【브레이크뉴스 구미】이성현 기자=국립금오공과대학교(총장 김상호) 연구팀이 간단한 공정만으로 유연 전자소자의 폐기물을 재활용할 수 있는 화학적 재활용 기술을 개발했다.
 ▲ 논문 대표 이미지 © 금오공대 |
금오공대 재료공학부 최청룡 교수 연구팀(고분자공학전공)은 김건우 영남대학교 화학공학과 교수, 김진곤 POSTECH 화학공학과 교수와의 공동연구를 통해 ‘유연 전자소자의 화학적 재활용 기술’을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 재활용 용매에 전자 폐기물을 담그는 단일 공정만으로 화학적 재활용과 소재 회수가 가능한 신개념 공정을 제시했다. 이는 기존의 물리적 분리 방식과 달리 화학적·자발적 층분리를 유도해 유연 전자소자 폐기물 처리의 한계를 극복하고, 높은 수율로 원재료를 회수할 수 있는 기술이라는 점에서 주목된다.
최근 웨어러블 기기와 전자피부(e-skin) 등 유연 전자소자 분야는 빠르게 성장하고 있지만, 대부분 수명이 짧고 기판과 전도체 등 다양한 소재가 복합적으로 결합돼 있어 사용 후 분리와 재활용이 쉽지 않은 문제가 있었다. 특히 기존 전자기기는 석유화학 기반 고분자를 주로 사용해 전자폐기물 증가와 탄소배출 문제를 야기해 왔다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 천연 유래 소재로 전자소자를 제작하고, 이를 효율적으로 재활용할 수 있는 새로운 공정을 제안했다. 수명이 다한 전자기기를 친환경 혼합 용매에 담그면 각 구성 요소가 스스로 층을 나누며 분해돼 복잡한 물리적 공정 없이도 고순도의 원료와 재활용 용매를 회수할 수 있다는 것이다.
또한 회수된 친환경 원료를 다시 활용해 다양한 전자소자와 센서를 제작하고, 이들이 초기 기기와 동일한 성능을 구현하는 자원 순환 과정을 실험적으로 입증했다. 연구팀은 이번 성과가 복잡한 다중 소재 전자기기의 재활용 한계를 극복하고 지속 가능한 차세대 전자소재 설계에 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대하고 있다.
논문 제1저자인 금오공대 고분자공학과 석사과정 이성민 학생은 “화학적 재활용을 통해 기존 전자소자 재활용의 한계를 극복하고 친환경 원료와 용매 기반의 자원 순환 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.
이번 연구 성과는 ‘One-Pot and Closed-Loop Recycling of Biomass-Derived Soft Electronics Toward Zero e-waste(바이오매스 유래 유연 전자소자의 폐기물 감축을 위한 재활용)’라는 제목으로 재료 분야 국제학술지 ‘Small’(JCR 상위 7%) 3월 3일자에 게재됐으며, 표지논문(Back Cover)으로도 선정됐다. 연구는 한국연구재단 우수신진연구자사업과 리더연구, 경상북도 RISE 사업의 지원을 받아 수행됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
Kumoh National Institute of Technology Research Team Develops 'Flexible Electronic Device Chemical Recycling Technology' for Electronic Waste Recycling
A research team at Kumoh National Institute of Technology (President Sang-ho Kim) has developed a chemical recycling technology that can recycle waste from flexible electronic devices using a simple process.
Professor Cheong-ryong Choi's research team (Polymer Science and Engineering) in the Department of Materials Science and Engineering at Kumoh National Institute of Technology announced the development of a "chemical recycling technology for flexible electronic devices" through joint research with Professor Geon-woo Kim of the Department of Chemical Engineering at Yeungnam University and Professor Jin-gon Kim of the Department of Chemical Engineering at POSTECH.
The research team presented a novel process that enables chemical recycling and material recovery through a single step of immersing electronic waste in a recycling solvent. Unlike existing physical separation methods, this technology is noteworthy for inducing chemical and spontaneous layer separation, overcoming limitations in the treatment of flexible electronic device waste and enabling the recovery of raw materials with high yields.
The field of flexible electronic devices, such as wearable devices and electronic skin (e-skin), has recently experienced rapid growth. However, most devices have short lifespans and are complexly combined with various materials, including substrates and conductors, making separation and recycling difficult after use. In particular, existing electronic devices primarily use petrochemical-based polymers, contributing to the increase in e-waste and carbon emissions.
To address these issues, the research team proposed a new process for manufacturing electronic devices from natural materials and efficiently recycling them. By immersing end-of-life electronic devices in an eco-friendly mixed solvent, each component will self-decompose and separate into layers, allowing the recovery of high-purity raw materials and recycled solvents without complex physical processes.
Furthermore, the team experimentally demonstrated a resource-recycling process whereby the recovered eco-friendly materials can be reused to create various electronic devices and sensors, achieving performance equivalent to that of the original devices. The research team expects this achievement to overcome the limitations of recyclability in complex multi-material electronic devices and offer new possibilities for the design of sustainable, next-generation electronic materials.
Lee Seong-min, a master's student in the Department of Polymer Engineering at Kumoh National Institute of Technology and the first author of the paper, said, "This research is significant in that it overcomes the limitations of conventional electronic device recycling through chemical recycling and suggests the possibility of resource recycling using eco-friendly raw materials and solvents."
The results of this research, titled "One-Pot and Closed-Loop Recycling of Biomass-Derived Soft Electronics Toward Zero e-waste," were published on March 3rd in the international materials journal "Small" (JCR top 7%) and were selected as the cover article. The research was supported by the National Research Foundation of Korea's Excellent Young Researcher Program and Leader Research Program, and the Gyeongsangbuk-do RISE Project.
원본 기사 보기:브레이크뉴스 대구경북
