(Explored illustration of integrated electronics that includes a transistor, a diode, a memory, a capacitor, an antenna, and a resistor, with interconnects and dielectrics on a moisture-sensitive degradable polymer substrate. The inset in the lower right of the figure shows the top view (left). Optical image of the circuit fabricated on the substrate (right). Credit: Gao et al., Sci. Adv. 2017;3: e1701222)
(Optical images showing the time-sequential dissolution of the device under 75% relative humidity. Credit: Gao et al., Sci. Adv. 2017;3: e1701222)
(Schematic illustration of the moisture-triggered transience of the demonstration platform. Credit: Gao et al., Sci. Adv. 2017;3: e1701222)
오래된 첩보 영화 시리즈인 제5전선(미션 임파서블)에서는 지시를 전달한 후 스스로 파괴되는 시스템이 등장합니다. 그리고 목적은 다르지만, 실제로 이런 시스템을 개발하기 위해 노력하는 사람들이 있습니다. 이들의 목표는 스스로 불타는 것이 아니라 안전하게 녹아 사라지는 시스템입니다.
미국과 중국의 연구자들은 가수분해(hydrolysis)를 통해서 완전히 물만 남기고 사라지는 전자 회로를 공개했습니다. 사실 이런 시스템은 이전부터 알려져 있었지만, 물속에서만 작동하는 문제가 있었습니다. 연구팀은 얇은 필름을 이용해서 습도를 조절, 원하는 시간에 사라지게 만들 수 있는 시스템을 개발했습니다.
폴리머 폴리안하드라이드(polymer polyanhydride) 화합물은 가수분해를 통해서 사라지는 성질이 있어 이런 소재 기판으로 사용하기에 적당합니다. 이번 연구에서는 제조사가 원하는 시간 - 수일에서 수주 - 안에 사라지는 소재를 선보였다는 것이 가장 큰 특징입니다.
비록 단순한 전자회로지만, 이를 이용하면 쉽게 분해되어 쓰레기 문제가 없는 1회용 전자기기를 만들 수 있습니다. 동시에 더 여러 가지 응용도 가능할 것입니다. 예를 들어 인체에 유해한 분해물을 남기지 않는다면 먹은 후 소화되어 사라지는 센서나 피부에 붙이는 웨어러블 센서 등의 용도도 가능할 것입니다.
과연 실제로 상업화에 성공할 수 있을지 여부가 궁금해지는 소식입니다.
참고
Yang Gao et al. Moisture-triggered physically transient electronics, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1701222
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