포스텍 전자전기공학 박사과정 한상현 (제1저자), 박사과정 신준혁, 석사과정 양학준, Post-Doc 남승민, 박사과정 박지윤, (지도교수: 최수석 교수)으로 구성된 최수석 교수 연구팀이 스트레쳐블 전자공학 기술의 핵심기술인 Serpentine 구조의 스트레칭 전과정에서 발생하는 미세한
구조특성을 정확히 측정하고 이를 색으로 표현되는 직접적인 시각화 할수 있는 방법을 최초로 개발하여, 융합연구 국제 저널인 Advanced Science (IF 14.3) 에 Inside Back Cover 표지 연구로 선정되어 Online 출간되었다.

Stretchable 기술은 종이나 옷감과 같이 극대화된 형태변형성으로 궁극의 꿈의 Flexible 기술로 평가되고 있으며, 최근 이를 디스플레이, 센서, 반도체를 넘어 인공적 전자피부, 로보틱스, 스마트 의류, 암호화, 스마트카, 전자파 제어, 통신, 패션 등의 다양한 응용성 및 기존 기술을 뛰어넘는 가능성으로 전세계적으로 기술적 관심이 최근 폭발적으로 증가하고 있다. 현재 Stretchable 기술의 상용화 기술은 LED 와 반도체와 같은 딱딱한 소자를 구불구불하게 늘어나게 하는 Stretchable Interconnect 구조가 필요하다. 따라서, 이러한 스트레쳐블 구현을 위해서는 Serpentine 으로 표현되는 Interconect 구조의 개발이 핵심기술이라 할 수 있다. 이때, 스트레쳐블 소자의 특성은 이러한 Serpentine 의 정확한 Shape 모양의 설계와 복잡한 스트레칭 과정의 전과정에서 어떠한 특성을 가지는지에 대한 이해가 절대적으로 요구된다. 그러나, 현재까지는 스트레칭이 되는 과정에 대한 정확한 평가와 이해가 불가능하고 구조가 끊어지는 단계에 이르러서야 스트레쳐블 소자의 파괴가 확인되는 기술적 수준에 머물러 있었고, 이론적 시물레이션을 통한 해석만이 가능한 기술적 한계를 가지고 있었다.
이는 스트레쳐블 기술의 확대된 상용화에 큰 기술적 기술적 난제로 이를 해결할 수 있는 연구가 필수적으로 요구되고 있다.

이번 연구는 이러한 stretchable Serpentien Interconncet 의 정확한 특성을 복잡하고 세밀한 스트레칭이 진행되는 전과정에서 평가하고 이를 직관적으로 시각화한 기술을 최초로 개발하였다. 나노유전체 반복구조에서 나타나는 나노 구조색 (Structural Color) 를 스트레칭이 가능한 고무와 같은 Elastomer 형태로 개발하여, 스트레칭에 의해서
표현되는 나노 구조색이 전체 가시광의 파장에서 변화할수 있게한 스트레칭 변색 기술인 메카노크로믹 (Mehcanochromic) 특성을 활용하여 구불구불한 Serpentine 구조의 스트레칭의 모든 전체과정을 직관적으로 색으로 시각화하고 변화하는 변색되는 색의 파장을 변화를 정량화 평가하여 Serpentine 의 모든 스트레칭 특성을
이해하는 것이 가능하게 하였다. 이를 통해, 어떠한 형태의 스트레칭 환경에서 어떠한 모양의 Serpentine 의 미세한 구조를 설계하여야 하는지를 알 수 있게 되었다.

향후, 이러한 정확한 스트레쳐블 구조와 복잡한 스트레칭 특성의 정확한 해석에 기반하여 향후 스트레쳐블 기술의 확대된 응용과 상용화 기술로의 접근이 기대되고 있다는 점에서 연구적 가치가 인정되고 있다. 본 연구는 삼성 미래기술 육성재단의 지원사업과 산업기술 평가원의 Stretchable Display 개발 및 Stretchable 실증 기술 개발사업의 지원으로 연구가 진행되었다.