실크에 그래핀 입혀 전자섬유 값싸게 만든다

인천대·인하대 연구팀 "입는 전자기기에 활용"

실크에 그래핀을 입혀 전자섬유를 저렴하게 제작할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 인천대 김병훈·인하대 진형준 교수 연구팀이 비싼 접착제 없이산화그래핀(흑연 한 층으로 된 2차원 물질인 그래핀을 산화시킨 상태)을 실크로 코팅해 웨어러블 전자기기에 쓸 수 있는 전자섬유를 개발했다고 12일 밝혔다.

전자섬유는 생체 정보를 측정하는 바이오 셔츠, 신형 전투복 등 의료·스포츠·국방 등 다양한 분야 입는 전자기기에 활용된다.

전자섬유 제작을 위해 나일론에 'BSA' 접착제를 이용해 산화 그래핀을 코팅하는방식이 쓰이고 있지만, BSA의 가격이 너무 비싸고 접착을 위해 복잡한 공정을 거쳐야 하는 문제가 있었다.

연구팀은 누에나 거미 등 곤충에서 얻을 수 있는 천연 소재인 실크를 이용해 전자섬유를 제작했다.

실크는 수소 결합을 할 수 있는 친수성(親水性)과 소수성(疎水性·물을 밀어내는 부분)을 모두 갖고 있어 BSA 같은 접착제 없이도 산화그래핀과 강하게 상호작용할 수 있다.

산화그래핀이 전도성을 갖게 하려면 열을 가해 환원시켜야 하는데, 실크는 고온에서도 안정적이어서 쉽게 환원이 가능하다.

연구팀은 실크를 산화그래핀 수용액에 담그고 말리는 과정을 수차례 반복해 매개체 없이도 산화그래핀을 코팅하는 데 성공했다.

실크를 입힌 전자섬유의 전기 전도도는 10지멘스(S)/cm로 기존 BSA를 이용한 전자섬유와 비슷한 수준의 전기 전도성을 보였으며, 구부림이나 세탁에 의한 변형이일어나지 않았다.

김병훈 교수는 "휘어지는 휴대용 디스플레이, 입을 수 있는 전자기기, 유해물질·미세먼지 센서 개발에 기여할 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구)의 지원을받았다. 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 지난달 29일자에 실렸다.

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