전북대학교 김태욱 교수(유연인쇄전자공학과, JBNU-KIST 산학연융합학과)팀이 교육부와 한국연구재단이 지원하는 집단 연구지원사업인 기초연구실사업(BRL)에 선정됐다고 밝혔다.

이 사업은 융·복합 연구 활성화를 위한 기틀이 되는 연구팀을 육성 지원하고, 창의적 주제 발굴 및 연구방법 등의 연구 노하우를 신진 연구자에게 전수함으로써 차세대 연구인력 양성에 기여하기 위한 사업이다.

기초연구실 선정을 통해 김 교수팀은 2026년까지 13억 7,500만 원의 연구비를 지원받아 ‘칩온어파이버 기반 인터랙티브 전자섬유기술’연구를 수행한다. 이 사업에는 고려대학교(왕건욱 교수, 민한울 교수), 아주대학교(박성준 교수) 연구팀이 함께 참여한다.

이에 따르면 이 연구과제는 기존 2차원 웨이퍼 기반의 반도체를 섬유(실)에 구현해 단일 전자섬유를 기존 반도체 수준으로 집적화하는 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 

이를 위해 김 교수팀은 1차원 섬유 기판에 구현하고자 하는 소재의 코팅을 위한 물성제어, 공정개발과 함께 소자를 집적화하는 새로운 전자섬유 플랫폼 기술을 제시, 이를 이용해 고집적, 고성능, 그리고 다양한 기능의 소자들(센서, 에너지, 연산, 인지)을 융합해 ‘반도체 섬유(실)’를 개발할 계획이다.

특히 섬유표면에 반도체 소자를 집적화하는 ‘칩온어파이버’ 공정 및 소자 기술 개발을 위해 연구팀은 지난 4년 여 간 관련 분야 연구를 수행해 왔다. 

지난해 6월에는 머리카락 굵기의 광섬유에 반도체 소자를 구현해 내는 신기술을 개발하고, 이 성과를 담은 연구 논문을 네이처 자매지인 'Nature Communications'에 게재해 차세대 웨어러블 개발의 혁신적 기술이라는 평가를 받기도 했다.

한편 연구 책임자인 김태욱 교수는 유연 반도체, 지능형반도체(뉴로모픽), 전자섬유 공정 및 소자 전문가로, 섬유 한 가닥에 반도체 소자를 집적화하는 ‘칩온어파이버’ 원천기술을 보유하고 있다.

또 공동 연구자인 고려대 왕건욱 교수는 뉴로모픽 소자 전문가로 인지 섬유소자 구현에, 고려대 민한울 교수는 페로보스카이트 태양전지 전문가로 섬유형 에너지소자 구현에, 아주대 박성준 교수는 센서전문가로 섬유형 ECG 센서 집적화에 각각 기여할 예정이어서 더 큰 연구성과가 기대된다.

김태욱 교수는 “칩온어파이버 기반 인터랙티브 전자섬유기술은 차세대 웨어러블 전자기기의 새로운 플랫폼으로 활용이 가능하고, 기존의 직조형 기반의 전자섬유가 아닌 섬유의 표면에 다양한 전자소자들을 동시에 집적화함으로써 전자 소자들 사이의 물리적 인접성뿐만 아니라 동작측면에서 상호 연결성을 확보할 수 있는 새로운 개념의 차세대 고집적 고성능 전자섬유기술”이라며 “기존의 2차원 웨이퍼 기반의 반도체플랫폼이 제공하지 못한 소자의 유연성과 확장성을 제공할 수 있기 때문에 향후 지능형 웨어러블 전자소자 개발의 핵심 원천기술이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

/장은성 기자