머리카락보다 작은 LED “붙였다 뗐다”…POSTECH, 신개념 ‘접착기술’ 개발

작성일 06-30

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          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="28c9b7745abf55a66244b0b8b6c8c033314fad25595fac689f8354038d389ad3" dmcf-pid="HGVNveuS3l" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김석(왼쪽부터) POSTECH 기계공학과 교수, 김준형, 김승범 기계공학과 통합과정.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/30/ned/20250630112518398xzcb.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="WH7dm45r7T" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/30/ned/20250630112518398xzcb.jpg" width="658"></p>
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            김석(왼쪽부터) POSTECH 기계공학과 교수, 김준형, 김승범 기계공학과 통합과정.[POSTECH 제공]
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          <p contents-hash="d469d59db5c360c20496a5cdb4c0f98b45d9c5c949ddefcb57416e0064f24516" dmcf-pid="XHfjTd7vph" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] POSTECH(포항공과대학교) 기계공학과 김석 교수 연구팀이 가천대, 전북대, 미국 코네티컷대와 함께 머리카락보다 작은 전자부품부터 일상용품까지 손쉽게 붙였다가 떼어낼 수 있는 새로운 접착 기술을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="2d4f54d6e5135401e6078e4b1833a3a6b95658c727d0d33d451bf29caecc8dbc" dmcf-pid="ZX4AyJzTuC" dmcf-ptype="general">차세대 디스플레이 기술인 ‘마이크로 LED’는 기존 화면보다 밝고 오래 사용할 수 있고, 구부러지거나 투명한 화면 구현이 가능해 큰 관심을 받고 있다. 하지만 머리카락 굵기보다 훨씬 작은 LED 칩들을 정확한 위치에 붙이거나 필요할 때 깔끔하게 떼어내는 것은 생각보다 매우 까다로운 일이었다. 기존에는 액체 접착제나 특수 필름을 사용했지만, 공정이 복잡하고 정밀도가 떨어지며 잔여물이 남는 문제가 있었다.</p>
          <p contents-hash="feddf9d5c423521b67a6233e2bb1f90055550edf801f10a4ff0fbb82ae990730" dmcf-pid="5Z8cWiqy0I" dmcf-ptype="general">또한 오랫동안 ‘접착 역설(Adhesion Paradox)’이라는 난제에도 직면해 있었다. 이는 이론적으로 원자 단위에서 물체들이 강하게 붙어야 하지만, 실제 물체 표면이 울퉁불퉁해서 접촉 면적이 좁아 접착력이 약해지는 현상이다. 잘 붙어야 하지만 잘 안 붙는, 말 그대로 ‘역설’적인 상황이다.</p>
          <p contents-hash="3be6ee50d781cf7eca7aade2a6026f883359554999b96c989f913d64ea4ed096" dmcf-pid="1nS7R5wM0O" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 ‘접착 역설’을 오히려 활용하는 기발한 해결책을 찾아냈다. 핵심은 ‘형상기억분자(Shape memory polymer, SMP)’라는 특별한 재료와 그 위에 나노 크기의 뾰족한 돌기들을 정밀하게 만드는 것이다. 평상시에는 표면이 거칠어서 접착력이 약하지만, 열을 가하고 압력을 가한 후 식히면 표면이 다림질한 것처럼 평평해져 접착력이 급격히 강해진다. 반대로 다시 열을 가하면 원래 거친 상태로 돌아가면서 접착력이 약해져 쉽게 떨어진다. 붙일 땐 ‘꾹’ 달라붙고, 뗄 땐 ‘톡’ 하고 떨어지는 건식 접착 기술을 개발한 것이다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a8fde20051b7dc32a4180cf8fbb8e742f4326715ccc8b845ba5072bbc894ff41" dmcf-pid="tLvze1rR7s" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="로봇을 이용한 픽앤플레이스 등 매크로 스케일 활용(위), 마이크로 LED 전사 등 마이크로 스케일 활용(아래).[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/30/ned/20250630112518734esxy.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="YVNyzse7uv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/30/ned/20250630112518734esxy.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            로봇을 이용한 픽앤플레이스 등 매크로 스케일 활용(위), 마이크로 LED 전사 등 마이크로 스케일 활용(아래).[POSTECH 제공]
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          <p contents-hash="ecfa414b3f42a63a909e35b53f71a3d2c176ac9d84bee2de5fcffa32bdc441b1" dmcf-pid="FoTqdtme3m" dmcf-ptype="general">이 기술은 붙일 때 약 15기압의 강한 힘을 내고, 떼어낼 때는 별도의 힘 없이 저절로 떨어지는 ‘셀프 릴리즈’ 기능도 갖췄다. 붙일 때와 뗄 때 접착력 차이는 무려 1,000배 이상으로, 기존 기술보다 훨씬 뛰어나다. 이 기술로 연구팀은 로봇을 이용해 마이크로 LED 칩을 디스플레이 기판에 정확히 붙이고 깔끔하게 떼어내는 데 성공했으며, 종이나 천 같은 재료도 안정적으로 다룰 수 있음을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="dfd9d076895c3bc138b9d7fec26c8308eab13f0f6e055413736f14df67d9bccf" dmcf-pid="3gyBJFsdzr" dmcf-ptype="general">김석 교수는 “이 기술은 접착제 없이도 정밀하게 소자를 다룰 수 있어 디스플레이와 반도체 산업에 실질적인 도움이 될 것”이라며 “거의 모든 산업 분야의 접착 공정에 활용할 수 있고, 스마트 제조 기술과 결합하면 산업 전반에 큰 변화를 불러올 것으로 기대한다”고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="5031cbcd80ff084d62eb99df028d5416c66370dfb82d1a2fee92bbe06b70c90d" dmcf-pid="0aWbi3OJ0w" dmcf-ptype="general">이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인판에 게재됐다.</p>
         </section> 
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