다 쓴 전자 기기를 재활용해 다른 전자 기기를 만드는 방법을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. UNIST는 화학과 심교승 교수팀이 모든 소재를 회수하고 재활용할 수 있는 유기물 기반의 유연한 전자 소자와 웨어러블 기기를 개발했다고 7일 밝혔다.
연구팀은 개발된 전자 소자들의 제작부터 재활용까지 친환경적·경제적 공정을 도입해 효율을 높였다.
소자 제작에는 용액을 기판 위에 떨어트린 다음 열처리를 통해 막을 형성하는 방법인 '드랍 캐스팅'(drop casting)이 활용됐다. 연구팀은 이를 통해 물질 낭비를 최소화하고, 다양한 수동소자와 능동소자를 제작했다.
제작된 유기 전도체, 유기 절연겔, 유기 반도체 등의 재활용성을 평가한 결과 전도체는 5번 이상 재활용이 가능했으며, 절연겔은 30번 이상, 반도체는 1번 정도 재활용할 수 있는 것으로 나타났다.
연구팀은 개발한 유연 전자 기기를 토대로 전자 소자들 간 '폐쇄-루프 재활용'도 선보였다. 폐쇄-루프 재활용은 전자 기기가 수명이 다하면 그 소재를 재활용해 다른 전자 기기로 재구성하는 방식으로, 이를 통해 물질적 손실 없이 본래의 소자 특성을 온전히 끌어냈다고 연구팀은 설명했다.
심교승 교수는 "이번 연구는 그동안 간과했던 유기 전자 재료를 활용한 전자 산업 발달 과정에서 발생하는 환경 문제의 해결 방안을 처음 제시했다"며 "지속 가능한 미래형 전자 기기 산업을 위한 새로운 방향을 제시하는 핵심 기술이 될 것으로 기대한다"고 말했다.
연구 결과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics)에 6일 온라인으로 게재됐다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단과 UNIST의 지원을 받았다.