재활용 가능한 디스플레이를 위한 미세 회로

 (A fully printed carbon nanotube thin-film transistor with an ion gel gate printed on top of flexible Kapton, capable of bending around a rod with a two-millimeter diameter. Kapton is commonly used in a variety of demanding applications such as flexible printed circuits and high-temperature electronics. Credit: Aaron Franklin, Duke University)

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(A closeup look at the tiny needle used in the Hummink printing technology. The needle is essentially attached to a tuning fork, which moves the needle rapidly above the printing surface. Natural competing surface energies pull tiny amounts of ink out to print designs with submicrometer precision. Credit: Alex Sanchez, Duke University)

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(A fully printed carbon nanotube thin-film transistor with an ion gel gate printed on top of flexible Kapton, capable of bending around a rod with a two-millimeter diameter. Kapton is commonly used in a variety of demanding applications such as flexible printed circuits and high-temperature electronics. Credit: Aaron Franklin, Duke University)

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우라가 사용하는 최신 전자기기는 대개 수명이 매우 짧습니다. 그리고 아직 멀쩡한 제품이라도 신제품 출시에 따른 교체 주기가 짧아 계속해서 버려집니다. 이렇게 버려지는 전자 제품 가운데 제대로 재활용되는 것은 극히 일부에 지나지 않습니다. 그나마 금속 부품들은 재활용이 되지만, 전자 기판에 붙어있는 부품들이나 디스플레이는 극히 재활용이 어렵습니다.

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이 문제를 극복하기 위해 최근 재활이 가능한 PCB 개발이 한창인 가운데 듀크 대학의 과학자들은 디스플레이에 들어가는 마이크로미터 크기 이하의 전자회로를 재활용 가능한 소재를 이용해 출력하는 기술을 개발했습니다.

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재활용 PCB : https://blog.naver.com/jjy0501/223966337770

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듀크 대학의 아론 프랭클린 교수 (Aaron Franklin, the Edmund T. Pratt, Jr. Distinguished Professor of Electrical & Computer Engineering and Chemistry at Duke) 연구팀은 수년 전에도 탄소를 이용한 마이크로미터 크기의 전자 회로 출력 기술을 개발한 적이 있었습니다. 하지만 최신 디스플레이에 활용될 수 있을 만큼 작은 크기의 회로는 아니었습니다. 크기가 10마이크로미터 정도로 매우 얇긴 하지만 최신 전자 기기에 필요한 트랜지스터와 회로를 만들기에는 컸던 것입니다.

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듀크 대 연구팀은 전자 장비 제조사인 허민크 테크놀로지스 (Hummink Technologies)와 협업해서 마이크로미터 이하 크기의 탄소 나노튜브 thin-film transistors (TFTs) 회로를 만드는데 성공했습니다. 이 탄소 나노튜브 TFT는 기존에 있는 디스플레이 회로와 견줄만한 성능과 크기를 지니고 있으며 소재를 쉽게 재활용할 수 있습니다.

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연구팀은 이 신기술이 현재 한국, 중국, 일본 등에 의존하는 디스플레이 생산을 미국에서 다시 제조할 수 있는 신기술이 될 것으로 기대하고 있으나 안타깝게도 올해 초 트럼프 행정부에서 과학 관련 예산을 대거 삭감하면서 예산이 삭감되어 현재로써는 상용화를 위한 연구를 이어나갈 수 있을지 불투명한 상태입니다. 관세가 아니라 이런 기술이 실험실에서 실제 공장으로 자연스럽게 이어질 수 있도록 지원하는 일이 미국 제조업 부흥의 열쇠가 아닐까 생각합니다.

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참고

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https://techxplore.com/news/2025-10-fully-recyclable-micrometer-electronics-reshape.html

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Brittany N. Smith, et al. Capillary flow printing of submicrometre carbon nanotube transistors, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01470-7

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