60% 늘어나도 정상작동 투명 은나노선 발열장치 개발

서울대 고승환 교수 "차세대 착용형 온열기기 개발에 기여"

국내 연구진이 망(네트워크) 구조의 은(Au) 나노선(NW)을 이용해 60%까지 잡아늘여도 정상적으로 작동하는 투명 은나노선 히터를개발했다.

서울대 기계항공공학부 고승환 교수와 홍석준 박사후연구원, 이하범 박사과정연구원, 버클리 캘리포니아대 여준엽 박사후연구원팀은 26일 네트워크 형태의 은 나노선을 신축성이 좋은 투명 고분자 물질과 결합시켜 최고 100℃ 이상 열을 낼 수 있는 발열장치를 개발했다고 밝혔다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 재료분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials, 7월 14일자) 온라인판에 게재됐다.

발열장치는 센서나 디스플레이 같은 소자의 구동에 이용되고 특히 신축성이 있는 투명히터는 온열치료장치나 차세대 웨어러블(착용형) 소자 개발에도 중요하기 때문에 활발히 연구되고 있다.

연구진은 이 연구에서 에탄올 용액 속에 퍼져 있는 은 나노선을 필터로 여과해균일한 네트워크 형태의 은 나노선을 만든 다음 이를 투명하고 탄성이 우수한 고분자인 폴리디메틸실록산(PDMS)에 결합시켜 신축성 나노선 히터를 개발했다.

이 나노선 히터는 늘어남, 압축, 비틀림 등 변형을 가했을 때 신체에서 일어날수 있는 최대 인장 강도인 60%만큼 늘어나도 손상 없이 작동하고, 직접 신체 부위에붙여 시행한 실험에서도 우수한 성능이 확인됐다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 이 은 나노선 히터는 은 나노선 네트워크가 기판 고분자에 반쯤 묻힌독특한 구조로 전기적, 기계적 안정성이 높고, 레이저로 은 나노선 네트워크를 필요한 부분만 남기고 제거할 수 있어 좁은 부위를 선택적으로 가열하는 온열치료용 의료기기 제작에도 응용할 수 있다고 설명했다.

고승환 교수는 "기존의 유연한 투명 히터는 단순히 굽히는 인장 변형을 견딜 수있었지만 이번에 개발된 히터는 투명하고 신체에서 일어날 수 있는 최대 인장 변형하에서도 작동할 수 있다는 데 의의가 있다"며 "차세대 착용형 기기 및 개인 열관리분야에 사용될 기술로 기대된다"고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>