물로 반도체 소재를 만든다고? 화학연, 독성 유기용매 대체 방법 찾았다

사진 : 연구팀이 중합에 성공한 폴리이미드 용액 (출처=한국화학연구원)

[M투데이 임헌섭 기자] 한국화학연구원 원종찬·김윤호·박종민 박사 연구팀은 물을 용매로 사용해 고성능의 폴리이미드를 합성하는 친환경 공정을 개발했다고 15일 밝혔다.

폴리이미드는 우수한 내열성과 기계적 강도를 갖춘 고분자 소재로 디스플레이, 반도체 등 첨단 산업 분야에서 폭넓게 활용되지만, 독성 유기용매를 사용해 환경 오염 우려가 있고, 중합 공정 온도가 350도 이상으로 높아 에너지 소비가 크고 생산 단가가 높다는 한계가 있다는 지적을 받아 왔다.

그런데 최근 연구팀이 개발한 물 기반 중합 공정은 유기용매를 대체해 기존 대비 공정 온도를 250도 이하로 낮추면서도 상용화된 폴리이미드 제품과 비슷한 수준의 물성을 확보할 수 있다. 유기 염기를 활용해 반응물을 염 형태로 전환, 폴리이미드 단량체의 물 용해도를 크게 개선했다.

연구팀은 "독성 유기용매 처리를 위한 고비용 증류 회수시설이 필요 없고, 저온 공정이 가능해 비용과 에너지 소비를 줄일 수 있다"고 설명했다.

연구팀은 이 공정을 바탕으로 배터리 음극 바인더와 절연 소재를 개발하기 위한 기술이전을 체결, 상업화를 추진하고 있다.