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‘구리-그래핀’ 복합 잉크 개발, 10배 비싼 '은 잉크' 대체

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전기硏, 고전도성·고신뢰성 구리-그래핀 복합 잉크 개발
세계 최초 액상합성법 통한 대량 생산
터치패널 등 유연 인쇄전극 분야 가격경쟁력 확보

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 비싼 은(Ag) 잉크와 성능은 비슷하면서도 가격은 10분의 1 수준으로 낮춘 차세대 복합 잉크가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 터치패널, 디스플레이 등 유연 인쇄전극 분야에서 안정적이면서도 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 기술로 기대된다. 

16일 한국전기연구원(KERI·원장 최규하)에 따르면 KERI 나노융합기술연구센터 이건웅·정희진 책임연구원은 꿈의 나노소재라고 불리는 그래핀을 구리에 합성해 가격은 낮추면서도 뛰어난 전기 전도성을 갖는 ‘구리-그래핀 복합 잉크’를 개발했다. 

현재 시판되고 있는 전도성 잉크 소재 중에 가장 많이 사용되고 있는 소재는 귀금속계 계열인 은이다. 은은 전기 전도도가 높고 산화가 잘 되지 않는다는 장점이 있지만 비싼 단점이 있다. 이에 성능은 은과 유사하면서도 가격은 10배 저렴한 구리(Cu)가 대체 소재로 주목을 받아 왔다. 

액상합성법으로 제조된 구리·그래핀 복합소재의 모식도 및 전자현미경 사진 2018.08.16 [자료=한국전기연구원]

하지만 구리는 은보다 녹는점이 높고 공기 중에 노출되면 표면에 쉽게 산화막이 형성되는 문제가 있다. 구리 입자 크기를 수십 나노미터로 줄이거나 표면에 은을 추가로 입혀 단점을 해결하기 위한 시도 등 산화막을 막는 여러 연구도 실제 상용화까지 이어지지 못했다. 그야말로 난제 중의 난제였던 것이다. 

KERI 연구팀은 이를 해결할 목적으로 ‘그래핀’ 소재를 주목했다. 그래핀은 화학적 안정성이 뛰어나고 전기전도도 및 열전도도가 우수해 금속 소재의 산화 방지막으로 활용이 가능한 나노 소재다. 

연구팀은 같은 구리라도 나노미터(10억분의 1미터) 크기가 아닌, 더 값싼 마이크론미터(100만분의 1미터) 크기의 상용 구리 입자를 사용해 가격 경쟁력을 높였다. 또 구리 입자 표면에 수층의 그래핀을 용액상에서 합성하는 ‘액상합성법’을 통해 대량 연속 공정의 기반을 구축했다. 

제조된 구리-그래핀 복합성 잉크의 결정성은 매우 우수해 6개월 이상 안정적으로 유지될 정도로 산화 방지에 효과적이다. 

연구팀은 이를 기반으로 분산성이 우수한 고점도 잉크를 제조하고 스크린 인쇄를 통해 해상도가 높은 패턴 막을 형성, 광열소성을 통해 은과 유사한 수준의 전기전도도를 구현함으로써 상용화 가능 기술을 확보했다. 

광열소성(photothermal sintering)이란 대기중에서 1000분의 1초의 짧은 시간에 높은 에너지를 갖는 빛을 쏘여주면 이를 흡수해 열 에너지로 전환되면서 분말 입자들이 열적 활성화 과정을 거쳐 하나의 덩어리로 되는 현상이다. 

특히 구리 입자의 크기, 광 에너지 및 패턴 두께의 조절을 통해 다양한 전기전도도를 갖는 패턴 전극을 확보해 폭넓은 응용 분야로 적용이 가능하게 됐다. 

이건웅 책임연구원은 “구리표면에 수층의 그래핀을 합성하기 위해 세계 최초로 액상합성법을 적용, 많은 시행착오를 통해 구리-그래핀 표면형상을 제어하는 방법을 개발해 대량 연속공정 가능성을 확보했다”고 설명했다. 

정희진 책임연구원은 “이번 성과는 구리 잉크의 산화에 의한 전기적 불안정성을 그래핀의 복합화를 통해 해결한 것”이라 밝히며 “더 저렴한 상용 구리 입자를 사용하고 양산성도 우수해 가격 경쟁력이 매우 높다”고 전했다. 

