발 박차 - KIST, 자유롭게 구부러지는 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 개발 - 전류 방향을 제한하여 데이터 성능 개선 휘어진 스마트폰 출시로 구부러지는 전자제품에 대한관심이 고조되고 있다. 휘어지는 디스플레이 기술은 최신 전자소재소자기술의 집약체라 할 수 있다. 그러나 이러한 제품이 개발되기 위해서는, 디스플레이 외에도 메모리 등 다른 부품들 역시 휘어지는 상황에서 완벽히 동작할 수 있는 있어야 한다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주) 전북분원(분원장 홍경태) 복합소재기술연구소 소프트혁신소재연구센터 김태욱 박사팀은 광주과학기술원 지용성 박사과정 학생(지도교수, 고흥조 교수)과 함께 정확한 데이터 저장 및 삭제가 가능한 휘어지고 비틀어지는 탄소나노소재와 유기고분자복합체를 활용한 64 bit 메모리 어레이 소자 구현에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 권위지인 네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications) “Flexible and twistable non-volatile memory cell array with all- organic one diode-one resistor architecture”Digital Object Identifier (DOI) 10.1038/ncomms3707 11월 1일(금)자 논문으로 게재된다. 현재 주로 사용되고 있는 메모리는 실리콘(Si)을 기반으로 한 딱딱한 무기물 소재로 휘는 성질을 가지기 위해서는 탄소(C)를 기반으로 한 유기복합체로 메모리를 만들어야한다. 개발된 메모리는 이런 유기소재를 상온에서 일렬구조로 쌓고, 기판 위 원하는 장소에 소재를 위치시킬 수 있는 기술을 사용했다. 이러한 기술은 메모리 소자의 저장 용량을 크게 하기 위한 핵심기술이지만 현재까지 구현된 적이 없고 특히 휘어지는 기판 위에 실현하기에 기술적 난이도가 매우 높아 구현되기 힘들었다. 연구팀은 이러한 특성을 가지면서, 휘어지는 상황에서도 데이터 구동이 정확하게 이루어질 수 있도록 한쪽 방향으로 전류를 흐르게 할 수 있는 기술을 개발했다. 한편 과거에는 개별 메모리소자를 격자구조로 제작하여 용량을 늘리는 과정에서 인접한 소자(Cell)들간의 간섭으로 인해 데이터가 정확한 위치에서 저장 및 삭제가 되지 않아 상용화가 어려웠다. 때문에 메모리를 단순히 휘어지게 제작하는 것 이외에 이러한 간섭을 해결하여 정확하게 구동할수 있는 방법에 대한 연구가 꾸준히 진행되었다. 본 연구에서는 탄소나노복합체를 기반으로 한 유기 메모리 소자(Resistor)와 전류방향을 제어할 수 있는 유기 다이오드(Diode)를 층층이 쌓았다. 전류방향을 제어하여 전류가 한 방향으로 흐르게 되면, 데이터 재생 및 삭제 능력을 조절할 수 있어 인접한 소자로부터의 간섭현상을 제어할 수 있다. 이러한 구조의 소자는 1D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태*로, 자유자재로 접혔다 펴지는 성질을 가지면서 정확한 데이터 처리 능력을 가지게 된다. * 1 D-1R(1 Diode + 1 Resistor) 형태 : 1개의 다이오드 위에 1개의 메모리 소자인 레지스터가 쌓이는 구조로 다이오드가 전류방향을 제어하는 역할을 한다. 기존 유기 메모리 소자는 대표적인 용액 공정인 스핀코팅(spin-coating) 방법으로 제작되어진다. 이러한 방법은 위와 같은 연속적인 공정에서 유기 다이오드 층(1D)과 유기메모리 층(1R)이 손상되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 김태욱 박사는 저온공정에서 패턴을 만들 수 있는 특별한 크로스링커(crosslinker)* 제작방법을 이용했다. 크로스링커 방법은 연속적인 층을 만드는 공정에서 유기메모리 층과 유기다이오드 층이 서로 손상을 입히지 않는 방법이다. 이를 통해 대부분의 구부러지는 성질을 가진 플라스틱 기판에 적용할 수 있는 유기물 구조를 가지면서 64bit의 저장능력과 전원이 차단되어도 저장능력이 사라지지 않는 비휘발성 메모리 소자를 개발에 성공할 수 있었다. * 크로스링커 방법 : 자외선을 유기물소재에 쬐어 원하는 영역만을 빛으로 굳히는 방법으로 저온공정이 가능할 뿐만 아니라 제작 후 유기물소재의 특성을 유지하면서 화학적으로 안정화시킬 수 있는 방법 연구팀은 위에 언급한 인접 소자들로부터의 간섭이 해결된 것을 확인하기 위해 소자가 휘어진 상태에서 “KIST” 글자를 저장하여 구현하는데 성공하였다. 이러한 결과물은 유기 메모리 소자가 기존의 전자소자뿐 아니라 휘어지는 전자제품의 부품으로 적용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다. KIST 김태욱 박사는 "이번 연구는 기존 구조의 유기 메모리 소자 연구의 최대 난제를 해결할 수 있는 연구 방향을 제시한 것으로, 향후 휘어지는 전자소자 및 부품 연구에 광범위하게 기여할수 것으로 기대된다" 고 말했다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 및 전라북도의 연구비 지원으로 수행되었다. ○ 연구진 <kist？김태욱 박사=""></kist？김태욱> ○ 그림설명 <그림 1> 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (a) 유연한 기판위에 제작되어진 유기물 탄소나노복합체 기반 64bit 메모리 (b) 실제사진 (c) 소자 모식도 : 1D-1R 구조의 유기 메모리 (d) 소자에 사용되어진 다이오드 물질의 화학구조 (e) 소자에 사용되어진 메모리 물질의 화학구조 <그림 2> 제작된 메모리 소자에 데이터의 쓰기 및 읽기 테스트 (a)는 기존의 유기저항변화형 메모리 소자로 (b)에서와 같이 인접 소자의 간섭으로 인해 (c)의 왼쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값을 읽지 못하고 모두 '1'의 전류 값으로 잘못 읽는 현상을 보여주고 있다. (d)는 이번에 개발된 유기물로만 이루어진 1D-1R 구조로 다이오드로 인해 인접 소자의 간섭 없이 (c)의 오른쪽 막대 분포에서와 같이 '0'의 전류 값과 '1'의 전류 값을 정확히 읽는 현상을 보여주고 있다. (f)는 이러한 전류 값의 '0'과 '1'의 분포를 기반으로 ASCII 코드를 이용하여 한국과학기술연구원의 약자인 'KIST' 글자를 구현한 것을 보여주고 있다.