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인체 이식형 유기 전기화학 트랜지스터의 
성능 향상  
- 고성능·고효율 생체전자소자로 활용 기대 
□ 국내 연구팀이 국제공동연구를 통해 차세대 생체전자인터페이스 소자
로 주목받는 인체 이식형 전자소자의 성능과 안정성을 높이는데 성공
했다. 
□ 지스트(광주과학기술원) 신소재공학부 윤명한 교수 연구팀은 임페리얼 
칼리지 런던(ICL)의 마틴 히니(Martin Heeney) 교수(現 지스트 신소재
공학부 객원교수) 연구팀과 신규 유기물 혼합형 전도체를 개발하고 분
자구조 형상 제어가 유기물 전기화학 트랜지스터의 전기적·전기화학
적 성능 향상에 미치는 영향을 규명하였다. 
□ 유기물 혼합형 전도체(organic mixed conductor: OMIEC)는 전해질 내에
서 이온 전도성와 전기 전도성을 동시에 갖는 재료로, 생체전기신호와  
고체상 전기전자신호를 효과적으로 연계할 수 있는 생체이식형 전자소
자의 활성층으로 최근 크게 각광받고 있다.
 ∘ 특히 유기물 전기화학 트랜지스터는 생체 내 환경과 유사한 전해질 내
에서 구동이 가능하여 뇌, 심장, 근육 등 생체 내 전기적 신호를 증폭 
지스트(광주과학기술원) 보도자료
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2021.08.09.(월)
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자료 문의
신소재공학부 윤명한 교수
062-715-2320
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및 스위칭할 수 있는 헬스케어소자 응용 관련 다수의 연구가 활발히 
진행되고 있다.
□ 본 연구에서 새로이 합성한 두 혼합형 전도체는 분자구조내의 황-산소, 
황-플루오르 간 비공유결합을 이용하여 분자 형상을 선형과 곡선형으
로 각각 제어하였고, 이러한 분자구조의 형상이 전기적·전기화학적 특
성에 미치는 영향을 실험과 계산이론을 통해 분석하였다. 
 ∘ 선형 재료는 분자간 높은 결정성을 유도할 수 있어 전기적 특성을 향
상시킬 수 있는 반면, 이온이 투과할 수 있는 영역이 제한되어 전기화
학적 특성의 감소를 보였으며, 곡선형 재료의 경우 정 반대의 양상이 
관찰되었다. 
 ∘ 뿐만 아니라 도너-억셉터 구조가 반복되는 분자구조를 통해 에너지 준
위를 제어함으로써 누적형(accumulation mode) 트랜지스터 채널로 적용
되어 효과적인 소자점멸 스위칭 및 높은 전기화학적 안정화가 가능함
을 실험적으로 확인하였다.
□ 윤명한 교수는 “이번 연구는 차세대 생체전자인터페이스 소자로 손꼽
히는 유기물 전기화학 트랜지스터 활성층용 신소재 개발의 방향성을 
제시한 결과라는데 의의가 있다”고 평가하면서, “전기적 특성과 전
기화학적 특성간의 트레이드 오프(trade-off)를 극복하여 고성능·고효
율 생체전자소자 구현에 크게 이바지할 것으로 기대한다”고 말했다. 
□ 지스트 윤명한 교수와 임페리얼 칼리지 런던의 마틴 히니(Martin 
Heeney) 교수가 주도하고, 지스트 김건우 석사과정생, 김영석 박사과
정생, 임페리얼 칼리지 런던 보웬 딩(Bowen Ding) 박사과정 학생이 공
동으로 수행한 본 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 
화학 분야 전문 권위지인 앙게반테 케미(Angewandte Chemie) 2021년 
8월 5일 온라인 판에 게재되었다.  <끝> 
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논문의 주요 내용
1. 논문명, 저자정보 
 - 저널명 : Angewandte Chemie (IF = 15.336 (2020년))
 - 논문명 : Influence of backbone curvature on the organic electrochemical 
transistor performance of glycolated donor-acceptor conjugated 
polymers   
 - 저자 정보 : Bowen Ding (제1저자, 임페리얼 컬리지 런던), 김건우 (공동 
제1저자, 지스트), 김영석 (공동 제1저자, 지스트) Flurin D. 
Eisner (임페리얼 컬리지 런던), Edgar Gutiérrez-Fernández 
(임페리얼 컬리지 런던),  Jaime Martín (바스크 대학교), 윤명한 
(공동교신저자, 지스트), Martin Heeney (교신저자, 임페리얼 
컬리지 런던)
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그 림 설 명
[사진 1] (a) 분자 내 비공유결합을 유도하여 분자구조의 형상을 제어한 유기물 
혼합형 전도체의 분자구조, (b) X선 실험으로 증명한 형상에 따른 결정화도 측정 
결과. (c) 유기물 전기화학 트렌지스터의 소자 구조와 (d) 두 재료의 전달 곡선 
측정 결과.