연구팀은 개발된 성과가 향후 전자파차폐(EMI) 필름, 태양전지, 무선인식(RFID) 안테나, 연성인쇄 회로기판(flexible PCB) 및 웨어러블 신축 전극 등의 소재로 활용될 것으로 기대하고 있다. 

◆ 연구자가 직접 전하는 ‘연구이야기’ 

연구책임자인 정희진 책임연구원(왼쪽)과 이건웅 책임연구원(오른쪽)이 구리-그래핀 복합 파우더와 잉크를 각각 들고 포즈를 취하고 있다. 2018.08.16. [사진=한국전기연구원]

- 이번 성과 무엇이 다른가?

▲고비용의 고온·진공 소성공정의 단점을 해결하기 위해 기존에는 구리 입자 크기를 수십 나노미터 수준으로 줄이거나 표면에 은을 추가적으로 입히는 방법을 사용했으나 이것 또한 고비용의 문제를 해결하기 어려웠다. 이번 개발기술은 마이크론 크기의 상용 구리입자 표면에 대량 연속 합성이 가능한 그래핀 복합화를 통해 가격경쟁력 및 전기적 불안정성을 동시에 해결했다.

 

- 어디에 쓸 수 있나.

▲전자파차폐 필름, 태양전지, RFID 안테나, 연성인쇄회로기판 및 웨어러블 신축전극 등의 소재로 활용 가능하다.

 

- 실용화까지 필요한 시간은.

▲기존 전도성 금속잉크 기반기술이 충분히 성숙해 있어 기술이전 시 2년내 실용화가 가능하다.

 

- 연구를 시작한 계기는.

▲환경신뢰성이 우수한 2차원 나노 소재인 그래핀의 다양한 연구를 진행하던 중, 복합화하면 구리 소재의 단점을 획기적으로 극복할 수 있을 것으로 판단해 시작했다.

 

- 에피소드가 있다면.

▲탄소나노소재를 전문적으로 연구하다보니 금속 나노소재에 대한 약간의 반감도 있었지만, 이번 연구를 통해 탄소나노소재와 금속 나노소재가 합쳐질 경우 시너지 효과가 있다는 것을 분명히 알게 됐다.

 

- 꼭 이루고 싶은 목표는.

▲기술이전을 통한 상용화로 RFID 안테나, 연성 인쇄회로기판 등의 제품에 적용시키는 세계 최초 기술로 발전시키고자 한다.

 

- 신진연구자를 위한 한마디.

▲분야가 다르더라도 지속적인 연구를 통해 자기가 갖고 있던 전문지식을 잘 활용한다면 독창적이고 창의적인 연구결과를 만들어낼 수 있을 것이다.

 

