성신여대 이윤호 교수 연구팀, 친환경 초고성능 투명 전자기기 보호막 개발

나무 유래 셀룰로오스와 생분해성 고분자 결합…세계 최고 수준의 산소·수분 차단 성능 구현

[비욘드포스트 이봉진 기자] 성신여자대학교(총장 이성근)는 청정신소재공학과 이윤호 교수 연구팀이 세계 최고 수준의 산소 및 수분 차단 성능을 갖춘 친환경 초고성능 투명 전자기기 보호막을 개발했다고 12일 밝혔다.

성신여대가 주도한 이번 연구에는 성재욱 박사(성균관대)와 정수혜 학생(성신여대 청정신소재공학과)이 공동 제1 저자로, 이채빈 학생(성신여대 청정신소재공학과)이 공저자로 참여했다.
성신여대 이윤호 교수가 단독 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 ‘Polymer–Cellulose Nanofiber Composites for Transparent and Disintegrable Encapsulation Layers via Capillary Rise Infiltration’이라는 제목으로 Advanced Functional Materials(영향력 지수 IF 18.5, 화학 다학제 분야 상위 4.1%) 2025년 11월 10일자 온라인판에 게재됐다.

연구팀은 나무에서 추출한 셀룰로오스 나노섬유(ToCN)에 생분해성 고분자인 폴리락트산(PLA)을 침투시키는 ‘모세관 상승 침투(Capillary Rise Infiltration, CaRI)’ 공정을 개발해 대면적에서도 균일한 보호막 형성을 구현했다.

이 공정은 나노 크기의 섬유 기공에 고분자가 자연스럽게 스며드는 원리로 두 소재의 장점을 결합하면서 각각의 약점을 상호 보완할 수 있도록 설계됐다.
특히 습도가 높은 환경에서도 PLA가 ToCN을 감싸며 성능 저하를 방지해 현재까지 보고된 생분해성 소재 중 가장 우수한 산소 및 수분 차단 특성을 보였다. 제작된 필름은 A4 용지 크기로 구현이 가능하며, 유리처럼 투명하면서도 친환경적 분해성을 동시에 갖춘 것이 특징이다.

성신여대 이윤호 교수는 “이번 연구는 친환경 소재로도 세계 최고 수준의 전자 보호막 성능을 구현할 수 있음을 입증했다”며, “대면적 제작이 가능한 이번 기술은 반도체 소자, 센서, 태양전지, 디스플레이 등 다양한 광전자소자의 친환경 상용화를 앞당길 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 ‘우수신진연구(씨앗연구)’ 지원으로 수행됐다.

bjlee@beyondpost.co.kr