디지털 정보를 저장할 수 있고 각양 각색의 표면에 인쇄될 수 있는 새로운 물질이 호주뉴사우스웨일즈대학교(UNSW)에서 개발되었는데 이것은 차세대의 대규모 전자인쇄 기억 셀에 사용될 수 있는 것이다. 희토류광물 세륨산화물에서 만들어진 이 재료는 대략 10나노미터 두께이거나 종이 한 장의 두께보다도 약10,000배 더 작은 정육면체들로 구성되어 있다.
용액을 잉크젯프린터로 전도성 표면에 침전시키면, 정육면체들은 자체조립을 하게 된다: 먼저 좌표화된 정사각형 배열을 형성한 다음 레고처럼 층층이 맨 윗부분에 차례로 겹쳐 쌓아 올린다. 이것은 차세대 기억 장치인데 적은 전압을 필요로 하고 에너지를 적게 소비하며 전통적인 기억 장치보다 정보를 더 빠르게 기록하거나 소거할 수 있다.
개념상으로 2조개의 정육면체들이 일반적인 우표 크기의 메모리 셀 환경설정에 들어맞을 수 있다라고 호주뉴사우스웨일즈대학교 재료 과학 및 엔지니어링학과의 숀리 교수가 말한다.
디지털 정보(1과 0의 시리즈)는 인코딩되고 전류를 사용해서 나노큐브메모리에 저장되며 저항상태와 전도성상태 사이에서 셀들을 변화 시킨다.
애드난 유니스 박사와 드웨이 추 박사와도 서로 동료이며 UNSW의 신소재 개발팀 지도교수인 리 교수는 나노큐브가 마이크로전자공학에 대한 독특한 물리적인 성질을 가지고 있고 저항 랜덤 액세스 메모리(RRAM) 장치에 사용될 수 있다고 말한다.
이것은 차세대 메모리 테크놀로지인데 적은 전압을 필요로 하고 에너지를 적게 소비하며 플래시 드라이브와 기존의 하드 디스크와 같은 전통적인 기억 장치보다 정보를 더 빠르게 기록하거나 소거할 수 있다 라고 리 교수는 말한다. 지난 몇 해 동안 프린팅 테크놀로지에서 일어난 빠른 기술혁신은 이 재료가 미래 산업에 있어서 거대한 잠재력을 가지게 됨을 의미한다고 리 교수는 말한다.
이 나노큐브에서 만들어진 메모리 셀은 착용 가능한 전자, 모바일 기기와 컴퓨터에 적용되어 사물인터넷의 지속적인 확장과 함께 온라인상의 다른 다양한 연관 기기들과 상품들에 적용할 수 있다.
“우리의 관점에서 볼 때, 우리는 이전에 어디서도 가능하지 않았던 세계시장에 내놓을 수 있는 테크놀로지를 가졌고 이 나라 제일의 과학 재료 학교에서 열정적인 연구원들로 구성된 팀이 개발한 테크놀로지이다.”
연구원들이 나노큐브 잉크가 상업적인 잉크젯프린터에서 실리콘이나 유리표면에 분사될 수 있음을 증명했다. 그리고 그 잉크가 투명하다는 것이 중요한데 왜냐하면 스크린이나 디스플레이에 직접 사용할 수 있음을 의미하기 때문이다.
그 기술은 호주 회사인 Strategic Elements와 대학 상업화 분과인 UNSW 이노베이션즈에서 Easy Access IP를 통해 자유로운 사용허가를 받았다. Strategic Elements의 찰스 머피 상무이사는 회사에서 희토류 물질의 속성을 이용하는 테크놀로지를 찾고 있었는데 세륨 산화물 나노큐브가 찾고 있던 것에 가장 부합하는 재료였다라고 말한다. “우리의 관점에서 보면, 우리는 이전에 가능하지 않았던 테크놀로지를 가졌으며 세계시장에 내놓을 그 기술은 이 나라의 최고의 과학 재료학교에 근무하는 열정적인 연구원팀이 개발했다.”라고 말한다.
머피는 인쇄전자산업이 2023년에 미화 약780억달러까지 성장할 것이라고 예측하며 대형회사들이 선점하기 전에, 떠오르고 있는 테크놀로지를 가지고 시험제작원형의 빠른 개발이 절대적으로 중요하다라고 말한다. “이것은 가능성있는 고성능 메모리를 제공하는 완전히 다른 방법이다. 솔루션과 연합하거나 프린트 될 수 있는 상업적으로 준비된 다른 고성능 메모리 테크놀로지는 시장에 아직 없다.”라고 말한다. “우리의 목표는 UNSW 연구원들과 함께 일하며 그 테크놀로지를 최적화 시키고 그 기술을 시장에 빨리 내어 놓을 수 있도록 도우며 기술적 능력을 가진 대형 회사들과 협력을 유지하는 것이다.”
또한 머피는 그 테크놀로지를 잉크젯 프린팅에 국한시키지 않고 에어로졸 젯 프린팅과 롤투톨 처리과정과 같은 광범위한 다른 첨단 기술 제작 과정에 적용할 수 있다고 말한다.
앞으로 3개월 동안에 회사는 UNSW와 함께 일하며 나노큐브를 최적화 시키고 잉크메모리셀 성능을 실험하기 위해 실리콘, 유연한 플라스틱과 유리에도 프린트해 볼 것이다. 또한 그 팀은 메모리 기기 원형의 개발을 돕기 위해 회로 디자이너와 협동으로 일 할 계획이다.