kimys@newspim.com

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38년 아시아나 역사 속으로 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 대한항공과 아시아나항공의 통합 작업이 마지막 단계에 들어섰다. 양사는 오는 14일 합병 계약을 체결하고, 오는 12월 17일 '통합 대한항공' 출범을 공식화한다. ◆ 5년 6개월 만에 합병 마침표 대한항공과 아시아나항공은 13일 각각 정기 이사회를 열고 합병계약 체결을 승인했다. 양사 합병 계약 체결은 2020년 11월 17일 대한항공과 아시아나항공의 신주인수계약 체결 이후 5년 6개월여 만이다. 앞서 코로나19 팬데믹에 따른 글로벌 여객 수요 급감으로 아시아나항공의 재무구조와 경쟁력이 약화되자 정부와 채권단은 항공산업 안정화를 위해 총 3조6000억원 규모의 정책자금을 지원했다. 대한항공 B787-10 항공기. [사진=대한항공] 대한항공은 이번 인수·합병 추진 과정에서 아시아나항공의 재무구조 개선과 경영 정상화를 위해 노력했고, 지원받은 공적자금을 전액 상환했다고 설명했다. 대한항공은 통합 항공사 출범을 기반으로 글로벌 항공시장 내 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 성장 기반을 마련한다는 계획이다. 이번 합병으로 대한항공은 아시아나항공의 자산과 부채, 권리·의무, 근로자 일체를 승계한다. 합병 후 존속회사는 대한항공이며, 아시아나항공은 소멸한다. 대한항공은 공시를 통해 "합병 및 합병 후 통합 절차(PMI)를 통해 항공기 정비, 지상조업, 기내식 등 운항 인프라의 통합 운영으로 고정비 절감 및 규모의 경제를 실현할 수 있다"고 밝혔다. 이어 "해외 지점 및 영업망의 통합을 통해 중복 관리비용의 절감을 기대할 수 있다"고 설명했다. 합병 비율은 자본시장법령에 따른 기준시가를 바탕으로 대한항공 1 대 아시아나항공 0.2736432로 산정됐다. 이에 따라 대한항공의 자본금은 약 1017억원 증가할 것으로 예상된다. ◆ 안전운항 인가 등 후속 절차 본격화 대한항공은 합병 계약 이후 통합 항공사 운영을 위한 제반 절차에 착수한다. 항공사 안전운항체계의 안정적인 통합에 필요한 운영기준(OpSpecs·Operations Specifications) 변경 인가 등이 대표적이다. 운영기준 변경 인가는 합병 후 존속하는 대한항공의 기존 운항증명(AOC·Air Operator Certificate)을 유지하면서, 아시아나항공이 보유한 항공기와 안전 운항 시스템 전반을 대한항공 운영체계 안으로 통합하기 위한 법적·행정적 절차다. 대한항공은 오는 14일 합병 계약 체결 직후 국토교통부에 합병 인가를 신청한다. 오는 6월 중에는 통합에 따라 변경되는 항공 안전 관련 준수 조건과 제한 사항을 담은 운영기준 변경 인가를 신청할 계획이다. 국내 인허가 절차가 끝나면 해외 항공당국을 대상으로도 운영기준 변경 등 필요한 절차를 순차적으로 진행한다. 조원태 한진그룹 회장. [사진=대한항공] 아시아나항공은 오는 8월께 임시 주주총회를 열고 합병을 결의할 예정이다. 대한항공은 이번 합병이 소규모 합병 요건을 충족하는 만큼 아시아나항공 주주총회와 같은 날 이사회 결의로 주주총회를 갈음할 계획이다. 대한항공은 주주 권익 보호 절차도 병행했다. 대한항공은 "이번 합병이 주주들의 관심이 높은 사안인 만큼 주주 권익 보호 및 개정 상법에 따른 주주충실의무를 준수하기 위해 법무부가 발표한 '기업 조직개편 시 이사의 행위 규범 가이드라인'에서 권고하는 공정성 강화 조치를 충실히 이행했다"고 밝혔다. 대한항공은 자사 ESG위원회가 특별위원회 기능을 수행해 합병 거래 조건의 공정성 등을 별도 심의했다고 설명했다. 또 독립적인 외부 전문가를 통해 합병 가액과 비율의 적정성, 산정 방식의 공정성, 절차의 적정성, 주주 이익 보호 체계를 검증했다. 관련 내용은 증권신고서에 상세히 기재할 예정이다. ◆ 재무 부담 안고 시너지 본격화 대한항공은 재무 측면에서 단기 부담도 언급했다. 아시아나항공이 합병 전 기준 높은 부채비율과 상당 규모의 차입금 및 리스부채를 보유하고 있어 대한항공이 이를 포괄승계하게 되기 때문이다. 대한항공은 "합병 직후 단기적으로 합병 후 존속회사의 부채비율 상승 및 재무레버리지 확대가 불가피할 수 있다"고 밝혔다. 다만 "통합 현금흐름 창출 능력 강화, 중복 비용 절감에 따른 수익성 개선, 확대된 노선 네트워크를 기반으로 한 영업수익 증대를 통해 중장기적으로 재무 안정성이 점진적으로 회복 및 강화될 것으로 기대된다"고 덧붙였다. 