인천대·인하대 연구팀, 실크 활용 전자섬유 제조 기술 개발···"싸고 빠르게 제작"

실크와 산화 그래핀 사이의 수소 결합 상호작용을 통한 코팅 사진. 그림 a와 b는 각각 산화 그래핀과 실크 피브로인의 구조로 이들 작용기 사이에 그림 c와 같이 아무런 매개체 없이 서로 상호작용이 가능하기 때문에 산화 그래핀을 쉽게 코팅을 할 수 있다. <자료=연구재단 제공>
실크와 산화 그래핀 사이의 수소 결합 상호작용을 통한 코팅 사진. 그림 a와 b는 각각 산화 그래핀과 실크 피브로인의 구조로 이들 작용기 사이에 그림 c와 같이 아무런 매개체 없이 서로 상호작용이 가능하기 때문에 산화 그래핀을 쉽게 코팅을 할 수 있다. <자료=연구재단 제공>
국내 연구진이 실크에 그래핀을 입혀 전자섬유를 제작하는 기술을 개발했다. 

한국연구재단(이사장 조무제)은 김병훈 인천대 교수, 진형준 인하대 교수 연구팀이 비싼 접착제 없이 산화 그래핀(탄소를 질산과 황산으로 산화시켜 만든 물질)을 실크로 코팅해 웨어러블 전자기기에 쓸 수 있는 전자섬유를 개발했다고 12일 밝혔다. 

전자섬유는 생체 정보를 측정하는 바이오 셔츠, 신형 전투복, 입는 컴퓨터 등에 다양하게 활용되고 있지만 제조비용과 복잡한 공정으로 상용화에 어려움이 따르고 있다. 

연구팀은 수소 결합이 쉽고 고온에 강한 실크를 이용해 전자섬유를 제작했다. 실크를 산화 그래핀 수용액에 담그고 말리는 과정을 반복해 고가의 접착제 등 매개체 없이 그래핀 산화물을 코팅했다. 또 전자섬유로 환원할 때 열을 이용해 기존보다 빠르게 제작할 수 있도록 했다. 

실크를 사용한 전자 섬유는 기존의 전자 섬유와 같은 약 10지멘스(S)/cm의 전기 전도성을 보였다. 세탁이나 구부림에도 크게 변화하지 않았다. 기존보다 더 싸고 빠르게 제작하면서도 동일한 기능을 가진 전자섬유를 만들 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 

김병훈 교수는 "실크를 사용해 더 빠르고 저렴하게 전자섬유를 제작할 수 있는 기술을 개발했다"며 "앞으로 휘어지는 휴대용 디스플레이, 입을 수 있는 전자기기, 유해물질 및 미세먼지 센서 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다. 

이번 연구는 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구)의 지원을 받았다. 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 지난달 29일자에 실렸다. 

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