대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 전기적 특성을 유지하는 고신축 섬유를 개발했다. 웨어러블 디바이스나 생체센서 등 다양한 분야에 응용 가능할 것으로 기대된다.
DGIST는 최창순 스마트섬유융합연구실 선임연구원팀이 최대 16배 늘어나면서 동시에 전기적 특성을 유지하는 고탄성 다기능 섬유(슈퍼코일섬유)를 개발, 네이처의 자매지 '네이처 커뮤니케이션스'에 연구결과를 게재했다고 18일 밝혔다.
연구팀은 DNA구조에서 영감을 받아 이를 모방한 섬유를 만드는데 초점을 뒀다. 탄소나노튜브로 둘러싼 스판덱스 섬유를 꼬아서 슈퍼코일 구조를 구현했다. 길이 방향으로 최대 16배까지 늘어나지만 전기전도도 저하는 발생하지 않는다.
기존 스판덱스 섬유와 달리 섬유를 꼬아서 만들었기 때문에 전화기 선처럼 원래 길이보다 늘어나는 특성이 있다. 고신축성이 필요한 신호전송용 케이블뿐만 아니라 로봇팔과 로봇외골격, 고도의 유연성이 필요한 전자회로 등 다양한 산업분야에 적용할 수 있다.
새로운 축전지 개발도 가능하다. 연구팀은 슈퍼코일섬유를 활용해 높은 정전용량값을 가지면서 에너지 저장용량을 11배까지 늘릴 수 있는 고탄성 웨어러블 슈퍼커패시터를 구현하는 실험에 성공했다. 향후 고성능 배터리 상용화에도 기여할 전망이다.
최창순 선임연구원은 “이번 연구를 통해 섬유전극의 초·고신축성을 확보하고, 기존 기술의 한계였던 전기적 특성 저하를 최소화했다”면서 “슈퍼코일섬유에 다른 기능을 부여할 수 있는 연구를 추가적으로 진행해 웨어러블 디바이스 분야에서 슈퍼코일섬유가 효과적이고 적용될 수 있도록 하겠다”고 말했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