대한항공의 아시나아항공 인수 관련 일지. [AI인포그래픽=김정인 기자] 영업 측면에서는 노선 네트워크와 운항 역량 통합이 핵심이다. 대한항공은 이번 합병을 통해 여객 네트워크 통합에 따른 운송 역량 확대와 MRO(항공기 정비·수리·운영) 등 고부가가치 사업 영역으로의 포트폴리오 재편을 추진한다. 대한항공은 "통합 네트워크를 기반으로 한 환승 수요 확대, 글로벌 항공사 동맹 스카이팀(Skyteam) 활용을 통한 코드쉐어 확대, 미주·유럽·동남아 등 핵심 국제선에서의 운항 효율화를 통해 중장기적으로 글로벌 영업 경쟁력이 강화될 것으로 기대된다"고 밝혔다. ◆ 마일리지·서비스 통합도 과제 통합 항공사 출범을 앞두고 안전 운항과 고객 서비스 통합 작업도 속도를 내고 있다. 대한항공은 중복 노선 재배치와 신규 노선 개발을 통해 고객 선택지를 넓히고, 공항 라운지 리뉴얼과 기내식 개편, 공항 터미널 이전 등을 통해 서비스 품질을 높여왔다. 양사 마일리지 통합안은 공정거래위원회 등 관계당국과 협의 중이다. 대한항공은 통합안이 확정되는 대로 고객들에게 안내할 계획이다. 인천 영종도 운북지구에 위치한 제2 엔진 테스트 셀의 모습. [사진=뉴스핌DB] 대한항공은 합병 이후 기존 이원화된 마일리지 프로그램, 지상조업, 기내서비스 운영 체계를 통합해 내부 비효율을 줄이고 원가 절감과 서비스 품질 향상을 추진할 계획이다. 안전 운항을 위한 선제 투자도 진행 중이다. 대한항공은 통합 후 늘어나는 기단과 노선, 인력에 대비해 서울 강서구 본사 종합통제센터(OCC), 객실훈련센터, 항공의료센터를 리모델링하고 업무 시스템을 정비했다. 통합 항공사 출범 직후 운항상 혼란을 줄이기 위해 양사 운항승무원 훈련 프로그램도 표준화했다. 엔진 테스트 셀(ETC), 신 엔진 정비 공장, 인천국제공항 인근 정비 격납고 등 대규모 항공기 정비 시설도 확장하거나 새로 짓고 있다. 대한항공은 통합 항공사 출범으로 국가 항공산업 경쟁력 보존, 인천국제공항 허브 기능 강화, 글로벌 항공 네트워크 확대 등의 효과를 기대하고 있다. 합병 기일은 오는 12월 16일이다. 통합 대한항공은 합병 이튿날인 12월 17일 출범한다. 이에 따라 아시아나항공 브랜드는 출범 38년 만에 역사 속으로 사라지게 된다. kji01@newspim.com 2026-05-13 17:38
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조국, 평택을 유세 중 이마 부상 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 경기 평택을 국회의원 재선거에 출마하는 조국 조국혁신당 대표가 유세 도중 이마를 문에 부딪치는 사고로 눈 부위에 멍이 들었지만, 예정된 일정을 이어가겠다는 뜻을 밝혔다. 조 대표는 13일 페이스북을 통해 "어제 일정 중 이마를 문에 세게 부딪히는 작은 사고가 났다"며 "자고 일어나니 눈두덩이가 붓고 멍이 들었다"고 했다. 경기 평택을 국회의원 재선거에 출마하는 조국 조국혁신당 대표가 유세 도중 이마를 문에 부딪치는 사고로 눈 부위에 멍이 들었다고 13일 밝혔다. [사진=조국 페이스북] 조 대표는 이날 오전 MBC 라디오 프로그램 '김종배의 시선집중' 인터뷰를 마친 뒤 자신이 거주 중인 평택 안중의 병원을 찾아 치료를 받았다고 했다. 그러면서 "주사도 맞고 약도 받았다"며 "의사, 간호사 선생님들의 환대와 내원하신 주민들의 응원에 감사했다"고 했다. 이어 동네 카페를 찾은 사실도 전하며 "소염제가 조금 독할 수 있으니 뭐라도 먹고 약을 먹으라는 당부를 들었다"고 설명했다. 그러면서 "내부가 마치 도서관 또는 화랑 같다"며 "조용히 독서하기 좋지만 저는 독서할 여유가 없다"고 했다. 조 대표는 이후 추가로 올린 글에서 문재인 정부 청와대 출신 인사들이 선거사무소를 찾았다고 밝혔다. 그는 "문재인 정부 청와대에서 근무했던 실장, 수석, 비서관님들이 선거사무소로 오셨다"며 "오른쪽 눈에 멍이 든 걸 보시고 놀라셨지만 '액땜'했다고 격려해주셨다"고 했다. 또 "거리에서 뵙는 시민들도 깜짝 놀라신다"며 "관리를 잘못한 점 죄송하다"고 적었다. 이어 "멍이 완전히 사라지는 데는 2~3일 걸릴 것 같다"면서도 "멍든 눈으로도 뚜벅이는 계속된다"고 강조했다. chogiza@newspim.com 2026-05-13 14:28
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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