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실크섬유를 이용하는 트랜지스터
 변형된 실크 섬유를 이용한 트랜지스터가 스웨덴 및 스페인 연구팀에 의해 개발되었다. 이 혁신적 기법은 섬유와 함께 사용하거나 생물학적 환경에 삽입할 수 있는 새로운 세대의 전자회로의 핵심이 될 수 있다.
기존의 전자기기는 딱딱한 기질 위에 프린트되지만, 좀더 다양한 응용을 위한 유연한 전자기기에 대한 개발노력이 지속되어 왔다. 일부에서는 섬유에 직접 프린트하는 방법도 개발하고 있지만, 대부분의 경우는 어떻게 하면 개별 섬유를 회로의 구성성분으로 이용할 수 있는 방안을 연구하고 있다.
스웨덴 Linkoping Unibersity의 Olle Inganas의 연구팀 및 생명과학연구소와 스페인의 전기화학기술연구소는 후자에 해당하는 연구를 수행하고 있다. 과거 6년 동안, Inganas의 연구팀은 누에인 Bombyx mori가 만든 실크섬유를 전도성 고분자가 분산된 용액에 ekar 반도체에 이용하는 법을 보여준 바 있다. 이제 이와 같은 반도체성 실크섬유를 직조하여 전기화학 트랜지스터로 만들 수 있게 되었다. 전기화학 트랜지스터는 전해질이나 이온성 용액을 사용하여 전도성을 조절한 것으로, 보통의 반도체에서 사용되는 dopant(반도체에 첨가하는 미세한 불순물)의 역할을 수행한다.
실크 트랜지스터를 만들기 위해서, 연구팀은 PEDOT-S로 알려진 고분자에 담가두었던 두 개의 실크섬유를 교차시킨 후 교차부위에 전해질을 한 방울 첨가하였다. 한 섬유의 양 말단에 전압을 인가함으로써, 이 섬유는 게이크 전극의 역할을 하게 되고 결국 다른 섬유에 흐르는 전류를 조절할 수 있게 된다. 이 다른 섬유의 말단은 소스/드레인 전극의 역할을 한다. 이것은 기존의 트랜지스터가 발휘하는 것과 동일한 기능을 보인다.
일리노이대학의 재로과학자인 Jennifer Lewis는 본, 연결과가 섬유와 전자제품의 퉁합을 위한 중요한 과정을 Inganas연구팀이 수행한 것이라고 평가하면서도 몇 가지 제한점이 있음을 지적하고 있다. 실크섬유의 전지적 특성은 실크 코어의 절연성에 연관된 문제점을 안고 있으며, 전해질을 통한 두 개 섬유의 연결은 대규모 제조공정 적용하기에는 적절하지 않다는 점이다.
매사추세츠대학의 플렉서블 일렉트로닉스 전문가인 Paul Calvert는 실크 트랜지스터가 장단점이 모두 있음에 동의하고 있다. 실크 트랜지스터가 저전압에서 구동되고 전류를 100배 정도 조절할 수 있다는 점이 기존의 트랜지스터와 비교된다. 그러나 속도가 느리고 그리 신축성이 있는 것도 아니라는 단점이 존재한다. Linkoping연구팀은 다음 연구로 비전형적인 전자제품을 위한 실크 트랜지스터를 시연해 보이는 것이다. 연구팀은 생체조직에 응용하기를 희망하고 있다.
첨부그림> 실크섬유 기반의 전기화학 트랜지스터의 현미경 사진, 소스(S), 드레인(D) 및 게이트(G)가 표시되어 있다. 전해질 방울은 교차점에서 두 개 섬유간의 갭을 연결해 주는 다리 역할을 한다.
출처: NDSL 해외과학기술동향
(http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/January/05011102.asp)
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