갤럭시 Z플립5 원리가 궁금하다!(신소재 폴리이미드)

최근 갤럭시 Z플립 5가 출시되었습니다.

삼성전자 홈페이지

아기자기한 디자인으로 MZ세대의 사랑을 이끌어낸 플립시리즈입니다. 기존의 스마트폰과 달리 접을 수 있다는 것이 대표적인 특징인데요. 오늘은 어떻게 이 디스플레이가 접힐 수 있는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

신소재 '폴리이미드'

플렉시블 디스플레이의 소재는 바로 '폴리이미드'라는 신소재인데요. 이에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

폴리이미드(Polyimide)는 고성능 엔지니어링 플라스틱 중 하나로, 열 저항성, 기계적 강도, 전기 절연성 및 화학 저항성을 가지고 있는 고분자 소재입니다. 이러한 특성들로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

 

먼저, 분자 구조부터 살펴보겠습니다.

폴리이미드의 화학구조. 네이버 화학백과

이미드 작용기는 두 개의 아실(acyl) 작용기가 질소 원자에 결합한 구조이다. 많은 경우 아민과 카복실산 무수물(carboxylic anhydride)기 간의 축합 반응을 통해 폴리이미드를 합성한 구조입니다.

아민(대한화학회)

*아민 : 아민은 암모니아(NH3)에서 하나 이상의 수소가 알킬 또는 방향족 고리로 치환된 작용기를 포함한 질소 유기 화합물이다.

*카복실산 : 카복실기(COOH)를 가지고 있는 유기 화합물을 말한다.

 

 

폴리이미드는 주로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. 열 저항성: 폴리이미드는 높은 온도에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 열 저항성을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 고온 환경에서 사용되는 부품 및 소재로 널리 활용됩니다.

2. 기계적 강도: 폴리이미드는 높은 인장 강도와 내구성을 가지고 있어서 강성한 기계적 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

3. 전기 절연성: 폴리이미드는 우수한 전기 절연성을 가지고 있어서 전기 및 전자 부품의 절연체로 사용될 수 있습니다.

4. 화학 저항성: 폴리이미드는 다양한 화학 물질에 대한 저항성을 가지고 있어서 화학적으로 극한 조건에서도 안정성을 유지할 수 있습니다.

5. 가용성: 폴리이미드는 다양한 형태로 제조되어 다양한 용도에 적용될 수 있습니다. 필름, 시트, 섬유 등 다양한 형태로 사용됩니다.

 

폴리이미드의 응용 분야로는 항공우주 산업에서 열 저항성이나 내화 능력을 활용한 부품 제작, 전자 제품에서의 절연체 및 기체 밀폐체, 의료 분야에서의 생체 내 호환성을 갖는 재료 등이 있습니다. 또한, 화재로부터 보호하기 위해 열 절연재로 사용되기도 합니다.

 

참고) 폴리이미드의 역사

1. 초기 연구와 개발 (1950년대-1960년대): 폴리이미드는 1950년대 후반부터 1960년대 초반에 처음으로 연구되기 시작했습니다. 초기에는 액리딕노니트릴과 다이아민을 반응시키는 방식으로 합성되었습니다. 이 과정에서 온도 내구성과 화학 저항성을 갖는 고분자 소재를 개발하려는 노력이 시작되었습니다.

2. 폴리이미드 소재의 상용화 (1970년대-1980년대): 1970년대부터 폴리이미드 소재가 상용화되기 시작했습니다. 폴리이미드의 열 저항성과 기계적 강도 등의 특성으로 인해 항공우주 분야와 미군의 요구에 부합하는 소재로 사용되었습니다. 폴리이미드의 화학 저항성과 전기 절연성은 전자 제품 및 고온 환경에서의 응용에도 적합함을 보여주었습니다.

3. 다양한 응용 분야로 확장 (1990년대-현재): 1990년대 이후로 폴리이미드는 다양한 분야에서 활용되기 시작했습니다. 전자 제품, 의료 기기, 자동차 부품, 항공우주 산업, 산업 장비 등 다양한 분야에서 폴리이미드 소재의 사용이 확대되었습니다. 높은 열 저항성, 기계적 강도, 전기 절연성 및 화학 저항성이 요구되는 상황에서 폴리이미드의 사용이 늘어났습니다.

4. 연구 및 혁신 (현재): 현재에도 폴리이미드와 관련된 연구 및 혁신이 계속되고 있습니다. 소재의 성능 향상, 생산 기술의 발전, 친환경적인 제조 과정의 개발 등이 폴리이미드 관련 분야에서 활발히 이루어지고 있습니다.

 

지금까지 폴리이미드에 대한 설명이었습니다. 감사합니다.